土壤电性研究论文

土壤化学性质之一。指土壤中细颗粒（主要是胶体颗粒）表现出的带电行为。土壤胶体表现出的电泳现象，即分散在水中的胶体颗粒在电场的作用下向一个电极方向移动的现象，是土壤带有电荷的直接证明。 土壤吸附是土壤中固、液相界面上离子（或分子）的浓度高于该离子（或分子）在土壤溶液中的浓度时出现的界面化学行为。根据产生这种行为的机理，土壤吸附性可分为以下几种类型：物理性吸附 又称分子吸附或非极性吸附，指土壤颗粒表面对溶于水中的物质分子的吸附，由土壤胶体系统力求降低其表面能所致。因此在土壤-溶液体系中，凡能降低溶液表面张力的物质就被土壤吸附；而凡能增加表面张力的物质则为负吸附。 指非静电因素引起的土壤对离子的吸附，主要由离子在土壤中的水合氧化物型表面上形成配位键合所致。土壤胶体表面不论带正电荷、负电荷或不带电荷，均可发生这类吸附。被专性吸附的重金属离子，不能被钠、钾、铵等离子，有时也不能被钙和镁离子所置换，但可在pH1～2的溶液中解吸，或被亲和力更大的金属离子所置换。土壤粘粒中的矿物组成、离子本性和土壤体系的pH都会影响对重金属离子的吸附。对多价含氧酸根和氟离子的专性吸附，实质是这些离子作为配位体与水合氧化物型表面的配位羟基或配位水合基的交换过程。凡被专性吸附的阴离子不能与氯离子或硝酸离子交换，但可部分地被氟离子或OH-离子或其他多价含氧酸根所置换，而凡能进一步增加表面负电荷的阴离子都有较强的置换能力。阴离子的专性吸附与交换性吸附（非专性吸附）的区别如表4所示。注：ZPC即电荷零点，指表面净电荷为零时体系的pH，当体系的pHZPC时带负电荷。 描述土壤吸附离子过程及其数量关系的数学模式，因依据和经验的不同而有多种。其中较广泛应用的是以气体吸附理论或经验为依据的等温吸附方程式，常用的有⑴⑵两式： ⑴⑵式中y为固相对某离子的吸附量（以每百克试样的毫克数表示）；c为离子交换反应平衡时溶液中某离子的浓度（每升摩尔数或毫克数）；Μ为最大吸附量。式⑴中k和n为常数，式⑵中的k为与结合能有关的常数。上述方程式均可描述等温吸附特征，而其dy/dc成为微分也可表示离子的平衡浓度达某一给定值时土壤对该离子的缓冲容量。式⑵还可用以计算最大吸附量。 土壤吸附性能决定于土壤粘粒和有机质的含量及其组成，也受土壤的pH和离子本性的制约。组成分的变化既影响吸附量，也影响土壤对离子的选择性。如腐殖质对钙离子有强烈的选择性，而水合氧化物则对两价重金属离子偏好。土壤中有机质含量的增加，会提高土壤的CEC，降低对磷酸的固定，而有机质对钙离子的偏好则为良好土壤结构的形成提供可能。改变土壤的pH可改变土壤中可变电荷的数量或符号，并影响专性吸附量及其对重金属离子的选择性。在土壤有机质和水分状况的联合作用下，水合氧化物可增加活化或老化的程度，从而影响土壤的吸附性。因此，合理的轮作和耕作，包括增施有机肥料以及在酸性土壤中施用石灰或石灰石粉，可在不同程度上引起吸附性所包含的许多过程的变化，从而改善土壤化学环境。 土壤酸度反映土壤溶液中氢离子浓度和土壤胶体上交换性氢、铝离子数量状况的一种化学性质。又称土壤酸碱度或酸碱性。土壤酸度包括强度和数量两个方面。 鉴于pH的概念是建立在水的离子积的基础之上的，因而KH2O=[H+][OH-]=10-14。若[H+]=[OH-]=10-7，则pH=7，此时的溶液称中性溶液；若[H+]>[OH-]，则pH<7，此时的溶液称酸性溶液；若[H+]<[OH-]，则pH>7，此时的溶液称碱性溶液。溶液的pH值愈小，则其氢离子浓度愈大，酸性愈强。因为pH每相差一个单位时，氢离子浓度就相差10倍。如一个pH为6.0的溶液每升含10-6克离子氢，即为百万分之一克离子氢；而一个pH为5的溶液每升含10-5克离子氢，即为十万分之一克离子氢。两种溶液的pH值仅相差一个单位，而氢离子浓度则相差10倍。这种由土壤溶液中的氢离子浓度直接反映的酸度，通常称为土壤活性酸度。土壤pH通常用pH计进行测定，也可用pH指示剂或pH试纸进行比色测定。根据土壤pH的大小，可将土壤分为5级（表6）。由于成土因素和具体成土过程的不同，土壤pH的差异很大。一般而言，凡发育于高温多雨和森林植被下的土壤，其pH通常较低，呈酸性反应；其他土壤的pH则多较高，呈中性或碱性反应。土壤酸碱性常表现出一定的地带性。如中国土壤的pH就有由西北向东南渐次降低的趋势。西北碱土的pH可高达10.5左右；南方的黄壤，pH可低至3.6～3.8之间。 不同作物对土壤酸碱性有不同的要求（表7）。除少数作物可在强酸性或强碱性土壤中生长外，多数作物只能在pH6～7 的土壤正常生长。酸度对土壤中矿质养分的有效性也产生重要影响。在pH为6～7的范围内，多数矿质养分的有效性均较高。在强酸性土壤中，钾、磷、钙、镁、钼的有效性明显增大，但对作物具有毒害的铝离子也同时增多。此外，酸度还影响土壤中微生物的活性。各种微生物对环境pH的要求各异。大多数细菌、放线菌、藻类和原生动物以中性或微碱性环境为宜，酵母菌和霉菌则喜爱酸性或微酸性环境。因而土壤偏酸或偏碱都会影响微生物的生长和土壤中物质转化的进程，降低土壤有机质的矿化速率，从而使土壤中可供作物吸收的矿质养分的供给量减少。为了使强酸性土壤和强碱性土壤改造成为作物生长的良好环境，通常在酸性土壤施加石灰（或石灰石粉）以提高其pH，施用量的大小取决于土壤潜在酸度的高低。石膏或硫磺则可降低碱性土壤的pH；废硫酸和绿矾也是改良碱性土壤常用的化学物质。土壤酸碱度检测仪器zdinstrument ZD-05 ZD-06 测量范围3-8phzdinstrument ZD-08 测量范围1-14ph