五、土壤的酸碱度和氧化还原作用

(一)土壤的酸碱度

土壤溶液中存在 H+和 OH-的浓度,称为土壤酸碱度(土壤反应)。通常用 pH 值表示。一般土壤的 pH 值常在 3—10 之间,很少 3 或 10。pH 值的大

小,反映了土壤溶液反应的强度关系。土壤溶液中的酸性和碱性物质的种类多而复杂,主要来源于有机物质的转化过程和矿物的风化作用。此外,也受土壤系统外部条件如酸雨、施肥、污灌等的影响。

土壤反应是土壤的主要性质之一,它对土壤的许多性能以及对河水和植物等都有明显的影响。关于土壤酸碱度与肥力的关系见表 7—6。

土壤具有维持酸碱反应相对稳定的能力,即它能调节因酸碱物质的加入而引起土壤酸碱变化的性能。这种调节作用称为土壤的缓冲性。因为土壤胶粒上有代换性阳离子的存在,土壤溶液中含有各种弱酸和各种强碱弱酸所形成的盐类,它们可以起中和作用。此外,土壤的物理吸收作用以及两性物质的存在也能起缓冲作用。但土壤的缓冲能力有一定的限度,而且各种土壤也有所不同。缓冲能力的大小主要取决于土壤胶体,特别是有机胶体的含量多少。

(二)土壤氧化还原反应

在土壤和土壤溶液中经常而普遍地进行着氧化还原作用。这两种过程对各种物质的转化、植物养分的状态和供应都有极大的影响。在氧化条件下, 有机质分解快而彻底,养分多呈氧化态,有效性较高。在还原条件下,情况则刚好相反。

土壤中的氧化作用,主要是由游离氧、NO - 、Fe3+ 等引起的,它们

是土壤溶液中的氧化剂。还原作用是由有机质的分解、嫌气微生物的生命活动、低价铁及其他低价化合物所引起的。氧化还原作用绝大多数是在土壤微生物的参与下进行的。由于土壤中存在各种氧化剂和还原剂,所以土壤乃是一个统一的氧化还原系统。这个对立统一过程与温度、湿度、氧的丰缺、微生物的种类与活动性、pH 值、溶液中的盐分组成和胶体的性质等许多条件有关。

土壤氧化还原过程可用电位法测定,用 Eh 表示[单位:毫伏(m·v·)]。从 Eh 值的大小可以知道氧化还原的状况。Eh 值越大,氧化作用越强,反之, 越弱。一般土壤的 Eh 值在 200—

700 毫伏间。若 Eh 值<200 毫伏,则表示土壤中进行强烈的还原作用, 这时有机质分解缓慢,氮素散失,还原性物质在土中积累可达到对植物有害的浓度。若 Eh 值>700 毫伏时,土壤的氧化还原状态接近于完全的好气性。这时植物有效养分无法积累,铁锰离子也成为难溶的化合物,养分贫乏。在农业上,施放新鲜有机肥料和适时灌溉等,可降低土壤的 Eh 值;松土、排除渍水和降低地下水位等,则可提高 Eh 值。这种调节作用可为作物生长提供有利的条件。