土壤学课件第7章土壤胶体和土壤吸收性

第七章土壤胶体和土壤吸收性,二、土壤胶体的特性1巨大的比表面和表面能。颗粒越细，比表面越大。比表面=表面积/质量（m2/g)2带有电荷。,第一节土壤胶体,一、胶体的概念一种或数种物质的细微颗粒均匀地分散于另一种物质中，即构成分散系，前者称分散质或分散相，后者称分散剂或分散介质。,胶体是指直径在1100nm之间的颗粒，但是实际上土壤中直径1000nm的粘粒都具有胶体的性质，所以通常所说的土壤胶体实际上是指直径在1-1000nm之间的土壤颗粒，它是土壤中最细微的部分。,三、土壤胶体的种类,矿质（无机）胶体,有机胶体,有机-矿质复合体,结晶态：层状硅酸盐，氧化物：水云母、蒙脱石、蛭石、高岭石赤铁矿、针铁矿、三水铝石等,占60-95%,主要是腐殖物质；非腐殖物质,非晶质：氧化物类,Fe、Al、Mn、Si、Ti氧化物及其水化物（胶膜）水铝英石。,四、土壤胶体的构造土壤胶体分散系包括胶体微粒（为分散相）和微粒间溶液（为分散介质）两大部分。胶体微粒在构造上可分为微粒核、决定电位离子层和补偿离子层三部分组成。（1）微粒核：主要由腐殖质、无定形的SiO2、氧化铝、氧化铁、铝硅酸盐晶体物质、蛋白质分子以及有机无机胶体的分子群所构成。（2）双电层：微粒核表面的一层分子，通常解离成离子，形成一层离子层（决定电位离子层）；通过静电引力，在其外围形成一层符号相反而电量相等的离子层（补偿离子层）。又称之为双电层。,胶体微粒的构造图示,四、土壤胶体的电荷,土壤电荷主要集中在胶体部分。以电荷数量和电荷密度来表示。土壤电荷对离子吸附量、吸附牢固程度，离子移动，有机-无机复合体形成，土壤分散与絮凝等有重要影响，是许多物理化学性质的基础。,pH较低时：M-OH+H+=M-OH2+pH较高时：M-OH=M-O-+H+,R-COOHR-COO-+H+R-NH+H+R-NH2+,腐殖质负电荷主要来自羧基和酚羟基的解离，占负电荷总量的85-90%，无永久电荷。,土壤正电荷和负电荷的代数和。土壤一般带负电荷（指净电荷）。少数土壤，在较强酸性条件，如砖红壤，可能带正电荷。,净电荷,第二节土壤的阳离子交换,机械吸收；（对固体物体的机械阻留）物理吸收；（分子吸附）化学吸收；（化学沉淀、固定）物理化学吸收；（静电吸引）生物吸收；（生物固定）,一、土壤吸收性土壤吸持各种离子、分子和粗悬浮物质的能力。,二、交换性阳离子,土壤胶体上所吸附的阳离子，可与溶液中的其它阳离子相互交换，故称交换性阳离子。,类型：1）H+,Al3+-致酸离子2)Ca2+,Mg2+,K+,Na+等，-盐基离子,阳离子交换反应,吸附与解吸,基本概念,1、电荷的多少3价2价1价2、离子半径和水化半径,三、阳离子交换的特征,四、影响阳离子交换能力的因素,1、是一种可逆反应；溶液中胶体上2、等电荷数交换；3、受质量作用定律支配。,3、离子浓度受质量作用定律支配，交换能力弱的离子如果浓度足够大，可以将交换能力强而浓度低的离子交换下来。,由于H+水膜特别薄，运动速度快，交换能力强，土壤中不缺H+。南方多雨，盐基易淋失，土壤变酸。,Fe3+Al3+(H+)Ca2+Mg2+K+=NH+Na+,1、定义：单位质量土壤所含的全部交换性阳离子总量，称土壤阳离子交换量。以cmol/kg表示。常以1mol中性醋酸铵测定。重要的土壤理化性质。2、影响土壤阳离子交换量大小的因素1）胶体含量；质地，粘土大于砂土2）胶体种类；有机质，2：1矿物大3）土壤pH；影响土壤可变负电荷,四、阳离子交换量（CationExchangeCapacity，CEC）,北方土壤一般20以上，南方土壤一般20以下，水田15左右，红壤10以下。,盐基饱和状态与盐基不饱和状态；盐基饱和度大小与气候、母质和施肥条件有关；,类型：1）H+,Al3+-致酸离子2)Ca2+,Mg2+,K+,Na+等，-盐基离子,五、土壤的盐基饱和度,土壤中交换性盐基离子总量占阳离子交换量的百分数称为土壤的盐基饱和度,盐基饱和度=交换性盐基总量/阳离子交换量100%,胶体上吸附的交换性养分盐基离子，可以通过离子交换进于溶液供作物吸收，是有效养分，关系土壤的保肥、供肥性能。交换性阳离子有效度，即解吸的难易。1、交换性阳离子饱和度该交换性阳离子量占土壤阳离子交换量的百分数，饱和度高，有效度大。,六、影响交换性阳离子有效度的因素,2、陪补（互补）离子效应陪补（互补）离子：在交换性离子中，对某一指定离子而言，其它同时存在的交换性离子都称为它的陪补（互补）离子。陪补离子是相对而言的。某一指定离子的有效度，受其陪补离子的影响。一般来说，陪补离子的吸附力越大，即与胶体的亲和力越大，则越能提高该指定离子的有效度。Fe3+Al3+(H+)Ca2+Mg2+K+=NH+Na+,3、粘粒矿物类型处决于电荷的密度和产生的位置（