Chap,15 土壤酸碱性
?土壤酸碱性 是指土壤溶液的反应,
它表征土壤溶液中 H+浓度和 OH-浓度
比例。同时也决定于土壤胶体上致
酸离子（ H+ 或 Al3+）或碱性离子的数
量及土壤中酸性盐和碱性盐类的存
在数量。
Chap,15 土壤酸碱性
§ 1 土壤酸性
? 土壤中酸性的主要来源是：
1）胶体上吸附的 H+或 Al3+
2） CO2溶于水所形成的碳酸
3）有机质分解产生的有机酸、氧化作用产生少
量无机酸
4）酸雨
5）施肥加入的酸性物质等
6）土壤中 Al的活化（ H+ 铝八面体解体 铝离子）
Chap,15 土壤酸碱性
§ 1 土壤酸性
根据 H+在土壤中存在的状态，可以将土壤
酸度分为两种类型，即：活性酸度和潜
性酸度。
?活性酸度 是指土壤溶液中游离的 H+所直
接显示的酸度。 pH=-log[H+]
Chap,15 土壤酸碱性
§ 1 土壤酸性
? 我国土壤反应大多数 pH值在 4-9之间，在地理
分布上有“东南酸而西北碱”的规律性，即由
北向南,pH值逐渐降低。
Chap,15 土壤酸碱性
§ 1 土壤酸性
?潜性酸度 是指土壤胶体上吸附的 H+,Al3+
所引起的酸度。它们只有在转移到土壤
溶液中，形成溶液中的 H+时，才会显示
酸性，故称为潜性酸。通常用 1000g烘干
土中氢离子的厘摩尔数来表示。
?土壤潜性酸要比活性酸多得多，相差 3-4
个数量级。土壤中潜性酸的大小常用土
壤 交换性酸度 和 水解性酸度 表示之。
Chap,15 土壤酸碱性
土壤酸度的指标
强度指标：
pH
pH-0.5pCa （石灰位）
数量（容量）指标：
交换性酸度
水解性酸度
Chap,15 土壤酸碱性
§ 1 土壤酸性
（ 1）交换性酸度,用过量的 中性盐溶液 （ 1mol/L
的 KCl,NaCl或 BaCl2）与土壤作用，将胶体表
面上的大部分 H+或 Al3+交换出来，再以标准碱
滴定溶液中的 H+，这样测得的酸度称为 交换性
酸度 或 代换性酸度
（ 2）水解性酸度：用 弱酸强碱盐溶液 （ 1mol/L
醋酸钠）从土壤中交换出来的氢、铝离子所产
生的酸度称为 水解性酸度 。
? 水解性酸度一般要比交换性酸度大得多。
Chap,15 土壤酸碱性
§ 1 土壤酸性
? 酸性土的改良
酸性土壤通常通过施用石灰，人为地调节
土壤酸度。酸性土改良中常用水解性酸度
的数值作为计算石灰施用量的依据。
需中和的酸量 =V× ρ× CEC × (1-BSP)
(BSP,base saturation percentage)
施用石灰的量和方法应根据植物的生物学
特性和土壤性质以及石灰的种类而定
Chap,15 土壤酸碱性
植物的生物学特性：
不耐酸的作物要多施；
耐酸的作物要少施。
土壤性质：
1,质地粘、有机质多的土壤，缓冲力强，
应多施；
2,砂性强、有机质少的土壤，应酌量少施
用。
Chap,15 土壤酸碱性
石灰种类：
石灰石粉（ CaCO3）,含钙 (CaO)约 55%，溶
解度小，中和土壤酸度的能力缓和而持
久。
生石灰（ 烧石灰）,由石灰石或白云石煅烧
而成，含钙 47-95%，白色粉末，强碱性，
中和土壤酸度能力强。
熟石灰（消石灰）,由生石灰加水而成，含
钙 70%左右，碱性，中和力介于上述两者
之间。
Chap,15 土壤酸碱性
§ 2 土壤碱性
?土壤碱性主要来源于土壤中交换性钠的
水解所产生的 OH-以及弱酸强碱盐类（如
Na2CO3和 NaHCO3）的水解。
Na H
Na +2H2O H + 2Na +2OH-
Na2CO3+ 2H2O 2Na++2OH-+H2CO3
NaHCO3+ H2O Na++OH-+H2CO3
土壤胶体 土壤胶体
Chap,15 土壤酸碱性
§ 2 土壤碱性
?土壤中碱性盐类（特别是 Na2CO3和
NaHCO3）多少，有时叫做 土壤总碱度
（ cmol/kg）。
?对于土壤溶液或灌溉水、地下水来说，
其 Na2CO3和 NaHCO3含量也叫做 总 碱度
（ cmol/L或 g/L）
Chap,15 土壤酸碱性
§ 2 土壤碱性
?通常把 钠饱和度 [交换性钠离子占阳离子
交换量（ cmol/kg）的百分率 ]叫做碱化度。
? 碱化度 = （交换性钠 /阳离子交换量） ×
100%(ESP:Exchange Sodium Percentage)
?当土壤交换性钠饱和度为 5%-20%时称之
为 碱化土 ； 5%-10%为轻度碱化土, 10%-
15%为中度碱化土, 15%-20%为强碱化土。
而钠饱和度 大于 20%时称为 碱土 。
Chap,15 土壤酸碱性
§ 2 土壤碱性
? 碱性土的改良
? 采用施石膏、磷石膏、明矾、硫酸铁等
Na
Na+CaSO4 Ca+Na2SO4
Na2CO3+CaSO4 CaCO3+Na2SO4
? 建立排灌系统，加强排水，淋洗土壤盐
碱成分，配合种植绿肥，增加有机质，
改良土壤结构。
土壤胶体 土壤胶体
Chap,15 土壤酸碱性
影响土壤酸碱反应的因素：
1,气候（盐基饱和度）
2,生物（呼吸产生 CO2，硝化菌产生硝酸、硫
化菌产硫酸）
3,土壤空气中的 CO2的分压
（ 2pH=K+pCa+pCO2）
4,施肥（ [NH4]2SO4,KCl,NH4Cl酸性和生理酸
性肥料,CaO,CaCO3、草木灰等碱性肥料）
Chap,15 土壤酸碱性
影响土壤酸碱反应的因素：
5,灌溉（氧化还原条件）
酸性土壤淹水后 pH升高,
Fe(OH)3+3H+ Fe2++3H2O
NH3+H+ NH4+
碱性土壤淹水后 pH降低,
碱和碱性盐被溶解淋失
Chap,15 土壤酸碱性
影响土壤酸碱反应的因素：
6,土壤胶体特性
? 土壤胶体上吸附的阳离子全部是致酸离子时，称
为“盐基完全不饱和态”，此时的 pH为“极限 pH”
胶体上负电荷愈大，极限 pH愈小
? 土壤胶体上酸基的解离常数
根据胶体上吸附性 H+和 Al3+离子的解离度大小
（对土壤溶液提供离子能力的大小）将胶体排序：
有机胶体 < 蒙脱石 < 含水云母 < 高岭石 < 含
水氧化铁、铝
Chap,15 土壤酸碱性
影响土壤酸碱反应的因素：
7,土壤含水量
土壤 pH一般随土壤含水量增加有升高的趋势
可能是由于粘粒浓度降低，致使吸附性氢离
子与电极表面接触的机会减少有关；也可
能因电解质稀释后，阳离子更多地解离进
入溶液，使溶液 pH升高。测定土壤 pH时应
注意土水比（ 1,1,1,2.5）
Chap,15 土壤酸碱性
§ 3 土壤的酸碱反应与植物生长
（ 1）影响土壤养分的转化和供应
① 影响土壤中微生物活性
② 影响养分的固定、释放与淋失
（ 2）影响粘粒矿物的形成
（ 3）影响土壤理化性质
（ 4）影响作物生长
Chap,15 土壤酸碱性
Chap,15 土壤酸碱性
Chap,15 土壤酸碱性
§ 4 土壤缓冲性能
?土壤具有抵抗和缓和酸碱度变化的能力
叫 土壤缓冲性 。
?使土壤溶液的 pH值改变一个单位所需要
加入的酸量或碱量称 缓冲容量 。
?缓冲量愈大，即 pH值愈不易变化，缓冲
能力愈强。
Chap,15 土壤酸碱性
? 土壤缓冲作用的机制
（ 1）土壤胶粒上的交换性阳离子
M + H+ = H + M+
H + MOH = M + H2O
? 土壤缓冲能力的大小和它的阳离子交换量有关，
交换量愈大，缓冲性能愈强。
? 不同的盐基饱和度表现出对酸碱的缓冲能力是不
同的。
土壤胶粒 土壤胶粒
土壤胶粒 土壤胶粒
Chap,15 土壤酸碱性
（ 2）土壤溶液中的弱酸及其盐类的存在
H2CO3 + Ca(OH)2 = CaCO3 + 2H2O
Na2CO3 + 2HCl = H2CO3 + 2NaCl
（ 3） 土壤中两性物质的存在
R-CH-COOH + HCl = R-CH-COOH
NH2 NH3Cl
R-CH-COOH + NaOH = R-CH-COONa + H2O
NH2 NH2
Chap,15 土壤酸碱性
土壤缓冲作用的重要性
（ 1） 缓冲性有利于稳定土壤 pH，有利于微
生物和植物适宜生活环境的维持；
（ 2）缓冲性有利于缓和土壤污染的危害。
Illustration of Buffering Capacity
(Each symbol is 1 cmole(+)/kg)
- - -
- -
- -
- -
- -
- -
- - -
S
O
I
L
Ca Mg
Al
K
Ca
Mg
HCa
H
+
K
Ca
Ca
Ca
Ca
Mg
Mg
Mg
H
H
HAl
Mg
Ca
S
O
I
L
- -
- -
- -
- -
H
Ca
K
Al % BS = 75%
Adding Acid Adding Acid
H
H
H
H
50 %
H
CEC
16 CEC8
Buffering Capacity
Ca(CO3)
Tons/acre
So
il p
H
3
Clay Loam
CEC = 25
Silt Loam
CEC = 15
8 Sandy
Loam
CEC = 5
120
?土壤酸碱性 是指土壤溶液的反应,
它表征土壤溶液中 H+浓度和 OH-浓度
比例。同时也决定于土壤胶体上致
酸离子（ H+ 或 Al3+）或碱性离子的数
量及土壤中酸性盐和碱性盐类的存
在数量。
Chap,15 土壤酸碱性
§ 1 土壤酸性
? 土壤中酸性的主要来源是：
1）胶体上吸附的 H+或 Al3+
2） CO2溶于水所形成的碳酸
3）有机质分解产生的有机酸、氧化作用产生少
量无机酸
4）酸雨
5）施肥加入的酸性物质等
6）土壤中 Al的活化（ H+ 铝八面体解体 铝离子）
Chap,15 土壤酸碱性
§ 1 土壤酸性
根据 H+在土壤中存在的状态，可以将土壤
酸度分为两种类型，即：活性酸度和潜
性酸度。
?活性酸度 是指土壤溶液中游离的 H+所直
接显示的酸度。 pH=-log[H+]
Chap,15 土壤酸碱性
§ 1 土壤酸性
? 我国土壤反应大多数 pH值在 4-9之间，在地理
分布上有“东南酸而西北碱”的规律性，即由
北向南,pH值逐渐降低。
Chap,15 土壤酸碱性
§ 1 土壤酸性
?潜性酸度 是指土壤胶体上吸附的 H+,Al3+
所引起的酸度。它们只有在转移到土壤
溶液中，形成溶液中的 H+时，才会显示
酸性，故称为潜性酸。通常用 1000g烘干
土中氢离子的厘摩尔数来表示。
?土壤潜性酸要比活性酸多得多，相差 3-4
个数量级。土壤中潜性酸的大小常用土
壤 交换性酸度 和 水解性酸度 表示之。
Chap,15 土壤酸碱性
土壤酸度的指标
强度指标：
pH
pH-0.5pCa （石灰位）
数量（容量）指标：
交换性酸度
水解性酸度
Chap,15 土壤酸碱性
§ 1 土壤酸性
（ 1）交换性酸度,用过量的 中性盐溶液 （ 1mol/L
的 KCl,NaCl或 BaCl2）与土壤作用，将胶体表
面上的大部分 H+或 Al3+交换出来，再以标准碱
滴定溶液中的 H+，这样测得的酸度称为 交换性
酸度 或 代换性酸度
（ 2）水解性酸度：用 弱酸强碱盐溶液 （ 1mol/L
醋酸钠）从土壤中交换出来的氢、铝离子所产
生的酸度称为 水解性酸度 。
? 水解性酸度一般要比交换性酸度大得多。
Chap,15 土壤酸碱性
§ 1 土壤酸性
? 酸性土的改良
酸性土壤通常通过施用石灰，人为地调节
土壤酸度。酸性土改良中常用水解性酸度
的数值作为计算石灰施用量的依据。
需中和的酸量 =V× ρ× CEC × (1-BSP)
(BSP,base saturation percentage)
施用石灰的量和方法应根据植物的生物学
特性和土壤性质以及石灰的种类而定
Chap,15 土壤酸碱性
植物的生物学特性：
不耐酸的作物要多施；
耐酸的作物要少施。
土壤性质：
1,质地粘、有机质多的土壤，缓冲力强，
应多施；
2,砂性强、有机质少的土壤，应酌量少施
用。
Chap,15 土壤酸碱性
石灰种类：
石灰石粉（ CaCO3）,含钙 (CaO)约 55%，溶
解度小，中和土壤酸度的能力缓和而持
久。
生石灰（ 烧石灰）,由石灰石或白云石煅烧
而成，含钙 47-95%，白色粉末，强碱性，
中和土壤酸度能力强。
熟石灰（消石灰）,由生石灰加水而成，含
钙 70%左右，碱性，中和力介于上述两者
之间。
Chap,15 土壤酸碱性
§ 2 土壤碱性
?土壤碱性主要来源于土壤中交换性钠的
水解所产生的 OH-以及弱酸强碱盐类（如
Na2CO3和 NaHCO3）的水解。
Na H
Na +2H2O H + 2Na +2OH-
Na2CO3+ 2H2O 2Na++2OH-+H2CO3
NaHCO3+ H2O Na++OH-+H2CO3
土壤胶体 土壤胶体
Chap,15 土壤酸碱性
§ 2 土壤碱性
?土壤中碱性盐类（特别是 Na2CO3和
NaHCO3）多少，有时叫做 土壤总碱度
（ cmol/kg）。
?对于土壤溶液或灌溉水、地下水来说，
其 Na2CO3和 NaHCO3含量也叫做 总 碱度
（ cmol/L或 g/L）
Chap,15 土壤酸碱性
§ 2 土壤碱性
?通常把 钠饱和度 [交换性钠离子占阳离子
交换量（ cmol/kg）的百分率 ]叫做碱化度。
? 碱化度 = （交换性钠 /阳离子交换量） ×
100%(ESP:Exchange Sodium Percentage)
?当土壤交换性钠饱和度为 5%-20%时称之
为 碱化土 ； 5%-10%为轻度碱化土, 10%-
15%为中度碱化土, 15%-20%为强碱化土。
而钠饱和度 大于 20%时称为 碱土 。
Chap,15 土壤酸碱性
§ 2 土壤碱性
? 碱性土的改良
? 采用施石膏、磷石膏、明矾、硫酸铁等
Na
Na+CaSO4 Ca+Na2SO4
Na2CO3+CaSO4 CaCO3+Na2SO4
? 建立排灌系统，加强排水，淋洗土壤盐
碱成分，配合种植绿肥，增加有机质，
改良土壤结构。
土壤胶体 土壤胶体
Chap,15 土壤酸碱性
影响土壤酸碱反应的因素：
1,气候（盐基饱和度）
2,生物（呼吸产生 CO2，硝化菌产生硝酸、硫
化菌产硫酸）
3,土壤空气中的 CO2的分压
（ 2pH=K+pCa+pCO2）
4,施肥（ [NH4]2SO4,KCl,NH4Cl酸性和生理酸
性肥料,CaO,CaCO3、草木灰等碱性肥料）
Chap,15 土壤酸碱性
影响土壤酸碱反应的因素：
5,灌溉（氧化还原条件）
酸性土壤淹水后 pH升高,
Fe(OH)3+3H+ Fe2++3H2O
NH3+H+ NH4+
碱性土壤淹水后 pH降低,
碱和碱性盐被溶解淋失
Chap,15 土壤酸碱性
影响土壤酸碱反应的因素：
6,土壤胶体特性
? 土壤胶体上吸附的阳离子全部是致酸离子时，称
为“盐基完全不饱和态”，此时的 pH为“极限 pH”
胶体上负电荷愈大，极限 pH愈小
? 土壤胶体上酸基的解离常数
根据胶体上吸附性 H+和 Al3+离子的解离度大小
（对土壤溶液提供离子能力的大小）将胶体排序：
有机胶体 < 蒙脱石 < 含水云母 < 高岭石 < 含
水氧化铁、铝
Chap,15 土壤酸碱性
影响土壤酸碱反应的因素：
7,土壤含水量
土壤 pH一般随土壤含水量增加有升高的趋势
可能是由于粘粒浓度降低，致使吸附性氢离
子与电极表面接触的机会减少有关；也可
能因电解质稀释后，阳离子更多地解离进
入溶液，使溶液 pH升高。测定土壤 pH时应
注意土水比（ 1,1,1,2.5）
Chap,15 土壤酸碱性
§ 3 土壤的酸碱反应与植物生长
（ 1）影响土壤养分的转化和供应
① 影响土壤中微生物活性
② 影响养分的固定、释放与淋失
（ 2）影响粘粒矿物的形成
（ 3）影响土壤理化性质
（ 4）影响作物生长
Chap,15 土壤酸碱性
Chap,15 土壤酸碱性
Chap,15 土壤酸碱性
§ 4 土壤缓冲性能
?土壤具有抵抗和缓和酸碱度变化的能力
叫 土壤缓冲性 。
?使土壤溶液的 pH值改变一个单位所需要
加入的酸量或碱量称 缓冲容量 。
?缓冲量愈大，即 pH值愈不易变化，缓冲
能力愈强。
Chap,15 土壤酸碱性
? 土壤缓冲作用的机制
（ 1）土壤胶粒上的交换性阳离子
M + H+ = H + M+
H + MOH = M + H2O
? 土壤缓冲能力的大小和它的阳离子交换量有关，
交换量愈大，缓冲性能愈强。
? 不同的盐基饱和度表现出对酸碱的缓冲能力是不
同的。
土壤胶粒 土壤胶粒
土壤胶粒 土壤胶粒
Chap,15 土壤酸碱性
（ 2）土壤溶液中的弱酸及其盐类的存在
H2CO3 + Ca(OH)2 = CaCO3 + 2H2O
Na2CO3 + 2HCl = H2CO3 + 2NaCl
（ 3） 土壤中两性物质的存在
R-CH-COOH + HCl = R-CH-COOH
NH2 NH3Cl
R-CH-COOH + NaOH = R-CH-COONa + H2O
NH2 NH2
Chap,15 土壤酸碱性
土壤缓冲作用的重要性
（ 1） 缓冲性有利于稳定土壤 pH，有利于微
生物和植物适宜生活环境的维持；
（ 2）缓冲性有利于缓和土壤污染的危害。
Illustration of Buffering Capacity
(Each symbol is 1 cmole(+)/kg)
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S
O
I
L
Ca Mg
Al
K
Ca
Mg
HCa
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K
Ca
Ca
Ca
Ca
Mg
Mg
Mg
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HAl
Mg
Ca
S
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Ca
K
Al % BS = 75%
Adding Acid Adding Acid
H
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50 %
H
CEC
16 CEC8
Buffering Capacity
Ca(CO3)
Tons/acre
So
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H
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Clay Loam
CEC = 25
Silt Loam
CEC = 15
8 Sandy
Loam
CEC = 5
120
