土壤學(xué)：土壤膠體和土壤吸收性

土壤膠體和土壤吸收性二、土壤膠體的特性

1巨大的比表面和表面能。顆粒越細，比表面越大。比表面=表面積/質(zhì)量（m2/g)2帶有電荷。第一節(jié)土壤膠體一、膠體的概念一種或數(shù)種物質(zhì)的細微顆粒均勻地分散于另一種物質(zhì)中，即構(gòu)成分散系，前者稱分散質(zhì)或分散相，后者稱分散劑或分散介質(zhì)。膠體是指直徑在1—100nm之間的顆粒，但是實際上土壤中直徑＜1000nm的粘粒都具有膠體的性質(zhì)，所以通常所說的土壤膠體實際上是指直徑在1-1000nm之間的土壤顆粒，它是土壤中最細微的部分。三、土壤膠體的種類礦質(zhì)（無機）膠體有機膠體有機--礦質(zhì)復(fù)合體結(jié)晶態(tài)：層狀硅酸鹽，氧化物：水云母、蒙脫石、蛭石、高嶺石赤鐵礦、針鐵礦、三水鋁石等占60-95%主要是腐殖物質(zhì)；非腐殖物質(zhì)非晶質(zhì)：氧化物類,Fe、Al、Mn、Si、Ti氧化物及其水化物（膠膜）水鋁英石。四、土壤膠體的構(gòu)造土壤膠體分散系包括膠體微粒（為分散相）和微粒間溶液（為分散介質(zhì)）兩大部分。膠體微粒在構(gòu)造上可分為微粒核、決定電位離子層和補償離子層三部分組成。（1）微粒核：主要由腐殖質(zhì)、無定形的SiO2、氧化鋁、氧化鐵、鋁硅酸鹽晶體物質(zhì)、蛋白質(zhì)分子以及有機無機膠體的分子群所構(gòu)成。（2）雙電層：微粒核表面的一層分子，通常解離成離子，形成一層離子層（決定電位離子層）；通過靜電引力，在其外圍形成一層符號相反而電量相等的離子層（補償離子層）。又稱之為雙電層。

++－+－+++－+－－+++++++－+－+++－－+負電荷表面擴散層本體溶液擴散雙電層的結(jié)構(gòu)膠體微粒的構(gòu)造圖示四、

土壤膠體的電荷

土壤電荷主要集中在膠體部分。以電荷數(shù)量和電荷密度來表示。土壤電荷對離子吸附量、吸附牢固程度，離子移動，有機-無機復(fù)合體形成，土壤分散與絮凝等有重要影響，是許多物理化學(xué)性質(zhì)的基礎(chǔ)。

永久電荷粘土礦物晶格中離子同晶置換產(chǎn)生的，同晶置換一般產(chǎn)生于結(jié)晶過程，一旦形成，不受環(huán)境的影響（如pH，電解質(zhì)濃度等）。是2:1型礦物電荷的主要來源?？勺冸姾蓀H依變電荷。產(chǎn)生原因：由于土壤固體表面從介質(zhì)中吸附離子或向介質(zhì)中釋放離子而引起，其中最常涉及的離子是H+離子和OH-離子。也可表敘為：固體表面功能團對介質(zhì)離子的吸附或表面功能團的解離。電荷隨pH的變化而發(fā)生變化，存在于層狀礦物邊緣，氧化物表面，有機質(zhì)膠體表面。起因和種類pH較低時：M-OH+H+=M-OH2+pH較高時：M-OH=M-O-+H+R-COOH→R-COO-+H+R-NH+H+→R-NH2+腐殖質(zhì)負電荷主要來自羧基和酚羥基的解離，占負電荷總量的85-90%，無永久電荷。土壤正電荷和負電荷的代數(shù)和。土壤一般帶負電荷（指凈電荷）。少數(shù)土壤，在較強酸性條件，如磚紅壤，可能帶正電荷。凈電荷第二節(jié)土壤的陽離子交換機械吸收；（對固體物體的機械阻留）物理吸收；（分子吸附）化學(xué)吸收；（化學(xué)沉淀、固定）物理化學(xué)吸收；（靜電吸引）生物吸收；（生物固定）一、土壤吸收性

土壤吸持各種離子、分子和粗懸浮物質(zhì)的能力。二、交換性陽離子土壤膠體上所吸附的陽離子，可與溶液中的其它陽離子相互交換，故稱交換性陽離子。類型：

1）H+,Al3+---致酸離子

2)Ca2+,Mg2+,K+,Na+等，---鹽基離子

陽離子交換反應(yīng)吸附與解吸基本概念1、電荷的多少3價>2價>1價2、離子半徑和水化半徑三、陽離子交換的特征四、影響陽離子交換能力的因素1、是一種可逆反應(yīng)；溶液中—膠體上2、等電荷數(shù)交換；3、受質(zhì)量作用定律支配。

3、離子濃度受質(zhì)量作用定律支配，交換能力弱的離子如果濃度足夠大，可以將交換能力強而濃度低的離子交換下來。由于H+

水膜特別薄，運動速度快，交換能力強，土壤中不缺H+

。南方多雨，鹽基易淋失，土壤變酸。Fe3+>Al3+(H+)>Ca2+>Mg2+>K+=NH+>Na+

1、定義：單位質(zhì)量土壤所含的全部交換性陽離子總量，稱土壤陽離子交換量。以cmol/kg表示。常以1mol中性醋酸銨測定。重要的土壤理化性質(zhì)。

2、影響土壤陽離子交換量大小的因素

1）膠體含量；質(zhì)地，粘土大于砂土

2）膠體種類；有機質(zhì)，2：1礦物大

3）土壤pH；影響土壤可變負電荷

四、陽離子交換量（CationExchangeCapacity，CEC）北方土壤一般20以上，南方土壤一般20以下，水田15左右，紅壤10以下。鹽基飽和狀態(tài)與鹽基不飽和狀態(tài)；鹽基飽和度大小與氣候、母質(zhì)和施肥條件有關(guān)；

類型：

1）H+,Al3+---致酸離子

2)Ca2+,Mg2+,K+,Na+等，---鹽基離子

五、土壤的鹽基飽和度土壤中交換性鹽基離子總量占陽離子交換量的百分數(shù)稱為土壤的鹽基飽和度鹽基飽和度=[交換性鹽基總量/陽離子交換量]×100%

膠體上吸附的交換性養(yǎng)分鹽基離子，可以通過離子交換進于溶液供作物吸收，是有效養(yǎng)分，關(guān)系土壤的保肥、供肥性能。交換性陽離子有效度，即解吸的難易。

1、交換性陽離子飽和度該交換性陽離子量占土壤陽離子交換量的百分數(shù)，飽和度高，有效度大。

六、影響交換性陽離子有效度的因素2、陪補（互補）離子效應(yīng)

陪補（互補）離子：在交換性離子中，對某一指定離子而言，其它同時存在的交換性離子都稱為它的陪補（互補）離子。陪補離子是相對而言的。某一指定離子的有效度，受其陪補離子的影響。一般來說，陪補離子的吸附力越大，即與膠體的親和力越大，則越能提高該指定離子的有效度。

Fe3+>Al3+(H+)>Ca2+>Mg2+>K+=NH+>Na+

3、粘粒礦物類型處決于電荷的密度和產(chǎn)生的位置（硅層或鋁層）。例如，高嶺石表面吸附的陽離子比蒙脫石吸附的有效性高。