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5.1 土壤酸碱性的改良学案
学习目标：
1．了解土壤的酸碱性。
2．了解土壤酸碱化的原因及常见的土壤酸碱性的改良的方法。
3. 会测定土壤的酸碱度，知道改良酸性土壤和碱性土壤的一般方法
情感目标：
通过了解土壤酸碱性的改良，激发学习兴趣，培养热爱科学、敢于创新的优良品质。
学习重点难点：土壤的酸碱性；土壤酸碱性的改良的方法。
学习过程：
1.土壤pH值的概念
土壤pH 是指：土壤溶液中，[H ]浓度的负对数，即 pH＝－log[H]
由于22℃ ，纯水解离出的 [H ]＝[OH]＝10克离子/升，pH＝7定为中性。
我国地域辽阔，各种土壤均有，土壤学必须对酸碱性进行分级：
pH < 4.5 4.5~5.5 5.5~ 6.0 6.0~6.5 6.5~7.0 7.0~7.5 7.5~8.5 8.5~9.5 >9.5
极强酸 强酸 酸性 弱酸 中性 弱碱 碱性 强碱 极强碱
我国土壤多介于4.5~8.5 之间，大致长江以北（北纬33度）为中性～碱性土壤，以南为酸性～强酸性土壤。
2.土壤酸碱性的产生原因
2.1生物的作用
（1）生物的呼吸作用产生H+ 使土壤变酸；
（2）微生物分解残体解离出H+使土壤变酸；
（3）草本植物富积盐基（Ca K Mg ）于土壤中，土壤胶体为盐基所饱和，胶体水解时，产生OH— ，使土壤溶液变碱；
（4）森林植被（特别是针叶林）凋落物含盐基少，含树脂、单宁较多，分解后产生有机酸，使土壤变酸。
2.2气候的作用：
高温多雨，矿物强烈分解，盐基大量释放并遭到淋失，Al移动性低在土壤中富积起来，Al水解时，产生H+，在环境中积累大量H+，形成强酸性土壤；干旱少雨，矿物分解释放的盐基不能淋失溢出土体，土壤胶体为盐基所饱和，水解后，形成碱性土。
2.3母质的作用
母质含盐基少，在生物、气候的作用下，易向酸性土发展；母质含CaCO3多，易形成中性～微碱性土；母质含Na2CO3多，易形成碱性～强碱性土：
2.4施肥的作用
长期施用硫酸铵、过磷酸钙等酸性肥料，使土壤变酸；长期施用草木灰、钙镁磷肥等碱性肥料，使土壤变碱。
2.5灌溉水的作用
灌溉水来自酸性地区，水质pH值低，长期用这种水灌溉，使土壤变酸；灌溉水来自碱性地区，水质pH值高，长期用这种水灌溉，使土壤变碱。
此外，使土壤变酸、变碱的原因还有很多，如云南松林的根系可分泌有机酸，也可使土壤变酸，这里，就不一一阐述了。
3.土壤酸度类型
当土壤PH值低于7时，土壤呈酸性反应，酸性反应的强弱程度称为土壤酸度。土壤酸度根据H 和Al 存在方式的不同分为活性酸度和潜在酸度两种。
3.1活性酸度
指土壤溶液中游离态的H+浓度所表现的酸度。
它包括：土壤中的无机酸、水溶性有机酸、水溶性铝盐等解离出的所有活性H+总和。
测定时，用水浸提，电位计测定，计为 PHH2O。
意义：表示土壤酸的强度概念，其数值的大小，对土壤微生物、作物根系的生长有着深刻的影响，同时，也影响土壤中养分的存在方式和有效性。
3.2潜在酸度
指土壤胶体上吸附态的H 和AL所能表现的酸度。
注意：H、AL处于吸附态时，不显酸性，不会使土壤溶液的pH下降；解吸后，进入溶液才显酸性，使pH值大幅度下降。
类型：潜在酸根据测定时，所用交换剂的不同，又分为：代换酸度 和水解酸度两类。
3.2.1代换酸度
用过量的强酸强碱盐溶液（NaCL、KCL）作用于土壤，盐中的金属离子所代换出的H、Al 所表现的酸度称为代换酸度。
反应特点：（1）反应过程中，产生的HCL浓度与代换出的H、AL浓度相当，测定HCl的量，即为代换酸度，以Hm.e/100g土表示，若用电位计测定，计为PHKCL
（2）反应产物HCl解离度大，溶液中H 浓度高，形成可逆反应，胶体上的H和Al不能全部代换出来，即：代换酸只能表达部分潜在酸；
（3）代换酸的测定中，包含着活性酸，PHKCL< PHH2O ，其值本身是一种容量指标。
3.2.2水解酸度
用弱酸强碱盐溶液作用于土壤，盐中 的金属离子所代换出的H和AL所表现的酸度称为水解酸度。
反应特点：（1）反应过程中 ，产生的CH3COOH的量与代换出的H和Al的量相当，测定醋酸的量即为水解酸度，即为Hm.e/100g 土，若用电位计测定，计为 PHCH3COONa
（2）反应产物为水和氢氧化铝，解离度低，不能形成可逆反应，胶体上的H和Al代换较为完全，即水解酸表达了全部潜在酸。
（3）水解酸的测定中 ，包含了代换酸和活性酸，PHCH3COONa3.3活性酸与潜在酸的关系：
（1）是同一平衡体系中，两种不同的酸度形态，可以互相转化；
（2）活性酸是土壤酸的强度指标，表示土壤酸的外在的、活跃的形态，其值大小容易变化；
（3）潜在酸是土壤酸的容量指标，表示土壤酸的内在的、稳定的形态，其值大小不易发生变化；
（4）潜在酸往往比活性酸大，一般要大几千～几万倍，所以，生产中，酸土改良较难进行。
4.土壤碱度
当土壤pH值高于 7 时，土壤呈碱性反应，其碱性反应的强弱程度称为土壤碱度。土壤呈碱性反应主要有三个原因：
（1）土壤中有丰富的盐基，使土壤呈中性～微碱性反应：
（2）土壤中有较丰富的CaCO3 ，使土壤呈中性～微碱性反应：
（3）土壤中有较多的Na2CO3 ，使土壤呈碱~强碱性反应：
土壤碱度直接用土壤溶液的pH值衡量，也可用土壤中Na2CO3 的含量衡量，还可用Na饱和度衡量（土壤中OH 不被胶体所吸附，所以，土壤中没有潜在碱度的概念）。
5.影响土壤酸碱性的因素
土壤酸碱性是随着土壤的形成而产生的，所以，成土5 因素都影响土壤的酸碱性，归纳起来：
（1）气候：高温多雨，盐基淋失强烈，易形成酸性土；干旱少雨，盐基不易溢出土体，易形成中性～碱性土。
（2）生物：草本植物富积盐基能力强，易发育成 中性～碱性土；森林植被富积盐基能力弱，凋落物易产生有机酸，易发育成酸性土。
（3）母质：母质含盐基少，易发育形成酸性土；母质含盐基丰富，可控制土壤呈中性～碱性土。
（4）地形：土壤处于易遭冲刷的地形，盐基淋失多，易向酸性土发展；土壤处于易积水的地形，有利于接纳盐基，易发育成 中性～碱性土。（复盐基作用）
（5）时间：成土时间短，盐基淋失少，易形成中～微碱性土壤；成土时间长，盐基淋失多，易发育成酸性土。
此外，人为施肥、灌水、环境污染（酸雨）等都影响土壤的酸碱发展。
6. 土壤酸碱性的改良
调节pH的目的：将强酸性土或强碱性土调至微酸或微碱性，以有利于提高养分有效性，有利于土壤微生物和作物的生长。
调节方法：
强酸土：施用石灰及配合施用碱性肥料
石灰施用量：1、可以以土壤水解酸量为计算基础确定：
石灰施用量＝土壤重量×水解酸量×换算系数
常用公式： 石灰施用量（Kg/亩）＝667×0.15×水解酸量（m.e/100g土）×10×56/2×10 ×0.5
2、可以用试验方法确定：
将待改良的土壤划出5平方米，每平方米分别施入10克、20克、30克、40克、50克石灰，一年后，分别测定土壤PH，以调节到6.5 左右的为最佳施用量，再乘以667 为每亩用量。
强碱土：可施用石膏、硫磺、明矾及配合施用酸性肥料（硫铵、氯化铵、过磷酸钙等）。注意：施用石灰、或者石膏后，可激活土壤微生物，加速有机质的分解，导致土壤板结。
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