土壤學(xué)課件第7章土壤膠體和土壤吸收性

第七章土壤膠體和土壤吸收性,二、土壤膠體的特性1巨大的比表面和表面能。顆粒越細(xì)，比表面越大。比表面=表面積/質(zhì)量（m2/g)2帶有電荷。,第一節(jié)土壤膠體,一、膠體的概念一種或數(shù)種物質(zhì)的細(xì)微顆粒均勻地分散于另一種物質(zhì)中，即構(gòu)成分散系，前者稱分散質(zhì)或分散相，后者稱分散劑或分散介質(zhì)。,膠體是指直徑在1100nm之間的顆粒，但是實(shí)際上土壤中直徑1000nm的粘粒都具有膠體的性質(zhì)，所以通常所說的土壤膠體實(shí)際上是指直徑在1-1000nm之間的土壤顆粒，它是土壤中最細(xì)微的部分。,三、土壤膠體的種類,礦質(zhì)（無機(jī)）膠體,有機(jī)膠體,有機(jī)-礦質(zhì)復(fù)合體,結(jié)晶態(tài)：層狀硅酸鹽，氧化物：水云母、蒙脫石、蛭石、高嶺石赤鐵礦、針鐵礦、三水鋁石等,占60-95%,主要是腐殖物質(zhì)；非腐殖物質(zhì),非晶質(zhì)：氧化物類,Fe、Al、Mn、Si、Ti氧化物及其水化物（膠膜）水鋁英石。,四、土壤膠體的構(gòu)造土壤膠體分散系包括膠體微粒（為分散相）和微粒間溶液（為分散介質(zhì)）兩大部分。膠體微粒在構(gòu)造上可分為微粒核、決定電位離子層和補(bǔ)償離子層三部分組成。（1）微粒核：主要由腐殖質(zhì)、無定形的SiO2、氧化鋁、氧化鐵、鋁硅酸鹽晶體物質(zhì)、蛋白質(zhì)分子以及有機(jī)無機(jī)膠體的分子群所構(gòu)成。（2）雙電層：微粒核表面的一層分子，通常解離成離子，形成一層離子層（決定電位離子層）；通過靜電引力，在其外圍形成一層符號(hào)相反而電量相等的離子層（補(bǔ)償離子層）。又稱之為雙電層。,膠體微粒的構(gòu)造圖示,四、土壤膠體的電荷,土壤電荷主要集中在膠體部分。以電荷數(shù)量和電荷密度來表示。土壤電荷對(duì)離子吸附量、吸附牢固程度，離子移動(dòng)，有機(jī)-無機(jī)復(fù)合體形成，土壤分散與絮凝等有重要影響，是許多物理化學(xué)性質(zhì)的基礎(chǔ)。,pH較低時(shí)：M-OH+H+=M-OH2+pH較高時(shí)：M-OH=M-O-+H+,R-COOHR-COO-+H+R-NH+H+R-NH2+,腐殖質(zhì)負(fù)電荷主要來自羧基和酚羥基的解離，占負(fù)電荷總量的85-90%，無永久電荷。,土壤正電荷和負(fù)電荷的代數(shù)和。土壤一般帶負(fù)電荷（指凈電荷）。少數(shù)土壤，在較強(qiáng)酸性條件，如磚紅壤，可能帶正電荷。,凈電荷,第二節(jié)土壤的陽離子交換,機(jī)械吸收；（對(duì)固體物體的機(jī)械阻留）物理吸收；（分子吸附）化學(xué)吸收；（化學(xué)沉淀、固定）物理化學(xué)吸收；（靜電吸引）生物吸收；（生物固定）,一、土壤吸收性土壤吸持各種離子、分子和粗懸浮物質(zhì)的能力。,二、交換性陽離子,土壤膠體上所吸附的陽離子，可與溶液中的其它陽離子相互交換，故稱交換性陽離子。,類型：1）H+,Al3+-致酸離子2)Ca2+,Mg2+,K+,Na+等，-鹽基離子,陽離子交換反應(yīng),吸附與解吸,基本概念,1、電荷的多少3價(jià)2價(jià)1價(jià)2、離子半徑和水化半徑,三、陽離子交換的特征,四、影響陽離子交換能力的因素,1、是一種可逆反應(yīng)；溶液中膠體上2、等電荷數(shù)交換；3、受質(zhì)量作用定律支配。,3、離子濃度受質(zhì)量作用定律支配，交換能力弱的離子如果濃度足夠大，可以將交換能力強(qiáng)而濃度低的離子交換下來。,由于H+水膜特別薄，運(yùn)動(dòng)速度快，交換能力強(qiáng)，土壤中不缺H+。南方多雨，鹽基易淋失，土壤變酸。,Fe3+Al3+(H+)Ca2+Mg2+K+=NH+Na+,1、定義：?jiǎn)挝毁|(zhì)量土壤所含的全部交換性陽離子總量，稱土壤陽離子交換量。以cmol/kg表示。常以1mol中性醋酸銨測(cè)定。重要的土壤理化性質(zhì)。2、影響土壤陽離子交換量大小的因素1）膠體含量；質(zhì)地，粘土大于砂土2）膠體種類；有機(jī)質(zhì)，2：1礦物大3）土壤pH；影響土壤可變負(fù)電荷,四、陽離子交換量（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，紅壤10以下。,鹽基飽和狀態(tài)與鹽基不飽和狀態(tài)；鹽基飽和度大小與氣候、母質(zhì)和施肥條件有關(guān)；,類型：1）H+,Al3+-致酸離子2)Ca2+,Mg2+,K+,Na+等，-鹽基離子,五、土壤的鹽基飽和度,土壤中交換性鹽基離子總量占陽離子交換量的百分?jǐn)?shù)稱為土壤的鹽基飽和度,鹽基飽和度=交換性鹽基總量/陽離子交換量100%,膠體上吸附的交換性養(yǎng)分鹽基離子，可以通過離子交換進(jìn)于溶液供作物吸收，是有效養(yǎng)分，關(guān)系土壤的保肥、供肥性能。交換性陽離子有效度，即解吸的難易。1、交換性陽離子飽和度該交換性陽離子量占土壤陽離子交換量的百分?jǐn)?shù)，飽和度高，有效度大。,六、影響交換性陽離子有效度的因素,2、陪補(bǔ)（互補(bǔ)）離子效應(yīng)陪補(bǔ)（互補(bǔ)）離子：在交換性離子中，對(duì)某一指定離子而言，其它同時(shí)存在的交換性離子都稱為它的陪補(bǔ)（互補(bǔ)）離子。陪補(bǔ)離子是相對(duì)而言的。某一指定離子的有效度，受其陪補(bǔ)離子的影響。一般來說，陪補(bǔ)離子的吸附力越大，即與膠體的親和力越大，則越能提高該指定離子的有效度。Fe3+Al3+(H+)Ca2+Mg2+K+=NH+Na+,3、粘粒礦物類型處決于電荷的密度和產(chǎn)生的位置（