土壤肥料学第六章土壤的保肥性与供肥性资料

第三节
土壤的吸附保肥性能
一、土壤的吸附性能的一般概念
1、土壤吸附 土壤是一个多孔体，同时在土壤表面具有大的表 面能及电荷，使土壤具有明显的吸附性能，表现在土 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，称土壤的吸附性能。 土壤由于具有吸附性能，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。
二、土壤阳离子吸附与交换作用
1、阳离子的静电吸附 一般而言，土壤胶体表面带负电荷越多，吸附阳 离子的数量也越多。土壤胶体表面的电荷密度越大， 阳离子所带电荷越多，则离子吸附的越牢。 2、阳离子的交换作用 （ 1 ）阳离子交换作用 是指土壤胶体表面所吸 附的阳离子（主要是扩散层中的阳离子）与土壤溶液 中的其他阳离子相互交换的作用。 （2）阳离子的交换能力 是指一种阳离子将胶 体上另一种阳离子交换出来的能力。
2、土壤胶体凝聚的可逆性：
由等浓度的一价阳离子凝聚形成的凝胶，如反 复用水淋洗，凝胶可再分散形成溶胶，这叫做可逆 凝聚。由二价以上的阳离子凝聚形成的凝胶，很难 或不能再变成溶胶的凝聚称为不可逆凝聚。
Hale Waihona Puke Baidu
土壤胶体所处的状态直接影响土壤的物理性质， 进而影响土壤的肥力状况。一些农业技术措施，如 施肥、中耕、浇水、烤田等都可使土壤中的电解质 发生变化，从而使胶体的状态发生改变，或局部发 生改变，尤其是施用钙质肥料，有促进土壤形成不 可逆凝聚的显著作用。
因土壤中的胶体一般情况下带负电，所以加入 阳离子可以使胶体凝聚。但多种阳离子促使胶体凝 聚作用的大小并不同。一般规律是：
（1）离子价越大，其凝聚作用越强； （2）同价阳离子中，离子半径大（即水膜厚度 小）的凝聚作用强。 土壤中常见的阳离子引起胶体凝聚作用大小的 顺序为:Fe3+>Al3+>H+>Ca2+>Mg2+>NH4+>K+>Na+ （3）电解质的浓度影响凝聚作用，随着浓度的 加大，其凝聚作用也增强。
土壤供肥性：土壤向植物提供有效养分的能力。 受土壤的养分强度因素I（养分的浓度）和容量因 素Q（养分的总量）的影响。 土壤缓冲容量（B）= △Q/△I
第二节
土壤胶体及其基本特性
一、土壤胶体的概念及种类
土壤胶体：直径小于0.001mm的土壤固体颗粒。分三种类型：
（一）土壤无机胶体
1、层状硅酸盐粘土矿物（2：1型和1：1型等粘土矿物）
2、铁、铝、硅等的氧化物及其水合物
（二）土壤有机胶体
主要是腐殖质及其各种组分，此外还有少量的蛋白质或氨基酸，多肽， 多糖类化合物。由于这种胶体物质的分子量很大，含有较多的功能团，解离 后带有很大的电量，多带负电。对土壤胶体电荷影响较大
（三）土壤有机无机复合体
二、土壤胶体的基本构造
胶核 土壤胶体分散系 胶体微粒 土壤溶液 双电层 决定电位离子层 胶粒
2、土壤吸附的类型
（1）交换性吸附 是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。 （2）专性吸附 是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 上的阳离子共用1个或2个氧原子，形成共价键而被 土壤吸附的现象。 （3）负吸附 是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。
（三）土壤胶体凝聚与分散
土壤胶体有两种存在的状态，一种是胶体微粒 相当充分的分散在介质中，形成的一种外观颇似溶 液的胶体溶液，称为溶胶。 另一种是在外因作用下，胶体微粒聚合在一起 形成的处于凝聚状态的胶体，称为凝胶。 溶胶转变为凝胶，这一过程称为凝聚；凝胶也 可以转变为溶胶，这一过程称为分散。
1、土壤胶体分散和凝聚的特性：
非活性层 补偿离子层 扩散层
三、土壤胶体的性质
土壤胶体有众多的特性，但对土壤理化性质 和肥力状况起着巨大影响的特性主要有以下三个： （一）土壤胶体巨大的比表面积和表面能； （二）胶体带电性； （三）土壤胶体凝聚与分散。
（一）土壤胶体的比表面积和表面能
比表面积（比面积），是指每单位重量（或体
积）物体的总表面积：比面积＝表面积/重量。由于 表面的存在而产生的能量，叫做表面能。 土壤在风化及成土因素作用下，其固相颗粒都是 在不断破碎，粒径逐渐变小，比面积都是在不断增加 的。如高岭石比面积的典型值是10－20m2/g，蒙脱石 是600－800m2/g。物质的比面积越大，吸附能力也越 强，由于土壤胶体具有巨大的表面积，因而具有巨大 的表面能。
2、土壤胶体电荷的种类
（1）永久电荷 由于同晶代换的作用产生的电 荷，叫永久负电荷。 同晶置换是指硅酸盐矿物中硅氧片或水铝片中 的配位中心离子，被与其大小相近而电性符号相同 的离子所取代，但其晶层结构未变，这种现象称为 同晶置换。由于置换中低价离子取代高价离子，使 晶层产生剩余负电荷，它不受外界环境的影响，故 称为永久电荷。 （2）可变电荷 指胶体随土壤溶液pH值的变化 而发生电荷数量、符号变化的那部分电荷。其主要 是由胶体表面分子的电离引起的，其次来自矿质胶 体晶格的断键。
（二）胶体带电性
1、胶体带电的原因
土壤胶体表面带有电荷是其最重要的胶体化 学特性。造成胶体带电的原因主要有以下三种： （1）同晶代换； （2）断键 ； （3）表面分子的解离与吸附。
土壤胶体能解离出H+,而带负电的胶体称为酸 胶基或负胶体； 能解离出OH-而带正电的 胶体称为碱胶基或正 胶体； 能解离出H+也能解离出OH-的则称为两性胶体。
第
六
章
土壤的保肥性与供肥性
第一节 土壤保肥性与供肥性含义 第二节 土壤胶体及其基本特性
第三节 土壤的吸附保肥作用
第四节 土壤的供肥性 第五节 影响土壤供肥性的化学条件
第一节
土壤保肥性与供肥性的含义
土壤保肥性：土壤吸持、保存植物养分的能力。 受土壤对植物养分的分子吸附作用、化学固定作用、 离子交换作用的影响。主要是离子交换作用的影响。
1）离子电荷数量（电荷价）的影响
在离子浓度相同的情况下，溶液中离子的电荷 价越高，阳离子受胶体的吸附能力越大；