土壤固相部分的基本性质.ppt

第三章土壤固相部分的基本性质,第一节土壤胶体,那些大小在1-100nm(在长、宽和高的三个方向，至少有一个方向在此范围内)的固体颗粒,一、土壤胶体的基本性质,1.土壤胶体比面和表面能,2.土壤胶体具有带电性,二、土壤胶体种类,1.矿物质胶体,土壤次生矿物中的粘土矿物(粘土矿物),含水铁、铝氧化物,Fe2O3nH2O、Al2O3nH2O或Fe(OH)3、Al(OH)3,2.有机胶体,3.有机无机复合体,三、土壤胶体电荷的产生,1.同晶置换,硅酸盐矿物中的硅氧片或水铝片中的配位中心离子，被大小相近的离子所取代，它使其化学组成发生改变，但其晶层结构未变,2.表面分子解离3.断键4.胶体表面从介质中吸附离子,土壤胶体结构,四、土壤胶体的结构,第二节土壤吸收性能,一、土壤对阳离子的吸收与交换,1.阳离子的吸收与交换特征,2.阳离子的交换能力,一种阳离子将胶体上另一种离子交换出来的能力,(1)电荷价数的影响,三价离子二价离子一价离子,(2)离子子半径及水化程度,离子的水化：指在电场的影响下水分定向排列在离子周围。,Fe3+Al3+H+Ca2+Mg2+K+、NH4+Na+,(3)离子浓度,3.阳离子交换量(CEC),影响阳离子交换的因素：,(1)质地(2)有机胶体的含量(3)无机胶体的种类,风化程度的不同直接影响土壤的保肥能力,(4)土壤酸碱性,北方土壤阳离子交换量较大，保肥力强。南方土壤阳离子交换量相对较小，保肥力弱,3.交换性阳离子的有效度,(1)离子的饱和度,指土壤中某种交换性阳离子的数量占阳离子交换量的百分数,(2)互补离子的影响,与某种交换性阳离子共存的其他交换性阳离子为互补离子,(3)粘土矿物的种类,粘粒矿物类型与交换性交换性阳离子活度系数的关系,6.土壤对阳离子的非交换性的吸收(阳离子的固定作用),2：1型：蛭石拜来石伊利石蒙脱石，1：1型:粘粒矿物不能产生固钾作用,4.土壤阴离子的吸收与交换,5.土壤吸收性能的重要性,保持和供应植物养分土壤吸收性能对土壤结构性的影响土壤吸收性能对土壤酸碱性的影响土壤吸收性能和施肥的关系,第三节土壤酸碱性,一、土壤酸度的类型及来源,1.土壤活性酸度：由土壤溶液中游离的氢离子所决定的,CO2,(2)有机质分解或氧化作用产生的H+,土壤酸碱度分级,pH：4.5-8.5之间有南酸北碱的趋势,北纬33为界,土壤呈中性至碱性pH：7.5-8.5碱土：9.0,土壤呈酸pH:4.5-5.5,酸性,3.活性酸和潜性酸的关系,水解性酸度可以指示出土壤中潜性酸和活性酸的总量,盐基离子,Al3+,淋失,加速土壤酸化,我国土壤的盐饱和度有自北向南渐少的趋势,土壤盐基饱和度的变化,北纬33为界,Ca2+为主其次是Mg2+,H+和Al3+,二、土壤碱度,土壤碱性强弱的程度,Na+15%土壤呈极强的碱性反应，pH大于8.5，甚至超过10,三、影响土壤酸碱度的因素,气候地形母质植被人类活动盐基饱和度,四、土壤的缓冲性,当加酸或碱于土壤时，土壤具有缓和酸碱度改变的能力,1.土壤溶液中弱酸及基盐类的存在,碳酸、硅酸、磷酸、腐殖酸以及其它有机酸等弱酸及其盐类,五、土壤酸碱性对作物生长的影响,土壤酸碱性与植物养分的关系,土壤酸碱性与植物生长的关系,六、土壤酸碱性的调节原理,1.酸性土壤(石灰、蚝壳灰及草木灰),2.碱性土壤(石膏、硫磺或明矾),第四节土壤孔隙性与结构性,一、土壤孔隙性,1.土壤的密度(gcm-3),单位体积(不含粒间孔隙的体积)土壤固体部分的质量。,土壤密度是所含固体成分密度的平均值，一般耕地土壤密度近于2.65gcm-3,2.土壤容重(gcm-3),单位体积自然状态下的土壤(含粒间孔隙的体积)的干质量,土壤质地、结构和有机质含量及土壤松紧状况而异。,土粒或土团之间通过点面的接触所形成大小不等的空间,(2)土壤孔隙的类型,(3)理想土壤孔隙性,一般作物适宜的土壤孔隙度是50%左右或稍高，毛管孔隙度与非毛管孔隙度之比约为1：0.5；无效孔隙要求尽是少。,100,一般砂土孔度30-45%，壤土40-50%，粘土45-60%,二、土壤结构性,(一)土壤的结构类型,C.A.察哈罗夫,3.柱状或棱柱状结构4.片状结构,块状、核状：10cm大块状5-10cm小块状0.5-5cm碎块状柱状、棱柱状：5cm大3-5cm中3cm小团粒：10-0.25mm微团粒:0.25mm,(二)土壤结构与土壤肥力的关系,空气走廊,团粒结构的土壤疏松多孔，减少根系生长的机械阻力，有利于种子发芽和根系生长，同时减少耕作阻力，提高耕作效果,生产上对旱地土壤结构的评价，以团粒结构最为理想,土壤团粒体,第五节土壤的物理机械性,一土壤的结持性,在不同含水量时土粒在外力作用下表现的可移动性，它是不同含水量下土壤的粘结性、粘着性以及塑性等的综合表现,（一）土壤粘结性（gcm-2),原来指同种物质或同种分子相互吸引而粘结的性质，在土壤学中，土粒通过各种引力而粘结起来的性能,粘结性的形成,范德华力：分子与分子之间的相互作用力,作用范围很小，只有当土壤粒十分靠近时，它才能发挥作用,粘结性的影响因素,（1）土壤比面,比表面积的大小,(2）土壤含水量,土壤塑性的影响因素：,各种质地土壤的塑性值（含水量%）,2.土壤质地,3.粘土矿物的类型和吸收性阳