土壤胶体与土壤吸收性能

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1、3.2土壤胶体与土壤吸收性能1土壤胶体土壤中最细微的颗粒胶体颗粒的直径一般在1-100nm（长、宽、高三个方向上，至少有一个方向在此范围内）2土壤吸收性能类型机械吸收性指土壤对物体的机械阻留物理吸收性指土壤对分子态物质的保持能力化学吸收性指易溶性盐在土壤中转变为难溶性盐而沉淀保存在土壤中的过程物理化学吸收性指土壤对可溶性物质中离子态养分的保持能力生物吸收性指土壤中植物根系和微生物对营养物质的吸收3土壤胶体的种类无机胶体①含水氧化硅胶体②含水氧化铁、氧化铝胶体③层状硅酸盐(phyllosilicate,layersilic

2、ate)矿物有机胶体有机无机复合体（organo-mineralcomplex）4层状硅酸盐结构硅氧片和硅四面体硅氧片是由硅四面体连接而成，一个硅四面体是由四个氧原子和一个硅原子所组成。铝氧片与铝八面体铝氧片由铝八面体连接而成，铝八面体为六个氧原子围绕一个铝原子而构成铝八面体。5构造特征基本结构单元(单位)晶片(单位)晶层矿物硅氧四面体铝氧八面体硅氧片水铝片1:1型2:1型高岭石蒙脱石水化云母6硅氧四面体　　　　　　　硅氧四面体的构造图示法1、基本结构单位(结晶学,不是化合物）(1)硅氧四面体（SiO44-→Si2O52

3、-→Si4O104-）7硅氧四面体8铝氧八面体　　　　　　　铝氧八面体的构造图示法(2)铝氧八面体(AlO69-→Al4O1212-→Al4（OH）8O44-)9102、单位晶片(硅氧片、水铝片)Si2O52-硅氧四面体硅氧片（蜂窝状）共用氧单位晶胞11铝氧八面体（Al2O6-6）水铝片（疏散状）立体侧视图共用2个氧原子123、单位晶层1:1型层状硅酸盐(高岭石)晶体结构示意图（1）1:1型一层硅层与一层铝层重叠而成132:1型层状硅酸盐（蒙脱石）晶体结构示意图（2）2:1型两层硅层中间夹一铝层142:1:1型层状硅酸盐

4、（绿泥石）结构示意图（3）2:1:1型2:1型基础上增加一铝层(或镁层)151:1型矿物2:1型矿物胀缩型非胀缩型（晶层构造、膨胀性、电荷及胶体特性）161718土壤胶体的构造胶体微粒胶粒胶核双电层决定电位离子层（内）补偿离子层（外）非活性离子层扩散层19土壤胶体的特性土壤胶体比表面和表面能土壤胶体电荷土壤胶体有凝聚和分散的作用20土壤胶体的表面积土壤中常见粘土矿物的比表面积（m2·g-1）胶体成分内表面积外表面积总表面积蒙脱石蛭石水云母高岭石埃洛石水化埃洛石水铝英石700-750400-7500-500400130-4

5、0015-1501-5090-1505-4010-4525-30130-400700-850400-80090-1505-4010-45430260-800土壤胶体的比表面和表面积21土壤表面电荷和电位土壤电荷的起因和种类1、永久电荷(permanentcharge)***永久电荷起源于矿物晶格内部离子的同晶置换。2、可变电荷(variablecharge)***随pH的变化而变化的土壤电荷，这种电荷称为可变电荷。零点电荷：如果在某个pH值时，粘土矿物表面上即不带正电荷，也不带负电荷，其表面电荷等于零，此时的pH值称为零

6、点电荷（ZPC）。22可变电荷的成因主要是胶核表面分子或原子团的解离：A.含水氧化硅的解离B.粘粒矿物的晶面上的OH和H的解离C.腐殖质上某些官能团的解离D.含水氧化和水铝石表面的分子中OH的解离；pH<3.2从上述四种情况来看，土壤胶体所带的电荷数量和性质与介质的pH值有密切关系。23***影响土壤电荷数量的因素主要有：C.pH值主要影响可变电荷的数量。B.土壤胶体的种类土壤质地完全相同的两种土壤，它们所带的电荷数量可以完全不同。这是有胶体类型不同所致。A.质地一般来说，土壤的质地越粘，土粒越细，其电荷总量也越多。所以

7、粘土的电荷数量要比壤土类和砂土类高得多。24阳离子交换作用***在土壤中，被胶体静电吸附的阳离子，一般都可以被溶液中另一种阳离子交换而从胶体表面解吸。对这种能相互交换的阳离子叫做交换性阳离子，而把发生在土壤胶体表面的阳离子交换反应称之为阳离子交换作用***。阳离子交换25阳离子交换作用特点a、可逆反应b、反应迅速c、等量交换26阳离子交换能力阳离子交换能力是指一种阳离子将胶体上另一种阳离子交换出来的能力。各种阳离子交换能力大小的顺序为：Fe3+＞Al3+＞H+＞Ca2+＞Mg2+＞NH4+＞K+＞Na+27影响阳离子交换

8、能力的因素有：a、电荷的数量b、离子半径和离子水化半径，H+的交换力比两价的Ca2+、Mg2+离子大。c、离子浓度28离子半径与吸附力一价离子Li+Na+K+NH+4Rb+离子的真实半径(nm)0.0780.0980.1330.1430.149离子的水合半径(nm)1.0080.7900.5370.5320.509强