土壤学教案-第八章.土壤胶体和土壤离子交换(下）.docxVIP

土壤学课程教案 课 程 编 号： 章节名称及内容：土壤胶体和土壤离 子交换（下） 所在课程顺序号： 第14个教案 授课学时与时长： 1.75学时 授 课 教 师： 王聪 课 程 类 型： 学类核心课 一、教学目标 1、熟练掌握阳离子交换量和盐基饱，深刻理解离子交换在土壤肥力上的意义 二、教学内容 1、土壤吸附能力 三、教学重点 1、阳离子交换量、盐基饱和度、土壤养分离子有效性的影响因素 四、教学难点 1、影响土壤养分离子有效性的因素 五、教学方法 课堂讲授、多媒体辅助和板书相结合。 六、教学过程 开始课堂讲授前播放一段相关的视频或则提出与本次课程相关的几个问题进行提问并讲解上次课堂留下的问题和作业，然后开始进行课堂讲授，讲授过程穿插问题提问，本次课程结束时布置作业或则留下几个问题进行下次课堂的提问 主要内容 8.2土壤吸附能力 8.2土壤吸附能力 8.2.1土壤吸附的概念 1.概念： 土壤的吸附性能：土壤颗粒表面具有能够吸附阴阳离子、气体、液体等物质的能力。 土壤吸附性能是土壤的重要特性，由于具有吸附性能，使土壤起到“库”的作用，避免了土壤养分的淋失，从而达到保蓄养分的能力，这对于植物营养、土壤肥力以及污染土壤的自净能力等方面起极其重要的作用。 8.2.2土壤吸附的类型 交换性吸附：土壤胶粒带有电荷借静电引力从溶液中吸附带异号电荷的离子或极性分子。土壤固相从溶液中吸附离子的同时，也伴随着固相表面上交换离子的解吸。（最主要的吸附类型） 专性吸附：非静电因素引起的土壤对离子的吸附作用。它是指离子通过表面交换与晶体的阳离子共用1个或2个氧原子，形成共价键而被土壤吸附的现象。 负吸附：指土粒表面的离子或分子浓度低于整体溶液中该离子或分子的浓度的现象。 8.2.3土壤阳离子交换与吸附作用 1.概述 土壤阳离子交换作用： 指土壤胶体表面所吸附的阳离子与土壤溶液中的阳离子相互交换的作用。 交换性阳离子： 被土壤胶体表面所吸附，能被土壤溶液中的阳离子所交换的阳离子。 阳离子吸附：土壤溶液中的阳离子转移到土壤胶体表面，为土壤胶体所吸附。（保肥过程） 阳离子解吸：土壤胶体表面吸附的阳离子转移到土壤溶液中。（供肥过程） 2. 阳离子交换吸附作用的特点（掌握） 可逆反应 阳离子交换作用是一种可逆反应。这种交换作用是动态平衡，反应速度很快。 以离子价为基础的等价交换 2NH4+ (36克)＝1Ca2+ (40克) 1NH4+ (18克)＝1Na+ (23克) 交换反应的速度受交换点的位置和温度影响。交换位置在表面或温度升高时，交换速度快。土壤胶体一般带负电，通过静电力（库仑力）吸附溶液中的阳离子，在胶体表面形成扩散双电层。所以也称为阳离子静电吸附。 阳离子静电吸附的速度、数量和强度，取决于胶体表面电位(电荷数和电荷密度)、离子价数和半径等因素。 胶体表面负电荷愈多，吸附的阳离子数量愈多；电荷密度愈大，阳离子价数愈高，吸附愈牢固。 3.影响阳离子交换作用的因素（掌握） （1）阳离子的交换能力 A、离子电荷价： M3+＞M2+＞M+ B、离子半径及水合半径：同价阳离子对胶体的吸附力随离子水合半径增大而减小。 土壤中常见阳离子的交换能力： Fe3＋＞Al3＋＞H＋＞Ca2＋＞Mg2＋＞K＋＞NH4＋＞Na＋ （2）阳离子的相对浓度及交换生成物的性质 受质量作用定律支配 ，溶液中某种离子浓度高时，其交换能力增大；交换后形成不溶性或难溶性物质，可使交换作用继续 。 （3）胶体性质 蒙脱石：结合二价离子为主 高岭石：结合一价离子为主 4.影响阳离子交换作用的因素 阳离子交换量（cation exchange capacity）cation。 单位重量的土壤所含交换性阳离子(一价)的总量，简称CEC。 一般在pH值7条件下，每千克干土壤所含一价阳离子的厘摩尔数。单位：cmol/kg (me/100g)。 它直接反映了土壤的保肥性、供肥性能和缓冲能力。可作为土壤保肥能力的指标： 土壤质地 质地越细，CEC越高。 土壤腐殖质 150-500 cmol/kg （350），含量愈多，CEC愈高。 无机胶体种类 蒙脱石水云母高岭石氧化物。 土壤酸碱度 pH高，CEC也高。例如：砖红壤pH值由自然条件下的5左右提高到7左右时，其负电荷量约增加70%。 5.土壤盐基饱和度（掌握） 土壤盐基饱和度： 交换性盐基离子占阳离子总量(CEC)的百分数。 交换性阳离子分为两类： 盐基离子：Ca2＋、Mg2＋、K＋、Na＋、NH4＋等 致酸离子：H＋与Al3＋ 我国土壤盐基饱和度大致以北纬33?为界，以北盐基饱和度较高，一般达80%～10