土壤学复习资料(1)-类似专业考试题

4.不同的粘粒矿物对负吸附的影响也不同，他们递减的次序为：蒙脱石 ＞ 伊利石 ＞ 高岭石 带负电荷愈多的土壤胶体，对阴离子的排斥作用愈强，负吸附作用愈明显。

(三）阴离子专性吸附：阴离子专性吸附是指阴离子进入粘土矿物或氧化物表面的金属原子的配位壳中，与配位壳中的羟基或水合基重新配位，并直接通过共价键或配位键结合在固体的表面。这种吸附发生在胶体双电层的内层，也称为配位体交换吸附。

产生专性吸附的阴离子有F-离子以及磷酸根、硫酸根、钼酸根、砷酸根等含氧酸根离子 土壤对阴离子吸收阴离子吸附的特点：

1.阴离子交换吸收作用也服从质量作用定律，但不具有明显的当量关系。磷酸盐的偏离程度最大。 2.阴离子吸附量随pH变化较大：一般土壤pH升高，吸附量降低，到一定值时，出现负吸附。吸附作用很弱或进行负吸附的阴离子：Cl-、NO3-。

3.土壤中氧化铁、氧化铝含量较高时能较明显地吸附Cl-和NO3-，且吸附量随浓度增高而增加。

被吸附的Cl-、NO3-很容易解吸，因此，很容易被淋冼流失。这是一些地区土壤中NO3-淋失污染地下水的主要原因。

第六节土壤的离子交换与土壤性质 土壤的吸收性能与土壤肥力状况： （一) 对土壤养分状况的影响

1.对土壤保肥性影响（依赖于阳离交换量—总量） 2.影响土壤的供肥力（依赖于各养分饱和度） 3.交换性阳离子组成对植物营养的影响

土壤胶体上钠离子饱和度高，抑制和威胁作物生长。

（二）影响土壤酸碱度：土壤酸碱性依赖于盐基饱和度交换性阳离子类型 （三）影响土壤缓冲性

（四）影响土壤的物理性质：阳离子类型决定着胶体的分散性和凝聚性，从而影响土壤结构性、粘结粘着性。 代换性阳离子类型不同，对土壤胶体状态和土壤性质影响不同：

1.吸附多价重金属离子的土壤胶粒，负电荷数量明显减少，分散度和絮凝的不可逆性都减小。土壤胶体的亲水性与胀缩性变弱。（工程上适合的材料状态）

2吸附的钙质土壤胶体，有较好的水稳性结构与微结构。良好的透水性，膨胀与收缩性小，持水适中，水分有效性高。钙质土壤胶体为弱碱性反应。（农业上好状态）酸性土壤使用石灰的道理也就在这里。

3.吸附氢质胶体，易使胶体晶架结构破坏，分解成氧化物。环境呈现酸性反应。对土壤胀缩性影响与钙类同。微生物活性受到抑制，土壤肥力水平低

4.吸附的锂、钾胶体胶粒电荷与分散度高。胶体的亲水性、胀缩性加大对土壤无效的束缚水增大，环境显碱性反应。钠质土壤胀缩性很强，透水性极差，渗透系数极低，持水量大，有机物质溶解度高，湿时有可塑性与粘结性，干时强烈收缩而坚硬。钠饱和土壤毛管水移动很慢。 第五章 土壤酸碱性

（一）土壤酸性的形成因素：

1．气候因素：高温高湿气候条件加速了矿物和岩石的风化作用和盐基离子强烈的淋溶作用。

2．生物因素：（1）生物的呼吸作用：土壤中微生物、植物根系和动物生命活动释放大量的CO2，溶于水后形成碳酸，对土壤酸度发展有重要影响。

（2）土壤中一些专性微生物作用：硫化细菌、硝化细菌可将土壤中硫和氮分别氧化成硫酸和硝酸，

增强了土壤酸度

（3）植被影响：针叶林有机物分解产生酸性，真菌活动强烈的森林土壤中，形成大量黄腐酸，土壤

pH值很低。

3．施肥和灌溉的影响：长期使用生理酸性肥料（硫酸铵、氯化铵、氯化钾等，又增加土壤酸的效果。灌溉对土壤酸的影响主要取决于水质。 4.环境影响；主要是酸雨作用 （二）土壤酸化的机理 1.氢离子的来源

（1）水的解离： HOH? H++OH- 土壤胶体对氢离子吸附使得水的电离平衡被破坏。 （2）碳酸解离： H2CO3 ?H++HCO3-（3）有机酸的解离： 有机酸→ H++R-COO-

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（4）酸雨：干沉降和湿沉降—酸雨（5）其它无机酸 :施入土壤中生理酸性肥料产生的无机酸

2.土壤中铝的活化：当土壤胶体上交换性氢离子饱和度达到一定程度时，晶架结构解体，八面体中解体，铝离子释放出来成为活性铝，被胶体吸附称为潜性酸。

(一）土壤活性酸度(soil active acidity)土壤溶液中的氢离子浓度。用pH表示,测定时的水土比为1：1浸提测定溶液中氢离子浓度，所以，也有人表示为pHH2O.

(二）土壤潜性酸度（soil potential acidity)指由土壤胶体上吸附的氢离子、铝离子和羟基离子所可能产生的酸度。

潜性酸度作用机理：1.土壤胶体上氢离子的解离：2.胶体上氢离子被其它阳离子代换到溶液中

3.土壤胶体上铝离子作用，土壤中交换性铝离子才是土壤潜性酸的主要贡献者。在南方红壤土壤中占到90%以上。 潜性酸度主要用途在于：进行酸性土壤改良时进行石灰需要量的估算的重要参数。因为两个pH值相同，但质地差异较大的酸性土壤，其潜性酸度差异很大，单凭pH不能估测改良它们的酸性所需石灰量。必须以交换性酸度或水解性酸度为依据进行估算。

交换性酸度和水解性酸度是表示土壤酸度的容量指标的不同指标，没有实质上区别。

1.土壤总酸度（soil total acidity)： 活性酸和潜酸的总和，称为土壤总酸度。由于它通常是用滴定法测定的，故又称之为土壤的滴定酸度。它是土壤的酸度的容量指标。它与pH值在意义上是不同的。 活性酸是土壤酸度的起源，代表土壤酸度的强度；潜在酸是土壤酸度的主体，代表土壤酸度的容量。

2. 活性酸与潜性酸的关系：土壤活性酸和潜性酸是属于一个平衡系统中的两种酸，它们能相互转化。当土壤溶液浓度和组成发生改变时，活性酸可由于H+被土壤胶体吸附成为潜性酸。潜性酸也可以由于胶体吸附的H+、Al3+被交换进入土壤溶液而变成活性酸。土壤潜性酸要比活性酸多得多，相差3~4个数量级。 土壤碱度形成的环境因素：

1.气候因素：干旱半干旱气候带，其大气降水量远远低于蒸发量，岩石、矿物的风化释放出来的碱金属和碱土金属的简单盐类，不能彻底地淋出土体。而大量的积聚于土壤和地下水中。这些简单的盐类大部分是碳酸盐和重碳酸盐。这些盐类水解可以产生碱。

2.生物因素： 主要是由于高等植物的选择性吸收作用产生的。生理碱性肥料如NaNO3，KNO3，Ca(NO3)2等。天然植被类型（其中草原、荒漠草原、荒漠植被）对碱性土壤形成有基极作用。

3.土壤母质因素：（1）基性岩（SiO2在45~52%，辉长岩、玄武岩)、超基性岩(SiO2<45% ,辉岩、橄榄岩)风化产生的盐基离子致碱（2）沿海滩涂淤泥中富含盐基，呈碱性反应（3）母质中硫酸盐在嫌气条件下，产生碱。 （二）碱度的形成机理：

1.盐基离子的交换与水解2、碳酸钙水解3.碳酸钠的水解：碳酸钠在水中水解，使土壤呈强碱性反应。4.中性盐在嫌气条件下的还原

土壤碱度的表示：（一）液相指标 1.pH值、

2.总碱度（ Alkalinity）: 总碱度是指土壤溶液或灌溉水中碳酸盐和重碳酸盐总量 ；总碱度=CO32-+HCO3-（cmol/kg土) （二）固相指标

1.碱化度（钠碱化度；ESP-exchangeable sodium percentage）概念： 碱化度是指土壤胶体吸附的交换性钠离子占阳离子交换量的百分率。

2.钠吸附比（SAR-Sodium adsorption ratio）

3.钠交换比（ESR-exchangeable sodium ratio）：溶液中交换性Na+与交换性Ca2+、Mg2+浓度之和的比值。 影响土壤酸碱度的因素：

（一）土壤胶体的极限pH值：概念：当土壤胶体上吸附的阳离子全部为致酸离子（H+和Al3+）时，称为―盐基完全不饱和状态‖。此时土壤pH值称为极限pH。

土壤极限pH依赖于胶体负电荷数量，净负电荷数量愈大，极限pH愈低，酸量愈大。

(二）土壤胶体的酸基解离常数对pH影响：致酸离子解离度的大小的排列顺序：有机胶体 ＞蒙脱石 ＞含水云母和拜来石 ＞高岭石 ＞含水氧化铁、铝 （三）代换性阳离子组成对土壤pH影响

代换性氢铝---容易被酸化 （亚热带、热带红壤、砖红壤土壤）

代换性钾、钠、铵--使土壤碱化（大量的龟裂土、碱土、栗钙土、苏打盐土，pH在9~9.5） 代换性钙、镁---弱碱性 （黑钙土、草甸土、灰钙土石灰性母质发育的土壤）

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（四）.盐基饱和度与pH

土壤胶体阳离子组成和盐基饱和度对pH影响

（五）土壤中CO2偏压对pH影响：风干土的pH比田间湿土高根际CO2浓度大，局部pH低，有利于根系对微量元素的吸收

（六）土壤中水分含量对pH影响：水分影响机理：1.影响了各种离子在固相和液相之间的分配 2.影响碳酸盐的溶解度和解离3.影响胶体上吸附型离子解离度

基本规律：土壤的pH值随土壤含水量增加有上升的趋势。因此，在测定土壤pH值时,应注意土水比。土水比愈大，所测得的pH值愈大。

（七）土壤氧化还原电位对pH影响： 二.土壤缓冲性的概念：

狭义：把少量的酸或碱加入到到土壤里，其pH值的变化却不大，这种对酸碱变化的抵抗能力，叫做土壤的缓冲性能或缓冲作用。

广义：土壤是一个巨大的缓冲体系，对营养元素、污染物质、氧化还原等同样具有缓冲性，具有抗衡外界环境变化的能力。

土壤缓冲性的机理：

一）土壤溶液中的弱酸及其盐类的存在

土壤溶液中含有碳酸、硅酸、腐殖酸以及其它有机酸等弱酸及其盐类。在土壤溶液中构成了缓冲体系对。 （二）土壤胶体的阳离子交换作用

1.对酸的缓冲 2.对碱的缓冲

土壤阳离子交换量愈大，缓冲能力愈大；盐基饱和度愈高，对酸的缓冲能力强；盐基不饱和度愈高，对间的缓冲能力愈强。

(三）酸性土壤中活性铝离子或交换性铝离子对碱的缓冲作用（条件：pH<5) 四.土壤缓冲性的容量

（一）概念：指土壤溶液改变一个单位pH值所需要的酸或碱的量。 （二）意义：是表示土壤缓冲能力强弱指标。常以测定缓冲曲线形式表示。 （三）影响土壤缓冲能力的因素：

1.土壤胶体类型与交换量：有机胶体>无机胶体；蒙脱石>伊利石>高岭石>含水氧化铁、铝 粘土>壤土>砂土

2.盐基饱和度：在交换量相同情况下，盐基饱和度高，对酸缓冲能力强；盐基不饱和度高，对碱的缓冲能力强。土壤中广泛分布的碳酸盐类物质，铁、铝、钙的磷酸盐，铁、铝、锰的氧化物毒具有抗酸化的能力 （四）确定缓冲容量实际意义

1.在评价灌溉土壤和灌溉水质量时，必须考虑土壤的缓冲性。碱性水灌溉土壤的后果取决于土壤中石膏含量多少。无石膏的土壤在弱碱性水灌溉时，很快被碱化。

2.土壤的缓冲性高时，缓冲性引起了―抗拒‖化学改良（施石灰施石膏)土壤的不良作用，必须加大使用量。 一.土壤酸度的调节

土壤酸度通常以施用石灰或石灰粉来调节。

石灰可分为： 生灰石（CaO）熟石灰[Ca(OH)2石灰石粉【CaCO3】 石灰对土壤影响

1.物理的影响：在酸性土壤中加任何形态的石灰，对形成良好的团粒结构有促进作用。 2.化学影响：1.氢离子浓度将减低。2.羟基离子浓度将增加

3.铁、铝、锰的溶解度将降低,降低了对植物的毒性。4.磷酸盐和钼酸盐的有效性将增加5.交换性钙

和镁将增加6.盐基饱和度增加

3.生物影响：刺激了异样型微生物活性，促进了腐殖质形成；对深根性作物，特别是豆科作物的刺激意义更大。 产生的问题：1.导致有效铁、锰、铜或锌的缺乏。2.磷酸盐的有效性降低

3.阻碍了对硼的吸收和利用4.pH强烈改变导致毒害增强。

石灰需要量概念：把酸性土壤调节到要求的pH范围所需要的石灰用量，称为石灰需要量

石灰需要量＝土壤体积×容重×CEC×（1-盐基饱和度）（me) =面积（么）×土层厚度×土壤容重×CEC× 盐基不饱和度×1/1000 × CaO/2(克/么） 决定石灰需要量的不是活性酸度，而是潜性酸度。

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影响石灰用量因素有：（1）土壤潜性酸和pH值、有机质含量、盐基饱和度、土壤质地等土壤性质；土壤潜性酸度是石灰需要量主要依据。质地和有机质指示土壤的吸附量和缓冲量。缓冲量愈大。石灰需要量大。（2）作物对酸碱度的适应性；（3）石灰的种类和施用方法等。特别是石灰细度很重要。 较细的石灰粒度中和酸度效果最好，较粗的石灰粒度作用慢，留在土壤中时间长，效果可延续若干年。要求最好通过100目筛孔为好。 二.土壤碱度调节

必要性：土壤碱度调节是某些作物*杜鹃花类）生理需要，防止病害的需要，特别是马铃薯疮痂病，植物营养调控的需要，碱性和石灰性土壤年增加酸度可以提高铁、锰和锌的有效性。

调控措施：1.施用酸性物质：把酸性物质与土壤混合以降低土壤pH，如果腐叶、松针叶、树皮、木屑和沼泽泥炭等，经过堆腐可以应用。

2.施用化学物质：杜鹃花属等植物及需要大量的铁其他植物，如蓝草莓和红草莓等。常使用硫酸亚铁，通过水解作用形成硫酸，降低土壤pH。

3.使用硫磺粉，净地土壤pH，它的作用比硫酸亚铁大4~5倍。硫磺价格低廉，适宜推广应用。使用量因质地而异。 除此，使用石膏也是改良碱土的措施。 3. 南酸北碱的道理是什么？

4. 交换性Al3＋是南方土壤酸化的主要原因，为什么? 5. 交换性Na＋是北方土壤碱化的重要原因，为什么？ 第六章 （一）孔隙度

1.土壤颗粒密度(soil particle density)（ρs)（PD）概念：单位容积固体土粒(不包括粒间孔隙的容积)的质量称为土壤密度。（克/厘米3）

2.土壤比重（真比重）（soil specific gravity）：单位容积固体土粒的质量与4℃时同体积水重之比。已知4℃时水的密度为1。所以，土壤比重和颗粒密度大小相等，区别在于颗粒密度有量纲，而比重没有量纲。 影响土壤比重的因素：土壤比重仅仅取决于土壤固相颗粒的物质组成。

土壤比重值： 绝大多数矿物的比重为2.60~2.70之间，对于矿质土壤而言，经常取其中间值2.65作为土壤比重近视值。

土壤比重与质地关系：砂质土壤比重值与石英接近，而粘质土壤含铁、镁矿物较多，比重一般较大。 有机质含量高的土壤比重小。所以，耕层土壤比重比底层土壤小。

（二）容重（假比重）bulk density(ρb）（BD）概念：田间自然垒结状态下单位容积土体（包括土粒和孔隙）的质量或重量(克/厘米3或吨/米3）。曾称土壤假比重（appare specific gravity） 。质量以105－110℃下烘干土计，也有人叫干容重。

湿容重(wet bulk density). ?t=Mt/Vt=Ms+Mw/(Vs+Vw+Va)也有文献叫土壤总容重(total bulk density).二者差别在于分子.一般情况下都是指干容重.

土壤干比容(dry specific volume) ?b=1/?b .容重的倒数,直观地反映土壤松紧度

土壤容重的影响因素：影响土壤比重的一切因子会影响到土壤容重,但在更大程度上,影响容重因子在于土壤松紧程度.土壤容重受到外界环境因素的影响。如降水以及一切人为活动（耕作、施肥、灌溉、等农业技术措施）。容重是土壤的一个动态性质。耕层以下相对稳定。

质地影响：砂土（1.2~1.8）>壤土>粘土（1.0~1.5） 土壤结构特征：团聚良好的土壤小于结构不良的土壤

土壤松紧程度：根孔、虫孔较多的容重较小。耕层小于底土。一般土壤耕层容重为1.0~1.4g/cm3.土壤容重一般是比重的一半左右。

容重的意义与作用：1.是土壤松紧程度的重要判据之一2.计算土壤重量（AFS—acre furrow slice)3.计算土壤个组分的数量4.计算土壤储水量和灌溉定额。5.计算土壤孔隙度 土壤容重的测量技术（测定必须用原状土样）

(1)环刀法:进行田间原状土壤测定。由Coile于1936年首先提出的。 (2)蜡封法(结构体容重测定和易破裂和形状不规则的坚硬土壤) (3)土木工程上采用灌水法和灌砂法等,适于测定砂质土壤. (4) 湿容重用中子仪和γ射线仪测定（Beer定律）

（三）土壤孔度（soil porosity）（f）概念：土壤孔隙容积占土壤总容积的百分数 (1)土壤孔度不涉及孔隙的质量？

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