第六章土壤胶体与与土壤吸收性能

土壤化学性质

第六章土壤胶体与与土壤吸收性能第七章土壤的酸碱性一、土壤胶体的概念及种类

二、层状硅酸盐粘土矿物三、土壤胶体的构造四、土壤胶体的性质五、土壤的吸收性能六、土壤阳离子交换作用一、土壤胶体的概念及种类概念：土壤胶体：大小在1-100nm的土壤固体颗粒。实际上直径小于1000nm的土壤粘粒都具有胶体的性质。所以在土壤学中，通常把粒径在1000nm以下的土壤粘粒都作为土壤胶体颗粒，比化学上的胶体颗粒上限大10倍土壤无机胶体层状硅酸盐粘土矿物2：1型如蒙脱石1：1型如高岭石氧化物及其水合物AlFeSi的氧化物及水合氧化物，常呈胶膜被覆于土粒表面土壤有机胶体主要是腐殖质少量的蛋白质或氨基酸

多肽，多糖类化合物土壤有机无机复合体类型（一）土壤无机胶体

无机胶体存在土壤粘粒之中，包括：层状（铝）硅酸盐矿物：是无机胶体的主要部分，包括高岭石类、蒙脱石类及水化云母类。含水氧化硅胶体；成分为SiO2.H2O（H2SiO3）.含水氧化铁、铝胶体；褐铁矿、针铁矿、水铝石、三水铝石等.（二）土壤有机胶体土壤有机胶体主要指腐殖质。胶体表面的基团在pH升高时带负电荷，pH降低时带正电荷。有机胶体会被微生物分解。（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复合胶体。在土壤中，有机胶体和无机胶体很少独立存在，大部分是以有机-无机复合胶体的形式存在的。二、层状铝硅酸盐粘土矿物1构造特征基本结构单位构成层状硅酸盐粘土矿物晶格的基本结构单位是硅氧四面体和铝氧八面体。①硅氧四面体（简称四面体）四面体的基本结构是由一个硅原子和四个氧原子所构成。硅原子位于中央，氧原子占据四个顶点。②铝氧八面体

（简称八面体）八面体的基本结构是6个氧原子围绕1个铝原子所构成。铝原子位于中央，氧原子占据六个顶点。硅氧四面体结构示意图硅四面体铝氧八面体结构示意图铝氧八面体硅氧片和铝氧片

硅氧四面体和硅氧四面体之间通过共用氧原子互相联结就形成了硅氧片。(底层氧离子电性得到中和，成为稳定结构，而顶层氧的电荷没变，还是-1价这样的氧成为活性氧）铝氧八面体与铝氧八面体通过共用氧原子互相连接就形成了水铝片。（氧原子的电荷由-1.5价变成-1价）

硅氧片与铝氧片（水铝片）称为基本晶片。硅氧片硅氧四面体硅氧四面体互相联结示意图硅氧四面救体联促结成彩硅氧艇片,在平厦面上旗形成检六角急形网块眼铝氧牙片铝氧锋八面劫体：Al渐O69-单位析晶层由于好硅片的和铝杰片都音带有笑负电辛荷，业不稳驼定，第必须公通过晓重叠砍化合抚才能弓形成纳稳定发的化境合物跑。硅片籍和铝牢片以火不同畜的方苗式堆宗叠，眯形成践层状硬铝硅细酸盐线的单味位晶箩层。冒两种望晶片端的配想合比拳例不扇同，胸而构稿成1：1型、2：1型。高岭远石结湿构示沫意图高岭锯石结搂构示电意图蒙脱催石结州构示盒意图粘粒安矿物什晶格耽内的同晶渠异质弦替代同晶钓替代是指洪在铝硅捧酸盐师形成批过程吉中，硅碎氧片控中的si以及饶铝氧构片中勺的AL，都滑可被燥电性罢相同漂、大鸭小相裕近的可其他巩离子杆所替盗代，甩而晶块格构控造保中持不愚变的聚现象服。替代肤和被加替代嘉的离杜子大插小要但相近呈，只触有这牌样才百能保倚证替育代后贩的晶绿形不贺发生宝改变。同晶殿异质桐替代大部辱分是岩以低梁价离扫子代乞替高凑价离舞子，竭比如蚕：硅氧得四面稳体中搬的si4+可被AL3+或Fe3+代替靠。铝氧榨八面引体中视的AL3+可被Mg2+或Fe2+代替灾。由览于低查价离鲁子取智代了闷高价毫离子维的位类置，墙这样煮就少坊了一笑个正暮电荷须，也辜就是圆多了够一个恒负电村荷，做从而烟胶体叨带上创了负扇电。同晶俘异质裂替代蓝的结危果是皆晶型帜不变凶，但观使晶介体带雪电，行并且餐带负谊电。2主要灶的层迹状铝轨硅酸诸盐矿贞物高岭屋石：单位尿晶层混由一怎层硅掠氧片贺和一始层铝燥氧片厘构成姑。故洽称1：1型矿斧物。晶层赴之间营以氢键零连接，联并结力揉强。比表略面积吴小，可塑款性、凡粘结冻性、秆粘着圣性、更膨胀房诚性很庸弱。晶层竟中很少松或没掏有同个晶替键代作用转，对怨水和排阳离倒子的偷吸附办力弱已，CE宴C=旦3-武15cm垃ol(+霉)/隙kg。主要少存在工于风百化程庸度较尚高的触土壤撒中。高岭四石结制构示扎意图蒙脱石：两层述硅氧淋片中虑间夹貌一层隔铝氧谊片构禽成蒙燥脱石老晶层凑。2：1型矿摇物。晶层款之间制通过范德唤华力阳连接辫相连够，联血结力条弱。水分绑子和肤养分低离子榆易于头进入蜘晶层岩之间散。比表刚面积锻大，逗胀缩亡性、货粘结铸性、伤粘着门性、砍可塑务性很故强。晶格像内普沫遍存匠在同晶仰替代作用史，对水构和阳责离子链的吸附戴力强，CE吨C=尾60锹-1唯00Cm踪蝶ol(+幼)/名kg。主要所存在叮于风滴化度鹊低的磨土壤控中。凡东北造的黑底钙土和华菊北的筐栗钙盗土。蒙脱道石结饱构示穗意图三、广土壤关胶体脊的构桂造土壤意胶体百是一赤种分搜散系滴统。踢土壤枯胶体黎分散芝系统构由胶体剂微粒（分租散相狭）和微粒健间溶许液（分替散介比质）尖两大拐部分惧构成约。胶体迁微粒仔在构隔造上货可分牺为微粒鼠核、决定沫电位蛇离子翁层和补偿菠电位写离子轻层三部菜分，决定拥电位评离子山层与溉补偿促电位坡离子会层共亚同组驳成胶殊体微非粒的倒双电桑层。土壤渔胶体载颗粒携的构铁造土壤该胶体颠分散秃系土壤嫌胶粒土壤颠溶液胶核双电膝层决定杰电位倦离子蠢层（内坛层）补偿浓离子访层非活除性层扩散括层四、铺土壤井胶体哪的性年质土壤谋胶体草特性他对土吧壤理欧化性弓质和党肥力黄状况孔起着辉巨大聪影响催其中妇影响战最大痒的特廊性有背三个椅：（一咬）土泛壤胶阳体具超有巨哈大的垂比表拉面积队和惯表娇面能（二咏）胶立体带茂有电推荷（三序）土俘壤胶蚁体存袭在可芹改变桃的状佩态――凝聚紫与分钩散（一枕）土高壤胶傅体具陶有巨研大的苏比表求面积泛和表歼面能比表攀面积鸭也可休叫做针比面体积，歉是指丛每单肌位重男量（叼或体求积）范物体但的总纹表面购积。惕比面知积＝停总表傍面积/重量S=蒸1.宅13种*1弟/r（cm2/g橡)单位携为m2/g、cm2/g。相同泪重量剩的物尽体，横颗粒贝分得炎越小甚，其贼比面欢积越吨大。由于颂表面撞的存煌在而蚂产生抛的能僵量，派叫做非表面造能。物质肿的比披面积兽越大桐，吸延附能捆力也丢越强容，由汤于土篮壤胶粉体具都有巨词大的疾表面团积，足因而碑具有现巨大加的表雷面能什。表面今能是详因为刊物体犹表面娇分子须所处弊的特谷殊条庆件引颜起的价。（二扬）土泪壤胶汤体的背带电减性永久塑电荷可变电照荷土壤涨胶体饥的电尖荷1.永久映电荷失：不受缓土壤蹈溶液pH值变团化而荣影响奸的电辛荷类遍型称钞为永盏久电泽荷.由于绩层状丛硅酸妨盐矿四物晶格庭中的赏同晶斩替代跨作用量所产安生，2：1型的阔蒙脱齐石和多伊利搭石同桃晶替餐代离乱子比劳较多谱，电石荷以轻永久板负电爬荷为旺主。2.可变勾电荷：随着燃土壤迎溶液pH变化笨而变辞化的糟电荷茎叫可饰变电抢荷。可变物电荷捧产生价的原火因：主要臭是胶押体表仅面分朴子或者花原子挖团的烈解离。（1）含婆水氧滥化硅蜜分子遭解离（2）粘坚土矿林物晶裙面上悦羟基律解离局（1:殿1型粘晒土矿爽物解艰离）（3）腐驴殖质研上某惯些原允子团就的解蜜离（4）含葱水氧兵化铁蛋铝表历面解器离出OH-或H+，带蒜正电芹荷或警负电附荷（税在pH蚕<5时带糖正电吧荷）（三颤）土服壤胶浩体的分迎散性美和凝足聚性土壤椅胶体殊有两胀种存统在的霜状态禁，一种蹄是胶体纹微粒尼相当每充分丧的分贯散在喘介质厌中形辽成的缴一种捐外观南颇似究溶液舅的胶黎体溶伶液，称为暗溶胶。另一喊种是在炎外因呼作用赏下，蛋胶体吴微粒哲聚合禾在一拜起形笨成的奔处于蛇凝聚贫状态迎的胶杠体，称为联凝胶亦。溶胶拥转变擦为凝觉胶，珍这一缴过程向称为凝聚；凝方胶也暮可以果转变岂为溶透胶，剑这一宜过程宝称为分散倍。影响田土壤湖胶体屋凝聚刻和分为散的歼因素田：1.土壤决中交日换性熟阳离芝子的库种类阁：土壤狐胶体酸主要翼带负纳电核申，所泄以加雨入阳荒离有俗使胶恐体凝渴聚的助作秆用。土壤势中常啊见的悉阳离饥子引颂起胶舰体凝娘聚作董用大撒小的导顺序斜为:Fe3+>A而l3+>Ca2+>Mg2+>链H+>恳NH4+>K+>Na+离子跑价越枝大，螺其凝翻聚作发用越芳强，朽同价左阳离茎子中则，离及子半阁径大驴的，糟水膜我厚度苗小的叨离子蒜凝聚材作用称强。2.电解梅质的劳浓度声影响太凝聚拜作用，随定着浓须度的看加大类，其没凝聚边作用见也增从强。胶体州凝聚逐有可停逆的你也有谁不可悠逆的由一状价阳筐离子规凝聚础形成句的凝括胶，甩如反框复用感水淋蛙洗，眼凝胶乳可再广分散汇形成音溶胶责，这森叫做可逆状凝聚。由二熟价以线上的胃阳离艇子凝捞聚形流成的烫凝胶盒，很汁难或田不能番再变彻成溶扭胶的异凝聚断称为不可叔逆凝膜聚（隔可形与成水倍稳性旱团粒暑结构买）。五、祥土次壤的找吸收望性能土壤拳吸收呼性能是指趣土壤博能吸遗收和糖保持京土壤尖溶液卵中的贴分子醋、离劝子、档悬液砍中的芦悬浮献颗粒胳、气他体以些及微腔生物柳的能开力。土壤辅吸收止性能珍的类倾型（一蜓）机镇械吸厕收作裁用机械木吸收吼作用是指茶土壤聚对进地入其陆中的滋固体督物质杀的机兼械阻津留作柱用。机械痕吸收诞作用家对养魄分的孙保存震只能摸起部字分极桐其有拿限的撇作用顺。（二袋）物卖理吸律收作改用物理尊吸收堆作用扩是指逼土壤注对分子六态物急质的寺吸附慢保持作用。土壤啄物理扮吸收网性能狭是由垄表面波能所徐引起册的，院任何欺物体葬都有然减少逆其表较面能专以求乒稳定租的趋周势。正吸迈附：可肺以使土炸壤中美的许狱多养侧分，隆避免摩随着骆土壤家溶液枝而流巧失，莲或成刺气体趟而挥梨发。显起到吵保肥作用扮。负吸摧附：使土闻壤中乏的许掌多养腊分，左离开旦土粒猎，随壶着土丛壤溶擦液而营流失苏。CL-SO萄42-NO3-（三常）化因学吸搂收作联用化学弟吸收食作用诉是指隙易溶埋性盐押在土贪壤中预转变系为难尽溶性萝盐而撒保存玩在土柔壤中贼的过巨程。这种顿吸收在是以就纯化忽学反主应为游基础添的，旺也称许为化学较固定。如过伐磷酸蓄钙施魔入北哪方石向灰性慢土壤许中形瞒成磷刻酸钙光沉淀烂。化学提吸收重作用饥易造西成养片分的撕无效黄化，傅在农涂业生怖产上牛应避奇免这材种固强定作闲用的待发生。（四迈）物西理化定学吸捆收作模用土壤翠的物么理化才学吸四收作珠用也叫肾离子遥交换季作用奖，是指技土壤妻胶体猾扩散恩层中暑的离临子与朴土旋壤溶死液中介的离编子进答行交安换，更并经痛常保胖持动卫态平植衡的趣作用果。物理卷化学摧吸收臂作用否对保羽肥供铅肥有门着极纺其重宏要的鱼意义箭。如，节施入没各种巾化肥辅，其华中有拥大量吐的钾于离子随、氨巩离子斜均可喇被吸宋附保挣存，脆而等竞量交漫换出先原吸圣附在风土壤叨胶体漏上的烈离子你，如燃钙离捡子、笔镁离泡子、勇氢离终子等互。（五与）生岗物吸眼收作盘用生物挥吸收琴作用胆是指现土壤贡借助表生活堂于其唇中的杂微生商物、签植物点根系主的生狼命活往动，裁把植询物营李养元恐素积牧累保里存于踏土体财中的归作用院。生物摸吸收估具有掩三个刊特点间：（1）选回择性虾（2）表杏聚性笼（3）创遵造性六、食土壤稼阳离父子交什换作离用（一泻）概损念：土壤惨中带准负电今的胶郑体所投吸附事的阳么离子云与土迎壤溶蔽液中讽的阳傅离子面互相嫁交换乡丰，称为阳离唐子交财换作卵用离子邮从溶甩液中很转移箱的胶余体上肝的过菌程，羞称为离子极的吸身附过丘程；原会来吸乎附在不胶体霸上的所离子浆转移太到溶优液中撤的过钻程，菌称为离子何的解楚吸过恢程。土壤胶粒土壤胶粒Ca2+NH4++3性K++反Ca2++N华H4+K+K+K+（二迫）阳冷离子易交换最作用坚的基晴本特贞征1、可廉逆反备应阳离绪子交夺换反航应同时肯向两侍个相酱反方闷向进辽行，而给任何恰一个晚方向粥的反铸应都宽不能箩进行樱完全父。达蝴到的突平衡躁是一幕种动深态平凉衡，弓如果吃溶液茂的组则成或宇浓度养改变保，则摧反应息又在围新的窃情况竿下重晚新达枯到平叶衡。2、等怜当量爬交换和其观它化裳学反锯应相能同，见土壤羽阳离盖子交毒换反直应是等当录量电港荷对赢等当券量电圈荷的反习应。3、受窗质量乏作用蛙定律区的支络配根据迈质量刃作用斤定律鸽，离机子价棵数较述低，猴交换蜓能力稻较弱筹的离腾子，材如果绝提高伤它的剥浓度企，也彼可以张交换节出离薪子价善数较盒高，辜吸附烫力较公强的垮离子柳。阳离诵子交下换能区力是姥指一认种阳妇离子侮将胶堂体上躬另一艳种阳惊离子普交换涌出来讨的能芒力。析各种幅阳离获子交括换能星力大赔小的繁顺序道为：Fe3+＞Al3+＞H+＞Ca2+＞Mg2+＞NH4+＞K+＞Na+（三肢）阳骆离子洲交换微能力影响虹阳离曾子交服换的帮因素(1在)离子障价：高价挽离子鼓交换枣能力连＞低伤价离狭子(2阀)离子侄半径却和离菜子水亭化半甜径同价喂离子陪，半旅径越通大，火水化均度越亚小，篇离子蜓交换喝能力笛越强球。(3态)离子自的运污动速纺度运动袭速度金越快拆，越随易被赔胶粒纸吸附个，交乔换能午力越列强。(4安)离子屯浓度受质狗量作汪用定唯律的静支配级，交梨换能旱力较承弱的嚼离子开，如暑果提稿高它宅的浓窜度，扯也可磁以把户交换诸能力好强的孔离子贿从胶妨体上楼交换歪出来将。（四期）阳油离子行交换祸量（CE剧C)在一迟定的pH值条基件下艺，土访壤所贼含有徒的交锋换性迁阳离呢子的周最大依量，叉就称浴为土滴壤的阳离掩子交塔换量，简称CE援C。测定CE饼C时通语常将余土壤pH控制语为7CE够C的表迁示单阅位是难是每够公斤织土壤屿交换进性阳充离子盒的厘斥摩尔滑数，Cm横ol(+足)/剃kg列.驱(m窃e/湖10吃0g题)阳离鸽子交存换量估是评但价土势壤肥潜力的消一个昼指标莫。它直畅接反裂应土越壤可扫以提件供速骆效养皂分的衰数量躁，也遥能表此示土机壤保崇肥能枝力、巨缓冲巩能力菠的大触小。CE比C决<抛10促10笔-2链0锐>2仁0保肥忘能力低中高影响访阳离间子交饼换量变的主脖要因仍素有关：（1）质灰地：质蜻地越霜粘重度，含主粘粒编越多你的土辟壤，穴其阳泛离子扎交换览量也搞越大。（2）有朗机质云：有机裹质含艇量高，CE执C也高壮；（3）无馆机胶六体种松类：蒙脱规石>水云境母>高岭设石>氧化不铁、尺铝（4）土购壤酸倘碱度与：在一谈般情握况下沈，随渴着pH的升筑高，彻土壤音的可沟变电汽荷增碎加，调土壤缩慧的阳堆离子至交换攀量也馆增加太。质地砂土砂壤土壤土粘土CEC1~57~815~1825~30土壤水阳离造子交乳换量缸大小建的地全带性诵规律：我国竹土壤CE盆C大小仆，由南侍向北腐，由咬西向蜻东逐功渐增酿加。南北惧差异主要奖由于粘土瞎矿物腔组成国不同造成访。北约方土扇壤以们蒙脱搂石和舍水云跟母为案主，CE陷C大，待南方杜以高系岭石委及含柴水氧广化铁壳铝为滨主，CE级C小。东西私部土摇壤CE秩C大小谢差异，是飘由于质地不同奖造成猜，西场部土轧壤质译地粗轻，东设部土脸壤质叮地较袜细。（五制）盐蔽基饱发和度盐基离子:K+,N顽a+,C煤a2+,M晚g2+,土壤个胶体吸附昨的NH4+阳离认子致酸漂离子:忧Al3+,梅H+土壤急中盐的基离项子占弯交换辉性阳利离子攀总量梁的百英分率,称为盐基抖饱和添度.盐基漠饱和掏的土移壤具服有中性津或碱村性反盆应；而盐饼基不宝饱和令的土达壤则港具有静酸性教反应着，为酸性傻土壤；

100%我国供土壤淘盐基愧饱和甲度具拔有地拳带性玻规律.(六)影响交换估性阳瓶离子胀有效灵度的沾因素交换仔性阳织离子不对植精物的眉有效掌性如乳何，搏在很抱大程名度上剖取决魄于它叶们从胁胶体抽上解浙吸或皇交换懂的难叔易。1、交换嚷性阳