第1章土壤的物质组成-3土壤胶体汇编.pptVIP

第四节 土壤胶体 一、土壤胶体的概念 1、土壤胶体的概念：指土壤中粒径小于2?m的固体颗粒。 注意与物理化学中胶体的区别。 土壤胶体是土壤中最细小、最活跃的物质，对土壤保肥性、保水性、酸碱性、缓冲性、土粒的分散与凝聚、土体的膨胀与收缩、松紧度与可耕性等影响很大。 2、土壤胶体的种类 矿质胶体：主要是粘粒矿物（次生层状硅酸，晶质或非晶质的铁、铝、锰、硅等的含水氧化物）。 有机胶体：主要是腐殖质物质，也包括各种高分子有机化合物。 有机矿质复合胶体：50-90%。 3、土壤胶体表面 按位置分为：内表面和外表面 按基团分为：有机物表面、氧化物表面、硅氧烷型表面 表 土壤中各种胶体的表面积 胶体种类 内表面积（m2/g） 外表面积（m2/g） 总表面积（m2/g） 蒙脱石 600-800 15-50 600-800 伊利石 0-5 90-150 90-150 高岭石 0 10-20 10-20 腐殖质 800-900 二、土壤胶体的电荷 1、永久电荷（permanent charge） 来源：层状硅酸盐矿物因同晶置换而产生的电荷。 特性：其电荷是在粘粒矿物形成时产生的，不受介质pH值的影响。 主要矿物类型：蒙脱石、蛭石基本上都是永久电荷，伊利石有60%、高岭石有25%是永久电荷。 硅氧烷型表面 同晶置换或同晶替代（isomorphous replacement/substitution) ： 层状硅酸盐矿物晶层的硅氧片或水铝片中的配位中心离子，被大小相近的离子所取代，其晶体结构仍保持原样，但矿物的化学组成发生改变，造成剩余电荷产生。 如Si-O片中，Si4+被Al3+取代 Al-O片中，Al3+被Mg2+取代 剩余的负电荷 2、可变电荷 (variable charge、ph-dependent charge) 来源：胶体表面基团的解离或缔合、胶体结构体的断裂等原因产生的电荷。 特性：胶体表面所带电荷的数量和种类随介质pH值变化而变化。随着介质pH值的升高，胶体表面所带正电荷量减少，负电荷量增多。 有机物表面、氧化物表面 可变电荷来源可分三类： （1）有机物质（主要是腐殖质）表面的基团。如羧基、酚羟基等。 （2）水化氧化物。其表面所带的铝醇、铁醇。 （3）硅酸盐矿物（特别是高岭石）边面的断键，如硅烷醇、铝醇。 3、胶体电荷符号和交换位点(exchange site) 净电荷：正负电荷的代数和。 土壤胶体的净电荷为负电荷 三、土壤胶体的吸附性 1、概念：土壤能吸收和保持土壤溶液中的分子、离子、悬浮颗粒、气体以及微生物的能力。 2、正吸附与负吸附 3、分类 机械吸收性 物理吸收性 化学吸收性 生物吸收性 物理化学吸收 第五节 土壤溶液 土壤溶液：含有溶质和溶解性气体的土壤间隙水。 土体的血液 一、土壤溶液的组成：土壤水分和溶质组成 1、溶质来源：土壤固相物质（各种无机盐、有机化合物和胶体颗粒）和少量的气相物质。 无机盐类 2、组成： 有机化合物 胶体微粒 少量气体: O2、CO2、NH3；CH4、H2S 3、总浓度一般在0.05%-0.1%；土壤溶液浓度不是均匀的。 表4-9 某些土壤的土壤溶液成分（mmol/kg） 土壤 pH Ca2+ Mg2+ K+ Na+ NH4+ NO3- Cl- HCO3- SO42- 酸性土 4.2 0.5 0.7 0.4 0.4 0.1 3.8 0.2 0.4 砂壤土 5.8 4.1 0.9 1.1 0.8 0.4 8.0 0.3 1.2 0.5 砂壤土 6.1 5.3 1.3 2.7 0.6 0.4 9.6 1.6 1.7 1.8 砂壤土 7.2 10.5 0.6 0.7 1.8 0.4 15.6 2.2 1.1 3.5 粘土 8.2 14.2 17.0 6.3 14.6 11.3 5.6 31.2 以 Ca2+、Mg2+为主（10-3mol/L)，K+/NH4+为10-3-10-4mol/L，Al3+、Mn2+ 10-4mol/L；各种阴离子浓度为10-3。 二、影响土壤溶液组成的因素 1、气候条件：降水量和气温 2、生物因素：生物的选择性吸收 3、人为活动 4、母质 5、地形地貌 三、土壤溶液在土壤-植物系统中的作用 1、养分的转化剂 2、养分的运输载体 3、养分消耗过程中的调节剂