土壤化學

① 土壤的化學性質是怎樣的

土壤的化學性質：
(1)土壤的吸收性能。土壤的吸收性能與土壤膠體性質有關，
是保存與供應植物養分的重要機制。只有當土壤具有吸收性能
時，才能保存和積累土壤中的礦物質養分。如，混濁的水通過土壤後會變清，臭水通過土壤後臭氣會消失或減弱，這些現象都說明土
壤具有截留、吸收或固定某些物質的能力。這就是土壤的吸收
性能。
(2)土壤膠體。土壤膠體是指土壤中直徑為1〜100微米的固
體顆粒，是土壤固體顆粒中最細小的部分，也是物理性質和化學性
質最活躍的部分。土壤膠體與土壤一起構成了土壤膠體體系。土壤膠體具有巨大的表面能、帶電性和凝聚作用3個特性。
土壤膠體體系與土壤的保肥性能、酸鹼反應、緩沖性能以及結構和
物理機械性等有關。
(3)土壤的酸鹼性。大氣降水和灌慨水都不是純水，當它們進
入土壤時，土壤中的許多可溶性物質就會溶解於水中，這種含有可
溶性物質的土壤水分就是土壤溶液。土壤溶液是土壤的重要組成
部分，也是土壤中極易變動的最活躍的部分，它不僅直接影響土壤
的養分狀況，而且直接影響土壤的物理、化學和生物性質。

② 土壤的理化性質有哪些

1、土壤的物理和化學性質：主要包括土壤的容重、比重、通氣性、透水性、養分狀況、粘結性、粘著性、可塑性、耕性、磁性等。

2、土壤的理化性質就是土壤的物理、化學性質。

（1）物理的，是指土壤的物理狀況，如含砂量，松、軟程度，紅色或黑色，等等。

（2）化學的，是指所含化學成分，如各種元素的含量，酸鹼性（PH值）等等。

3、知道土壤的理化性質，就能知道適宜栽種什麼作物。

③ 土壤化學和環境化學研究進展

(一)土壤營養元素與植物營養

1840年德國李比西(J.F.Liebig)出版了《化學在農業和植物生理學上的應用》一書，提出了土壤是養分的儲存庫，無機物可以轉化為有機物，只需要使用礦質肥料，把植物吸收的礦質養分歸還土壤，就能使土壤的耗損與營養物質之間保持平衡，物質的生物循環過程可以免於土壤肥力下降。19世紀後半葉，法魯(F.A.Fellow)、李希霍芬(F.V.Richthofen)、拉曼(Ramann)等將土壤的形成過程看作是岩石礦物的風化過程和物質的地質循環過程。他們認為岩石風化的碎屑物是植物生長所需礦質養分的來源，土壤是植物養分的儲存庫；同時，土壤中的礦質養分遭到淋溶，肥力下降，最後變成岩石。

20世紀30～40年代，前蘇聯維爾拉德斯基(В.И.Вирнадский)和維諾格拉多夫(А.П.Виноградов)證實了土壤形成過程並不是與風化過程和礦物質形成過程完全等同的一種過程，而是一種綜合的生物地球化學過程。與此同時，威廉斯(В.Р.Вилbямс)首次提出了土壤統一形成過程的學說，特別強調生物在土壤形成過程中的作用，建立了土壤結構性和土壤肥沃性的新觀點。他們系統地研究了植物-土壤系統中所形成的植物有機體和無機灰分的化學組成，闡述了植物在礦質營養元素生物循環中的生物地球化學作用和土壤形成作用。以後的研究也證明，由於有機質的分解和礦化的硅、鋁、鐵化合物進入生物循環，形成次生粘土礦物，如氧化硅、碳酸鈣、水鋁英石和蒙脫石類等。

1952年波雷諾夫(Б.Б.Полынов)對風化殼的形成、類型和地球化學過程進行了深刻的論述。1954年費爾斯曼(А.Е.Ферсман)將風化和土壤形成產物的移動、分異和聚集過程的整個土圈及風化殼稱為表生作用帶。土壤水分狀況對土壤中物質的運動和土壤形成過程具有重要的影響。同時，風化和土壤形成物的側向和橫向再分配、分異作用及次生積聚過程在土壤形成過程中也具有很重要的作用。20世紀70年代以來卡瓦古齊(K.Kawaguchi)等重點研究了土壤處於氧化還原交替環境下引起物質移動和累積的情況，特別是水稻土的發生與演變，1978年在菲律賓還專門召開了國際水稻土學術會議。

土壤是營養元素進入有機體的主要環境，土壤中營養元素不足或過剩，必然影響有機體內多種生物化學過程的正常進行，不利於有機體的發育，甚至引起植物病害。如缺鋅可引起柑橘葉子出現斑點斑病，停止生長；缺銅可引起果樹枯枝。

土壤營養元素除高背景值與低背景值區對農業產品的數量與質量有重要影響外，在土壤營養元素含量屬於一般的中等水平地區，由於區域間環境條件的差異和農業產品的多樣性，不同自然條件和不同農業結構區域，往往出現某些營養元素的不足，採用增施某些營養元素的方法可獲得農作物的顯著增產及改善產品品質，因此在我國不少區域開發了硼、鉬、鋅、銅及稀土等微量元素肥料。為了合理利用微量元素肥料，必須掌握區域土壤環境背景值，以及背景值的活性，這樣才能既達到作物增產的目的，又可防止過量施用這些肥料造成土壤污染而危害有機體的後果。

土壤中某元素有效態含量C與全量A的比值，稱為該元素的活性B。B是土壤元素全量、有效態、土類、有機質、粘粒、pH值的函數。引入土壤元素背景值的活性就可在農業上使用背景值數據。已知A、B，即可求C，與有效態臨界含量相比，就可指導微量元素肥料的經濟合理施用。我們可以藉助土壤背景值含量粗略計算土壤中有效態含量范圍與供給水平，也可藉助元素活性反推土壤中元素的豐缺，判斷是缺全量或是活性低，從而採取相應的對策，既可使微肥使用合理，作物顯著增產，又可防止過量施用造成土壤污染。

(二)元素形態分析與生物有效性研究

由上可知，元素總濃度分析已不能滿足科研和生產的需要，如鉻、砷、硒是常見的多價元素，不同價態的化合物具有不同的毒性和化學活潑性。如鉻(Ⅲ)是人體的必需元素，它在細胞表面有專門受體，並能調節胰島素正常代謝，但鉻(Ⅳ)對人體有高毒性，並能致癌。

Barber(1984)用生物有效性(Bioavailability)的概念將養分區分為「潛在有效」和「實際有效」。研究元素價態工作始於20世紀70年代末，後在國內外逐漸成為重要的研究方向，主要在環境監測、冶金、食品、材料催化劑等領域開展。

元素的價態分析的最終測定方法，與以往的總量測定相同。關鍵是前處理中採用化學分離法把同一元素的不同價態進行分離。分離方法有有機溶劑萃取法、離子交換樹脂分離法和氫氧化物共沉澱法等，然後根據各元素的不同性質可用分光光度法、原子吸收光譜法、電化學分析法、氣相色譜法等測定。如俞穆清等提出了用N₂₃₅-MIBK 體系萃取鉻(Ⅳ)，TTA-乙醇-MIBK體系萃取鉻(Ⅲ)，Na(PO₃)₆-N₂₃₅-MIBK 體系萃取總鉻，再用原子吸收光譜法測定的方法。王順榮探討了在不同酸度條件下用4-硝基鄰苯二胺-甲苯分別萃取硒(Ⅳ)和硒(Ⅵ)，然後用氣相色譜法測定的方法。

近年來高精儀器的出現，新的有機試劑的合成，以及計算機在分析化學中的應用，使分析元素價態的方法日趨簡單、快速、准確，靈敏度也有了提高。一般不需用化學分離技術，在試樣中可直接連續測定同一元素的不同價態，或分別測定具有不同價態的多種元素。例如，孫群等用離子色譜法，在其他大量陰離子存在的情況下，通過把紫外/可見光檢測器和電導檢測器串聯使用可同時分離並測定環境樣品中砷(Ⅲ)、砷(Ⅴ)、硒(Ⅳ)和硒(Ⅵ)。遲錫增應用APDC-MIBK-GFAAS法可測定砷(Ⅲ)、砷(Ⅴ)、硒(Ⅳ)、硒(Ⅵ)、銻(Ⅲ)和銻(Ⅴ)。

(三)土壤-植物系統中營養元素的相互作用與有效性

重金屬元素(如Cd、Pb、Cu、Zn等)間、營養元素(如N、P、K、Ca、Mg等)間的相互作用研究得已較多，而重金屬元素與營養元素間的交互作用研究目前尚處於起步階段，屬於重金屬元素污染生態研究的前沿。

1.重金屬元素對營養元素在土壤中化學行為的影響

重金屬元素對營養元素在土壤中化學行為的影響是土壤重金屬污染危害的一個重要方面，它是隱蔽的、長期的，也是導致土壤生產力下降的本質原因，但這方面的研究工作目前在國內外開展得尚不多。

土壤營養元素的吸附解吸過程在某些營養元素的生物有效性方面起著重要作用。K吸附動力學研究發現，添加Cu、Cd明顯地降低了土壤對K的吸附，添加量越高，降低程度越大。而且Cu對K吸附的抑製作用大於Cd。K的緩沖容量(PBC)也因Cu、Cd加入量增加而下降，其下降率分別為20%～32%和7%～20%。然而，Bolland報道，Zn處理使針鐵礦對P的吸附量明顯地高於對照樣品。

元素在土壤中的存在形態及其轉化與多種因素有關，當其他條件不變時，外加某物質必將對其產生影響。目前，有關重金屬污染對土壤營養元素形態轉化影響的研究報道很少。Folle等曾報道，加入重金屬Cu、Zn、Cd、Ni的硫酸鹽，可使土壤中Al-P、Fe-P含量下降，但對其原因未作解釋。

營養元素的遷移性既反映其向植物體的轉移性(生物有效性)，也表徵其在土壤剖面中的垂直移動性，因此，它是生態環境活性的反映。Cu、Cd的加入可引起土壤溶液中K、Mg和Ca的活度增加，且可提取態K、Mg也有增加，Cu的這一影響比Cd大。Robertson報道，重金屬污染後引起土壤Ca、Mg、K下移。然而，Folle等和王宏康等的研究認為，土壤受重金屬Cu、Ni、Pb、Zn等污染後，P的可提取性明顯低於未受污染的土壤。上述結果表明，重金屬污染導致土壤對陽離子的保持力減弱、淋溶增加，而使 P 的有效性降低。

2.營養元素對重金屬元素在土壤中化學行為的影響

營養元素對重金屬吸附解吸作用的影響已有一些研究。Zhu等認為，交換性Ca、Mg離子明顯降低土壤對Zn、Cu的吸附，而且Zn吸附降低率大於Cu；K⁺對Zn、Cu吸附的影響甚微。試驗表明，土壤對Cu、Cd的吸附作用也因P的施用而減少。Ca²⁺、Mg²⁺不僅使紅壤Cd吸持量降低而且解吸量增加。據報道，P 可使富含氧化物的可變電荷土壤對Zn、Cu的吸附增加，而使恆電荷土壤對Zn的吸附降低，說明P對重金屬元素行為的影響與土壤性質關系甚大。

營養元素進入土壤後可以引起重金屬存在形態的變化。這一工作目前僅在P方面有一些報道。Kaushik等和Shuman的研究表明，施P可明顯降低中性及微酸性土壤Zn、Cd、Cu的碳酸鹽態、有機態及晶質氧化鐵態含量，而增加其交換態及無定形氧化鐵態比例，殘留態Zn、Cd、Cu則不受影響。P肥的施入也引起了Mn由難溶形態(晶質氧化鐵和殘留態)向中度可溶形態(無定形氧化鐵錳態)轉化，這是由於P肥降低了周圍土壤pH值及P與氧化物反應速率的緣故。這就意味著P可促進重金屬的生態危害性。然而，也有報道指出，酸性土壤中施P使土壤Zn的交換態、有機態比例降低，而殘留態和無定形氧化物態Zn比例增加。這是因為P可提高土壤負電荷而增加了Zn的吸附。可見，P對土壤中重金屬形態與轉化的效應受土壤性質的制約。

土壤重金屬遷移性大小決定了它對生物和生態環境的危害大小，可惜這方面的研究甚少。有報道指出，P能有效地促進土壤中As的釋放與遷移，這是由於P、As具有相似土壤環境化學行為而產生競爭作用的結果。Brown等報道，施P可增加土壤中可提取態Zn的含量。

3.植物體中元素的交互作用

植物是一個復雜的有機整體，其中某一成分的改變(增加或減少)會影響其他成分功能的發揮，最終反映在植物生長發育和產量上。據報道，在100～200mg/L的Pb濃度下，施P處理可促進植株幼苗根生長。在無N情況下，5mg/kg的Zn就引起小麥籽粒、莖稈和根重下降，而在施N 75mg/kg時，Zn濃度達10mg/kg才開始引起這些指標明顯下降。

重金屬元素作為一種離子，或者與營養元素競爭植物根系吸收位，或者影響植物生理生化過程，從而引起植物對營養元素吸收性能及轉運特徵的改變。Cd使玉米植株N、K濃度上升而使其吸收量下降，但使P濃度及其吸收量都下降。水稻添加Cd降低了稻草中Mg、Fe、Zn濃度。有試驗表明，施Zn使植物P濃度降低，但Cd在Zn存在時可增加植物P濃度，而無Zn時卻又降低P濃度。Zn濃度增加，降低了植物Ca、Mg、K、Na濃度以及Ca/Zn比。Yevdokimova指出，Cu、Ni、Co重金屬污染土壤後，生長於其上的燕麥地上部分硝酸鹽有明顯積累現象。Tyksinski曾報道，萵筍中Cu、B與Ca間，Zn、Mn與P間，Zn、Mn與Mg以及Zn與K間存在拮抗作用。過量重金屬元素的含量不僅降低了植物對營養元素的吸收，也干擾了營養元素在植物體內的分配，重金屬Cd、Mn、Mo使土豆中Ca向地上部的轉移明顯降低。

營養元素是影響植物吸收重金屬的重要因素，有些已成為調控重金屬植物毒性的途徑與措施。研究表明，植物生長在

-N溶液中，其Cd濃度和吸收量都大於在

-N溶液中生長的植物，N形態對植株Zn濃度的影響也與此類似，但Cd在植株體內的分布則不受N形態的影響。液培中

-N增加單子葉植物對Fe、Al、Cu及Zn的吸收，但

-N則恰恰相反，這可能是植物對

-N吸收引起H⁺分泌造成根系表面環境酸化，而

-N吸收則引起OH^-分泌使根系環境鹼化所致。不同種類N肥在促進植物吸收土壤Cd方面的大小順序為(NH₄)₂SO₄＞NH₄NO₃＞Ca(NO₃)₂，其作用機理一方面可能是鹽基陽離子對Cd的置換作用，另一方面可能是肥料降低了周圍土壤pH值而增加了Cd的溶解度。土壤施P通常降低旱地植物體內重金屬的含量，但也有施P促進Pb對植物有效性的報道。Merry等指出，P施用量需達到一定水平才有明顯降低植物體內重金屬含量的作用。然而，水稻吸收Cd卻隨施P而增加。施K可明顯降低小麥Zn的濃度及吸收量。土壤Ca、K含量升高使大豆幼苗中Cd濃度顯著減低，但大豆幼苗干物質量卻沒有明顯受到影響。

綜上所述，土壤-植物系統中營養元素相互作用研究雖取得了一些進展，但絕大多數工作是單向作用的研究，在同一系統中進行雙向作用的研究尚少，土壤和植物相互間是分割的，尚未作為一整體參與研究，且有關交互作用機理的認識尚比較膚淺。

④ 土壤化學的介紹

土壤化學（soil chemistry），主要研究土壤中的物質組成、組分之間和固液相之間的化學反應和化學過程，以及離子（或分子）在固液相界面上所發生的化學現象。包括土壤礦形成。

⑤ 土壤化學指標

一、土壤酸鹼度(pH值)

土壤酸鹼度對土壤肥力及植物生長影響很大，我國西北、北方不少土壤pH值大，南方紅壤pH值小。因此可以種植和土壤酸鹼度相適應的作物和植物。如紅壤地區可種植喜酸的茶樹，而苜蓿的抗鹼能力強等。土壤酸鹼度對養分的有效性影響也很大，如中性土壤中磷的有效性大；鹼性土壤中微量元素(錳、銅、鋅等)有效性差。在農業生產中應該注意土壤的酸鹼度，積極採取措施，加以調節。

1.電位法

土壤實驗室基本上都採用電位法測定土壤pH值，電位法有準確、快速、方便等優點。其基本原理是：用pH計測定土壤懸濁液的pH值時，由於玻璃電極內外溶液H^＋離子活度的不同產生電位差。

2.比色法

取土壤少許(約黃豆大)，弄碎後放在白磁碟中，滴入土壤混合指示劑數滴，到土壤全部濕潤，並有少量剩餘。震盪磁碟，使指示劑與土壤充分作用，靜置1min，和標准比色卡比色，即得出土壤的酸鹼度。

3.原位酸鹼度感測器法

土壤原位pH測定儀可直接埋入土壤測試，直接讀數，非常方便，在指導農業科研及農業生產中起到了非常重要的作用。

二、土壤氧化還原電位(Eh)

土壤氧化還原電位是以電位反映土壤溶液中氧化還原狀況的一項指標，用Eh表示，單位為mV。

土壤氧化還原電位的高低，取決於土壤溶液中氧化態和還原態物質的相對濃度，一般採用鉑電極和飽和甘汞電極電位差法進行測定。影響土壤氧化還原電位的主要因素有：①土壤通氣性；②土壤水分狀況；③植物根系的代謝作用；④土壤中易分解的有機質含量。

旱地土壤的正常Eh為200～750mV，若Eh﹥750mV，則土壤完全處於氧化狀態，有機質消耗過快，有些養料由此喪失有效性，應灌水適當降低Eh。若Eh﹤200mV，則表明土壤水分過多，通氣不良，應排水或鬆土以提高其Eh值。

水田土壤Eh變動較大，在淹水期間Eh值可低至-150mV，甚至更低；在排水曬田期間，土壤通氣性改善，Eh值可增至500mV以上。一般地說，稻田適宜的Eh值在200～400mV之間，若Eh經常在180mV以下或低於100mV，則水稻分櫱或生長發育受阻。若長期處於-100mV以下，水稻會嚴重受害甚至死亡，此時應及時排水曬田以提高其Eh值。

1.二電極法

測定氧化還原電位的常用方法是鉑電極直接測定法，方法是基於鉑電極本身難以腐蝕、溶解，可作為一種電子傳導體。當鉑電極與介質(土壤、水)接觸時，土壤或水中的可溶性氧化劑或還原劑，將從鉑電極上接受電子或給予電子，直至在鉑電極上建立起一個平衡電位，即該體系的氧化還原電位。由於單個電極電位是無法測得的，故須與另一個電極電位固定的參比電極(飽和甘汞電極)構成電池，用電位計測量電池電動勢，然後計算出鉑電極上建立的平衡電位，即氧化還原電位Eh值。

2.去極化測定儀法

對復雜的介質，可採用去極化法測定氧化還原電位。可以在較短時間內得到較為精確的結果，用去極化法測得的平衡Eh值，與直接電位法平衡48h後測得的穩定Eh值，差數一般﹤10mV。所以去極化法能縮短測定時間，並有較高的測定精度。

將鉑電極接到極化電壓的正端(極化電壓為600mV或750mV)，以銀-氯化銀電極作為輔助電極，接到電源的負端，陽極極化10 s以上(自由選擇)。接著切斷極化電源，進行去極，時間在20 s以上(視極化曲線而定)，在去極化後監測鉑電極的電位(對甘汞電極)，對於大多數的測試樣品，電極電位E(mV)和去極化時間的對數log t間存在直線關系。以相同的方法進行陰極極化和隨後的去極化和監測電位。陽極去極化曲線與陰極去極化曲線的延長線的交點相當於平衡電位。

三、土壤陽離子交換量(CEC)

CEC的大小，基本上代表了土壤可能保持的養分數量，即保肥性的高低。陽離子交換量的大小，可作為評價土壤保肥能力的指標。陽離子交換量是土壤緩沖性能的主要來源，是改良土壤和合理施肥的重要依據。

1.乙酸銨交換法

適用於酸性與中性土壤陽離子交換量的測定。原理：用1mol/L乙酸銨溶液(pH7.0)反復處理土壤，使土壤成為銨離子飽和土。過量的乙酸銨用95%乙醇洗去，然後加氧化鎂，用定氮蒸餾方法進行蒸餾，蒸餾出的氨用硼酸溶液吸收，然後用鹽酸標准溶液滴定，根據銨離子的量計算土壤陽離子交換量。

2.EDTA——銨鹽法

銨鹽法不僅適用於中性、酸性土壤，並且適用於石灰性土壤陽離子交換量的測定。採用0.005mol/L EDTA與1mol/L的醋酸銨混合液作為交換劑，在適宜的pH條件下(酸性土壤pH7.0，石灰性土壤pH8.5)，這種交換配合劑可以與2價鈣離子、鎂離子和3價鐵離子、鋁離子進行交換，並在瞬間即形成電離度極小而穩定性較大的配合物，不會破壞土壤膠體，加快了2價以上金屬離子的交換速度。同時由於醋酸緩沖劑的存在，對於交換性氫和1價金屬離子也能交換完全，形成銨質土，再用95%酒精洗去過剩的銨鹽，用蒸餾法測定交換量。對於酸性土壤的交換液，同時可以用作為交換性鹽基組成的待測液用。

3.氯化鋇-硫酸強迫交換法

土壤中存在的各種陽離子可被氯化鋇(BaCl₂)水溶液中的陽離子(Ba^2＋)等價交換。土壤用BaCl₂溶液處理，使之和Ba^2＋飽和，洗去剩餘的BaCl₂溶液後，再用強電解質硫酸溶液把交換到土壤中的Ba^2＋交換下來，由於形成了硫酸鋇(BaSO₄)沉澱，而且氫離子(H^＋)的交換吸附能力很強，使交換反應基本趨於完全。這樣可以通過計算消耗硫酸的量，計算出陽離子交換量。

四、土壤鹼化度(ESP)

土壤的鹼化度是用Na^＋的飽和度來表示，它是指土壤膠體上吸附的交換性Na^＋占陽離子交換量的百分率。當鹼化度達到一定程度時，土壤的理化性質會發生一系列的變化，土壤呈極強的鹼性反應pH﹥8.5甚至超過10.0，且土粒分散、濕時泥濘、不透氣、不透水、干時硬結、耕性極差，土壤理化性質所發生的這一系列變化稱為鹼化作用。鹼化度是鹽鹼土分類、利用、改良的重要指標。一般把鹼化度﹥20%定為鹼土，5%～20%定為鹼化土(15%～20%為強鹼化土，10%～15%為中度鹼化土，5%～10%為輕度鹼化土)。

計算公式：

鹼化度＝(交換性鈉/陽離子交換量)× 100%

式中：交換性鈉[cmol(Na^＋)/kg]用乙酸銨-氫氧化鈉銨交換-火焰光度法測得；陽離子交換量[cmol(＋)/kg]用氯化銨-乙酸銨交換法測得。

五、土壤水溶性全鹽量(易溶鹽)

土壤水溶性鹽是鹽鹼土的一個重要屬性，是限製作物生長的障礙因素。我國的鹽鹼土分布廣，面積大，類型多。在乾旱、半乾旱地區鹽漬化土壤，以水溶性的氯化物和硫酸鹽為主。濱海地區由於受海水浸漬，生成濱海鹽土，所含鹽分以氯化物為主。在我國南方(福建、廣東、廣西等省區)沿海還分布著一種反酸鹽土。鹽土中含有大量水溶性鹽類，影響作物生長，同一濃度的不同鹽分危害作物的程度也不一樣。鹽分中以碳酸鈉的危害最大，增加土壤鹼度和惡化土壤物理性質，使作物受害。其次是氯化物，氯化物又以MgCl₂的毒害作用較大，另外，氯離子和鈉離子的作用也不一樣。

土壤(及地下水)中水溶性鹽的分析，是研究鹽漬土鹽分動態的重要方法之一，對於了解鹽分對種子發芽和作物生長的影響以及擬訂改良措施都是十分必要的。

1.電導法

土壤中的水溶性鹽是強電介質，其水溶液具有導電作用，導電能力的強弱可用電導率表示。在一定濃度范圍內，溶液的含鹽量與電導率呈正相關，含鹽量愈高，溶液的滲透壓愈大，電導率也愈大。土壤水浸出液的電導率用電導儀測定，直接用電導率數值表示土壤的含鹽量。

2.質量法

吸取一定量的土壤浸出液放在瓷蒸發皿中，在水浴上蒸干，用過氧化氫(H₂O₂)氧化有機質，然後在105～110℃烘箱中烘乾，稱重，即得烘乾殘渣質量。

六、土壤養分元素

土壤養分元素是指由土壤提供的植物生長所必需的營養元素，能被植物直接或者轉化後吸收。土壤養分可大致分為大量元素、中量元素和微量元素，包括氮(N)、磷(P)、鉀(K)、鈣(Ca)、鎂(Mg)、硫(S)、鐵(Fe)、硼(B)、鉬(Mo)、鋅(Zn)、錳(Mn)、銅(Cu)和氯(Cl)等13種。在自然土壤中，土壤養分主要來源於土壤礦物質和土壤有機質，其次是大氣降水、坡滲水和地下水。在耕作土壤中，還來源於施肥和灌溉。

根據在土壤中存在的化學形態，土壤養分的形態分為：①水溶態養分，土壤溶液中溶解的離子和少量的低分子有機化合物；②代換態養分，水溶態養分的來源之一；③礦物態養分，大多數是難溶性養分，有少量是弱酸溶性的(對植物有效)；④有機態養分，礦質化過程的難易強度不同。

根據植物對營養元素吸收利用的難易程度，土壤養分又分為速效性養分和遲效性養分。一般來說，速效養分僅占很少部分，不足全量的1%。應該注意的是速效養分和遲效養分的劃分是相對的，兩者是處於動態平衡之中。

土壤養分的總儲量中，有很小一部分能為當季作物根系迅速吸收同化的養分，稱速效性養分；其餘絕大部分必須經過生物的或化學的轉化作用方能為植物所吸收的養分，稱遲效性養分。一般而言，土壤有效養分含量約占土壤養分總儲量的百分之幾至千分之幾或更少。故在農業生產中，作物經常出現因某些有效養分供應不足而發生缺素症的現象。

1.全氮測定法

(1)開氏定氮法。土壤、植株和其他有機體中全氮的測定通常都採用開氏消煮法，用硫酸鉀-硫酸銅-硒粉做加速劑。此法雖然消煮時間長，但控制好加速劑的用量，不易導致氮素損失，消化程度容易掌握，測定結果穩定，准確度較高，適用於常規分析。

土壤中的含氮有機化合物在加速劑的參與下，經濃硫酸消煮分解，有機氮轉化為銨態氮，鹼化後把氨蒸餾出來，用硼酸吸收，標准酸滴定，求出全氮含量。硫酸鉀起提高硫酸溶液沸點的作用，硫酸銅起催化劑作用，加速有機氮的轉化，硒粉是一種高效催化劑，用量不宜過多，否則會引起氮素損失。

(2)半微量開氏法。樣品在加速劑的參與下，用濃硫酸消煮時，各種含氮有機化合物，經過復雜的高溫分解反應，轉化為銨態氮。鹼化後蒸餾出來的氨用硼酸吸收，以標准酸溶液滴定，求出土壤全氮含量(不包括全部硝態氮)。

包括硝態和亞硝態氮的全氮測定，在樣品消煮前，需先用高錳酸鉀將樣品中的亞硝態氮氧化為硝態氮後，再用還原鐵粉使全部硝態氮還原，轉化為銨態氮。

2.全磷硫酸-高氯酸消煮測定法

在高溫條件下，土壤中含磷礦物及有機磷化合物與高沸點的硫酸和強氧化劑高氯酸作用，使之完全分解，全部轉化為正磷酸鹽而進入溶液，然後用鉬銻抗比色法測定。

3.全鉀測定法

土壤中的有機物先用硝酸和高氯酸加熱氧化，然後用氫氟酸分解硅酸鹽等礦物，硅與氟形成四氟化硅逸去。繼續加熱至剩餘的酸被趕盡，使礦質元素變成金屬氧化物或鹽類。用鹽酸溶液溶解殘渣，使鉀轉變為鉀離子。經適當稀釋後用火焰光度法或原子吸收分光光度法測定溶液中的鉀離子濃度，再換算為土壤全鉀含量。

4.鹼解氮測定法

土壤水解性氮或稱鹼解氮包括無機態氮(銨態氮、硝態氮)及易水解的有機態氮(氨基酸、醯銨和易水解蛋白質)。用鹼液處理土壤時，易水解的有機氮及銨態氮轉化為氨，硝態氮則先經硫酸亞鐵轉化為銨。以硼酸吸收氨，再用標准酸滴定，計算水解性氮含量。

5.速效磷測定法

(1)碳酸氫鈉法。石灰性土壤由於存在大量的游離碳酸鈣，不能用酸溶液來提取速效磷，可用碳酸鹽的鹼溶液。由於碳酸根的同離子效應，碳酸鹽的鹼溶液降低了碳酸鈣的溶解度，也就降低了溶液中鈣的濃度，這樣就有利於磷酸鈣鹽的提取。同時由於碳酸鹽的鹼溶液也降低了鋁和鐵離子的活性，有利於磷酸鋁和磷酸鐵的提取。此外，碳酸氫鈉鹼溶液中存在著OH^-，

，

等陰離子有利於吸附態磷的交換，因此，碳酸氫鈉不僅適用於石灰性土壤，也適用於中性和酸性土壤中速效磷的提取。待測液用鉬銻抗混合顯色劑在常溫下進行還原，使黃色的銻磷鉬雜多酸還原成為磷鉬藍進行比色。

(2)鉬銻抗比色法。酸性土壤中的磷主要是以Fe—P、Al—P的形態存在，利用氟離子在酸性溶液中有配合Fe^3＋，Al^3＋的能力，可使這類土壤中比較活性的磷酸鐵鋁鹽被陸續活化釋放，同時由於H^＋的作用，也能溶解出部分活性較大的Ca—P，然後用鉬銻抗比色法進行測定。

6.速效鉀測定法

用1mol/L NH₄OAc浸提土壤，可將膠體表面吸附的鉀離子全部浸提出來，而與黏土礦物晶格固定的鉀截然分開。

7.有機質重鉻酸鉀容量測定法

在加熱的條件下，用過量的重鉻酸鉀-硫酸(K₂Cr₂O₇-H₂SO₄)溶液，來氧化土壤有機質中的碳，

等被還原成Cr^＋3，剩餘的重鉻酸鉀(K₂Cr₂O₇)用硫酸亞鐵(FeSO₄)標准溶液滴定，根據消耗的重鉻酸鉀量計算出有機碳量，再乘以常數1.724，即為土壤有機質量。

七、土壤重金屬

土壤的重金屬主要包括汞(Hg)、鎘(Cd)、鉛(Pb)、鉻(Cr)和類金屬砷(As)等生物毒性顯著的元素，以及有一定毒性的鋅(Zn)、銅(Cu)、鎳(Ni)等元素。主要來自農葯、廢水、污泥和大氣沉降等，如汞主要來自含汞廢水，鎘、鉛污染主要來自冶煉排放和汽車廢氣沉降，砷則被大量用作殺蟲劑、殺菌劑、殺鼠劑和除草劑。過量重金屬可引起植物生理功能紊亂、營養失調，鎘、汞等元素在作物子實中富集系數較高，即使超過食品衛生標准，也不影響作物生長、發育和產量，此外汞、砷能減弱和抑制土壤中硝化、氨化細菌活動，影響氮素供應。重金屬污染物在土壤中移動性很小，不易隨水淋濾，不為微生物降解，通過食物鏈進入人體後，潛在危害極大，應特別注意防止重金屬對土壤的污染。一些礦山在開采中尚未建立石排場和尾礦庫，廢石和尾礦隨意堆放，致使尾礦中富含難降解的重金屬進入土壤，加之礦石加工後餘下的金屬廢渣隨雨水進入地下水系統，造成嚴重的土壤重金屬污染。

1.原子吸收分光光度法

原子吸收分光光度法的測量對象是呈原子狀態的金屬元素和部分非金屬元素，是由待測元素燈發出的特徵譜線通過供試品經原子化產生的原子蒸氣時，被蒸氣中待測元素的基態原子所吸收，通過測定輻射光強度減弱的程度，求出供試品中待測元素的含量。原子吸收一般遵循分光光度法的吸收定律，通常借比較對照品溶液和供試品溶液的吸光度，求得供試品中待測元素的含量。所用儀器為原子吸收分光光度計，它由光源、原子化器、單色器、背景校正系統、自動進樣系統和檢測系統等組成。

2.X射線熒光光譜(XRF)法

XRF法是介於原子發射光譜(AES)和原子吸收光譜(AAS)之間的光譜分析技術。它的基本原理是基態原子(一般蒸氣狀態)吸收合適的特定頻率的輻射而被激發至高能態，而後激發過程中以光輻射的形式發射出特徵波長的熒光。該方法可定量分析測量待測元素的原子蒸氣在一定波長的輻射能激發下發射的熒光強度。原子熒光的波長在紫外、可見光區。氣態自由原子吸收特徵波長的輻射後，原子的外層電子從基態或低能態躍遷到高能態，經10～8 s，又躍遷至基態或低能態，同時發射出熒光。若原子熒光的波長與吸收波長相同，稱為共振熒光；若不同，則稱為非共振熒光。共振熒光強度大，分析中應用最多。在一定條件下，共振熒光強度與樣品中某元素濃度成正比。該法的優點是靈敏度高，譜線簡單；在低濃度時校準曲線的線性范圍寬達3～5個數量級，特別是用激光做激發光源時更佳。主要用於金屬元素的測定，在環境科學、高純物質、礦物、水質監控、生物製品和醫學分析等方面有廣泛的應用。

3.電感耦合等離子光譜(ICP)法

高頻振盪器發生的高頻電流，經過耦合系統連接在位於等離子體發生管上端，銅制內部用水冷卻的管狀線圈上。石英製成的等離子體發生管內有3個同軸氫氣流經通道。冷卻氣(Ar)通過外部及中間的通道，環繞等離子體起穩定等離子體炬及冷卻石英管壁，防止管壁受熱熔化的作用。工作氣體(Ar)則由中部的石英管道引入，開始工作時啟動高壓放電裝置讓工作氣體發生電離，被電離的氣體經過環繞石英管頂部的高頻感應圈時，線圈產生的巨大熱能和交變磁場，使電離氣體的電子、離子和處於基態的氖原子發生反復猛烈的碰撞，各種粒子的高速運動，導致氣體完全電離形成一個類似線圈狀的等離子體炬區面，此處溫度高達6000～10 000℃。樣品經處理製成溶液後，由超霧化裝置變成全溶膠由底部導入管內，經軸心的石英管從噴嘴噴入等離子體炬內。樣品氣溶膠進入等離子體焰時，絕大部分立即分解成激發態的原子、離子狀態。當這些激發態的粒子回收到穩定的基態時要放出一定的能量(表現為一定波長的光譜)，測定每種元素特有的譜線和強度，和標准溶液相比，就可以知道樣品中所含元素的種類和含量。

發射光譜分析方法只要將待測原子處於激發狀態，便可同時發射出各自特徵譜線同時進行測定。ICP-AES儀器，不論是多道直讀還是單道掃描儀器，均可以在同一試樣溶液中同時測定大量元素(30～50個，甚至更多)。已有文獻報道的分析元素可達78個，即除He，Ne，Ar，Kr，Xe惰性氣體外，自然界存在的所有元素，都已有用ICP-AES法測定的報告。

⑥ 土壤的化學式是什麼

莫有的，混合物

⑦ 土壤的化學污染有什麼

農葯和化肥污染：現代化農業大量施用農葯和化肥。有 機氯殺蟲劑如DDT、六六六等能在土壤中長期殘留,並在 生物體內富集。氮、磷等化學肥料，凡未被植物吸收利 用和未被根層土壤吸附固定的養分，都在根層以下積累， 或轉入地下水，成為潛在的環境污染物。土壤侵蝕是使 土壤污染范圍擴大的一個重要原因。凡是殘留在土壤中 的農葯和氮、磷化合物，在發生地面徑流，或土壤風蝕 時，就會向其他地方轉移，擴大土壤污染范圍。
有機污染物 農葯是土壤的主要有機污染物，目前 有殺蟲效果的化合物超過6萬種,大量使用的農葯約有50 種。直接進入土壤的農葯，大部分可被土壤吸附。殘留 於土壤中的農葯，由於生物和非生物的作用，經歷著轉 化和降解過程,形成具有不同穩定性的中間產物,或最終 成為無機物。質地粘重的土壤對農葯的吸附能力強，砂 土對農葯的吸附能力弱。水分增加時，土壤對農葯的吸 附減弱，蒸發加強。隨著土壤水分的蒸發，農葯從土壤 中逸出。土壤有機質含量高、微生物種類多時，會加速 土壤中農葯的降解，減少農葯的殘留量。石油、多環芳 烴、多氯聯苯、三氯乙醛、甲烷等，也是土壤中常見的 有機污染物。
重金屬污染：汞、鎘、鉛、砷、銅、鋅、鎳、鈷、釩等也會 引起土壤污染。汞主要來自廠礦排放的含汞廢水。積累 在土壤中的汞有金屬汞、無機汞鹽、有機絡合態或離子 吸附態汞。土壤組成與汞化合物之間有很強的相互作用， 所以汞能在土壤中長期存在。鎘、鉛污染主要來自冶煉 排放和汽車廢氣沉降。磷肥中有時也含有鎘。公路兩側 的土壤易受鉛的污染。砷被大量用作殺蟲劑、殺菌劑、 殺鼠劑和除草劑，因而引起土壤的砷污染。硫化礦產的 開采、選礦、冶煉也會引起砷對土壤的污染。

⑧ 土壤的化學成分（土壤是由哪些化學元素以什麼方式組成的）

土壤是地球岩石最表層經億萬年風化和生物活動所形成的物質。迄今為止，絕大多數作物都是在土壤上栽培。土壤是生物圈、岩石圈、大氣圈和水圈的交匯點。普通人常常認為土壤只是固體。其實，土壤由固體顆粒、土壤溶液和土壤空氣三部分組成。土壤由固體顆粒構成有大小孔隙的土壤結構，土壤水分（溶液）占據土壤的中小孔隙，土壤空氣占據土壤大孔隙。
土壤固體大顆粒稱為砂粒，中等粒徑的顆粒稱為粉粒，細小顆粒稱為粘粒。根據三種土粒含量不同，將土壤分為12類，其中較為典型的有三種：砂粒含量特別多的是砂土；粘粒含量特別多的是粘土；而砂粒、粉粒、粘粒三者比例相等的是壤土。壤土的土壤耕性最好，土壤水氣比例最易達到理想范圍，土壤溫度狀況也較易保持和調整，也就是說，壤土的土壤物理性質最理想。砂土往往氣多水少，溫度易偏高。粘土則水多氣少，溫度易偏低，緊實粘重。
土壤水氣比例對土壤氧化還原電位有影響。土壤氧化還原電位影響土壤中一些微量元素的有效性。水多氣少使土壤氧化還原電位降低，鐵、錳等離子大多還原為有效態，但也容易從土壤中淋失。
土壤礦質顆粒和有機質顆粒都帶負電，對土壤中的陽離子有吸附性。土壤粘粒所能吸附的鹽基陽離子總量稱為陽離子交換量，土壤粘粒上吸附的陽離子與土壤溶液中的陽離子不斷進行交換，達成動態平衡。施肥或通過其它途徑進入土壤溶液的養分陽離子大多先被土壤粘粒吸附，待植物根系吸收利用掉溶液中的養分陽離子時，被吸附的交換性陽離子再逐漸解吸釋放進入土壤溶液，補充被吸收的部分。養分由土壤到植物的機理當然比這樣簡單的描述要復雜得多。
陽離子交換量中鈣、鎂、鉀、鈉四種鹼性離子所佔陽離子交換量的百分比叫做鹽基飽和度。做鹽基飽和度較高的土壤肥力較高，土壤pH值也較高。
土壤pH值包括土壤活性酸度和潛在酸度。土壤活性酸度土壤溶液中表觀的H+活度，而潛在酸度與陽離子交換量（又稱土壤緩沖能力）有關。
現在越來越強調土壤管理的重要性。土壤管理主要涉及對土壤物理性質的保護，同時兼顧土壤化學性質，與土壤耕性、土壤肥力和防止土壤侵蝕有關。

⑨ 請問泥土的化學成分是什麼

泥土是復雜的混合物，各地泥土的成份不盡相同。但組成這些泥土的元素，無非是氧、硅、鈣、鋁、鐵等，大多數以硅酸鹽的形態存在。

由於自然條件的不同，這些元素可以形成不同的土壤。以形態分類有沙土、壤土、粘土。以位置分有表層土、心層土和底層土。按照土壤特徵有灰化土、棕壤、黃壤、紅壤、赤紅壤、灰鈣土、棕鈣土、黑壤等等。

⑩ 土壤化學專業的就業前景

不是太廣，只在少數部門需要