土壤固相部分的基本性质

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1、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[Fe2O3·nH2O]、[Al2O3·nH2O]或[Fe(OH)3]、Al(OH)3]2.有机胶体腐殖质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

2、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可变电荷永久电荷1.含水氧化硅(SiO2·H2O或H2SiO3)H2SiO3+OH-HSiO3-+H2OHSiO3-+OH-SiO32-+H2O2.粘粒矿物的晶面OH的解离OHOHOHO-O-O-+3H+3.腐殖质上的原子团R-C-OHOR-C-O-O+H+4.含水氧化铁和水铝石表面分子中OH解离Fe(OH)3Fe(OH)2++OH-Al(OH)3Al(OH)2++OH-土壤胶体结构四、土壤胶体的结构第二节土壤吸收性能吸附：离子从土壤溶液中

3、转移到胶体表面的过程解吸：原来吸附到土壤胶体上的离子转移到溶液中的过程使土壤具有保肥和供肥性一、土壤对阳离子的吸收与交换Ca2+Na++3NH4Cl3NH4++CaCl2+NaCl(1)可逆反应且能迅速达到平衡(2)等当量交换(3)受质量作用定律支配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

4、+>Na+(3)离子浓度3.阳离子交换量(CEC)反映保持养分的能力也称吸收量：指每千克干土所吸收的全部交换性阳离子的厘摩尔数。(cmolkg-1)>20cmol保肥力强的土壤10-20cmol保肥力中等的土壤<10cmol保肥力差的土壤影响阳离子交换的因素：(1)质地(2)有机胶体的含量(3)无机胶体的种类无机胶体的种类SiO2/R2O3交换量平均交换量蒙脱石460-10080水云母320-4030高岭石25-1510含水氧化铁、铝-极微-风化程度的不同直接影响土壤的保肥能力(4)土壤酸碱性pH4681020406

5、010080负电荷(cmol/kg)高岭石蒙脱石腐殖质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)离子的饱和度土壤阳离子交换量(cmolkg-1)交换性钙量(cmolkg-1)交换性钙的饱和度甲8675%乙301033%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)粘土矿物的种类土壤交换性阳离子的组成盆中幼苗干重(g)盆中幼苗吸钙量(mg)甲土40%Ca+60%H2.8011.

6、15乙土40%Ca+60%Mg2.797.83丙土40%Ca+60%Na2.344.36粘土矿物Na+K+NH4+H+Ca2+高岭石0.340.380.250.0800.080蒙脱石0.210.250.180.0580.022伊利石0.100.150.210.0360.040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)0.14nmNH4+(0.143nm)K+(0.133nm)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

7、的吸收与交换根据土壤中阴离子的吸附能力的大小易被土壤吸附的阴离子磷酸根离子(H2PO4-,HPO42-,PO43-)；硅酸根离子(HSiO3-,SiO32-)及若干有机酸根(C2O42-)吸附作用很弱或进行负吸附的离子氯(Cl-)，硝酸根(NO3-)和亚硝酸根(NO2-)中间类型的离子硫酸根(SO42-)，碳酸根(CO32-)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

8、中游离的氢离子所决定的CO2(1)CO2+H2OH2CO3H++HCO3-(2)有机质分解或氧化作用产生的H+pH酸碱度分级pH酸碱度分级<4.5极强酸性7.0-7.5弱碱性4.5-5.5强酸性7.5-8.5碱性5.5-6.0酸性8.5-9.5强碱性6.0-6.5弱酸性>9.5极强碱性6.5-7.0中性土壤酸碱度分级pH：4.5-8.5之间有南