土壤学教学课件：第五章 土壤胶体与土壤吸收性能

第五章第五章 土壤胶体与土壤吸收性能土壤胶体与土壤吸收性能第一节第一节 土壤胶体的概念与基本性质土壤胶体的概念与基本性质第二节第二节 土壤的吸收性能土壤的吸收性能第一节第一节 土壤胶体的概念与基本性质土壤胶体的概念与基本性质一、土壤胶体的概念与作用一、土壤胶体的概念与作用（一）概念（一）概念土壤胶体土壤胶体主要是指土壤中大小为主要是指土壤中大小为1100nm的固体颗粒的固体颗粒，但是实际上土壤中直径但是实际上土壤中直径1000 nm的粘粒都具有胶体的性质，所的粘粒都具有胶体的性质，所以通常所说的土壤胶体实际上是指直径以通常所说的土壤胶体实际上是指直径在在11000 nm之间的土壤颗粒，它是土之间的土壤颗粒，它是土壤中最细微的部分。壤中最细微的部分。（二）土壤胶体的重要性（二）土壤胶体的重要性土壤中最活跃的物质，如生物中的细胞，土壤中最活跃的物质，如生物中的细胞，土壤胶体的组成和性质决定了土壤的理化特性。土壤胶体的组成和性质决定了土壤的理化特性。（三）土壤胶体的种类（三）土壤胶体的种类1 1、无机胶体：、无机胶体：矿质小颗粒（矿质小颗粒（含水氧化铁、氧化铝、氧化含水氧化铁、氧化铝、氧化含水氧化铁、氧化铝、氧化含水氧化铁、氧化铝、氧化硅等）硅等）硅等）硅等）2 2、有机胶体、有机胶体 ：腐殖质、蛋白质、氨基酸、微生物等腐殖质、蛋白质、氨基酸、微生物等3 3、有机无机复合胶体、有机无机复合胶体 土壤胶体在土壤保水、保肥、供肥、缓冲性能、土壤胶体在土壤保水、保肥、供肥、缓冲性能、结构性、机械性等方面发挥重要作用。结构性、机械性等方面发挥重要作用。二、土壤胶体的性质二、土壤胶体的性质1.土壤胶体具有大的表面积和表面能。土壤胶体具有大的表面积和表面能。胶体种类胶体种类内表面积内表面积外表面积外表面积总表面积总表面积蒙脱石蒙脱石6008001550600800水云母水云母059015090150高岭石高岭石010201020蛭石蛭石600750150600800水铝英石水铝英石07030070300腐殖质腐殖质8009002.带电性：带电性：原因：原因：由同晶代换产生永久电荷由同晶代换产生永久电荷 吸附带电离子产生可变电荷吸附带电离子产生可变电荷酸性条件带正电，碱性条件带负电酸性条件带正电，碱性条件带负电 3.分散性与凝聚性分散性与凝聚性 土壤水多：分散；土壤水多：分散；土壤水少：凝聚土壤水少：凝聚 第二节第二节 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态、土壤能吸收保持分子态、离子态或气态、固态物质的能力和特性。离子态或气态、固态物质的能力和特性。土壤吸收性能是土壤的重要特性，它决定：土壤吸收性能是土壤的重要特性，它决定：土壤保肥能力、土壤净化能力的强弱、土壤发育土壤保肥能力、土壤净化能力的强弱、土壤发育和土壤中养分物质的存在形态和转化、土壤中污和土壤中养分物质的存在形态和转化、土壤中污染物质的迁移转化均有着重要的作用。染物质的迁移转化均有着重要的作用。一、土壤吸收性能的类型一、土壤吸收性能的类型 1机械吸收作用机械吸收作用指具有多孔的土壤对进入土体的固体颗粒的机械截留作用。指具有多孔的土壤对进入土体的固体颗粒的机械截留作用。2 2物理吸收作用物理吸收作用 指土壤通过分子引力对分子态的养分（如氨、氨基酸等）指土壤通过分子引力对分子态的养分（如氨、氨基酸等）吸收保持的性能。吸收保持的性能。3 3化学吸收作用化学吸收作用 指土壤溶液中一些可溶性养分与土壤中某些物质或在固相指土壤溶液中一些可溶性养分与土壤中某些物质或在固相的表面上发生沉淀的过程。的表面上发生沉淀的过程。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对养分的吸收、保存和积累指土壤中的微生物和植物根系对养分的吸收、保存和积累在生物体中的作用。在生物体中的作用。5 5离子交换吸收作用离子交换吸收作用 土壤胶粒通过离子交换作用吸收离子。土壤胶粒通过离子交换作用吸收离子。（一）定义（一）定义q阳离子交换作用：阳离子交换作用：土土壤壤颗颗粒粒吸吸附附的的阳阳离离子子与与土土壤壤溶溶液液中中的的阳阳离离子子进进行交换的作用行交换的作用二、土壤对阳离子的吸附与交换二、土壤对阳离子的吸附与交换（二）阳离子吸附与交换的基本特征（二）阳离子吸附与交换的基本特征 q1.为可逆反应为可逆反应v意义：植物吸收养分，土壤胶体解吸补给意义：植物吸收养分，土壤胶体解吸补给q2.等数量电荷进行交换等数量电荷进行交换q3.受质量作用定律的支配受质量作用定律的支配v对施肥、保肥有重要意义对施肥、保肥有重要意义（三）影响阳离子交换能力的因素（三）影响阳离子交换能力的因素 （1 1 1 1）离子价）离子价）离子价）离子价 （2 2 2 2）离子半径和水化半径）离子半径和水化半径）离子半径和水化半径）离子半径和水化半径（3 3 3 3）离子浓度）离子浓度）离子浓度）离子浓度 FeFeFeFe3 3 3 3AlAlAlAl3 3 3 3H H H HCaCaCaCa2 2 2 2MgMgMgMg2 2 2 2K K K KNHNHNHNH4 4 4 4NaNaNaNa（四）阳离子交换量（四）阳离子交换量（CECCEC）q土壤的阳离子交换量土壤的阳离子交换量 指指pH一定时，每千克土壤吸附的所有交换性阳离子的厘摩一定时，每千克土壤吸附的所有交换性阳离子的厘摩尔数，单位为尔数，单位为cmolkg土土。阳离子可分为两大类：阳离子可分为两大类：盐基离子（盐基离子（ca2、Mg2、K、Na、NH4等）等）致酸离子（致酸离子（H、Al3）。）。q我国我国CEC，由南向北，由西向东有逐渐增多的趋势。，由南向北，由西向东有逐渐增多的趋势。q阳离子代换量是衡量土壤保肥能力的重要指标阳离子代换量是衡量土壤保肥能力的重要指标v20cmol/kg，保肥能力较强，保肥能力较强（五）盐基饱和度（五）盐基饱和度盐基饱和度（盐基饱和度（BS）：）：是指土壤胶体上所吸附的盐基离是指土壤胶体上所吸附的盐基离子占全部阳离子的百分比。子占全部阳离子的百分比。80%80%肥沃，肥沃，50%50%80%80%中等，中等，50%50%较低较低 某离子饱和度愈大，被交换而解吸的机会愈多，某离子饱和度愈大，被交换而解吸的机会愈多，则有效度愈大则有效度愈大例：生产中集中施肥条施、穴施例：生产中集中施肥条施、穴施三、土壤的阴离子吸附与交换三、土壤的阴离子吸附与交换（1 1）易易于于被被土土壤壤吸吸收收的的阴阴离离子子 ：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-）和和某某些些有有机机酸酸的的阴阴离子（如草酸根）离子（如草酸根）（2 2）很少被吸收或根本不被吸收的阴离子：）很少被吸收或根本不被吸收的阴离子：如如ClCl-、NONO3 3-出现负吸附，极易随水流失。出现负吸附，极易随水流失。负负吸吸附附：指指土土粒粒表表面面的的离离子子浓浓度度低低于于溶溶液液中中该该离离子子浓浓度度的的现象。现象。（3 3）介于上述两者之间的阴离子：）介于上述两者之间的阴离子：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、浇水时应注意的问题？例：施肥、浇水时应注意的问题？