第五章2土壤酸碱性和氧化还原反应课件.pptVIP

土壤酸碱性对作物生长的影响 土壤酸碱性的调节 土壤酸碱性的调节(二） 土壤中氧化还原体系与通气性 土壤氧化还原作用及其对植物生长的影响 土壤氧化还原缓冲性 氧体系 氧体系的氧化反应为： O2 + 4e ====2H2O E0 = 1.23V 在25℃时，其Eh为： 如果土壤的pH值是7时，氧的标准电位为0.82V，氧的数量以大气压表示，这时氧的Eh为 Eh = 0.82 + 0.015log[O2] 当氧的分压为0.2时，Eh为0.81V，这就意味着一般土壤的Eh值不会超过810mv，这是土壤通气良好的情况下，最高的氧化电位。 氮体系 土壤中氮的存在形态有有机态和无机态两种，有机态占绝大部分。有机氮转化为无机氮是在微生物的控制下进行的。 硫体系 土壤中的SO42-还原为S2-或H2S时需要强烈的还原条件，在一般水田中的还原状况达不到，只有在微生物的活动下，能使土壤的Eh值降低至 - 0.1~-0.2V，因此在有机质较多的土壤中，这以反应能进行。相反从S2-氧化为SO42-，则在大多数通气良好的土壤中都能达到 有机体系 一般在有机质含量高的渍水土壤中还原性物质较多，如醋酸、丙酮酸、乳酸、甲酸、丁酸、瑚玻酸、苹果酸、酒石酸和二醇酸等。而在旱地有机质含量少的土壤中还原性物质较少。 土壤氧化还原体系的特点： ①土壤中氧化还原体系有无机体系和有机体系两类。 ②土壤中氧化还原反应虽有纯化学反应，但很大程度上是由生物参与的。 ③土壤是一个不均匀的多相体系，即使同一田块不同点位都有一定的变异，测Eh时，要选择代表性土样，最好多点测定求平均值。 ④土壤中氧化还原平衡经常变动，不同时间、空间，不同耕作管理措施等都会改变Eh值。严格地说，土壤氧化还原永远不可能达到真正的平衡。 2、电子活度负对数（Pe） Eh和pe的对比：（见本书 页） 3、Eh和pH的关系 式中m是参与反应的质子数，Eh随pH增加而降低。因此，同一氧化还原反应在碱性溶液中比在酸性溶液中容易进行。 图9－2 铁体系的Eh-pH稳定范围图 （一）土壤的氧化还原电位（soil redox potential) 氧化还原反应的电极反应可表示如下： 氧化态 ＋ ne ==== 还原态 氧化还原反应中的氧化态和还原态同时在电极上达到平衡，其平衡电位，称为氧化还原电位，通常以Eh表示。 二、土壤氧化还原指标 式中，Eh为氧化还原电位，E0为标准电位；方括号表示两种物质的活度。 对于一给定的氧化还原体系，由于E0和n为常数，所以氧化还原电位由氧化剂和还原剂的活度比所决定。氧化剂占的比值愈大，该体系的氧化强度就大，则Eh值就高。故也可以把Eh作为该体系的氧化强度的一个指标。 E0是氧化剂与还原剂的活度比为1时的Eh值，它也是一个强度指标，由该氧化还原体系的本性所决定。 1．微生物的活动 2．易分解有机的含量 在一定的通气条件下，土壤中的易分解的有机愈多，耗氧也愈多，其氧化还原电位就较低。 3．土壤中易氧化和还原的无机物的含量 土壤的氧化体和硝酸盐含量高时，可使Eh值下降得较慢。 4．植物根系的代谢作用 5．土壤的pH值 三、影响土壤氧还原的因素 通气良好的土壤表层Eh值较高，沿土壤剖面向下，Eh值逐渐降低，在地下水饱和的土层中Eh很低，有时呈负值， 旱地土壤与水田土壤的氧化还原状况差别很大。旱地土壤如排水条件良好，其Eh一般在200mV以上，多数变化于300—400mV和600—700mV之间。水田土壤的Eh往往低于200～300 mV，长期淹水的水稻土则可低于-100～100mV。 通常把Eh值300mV作为土壤氧化还原状况的分界线，Eh300mV时土壤呈氧化状态，300mV时的土壤呈还原状态．Eh值过高或过低都对植物生长不利。 当Eh750mV时，土壤中好气条件太强，有机质分解过旺，易造成养分的大量损失。而Fe、Mn完全以高价化合物的形式存在，溶解度极小，植物易造成缺Fe而发生“失绿病”，也会因缺Mn而发生“灰魔’、“白魔”病。在Eh值一100～+100mY范围内，硫酸盐首先还原成金属的硫化物，再形成硫化氢，导致土壤中硫酸盐损失。 第四节 土壤缓冲性 (soil buffering) 一、土壤缓冲性的概念 一、土壤缓冲性的概念及重要性 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。 狭义的土壤缓冲性是指土壤对少量的酸碱物质的抵抗能力 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