土壤學教學課件：第五章 土壤膠體與土壤吸收性能

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1、 第五章第五章 土壤膠體與土壤吸收性能土壤膠體與土壤吸收性能第一節第一節 土壤膠體的概念與基本性質土壤膠體的概念與基本性質第二節第二節 土壤的吸收性能土壤的吸收性能第一節第一節 土壤膠體的概念與基本性質土壤膠體的概念與基本性質一、土壤膠體的概念與作用一、土壤膠體的概念與作用（一）概念（一）概念土壤膠體土壤膠體主要是指土壤中大小為主要是指土壤中大小為1100nm的固體顆粒的固體顆粒，但是實際上土壤中直徑但是實際上土壤中直徑1000 nm的粘粒都具有膠體的性質，所的粘粒都具有膠體的性質，所以通常所說的土壤膠體實際上是指直徑以通常所說的土壤膠體實際上是指直徑在在11000 nm之間的土壤顆粒，它是土

2、之間的土壤顆粒，它是土壤中最細微的部分。壤中最細微的部分。（二）土壤膠體的重要性（二）土壤膠體的重要性土壤中最活躍的物質，如生物中的細胞，土壤中最活躍的物質，如生物中的細胞，土壤膠體的組成和性質決定了土壤的理化特性。土壤膠體的組成和性質決定了土壤的理化特性。（三）土壤膠體的種類（三）土壤膠體的種類1 1、無機膠體：、無機膠體：礦質小顆粒（礦質小顆粒（含水氧化鐵、氧化鋁、氧化含水氧化鐵、氧化鋁、氧化含水氧化鐵、氧化鋁、氧化含水氧化鐵、氧化鋁、氧化硅等）硅等）硅等）硅等）2 2、有機膠體、有機膠體 ：腐殖質、蛋白質、氨基酸、微生物等腐殖質、蛋白質、氨基酸、微生物等3 3、有機無機復合膠體、有機無機

3、復合膠體 土壤膠體在土壤保水、保肥、供肥、緩沖性能、土壤膠體在土壤保水、保肥、供肥、緩沖性能、結構性、機械性等方面發揮重要作用。結構性、機械性等方面發揮重要作用。二、土壤膠體的性質二、土壤膠體的性質1.土壤膠體具有大的表面積和表面能。土壤膠體具有大的表面積和表面能。膠體種類膠體種類內表面積內表面積外表面積外表面積總表面積總表面積蒙脫石蒙脫石6008001550600800水云母水云母059015090150高嶺石高嶺石010201020蛭石蛭石600750150600800水鋁英石水鋁英石07030070300腐殖質腐殖質8009002.帶電性：帶電性：原因：原因：由同晶代換產生永久電荷由同晶

4、代換產生永久電荷 吸附帶電離子產生可變電荷吸附帶電離子產生可變電荷酸性條件帶正電，堿性條件帶負電酸性條件帶正電，堿性條件帶負電 3.分散性與凝聚性分散性與凝聚性 土壤水多：分散；土壤水多：分散；土壤水少：凝聚土壤水少：凝聚 第二節第二節 土壤的吸收性能土壤的吸收性能土壤的吸收性能：土壤的吸收性能：土壤能吸收保持分子態、土壤能吸收保持分子態、離子態或氣態、固態物質的能力和特性。離子態或氣態、固態物質的能力和特性。土壤吸收性能是土壤的重要特性，它決定：土壤吸收性能是土壤的重要特性，它決定：土壤保肥能力、土壤凈化能力的強弱、土壤發育土壤保肥能力、土壤凈化能力的強弱、土壤發育和土壤中養分物質的存在形態

5、和轉化、土壤中污和土壤中養分物質的存在形態和轉化、土壤中污染物質的遷移轉化均有著重要的作用。染物質的遷移轉化均有著重要的作用。一、土壤吸收性能的類型一、土壤吸收性能的類型 1機械吸收作用機械吸收作用指具有多孔的土壤對進入土體的固體顆粒的機械截留作用。指具有多孔的土壤對進入土體的固體顆粒的機械截留作用。2 2物理吸收作用物理吸收作用 指土壤通過分子引力對分子態的養分（如氨、氨基酸等）指土壤通過分子引力對分子態的養分（如氨、氨基酸等）吸收保持的性能。吸收保持的性能。3 3化學吸收作用化學吸收作用 指土壤溶液中一些可溶性養分與土壤中某些物質或在固相指土壤溶液中一些可溶性養分與土壤中某些物質或在固相的

6、表面上發生沉淀的過程。的表面上發生沉淀的過程。4 4生物吸收作用生物吸收作用 指土壤中的微生物和植物根系對養分的吸收、保存和積累指土壤中的微生物和植物根系對養分的吸收、保存和積累在生物體中的作用。在生物體中的作用。5 5離子交換吸收作用離子交換吸收作用 土壤膠粒通過離子交換作用吸收離子。土壤膠粒通過離子交換作用吸收離子。（一）定義（一）定義q陽離子交換作用：陽離子交換作用：土土壤壤顆顆粒粒吸吸附附的的陽陽離離子子與與土土壤壤溶溶液液中中的的陽陽離離子子進進行交換的作用行交換的作用二、土壤對陽離子的吸附與交換二、土壤對陽離子的吸附與交換（二）陽離子吸附與交換的基本特征（二）陽離子吸附與交換的基本

7、特征 q1.為可逆反應為可逆反應v意義：植物吸收養分，土壤膠體解吸補給意義：植物吸收養分，土壤膠體解吸補給q2.等數量電荷進行交換等數量電荷進行交換q3.受質量作用定律的支配受質量作用定律的支配v對施肥、保肥有重要意義對施肥、保肥有重要意義（三）影響陽離子交換能力的因素（三）影響陽離子交換能力的因素 （1 1 1 1）離子價）離子價）離子價）離子價 （2 2 2 2）離子半徑和水化半徑）離子半徑和水化半徑）離子半徑和水化半徑）離子半徑和水化半徑（3 3 3 3）離子濃度）離子濃度）離子濃度）離子濃度 FeFeFeFe3 3 3 3AlAlAlAl3 3 3 3H H H HCaCaCaCa2

8、2 2 2MgMgMgMg2 2 2 2K K K KNHNHNHNH4 4 4 4NaNaNaNa（四）陽離子交換量（四）陽離子交換量（CECCEC）q土壤的陽離子交換量土壤的陽離子交換量 指指pH一定時，每千克土壤吸附的所有交換性陽離子的厘摩一定時，每千克土壤吸附的所有交換性陽離子的厘摩爾數，單位為爾數，單位為cmolkg土土。陽離子可分為兩大類：陽離子可分為兩大類：鹽基離子（鹽基離子（ca2、Mg2、K、Na、NH4等）等）致酸離子（致酸離子（H、Al3）。）。q我國我國CEC，由南向北，由西向東有逐漸增多的趨勢。，由南向北，由西向東有逐漸增多的趨勢。q陽離子代換量是衡量土壤保肥能力的重

9、要指標陽離子代換量是衡量土壤保肥能力的重要指標v20cmol/kg，保肥能力較強，保肥能力較強（五）鹽基飽和度（五）鹽基飽和度鹽基飽和度（鹽基飽和度（BS）：）：是指土壤膠體上所吸附的鹽基離是指土壤膠體上所吸附的鹽基離子占全部陽離子的百分比。子占全部陽離子的百分比。80%80%肥沃，肥沃，50%50%80%80%中等，中等，50%50%較低較低 某離子飽和度愈大，被交換而解吸的機會愈多，某離子飽和度愈大，被交換而解吸的機會愈多，則有效度愈大則有效度愈大例：生產中集中施肥條施、穴施例：生產中集中施肥條施、穴施三、土壤的陰離子吸附與交換三、土壤的陰離子吸附與交換（1 1）易易于于被被土土壤壤吸吸收

10、收的的陰陰離離子子 ：磷磷酸酸根根（H H2 2POPO4 4-HPOHPO4 42-2-POPO4 43-3-）、硅硅酸酸根根（HSiOHSiO3 3-、SiOSiO3 32-2-）和和某某些些有有機機酸酸的的陰陰離子（如草酸根）離子（如草酸根）（2 2）很少被吸收或根本不被吸收的陰離子：）很少被吸收或根本不被吸收的陰離子：如如ClCl-、NONO3 3-出現負吸附，極易隨水流失。出現負吸附，極易隨水流失。負負吸吸附附：指指土土粒粒表表面面的的離離子子濃濃度度低低于于溶溶液液中中該該離離子子濃濃度度的的現象?，F象。（3 3）介于上述兩者之間的陰離子：）介于上述兩者之間的陰離子：如如SOSO4 42-2-、COCO3 32-2-、HCOHCO3 3-、等，土壤吸收的能力很弱、等，土壤吸收的能力很弱例：施肥、澆水時應注意的問題？例：施肥、澆水時應注意的問題？