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1、藍(lán)莓種植技術(shù)土壤酸度與施用石灰作者:admin?來(lái)源:本站?發(fā)表時(shí)間:2011-5-1211:02:55?點(diǎn)擊:175?農(nóng)業(yè)中所謂施用石灰是指在土壤中加入能降低土壤酸度的含鈣或含鈣鎂的化合物。石灰在狹義上僅指氧化鈣(CaO),但人們普遍認(rèn)為氫氧化鈣、碳酸鈣、鈣鎂碳酸鹽和硅酸鈣爐渣等均為石灰物質(zhì)。本章著重討論土壤酸度理論、石灰施用技術(shù)以及所用的一些石灰物質(zhì)?! 〉谝还?jié)什么是酸度? 酸指易于向其他物質(zhì)放出質(zhì)子(氫離子)的物質(zhì),而堿則是指易于接受質(zhì)子的物質(zhì)。這是Bronsted和Lowry提出的酸堿概念,通常用來(lái)描述在包括水的各種液體介質(zhì)中的物質(zhì)失去或得到質(zhì)子的行為。早期阿
2、倫紐斯(Arrhenius)的理論也曾描述化合物在水中的行為,把溶于水時(shí)產(chǎn)生氫離子(質(zhì)子)的物質(zhì)稱(chēng)為酸,而產(chǎn)生氫氧根離子的物質(zhì)稱(chēng)為堿。顯然,這種酸堿定義實(shí)際上是Bronsted-Lowry廣義酸堿理論定義中的一種特例。土壤中各種酸都處于水溶液系統(tǒng)中,因此,本書(shū)使用氫離子和氫氧根離子來(lái)表示酸堿性,而不用質(zhì)子、質(zhì)子供體和質(zhì)子受體來(lái)表示。 一、活性酸度和潛在酸度 酸溶液的特性取決于氫離子(H+)活度。當(dāng)酸與水混合時(shí),解離或電離成氫離子及陪伴陰離子。對(duì)于酸HA可表示為:(圖:圖a公式) 式中的H+為活性酸度,反應(yīng)向右越徹底,H+活度越大,就稱(chēng)該酸酸度越強(qiáng)。式左面的HA為潛
3、在酸度?! 《?、強(qiáng)酸和弱酸 依酸在水中的解離度可人為地將其歸類(lèi),解離多的為強(qiáng)酸,如熟知的硝酸、硫酸和鹽酸;解離微弱的為弱酸,如醋酸、碳酸和硼酸?! ∪?、表示酸濃度的方法 溶液總酸度為活性酸度加潛在酸度之和。例如,假定某酸液的活性酸度為0.099摩爾/升(mol/L),潛在酸度為0.001mol/L,則該溶液總酸度為0.100mol/L,無(wú)疑是強(qiáng)酸。這是大多數(shù)強(qiáng)酸稀溶液的例證,其H+活度幾乎等于總酸度,其實(shí)可直接以總酸度表示活度。換言之,對(duì)于強(qiáng)酸稀溶液,幾乎沒(méi)必要將活度和總酸度分別表示?! 《鴮?duì)弱酸,總酸度對(duì)預(yù)測(cè)H+活度毫無(wú)意義,除非已知其電離常數(shù)。許多弱酸解離度小于
4、1%。假定某弱酸HA酸度為0.1mol/L,解離度1%,這就是說(shuō)該溶液的H+活度為0.1×0.01=0.001mol/L,顯然總酸度值并不代表活性酸度?! ∷?、pH值的概念 測(cè)定溶液H+活度的方法很多,可采用表示強(qiáng)酸活度的辦法。但極弱的酸用此法表示甚為不便,因此H+濃度一般用pH值表示。這是很多年前瑞典化學(xué)家Sorenson提出的概念,現(xiàn)在幾乎普遍用來(lái)描述極稀酸溶液的H+活度。pH值定義為H+活度倒數(shù)的對(duì)數(shù),表達(dá)式為:? 式中AH+為氫離子活度,單位為mol/L。H+活度為0.001mol/L的溶液pH值為3.0;H+活度為0.0001mol/L的溶液pH值則為4.
5、0,等等。pH值的含義是土壤肥力術(shù)語(yǔ)中一項(xiàng)應(yīng)當(dāng)充分掌握的內(nèi)容?! ∥?、中和作用 中和作用在研究酸堿時(shí)相當(dāng)重要,指酸和堿反應(yīng)生成鹽和水。假定HA和BOH分別表示酸和堿,則該反應(yīng)可以下式表示: HA+BOH→BA+HOH 如果用堿滴定一定量酸,在滴定過(guò)程中隨時(shí)測(cè)定溶液pH值,以pH值對(duì)加入的堿量作圖可得一條曲線(xiàn)。強(qiáng)酸和弱酸得到的滴定曲線(xiàn)截然不同(圖11-1)。施用石灰可中和土壤酸度。?(圖:圖11-1用0.10NNaOH中和0.10NCH3COOH和0.10NHCl的滴定曲線(xiàn)) 六、緩沖混合液 緩沖液或緩沖體系指加入少量酸堿后仍使溶液pH值保持在某一窄范圍內(nèi)的化合
6、物。因此,緩沖作用定義為抵抗pH值改變的能力。廣為人知的緩沖體系是醋酸和醋酸鈉混合液。醋酸鈉可完全解離,產(chǎn)生高濃度醋酸根離子。因該離子易形成未解離的醋酸,故通過(guò)質(zhì)量作用定律抑制醋酸解離?! H3COOH←→H++CH3COO- CH3COONa←→Na++CH3COO- 如果向該體系加少量酸(如鹽酸),則多余的醋酸根離子形成醋酸分子,結(jié)果該溶液活性酸度幾乎不變。反之,若向該體系加氫氧化鈉,氫氧根離子則被氫離子中和生成水。由于存在大量未解離的醋酸,平衡向右移動(dòng),補(bǔ)充前述中和作用移走的氫離子,結(jié)果該溶液活性酸度仍變化不大。加酸加堿后該體系表現(xiàn)出的抗御pH值改變的能力稱(chēng)
7、為緩沖作用。因土壤的行為在許多方面很像有緩沖能力的弱酸,故扼要復(fù)習(xí)一下弱酸和緩沖作用。土壤中的腐殖質(zhì)和硅鋁鹽粘粒具有固持鋁及其他陽(yáng)離子的能力,起緩沖介質(zhì)的作用?! 〉诙?jié)土壤酸度 50多年來(lái),土壤學(xué)家一直在認(rèn)真研究土壤酸度,建立了許多理論來(lái)解釋觀察到的土壤酸度類(lèi)型及行為。事實(shí)上,這些解釋幾乎兜了一圈。關(guān)于這一點(diǎn),美國(guó)加利福尼亞州的HansJenny在其杰出的綜述文章《關(guān)于土壤酸度的思考》中說(shuō)得很清楚。該文列于本章末的參考文獻(xiàn)中,建議關(guān)注這一重要土壤性質(zhì)理論發(fā)展的人們一閱?! ∫?、土壤酸度的本質(zhì) 普遍認(rèn)為,土壤酸度有如下幾種來(lái)源:腐殖質(zhì)