第五章 土壤酸碱性
(Chapter 5 acidity and salinity of soil )
中国土壤酸碱性分布规律
中 国 土 壤 的 酸 碱 性 反 应, 大 多 数 在
pH4.5~8.5之间 。 在地理分布上有, 东南酸
西北碱, 的规律性 。 大致可以长江为界 （ 北
纬 33~35?）, 长江以南的土壤为酸性或强酸
性, 长江以北的土壤多为中性或碱性 。 我国
土壤的酸碱性南北差异很大, 由南向北土壤
pH相差 7个数量级 。
如吉林, 内蒙古, 华北的碱土 pH值有的
高达 10.5,而台湾省的新八仙山和广东省丁
湖山, 五 指 山 的 黄 壤, pH 值 有 的 低 至
3.6~3.8。
第一节
土壤酸度
soil acidity
一,土壤酸的成因
（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
Roles of acid input,cation exchange,and leaching in soil acidification
（ 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-
（ 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,土壤酸度成因 Development of soil acidity
土壤 0.5hr 4hr 10hr 24hr
砖红壤
红壤（第四纪）
红壤（花岗岩）
黄壤
灰化土（黑龙江）
0.93
0.56
0.20
0.95
0.42
0.67
0.34
0.11
0.61
0.26
0.44
0.18
0.08
0.54
0.20
0.35
0.15
0.07
0.43
0.14
土壤中交换性 H/Al当量比随时间的变化
二,土壤酸度类型
土壤酸度的类型
土壤酸度
活性酸度（ soil active acidity)
潜性酸度 soil potential acidity
(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,
-（ X-y） H + yH+
胶体
胶体 -XH? 胶体
2.胶体上氢离子被其它阳离子代换到溶液中
胶体 -XH +Ca? -Ca -(x-2)H +2H+
二,土壤酸度类型
3.土壤胶体上铝离子作用
Al3++H2O?Al(OH)2++H+
Al(OH)2++ H2O?Al(OH)2++H+
Al(OH)2++H2O ?Al(OH)3↓+H+
土壤中羟基铝离子实际上还很复杂。 [Al6（ OH） 12]6+,
[Al10（ OH） 22]8+等等
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。
二,土壤酸度类型
二,土壤酸度类型
二,土壤酸度类型
三,土壤酸度的指标
（一）土壤酸度的强度指标（液相指标） ----pH值,
pH -The scientific definition is 'the negative logarithm of the
Hydrogen ion concentration
依据对植物的影响程度将土壤 pH分为以下等级
三,土壤酸度的指标
extremely acid < than 4.5 lemon=2.5; vinegar=3.0; stomach acid=2.0;
soda=2 - 4
very strongly acid 4.5 - 5.0 beer=4.5 - 5.0; tomatoes=4.5
strongly acid 5.1 - 5.5 carrots=5.0; asparagus=5.5; boric acid=5.2;
cabbage=5.3
moderately acid 5.6 - 6.0 potatoes=5.6
slightly acid 6.1 - 6.5 salmon=6.2; cow's milk=6.5
neutral 6.6 - 7.3 saliva=6.6 - 7.3; blood=7.3; shrimp=7.0
slightly alkaline 7.4 - 7.8 eggs=7.6 - 7.8
moderately alkaline 7.9 - 8.4 sea water=8.2; sodium bicarbonate=8.4
strongly alkaline 8.5 - 9.0 borax=9.0
very strongly alkaline > than 9.1 milk of magnesia=10.5,ammonia=11;
lime=12
Descriptive terms commonly associated with certain ranges in soil pH are
三,土壤酸度的指标
三,土壤酸度的指标
土壤 pH的测定
1.比色法：许多染料随着 pH的增减改变颜色，在指示剂反应范围内，
便可估计出溶液近视的 pH范围。使用单独的或数种混合的染料，很
容易测定 pH3~8范围内的土壤 pH。在测定土壤 pH时，土壤样品被
指示剂所饱和，在接触几分钟后，倒出一滴浸提液，在薄层中观察
它的颜色，借助于比色卡就可以确定近似的 pH.指示剂法可精确到
0.2pH单位。
2.电位测定法 是最精确的测定方法。
选择一个电极，其电位决定于与之相接触的溶液的氢离子浓度；
标准电极为氢电极。另一个电极为参比电极，常选用甘汞电极。甘
汞电极被 KCl溶液饱和。用两个电极过程电池，测定其电位差，用
之确定溶液氢离子浓度。
由于水的稀释、溶解、离子解离等综合作用结果。水土比不同，
其 pH测定结果就有所不同，所以，测定时要统一限制水土比
（ Soil/solution ratio） 为 1:1。
Soil pH Determination
One method to determine soil pH is by using a pH indicator dye,This picture shows the indicator dye
pH kit called Poly D,It is easy to use and gives a suitable pH value for most soils,The indicator dye is
added to the soil in the spot plate until it is saturated,The solution is stirred using a small spatula,The
solution will change color depending on the soil pH,The solution color is compared to a color card that
has been calibrated to various pH readings,(Be sure to clean the spot plates when you are through.)
Soil pH test kits you get from a garden center for under $15 may give variable results,It is always best
to compare the kits with an electronic pH meter,
The most accurate determination can be made using a pH meter and glass electrode,The electrical
conductance of the solution is measured using the meter,The conductance is correlated in the machine to
pH values which are read directly,
Methodology,There are three main internationally accepted methods available for measuring soil pH,
All of them rely on shaking (or stirring) soil with a solution for 1-2 hours and then determining the pH of the
resultant soil slurry,
1,Weigh out 5 g of soil into labelled 50 ml plastic (polypropylene) tubes
2,Add one of the following 3 solutions
a)25 mL of distilled water,(This is the simplest method and normally OK for most soils,It doesn't remove
H+ from the exchange sites and is not very good for soils high salt content)
or b) 25 ml of 1 M KCl (used to mask differences in soil's salt content),Useful if determining exchangable
cations as both cations and pH can be done on the same sample,It does displace H+ from the soil's
cation exchange sites,so the results are usually slightly lower than obtained with methods (a) and (c),
or c) 25 mL of 0.01 M CaCl2,This is an intermediate between methods (a) and (c) and masks small
differences in the soil's salt content,
3,Shake for 1 h at room temperature (25° C)
4,Let the soil settle for a few minutes (e.g,3 min) and measure the pH after a two point (pH 4 and pH 7)
calibration of the pH meter
5,Normally 2 replicates are performed for each soil sample
6,Field moist soil (store at 5° C) should preferably
三,土壤酸度的指标
（二）土壤酸度的数量指标 ---固相指标（容量因素）
1,交换性酸度 (soil exchangeable acidity)（ pHKCl)
当用中性盐溶液如 1mol Kcl或 0.06mol BaCl溶液 (pH=7)浸提土壤
时,土壤胶体表面吸附的铝离子与氢离子的大部分均被浸提剂的阳离
子交换而进入溶液, 此时,不仅交换性氢离子进入溶液变酸,交换性
铝离子由于水解作用也增强了溶液酸性,
Al3++3H2O→Al(OH) 3↓+ 3H+
浸出液中氢离子及其有铝离子水解产生的氢离子,用标准碱液滴
定,根据消耗的碱量换算,为交换性氢与交换性铝的总量,即为交换性
酸量 (包括活性酸 )。 以厘摩尔 （ ＋ ） /千克 ） 为单位, 它是土壤酸度
的数量指标 。
阳离子交换反应是一种可以反应,所以,所测定的交换性酸度仅是
潜性酸度的一部分 。
交换性酸量在进行调节土壤酸度, 估算石灰用量时, 有重要参考
价值 。
三,土壤酸度的指标
2.水解性酸度 (soil hydrolytic acidity)(pHNaoAc)
用弱酸强碱的盐类溶液 （ 常用的为 pH8.2的 1mol NaOAc溶液 ）
浸提,再以 0.1molNaOH标准液滴定浸出液,根据所消耗的 NaOH
的用量换算为土壤酸量 。 这样测得的潜性酸的量称之为土壤的水
解性酸 。
浸提的机理 ① 交换程度比之用中性盐类溶液更为完全, 土壤吸附
性氢, 铝离子的绝大部分可被 Na+离子交换 。 ② 水化氧化物表面
的羟基和腐殖质的某些功能团 （ 如羟基, 羧基 ） 上部分 H+解离
而进入浸提液被中和 。
三,土壤酸度的指标
水解性酸度测定时交换反应是一种不可逆反应，所以，土壤水
解性酸度几乎是土壤所有酸度容量。也就是说，水解性酸度大于交
换性酸度。
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。
pHH2O,pHKCl,pHNaoAc的关系？
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 。
土壤总酸度＝活性酸度＋潜在酸度
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。
三,土壤酸度的指标 四 土壤酸度间关系
潜性酸和活性酸度的关系
四,土壤酸度间关系
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 。
四,土壤酸度间关系
第二节
土壤碱度
soil alkalinity
一,土壤碱的成因 (nature and causes)
（一）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
一,土壤碱的成因 (nature and causes)
土壤碱化与盐化有着发生学上的联系。
盐土和碱土并非一物, 盐碱土,,盐土的 pH值一般小于 8.5,盐土脱
盐才 可能 形成碱土。
— H+ + NaOH — Na+ + H2O 土壤 胶体
土壤
胶体
一,土壤碱的成因 (nature and causes)
2、碳酸钙水解
从上式可知,
（ 1） 石灰性土壤的 pH值, 受 CO2的偏压大小影响, 在测定石灰性土壤 pH值时, 应在固
定的 CO2偏压下进行, 必须在充分达到平衡后测定读数 。
（ 2） 土壤空气中 CO2含量总是高于大气中 CO2的含量, 不超过 10%,因此石灰性土壤的
pH总是在 pH6.8~8.5之间 。 农业施用石灰来中和土壤酸度比较安全, 不会使土壤过碱 。
一,土壤碱的成因 (nature and causes)
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
Na2CO3+CaS Na
2S+CaCO3
Na2SO4+R-CHO Na2S+4R-COOH 嫌气细菌
Na2CO3+2H2O 2NaOH+H2CO3
土壤碱性主要来自土壤中大
量存在的碱金属和碱土金属的盐
类水解, 比如 K,Na,Ca,Mg
的 碳 酸 盐 和 重 碳 酸 盐, 其中
CaCO3最多 。
我国西北, 华北地区土壤中
CaCO3含量较高, 常称为 石灰性
土壤 。 由于 CaCO3为难溶性碱性
盐, 所以一般石灰性土壤在微碱
性至碱性之间 （ 7.5＜ PH＜ 8.5） 。
土壤溶液中有易溶性碱性盐
（ 如 Na2CO3等 ） 时, 土壤的碱
性可能会较强 （ PH＞ 8.5） 。
一,土壤碱的成因 (nature and causes)
石灰性土壤剖面
二,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 )
土壤碱性反应是由于有弱酸强碱盐的水解，其中最重要的是碳
酸根和重碳酸根的碱金属（ Na,K）和碱土金属（ Ca,Mg）盐类
存在。
碳酸钙和碳酸镁由于溶解度低，所以，石灰性土壤 pH值不会
太高。最高 pH值在 8.5。碳酸钙和碳酸镁的溶解度受土壤中二氧
化碳浓度的影响。碳酸盐在弱酸条件下反应交 石灰反应,这类土
壤叫 石灰性土壤（ Liming Soils） 。碳酸钙的迁移也是在高的二氧
化碳条件下，转化成重碳酸盐，才可以迁移（碳酸盐的淋溶机
理）。
碳酸钠和重碳酸钠是以溶性的，对土壤碱度影响很大。
二,土壤碱度的表示
（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。
意义,当土壤碱化度达到一定程度，可溶盐含量较低时，土
壤就呈极强的碱性反应，土壤理化性质发生了明显的恶化，称
为土壤的, 碱化作用, （ alkalinization)。
应用, 我国则以碱化层的 碱化度 >30%,表层 含盐量 <0.5%和 pH值
>9.0定为 碱土 (alkaline soil) 。 而将土壤碱化度为 5－ 10％ 定为轻度
碱化土壤, 10－ 15％ 为 中度碱化土壤, 15－ 20％ 为 强碱化土壤 。
美国把 ESP>15%的土壤叫碱土,5~15%的土壤叫碱化土；俄罗
斯把 ESP>20%，印度把 ESP>30%为定为碱土
100C E C ]Na[100E S P ???? ?阳离子交换量 交换性钠）（钠）碱化度（
二,土壤碱度的表示
2.钠吸附比（ SAR-Sodium adsorption ratio）
由于影响 ESP因素很多，测定交换性钠和交换性阳离子相对较困
难，因此提出相对容易测定的钠吸附比代替 ESP,
定义式
式中,Na+,Ca2+,Mg2+为土壤饱和水浸体液中的阳离子浓度；
mmol/l
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。
? ? 212222 2 ][2 ][
][][
???? ?
?
?
?
??
MgCaMgCa
NaNaS A R
Water quality relations （水质）
1.EC to salt concentration Sum of cations
(meq/L)= EC (mmho/cm) x 10 TDS (mg/L
or ppm) = EC (mmho/cm) x 640
2,Hardness（硬度）,
(Ca + Mg) as CaCO3 in ppm
3,Alkalinity,(HCO3- and CO32-)
concentration
Where this occurs and exchangeable sodium is greater than 15%,we have a sodic or
alkali soil,The pH values range between 8.5 and 10,This will be toxic to most plants,
The exchangeable sodium also results in the defloculation of the colloids,a breaking down of the
structural aggregates,This puddled conditioned impedes irrigation or rain water and thus limits
the ability to reclaim these acres for agricultural production,These alkali flats of sodic soils in the
California deserts are frequently devoid of vegetation
第三节
影响土壤酸碱度的因素
一,土壤胶体类型和性质对 pH影响
（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。
土壤或胶体 极限 pH
砖红壤
红 壤
黄棕壤
4.94
4.51
3.86
蒙脱石
高岭石
3.56
4.5~5.0
土壤和土壤胶体的极限 pH
一,土壤胶体类型和性质对 pH影响
(二）土壤胶体的酸基解离常数对 pH影响
将土壤胶体当作一个弱酸，当用碱中和时，根据弱酸平衡理论
][
][l o g
酸
盐?? pKpH
式中,pK为土壤胶体的表观解离常数负对数。
当酸被中和一半时,[盐 ]/[酸 ]=1 ；则 pH=pK (半中和 pH）。
pK值反应胶体类型对土壤 pH影响，其值愈小，酸性愈强。
有机胶体 pK值为 4.5~5.0,硅酸盐类粘粒为 5.2~5.8；含水
氧化铁为 6.0~7.0。
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
二,土壤胶体阳离子组成和盐基饱和度对 pH影响
（一）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） 100%饱和代换性阳离子对黑钙土的 pH影响
阳离子 pH 阳离子 pH
Li
Na
K
Ca
9.0
8.04
8.00
7.84
Mg
Ba
H
7.59
7.35
3.81
引自 И.Н.Антинов-Каратаев资料
Ca2+,Mg2+,Na+,K+=10,3,1,1 pH≈7( 中性反应）
Ca2+,Mg2+,Na+,K+=4,1,9,1 pH>8.5(强碱性反应）
二,土壤胶体阳离子组成和盐基饱和度对 pH影响
（二）,盐基饱和度与 pH
pH× 24=187-0.3(CEC)-H饱和度百分数 密执安州南部土壤
pH=7时，相应
的氢离子饱和度为
15%，盐基饱和度
为 85%;
该地区由于交换
性阳离子的解离而
造成的土壤 pH变
换在 3.5~7.6之间。
当氢和盐基饱和
度为 50%时,pH
是 5.5
二,土壤胶体阳离子组成和盐基饱和度对 pH影响
土壤 pH
完全被氢饱和
90%被氢饱和
10~40%被氢饱和
被钙饱和
3
4
6~7
>7
土壤胶体上氢的饱和度与 pH
引自 Дюшуфур（法国）资料
三,土壤中 CO2偏压对 pH影响
CO2含量 石灰性土壤中
碳酸钙的含量
pH
占容积的百分数 偏压（大气压）
0.00
0.03
0.30
1.00
10.00
100.00
0.0000
0.0003
0.0030
0.0100
0.1000
1.0000
0.0131
0.0627
0.1380
0.2106
0.4689
1.0577
10.23
8.48
7.81
7.37
6.80
6.13
石灰性土壤中空气的 CO2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
四,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 。
五,土壤氧化还原电位对 pH影响
土壤淹水及使用有机肥对土壤 pH影响大小和速度与原来的 pH机
有机质含量有关 。 含有机质少的强酸性土壤淹水后 pH升高, 其原因
主要是由于在嫌气条件下形成的还原性碳酸铁, 锰呈碱性, 溶解度
较大, 因之 pH值升高 。
在好气条件下 （ 排水, 晒垡 ） 硫化物 （ 在硫化细菌的作用下 ） 可
氧化为硫酸, 使土壤 pH值急剧下降
不管旱地土壤 pH原来差异有多大，种稻以后，土壤 pH趋向于中性发展
二,土壤胶体阳离子组成和盐基饱和度对 pH影响
化合物 pH 化合物 pH
Na2CO3
NaHCO3
MgCO3
CaCO3-无 CO2
CaCO3-有 CO2
Ca(HCO3)2
12~13
8.5~9.5
11.47
10.20
8.48
6.13~8.4
CaSO4
H2O
Na2SO4,MgSO4,NaCl,MgCl2
NH4Cl
H2CO3
KAl（ SO4） 2； ALCl3
7.0
7.7~7.1
6.3~6.5~6.8
4.7
3.9~5.7
2~4
土壤中常见的化合物溶液的反应（ pH）
土壤中无机盐的类型和含量对土壤碱性影响很明显
第四节
土壤的缓冲性能
soil buffering capacity
一,土壤缓冲性的意义
土壤含水量的变化过程、土壤的离子吸附于解析过程、土壤
施肥、有机物质分解与转化、空气的迁移、土壤动植物吸收与排
泄、分泌等土壤过程都在一定程度上影响土壤实际反应。
为了作物的正常生长，维持土壤条件的相对稳定性很有必要，
土壤的缓冲性就是针对上述一系列过程，保持土壤 pH在一定范
围的能力。
土壤 pH剧烈变化，关系到植物营养元素的有效性问题。
The ability to change soil pH has improved the productive capacity of many soils,
The pH of the soil is dependent on the quantity of hydrogen ions in the soil
solution,If we want to raise soil pH,we need to increase the quantity of OH- ions in
solution,However,when more H+ ions are removed from the solution,they are
replaced by hydrogen ions that were held on the cation exchange sites,
This ability of the soil to withstand rapid changes in pH is important for plant
growth,However,it means that the total amount of bases needed to raise the pH is
dependent on the total amount of hydrogen ions held on the reserve,This is referred
to as buffering capacity,
This diagram shows a convenient way to think of the capacity of the soil to resist changes in pH
(the soil's buffering capacity),The active acidity (soil solution hydrogen ions) is in the small
outside spout,The reserve acidity is in the big tank,When we remove some active acidity by
adding a base such as CaCO3,we remove some hydrogen ions from the active acidity,However,
the original soil acidity of the soil solution is very rapidly restored,So,in order to change soil pH,
we need to change the percent base saturation,
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。
土壤是一个巨大的缓冲体系，土壤缓冲能
力可以看作表征土壤质量及土壤肥力的指标 -。
三,土壤缓冲性的机理
2.对碱的缓冲
（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
胶粒 胶粒
-M
-H +HCl? -H -H + MCl
胶粒 -M -H +MCl? -M -M +HCl 胶粒
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,土壤缓冲性的机理
(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
由 R.K.Schofield 提出的模型（条件,pH<5)
OH- OH-
可以聚合到 10多个铝离子；当 pH>5.5时，上述铝离子相
互结合成 Al（ OH） 3，失去了对碱的缓冲能力
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。
缓冲曲线平缓的地方，表征着缓冲能力最强区域，这个范围愈
大，土壤缓冲能力愈强。曲线陡升的范围，表示缓冲能力低。
于天仁资料
四,土壤缓冲性的容量
（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。
四,土壤缓冲性的容量
第五节
土壤反应与土壤其它
性状及生物环境关系
一,土壤反应与土壤养分的有效性
一,土壤反应与土壤养分的有效性
① 土壤 pH6.5左右时，各种营养元素的有效度都较高，并适宜多
数作物的生长。
② pH在微酸性、中性、碱性土壤中，氮、硫、钾的有效度高。
③ pH6-7的土壤中,磷的有效度最高。 pH<5时，因土壤中的活性
铁、铝增加，易形成磷酸铁、铝沉淀。而在 pH>7时，则易产生磷
酸钙沉淀，磷的有效性降低。
④在强酸和强碱土壤中，有效性钙和镁的含量低，在 pH6.5～
8.5的土壤中，有效度较高。
⑤铁、锰、铜、锌等微量元素有效度，在酸性和强酸性土壤中
高；在 pH>7的土壤中，活性铁、锰、铜、锌离子明显下降，并常
常出现铁、锰离子的供应不足。
⑥在强酸性土壤中，钼的有效度低。 pH>6时,其有效度增加。
硼的有效度与 pH关系较复杂,在强酸性土壤和 pH7.0～ 8.5的石灰
性土壤中,有效度均较低,在 pH6.0～ 7.0和在 pH>8.5的碱性土壤中,
有效度较高。
一,土壤反应与土壤养分的有效性
磷酸根离子与土壤 pH关系,
直接影响到连的化学形态,磷酸根离子的种类随土壤溶液
pH而变化。土壤是微碱性时,HPO42-是普遍形式；当土壤为
中性到微酸性时,HPO42-和 H2PO4-均存在；酸度更强，
H2PO4-占优势。一般以 HPO42-和 H2PO4-同时存在为好。
土壤酸度对磷有效性间接影响,当土壤酸度增加时，铁、铝、
锰得活性增强，可溶性磷与它们形成难溶性化合物被固定。
当 pH<5.5时，这种固定作用更为严重。
当 pH>以上时，磷又与钙形成形成磷酸钙沉淀被固定。
石灰性土壤钙往往妨碍植物对磷的吸收。
使土壤 pH保持在 6~7之间或者接近这个界限是很重要的。
当土壤 pH低时，铁、铝、锰的溶解度低，其量太多对植物产
生毒害。当 pH升高时，这些离子发生沉淀，在溶液中数量变得
愈来愈少。 pH<5.5，游离的铝离子达 0.2C mol/kg土时,就可使
农作物受 害。
幼苗期对铝极为敏感。
铝害表现：根系变粗短，影响养分吸收。
措施：施用石灰。
当交换锰（ Mn2+）达到 2-9Cmol/kg土,或植株干物质含锰量
超过 1000mg/kg时产生锰害。
豆类植物易产生锰害，禾本科植物抗性较强
措施：施用石灰,Ph>6.0;水稻土排水解除锰的毒害 。
硼情况较为复杂，过量的钙不管其溶解度如何，能够妨碍硼
进入植物体。即使植物体内有丰富的硼，但在植物细胞中多量
的钙甚至可能干扰硼在植物体内代谢。
钼的有效性显著决定于 pH.在强酸性土壤中钼变得无效。当 pH
升高到 6或 6以上，它的有效性随之增加。
土壤反应对微量元素的胁迫与毒害
二,土壤反应与植物生长关系
二,土壤反应与植物生长关系
Field Crops
PLANT TYPE SOIL pH
Alfalfa 6.2-7.8
Barley 6.5-7.8
Bean,field 6.0-7.5
Beets,sugar 6.5-8.0
Bluegrass,Kentucky 5.5-7.5
Clover,red 6.0-7.5
Clover,sweet 6.5-7.5
Clover,white 5.6-7.0
Corn 5.5-7.5
Flax 5.0-7.0
Oats 5.0-7.5
Pea,field 6.0-7.5
Peanut 5.6-6.6
Rice 5.0-6.5
Rye 5.0-7.0
Sorghum 5.5-7.5
Soybean 6.0-7.0
Sugar cane 6.0-8.0
Tobacco 5.5-7.5
Wheat 5.5-7.5
Vegetable Crops
PLANT TYPE SOIL pH
Asparagus 6.0-8.0
Beets,table 6.0-7.5
Broccoli 6.0-7.0
Cabbage 6.0-7.5
Carrot 5.5-7.0
Cauliflower 5.5-7.5
Celery 5.8-7.0
Cucumber 5.5-7.0
Lettuce 6.0-7.0
Muskmelon 6.0-7.0
Onion 5.8-7.0
Potato 4.8-6.5
Rhubarb 5.5-7.0
Spinach 6.0-7.5
Tomato 5.5-7.5
Flowers & Shrubs
PLANT TYPE SOIL pH
African violet 6.0-7.0
Almond,flowering 6.0-7.0
Alyssum 6.0-7.5
Azalea 4.5-5.0
Barberry,Japanese 6.0-7.5
Begonia 5.5-7.0
Burning bush 5.5-7.5
Calendula 5.5-7.0
Carnation 6.0-7.5
Chrysanthemum 6.0-7.5
Gardenia 5.0-6.0
Geranium 6.0-8.0
Holly,American 5.0-6.0
Ivy,Boston 6.0-8.0
Lilac 6.0-7.5
Lily,Easter 6.0-7.0
Magnolia 5.0-6.0
Orchid 4.0-5.0
Phlox 5.0-6.0
Poinsettia 6.0-7.0
Quince,flowering 6.0-7.0
Rhododendron 4.5-6.0
Rose,hybrid tea 5.5-7.0
Snapdragon 6.0-7.5
Snowball 6.5-7.5
Sweet William 6.0-7.5
Zinnia 5.5-7.5
Forest Trees & Plants PLANT TYPE SOIL pH
Ash,white 6.0-7.5
Aspen,American 3.8-5.5
Beech 5.0-6.7
Birch,European
(white) 4.5-6.0
Cedar,white 4.5-5.0
Club moss 4.5-5.0
Fir,balsam 5.0-6.0
Fir,Douglas 6.0-7.0
Heather 4.5-6.0
Hemlock 5.0-6.0
Larch,European 5.0-6.5
Maple,sugar 6.0-7.5
Moss,sphagnum 3.5-5.0
Oak,black 6.0-7.0
Oak,pin 5.0-6.5
Oak,white 5.0-6.5
Pine,jack 4.5-5.0
Pine,loblolly 5.0-6.0
森林的适应范围很广。许多树种，
特别是针叶林能够增加土壤酸度。
Pine,red 5.0-6.0
Pine,white 4.5-6.0
Spruce,black 4.0-5.0
Spruce,Colorado 6.0-7.0
Spruce,white 5.0-6.0
Sycamore 6.0-7.5
Tamarack 5.0-6.5
Walnut,black 6.0-8.0
Yew,Japanese 6.0-7.0
Fruit
PLANT TYPE SOIL pH
Apple 5.0-6.5
Apricot 6.0-7.0
Arbor Vitae 6.0-7.5
Blueberry,high bush 4.0-5.0
Cherry,sour 6.0-7.0
Cherry,sweet 6.0-7.5
Crab apple 6.0-7.5
Cranberry,large 4.2-5.0
Peach 6.0-7.5
Pineapple 5.0-6.0
Raspberry,red 5.5-7.0
Strawberry 5.0-6.5
Weeds
PLANT TYPE SOIL pH
Dandelion 5.5-7.0
Dodder 5.5-7.0
Foxtail 6.0-7.5
Goldenrod 5.0-7.5
Grass,crab 6.0-7.0
Grass,quack 5.5-6.5
Horse tail 4.5-6.0
Milkweed 4.0-5.0
Mustard,wild 6.0-8.0
Thistle,Canada 5.0-7.5
指示植物
铁芒萁、映山红、茶、柑橘、油桐喜
酸怕钙，故作为 酸性土壤 指示植物
盐蒿、碱蓬、柽柳、牛毛草是 盐碱土
的指示植物
甘草、蒺藜是 钙质土壤 指示植物，紫花
苜蓿和草木樨喜钙植物
杜鹃花和杜鹃花属需要相当数量的铁。
只能生长在盐基饱和度低的土壤里。
三,土壤反应与微生物生命活动关系
在矿质土壤中，中性到为碱性环境里，细菌和放线
菌较为活跃，当 pH<5.5
它们的活动性剧烈降低，真菌有特别强的适应能
力。但在微酸性环境里活性更强,
硝化细菌和固氮菌在 pH>5.5以上才能进行。硫化
细菌适应范围很广（酸性情况下土壤硝态氮缺乏）。
第六节
土壤酸碱调节
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】
一,土壤酸度的调节
石灰改良酸土的原理,
中和交换性酸度
石灰对土壤影响
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。
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
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。
过量使用石灰存在的问题
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。
作物对石灰反应
对使用石灰反应较喜好的作物有：紫花苜蓿、草木樨、红三
叶、莴苣等。
其原因,1.钙镁直接营养作用 2.有机无机有毒化合物的中和
3,植物病害的防止 4,植物养分的化学有效性增强
5,促进了微生物活性，有利于植物营养
使用石灰对有些植物可能产生阻碍：红草莓、蓝草莓、西瓜、
月桂树、杜鹃花和杜鹃花属。
石灰使用要了解土壤条件和作物生理习性。
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）
田间使用石灰，由于石灰和土壤混和不匀，局部土壤酸度的变
化差异很大。因此，上述石灰需要量的理论值，要乘以一个经验
系数（也有人叫, 石灰常数, ）后，才得出石灰的需要量。石灰
系数因石灰化学形态不同而不同。如使用石灰粉（碳酸钙），其
作用缓和，虽然施不均匀。但局部 pH值增加不多，所以经验系数
一般取 1.3。若施用生石灰（即氧化钙），因其作用强烈，施用不
匀可使局部土壤 pH值升高至 8以上，所以，精研系数值小于 1，一
般 0.5。
决定石灰需要量的不是活性酸度，而是潜性酸度。
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
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。
石灰施用方法
Liming Materials and Application Procedures
施用方法,石灰最好使用在耕翻的土地上，并在苗床整地时耙入土中，使石灰与
耕层的上半部混合。追施和表施石灰，除过永久性草地以外，一般不宜提倡。石
灰与土壤混匀是关键要求，依靠石灰迁移中和酸度作用是有限的。
Lime is generally applied to the surface of the soil by broadcasting,Lime is relatively
insoluble and moves slowly,so without mixing the lime with the soil,much of the soil
would still be acid,Therefore for maximum effectiveness,the aglime must be
incorporated into the soil,
施用石灰季节； 一般在秋冬季完成，保证了播种和石灰使用有一个时间间隔。
轮作制种，石灰施在喜好石灰的作物季节里。例如和豆科作物、牧草作物季节里
施用。
强烈的淋溶作用和钙的吸收利用，使得每隔
5~10年需要使用一次石灰。
石灰使用机械
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,
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。
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。
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。
Suggested Rates of Application of Sulfur to lower
soil pH by one unit
Soil Texture lbs/100 ft2 lbs/1000 ft2 lb./cubic yard
sand,loamy
sand,sandy
loam
0.8 8.0 1.0
loam,silt
loam 2.4 24.0 3.0
二,土壤碱度调节
二,土壤碱度调节
盐土和碱土管理
根治,除去土壤过剩盐分最不同的方法是，排水淋洗或冲洗法。荆
轲溶性盐份林出土体。
需要工程措施，有明沟排水、暗沟排水和竖井排水等措施。
冲洗压盐（碱）法,将耕层土壤中盐分淋洗到土壤底层中去。
转化法,使用石膏（ Gypsum is calcium sulfate (CaSO4 ? H2O)）。
用钙交换钠，达到被淋洗目的
控制法：防止土壤表面蒸发是防止土壤表层积盐最有效的方法。
生物吸收措施,选择耐盐碱植物。如甜菜、棉花、大麦、黑麦、草
木樨和紫花苜蓿等。
本章小结
一、名词解释
潜性酸 水解酸 交换酸 ESP SAR 土壤缓冲性
二、问答题
1,潜在酸与活性酸之间存在什么关系?
2.为什么在碱化土壤和碱土差异?
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？
6.土壤缓冲作用的实质是什么?
7.石灰作用与施用技术体系都有哪些内容？
(Chapter 5 acidity and salinity of soil )
中国土壤酸碱性分布规律
中 国 土 壤 的 酸 碱 性 反 应, 大 多 数 在
pH4.5~8.5之间 。 在地理分布上有, 东南酸
西北碱, 的规律性 。 大致可以长江为界 （ 北
纬 33~35?）, 长江以南的土壤为酸性或强酸
性, 长江以北的土壤多为中性或碱性 。 我国
土壤的酸碱性南北差异很大, 由南向北土壤
pH相差 7个数量级 。
如吉林, 内蒙古, 华北的碱土 pH值有的
高达 10.5,而台湾省的新八仙山和广东省丁
湖山, 五 指 山 的 黄 壤, pH 值 有 的 低 至
3.6~3.8。
第一节
土壤酸度
soil acidity
一,土壤酸的成因
（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
Roles of acid input,cation exchange,and leaching in soil acidification
（ 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-
（ 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,土壤酸度成因 Development of soil acidity
土壤 0.5hr 4hr 10hr 24hr
砖红壤
红壤（第四纪）
红壤（花岗岩）
黄壤
灰化土（黑龙江）
0.93
0.56
0.20
0.95
0.42
0.67
0.34
0.11
0.61
0.26
0.44
0.18
0.08
0.54
0.20
0.35
0.15
0.07
0.43
0.14
土壤中交换性 H/Al当量比随时间的变化
二,土壤酸度类型
土壤酸度的类型
土壤酸度
活性酸度（ soil active acidity)
潜性酸度 soil potential acidity
(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,
-（ X-y） H + yH+
胶体
胶体 -XH? 胶体
2.胶体上氢离子被其它阳离子代换到溶液中
胶体 -XH +Ca? -Ca -(x-2)H +2H+
二,土壤酸度类型
3.土壤胶体上铝离子作用
Al3++H2O?Al(OH)2++H+
Al(OH)2++ H2O?Al(OH)2++H+
Al(OH)2++H2O ?Al(OH)3↓+H+
土壤中羟基铝离子实际上还很复杂。 [Al6（ OH） 12]6+,
[Al10（ OH） 22]8+等等
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。
二,土壤酸度类型
二,土壤酸度类型
二,土壤酸度类型
三,土壤酸度的指标
（一）土壤酸度的强度指标（液相指标） ----pH值,
pH -The scientific definition is 'the negative logarithm of the
Hydrogen ion concentration
依据对植物的影响程度将土壤 pH分为以下等级
三,土壤酸度的指标
extremely acid < than 4.5 lemon=2.5; vinegar=3.0; stomach acid=2.0;
soda=2 - 4
very strongly acid 4.5 - 5.0 beer=4.5 - 5.0; tomatoes=4.5
strongly acid 5.1 - 5.5 carrots=5.0; asparagus=5.5; boric acid=5.2;
cabbage=5.3
moderately acid 5.6 - 6.0 potatoes=5.6
slightly acid 6.1 - 6.5 salmon=6.2; cow's milk=6.5
neutral 6.6 - 7.3 saliva=6.6 - 7.3; blood=7.3; shrimp=7.0
slightly alkaline 7.4 - 7.8 eggs=7.6 - 7.8
moderately alkaline 7.9 - 8.4 sea water=8.2; sodium bicarbonate=8.4
strongly alkaline 8.5 - 9.0 borax=9.0
very strongly alkaline > than 9.1 milk of magnesia=10.5,ammonia=11;
lime=12
Descriptive terms commonly associated with certain ranges in soil pH are
三,土壤酸度的指标
三,土壤酸度的指标
土壤 pH的测定
1.比色法：许多染料随着 pH的增减改变颜色，在指示剂反应范围内，
便可估计出溶液近视的 pH范围。使用单独的或数种混合的染料，很
容易测定 pH3~8范围内的土壤 pH。在测定土壤 pH时，土壤样品被
指示剂所饱和，在接触几分钟后，倒出一滴浸提液，在薄层中观察
它的颜色，借助于比色卡就可以确定近似的 pH.指示剂法可精确到
0.2pH单位。
2.电位测定法 是最精确的测定方法。
选择一个电极，其电位决定于与之相接触的溶液的氢离子浓度；
标准电极为氢电极。另一个电极为参比电极，常选用甘汞电极。甘
汞电极被 KCl溶液饱和。用两个电极过程电池，测定其电位差，用
之确定溶液氢离子浓度。
由于水的稀释、溶解、离子解离等综合作用结果。水土比不同，
其 pH测定结果就有所不同，所以，测定时要统一限制水土比
（ Soil/solution ratio） 为 1:1。
Soil pH Determination
One method to determine soil pH is by using a pH indicator dye,This picture shows the indicator dye
pH kit called Poly D,It is easy to use and gives a suitable pH value for most soils,The indicator dye is
added to the soil in the spot plate until it is saturated,The solution is stirred using a small spatula,The
solution will change color depending on the soil pH,The solution color is compared to a color card that
has been calibrated to various pH readings,(Be sure to clean the spot plates when you are through.)
Soil pH test kits you get from a garden center for under $15 may give variable results,It is always best
to compare the kits with an electronic pH meter,
The most accurate determination can be made using a pH meter and glass electrode,The electrical
conductance of the solution is measured using the meter,The conductance is correlated in the machine to
pH values which are read directly,
Methodology,There are three main internationally accepted methods available for measuring soil pH,
All of them rely on shaking (or stirring) soil with a solution for 1-2 hours and then determining the pH of the
resultant soil slurry,
1,Weigh out 5 g of soil into labelled 50 ml plastic (polypropylene) tubes
2,Add one of the following 3 solutions
a)25 mL of distilled water,(This is the simplest method and normally OK for most soils,It doesn't remove
H+ from the exchange sites and is not very good for soils high salt content)
or b) 25 ml of 1 M KCl (used to mask differences in soil's salt content),Useful if determining exchangable
cations as both cations and pH can be done on the same sample,It does displace H+ from the soil's
cation exchange sites,so the results are usually slightly lower than obtained with methods (a) and (c),
or c) 25 mL of 0.01 M CaCl2,This is an intermediate between methods (a) and (c) and masks small
differences in the soil's salt content,
3,Shake for 1 h at room temperature (25° C)
4,Let the soil settle for a few minutes (e.g,3 min) and measure the pH after a two point (pH 4 and pH 7)
calibration of the pH meter
5,Normally 2 replicates are performed for each soil sample
6,Field moist soil (store at 5° C) should preferably
三,土壤酸度的指标
（二）土壤酸度的数量指标 ---固相指标（容量因素）
1,交换性酸度 (soil exchangeable acidity)（ pHKCl)
当用中性盐溶液如 1mol Kcl或 0.06mol BaCl溶液 (pH=7)浸提土壤
时,土壤胶体表面吸附的铝离子与氢离子的大部分均被浸提剂的阳离
子交换而进入溶液, 此时,不仅交换性氢离子进入溶液变酸,交换性
铝离子由于水解作用也增强了溶液酸性,
Al3++3H2O→Al(OH) 3↓+ 3H+
浸出液中氢离子及其有铝离子水解产生的氢离子,用标准碱液滴
定,根据消耗的碱量换算,为交换性氢与交换性铝的总量,即为交换性
酸量 (包括活性酸 )。 以厘摩尔 （ ＋ ） /千克 ） 为单位, 它是土壤酸度
的数量指标 。
阳离子交换反应是一种可以反应,所以,所测定的交换性酸度仅是
潜性酸度的一部分 。
交换性酸量在进行调节土壤酸度, 估算石灰用量时, 有重要参考
价值 。
三,土壤酸度的指标
2.水解性酸度 (soil hydrolytic acidity)(pHNaoAc)
用弱酸强碱的盐类溶液 （ 常用的为 pH8.2的 1mol NaOAc溶液 ）
浸提,再以 0.1molNaOH标准液滴定浸出液,根据所消耗的 NaOH
的用量换算为土壤酸量 。 这样测得的潜性酸的量称之为土壤的水
解性酸 。
浸提的机理 ① 交换程度比之用中性盐类溶液更为完全, 土壤吸附
性氢, 铝离子的绝大部分可被 Na+离子交换 。 ② 水化氧化物表面
的羟基和腐殖质的某些功能团 （ 如羟基, 羧基 ） 上部分 H+解离
而进入浸提液被中和 。
三,土壤酸度的指标
水解性酸度测定时交换反应是一种不可逆反应，所以，土壤水
解性酸度几乎是土壤所有酸度容量。也就是说，水解性酸度大于交
换性酸度。
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。
pHH2O,pHKCl,pHNaoAc的关系？
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 。
土壤总酸度＝活性酸度＋潜在酸度
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。
三,土壤酸度的指标 四 土壤酸度间关系
潜性酸和活性酸度的关系
四,土壤酸度间关系
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 。
四,土壤酸度间关系
第二节
土壤碱度
soil alkalinity
一,土壤碱的成因 (nature and causes)
（一）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
一,土壤碱的成因 (nature and causes)
土壤碱化与盐化有着发生学上的联系。
盐土和碱土并非一物, 盐碱土,,盐土的 pH值一般小于 8.5,盐土脱
盐才 可能 形成碱土。
— H+ + NaOH — Na+ + H2O 土壤 胶体
土壤
胶体
一,土壤碱的成因 (nature and causes)
2、碳酸钙水解
从上式可知,
（ 1） 石灰性土壤的 pH值, 受 CO2的偏压大小影响, 在测定石灰性土壤 pH值时, 应在固
定的 CO2偏压下进行, 必须在充分达到平衡后测定读数 。
（ 2） 土壤空气中 CO2含量总是高于大气中 CO2的含量, 不超过 10%,因此石灰性土壤的
pH总是在 pH6.8~8.5之间 。 农业施用石灰来中和土壤酸度比较安全, 不会使土壤过碱 。
一,土壤碱的成因 (nature and causes)
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
Na2CO3+CaS Na
2S+CaCO3
Na2SO4+R-CHO Na2S+4R-COOH 嫌气细菌
Na2CO3+2H2O 2NaOH+H2CO3
土壤碱性主要来自土壤中大
量存在的碱金属和碱土金属的盐
类水解, 比如 K,Na,Ca,Mg
的 碳 酸 盐 和 重 碳 酸 盐, 其中
CaCO3最多 。
我国西北, 华北地区土壤中
CaCO3含量较高, 常称为 石灰性
土壤 。 由于 CaCO3为难溶性碱性
盐, 所以一般石灰性土壤在微碱
性至碱性之间 （ 7.5＜ PH＜ 8.5） 。
土壤溶液中有易溶性碱性盐
（ 如 Na2CO3等 ） 时, 土壤的碱
性可能会较强 （ PH＞ 8.5） 。
一,土壤碱的成因 (nature and causes)
石灰性土壤剖面
二,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 )
土壤碱性反应是由于有弱酸强碱盐的水解，其中最重要的是碳
酸根和重碳酸根的碱金属（ Na,K）和碱土金属（ Ca,Mg）盐类
存在。
碳酸钙和碳酸镁由于溶解度低，所以，石灰性土壤 pH值不会
太高。最高 pH值在 8.5。碳酸钙和碳酸镁的溶解度受土壤中二氧
化碳浓度的影响。碳酸盐在弱酸条件下反应交 石灰反应,这类土
壤叫 石灰性土壤（ Liming Soils） 。碳酸钙的迁移也是在高的二氧
化碳条件下，转化成重碳酸盐，才可以迁移（碳酸盐的淋溶机
理）。
碳酸钠和重碳酸钠是以溶性的，对土壤碱度影响很大。
二,土壤碱度的表示
（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。
意义,当土壤碱化度达到一定程度，可溶盐含量较低时，土
壤就呈极强的碱性反应，土壤理化性质发生了明显的恶化，称
为土壤的, 碱化作用, （ alkalinization)。
应用, 我国则以碱化层的 碱化度 >30%,表层 含盐量 <0.5%和 pH值
>9.0定为 碱土 (alkaline soil) 。 而将土壤碱化度为 5－ 10％ 定为轻度
碱化土壤, 10－ 15％ 为 中度碱化土壤, 15－ 20％ 为 强碱化土壤 。
美国把 ESP>15%的土壤叫碱土,5~15%的土壤叫碱化土；俄罗
斯把 ESP>20%，印度把 ESP>30%为定为碱土
100C E C ]Na[100E S P ???? ?阳离子交换量 交换性钠）（钠）碱化度（
二,土壤碱度的表示
2.钠吸附比（ SAR-Sodium adsorption ratio）
由于影响 ESP因素很多，测定交换性钠和交换性阳离子相对较困
难，因此提出相对容易测定的钠吸附比代替 ESP,
定义式
式中,Na+,Ca2+,Mg2+为土壤饱和水浸体液中的阳离子浓度；
mmol/l
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。
? ? 212222 2 ][2 ][
][][
???? ?
?
?
?
??
MgCaMgCa
NaNaS A R
Water quality relations （水质）
1.EC to salt concentration Sum of cations
(meq/L)= EC (mmho/cm) x 10 TDS (mg/L
or ppm) = EC (mmho/cm) x 640
2,Hardness（硬度）,
(Ca + Mg) as CaCO3 in ppm
3,Alkalinity,(HCO3- and CO32-)
concentration
Where this occurs and exchangeable sodium is greater than 15%,we have a sodic or
alkali soil,The pH values range between 8.5 and 10,This will be toxic to most plants,
The exchangeable sodium also results in the defloculation of the colloids,a breaking down of the
structural aggregates,This puddled conditioned impedes irrigation or rain water and thus limits
the ability to reclaim these acres for agricultural production,These alkali flats of sodic soils in the
California deserts are frequently devoid of vegetation
第三节
影响土壤酸碱度的因素
一,土壤胶体类型和性质对 pH影响
（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。
土壤或胶体 极限 pH
砖红壤
红 壤
黄棕壤
4.94
4.51
3.86
蒙脱石
高岭石
3.56
4.5~5.0
土壤和土壤胶体的极限 pH
一,土壤胶体类型和性质对 pH影响
(二）土壤胶体的酸基解离常数对 pH影响
将土壤胶体当作一个弱酸，当用碱中和时，根据弱酸平衡理论
][
][l o g
酸
盐?? pKpH
式中,pK为土壤胶体的表观解离常数负对数。
当酸被中和一半时,[盐 ]/[酸 ]=1 ；则 pH=pK (半中和 pH）。
pK值反应胶体类型对土壤 pH影响，其值愈小，酸性愈强。
有机胶体 pK值为 4.5~5.0,硅酸盐类粘粒为 5.2~5.8；含水
氧化铁为 6.0~7.0。
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
二,土壤胶体阳离子组成和盐基饱和度对 pH影响
（一）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） 100%饱和代换性阳离子对黑钙土的 pH影响
阳离子 pH 阳离子 pH
Li
Na
K
Ca
9.0
8.04
8.00
7.84
Mg
Ba
H
7.59
7.35
3.81
引自 И.Н.Антинов-Каратаев资料
Ca2+,Mg2+,Na+,K+=10,3,1,1 pH≈7( 中性反应）
Ca2+,Mg2+,Na+,K+=4,1,9,1 pH>8.5(强碱性反应）
二,土壤胶体阳离子组成和盐基饱和度对 pH影响
（二）,盐基饱和度与 pH
pH× 24=187-0.3(CEC)-H饱和度百分数 密执安州南部土壤
pH=7时，相应
的氢离子饱和度为
15%，盐基饱和度
为 85%;
该地区由于交换
性阳离子的解离而
造成的土壤 pH变
换在 3.5~7.6之间。
当氢和盐基饱和
度为 50%时,pH
是 5.5
二,土壤胶体阳离子组成和盐基饱和度对 pH影响
土壤 pH
完全被氢饱和
90%被氢饱和
10~40%被氢饱和
被钙饱和
3
4
6~7
>7
土壤胶体上氢的饱和度与 pH
引自 Дюшуфур（法国）资料
三,土壤中 CO2偏压对 pH影响
CO2含量 石灰性土壤中
碳酸钙的含量
pH
占容积的百分数 偏压（大气压）
0.00
0.03
0.30
1.00
10.00
100.00
0.0000
0.0003
0.0030
0.0100
0.1000
1.0000
0.0131
0.0627
0.1380
0.2106
0.4689
1.0577
10.23
8.48
7.81
7.37
6.80
6.13
石灰性土壤中空气的 CO2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
四,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 。
五,土壤氧化还原电位对 pH影响
土壤淹水及使用有机肥对土壤 pH影响大小和速度与原来的 pH机
有机质含量有关 。 含有机质少的强酸性土壤淹水后 pH升高, 其原因
主要是由于在嫌气条件下形成的还原性碳酸铁, 锰呈碱性, 溶解度
较大, 因之 pH值升高 。
在好气条件下 （ 排水, 晒垡 ） 硫化物 （ 在硫化细菌的作用下 ） 可
氧化为硫酸, 使土壤 pH值急剧下降
不管旱地土壤 pH原来差异有多大，种稻以后，土壤 pH趋向于中性发展
二,土壤胶体阳离子组成和盐基饱和度对 pH影响
化合物 pH 化合物 pH
Na2CO3
NaHCO3
MgCO3
CaCO3-无 CO2
CaCO3-有 CO2
Ca(HCO3)2
12~13
8.5~9.5
11.47
10.20
8.48
6.13~8.4
CaSO4
H2O
Na2SO4,MgSO4,NaCl,MgCl2
NH4Cl
H2CO3
KAl（ SO4） 2； ALCl3
7.0
7.7~7.1
6.3~6.5~6.8
4.7
3.9~5.7
2~4
土壤中常见的化合物溶液的反应（ pH）
土壤中无机盐的类型和含量对土壤碱性影响很明显
第四节
土壤的缓冲性能
soil buffering capacity
一,土壤缓冲性的意义
土壤含水量的变化过程、土壤的离子吸附于解析过程、土壤
施肥、有机物质分解与转化、空气的迁移、土壤动植物吸收与排
泄、分泌等土壤过程都在一定程度上影响土壤实际反应。
为了作物的正常生长，维持土壤条件的相对稳定性很有必要，
土壤的缓冲性就是针对上述一系列过程，保持土壤 pH在一定范
围的能力。
土壤 pH剧烈变化，关系到植物营养元素的有效性问题。
The ability to change soil pH has improved the productive capacity of many soils,
The pH of the soil is dependent on the quantity of hydrogen ions in the soil
solution,If we want to raise soil pH,we need to increase the quantity of OH- ions in
solution,However,when more H+ ions are removed from the solution,they are
replaced by hydrogen ions that were held on the cation exchange sites,
This ability of the soil to withstand rapid changes in pH is important for plant
growth,However,it means that the total amount of bases needed to raise the pH is
dependent on the total amount of hydrogen ions held on the reserve,This is referred
to as buffering capacity,
This diagram shows a convenient way to think of the capacity of the soil to resist changes in pH
(the soil's buffering capacity),The active acidity (soil solution hydrogen ions) is in the small
outside spout,The reserve acidity is in the big tank,When we remove some active acidity by
adding a base such as CaCO3,we remove some hydrogen ions from the active acidity,However,
the original soil acidity of the soil solution is very rapidly restored,So,in order to change soil pH,
we need to change the percent base saturation,
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。
土壤是一个巨大的缓冲体系，土壤缓冲能
力可以看作表征土壤质量及土壤肥力的指标 -。
三,土壤缓冲性的机理
2.对碱的缓冲
（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
胶粒 胶粒
-M
-H +HCl? -H -H + MCl
胶粒 -M -H +MCl? -M -M +HCl 胶粒
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,土壤缓冲性的机理
(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
由 R.K.Schofield 提出的模型（条件,pH<5)
OH- OH-
可以聚合到 10多个铝离子；当 pH>5.5时，上述铝离子相
互结合成 Al（ OH） 3，失去了对碱的缓冲能力
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。
缓冲曲线平缓的地方，表征着缓冲能力最强区域，这个范围愈
大，土壤缓冲能力愈强。曲线陡升的范围，表示缓冲能力低。
于天仁资料
四,土壤缓冲性的容量
（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。
四,土壤缓冲性的容量
第五节
土壤反应与土壤其它
性状及生物环境关系
一,土壤反应与土壤养分的有效性
一,土壤反应与土壤养分的有效性
① 土壤 pH6.5左右时，各种营养元素的有效度都较高，并适宜多
数作物的生长。
② pH在微酸性、中性、碱性土壤中，氮、硫、钾的有效度高。
③ pH6-7的土壤中,磷的有效度最高。 pH<5时，因土壤中的活性
铁、铝增加，易形成磷酸铁、铝沉淀。而在 pH>7时，则易产生磷
酸钙沉淀，磷的有效性降低。
④在强酸和强碱土壤中，有效性钙和镁的含量低，在 pH6.5～
8.5的土壤中，有效度较高。
⑤铁、锰、铜、锌等微量元素有效度，在酸性和强酸性土壤中
高；在 pH>7的土壤中，活性铁、锰、铜、锌离子明显下降，并常
常出现铁、锰离子的供应不足。
⑥在强酸性土壤中，钼的有效度低。 pH>6时,其有效度增加。
硼的有效度与 pH关系较复杂,在强酸性土壤和 pH7.0～ 8.5的石灰
性土壤中,有效度均较低,在 pH6.0～ 7.0和在 pH>8.5的碱性土壤中,
有效度较高。
一,土壤反应与土壤养分的有效性
磷酸根离子与土壤 pH关系,
直接影响到连的化学形态,磷酸根离子的种类随土壤溶液
pH而变化。土壤是微碱性时,HPO42-是普遍形式；当土壤为
中性到微酸性时,HPO42-和 H2PO4-均存在；酸度更强，
H2PO4-占优势。一般以 HPO42-和 H2PO4-同时存在为好。
土壤酸度对磷有效性间接影响,当土壤酸度增加时，铁、铝、
锰得活性增强，可溶性磷与它们形成难溶性化合物被固定。
当 pH<5.5时，这种固定作用更为严重。
当 pH>以上时，磷又与钙形成形成磷酸钙沉淀被固定。
石灰性土壤钙往往妨碍植物对磷的吸收。
使土壤 pH保持在 6~7之间或者接近这个界限是很重要的。
当土壤 pH低时，铁、铝、锰的溶解度低，其量太多对植物产
生毒害。当 pH升高时，这些离子发生沉淀，在溶液中数量变得
愈来愈少。 pH<5.5，游离的铝离子达 0.2C mol/kg土时,就可使
农作物受 害。
幼苗期对铝极为敏感。
铝害表现：根系变粗短，影响养分吸收。
措施：施用石灰。
当交换锰（ Mn2+）达到 2-9Cmol/kg土,或植株干物质含锰量
超过 1000mg/kg时产生锰害。
豆类植物易产生锰害，禾本科植物抗性较强
措施：施用石灰,Ph>6.0;水稻土排水解除锰的毒害 。
硼情况较为复杂，过量的钙不管其溶解度如何，能够妨碍硼
进入植物体。即使植物体内有丰富的硼，但在植物细胞中多量
的钙甚至可能干扰硼在植物体内代谢。
钼的有效性显著决定于 pH.在强酸性土壤中钼变得无效。当 pH
升高到 6或 6以上，它的有效性随之增加。
土壤反应对微量元素的胁迫与毒害
二,土壤反应与植物生长关系
二,土壤反应与植物生长关系
Field Crops
PLANT TYPE SOIL pH
Alfalfa 6.2-7.8
Barley 6.5-7.8
Bean,field 6.0-7.5
Beets,sugar 6.5-8.0
Bluegrass,Kentucky 5.5-7.5
Clover,red 6.0-7.5
Clover,sweet 6.5-7.5
Clover,white 5.6-7.0
Corn 5.5-7.5
Flax 5.0-7.0
Oats 5.0-7.5
Pea,field 6.0-7.5
Peanut 5.6-6.6
Rice 5.0-6.5
Rye 5.0-7.0
Sorghum 5.5-7.5
Soybean 6.0-7.0
Sugar cane 6.0-8.0
Tobacco 5.5-7.5
Wheat 5.5-7.5
Vegetable Crops
PLANT TYPE SOIL pH
Asparagus 6.0-8.0
Beets,table 6.0-7.5
Broccoli 6.0-7.0
Cabbage 6.0-7.5
Carrot 5.5-7.0
Cauliflower 5.5-7.5
Celery 5.8-7.0
Cucumber 5.5-7.0
Lettuce 6.0-7.0
Muskmelon 6.0-7.0
Onion 5.8-7.0
Potato 4.8-6.5
Rhubarb 5.5-7.0
Spinach 6.0-7.5
Tomato 5.5-7.5
Flowers & Shrubs
PLANT TYPE SOIL pH
African violet 6.0-7.0
Almond,flowering 6.0-7.0
Alyssum 6.0-7.5
Azalea 4.5-5.0
Barberry,Japanese 6.0-7.5
Begonia 5.5-7.0
Burning bush 5.5-7.5
Calendula 5.5-7.0
Carnation 6.0-7.5
Chrysanthemum 6.0-7.5
Gardenia 5.0-6.0
Geranium 6.0-8.0
Holly,American 5.0-6.0
Ivy,Boston 6.0-8.0
Lilac 6.0-7.5
Lily,Easter 6.0-7.0
Magnolia 5.0-6.0
Orchid 4.0-5.0
Phlox 5.0-6.0
Poinsettia 6.0-7.0
Quince,flowering 6.0-7.0
Rhododendron 4.5-6.0
Rose,hybrid tea 5.5-7.0
Snapdragon 6.0-7.5
Snowball 6.5-7.5
Sweet William 6.0-7.5
Zinnia 5.5-7.5
Forest Trees & Plants PLANT TYPE SOIL pH
Ash,white 6.0-7.5
Aspen,American 3.8-5.5
Beech 5.0-6.7
Birch,European
(white) 4.5-6.0
Cedar,white 4.5-5.0
Club moss 4.5-5.0
Fir,balsam 5.0-6.0
Fir,Douglas 6.0-7.0
Heather 4.5-6.0
Hemlock 5.0-6.0
Larch,European 5.0-6.5
Maple,sugar 6.0-7.5
Moss,sphagnum 3.5-5.0
Oak,black 6.0-7.0
Oak,pin 5.0-6.5
Oak,white 5.0-6.5
Pine,jack 4.5-5.0
Pine,loblolly 5.0-6.0
森林的适应范围很广。许多树种，
特别是针叶林能够增加土壤酸度。
Pine,red 5.0-6.0
Pine,white 4.5-6.0
Spruce,black 4.0-5.0
Spruce,Colorado 6.0-7.0
Spruce,white 5.0-6.0
Sycamore 6.0-7.5
Tamarack 5.0-6.5
Walnut,black 6.0-8.0
Yew,Japanese 6.0-7.0
Fruit
PLANT TYPE SOIL pH
Apple 5.0-6.5
Apricot 6.0-7.0
Arbor Vitae 6.0-7.5
Blueberry,high bush 4.0-5.0
Cherry,sour 6.0-7.0
Cherry,sweet 6.0-7.5
Crab apple 6.0-7.5
Cranberry,large 4.2-5.0
Peach 6.0-7.5
Pineapple 5.0-6.0
Raspberry,red 5.5-7.0
Strawberry 5.0-6.5
Weeds
PLANT TYPE SOIL pH
Dandelion 5.5-7.0
Dodder 5.5-7.0
Foxtail 6.0-7.5
Goldenrod 5.0-7.5
Grass,crab 6.0-7.0
Grass,quack 5.5-6.5
Horse tail 4.5-6.0
Milkweed 4.0-5.0
Mustard,wild 6.0-8.0
Thistle,Canada 5.0-7.5
指示植物
铁芒萁、映山红、茶、柑橘、油桐喜
酸怕钙，故作为 酸性土壤 指示植物
盐蒿、碱蓬、柽柳、牛毛草是 盐碱土
的指示植物
甘草、蒺藜是 钙质土壤 指示植物，紫花
苜蓿和草木樨喜钙植物
杜鹃花和杜鹃花属需要相当数量的铁。
只能生长在盐基饱和度低的土壤里。
三,土壤反应与微生物生命活动关系
在矿质土壤中，中性到为碱性环境里，细菌和放线
菌较为活跃，当 pH<5.5
它们的活动性剧烈降低，真菌有特别强的适应能
力。但在微酸性环境里活性更强,
硝化细菌和固氮菌在 pH>5.5以上才能进行。硫化
细菌适应范围很广（酸性情况下土壤硝态氮缺乏）。
第六节
土壤酸碱调节
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】
一,土壤酸度的调节
石灰改良酸土的原理,
中和交换性酸度
石灰对土壤影响
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。
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
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。
过量使用石灰存在的问题
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。
作物对石灰反应
对使用石灰反应较喜好的作物有：紫花苜蓿、草木樨、红三
叶、莴苣等。
其原因,1.钙镁直接营养作用 2.有机无机有毒化合物的中和
3,植物病害的防止 4,植物养分的化学有效性增强
5,促进了微生物活性，有利于植物营养
使用石灰对有些植物可能产生阻碍：红草莓、蓝草莓、西瓜、
月桂树、杜鹃花和杜鹃花属。
石灰使用要了解土壤条件和作物生理习性。
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）
田间使用石灰，由于石灰和土壤混和不匀，局部土壤酸度的变
化差异很大。因此，上述石灰需要量的理论值，要乘以一个经验
系数（也有人叫, 石灰常数, ）后，才得出石灰的需要量。石灰
系数因石灰化学形态不同而不同。如使用石灰粉（碳酸钙），其
作用缓和，虽然施不均匀。但局部 pH值增加不多，所以经验系数
一般取 1.3。若施用生石灰（即氧化钙），因其作用强烈，施用不
匀可使局部土壤 pH值升高至 8以上，所以，精研系数值小于 1，一
般 0.5。
决定石灰需要量的不是活性酸度，而是潜性酸度。
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
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。
石灰施用方法
Liming Materials and Application Procedures
施用方法,石灰最好使用在耕翻的土地上，并在苗床整地时耙入土中，使石灰与
耕层的上半部混合。追施和表施石灰，除过永久性草地以外，一般不宜提倡。石
灰与土壤混匀是关键要求，依靠石灰迁移中和酸度作用是有限的。
Lime is generally applied to the surface of the soil by broadcasting,Lime is relatively
insoluble and moves slowly,so without mixing the lime with the soil,much of the soil
would still be acid,Therefore for maximum effectiveness,the aglime must be
incorporated into the soil,
施用石灰季节； 一般在秋冬季完成，保证了播种和石灰使用有一个时间间隔。
轮作制种，石灰施在喜好石灰的作物季节里。例如和豆科作物、牧草作物季节里
施用。
强烈的淋溶作用和钙的吸收利用，使得每隔
5~10年需要使用一次石灰。
石灰使用机械
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,
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。
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。
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。
Suggested Rates of Application of Sulfur to lower
soil pH by one unit
Soil Texture lbs/100 ft2 lbs/1000 ft2 lb./cubic yard
sand,loamy
sand,sandy
loam
0.8 8.0 1.0
loam,silt
loam 2.4 24.0 3.0
二,土壤碱度调节
二,土壤碱度调节
盐土和碱土管理
根治,除去土壤过剩盐分最不同的方法是，排水淋洗或冲洗法。荆
轲溶性盐份林出土体。
需要工程措施，有明沟排水、暗沟排水和竖井排水等措施。
冲洗压盐（碱）法,将耕层土壤中盐分淋洗到土壤底层中去。
转化法,使用石膏（ Gypsum is calcium sulfate (CaSO4 ? H2O)）。
用钙交换钠，达到被淋洗目的
控制法：防止土壤表面蒸发是防止土壤表层积盐最有效的方法。
生物吸收措施,选择耐盐碱植物。如甜菜、棉花、大麦、黑麦、草
木樨和紫花苜蓿等。
本章小结
一、名词解释
潜性酸 水解酸 交换酸 ESP SAR 土壤缓冲性
二、问答题
1,潜在酸与活性酸之间存在什么关系?
2.为什么在碱化土壤和碱土差异?
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？
6.土壤缓冲作用的实质是什么?
7.石灰作用与施用技术体系都有哪些内容？
