土壤胶体讲稿

1、关于土壤胶体第一张，PPT共三十五页，创作于2022年6月第三节 土壤胶体土壤胶体是土壤中最细小、最活跃的部分，土壤胶体的组成和性质对土壤的理化性质：吸附性、酸碱性、缓冲性以及土壤结构都有很大的影响。土壤胶体是土壤肥力性状赖以表现的物质基础中最精华的部分。 第二张，PPT共三十五页，创作于2022年6月一、 土壤胶体的概念 1、土壤胶体是一种分散系统 任何胶体系统都是一种分散系统，由分散相和分散介质两种物质所组成。一种物质的分子呈连续分布状态，称为分散介质；另一种物质的分子是不连续的，称为分散相，分散相均匀地分散在分散介质中，构成胶体分散系统。 2、土壤胶体的大小范围 一般胶体上限是0.1m,

2、 下限为1nm(1nm属于溶液范围)土壤胶体比一般胶体大10倍， 1m 。（即为0.001mm或1um-10nm之间） 第三张，PPT共三十五页，创作于2022年6月二、土壤胶体的种类 分为无机胶体(矿质胶体)、有机胶体和有机-无机复合胶体 1有机胶体 土壤中的有机物质, 尤其是腐殖质，是土壤中含有的一类分子量大、结构复杂的高分子化合物，具有明显的胶体性质，故称之为土壤有机胶体。土壤腐殖质是土壤有机胶体的主体。 土壤有机胶体性质却极为活跃，带有大量的活性功能团，带有大量的负电荷，阳离子代换量可高达300500 cmol (M+).kg-1。 2无机胶体 主要是层状铝硅酸盐矿物和无定形氧化物组成

3、。比有机胶体高几倍到几十倍。通常用土壤中粘粒(dCa2+ Mg2+， H+ NH4+ K+ Na+ 离子凝聚力的大小取决于： 其所带相反电荷的数量和水化半径的大小，溶液中的离子浓度 第十五张，PPT共三十五页，创作于2022年6月（1）胶粒间距离（2）胶粒静电荷的数量和离子种类（3）溶液中的离子浓度影响胶体凝聚和分散的因素胶粒胶粒-静电斥力分子引力阳离子第十六张，PPT共三十五页，创作于2022年6月 土壤中的电解质浓度是经常变化的，如干湿交替、冻融作用以及各种农业技术措施包括施肥、灌水、中耕、烤田等，都可使土壤溶液中的电解质浓度发生变化，从而使胶体的状态发生变化，或凝聚或分散。 如施用石灰、

4、可显著增加土壤中Ca2+的浓度, 从而促进土壤胶体凝聚, 形成良好的结构。又如集中施用化肥，显著提高局部土壤溶液的电解质浓度，也可改变局部土壤胶体的状态。 总之，土壤胶体的凝聚与分散，直接影响土壤的许多重要性质，尤其是土壤的结构、通透性和土壤耕性等。 第十七张，PPT共三十五页，创作于2022年6月五、土壤胶体组成（一）矿质胶体1、 层状硅酸盐粘土矿物硅氧四面体硅氧四面体的构造A、硅氧四面体：（SiO44-Si2O52-Si4O104- ）硅氧四面体由一个硅原子和四个氧原子组成，硅原子位于中央，氧原子占据四个顶点。第十八张，PPT共三十五页，创作于2022年6月铝氧八面体由一个铝原子和六个氧原

5、子组成，铝原子位于中央，氧原子占据八个顶点。B、铝氧八面体 (AlO69-Al4O1212-Al4（OH）8O44- ) 铝氧八面体铝氧八面体的构造第十九张，PPT共三十五页，创作于2022年6月C、单位晶片硅氧四面体 硅氧层 铝氧八面体 水铝层硅氧片水铝片第二十张，PPT共三十五页，创作于2022年6月（1）1:1型：一层硅层与一层铝层重叠而成 1:1型层状硅酸盐(高岭石)晶体结构 第二十一张，PPT共三十五页，创作于2022年6月 （2）2:1型：两层硅层中间夹一铝层2:1型层状硅酸盐（蒙脱石）晶体结构 第二十二张，PPT共三十五页，创作于2022年6月 （3）2:1:1型：2:1型基础上

6、增加一铝层2:1:1型层状硅酸盐（水云母）结构第二十三张，PPT共三十五页，创作于2022年6月2、 含水铁、铝氧化物包括褐铁矿、赤铁矿、针铁矿、水铝石、三水铝石等晶质或非晶质物质。当土壤溶液的pH低于这些物质的等电点时，它们带正电荷；当土壤溶液的pH高于这些物质的等电点时，它们带负电荷；第二十四张，PPT共三十五页，创作于2022年6月（1）氧化铁 （土壤主要矿质染色剂） A、氧化铁 a、针铁矿(-FeOOH)：晶体较大者为黄色，较小者为棕色，存在于湿润土壤有较高氧化性的亚表层，锈纹锈斑，铁结核。 b、赤铁矿(-Fe2O3)：红色，存在于干燥的氧化性表土层及胶膜。 第二十五张，PPT共三十五

7、页，创作于2022年6月c、纤铁矿(-FeOOH)：棕橙色，存在于排水不良而富含有机质土壤。 d、磁赤铁矿(-Fe2O3)：暗红棕色，存在于高度风化且有机质少的表土。 e、磁铁矿（Fe3O4）：棕黑色，多存在于母质中,有时与磁赤铁矿共存。 f、无定形铁（Fe(OH)3）：棕色，胶膜，锈水。 第二十六张，PPT共三十五页，创作于2022年6月 3、氧化铝 硅酸盐矿物彻底分解产物，常见的有三水铝石Al2O33H2O，Al(OH)3和粘土矿物 湿热强度风化脱硅富铝化的指标之一，我国北纬30度以南土壤（红壤、砖红壤等）中才出现。 花岗岩风化土壤中较多。山地土壤中也有三水铝石存在。 无定形铁铝氧化物比表

8、面大，包被土粒，改变表面性质可吸附固定H2PO4-等阴离子，减低其有效性。第二十七张，PPT共三十五页，创作于2022年6月（二）土壤有机胶体土壤有机胶体主要指腐殖质，还有少量的木质素、蛋白质、纤维素等。腐殖质胶体含有多种官能团，属两性胶体，但因等电点较低，所以在土壤中一般带负电，胶体表面的基团在pH升高时带负电荷，pH降低时带正电荷。它们不如无机胶体稳定，较易被微生物分解。第二十八张，PPT共三十五页，创作于2022年6月（三）有机-无机复合胶体由有机胶体与无机胶体互相结合而形成的有机无机复合体，其中主要是通过二、三价阳离子或官能团与带负电荷的粘粒矿物和腐殖质的连接作用。在土壤中，有机胶体和

9、无机胶很少独立存在，大部分是以有机-无机复合胶体的形式存在的。有机胶体主要以薄膜状紧密覆盖于粘粒矿物的表面上，还可能进入粘粒矿物的晶层之间。土壤有机质含量愈低，有机无机复合度愈高，一般变动范围为5090。第二十九张，PPT共三十五页，创作于2022年6月六、土壤胶体电荷的产生 这种作用产生于粘粒矿物形成时, 其硅氧片中的Si4+和水铝片中的Al3+有时可被大小与其相近的电性相同的其他离子所代换。代换的结果, 使得粘粒矿物晶层内产生多余的电荷, 由于土壤中多数的同晶代换是以低价代换高价的阳离子, 故产生的主要是负电荷, 但有时也会产生正电荷。 1、同晶代换 指组成矿物的中心离子被电性相同、大小相

10、近的离子替代而晶格构造保持不变的现象。第三十张，PPT共三十五页，创作于2022年6月四面体中的硅可被铝代换 Si4+ Al3+八面体中的铝可被铁、镁代换 Al3+ Fe2+或Mg2+第三十一张，PPT共三十五页，创作于2022年6月由同晶代换产生的电荷一般不随介质pH的变化而变化, 属永久电荷, 一般21型的粘粒矿物如蒙脱石类、伊利石类的同晶代换产生的永久负电荷较多, 而11型的高岭石类则较少。 第三十二张，PPT共三十五页，创作于2022年6月（2）矿物晶格断键 矿物在风化破碎的过程中，由于晶层的断裂（即SiOOSi断裂后，断面上留下SiO-、SiO-带负电。)而出现未中和的电性而带电。高岭石主要是以这种方式产生的电荷，高岭石伊利石蒙脱石。 第三十三张，PPT共三十五页，创作于2022年6月（3）表面分子的解离 粘粒矿物的晶格表面的OH基, 腐殖酸分子的酸性含氧官能团(如羟基、酚羟基和羧基)和粘粒中的无定形胶体(如硅酸胶体、氧化铁、铝等)，在介