土壤膠體與土壤交換性能.ppt

1、第六章,土壤膠體和土壤吸收性能,第一節(jié) 土壤膠體的種類、構(gòu)造 第二節(jié) 土壤膠體的特性 第三節(jié) 土壤的吸收性能,第六章 土壤膠體和土壤吸收性能,第一節(jié) 土壤膠體的種類、構(gòu)造,土壤膠體：是指土壤中最細(xì)微的顆粒，膠體顆粒的直徑在11000nm之間的土粒（至少在長(zhǎng)、寬、高三者中有一個(gè)方向在此范圍內(nèi)）都可歸屬于土壤膠粒的范圍。,第六章 土壤膠體和土壤吸收性能,第一節(jié) 土壤膠體的種類、構(gòu)造,一、土壤膠體的種類,1.有機(jī)膠體,2.無(wú)機(jī)膠體,層狀鋁硅酸鹽礦物、無(wú)定形氧化物,通常用土壤中粘粒（0.001mm）的含量來(lái)反映土壤無(wú)機(jī)膠體的數(shù)量。,層狀硅酸鹽粘土礦物的種類及一般特性,種類： 高嶺組 蒙蛭組 水化云母組

2、 綠泥石組礦物,單位晶層,1:1型單位晶層: 由一個(gè)硅片和一個(gè)鋁片構(gòu)成。硅片頂端的活性氧與鋁片底層的活性氧通過(guò)共用的方式形成單位晶層。這樣1:1型層狀鋁硅酸鹽的單位晶層有兩個(gè)不同的層面，一個(gè)是由具有六角形空穴的氧原子層面，一個(gè)是由氫氧構(gòu)成的層面。,高嶺石的礦物結(jié)構(gòu),2:1型單位晶層 由兩個(gè)硅片夾一個(gè)鋁片構(gòu)成。兩個(gè)硅片頂端的氧都向著鋁片，鋁片上下兩層氧分別與硅片通過(guò)共用頂端氧的方式形成單位晶層。這樣2:1型層狀硅酸鹽的單位晶層的兩個(gè)層面都是氧原子面。,單位晶層,蒙脫石的礦物結(jié)構(gòu),伊利石的結(jié)構(gòu)示意圖,綠泥石粘粒礦物結(jié)構(gòu)示意圖 由兩層四面體與兩層八面體構(gòu)成2：2型礦物,各類粘粒礦物的構(gòu)造和主要性質(zhì),

3、含水氧化物類膠體,（1）含水氧化硅膠體 土壤中氧化硅的含量很多，只有無(wú)定形的氧化硅才可能具有膠體性質(zhì)，是一種活性很高的吸附劑。氧化硅膠體帶有一定的負(fù)電荷，隨pH值升高，負(fù)電荷數(shù)增加，但總的來(lái)說(shuō)，其交換量很有限。 （2）含水氧化鐵、鋁膠體 氧化鐵、氧化鋁膠體都是兩性膠體，其帶電性隨環(huán)境的酸堿度變化而改變，在酸性條件下（一般pH5）帶正電，而堿性條件下可帶負(fù)電。,第六章 土壤膠體和土壤吸收性能,第一節(jié) 土壤膠體的種類、構(gòu)造,一、土壤膠體的種類,1.有機(jī)膠體,2.無(wú)機(jī)膠體,3.有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合膠體,（1）水分散復(fù)合體 （2）鈉分散復(fù)合體 （3）鈉質(zhì)研磨分散復(fù)合體,第六章 土壤膠體和土壤吸收性能,第一節(jié)

4、土壤膠體的種類、構(gòu)造,一、土壤膠體的種類,二、土壤膠體的構(gòu)造,膠體微粒,膠粒,膠核,雙電層,決定電位離子層（內(nèi)）,補(bǔ)償離子層（外）,非活性離子層,擴(kuò)散層,第六章 土壤膠體和土壤吸收性能,第一節(jié) 土壤膠體的種類、構(gòu)造,第二節(jié) 土壤膠體的特性,一、具有巨大的比表面和表面能,比表面 總面積 質(zhì)量,球形土粒比表面4r2(4/3 r32.65) 1.13/r(cm3/g),表面能是指界面上的物質(zhì)分子（表面分子）所具有的多余的不飽和能量。,土壤中常見(jiàn)粘土礦物的比表面積（m2g-1）,我國(guó)幾種主要土壤的比表面積： 磚紅壤 6080m2g-1 紅 壤 100150m2g-1 黃棕壤 200300m2g-1,總

5、之：2：1型粘土礦物和有機(jī)質(zhì)的含量越高，土壤的比表面積越大。,第六章 土壤膠體和土壤吸收性能,第一節(jié) 土壤膠體的種類、構(gòu)造,第二節(jié) 土壤膠體的特性,一、具有巨大的比表面和表面能,二、土壤膠體的帶電性,永久電荷(permanent charge):由于粘粒礦物晶層內(nèi)的同晶替代所產(chǎn)生的電荷。,可變電荷(variable charge):由于膠核表面分子或原子團(tuán)的解離而產(chǎn)生的電荷。其數(shù)量和性質(zhì)隨介質(zhì)pH而改變。,可變電荷的成因主要是膠核表面分子或原子團(tuán)的解離： A. 含水氧化硅的解離 B. 粘粒礦物的晶面上的OH和H的解離 C. 腐殖質(zhì)上某些官能團(tuán)的解離 D. 含水氧化和水鋁石表面的分子中OH的解離

6、； pH 3.2,從上述四種情況來(lái)看，土壤膠體所帶的電荷數(shù)量和性質(zhì)與介質(zhì)的pH值有密切關(guān)系。,*影響土壤電荷數(shù)量的因素主要有：,C. pH值 主要影響可變電荷的數(shù)量。,B. 土壤膠體的種類 土壤質(zhì)地完全相同的兩種土壤，它們所帶的電荷數(shù)量可以完全不同。這是由于膠體類型不同所導(dǎo)致的。,A. 質(zhì)地一般來(lái)說(shuō)，土壤的質(zhì)地越粘，土粒越細(xì)，其電荷總量也越多。所以粘土的電荷數(shù)量要比壤土類和砂土類高得多。,第六章 土壤膠體和土壤吸收性能,第一節(jié) 土壤膠體的種類、構(gòu)造,第二節(jié) 土壤膠體的特性,一、具有巨大的比表面和表面能,二、土壤膠體的帶電性,三、土壤膠體的凝聚和分散,膠體由溶膠狀態(tài)變成凝膠的過(guò)程稱為膠體的凝聚；

7、 反之，由凝膠轉(zhuǎn)化為溶膠的過(guò)程，稱為膠體的分散。,第六章 土壤膠體和土壤吸收性能,第一節(jié) 土壤膠體的種類、構(gòu)造,第二節(jié) 土壤膠體的特性,一、土壤吸附性能類型,1、機(jī)械吸附 2、物理吸附 3、化學(xué)吸附 4、生物吸附,第三節(jié) 土壤吸收性能和離子交換,5、物理化學(xué)吸附,第六章 土壤膠體和土壤吸收性能,一、土壤吸附性能類型,1、機(jī)械吸附：,第三節(jié) 土壤吸收性能和離子交換,是指土壤對(duì)進(jìn)入其中的固體物質(zhì)的機(jī)械阻留作用。,第六章 土壤膠體和土壤吸收性能,一、土壤吸附性能類型,1、機(jī)械吸附：,第三節(jié) 土壤吸收性能和離子交換,是指借助于土壤表面張力而吸附在土壤顆粒表面的物質(zhì)分子。,2、物理吸附,第六章 土壤膠體

8、和土壤吸收性能,一、土壤吸附性能類型,1、機(jī)械吸附：,第三節(jié) 土壤吸收性能和離子交換,是指進(jìn)入土壤溶液的某些成分經(jīng)過(guò)化學(xué)作用，生成難溶性化合物或沉淀，因而保存于土壤中的現(xiàn)象。,2、物理吸附,3、化學(xué)吸附,第六章 土壤膠體和土壤吸收性能,一、土壤吸附性能類型,第三節(jié) 土壤吸收性能和離子交換,是指借助于生活在土壤中的生物（包括植物、微生物和一些小動(dòng)物）的生命活動(dòng)，把有效性養(yǎng)分吸收、積累、保存在生物體中的作用，又稱為養(yǎng)分生物固定。具有選擇性、表聚性和創(chuàng)新性。,1、機(jī)械吸附 2、物理吸附 3、化學(xué)吸附 4、生物吸附,第六章 土壤膠體和土壤吸收性能,一、土壤吸附性能類型,第三節(jié) 土壤吸收性能和離子交換,是指發(fā)生在土壤溶液與土壤膠體界面上的