土壤學(xué)章節(jié)復(fù)習(xí)題土壤學(xué)章節(jié)復(fù)習(xí)題/NUMPAGES34土壤學(xué)章節(jié)復(fù)習(xí)題土壤學(xué)章節(jié)復(fù)習(xí)題土壤有機(jī)質(zhì)一、解釋名詞1.土壤有機(jī)質(zhì)：廣義地說：土壤有機(jī)質(zhì)是指以各種形態(tài)存在于土壤中的所有含碳的有機(jī)物質(zhì)，包括土壤中各種動(dòng)、植物殘?bào)w，微生物體及其分解和合成的各種有機(jī)物質(zhì)。狹義地說：土壤有機(jī)質(zhì)一般主要是指有機(jī)殘?bào)w經(jīng)微生物作用形成的一類特殊的、復(fù)雜的、性質(zhì)比較穩(wěn)定的高分子有機(jī)化合物（腐殖質(zhì)）2.土壤腐殖質(zhì)：由一些抗分解的植物組織的混合物,微生物死亡后經(jīng)過分解合成的部分有機(jī)體組織的混合物。有機(jī)物質(zhì)在微生物作用下分解轉(zhuǎn)化成一種特殊的、高分子、暗色的有機(jī)物質(zhì)。3.礦化作用：有機(jī)物質(zhì)在微生物的作用下分解成無機(jī)營(yíng)養(yǎng)元素的過程。4.腐殖化作用：指礦質(zhì)化過程的某些中間產(chǎn)物再合成或在原植物組織中聚合轉(zhuǎn)變?yōu)榻M成和結(jié)構(gòu)比原來有機(jī)化合物更為復(fù)雜的新的有機(jī)化合物7.腐殖化系數(shù)：有機(jī)物質(zhì)在微生物作用下分解轉(zhuǎn)化成一種特殊的、高分子、暗色的有機(jī)物質(zhì)。8.礦化率：每年因礦化而消耗的有機(jī)物質(zhì)量占土壤有機(jī)質(zhì)總量的百分?jǐn)?shù)。9.C/N：有機(jī)質(zhì)中有機(jī)碳和有機(jī)氮的重量比10.腐殖酸：腐殖酸主要由碳、氫、氧、氮、硫等元素組成。分子結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜。有許多模式，但相對(duì)統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)是中心為芳香核（疏水性基團(tuán)），周圍有許多支鏈化合物（有許多功能團(tuán)）成為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)特征。11.激發(fā)效應(yīng)：土壤中加入新鮮有機(jī)物質(zhì)會(huì)促進(jìn)土壤原有有機(jī)質(zhì)的降解，這種礦化作用稱之激發(fā)作用。二、問答題1.什么叫土壤有機(jī)質(zhì)?包括哪些形態(tài)?其中哪種最重要?答：土壤有機(jī)質(zhì)，廣義地說：土壤有機(jī)質(zhì)是指以各種形態(tài)存在于土壤中的所有含碳的有機(jī)物質(zhì)，包括土壤中各種動(dòng)、植物殘?bào)w，微生物體及其分解和合成的各種有機(jī)物質(zhì)。狹義地說：土壤有機(jī)質(zhì)一般主要是指有機(jī)殘?bào)w經(jīng)微生物作用形成的一類特殊的、復(fù)雜的、性質(zhì)比較穩(wěn)定的高分子有機(jī)化合物（腐殖質(zhì)）存在形態(tài)：動(dòng)、植物殘?bào)w（新鮮）、半分解的動(dòng)、植物殘?bào)w、腐殖質(zhì)，其中腐殖質(zhì)最重要！2.增加土壤有機(jī)質(zhì)的方法有哪些?你認(rèn)為最有效是哪種?答：增加土壤有機(jī)質(zhì)要堅(jiān)持兩個(gè)原則，即”平衡原則”和“經(jīng)濟(jì)原則”。增加土壤有機(jī)質(zhì)的方法有：免耕法、施用有機(jī)肥、實(shí)行綠肥或牧草與作物輪作、秸稈還田同時(shí)施加氮肥、旱地改成水田等。其中，施用有機(jī)肥最顯著。3.敘述土壤有機(jī)質(zhì)在土壤肥力上的意義和作用?答：(1)提供植物需要的養(yǎng)分。土壤有機(jī)質(zhì)是作物所需的N、P、S、微量元素等各種養(yǎng)分的主要來源。而且，多種有機(jī)酸和腐殖酸對(duì)土壤礦質(zhì)部分有一定的溶解能力，可以促進(jìn)礦物風(fēng)化，有利于某些養(yǎng)料的有效化，一些與有機(jī)酸和富里酸絡(luò)合的金屬離子可以保留于土壤溶液中不致沉淀而增加有效性；(2)對(duì)土壤物理、化學(xué)和生物化學(xué)等各方面都有良好的作用。它是土壤養(yǎng)分的主要來源，可以改善土壤物理性質(zhì)，提高土壤的保肥性，促進(jìn)作物生長(zhǎng)發(fā)育，并且有助于消除土壤的污染。4.水田的腐殖質(zhì)含量一般比旱地高?為什么?答：腐殖質(zhì)是動(dòng)植物殘?bào)w在厭氧微生物（真菌、放線菌等）作用下形成的，這類細(xì)菌必須在潮濕環(huán)境下（而且要有適當(dāng)?shù)臏囟群蚿H值）繁殖，只有水田和濕地才滿足這些條件，所以更有利于腐殖質(zhì)的形成。5.影響土壤有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化的條件是什么?其中最主要的條件是哪一種?為什么?答：由于微生物是土壤有機(jī)質(zhì)分解和周轉(zhuǎn)的主要驅(qū)動(dòng)力，因此凡是能影響微生物活動(dòng)及其生理作用的因素都會(huì)影響有機(jī)質(zhì)的分解和轉(zhuǎn)化。主要有：溫度、土壤水分和通氣狀況、植物殘?bào)w的特性、土壤特性。植物殘?bào)w對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)分解起到一種激發(fā)作用，促進(jìn)土壤原有有機(jī)質(zhì)的降解，它是影響轉(zhuǎn)化的最主要條件。6.土壤腐殖質(zhì)的存在形態(tài)及基本特性有哪些?答：存在形態(tài)：（１）游離態(tài)的腐殖質(zhì)，在一般土壤中占極少部分。（２）與礦物中強(qiáng)鹽基化合成穩(wěn)定的鹽類，主要為腐殖酸鈣鎂。（３）與含水三氧化物化合成復(fù)雜的凝膠體。（４）與粘粒結(jié)合成有機(jī)無機(jī)復(fù)合體。1)不是一種純化合物,而是代表一類有著特殊化學(xué)和生物本性的,構(gòu)造復(fù)雜的穩(wěn)定的高分子有機(jī)化合物;2)是一種黑色或棕色的有機(jī)膠體;3)帶有電荷,為兩性膠體,常以帶負(fù)電荷為主;4)具有親水性和凝聚性

離子吸附與交換一、解釋名詞二、問答題1.在諸多的描述土壤對(duì)養(yǎng)分的吸附的公式中，Langmuir是最常用的一種，談?wù)勀銓?duì)它的了解。答：蘭茂爾吸附等溫式（Langmuiradsorptionisotherm）又稱“單分子吸附理論”，吸附等溫式之一。1916年由美國(guó)物理化學(xué)家蘭茂爾導(dǎo)出。其基本概念是：固體吸附劑表面上均勻地分布著具有吸附能力的席位，每個(gè)席位只吸附一個(gè)氣體分子，故吸附層只有單分子厚。吸附在表面上的氣體分子與氣相中的分子建立起類似于蒸發(fā)和凝結(jié)的動(dòng)態(tài)平衡。蘭茂爾（Langmuir）吸附等溫式，其基本形式可表達(dá)為式中：Q為任一平衡狀態(tài)時(shí)的吸附量；Qo為單位表面上達(dá)到飽和時(shí)最大極限吸附量；b=Ka/Kb為吸附與解吸的比例關(guān)系的比值。該方程能較好地適合各種濃度，并且式中每一項(xiàng)都有較明確的物理意義。吸附等溫式是定量研究環(huán)境中膠體對(duì)各種元素遷移的影響的重要方法。相應(yīng)于朗格繆單層可逆吸附過程，是窄孔進(jìn)行吸附，而對(duì)于微孔來說，可以說是體積充填的結(jié)果。樣品的外表面積比孔內(nèi)表面積小很多，吸附容量受孔體積控制。平臺(tái)轉(zhuǎn)折點(diǎn)對(duì)應(yīng)吸附劑的小孔完全被凝聚液充滿。微孔硅膠、沸石、炭分子篩等，出現(xiàn)這類等溫線。這類等溫線在接近飽和蒸氣壓時(shí)，由于微粒之間存在縫隙，會(huì)發(fā)生類似于大孔的吸附，等溫線會(huì)迅速上升。2.土壤中等溫吸附方程有幾種形式，試論述。答：等溫線可分為4類：S、L("Langmuir"型),H("高親合力"型)和C("恒定分配"型)。S型：S型等溫線的初始斜率較大,隨溶質(zhì)濃度增加,吸附量接近一個(gè)坪區(qū)(達(dá)到單層覆蓋的最大量),當(dāng)溶質(zhì)濃度再增加時(shí),吸附量增大以至出現(xiàn)第二坪區(qū)。S型：S型等溫線的初始斜率較大,隨溶質(zhì)濃度增加,吸附量接近一個(gè)坪區(qū)(達(dá)到單層覆蓋的最大量),當(dāng)溶質(zhì)濃度再增加時(shí),吸附量增大以至出現(xiàn)第二坪區(qū)。H型：可看成是L型曲線的特殊情況,因吸附劑對(duì)溶質(zhì)的強(qiáng)烈吸附性,使曲線初始斜率很大,在開始加入溶質(zhì)的一定濃度范圍內(nèi),平衡液中溶質(zhì)濃度幾乎為零。C型：如果溶液和吸附劑之間溶質(zhì)以確定比例分配,直到吸附飽和的情況,則形成C曲線。在土壤中應(yīng)用最多的是L型和H型。3.專性吸附和電性吸附的區(qū)別？2類吸附的典型離子有那些？非專性吸附(又稱物理吸附)一般認(rèn)為，Cl-和NO3-、堿金屬及部分堿土金屬如Li+、Na+、K+、Ca2+、Mg2+等多為非專性吸附。這種吸附是可逆的，并遵守質(zhì)量作用定律，故又稱為交換吸附。非專性吸附由庫侖引力引起，故吸附劑所帶的電荷越多，則吸附離子數(shù)量越大；因此，一般高價(jià)離子比低價(jià)離子易吸附；同價(jià)離子，水合半徑小的優(yōu)先被吸附。專性吸附也稱化學(xué)吸附或強(qiáng)選擇性吸附，是指在吸附自由能中非靜電因素的貢獻(xiàn)比靜電因素的貢獻(xiàn)大時(shí)，這種吸附作用可稱之為專性吸附。非靜電作用包括水合作用的變化、離子和分子的相互作用及共價(jià)鍵和氫鍵等。磷酸根、F-和重金屬離子Cu2+、Zn2+、Ni2+、Mn2+、Co2+、Pb2+等均屬此類吸附。4.離子吸附的pH50的定義和作用？答：土壤對(duì)離子的專性吸附，是pH的函數(shù)。一般，磷酸根、F-等陰離子吸附量隨pH升高而降低，而重金屬離子吸附量隨pH升高而增大，在pH較低時(shí)變化較小，在pH達(dá)5以上時(shí)，吸附接近最大值，整個(gè)曲線呈現(xiàn)為S形,不同離子的吸附作用隨pH變化不同。pH50是離子相對(duì)吸附量達(dá)到50%的pH。可用于度量膠體對(duì)不同離子的相對(duì)親和力（也即選擇性），pH50越小，選擇性越大。5.專性吸附對(duì)土壤pH和PZC有什么影響？答：膠體表面正負(fù)電荷相等時(shí)的體系PH值即為電荷零點(diǎn)（PZC）。意義：PZC對(duì)于具有羥基化的膠體是一項(xiàng)重要參考數(shù)據(jù)，當(dāng)溶液的PH＜PZC時(shí)，表面—OH與H+結(jié)合，在氧化物表面上帶正電荷；相反當(dāng)溶液的PH＞PZC時(shí)，—OH失去H+，氧化物表面帶負(fù)電荷。金屬離子價(jià)數(shù)對(duì)PZC的影響：PZC首先決定于金屬離子（M）對(duì)電子親和力的大小，不同價(jià)態(tài)離子對(duì)電子親和力不同，一般金屬離子價(jià)數(shù)越高，電荷零點(diǎn)越低。M價(jià)數(shù)與PZC有一定關(guān)系：一價(jià)離子氧化物（M2O）PZC>11.5二價(jià)離子氧化物（MO）8.5<PZC<12.5三價(jià)離子氧化物（M2O3）6.5<PZC<10.4四價(jià)離子氧化物（MO2）0<PZC<7.5其它離子氧化物（M2O5、MO3）PZC<5PZC也受專性吸附得影響，專性吸附陰離子（H2PO4-、F-….），則PZC降低，專性吸附陽離子(Cu2+、Zn2+…..)，則PZC升高。

土壤酸化學(xué)一、解釋名詞二、問答題1.為什么酸性礦質(zhì)土壤施入石灰后pH顯著升高，而后又逐漸降低，最后趨于平衡？答：石灰的一個(gè)Ca++置換陽離子交換復(fù)合體上的兩個(gè)氫離子（H+）。H+離子與氫氧根離子（OH-）結(jié)合生成水。這樣，由于H+離子濃度（土壤酸度來源）降低，pH值便增加。隨著堿性離子如Ca2+、Mg2+和K+的被帶走，通常是被作物吸收帶走，這些離子便被H+取代了。這些堿性離子也可被淋失，由H+取代其位置,從而降低土壤pH值。由于土壤中粘粒和有機(jī)質(zhì)的數(shù)量以及粘土的種類決定土壤緩沖（即阻止）土壤pH值變化的能力，最終使pH趨于穩(wěn)定。2.闡述土壤各形態(tài)酸度之間的關(guān)系。3.土壤酸化的類型及其成因答：土壤酸化是指土壤內(nèi)部產(chǎn)生和外部輸入的氫離子引起土壤pH值降低和鹽基飽和度減小的過程(一)自然酸化植物吸收養(yǎng)分引起的土壤酸化：一方面，植物對(duì)土壤中陰、陽離子的吸收不是按陰、陽離子等電荷性進(jìn)行的，比如植物從土壤中吸收NH4+時(shí)，就向土壤中分泌出H+；從土壤中吸收NO3-時(shí)，就向土壤中分泌OH-或HCO3-。另一方面，在土壤－植物系統(tǒng)中，通常植物從土壤吸收了養(yǎng)分，根系就向外分泌酸性物質(zhì)，對(duì)根系附近的土壤進(jìn)行酸化，隨著作物收獲物不斷被帶走，作物根系就不斷向外分泌酸性物質(zhì)，從而使土壤不斷酸化。土壤中生物的代謝活動(dòng)：生物代謝不斷產(chǎn)生CO2、可溶性有機(jī)酸等弱酸性物質(zhì)，它們解離出的質(zhì)子可以與土壤膠體上吸附的鹽基離子交換，被交換出的鹽基離子進(jìn)入土壤溶液，再以鹽的形式從土壤中淋洗掉，從而造成土壤酸化。還原態(tài)N和S的氧化：土壤中還原態(tài)難溶性硫化物，曝露于空氣中，就可被氧氣氧化成硫酸；閃電能使大氣中氮?dú)庋趸梢谎趸龠M(jìn)一步氧化成二氧化氮和硝酸。(二)施肥引起的酸化氮肥的施用：氮肥比如硝酸銨、硫酸銨等，作物吸收NH4+的同時(shí)釋放出一個(gè)H+，導(dǎo)致土壤酸化過磷酸鈣的施用：長(zhǎng)期施用過磷酸鈣，一方面，其中含有的游離酸會(huì)逐漸酸化土壤；另一方面，H2PO4-水解產(chǎn)生的H+對(duì)土壤也有酸化作用。其它：施入土壤的含硫肥料，硫逐漸被氧化為硫酸，并與Al3+或Fe3+形成硫酸鹽，如果這些硫酸鹽水解生成氫氧化物沉淀，則形成的H+將導(dǎo)致土壤酸化

土壤鹽化和堿化化學(xué)一、解釋名詞二、問答題1.土壤鹽漬化的起因。答：土壤鹽漬化是自然或人類不合理的灌溉造成的含鹽堿較多的地下水水位上升，同時(shí)隨著地表蒸發(fā)，鹽分在土壤中逐漸積累而形成的土壤退化現(xiàn)象，主要發(fā)生在地勢(shì)低且氣候干旱的地區(qū)。防治辦法主要是降低地下水位，修排堿渠，其次是增加有機(jī)肥，增加植被覆蓋，減少蒸發(fā)。土地鹽漬化的原因：（1）在比較干旱的地區(qū)大水漫灌或只灌不排，會(huì)導(dǎo)致地下水位上升。地下水位上升時(shí)把地下的鹽分帶到地表面來，在強(qiáng)烈的陽光照射下水分蒸發(fā)，鹽分留在地表，使地表土壤中鹽分增多，出現(xiàn)鹽漬化；（2）在沿海地區(qū)，人們長(zhǎng)期過度開采地下水導(dǎo)致海水入侵，使地下水質(zhì)惡化。再加上灌溉不合理地下水位上升，鹽分隨著上升，土地鹽漬化；（3）在一些比較干旱的地區(qū)河流上游的人們大量引水灌溉，使河流流向下游的水量減少、入海水量減少，海水倒灌導(dǎo)致沿海三角洲土壤鹽漬化，如尼羅河三角洲地區(qū)；（4）一些比較封閉的河口地區(qū)，在河流進(jìn)入枯水期時(shí)，河口水位低海水上溯形成咸潮，導(dǎo)致河流兩岸土地鹽漬化。2.鹽漬化土壤的改良。答：土壤鹽化主要發(fā)生在干旱、半干旱和半濕潤(rùn)地區(qū)，是指易溶性鹽在土壤表層積累的現(xiàn)象或過程。當(dāng)表層土壤中的可溶性鹽類的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過0.1%時(shí)，便開始對(duì)作物生長(zhǎng)有抑制作用，從而影響作物的產(chǎn)量，這樣的土壤稱為鹽化土壤。措施：1、科學(xué)調(diào)控水資源。明溝或暗溝排水，井灌井排、洗鹽、放淤壓鹽、種植水稻等水資源調(diào)控措施排出土壤鹽分，抑制土壤返鹽。實(shí)施合理的灌溉制度，有條件的地方應(yīng)發(fā)展滴灌、噴灌、滲灌等節(jié)水防鹽的灌溉技術(shù)。2建立生態(tài)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)。對(duì)潛在鹽化嚴(yán)重的土壤，應(yīng)因地制宜改水田為旱田，改種植業(yè)為牧業(yè)，既節(jié)省了水資源，又發(fā)展了多種經(jīng)營(yíng)，可發(fā)揮最佳效益。3合理耕作。平整土地、深耕深翻、適時(shí)耕肥等耕作改良措施可以改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力，鞏固土壤改良結(jié)果，防治土壤鹽漬化。秸稈覆蓋防止蒸發(fā)。4增施有機(jī)肥料。改善土壤結(jié)構(gòu)，提高地溫，增加土壤的保蓄性和通透性，加強(qiáng)淋鹽作用，減少蒸發(fā)，抑制返鹽。有機(jī)質(zhì)分解過程中產(chǎn)生的有機(jī)酸既可中和堿性，又能使土壤中的鈣活化，消除鹽堿害。進(jìn)展3.堿化土壤的改良答：土壤表層堿性鹽逐漸積累、交換性鈉離子飽和度逐漸增高的現(xiàn)象。一是有機(jī)改良法。就是在土壤中摻針葉土或闊葉土。針葉土是腐爛的松樹的針葉、殘枝或鋸末漚制而成，是強(qiáng)酸性的，pH值3.5－4。一般的堿性土摻1/5或1/6的針葉土，最適合喜酸性的花卉盆栽用。闊葉土是各種闊葉樹的落葉腐爛而成，pH值4.5－5.5。有機(jī)改良的優(yōu)點(diǎn)是有機(jī)物質(zhì)自身腐爛后所含的多種元素，都是花卉生長(zhǎng)所必需的，并使土壤疏松，透氣性和透水保水性良好。二是無機(jī)改良法。即在1立方土中摻合100克－200克硫黃粉，效用可持續(xù)2年-3年。

土壤的氧化還原化學(xué)一、解釋名詞1.Eh：eh通稱氧化還原電位，氧化還原反應(yīng)強(qiáng)度的指標(biāo)。土壤中有許多氧化還原體系，如氧體系、鐵體系、錳體系、氮體系、硫體系及有機(jī)體系等。2.Pe：pE是氧化還原平衡體系電子濃度的負(fù)對(duì)數(shù)，其定義與pH=-lg[H+]相似。pE0是氧化態(tài)和還原態(tài)濃度相等時(shí)的pE，或是lgk/n。準(zhǔn)確地講，應(yīng)用電子活度來代替上述的電子濃度。二、問答題1.pe在土壤氧化還原反應(yīng)中的應(yīng)用。答：pe和pH分別代表電子和質(zhì)子活度的負(fù)對(duì)數(shù)，兩者間關(guān)系為：2.土壤環(huán)境中鐵和錳的氧化還原轉(zhuǎn)化。答：不同價(jià)態(tài)錳和pH、Pe的關(guān)系如下圖。對(duì)于任一Mn2+活度的溶液，其pH、Pe的關(guān)系如下：當(dāng)pH高于6時(shí)，溶解氧可以使亞鐵離子很快氧化形成高鐵氫氧化物，如果溶液3.土壤中Eh的作用和測(cè)定方法答：Eh就是氧化還原點(diǎn)位，也簡(jiǎn)稱ORP(Oxidation-ReductionPotential)，作為介質(zhì)（土壤、天然水、培養(yǎng)基）環(huán)境條件的一個(gè)綜合性指標(biāo)，它表征介質(zhì)氧化性和還原性的相對(duì)程度，對(duì)土壤的化學(xué)和生物學(xué)過程有重要的影響，是理解土壤的性質(zhì)和過程的重要參數(shù)。氧化還原電位長(zhǎng)期以來通常是采用鉑電極直接測(cè)定的方法，即將鉑電極和參比電極直接插入介質(zhì)中來測(cè)定。但在測(cè)定弱平衡體系時(shí)，由于鉑電極并非絕對(duì)的惰性，其表面可形成氧化膜或吸附其它物質(zhì)，影響各氧化還原電對(duì)在鉑電極上的電子交換速率，因此平衡電位的建立極為緩慢，在有的介質(zhì)中需經(jīng)過幾小時(shí)甚至一兩天，而且測(cè)定誤差甚大，通常40-100mV。如果充分考慮了鉑電極的表面性質(zhì)和電極電位建立的動(dòng)力學(xué)過程，對(duì)復(fù)雜的介質(zhì)，如果采用了去極化法測(cè)定氧化還原電位，可以在較短的時(shí)間，3分鐘內(nèi)得到較為精確的結(jié)果，誤差通常小于10mV或更好。去極化法原理：將極化電壓調(diào)節(jié)到600或750mV,以銀—氯化銀電極作為輔助電極，鉑電極接到電源的正端，陽極極化（極化時(shí)間5-15秒中自由選擇），接著切斷極化電源（去極化時(shí)間在20秒以上自由選擇，通常20-30秒），去極化時(shí)監(jiān)測(cè)鉑電極相對(duì)參比電極（甘汞電極或銀-氯化銀電極）的電位。電極電位E（毫伏）和去極化時(shí)間的對(duì)數(shù)logt之間存在直線關(guān)系。以相同的方法進(jìn)行陰極極化和隨后的去極化監(jiān)測(cè)。陽極去極化曲線與陰極去極化曲線的延長(zhǎng)線的交點(diǎn)相當(dāng)于平衡電位。二條曲線的方程為：E陽=a1+b1logt陽E陰=a2+b2logt陰求解此二直線方程可得到平衡電位公式E=(a2b1-a1b2)/(b1-b2)平衡電位加上該溫度下參比電極的電位值，即可求出ORP值。4.Eh/Pe/pH之關(guān)系答：參考1答案5.水稻土的特點(diǎn)及其主要氧化-還原反應(yīng)答：水稻土在種稻灌水期間，耕作層為水分所飽和，呈還原狀態(tài)；在排水、晾田、秋冬干田季節(jié)，耕作層呈氧化狀態(tài)。水稻土在淹水缺氧的情況下，有機(jī)質(zhì)分解比較緩慢，腐殖質(zhì)程度高，肥效比較穩(wěn)長(zhǎng)，養(yǎng)分損失較少。水稻土的另一個(gè)特點(diǎn)是稻田淹水以后，pH值往往升高，氧化還原電位降低，從而促進(jìn)磷酸鐵的水解加強(qiáng)，高價(jià)鐵的磷酸鹽還原為低價(jià)鐵的磷酸鹽，鐵、硅復(fù)合體也被還原。水稻土的氧化還原狀況與自然土壤和旱作土壤的最大差別是它的氧化還原狀況的范圍寬，包括了從氧化性到強(qiáng)還原性土壤類型。根據(jù)地下水位高低及其對(duì)土壤氧化還原狀況的影響，可分為三種類型：（1）氧化性類型。A-C型水稻土，漬水時(shí)間短，地下水位低，一年中土壤基本上為氧化過程控制，Eh很高，沒有物質(zhì)淋溶或很微弱，耕作層（A）以下，母質(zhì)土壤（C）的特征十分明顯，接近于旱作土壤。（2）氧化還原類型。A-P-B-G型水稻土，1m內(nèi)出現(xiàn)永久地下水位，剖面底部形成潛育層（G），Eh很低，甚至為負(fù)值。潛育層以上一段距離內(nèi)，Eh仍較表層土壤為低，犁底層（P）下有發(fā)育良好的淀積層（B）。（3）還原性類型。A-G型水稻土，地下水位很高，無犁底層（P），耕作層（A）的Eh較低，以下土壤全處于強(qiáng)氧化還原狀態(tài)，還原性物質(zhì)大量積累。

土壤化學(xué)動(dòng)力學(xué)一、解釋名詞1、電荷零點(diǎn)（ZPC）：土壤顆粒表面所帶凈電荷為零時(shí)溶液的pH值。2、雙電層：電極與電解質(zhì)溶液界面上存在的大小相等符號(hào)相反的電荷層。帶有電荷的土壤膠體表面，吸引相鄰液相的反號(hào)離子，在膠粒周圍形成帶反號(hào)電荷的離子層，它與膠粒表面的電荷層一起構(gòu)成了雙電層。3、礦質(zhì)化與腐殖質(zhì)化：有機(jī)質(zhì)在微生物作用下，分解成簡(jiǎn)單的無機(jī)物同時(shí)釋放礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的過程.腐殖質(zhì)化:指礦質(zhì)化過程的某些中間產(chǎn)物再合成或在原植物組織中聚合轉(zhuǎn)變?yōu)榻M成和結(jié)構(gòu)比原來有機(jī)化合物更為復(fù)雜的新的有機(jī)化合物——腐殖質(zhì)的過程4、氧化還原過程：在氧化還原反應(yīng)中，電子從還原劑（電子供體）轉(zhuǎn)入氧化劑（電子受體），它不會(huì)在土壤溶液中游離存在，且電子供體的氧化反應(yīng)必須與電子受體的還原反應(yīng)相伴存在，兩者共同構(gòu)成一個(gè)完整的氧化還原過程。5、混層礦物:在土壤中存在較普遍。系指兩種以上的層狀硅酸鹽礦物，由于環(huán)境條件的變化，層狀硅酸鹽發(fā)生離子代換，形成新的礦物；新礦物和原來的礦物混在一起，即產(chǎn)生混層礦物。6、交換吸附和專性吸附:交換吸附:由庫侖引力引起,這種吸附是可逆的，并遵守質(zhì)量作用定律，故又稱為交換吸附。專性吸附:也稱化學(xué)吸附或強(qiáng)選擇性吸附，是指在吸附自由能中非靜電因素的貢獻(xiàn)比靜電因素的貢獻(xiàn)大時(shí)，這種吸附作用可稱之為專性吸附。7、土壤酸化和堿化：土壤酸化是指土壤內(nèi)部產(chǎn)生和外部輸入的氫離子引起土壤pH值降低和鹽基飽和度減小的過程。8、自由基：也稱為“游離基”，是指化合物的分子在光熱等外界條件下，共價(jià)鍵發(fā)生均裂而形成的具有不成對(duì)電子的原子或基團(tuán)。如氫自由基（H·，即氫原子）、氯自由基（Cl·，即氯原子）、甲基自由基（CH3·）二、問答題1、土壤有機(jī)質(zhì)在土壤肥力和生態(tài)環(huán)境保護(hù)中的作用是什么？答：（一）有機(jī)質(zhì)在土壤肥力上的作用1、提供植物需要的養(yǎng)分：直接提供：土壤有機(jī)質(zhì)是作物所需的氮、磷、硫、微量元素等各種養(yǎng)分的主要來源。間接作用：多種有機(jī)酸和腐殖酸對(duì)土壤礦質(zhì)部分有一定的溶解能力，可以促進(jìn)礦物風(fēng)化，有利于某些養(yǎng)料的有效化。一些與有機(jī)酸和富里酸絡(luò)合的金屬離子可以保留于土壤溶液中不致沉淀而增加有效性。2、改善土壤物理化學(xué)性質(zhì)：物理性質(zhì)：土壤團(tuán)聚體的形成過程和穩(wěn)定性方面起著重要作用。改善土壤結(jié)構(gòu)，使土壤的透水性、蓄水性、通氣性以及根系的生長(zhǎng)環(huán)境有所改善。腐殖物質(zhì)具有巨大的比表面積和親水基團(tuán)，吸水量是粘土礦物的5倍，能改善土壤有效持水量，使得更多的水能為作物所利用。顏色與熱性質(zhì)：由于腐殖質(zhì)是一種深色的物質(zhì)，深色土壤吸熱快，在同樣日照條件下，其土溫相對(duì)較高。化學(xué)性質(zhì)：土壤中養(yǎng)料含量與保肥能力在酸性土壤中，有機(jī)質(zhì)通過與單體鋁的復(fù)合，降低土壤交換性鋁的含量，從而減輕鋁的毒害。養(yǎng)分的有效性：如增加土壤中磷的有效性和提高磷肥的利用率、增加土壤微量元素的有效性。提高土壤腐殖物質(zhì)含量，就增強(qiáng)土壤對(duì)酸堿度變化的緩沖性能。3、生物性質(zhì)土壤微生物生命活動(dòng)所需養(yǎng)分和能量的主要來源，沒有土壤有機(jī)質(zhì)則不會(huì)有土壤中的所有生物化學(xué)過程。蚯蚓通過掘洞、消化有機(jī)質(zhì)、排泄糞便等直接改變土壤微生物和植物的生存環(huán)境。通過刺激微生物和動(dòng)物的活動(dòng)還能增加土壤酶的活性，從而直接影響土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化的生物化學(xué)過程。腐殖酸被證明是一類生理活性物質(zhì)，它能加速種子發(fā)芽，增強(qiáng)根系活力，促進(jìn)作物生長(zhǎng)。對(duì)土壤微生物而言，腐殖酸也是一種促進(jìn)其生長(zhǎng)發(fā)育的生理活性物質(zhì)。（二）、有機(jī)質(zhì)在生態(tài)環(huán)境上的作用1.影響全球的碳平衡土壤有機(jī)質(zhì)也是全球碳平衡過程中非常重要的碳庫。土壤有機(jī)質(zhì)的損失對(duì)地球自然環(huán)境具有重大影響。據(jù)估計(jì)全球土壤有機(jī)質(zhì)的總碳量在14-15×1017g，大約是陸地生物總碳量（5.6×1017g）的2.5-3倍，每年因土壤有機(jī)物質(zhì)生物分解釋放到大氣的總碳量為68×1015g，全球每年因焚燒燃料釋放到大氣的碳遠(yuǎn)低得多，僅為6×1015g，是土壤呼吸作用釋放碳的8-9%。土壤碳庫的較小變化可對(duì)大氣碳庫產(chǎn)生較大影響。2.減少土壤中農(nóng)藥的殘留量和重金屬的毒害1、有機(jī)質(zhì)與重金屬離子的作用土壤腐殖物質(zhì)含有多種功能基，這些功能基對(duì)重金屬離子有較強(qiáng)絡(luò)合和富集能力。2、有機(jī)物質(zhì)對(duì)農(nóng)藥等有機(jī)污染物的固定作用土壤有機(jī)質(zhì)對(duì)農(nóng)藥等有機(jī)污染物有強(qiáng)烈的親和力對(duì)有機(jī)污染物在土壤中的生物活性、殘留、生物降解、遷移和蒸發(fā)等過程有重要的影響。可溶性腐殖物質(zhì)能增加農(nóng)藥從土壤向地下水的遷移能更有效地遷移農(nóng)藥和其它有機(jī)物質(zhì)腐殖物質(zhì)還能作為還原劑而改變農(nóng)藥的結(jié)構(gòu)、活性降低毒性2、高嶺石，伊利石，蒙脫石礦物的結(jié)構(gòu)有什么異同？與土壤肥力有何關(guān)系？3、利用離子吸附與交換平衡的原理，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)研究土壤養(yǎng)分的保存和供應(yīng)能力。答：土壤表面主要有兩個(gè)重要特性，巨大的比表面和表面電荷，土壤具有巨大的比表面，這使得土壤對(duì)養(yǎng)分離子的吸附能力大大加強(qiáng)，從而可將一部分植物暫時(shí)不能吸收或多余的養(yǎng)分以吸附的形式保存下來，減少了這一部分養(yǎng)分離子的遷移損失，當(dāng)經(jīng)過一段時(shí)間植物的吸收后，土壤溶液中養(yǎng)分離子減少時(shí)，通過離子交換，吸附在土壤表面的養(yǎng)分離子又可釋放出來，供植物吸收利用，從而增加了養(yǎng)分離子的植物有效性。土壤表面的另一重要性質(zhì)是帶有電荷，土壤表面電荷主要起源于礦物晶格內(nèi)部離子的同晶轉(zhuǎn)換（永久電荷）或土壤固相表面介質(zhì)中吸附離子或向介質(zhì)中釋放離子（可變電荷）.土壤表面電荷保蓄了土壤養(yǎng)分，減少土壤養(yǎng)分的運(yùn)移，增加了土壤養(yǎng)分的生物有效性。此外，由于土壤電荷的存在，使土壤表面與溶液的截面上形成雙電層，增加了土壤保持養(yǎng)分離子的能力，土壤表面電荷的另一重要作用是提高了土壤的酸堿緩沖容量，從而保持了土壤性質(zhì)的穩(wěn)定性，有利于植物的生長(zhǎng)，從而提高了養(yǎng)分離子的生物有效性。總之，土壤表面的兩大重要特性有利于養(yǎng)分離子的保存，減少了養(yǎng)分離子的運(yùn)移，提高了養(yǎng)分離子的生物有效性。為討論酸性硫酸鹽土壤上施用磷礦粉對(duì)水稻養(yǎng)分有效性的影響，設(shè)計(jì)如下：磷礦粉是一種適用于酸性土壤的磷肥，不會(huì)引起土壤酸化，磷礦粉可作為酸性硫酸鹽土壤上水稻生長(zhǎng)的有效磷源。本試驗(yàn)通過采用兩種施用方法在酸性硫酸鹽土壤上直接施用四種磷礦粉，測(cè)定和比較土壤和植株中相關(guān)養(yǎng)分含量的變化。供試土壤：酸性硫酸鹽土壤，一塊為未墾地，另一塊已種植水稻多年，測(cè)定項(xiàng)目：水稻收獲時(shí)每小區(qū)采籽粒樣和稻草樣，土樣按常規(guī)法進(jìn)行農(nóng)化分析。籽粒和稻草測(cè)定N、P、K含量，計(jì)算植株養(yǎng)分吸收量，土樣測(cè)定全P、速效P、pH及電導(dǎo)率。考察累積效應(yīng)和殘留效應(yīng)。試驗(yàn)方法：三種磷礦粉、三種磷肥。各種磷肥加上對(duì)照共7處理，5次重復(fù)。隨機(jī)區(qū)組排列，后裂區(qū)設(shè)計(jì)，作基肥在插秧前施入。4、土壤膠體電荷零點(diǎn)（PZC）的意義是什么？金屬離子價(jià)數(shù)和土壤離子專性吸附對(duì)PZC有何影響？答：膠體表面正負(fù)電荷相等時(shí)的體系PH值即為電荷零點(diǎn)（PZC）。意義：PZC對(duì)于具有羥基化的膠體是一項(xiàng)重要參考數(shù)據(jù)，當(dāng)溶液的PH＜PZC時(shí)，表面—OH與H+結(jié)合，在氧化物表面上帶正電荷；相反當(dāng)溶液的PH＞PZC時(shí)，—OH失去H+，氧化物表面帶負(fù)電荷。金屬離子價(jià)數(shù)對(duì)PZC的影響：PZC首先決定于金屬離子（M）對(duì)電子親和力的大小，不同價(jià)態(tài)離子對(duì)電子親和力不同，一般金屬離子價(jià)數(shù)越高，電荷零點(diǎn)越低。M價(jià)數(shù)與PZC有一定關(guān)系：一價(jià)離子氧化物（M2O）PZC>11.5二價(jià)離子氧化物（MO）8.5<PZC<12.5三價(jià)離子氧化物（M2O3）6.5<PZC<10.4四價(jià)離子氧化物（MO2）0<PZC<7.5其它離子氧化物（M2O5、MO3）PZC<5PZC也受專性吸附得影響，專性吸附陰離子（H2PO4-、F-….），則PZC降低，專性吸附陽離子(Cu2+、Zn2+…..)，則PZC升高。5、試論述土壤酸堿緩沖性的影響因素及其實(shí)際應(yīng)用。答：土壤緩沖能力：土壤具有通過各種方式抵制土壤酸性或堿性變化的能力。土壤緩沖性能是指土壤具有緩和其酸堿度發(fā)生激烈變化的能力，它可以保持土壤反應(yīng)的相對(duì)穩(wěn)定，為植物生長(zhǎng)和土壤生物的活動(dòng)創(chuàng)造比較穩(wěn)定的生活環(huán)境，所以土壤的緩沖性能是土壤的重要性質(zhì)之一。土壤膠體的數(shù)量和鹽基代換量越大，土壤的緩沖性能就越強(qiáng)。因此，砂土摻粘土及施用各種有機(jī)肥料，都是提高土壤緩沖性能的有效措施。在代換量相等的條件下，鹽基飽和度愈高，土壤對(duì)酸的緩沖能力愈大；反之，鹽基飽和度愈低，土壤對(duì)堿的緩沖能力愈大。土壤緩沖性，使pH不致因施肥、根系呼吸、有機(jī)質(zhì)分解等引起劇烈變化，為作物生長(zhǎng)和微生物活動(dòng)創(chuàng)造一個(gè)穩(wěn)定的土壤環(huán)境條件，使施用的肥料正常地發(fā)揮作用。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中，可以通過砂土摻淤，增施有機(jī)肥料和種植綠肥，提高土壤緩沖性能。另外，還可以計(jì)算酸性土壤上的石灰需要量。6、什么是土壤鹽化？試根據(jù)土壤鹽分運(yùn)移的基本規(guī)律分析說明鹽土改良利用的措施有哪些？答：土壤鹽化主要發(fā)生在干旱、半干旱和半濕潤(rùn)地區(qū)，是指易溶性鹽在土壤表層積累的現(xiàn)象或過程。當(dāng)表層土壤中的可溶性鹽類的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過0.1%時(shí)，便開始對(duì)作物生長(zhǎng)有抑制作用，從而影響作物的產(chǎn)量，這樣的土壤稱為鹽化土壤。措施：1、科學(xué)調(diào)控水資源。明溝或暗溝排水，井灌井排、洗鹽、放淤壓鹽、種植水稻等水資源調(diào)控措施排出土壤鹽分，抑制土壤返鹽。實(shí)施合理的灌溉制度，有條件的地方應(yīng)發(fā)展滴灌、噴灌、滲灌等節(jié)水防鹽的灌溉技術(shù)。2建立生態(tài)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)。對(duì)潛在鹽化嚴(yán)重的土壤，應(yīng)因地制宜改水田為旱田，改種植業(yè)為牧業(yè)，既節(jié)省了水資源，又發(fā)展了多種經(jīng)營(yíng)，可發(fā)揮最佳效益。3合理耕作。平整土地、深耕深翻、適時(shí)耕肥等耕作改良措施可以改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力，鞏固土壤改良結(jié)果，防治土壤鹽漬化。秸稈覆蓋防止蒸發(fā)。4增施有機(jī)肥料。改善土壤結(jié)構(gòu)，提高地溫，增加土壤的保蓄性和通透性，加強(qiáng)淋鹽作用，減少蒸發(fā)，抑制返鹽。有機(jī)質(zhì)分解過程中產(chǎn)生的有機(jī)酸既可中和堿性，又能使土壤中的鈣活化，消除鹽堿害。7、土壤污染物主要