土壤學(xué)章節(jié)復(fù)習(xí)題

1、土壤有機(jī)質(zhì)、解釋名詞1. 土壤有機(jī)質(zhì)： 廣義地說(shuō)：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(shuō)： 土壤有機(jī)質(zhì)一般主要是指有機(jī)殘 體經(jīng)微生物作用形成的一類(lèi)特殊的、復(fù)雜的、性質(zhì)比擬穩(wěn) 定的高分子有機(jī)化合物腐殖質(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(guò)分解合成的局部有機(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(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)元素的過(guò)程。4. 腐殖化作用： 指礦質(zhì)化過(guò)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)?/p>

2、組成和 結(jié)構(gòu)比原來(lái)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?chē)性S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)： 土壤中參加新鮮有機(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(chēng)之 激發(fā)作用。二、問(wèn)答題1. 什么叫土壤有機(jī)質(zhì) ?包括哪些形態(tài) ?其中

3、哪種最重要 ?答：土壤有機(jī)質(zhì)， 廣義地說(shuō)： 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(shuō)： 土壤有機(jī)質(zhì)一般主要是指有機(jī)殘 體經(jīng)微生物作用形成的一類(lèi)特殊的、復(fù)雜的、性質(zhì)比擬穩(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)原那么，即平衡原那么和“經(jīng)濟(jì)原那么 。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

4、等。其中，施用有機(jī)肥最顯著。3. 表達(dá)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(lái)源。 而且，多種有機(jī)酸和腐殖酸對(duì)土壤礦質(zhì)局部有一定的溶解能力， 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存于土壤溶液 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(lái)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

5、在厭氧微生物真菌、放線(xiàn)菌等作用下形成的，這類(lèi)細(xì)菌必須在 潮濕環(huán)境下而且要有適當(dāng)?shù)臏囟群?pH 值繁殖，只有水田和濕地才滿(mǎn)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， 因此但凡能影響微生物活動(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 體的特性、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)及根本特性有哪些 ?答： 存在形態(tài)：1游離態(tài)的

6、腐殖質(zhì)，在一般土壤中占極少局部。2與礦物中強(qiáng)鹽基化合成穩(wěn)定的鹽類(lèi)，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(wú)機(jī)復(fù)合體。1不是一種純化合物 ,而是代表一類(lèi)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、解釋名詞r離子吸附；離子吸附是指上壤膠體外表與離子之間的相互柞用，在能量關(guān)系上表現(xiàn)為離 了啲吸附能或離子的結(jié)合能入2. 離子交換：離子交換足折土壤膠休表血吸附的離子與溶液中離子的相互作用，在陡駅上 表現(xiàn)為離子的空換能3. 專(zhuān)性吸附：是

7、抬在吸附口山能也1：靜電因素的矗獻(xiàn)蘭靜豈因素的奉獻(xiàn)人時(shí)的吸附二也稱(chēng) 化學(xué)吸附或強(qiáng)選樣性吸附4. 交換吸附=非專(zhuān)性吸附由庫(kù)侖引力引起，故吸附電所帶的電荷越多，那么吸附離子數(shù)雖越 大。二、問(wèn)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Langmuir adsorption isotherm丨又稱(chēng)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。其根本概念是：固體吸附劑外表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。 吸附在外表上的氣體分子與氣相中的分子建立起類(lèi)似于蒸發(fā)和

8、凝結(jié)的動(dòng)態(tài)平衡。蘭茂爾Langmuir丨吸附等溫式，其根本形式可表達(dá)為式中：Q為任一平衡狀態(tài)時(shí)的吸附量；Qo為單位外表上到達(dá)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(guò)程， 是窄孔進(jìn)行吸附，而對(duì)于微孔來(lái)說(shuō)，可以說(shuō)是體積充 填的結(jié)果。樣品的外外表積比孔內(nèi)外表積小很多， 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(mǎn)。微孔硅膠、沸石、炭分子篩等，出現(xiàn)這類(lèi)等溫線(xiàn)。這類(lèi)等溫線(xiàn)在接近飽和蒸氣壓時(shí)，由于微粒之間存

9、在縫隙，會(huì)發(fā)生類(lèi)似于大孔的吸附， 等溫線(xiàn)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(xiàn)可分為4類(lèi)：S、LLangmuir型,H高親合力型和C恒定分配型。S型：S型等溫線(xiàn)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)到達(dá)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(xiàn)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)到達(dá)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(xiàn)的特殊情況，因吸附劑對(duì)溶質(zhì)的強(qiáng)烈吸附性 ，使曲線(xiàn)初始斜率很大， 在開(kāi)始參加溶質(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

10、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，貝y形成C曲線(xiàn)。在土壤中應(yīng)用最多的是 L型和H型。3專(zhuān)性吸附和電性吸附的區(qū)別？2類(lèi)吸附的典型離子有那些？土最的詐專(zhuān)性吸附是指帝電.為到達(dá)電性袖.左其外部因靜電作用頃雅一4苻不同電荷的離子層作 為電奇的過(guò)毘幽怡菁于也可以和土壤溶液中的茗子進(jìn)竇當(dāng)量曲過(guò)&土壤的雜WJS離子配位體斬物晶格上昭價(jià)師壯 嘶砸昭非專(zhuān)性吸附又稱(chēng)物理吸附一般認(rèn)為，Cl-和N03-、堿金屬及局部堿土金屬如Li+、Na+、K+、Ca2+、Mg2+等多為非專(zhuān)性吸附。這種吸附是可逆的，并遵守質(zhì)量作用定律，故又稱(chēng)為交換吸附。非專(zhuān)性吸附由庫(kù)侖引力引起， 故吸附劑所帶的電荷越多，那么吸附

11、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(zhuān)性吸附也稱(chēng)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奉獻(xiàn)比靜電因素的奉獻(xiàn)大 時(shí)，這種吸附作用可稱(chēng)之為專(zhuān)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(lèi)吸附。pH50 的定義和作用？答：土壤對(duì)離子的專(zhuān)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

12、最大值，整個(gè)曲線(xiàn)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)吸附量到達(dá) 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。pH 和 PZC 有什么影響？答：膠體外表正負(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)，一OH失去H+，氧化物外表帶負(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：其它離子氧化物 M2O5、 MO3 PZC8

13、.5的土壤，這些上壤除5AR過(guò)島外，土壤溶液屮上要以碳酸鹽和 碳酸氫鹽竽堿式鹽為主-8. Na質(zhì)土：是指交換性隠含SW.其飽和度大于15%.二、問(wèn)答題1土壤鹽漬化的起因。答：土壤鹽漬化是自然或人類(lèi)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)。防治方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在比擬干旱的地區(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外表來(lái)，在強(qiáng)烈的陽(yáng)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，

14、出現(xiàn)鹽漬化；2在沿海地區(qū)，人們長(zhǎng)期過(guò)度開(kāi)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在一些比擬干旱的地區(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)；4一些比擬封閉的河口地區(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. 鹽漬化土壤的改進(jìn)。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(guò)程。當(dāng)表層土壤中的可溶性鹽類(lèi)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)0.1%時(shí)，便開(kāi)始對(duì)作物生長(zhǎng)有抑制作用，從而影響作物的產(chǎn)量，這

15、樣的土壤稱(chēng)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)開(kāi)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，又開(kāi)展了多種經(jīng)營(yíng)，可發(fā)揮最正確效益。3合理耕作。平整土地、深耕深翻、適時(shí)耕肥等耕作改進(jìn)措施可以改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力，穩(wěn)固土壤改進(jìn)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

16、。有機(jī)質(zhì)分解過(guò)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)展建立完善的灌溉系統(tǒng)建立完善的統(tǒng)使地下水深度保持在靜界深度以下.前蘇聯(lián)科學(xué)院vAKovda等專(zhuān)家 認(rèn)為，可能引起土壤鹽漬化的礦化地下水的誄度平均為Z53mfl采取平甦土地，畦格化、 出園化灌水.渠道清淤防堵等措施“ 7理立規(guī)代化排水系統(tǒng) 水平攙水，主塑以明溝、喑管的形式進(jìn)彳h 能降低地下水位，乂可以排出土壤中的旅份; 垂育豎卄排水，豎井排水價(jià)格低、不占地、水晟大、水質(zhì)好、控制調(diào)節(jié)性地下水位靈活、 維修工作少，同時(shí)乂可以和灌瀾相結(jié)合.豎直設(shè)井以梅業(yè)型布井效果為繪好建立井溝渠結(jié) 合的灌丼丁程系統(tǒng)，合理機(jī)井灌溉，淋洗上壤

17、扯分降低地下水位f增加地下陣容， 起到灌排調(diào)蓄等作用;井溝渠結(jié)合，加速水鹽交換循環(huán)，使七壤脫鹽淡優(yōu).化學(xué)故良 化學(xué)改進(jìn)劑。些興旺國(guó)家如美國(guó)、澳大利亞在鹽漬上上，特別在堿上上施化學(xué)改進(jìn)劑，如: 石育、硫戰(zhàn)、礦渣碼石育h因土地類(lèi)型不同施入早也不同，施用時(shí)間長(zhǎng)短取決于出地的 JS驗(yàn)和資金的狀況施用改進(jìn)劑后需用犬量水沖洗在水資源缺乏的情況卜應(yīng)用困難.而且 本錢(qián)高但是,用這種方法能便土壤積水從天障到二45天,懵水從292mm升到605mm 化學(xué)改進(jìn)盡行本錢(qián)高，但是從經(jīng)濟(jì)效益看足刊益的.有機(jī)肥料.鹽漬土除f鹽漬危害以外旱、鮮薄常常制約著農(nóng)作物生IC井呈現(xiàn)著鹽化程 及加 抵十壤肥力愈低的趨勢(shì)沁 仃機(jī)肥、k稈

18、還l翻山綻肥*i草、他屮離殖酸類(lèi)肥料 等改進(jìn)鹽堿土.都可收到脫鹽與培肥的較好效果.種植朮梢對(duì)堿七的改進(jìn)較有效匈牙利、羅馬龍眼 前蘇聯(lián).泰從 中國(guó)都在大曲積鹽土上種水稻.取斜口好的改土增產(chǎn)效 眼 匈牙利專(zhuān)腺通過(guò)對(duì)屮歐及東歐地區(qū)盆遺上的研究提岀灌溉沖洗、施用化學(xué)改口劑和種稲 改進(jìn)三結(jié)合的綜合改進(jìn)措SL這一措施為為前改進(jìn)鹽漬化的重點(diǎn)措施乜但這一措施翌求水平 排水暢合理輪作，琛耕、伏執(zhí)、秋湖、選ff抗鹽作物種類(lèi)陽(yáng)種采用密播作物倒?E套種， 利用地膜覆蓋，蓋草改進(jìn)鹽斑地籌。向十壤中注入聚內(nèi)烯酸脂洛液日本東京大學(xué)研究向土壌中注入聚丙烯駿脂藩液*與上壤形成65cm的不透水層，從而減少 土壤水分的藪發(fā).減少鹽

19、份隨毛借水蒸發(fā)向表土嘉積.使作物產(chǎn)量明顯堀加。伊拉克土壤學(xué) 家研究將瀝青混入表tt5cm 土層中，然后沖洗，可提髙上溫132呂遼，從而捉奇熬份的溶 解度，增加淋洗效果。施用磷石脣等化學(xué)改進(jìn)和等進(jìn)行鹽械地改進(jìn)也可便用硫隕、含鈣質(zhì) 的水、各種酸性吧料碳港等改肛鹽緘地應(yīng)用“康地寶節(jié)水型紀(jì)賦土壤改H/fiU 利用咸水灌溫咸水灌漑雖然能增加上壤中鹽份.但也能增加上壤濕度*降低土壤器液屮的濃度?。美國(guó)、 突尼斯，怠大利.中亞、阿拉伯和北非分別用小于ig/1或弓蚣卽的咸水灌溉.印度還硏究 利陽(yáng)稀得了的海水濤泯。奚國(guó)和前辦麻為利用咸水灌概提供了人呈的理論與實(shí)踐皐礎(chǔ) 種植耐他聯(lián)的樹(shù)種種ffiiWJft堿的樹(shù)種特

20、別足能固氮的耐樸樹(shù)種利草木綠肥桶物.既可以減少地表水仆的蒸發(fā)， 防止上壤表廊枳鹽，乂可以降低地F木位和鹽份.改進(jìn)土壤的物理性狀.增加育機(jī)質(zhì)和上壤 微坐物*降低土壤pH 從而徹底改善周陽(yáng)的生態(tài)環(huán)境.開(kāi)屣土壤水鹽動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)對(duì)土壤 輪堿化進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，為改進(jìn)利用款堿地提供科學(xué)依據(jù)，為預(yù)防丄壤次生雄漬化奠運(yùn)革礎(chǔ)3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)改進(jìn)法。就是在土壤中摻針葉土或闊葉土。針葉土是腐爛的松樹(shù)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(shù)的落葉腐爛而成，pH值4.

21、5 5.5。有機(jī)改進(jìn)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(wú)機(jī)改進(jìn)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。土壤的氧化復(fù)原化學(xué)、解釋名詞1. Eh: eh通稱(chēng)氧化復(fù)原電位，氧化復(fù)原反響強(qiáng)度的指標(biāo)。土壤中有許多氧化復(fù)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是氧化復(fù)原平衡體系電子濃度的負(fù)對(duì)數(shù)，其定義與pH=-lgH+相似。pEO是氧化態(tài)和復(fù)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(lái)代替上述的電子濃度。 二、問(wèn)答題1. pe在土壤氧化復(fù)原

22、反響中的應(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：a Ox + be + cH * d Red + eH2O一 y lg( Ked) + lg(Ox)一才 pH = peI It方程是一斛率為距為帶中括號(hào)項(xiàng)的直線(xiàn)。義距是lgK和氧化 劑與還甌刑活度的函數(shù)。對(duì)b= I的單電子轉(zhuǎn)移和c = 1的單質(zhì)子消耗 lautt.并且當(dāng) E = s且(Red) = (Ox)時(shí),pe + pH = lg K假設(shè) pF! = O ( 11 + fS 度=I mol * E i?，那么pc = lg K2. 土壤環(huán)境中鐵和錳的氧化復(fù)原轉(zhuǎn)化。答：不同價(jià)態(tài)錳和pH、Pe的關(guān)系如以下圖。對(duì)于任一

23、Mn2+活度的溶液，其 pH、Pe的關(guān) 系如下：pc = 2O.8-O,5 Ig(Mn;+ ) 一 2 pH如果土壤溶液中血盼離子的活度為10 仙L匕那么pH圖上是一克線(xiàn)，表示在MnO； ftl 10 5 mobL 1 Mn；t離子平這在pc-衡存在的溶液中的敦化述原和酸度條件了在此線(xiàn)的下面(pe更低hM古的恢度高于10 Smol-L 在線(xiàn)的上面(高的純低 條件。從圖中可以清楚看到，在pH低于74的溶液中，占優(yōu)勢(shì)形態(tài)的 Mn是可溶性的Mn2除非溶液處于強(qiáng)氧化條件(良好的通氣性怙當(dāng) pH校高時(shí)，在復(fù)原條件下M占易以MnCOj的形式沉淀麗在買(mǎi)化細(xì) 當(dāng)pH高于6時(shí)，溶解氧可以使亞鐵離子很快氧 化形成

24、高鐵氫氧化物，如果溶液的復(fù)原性我強(qiáng)，可溶件:FJ+僅在pH低于8.0時(shí)是穩(wěn)定的，假設(shè)pH上升到 8以上(石京性土壕及的質(zhì)土)丁已的主要形態(tài)1 FeCO；o當(dāng)氧化性鮫強(qiáng) 時(shí)準(zhǔn)較寬的pH范圍內(nèi)恿定的Fe形態(tài)是高度不溶性的復(fù)製化鐵及* 化鐵。3. 土壤中Eh的作用和測(cè)定方法答：Eh就是氧化復(fù)原點(diǎn)位，也簡(jiǎn)稱(chēng)ORP (Oxidation-Reduction Potential)，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)氧化性和復(fù)原性的相對(duì)程度，對(duì) 土壤的化學(xué)和生物學(xué)過(guò)程有重要的影響，是理解土壤的性質(zhì)和過(guò)程的重要參數(shù)。氧化復(fù)原電位長(zhǎng)期以來(lái)通常是采用鉑電極直接測(cè)定的方法，即將鉑電極和

25、參比電極直接插入介質(zhì)中來(lái)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，其外表可形成氧化膜或吸附其它物質(zhì)，影響各氧化復(fù)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(guò)幾小時(shí)甚至一兩天，而且測(cè)定誤差甚大，通常40-100 mV。如果充分考慮了鉑電極的外表性質(zhì)和電極電位建立的動(dòng)力學(xué)過(guò)程，對(duì)復(fù)雜的介質(zhì)，如果采用了去極化法測(cè)定氧化復(fù)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10 mV或更好。去極化法原理：將極化電壓調(diào)節(jié)到600或750mV,以銀一氯化銀電極作為輔助電極，鉑電極接到電源的正端，陽(yáng)極極化極化時(shí)間5-15秒中自由選擇，接著切斷極化電

26、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(xiàn)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(yáng)極去極化曲線(xiàn)與陰極去極化曲線(xiàn)的延長(zhǎng)線(xiàn)的交點(diǎn)相當(dāng)于平衡電位。二條曲線(xiàn)的方程為：E陽(yáng)=a1+b1logt陽(yáng)E 陰=a2+b2logt 陰求解此二直線(xiàn)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-復(fù)原反響答：水稻土在種稻灌水期間，耕作層

27、為水分所飽和，呈復(fù)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)分解比擬緩慢，腐殖質(zhì)程度高，肥效比擬穩(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 氧化復(fù)原電位降低，從而促進(jìn)磷酸鐵的水解加強(qiáng)，高價(jià)鐵的磷酸鹽復(fù)原為低價(jià)鐵的磷酸鹽， 鐵、硅復(fù)合體也被復(fù)原。水稻土的氧化復(fù)原狀況與自然土壤和旱作土壤的最大差異是它的氧化復(fù)原狀況的范圍 寬，包括了從氧化性到強(qiáng)復(fù)原性土壤類(lèi)型。 根據(jù)地下水位上下及其對(duì)土壤氧化復(fù)原狀況的影 響，可分為三種類(lèi)型： 1氧化性類(lèi)型。 A-C 型水稻土，漬水時(shí)間短，地下水位低，一年中土壤根本上為氧化過(guò)程控制，Eh很高，沒(méi)

28、有物質(zhì)淋溶或很微弱，耕作層A丨以下，母質(zhì)土壤C的特征十清楚顯，接近于旱作土壤。 2 氧化復(fù)原類(lèi)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復(fù)原性類(lèi)型。A-G型水稻土，地下水位很高，無(wú)犁底層 P，耕作層A丨的Eh較 低，以下土壤全處于強(qiáng)氧化復(fù)原狀態(tài)，復(fù)原性物質(zhì)大量積累。土壤化學(xué)動(dòng)力學(xué)、解釋名詞1電荷零點(diǎn)ZPC： 土壤顆粒外表所帶凈電荷為零時(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 膠體外表， 吸引相

29、鄰液相的反號(hào)離子， 在膠粒周?chē)纬蓭Х刺?hào)電荷的離子層， 它與膠粒外表 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(wú)機(jī)物同時(shí)釋放礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的 過(guò)程 . 腐殖質(zhì)化 : 指礦質(zhì)化過(guò)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(lái)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(guò)程4、氧化復(fù)原過(guò)程： 在氧化復(fù)原反響中， 電子從復(fù)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響必須與電子受體的復(fù)原反響相伴存 在，兩者共同構(gòu)成一個(gè)完整的氧化復(fù)原過(guò)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

30、，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(lái)的礦物混在一起，即產(chǎn)生混層 礦物。6、交換吸附和專(zhuān)性吸附 : 交換吸附 :由庫(kù)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(chēng)為交換吸附。 專(zhuān)性吸附 : 也稱(chēng)化學(xué)吸附或強(qiáng)選擇性吸附， 是指在吸附自由能中 非靜電因素的奉獻(xiàn)比靜電因素的奉獻(xiàn)大時(shí)，這種吸附作用可稱(chēng)之為專(zhuān)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(guò)程。8、自由基：也稱(chēng)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

31、H 即氫原子、氯自由基Cl 即氯原子、甲基自由基CH3 二、問(wèn)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(lái)源。 間接作用： 多種有機(jī)酸和腐殖酸對(duì)土壤礦質(zhì)局部有一定的溶解能力，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(guò)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

32、。 腐殖物質(zhì)具有巨大的比外表積和親水 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(guò)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(lái)源， 沒(méi)有土壤有機(jī)質(zhì)那么不會(huì)有土壤中的所有生 物化學(xué)過(guò)

33、程。蚯蚓通過(guò)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(guò)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(guò)程。腐殖酸被證明是一類(lèi)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)境上的作用土壤有機(jī)質(zhì)也是全球碳平衡過(guò)程中非常重要的碳庫(kù)。 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 X 1017g,大約是陸地生物總碳量5.6 X 1017 g 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

34、的總碳量為 68 X 1 01 5g ，全球每年因燃燒燃料釋 放到大氣的碳遠(yuǎn)低得多，僅為 6 X 1015g,是土壤呼吸作用釋放碳的 8-9%。土壤碳庫(kù)的較 小變化可對(duì)大氣碳庫(kù)產(chǎn)生較大影響。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(guò)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)還能作為復(fù)原劑而改變農(nóng)藥的結(jié)構(gòu)、活性降低毒性2、高嶺石

35、， 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 給能力。答：土壤外表主要有兩個(gè)重要特性， 巨大的比外表和外表電荷，土壤具有巨大的比外表，這 使得土壤對(duì)養(yǎng)別離子的吸附能力大大加強(qiáng)， 從而可將一局部植物暫時(shí)不能吸收或多余的養(yǎng)分 以吸附的形式保存下來(lái)， 減少了這一局部養(yǎng)別離子的遷移損失， 當(dāng)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間植物的吸收 后，土壤溶液中養(yǎng)別離子減少時(shí)， 通過(guò)離子交換， 吸附在土壤外表的養(yǎng)別離子又可釋放出來(lái)， 供植物吸收利用，從而增加了養(yǎng)別離子的植物有效性。土壤外表的另一重要性質(zhì)是帶有電荷， 土壤外表電荷主要起源于礦物晶格內(nèi)

36、部離子的同晶轉(zhuǎn) 換永久電荷或土壤固相外表介質(zhì)中吸附離子或向介質(zhì)中釋放離子可變電荷. 土壤外表電荷保蓄了土壤養(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， 使土壤外表與溶液的截面上形成雙電層， 增加了土壤保持養(yǎng)別離子的能力， 土壤外表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)別離子的生物有效性。 總之，土壤外表的兩大重要特 性有利于養(yǎng)別離子的保存，減少了養(yǎng)別離子的運(yùn)移，提高了養(yǎng)別離子的生物有效性。 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

37、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(guò)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)定和比擬土壤和植株中相關(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)定工程： 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?？疾炖鄯e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

38、么？金屬離子價(jià)數(shù)和土壤離子專(zhuān)性吸附對(duì) PZC 有何影響？答：膠體外表正負(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)，一OH失去H+,氧化物外表帶負(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：其它離子氧化物 M2O5、 MO3 PZC5PZC也受專(zhuān)性吸附得影響，專(zhuān)性吸附陰離子 H2P0-、F-.，貝y PZC降低，專(zhuān)性吸附陽(yáng) 離子(Cu2+、Zn2+-.)，貝U PZC升高。5、試論述土

39、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(guò)各種方式抵抗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)生劇烈變化的能力，它可以保持土壤反響的 相對(duì)穩(wěn)定， 為植物生長(zhǎng)和土壤生物的活動(dòng)創(chuàng)造比擬穩(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

40、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(guò)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)移的根本規(guī)律分析說(shuō)明鹽土改進(jìn)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(guò)程。當(dāng)表層土壤中的可溶性鹽類(lèi)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò) 0.1%時(shí)，便開(kāi)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(chēng)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)開(kāi)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，又開(kāi)展了多種經(jīng)營(yíng)，可發(fā)揮最正確效益。3 合理耕作。平整土地、深耕深翻、適時(shí)耕肥等耕作改進(jìn)措施可以改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤 肥力，穩(wěn)固土壤改進(jìn)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)