第六章土壤
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第六章土壤保肥性和供肥性
土壤的供肥容量（供应容量）是指持续地供应某 种养分的基础，反映出土壤供应某种养分潜在能力 的大小，一般指全量养分。速效养分占全量养分的 比值称为供应强度，表明养分转化和供应能力的强 弱。
如果养分的供应容量大，供应强度也大，表明在 一般时间内养分供应充足而不至于脱肥；如果二者 均小，表明土壤的供肥能力都很弱，必须考虑及时 施肥。
Ca2+ 土粒 腐
殖
土粒
质
土粒
二、 土壤胶体的构造及特性
（一）土壤胶体构造：* 土壤胶体分散系包括胶体微粒（为分散相）和
微粒间溶液（为分散介质）两大部分。
胶体微粒
胶核 双电层
决定电位离子层（内） 非活性离子层
补偿离子层（外） 扩散层
（二）、土壤胶体带电性
（1）土壤电荷的起因和种类
同晶置换：指硅酸盐矿物中的硅氧片或水铝片 中的配位中心离子，被大小相近而电性符号相 同的离子所取代，使其晶层结构未变而带上电 荷。
第六章 土壤保性和供肥性
第一节 土壤保肥性、供肥性与植物生长
一、土壤保肥性与供肥性
土壤保肥性：
指土壤吸持和保存植物养分的能力。
作用力：分子吸附力、化学固定作用和离子交换作用，其中离 子交换作用是影响土壤保肥性能中最重要的因素之一。
土壤中速效性养分转化为贮藏形态的养分就是土壤保肥性的表现
2、土壤供肥性
2．缓效养分转变为速效养分的速率 3．速效养分持续供应的时间
二、土壤养分的有效化过程**
影响交换性离子有效性的因素主要有：
（1）离子饱和度 离子的饱和度越大，被解吸的机会就越大，有
效性就越大 （2）土壤中的互补离子效应 （3）粘土矿物类型的影响
互补离子与交换性钙的有效性
如果养分的供应容量大，供应强度也大，表明在 一般时间内养分供应充足而不至于脱肥；如果二者 均小，表明土壤的供肥能力都很弱，必须考虑及时 施肥。
Ca2+ 土粒 腐
殖
土粒
质
土粒
二、 土壤胶体的构造及特性
（一）土壤胶体构造：* 土壤胶体分散系包括胶体微粒（为分散相）和
微粒间溶液（为分散介质）两大部分。
胶体微粒
胶核 双电层
决定电位离子层（内） 非活性离子层
补偿离子层（外） 扩散层
（二）、土壤胶体带电性
（1）土壤电荷的起因和种类
同晶置换：指硅酸盐矿物中的硅氧片或水铝片 中的配位中心离子，被大小相近而电性符号相 同的离子所取代，使其晶层结构未变而带上电 荷。
第六章 土壤保性和供肥性
第一节 土壤保肥性、供肥性与植物生长
一、土壤保肥性与供肥性
土壤保肥性：
指土壤吸持和保存植物养分的能力。
作用力：分子吸附力、化学固定作用和离子交换作用，其中离 子交换作用是影响土壤保肥性能中最重要的因素之一。
土壤中速效性养分转化为贮藏形态的养分就是土壤保肥性的表现
2、土壤供肥性
2．缓效养分转变为速效养分的速率 3．速效养分持续供应的时间
二、土壤养分的有效化过程**
影响交换性离子有效性的因素主要有：
（1）离子饱和度 离子的饱和度越大，被解吸的机会就越大，有
效性就越大 （2）土壤中的互补离子效应 （3）粘土矿物类型的影响
互补离子与交换性钙的有效性
第六章常见土壤类型简介ppt课件
5.2形成过程
（1）淋溶与粘化
在湿润气候下，易溶盐类均被淋失， 土体已无游离碳酸盐，胶体表面有 部分氢铝离子，酸性至微酸性。
原生矿物风化形成的次生铝硅酸盐粘 粒随土壤渗漏水下移并在心土层淀 积成粘化层，粘粒含量与表层之比 大于1.2，棕壤的粘化层是残积粘化 和淋溶淀积粘化共同作用的结果。
在粘粒形成和粘粒悬移中，铁锰 氧化物也发生微弱下移，使心 土层呈鲜艳棕色。
（2）与砖红壤的区别：砖红壤是 热带铁铝土，富铝化作用比红 壤强，风化度和酸性更强。
（3）与黄壤的区别： 黄壤比红 壤年平均气温低而潮湿，故水 化氧化铁和铁活化度高，黄色 或橙黄色，黏土矿物风化度低， 以蛭石为主，高岭石、水云母 次之，有较多的针铁矿、褐铁 矿，且有机质含量也较高。
3 黄壤
黄壤是亚热带暧热阴湿常绿阔叶林 和常绿落叶阔叶混交林下，氧化 铁高度水化的土壤，黄化过程明 显，富铝化过程相对较弱，具有 枯枝落时层、暗色腐殖层和鲜黄 色富铁铝B铝层的湿暖铁铝土。
棕 壤 剖 面
5.4 基本理化性质
（1）土壤机械组成：片岩、花岗岩残积 物发育的质地粗，表层砂壤或壤质砂 土，中部为壤土；洪积物或黄土状母 质发育的表层为壤土，中部为粘壤土 或更粘，总之，淀积层比表层粘重。
（2）粘土矿物：粘土矿物处于硅铝化脱 钾阶段，粘土矿物以水云母、蛭石为 主，半生绿泥石、蒙脱石和高岭石。 北部水云母多些，南部棕壤高岭石多 些。
第一节 几种地带性土类简介
1 砖红壤
1.1 砖红壤是在热带雨林或季雨林 下，发生强度富铝化和生物富集 过程，具有枯枝落叶层暗棕色表 层和砖红色铁铝残积B层的强酸 性铁铝土。
1.2 地理分布
水平分布在北纬22o以南热带北缘， 包括海南岛、雷州半岛以及广西、 云南和台湾南部的部分地区。
第六章土壤化学性质
（四）土壤碱度和碱化度 土壤中Na2CO3和NaHCO3含量叫做土壤碱度（单 位cmol/kg土），常用于地下水。 土壤碱化度—土壤中交换性钠离子占 阳离子交换量的百分数叫做土壤碱化度。
碱化度（%）= 交 换 性 钠 （ cm o l/k g ± ） 阳 离 子 交 换 量 (cm o l/k g ± ) × 100
二、土壤的氧化还原电位
☻ (一)概念
由于溶液氧化态物质和还原态物质 的浓度关系而产生的电位，称为氧化还 原电位(Eh)，单位为mv。
在土壤里普遍存在着各种氧化还原反应，氧化还 原过程在土壤中具有十分重要的地位，氧化反应和还原 反应的实质是电子转移，氧化还原反应的电极反应可表 示如下：
氧化态 ＋ ne ==== 还原态
土壤有机胶
主要是腐殖质及其各种组分 少量的蛋白质或氨基酸 多肽，多糖类化合物
土壤有机矿质复合体
3.土壤胶体的构造
土壤胶体是一种分散系统。土 壤胶体分散系统由胶体微粒（分散 相）和微粒间溶液（分散介质）两 大部分构成。
土壤胶体颗粒的构造
胶核 土壤胶团 定位离子层（内层） 双电层 补偿离 子层 非活性层 扩散层
在强酸性土壤中，游离的Al3+对碱有缓冲作用，这
是由于Al3+结合的六个水分子能解离出2个H＋以中和土 壤溶液和增加的OH-,而本身形成复合铝离子的结果。 反应式如下： 2[Al(H2O)6]3++2OH- → Al2(OH)2(H2O)5]4++4H2O 当pH>5时，复合铝离子及游离Al3+开始互相结合，成为
（三）影响土壤物化性质
酸性土壤和碱性土壤的物理性质都很差
（四）主要木本植物适宜pH值范围
第六章 土壤地理 第一节 成土因素与主要成土过程
2.垂直地带分布规律 (1)山地土壤垂直带谱的基带,取决于山地 所处的水平地带的位置。 (2)东部湿润山地土壤垂直带谱结构从南向 北由繁变简,层次减少,垂直带分布高度有 由高降低的趋势。 (3)从东部湿润地区到西部干旱地区,随着 干旱程度加大,带谱的数量有所增多,最后 又趋于简化,而垂直带的分布高度则逐渐 升高。
3.隐域性土壤分布 主要有变性土、潮湿土、盐渍土和初育土。
第二节 植物地理
一.植物区系的基本特征
1.植物种类丰富 2.起源古老 3.地理成分复杂 4.分布交错混杂
二.中国植被地理分布的规律性
1.水平地带分布的规律性 (1)植被水平分布的干湿度地带性规律 从东南向西北,随着海洋季风和湿润气流影响 逐渐减弱,而顺序出现各类森林、草原和荒漠。 (2)植被水平分布的纬度地带性规律 A.东部湿润区植被分布的纬度地带变化,自北 向南形成了不同的纬度植被带:寒温带针叶林 带~温带针阔叶混交林带~暖温带落叶阔叶林 带~亚热带常绿阔叶林带~热带季雨林、雨林 带。 B.西部干旱、半干旱区因其地貌结构独特,致 使植被水平地带的纬度变化规律趋于复杂化。
7.热带森林、林灌、草地-农田动物群 (1)分布:相当于南亚热带和热带区域 (2)特点:组成复杂,种类多,但优势种不明显
第四节 生物资源
一.植物资源
1.森林资源 (1)基本概况 A.总量比较丰富,有林面积和蓄积量均居 世界第七位 B.人均和覆盖率小,在世界名列第121和 120位 (2)森林资源分布及主要林区 A.分布:主要集中于东北林区和西南林区 B.主要林区:东北林区、西南林区、南方 林区和西北、华北山地零散林区
陆栖动物资源经济资源动物1毛皮用及皮革用资源动物2肉用动物资源3羽绒用及饰用鸟类4药用动物资源5有害动物的天敌资源珍稀动物资源大熊猫金丝猴等
第六章 土壤的物理性质
土壤的各级孔隙度为：
持水孔隙度（％）＝持水孔
隙容积／土壤容积×100 充气孔隙度（％）＝充气孔
隙容积／土壤容积×100
表-12 不同质地的土壤孔隙状况％
土壤质地 土壤孔隙度 粘 土 50～60 45～50 45～50 45～50 40～45 30～35 大小孔隙的相对比率（以土壤孔隙度为100计） 持水隙度 85～90 70～80 60～70 50～60 40～50 25～40 重壤土 中壤土 轻壤土 砂壤土 砂 土 充气孔隙度 15～10 30～20 40～30 50～40 60～50 75～60
定出分类标准。《中国土壤》第2版中把
土壤石砾含量分为3级，见下表。
表6－10 土壤石砾含量分级（％）
3～10mm石砾含量 分 级
＜1
l～10
无砾质（质地名称前不冠）
砾 质
＞10
多 砾 质
三、土壤质地和石砾含量对土壤肥力及
植物生长的影响
（一）土壤质地类型及其肥力特征
1．砂土类 砂土类含砂粒多，充气孔隙多，持 水孔隙少，土壤孔隙度小，通透性良好， 但不易蓄水保肥。
2．粘土类 粘土类含粘粒多，持水孔隙多， 充气孔隙少，土壤孔隙度大，通透性
差，蓄水力强，易积水，粘粒本身含
养分多，有机质分解慢，易积累，保
肥力强，施用的肥料后劲较大。
3．壤土类
壤土类砂粘适中，充气孔隙与 持水孔隙比例适当，通透性良好，
蓄水保肥力强，养分含量丰富，有
机质分解速率适中，供肥和保肥性
能良好。
1．国际土壤质地分类标准 这是一 种3级分类法，即按砂粒、粉砂粒和粘
粒3种粒级的质量百分数分类的，共分4
类12级，详见下表。
表6－7 国际土壤质地分类标准
第六章 土壤圈..
第六章
土壤圈
第一节 土壤圈的物质组成及特性 第二节 土壤形成与地理环境间的关系 第三节 土壤分类及空间分布规律 第四节 土壤类型特征
第五节 中国土壤系统分类体系之间的参比
第六节 土壤资源的合理利用和保护
第一节 土壤圈的物质组成及特性
一、土壤概述
1、土壤的定义 地球陆地表面能够生长植物的疏松表层。由于人类对土 壤的利用方式不同，常对土壤产生不同的概念。 2、土壤肥力 土壤供应和协调植物正常生长所需的养分、水分、空气、 温度的能力。 3、土壤质量
2、影响
（1）性质：土壤继承了成土母质的特性，成土母质中的矿
物成分、元素组成影响土壤的性质。 （2）养分状况：矿质元素 （3）土壤质地：土壤机械组成
（二）气候因素
影响土壤的组成、土壤发育的速度、土壤中有机质的积
累。 （三）生物因素 生物是土壤中有机质的来源，不同的植被类型下发育的 土壤类型不同。 （四）地形因素 地形通过影响水热条件影响土壤发育过程，同时不同的 地形部位成土母质不同，因而土壤发育有差异。
4、澳大利亚土壤分布规律
土壤分布呈半环状、自北、东、南三面向内陆和西部依 次分布热灰化土、红壤和砖红壤、变性土、红棕壤、红褐土、 灰钙土、荒漠土。
第四节 土壤类型特征
一、有机土
有机土是在地面积水或长期土壤水分饱和，生长水生植
物的条件下，以泥炭化成土过程为主，富含有机质的土壤。
1、成土环境：潮湿潴水低地
2、成土过程：泥炭积累过程和潜育化过程 3、主要诊断层和诊断特性：潮湿的水分状况、具有草 根层、泥炭层、腐泥层、潜育层。 了解其他各类土壤的成土环境、成土过程、特性。
二、人为土
人为土是人为耕作灌溉、施肥培育活动下创造的具有新
土壤圈
第一节 土壤圈的物质组成及特性 第二节 土壤形成与地理环境间的关系 第三节 土壤分类及空间分布规律 第四节 土壤类型特征
第五节 中国土壤系统分类体系之间的参比
第六节 土壤资源的合理利用和保护
第一节 土壤圈的物质组成及特性
一、土壤概述
1、土壤的定义 地球陆地表面能够生长植物的疏松表层。由于人类对土 壤的利用方式不同，常对土壤产生不同的概念。 2、土壤肥力 土壤供应和协调植物正常生长所需的养分、水分、空气、 温度的能力。 3、土壤质量
2、影响
（1）性质：土壤继承了成土母质的特性，成土母质中的矿
物成分、元素组成影响土壤的性质。 （2）养分状况：矿质元素 （3）土壤质地：土壤机械组成
（二）气候因素
影响土壤的组成、土壤发育的速度、土壤中有机质的积
累。 （三）生物因素 生物是土壤中有机质的来源，不同的植被类型下发育的 土壤类型不同。 （四）地形因素 地形通过影响水热条件影响土壤发育过程，同时不同的 地形部位成土母质不同，因而土壤发育有差异。
4、澳大利亚土壤分布规律
土壤分布呈半环状、自北、东、南三面向内陆和西部依 次分布热灰化土、红壤和砖红壤、变性土、红棕壤、红褐土、 灰钙土、荒漠土。
第四节 土壤类型特征
一、有机土
有机土是在地面积水或长期土壤水分饱和，生长水生植
物的条件下，以泥炭化成土过程为主，富含有机质的土壤。
1、成土环境：潮湿潴水低地
2、成土过程：泥炭积累过程和潜育化过程 3、主要诊断层和诊断特性：潮湿的水分状况、具有草 根层、泥炭层、腐泥层、潜育层。 了解其他各类土壤的成土环境、成土过程、特性。
二、人为土
人为土是人为耕作灌溉、施肥培育活动下创造的具有新
第六章土壤
（1）决定电位离子层 （又称：双电层内层、内离子层） 是固定在微粒核表面，并决定其胶体的 电荷和电位的一层离子。 其带电的符号决定于胶核的性质。 （也就是说，带正/负电是由胶核性质
决定的。
（2）补偿离子层
（又叫斥，异电相吸）吸附带 相反电荷的离子，形成补偿离子层。补 偿离子层分布着与决定电位离子层符号 相反，数量相等的电荷。
（2）影响阳离子代换量的因素 阳离子交换量：每千克土中所含全部阳离子 总量，称为阳离子代换量，或称交换性阳离 子总量。 ①胶体的种类：粘土矿物的交换量是：蒙脱 石＞伊利石＞高岭石；含水氧化铁、铝的交 换量极低；有机胶体的交换量很大，而腐殖 质含量高的土壤，其交换量远高于粘土矿物。 ②溶液的PH值： 一般随PH值的增加，土 壤负电荷随之增大，交换量增大。
我们知道矿物在物理、化学、生物同化作用 后产生破碎，在破碎的过程中，晶体晶格边 缘的离子有一部分电荷未得到中和，而产生 剩余价键，使晶层带电。 例如: 晶格在Si层或Al层截面上断裂，≡Si－O－ Si≡或＝Al－O－Al＝.在断裂后，断面上留 下≡Si－Oˉ，＝Al－Oˉ从而带负电。也可能 是≡Si－O键或＝Al－O键断裂产生边角上， ≡Si或＝Al等价键不饱合，而带正电。
（一）阳离子的代换作用 1、阳离子代换的特点 （1）是一种可逆反应，能迅速达到 平衡，进行速度不受温度和土壤反应 的影响。 （2）阳离子代换按等摩尔关系进行： 在代换的过程中，离子与离子之间是 从以离子价为根据，作等价交换的。
2、影响阳离子代换的因素 主要有两个方面： ①影响阳离子代换能力的因素； ②影响阳离子代换速度的因素。 （1）影响阳离子代换能力的因素 阳离子的代换力：一种阳离子将其他阳离 子从胶体微粒上代换下来的能力，称为阳 离子的代换力。 各种阳离子的代换力的大小顺序是 Fe3+>Al3+>H+>Ca2+>Mg2+> NH4+> K+>Na+，阳离子代换力的大小受下列离 子支配：
决定的。
（2）补偿离子层
（又叫斥，异电相吸）吸附带 相反电荷的离子，形成补偿离子层。补 偿离子层分布着与决定电位离子层符号 相反，数量相等的电荷。
（2）影响阳离子代换量的因素 阳离子交换量：每千克土中所含全部阳离子 总量，称为阳离子代换量，或称交换性阳离 子总量。 ①胶体的种类：粘土矿物的交换量是：蒙脱 石＞伊利石＞高岭石；含水氧化铁、铝的交 换量极低；有机胶体的交换量很大，而腐殖 质含量高的土壤，其交换量远高于粘土矿物。 ②溶液的PH值： 一般随PH值的增加，土 壤负电荷随之增大，交换量增大。
我们知道矿物在物理、化学、生物同化作用 后产生破碎，在破碎的过程中，晶体晶格边 缘的离子有一部分电荷未得到中和，而产生 剩余价键，使晶层带电。 例如: 晶格在Si层或Al层截面上断裂，≡Si－O－ Si≡或＝Al－O－Al＝.在断裂后，断面上留 下≡Si－Oˉ，＝Al－Oˉ从而带负电。也可能 是≡Si－O键或＝Al－O键断裂产生边角上， ≡Si或＝Al等价键不饱合，而带正电。
（一）阳离子的代换作用 1、阳离子代换的特点 （1）是一种可逆反应，能迅速达到 平衡，进行速度不受温度和土壤反应 的影响。 （2）阳离子代换按等摩尔关系进行： 在代换的过程中，离子与离子之间是 从以离子价为根据，作等价交换的。
2、影响阳离子代换的因素 主要有两个方面： ①影响阳离子代换能力的因素； ②影响阳离子代换速度的因素。 （1）影响阳离子代换能力的因素 阳离子的代换力：一种阳离子将其他阳离 子从胶体微粒上代换下来的能力，称为阳 离子的代换力。 各种阳离子的代换力的大小顺序是 Fe3+>Al3+>H+>Ca2+>Mg2+> NH4+> K+>Na+，阳离子代换力的大小受下列离 子支配：
土壤学第六章
二郎山
ห้องสมุดไป่ตู้
泥巴山
天全
泸淀 荥经
汉源
年均温（℃） 15.1
15.4
15.2
17.9
年降雨量(mm) 1735.5 639.8 1237.8 730.8
阴坡：冷、湿；
阳坡：干、热
二郎山东坡
二郎山西坡
泥巴山北坡
泥巴山南坡
（1）地形支配着地表径流，影响水分的重新分配， 很大程度上决定着地下水的活动情况。
① 较高的地形部位，土壤中的物质易遭淋失； ② 地形低洼处，土壤中的物质不易淋溶，腐殖质
（二）土壤的系统发育
土壤系统发育指土壤发生类型在漫长地质时期 内的发生和发展过程。
土壤既是一个独立的历史自然体，同时也是整
个地表的一个自然要素。它是独立的而不是孤立的， 它与其它历史自然体一样，具有自已特殊的发生规 律，但这种发展不是孤立地进行的，而是与周围的
外在环境条件相互发生作用，辩证地发展着。
随着河谷地形的演化，在不同地形部位上， 可构成水成土(河漫滩)→ 半水成土(低级阶地) → 地带性土(高级阶地)的发生系列
（五）时间 1.土壤年龄
土壤年龄是指土壤发生发育时间的长短， 通常把土壤年龄分为绝对年龄和相对年龄。 （1）绝对年龄
指该土壤在当地新鲜风化层或新母质上开始发 育时算起迄今所经历的时间，通常用年表示； （2）相对年龄
由东北往华南的森林植被和土壤的分布依次为：针 叶林(棕色针叶林土)→针阔混交林(暗棕壤)→落叶阔叶林 (棕壤)→落叶常绿阔叶林(黄棕壤)→常绿阔叶林(红壤、黄 壤、赤红壤)→雨林、季雨林(砖红壤)。
2.土壤动物在成土过程中的作用 （1）参与了土壤腐殖质的形成和养分的转化。
（2）动物的活动可疏松土壤，促进团聚结构的形成。 （3）土壤动物种类的组成和数量在一定程度上是土壤 类型和土壤性质的标志，可作为土壤肥力的指标。
第六章土壤酸碱性
第六章：土壤酸碱性 Chapter：Soil Reaction
土壤酸性
土壤碱性
土壤缓冲性能 土壤反应与土壤肥力和作物生长
中国土壤酸碱性分布规律
中国土壤的酸碱性反应，大多数在pH4.5~8.5之间。在
地理分布上有“东南酸西北碱”的规律性。大致可以长江 为界（北纬33~35），长江以南的土壤为酸性或强酸性， 长江以北的土壤多为中性或碱性。我国土壤的酸碱性南北 差异很大，由南向北土壤pH相差7个数量级。
1、概念与成因 土壤胶粒上吸附的氢离子和铝离子进入土壤溶液 后表现出来的酸度，称为潜性酸。
在一般矿质土壤中 , 由交换性铝离子产生的酸度 , 比由交换性氢离子产生的酸度重要。红壤的交换性酸 度，90%以上是由交换性铝所引起。
只有盐基不饱和的土壤，才有潜性酸。
2、潜性酸表现其酸性的机制
土壤胶体上氢离子的解离 胶体上氢离子被其它阳离子代换到溶液中 土壤胶体上铝离子作用：
Mg2+）的盐类。
含有游离碳酸钙的土壤称为石灰性土壤。
碳酸钙的溶解度不大，水解作用弱，产生 的碱度也较弱。因此石灰性土壤的 pH一般 低于8.5，多在7.0-8.0之间。
土壤的交换性钠是土壤碱性的重要指标。 钠饱和度大于15%时，土壤pH可达8.5，甚 至于0。
个数量级。
第二节 土壤碱性
soil alkalinity
土壤碱性是由于土壤中OH-浓度高于H+离子浓
度而造成的。
土壤中 OH- 主要来自于强碱弱酸盐的水解和土
壤吸附的钠离子的解离。
土壤中的强碱弱酸盐主要是碳酸盐或重碳酸盐
的 碱 金 属 （ K+，Na+） 或 碱 土 金 属 （ Ca2+，
土壤酸性
土壤碱性
土壤缓冲性能 土壤反应与土壤肥力和作物生长
中国土壤酸碱性分布规律
中国土壤的酸碱性反应，大多数在pH4.5~8.5之间。在
地理分布上有“东南酸西北碱”的规律性。大致可以长江 为界（北纬33~35），长江以南的土壤为酸性或强酸性， 长江以北的土壤多为中性或碱性。我国土壤的酸碱性南北 差异很大，由南向北土壤pH相差7个数量级。
1、概念与成因 土壤胶粒上吸附的氢离子和铝离子进入土壤溶液 后表现出来的酸度，称为潜性酸。
在一般矿质土壤中 , 由交换性铝离子产生的酸度 , 比由交换性氢离子产生的酸度重要。红壤的交换性酸 度，90%以上是由交换性铝所引起。
只有盐基不饱和的土壤，才有潜性酸。
2、潜性酸表现其酸性的机制
土壤胶体上氢离子的解离 胶体上氢离子被其它阳离子代换到溶液中 土壤胶体上铝离子作用：
Mg2+）的盐类。
含有游离碳酸钙的土壤称为石灰性土壤。
碳酸钙的溶解度不大，水解作用弱，产生 的碱度也较弱。因此石灰性土壤的 pH一般 低于8.5，多在7.0-8.0之间。
土壤的交换性钠是土壤碱性的重要指标。 钠饱和度大于15%时，土壤pH可达8.5，甚 至于0。
个数量级。
第二节 土壤碱性
soil alkalinity
土壤碱性是由于土壤中OH-浓度高于H+离子浓
度而造成的。
土壤中 OH- 主要来自于强碱弱酸盐的水解和土
壤吸附的钠离子的解离。
土壤中的强碱弱酸盐主要是碳酸盐或重碳酸盐
的 碱 金 属 （ K+，Na+） 或 碱 土 金 属 （ Ca2+，
《自然地理学》名词解释 第六章：土壤
第六章：土壤土壤：地球陆地表面具有一定肥力，能够生长植物的疏松表层，是一个独立的历史自然体，具有自身的发生发展过程，是连接无机界和有机界的纽带，是生物的生长点和营养泉。
是人类生存的重要自然资源。
土壤是成土母质在一定水热条件和生物的作用下，并经过一系列物理、化学和生物化学过程形成的。
土壤的基本属性和本质特征是具有肥力。
且能从物质组成、形态、结构和功能上进行剖析的物质实体。
土壤肥力：是指土壤为植物生长不断的供应和协调养分，水分，空气和热量的能力，这种能力是由土壤中一系列物理、化学、生物过程所引起的，因而也是土壤的物理、化学、生物性质的综合反映。
土壤中的水、热、气、肥并不孤立，而是相互联系，相互制约的。
土壤肥力可分为自然肥力和人为肥力。
土壤形态：是指土壤和土壤剖面外部形态特征。
如土壤剖面构造、土壤颜色、质地结构、土壤结持性、孔隙度、干湿度、新生体和侵入体等。
这些特征可以通过观察和感觉来认识。
土壤的这些特征是成土过程的反应和外部表现，以土壤的外部形态，可以区分土壤和风化壳的差别，也是区别各土类的重要依据。
土壤剖面：是指从地表垂直向下的土壤纵剖面，也就是完整的垂直土层序列。
它是由性质和形态各异的土层重叠在一起构成的。
这些土层大致呈水平状，是土壤成土过程中物质发生淋溶、淀积、迁移和转化形成的。
一般将这些土层称为土层或土壤发生层，每一种成土类型都有其特征性的发生层组合在一起，形成不同的土壤剖面。
土壤质地：是指土壤颗粒的大小、粗细及其匹配状况，即土壤的组合特征，一般分为砂土、壤土和粘土等。
土壤结构：是指土壤颗粒之间的胶结、接触情况。
土壤结构有团粒结构、块状结构、核状结构、柱状结构、棱状结构、片状结构等。
土壤新生体：是指土壤发育过程中形成的新的物质（物质重新淋溶淀积的生成物）。
根据新生体的性质和形状可判断出土壤类型、发育过程及历史演变特征。
新生体包括化学起源的和生物起源的两种。
土壤侵入体：指由外界进入土壤的特殊物质。
第六章-土壤环境影响评价
第六章土壤环境影响评价
教学重点： 教学重点： 了解土壤的主要特征，土壤污染的特点和危害，了解土壤环境影响识别类型，土壤环境质量变化分析，影响土 壤环境质量的主要因素。 教学内容：一、土壤特征和影响土壤环境质量的主要因素 教学内容 二、土壤环境影响识别 三、土壤及其环境现状的调查与评价 四、土壤环境影响预测 五、土壤环境影响评价 水、气、土是维系人类生存的最基本、最重要、不可替代的三种环境要素。本章与第四、五章共同构成了以环 境要素为导向的环境影响评价体系。 本章正是基于土壤环境在人土壤环境影响人类生存环境系统中所占据的特殊地 位，主要介绍了重大建设项目对土壤环境影响的识别方法，以及土壤污染和土壤退化的预测和评价方法。 第一节 土壤特征和影响土壤环境质量的主要因素 教学重点和难点： 教学重点和难点： 1.土壤的主要特征 2.影响土壤环境质量的主要因素 土壤是位于地球陆地表面能生长植物的疏松表层。它是人类环境的重要组，成要素，是为人类提供食物的生产 资料，是人类社会最基本、最重要、不可替代的自然资源。 一、土壤的主要特征 人类环境系统是由围绕人类的各种因素，包括大气、水体、土壤、岩石、植被等构成的整体。 人类环境系统 人类环境系统是一个多阶层等级系统，按空间尺度大小，可大至全球环境、宇宙环境，小至一个城市环境、聚 落环境等；按组成要素，可划分为大气环境、水环境、土壤环境等。 土壤既是人类环境系统的重要组成要素，又是人类环境系统的亚系统，土壤存在的位置特点及其变化，必然深 土壤 刻影响环境系统的结构和状态，从而影响整个人类环境系统。 由于土壤处于地球陆地表面，其上界面与大气圈、生物圈相接，下界面与岩石圈、水圈相连，而作为生物圈主 要组成部分的植物叉植根于土壤之中， 可见土壤在人类环境系统中占据着特有的空间地位——处于大气圄、 生物圈、 岩石圈和水圈的交结地带，成为人类环境系统中介于生物界与非生物界的中心环节，联结无机环境与有机环境的纽 带，是各种物理的、化学的以及生物的过程、界面反应、物质与能量交换、迁移转化过程最为复杂、最为频繁的地 带。 土壤具有肥力，是指土壤具有能够不断供应和协调植物生长所必需的养分、水分、空气和热量的能力，这是土 土壤具有肥力 壤区别于其他自然体的本质特征。在人类环境中，土壤具有这种生产植物产品的独特功能，为人类生活、生产提供 必须的食物和生产赞料。是不可替代的、重要的自然资源。 土壤具有缓冲性，因而能抵抗、减缓土壤中酸性物质和碱性物质的作用，对大气降水和气温有调节和缓冲的作 土壤具有缓冲性 用，并有调节和平衡向大气环境中释放 CO2、CH4、N2O、SO2 等温室气体的能力。 土壤具有净化功能，土壤是一个多相的疏松多孔体，存在多种性质的化合物、无机及有机胶体和微生物，能与 土壤具有净化功能 进入土壤的有毒有害物质，通过物理的、化学的、物理化学的和生物学的多种过程和作用，使有毒有害物质在土壤 中的浓度、数量或活性、毒性降低。 土地处理系统主要根据土壤的缓冲性和净化功能， 利用土壤特性及其中的微生物和植物根系对污水和污泥以及 固体废弃物进行净化处理，土壤是土地处理系统中的主体部分。 土壤中有毒有害物质的输入、积累与土壤的自净作用是两个方向相反、同时存在的过程，在正常情况下两者处 于动态平衡状态，此时不会发生土壤污染，但在输入土壤的有毒有害物质数量和速度超过土壤的自净能力时，打破 了这种动态平衡，使有毒有害物质的积累占据优势，则可发生土壤污染，导致土壤正常功能失调、土壤环境质量下 降。 对土壤的利用不当可加速土壤的退化和破坏。土壤退化 土壤退化一般是指土壤沙化、盐渍化、沼泽化和土壤侵蚀等引起 土壤退化 的土壤肥力下降的现象；土壤破坏 土壤破坏主要指土壤资源的损失。在自然状况下，纯粹由自然因素也能引起土壤退化和土 土壤破坏 壤破坏现象，但一般进行的速度非常缓慢，表现很不明显，而且其中一些过程，如土壤侵蚀，常和自然土壤形成过 程处于相对稳定的平衡状态，保持了一定的土壤厚度和完整的土壤剖面，土壤侵蚀难以发现。
教学重点： 教学重点： 了解土壤的主要特征，土壤污染的特点和危害，了解土壤环境影响识别类型，土壤环境质量变化分析，影响土 壤环境质量的主要因素。 教学内容：一、土壤特征和影响土壤环境质量的主要因素 教学内容 二、土壤环境影响识别 三、土壤及其环境现状的调查与评价 四、土壤环境影响预测 五、土壤环境影响评价 水、气、土是维系人类生存的最基本、最重要、不可替代的三种环境要素。本章与第四、五章共同构成了以环 境要素为导向的环境影响评价体系。 本章正是基于土壤环境在人土壤环境影响人类生存环境系统中所占据的特殊地 位，主要介绍了重大建设项目对土壤环境影响的识别方法，以及土壤污染和土壤退化的预测和评价方法。 第一节 土壤特征和影响土壤环境质量的主要因素 教学重点和难点： 教学重点和难点： 1.土壤的主要特征 2.影响土壤环境质量的主要因素 土壤是位于地球陆地表面能生长植物的疏松表层。它是人类环境的重要组，成要素，是为人类提供食物的生产 资料，是人类社会最基本、最重要、不可替代的自然资源。 一、土壤的主要特征 人类环境系统是由围绕人类的各种因素，包括大气、水体、土壤、岩石、植被等构成的整体。 人类环境系统 人类环境系统是一个多阶层等级系统，按空间尺度大小，可大至全球环境、宇宙环境，小至一个城市环境、聚 落环境等；按组成要素，可划分为大气环境、水环境、土壤环境等。 土壤既是人类环境系统的重要组成要素，又是人类环境系统的亚系统，土壤存在的位置特点及其变化，必然深 土壤 刻影响环境系统的结构和状态，从而影响整个人类环境系统。 由于土壤处于地球陆地表面，其上界面与大气圈、生物圈相接，下界面与岩石圈、水圈相连，而作为生物圈主 要组成部分的植物叉植根于土壤之中， 可见土壤在人类环境系统中占据着特有的空间地位——处于大气圄、 生物圈、 岩石圈和水圈的交结地带，成为人类环境系统中介于生物界与非生物界的中心环节，联结无机环境与有机环境的纽 带，是各种物理的、化学的以及生物的过程、界面反应、物质与能量交换、迁移转化过程最为复杂、最为频繁的地 带。 土壤具有肥力，是指土壤具有能够不断供应和协调植物生长所必需的养分、水分、空气和热量的能力，这是土 土壤具有肥力 壤区别于其他自然体的本质特征。在人类环境中，土壤具有这种生产植物产品的独特功能，为人类生活、生产提供 必须的食物和生产赞料。是不可替代的、重要的自然资源。 土壤具有缓冲性，因而能抵抗、减缓土壤中酸性物质和碱性物质的作用，对大气降水和气温有调节和缓冲的作 土壤具有缓冲性 用，并有调节和平衡向大气环境中释放 CO2、CH4、N2O、SO2 等温室气体的能力。 土壤具有净化功能，土壤是一个多相的疏松多孔体，存在多种性质的化合物、无机及有机胶体和微生物，能与 土壤具有净化功能 进入土壤的有毒有害物质，通过物理的、化学的、物理化学的和生物学的多种过程和作用，使有毒有害物质在土壤 中的浓度、数量或活性、毒性降低。 土地处理系统主要根据土壤的缓冲性和净化功能， 利用土壤特性及其中的微生物和植物根系对污水和污泥以及 固体废弃物进行净化处理，土壤是土地处理系统中的主体部分。 土壤中有毒有害物质的输入、积累与土壤的自净作用是两个方向相反、同时存在的过程，在正常情况下两者处 于动态平衡状态，此时不会发生土壤污染，但在输入土壤的有毒有害物质数量和速度超过土壤的自净能力时，打破 了这种动态平衡，使有毒有害物质的积累占据优势，则可发生土壤污染，导致土壤正常功能失调、土壤环境质量下 降。 对土壤的利用不当可加速土壤的退化和破坏。土壤退化 土壤退化一般是指土壤沙化、盐渍化、沼泽化和土壤侵蚀等引起 土壤退化 的土壤肥力下降的现象；土壤破坏 土壤破坏主要指土壤资源的损失。在自然状况下，纯粹由自然因素也能引起土壤退化和土 土壤破坏 壤破坏现象，但一般进行的速度非常缓慢，表现很不明显，而且其中一些过程，如土壤侵蚀，常和自然土壤形成过 程处于相对稳定的平衡状态，保持了一定的土壤厚度和完整的土壤剖面，土壤侵蚀难以发现。
第六章 土壤
• 土壤胶体，在一定条件下，可以分散在介质中， 呈溶胶状态。有时又可以相互凝聚，呈凝胶状态。
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▪ 土壤胶体吸附的阳离子
• 土壤溶液中的胶体颗粒担当着离子吸收和保存的作用。 • 被土壤胶体吸附着的阳离子，可以分为两类：
• 第一类是氢离子和铝离子，它们是致酸离子，与土壤的酸度 有密切关系。
• 第二类是其他的一些阳离子，如Ca+2、Mg+2、K+、NH4+……
吸湿水
有 效水 分
3.1Mpa 1.5Mpa 0.625Mpa
最
萎
最
大
蔫
大
吸
系
分
湿
数
子
量
持
水
量
0.1Mpa
田 间 持 水 量
膜状水
毛管悬着 水
0Mpa 饱 和 持 水 量
重力水
17
3. 土壤水分含量的常用表示方法
▪ 土壤质量含水量
• 土壤质量含水量是指土壤中保持的水分质量占土壤质量的分 数，单位g/kg (也曾用重量含水量，以%表示)。 m = [(m1-m2)/m2]×1000 式中m为土壤质量含水量（g/kg）、 m1为湿土质量（g）、 m2为干土质量（g）。
▪ 土壤微生物是土壤有机质转化的主要动力
9
腐 殖 质 化 过 程
10
三、土壤水分
束 缚 水
土 壤 水
自 由 水
吸湿水 膜状水 毛管水 重力水
11
1. 土壤水分类型
吸湿水
▪ 由于土壤表面张力所吸附的水汽分子 ▪ 干土从空气中吸着水汽所保持的水 ▪ 植物无效水
吸湿系数：干土从相对湿度接近饱和的空气中吸收 水汽的最大量
第六章土壤ppt课件
积土、砂质土等词来自地质学 环境科学：土壤是环境要素之一 土壤学家：土壤是一种独立的自然体，是能生产植物收获
的地球陆地的疏松表层
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
第一节 土壤圈的物质组成及特征
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
四、土壤物质组成
土壤是由固相、液相、气相等三相物质组 成，它们之间是相互联系、相互转化和相互作 用的有机整体。
固体物质是土壤最基本的成分，可以说是 整个土体的骨骼和躯体，主要包括矿物质、有 机质及一些活的微生物。其中矿物质占95%， 有机质占5%左右。在土壤的固体颗粒之间，有 大量空隙的存在，而空气和水分充填于空隙中。 其中，空隙中气、 液两者的比例并非是固定 不变的，经常随外界天气和其他因素的改变而 彼此消长。
一、土壤及土壤肥力的概念
土壤是地球陆地表面能够生长植物的疏松表 层。是一个独立的历史自然体。它不仅具有 自身的发生发展过程，而且是一个能从物质 组成、形态、结构和功能上进行剖析的物质 实体。也是一个无机物和有机物，非生物和 生物相结合的物体。
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
Michigan Soil Florida soils
Maryland Soil Florida soils
的地球陆地的疏松表层
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
第一节 土壤圈的物质组成及特征
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
四、土壤物质组成
土壤是由固相、液相、气相等三相物质组 成，它们之间是相互联系、相互转化和相互作 用的有机整体。
固体物质是土壤最基本的成分，可以说是 整个土体的骨骼和躯体，主要包括矿物质、有 机质及一些活的微生物。其中矿物质占95%， 有机质占5%左右。在土壤的固体颗粒之间，有 大量空隙的存在，而空气和水分充填于空隙中。 其中，空隙中气、 液两者的比例并非是固定 不变的，经常随外界天气和其他因素的改变而 彼此消长。
一、土壤及土壤肥力的概念
土壤是地球陆地表面能够生长植物的疏松表 层。是一个独立的历史自然体。它不仅具有 自身的发生发展过程，而且是一个能从物质 组成、形态、结构和功能上进行剖析的物质 实体。也是一个无机物和有机物，非生物和 生物相结合的物体。
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
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第六章 土壤污染与防治
营养品质 商品品质
二、土壤污染的概念与特点
后果的严重性
土壤污染对生物体健康的危害 重金属污染的影响 农药等化学物质污染的影响 引起急性中毒；引起慢性中毒；影响人体内分泌和免疫功 能，使人体抵抗力下降；沉积在土壤中，毒害动植物。 土壤病原体污染的影响 土壤中病原体进入食物或饮用水，通过消化系统进入人体； 或附着于大气颗粒中，经呼吸系统进入人体，传播疾病。
Ag+、Be2+, Hg2+, Sn2+, 可能还有Cu2+,Co2+,Ni2+,Pb2+，CrO42-；
毒性中等的元素：溶液浓度在1~100mg/L时即产生抑制作用， 有AsO43-, AsO32-，BO43-根、BrO4-、ClO3-, 及Al3+, Ba2+, Cd2+, Cr3+, Fe2+、Mn2+、Zn2+等； 毒性小的元素：溶液浓度>1800mg/L时产生不良影响的元素，
二、土壤污染的概念与特点
后果的严重性
导致严重的直接经济损失: 我国每年就因重金属污染而 减产粮食1000多万t．被重金属污染的粮食多达l 200万t， 造成经济损失至少200亿元。 健康品质 导致生物产量品质下降
土壤污染物危害农作物的正常生长和发育，导
致产量下降，不影响品质； 农作物吸收土壤中的污染物质而使收获部分品 质下降，不影响产量； 不仅导致农作物产量下降，同时也使收获部分 品质下降。
一、土壤中重（类）金属的来源
1.大气沉降
沉降物中的重金属：Pb，Hg，Cd，As，Hg，Cr，Ni，Zn
和其他元素。
特点：污染物依其粒径大小而沉降在距污染源不同距离的土壤
自然地理学 第六章 土壤圈
土壤肥力：指土壤为植物生长不断地供应和协调 养分、水分、空气和热量的能力。 土壤的有效肥力：耕种土壤中自然肥力与人为肥 力的综合效应。
中国汉字里的 “土”，实际上就反
映了土壤在自然地理
环境中的位置和作用。 “二”代表了土壤的 位置是在岩石面以上， 地面以下，处在大地 的表层；“｜”则是 表示土壤能够生长植 物。
（1）岩屑—大块岩石破坏后的残屑，但仍然是一种矿物质 集合体；在土壤中它们是最粗大的成分，通常以砾石和粗 砂的形式出现。 （2）原生矿物—岩屑进一步分解破坏、矿物集合体分散后 的产物；在形态上它们是单独的矿物晶体，但在成分上和 结构上与原始母岩中的矿物一致，没有产生性质的变化。 原生矿物多是一些抗风化能力较强的矿物，如石英和某些 长石类矿物。原生矿物的晶体相对较大，在土壤中多以砂 粒和粉砂的形式出现。 （3）次生矿物——原生矿物化学风化或蚀变后的新型矿物， 是在疏松母质发育和土壤形成作用进行时，由不稳定的原 生矿物风化形成的，多属粘粒一级，如铝硅酸盐粘粒（高 岭石、蒙脱石、伊利石等）和铁、铝的氧化物等。
（一）土壤矿物质和有机质
1、土壤矿物质 土壤矿物质——土壤中的无机物质，源于岩石
的风化作用，它在大小和组成上都是多变的。从起 源来说，土壤矿物质包括：岩石碎屑（detritus）、 原生矿物（primary mineral）、次生矿物 （secondary mineral）三个部分。
土壤发育阶段示意图
２、土壤有机质
(1) 含量 在矿质土壤的表层有机质一般仅占1%~5%，但其作用
和对土壤理化性质的影响能力却远远超过其重量的比例。 (2) 分类
土壤中的有机质包括两大类: A、非特殊性有机质；B、 土壤腐殖质（humus）
(3) 原始来源 土壤有机质的原始来源是植物的死亡组织和一部分动
中国汉字里的 “土”，实际上就反
映了土壤在自然地理
环境中的位置和作用。 “二”代表了土壤的 位置是在岩石面以上， 地面以下，处在大地 的表层；“｜”则是 表示土壤能够生长植 物。
（1）岩屑—大块岩石破坏后的残屑，但仍然是一种矿物质 集合体；在土壤中它们是最粗大的成分，通常以砾石和粗 砂的形式出现。 （2）原生矿物—岩屑进一步分解破坏、矿物集合体分散后 的产物；在形态上它们是单独的矿物晶体，但在成分上和 结构上与原始母岩中的矿物一致，没有产生性质的变化。 原生矿物多是一些抗风化能力较强的矿物，如石英和某些 长石类矿物。原生矿物的晶体相对较大，在土壤中多以砂 粒和粉砂的形式出现。 （3）次生矿物——原生矿物化学风化或蚀变后的新型矿物， 是在疏松母质发育和土壤形成作用进行时，由不稳定的原 生矿物风化形成的，多属粘粒一级，如铝硅酸盐粘粒（高 岭石、蒙脱石、伊利石等）和铁、铝的氧化物等。
（一）土壤矿物质和有机质
1、土壤矿物质 土壤矿物质——土壤中的无机物质，源于岩石
的风化作用，它在大小和组成上都是多变的。从起 源来说，土壤矿物质包括：岩石碎屑（detritus）、 原生矿物（primary mineral）、次生矿物 （secondary mineral）三个部分。
土壤发育阶段示意图
２、土壤有机质
(1) 含量 在矿质土壤的表层有机质一般仅占1%~5%，但其作用
和对土壤理化性质的影响能力却远远超过其重量的比例。 (2) 分类
土壤中的有机质包括两大类: A、非特殊性有机质；B、 土壤腐殖质（humus）
(3) 原始来源 土壤有机质的原始来源是植物的死亡组织和一部分动
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2,影响电动电位的因素 , (1)电解质浓度的增大,则可压缩双 )电解质浓度的增大, 电层的厚度, 电层的厚度,有效的补偿胶粒表面的电 降低电动电位,溶液中溶质浓度大, 荷,降低电动电位,溶液中溶质浓度大, 对胶体挤压,使厚度变小了, 对胶体挤压,使厚度变小了,电位下降 了. (2)补偿离子层中的高价离子增加, )补偿离子层中的高价离子增加, 也强烈的降低电动电位, 也强烈的降低电动电位,特别是某些高 价离子被胶核吸附后, 价离子被胶核吸附后,迅速降低电动电 甚至改变了电动电位的符号. 位,甚至改变了电动电位的符号.
第二节 土壤的吸收性能
土壤的吸收性能: 土壤的吸收性能: 指土壤能吸收和保留土壤溶液中分子 和离子,悬浮液中的悬浮颗粒,气体 以及微生物的能力.这种能力在土壤 肥力和土壤性质上起着极为重要的作 用. 一,土壤吸收性能的种类 可分为以下五种:
(一)土壤机械吸收作用 是指土壤对物质的机械阻留,也就 是土壤能将大于孔隙的物质阻留下 来. 例如:将大的固体颗粒,有机质碎 屑,藻类和其他粗的化学沉淀物阻 留在土壤中,这种作用称为土壤机 械吸收作用.
②阳离子浓度 阳离子达到一定浓度时, 阳离子达到一定浓度时,才能起凝聚作 阳离子浓度高,凝聚力强; 用.阳离子浓度高,凝聚力强;阳离子 浓度低,凝聚力弱.因为浓度大, 浓度低,凝聚力弱.因为浓度大,压缩 双电层厚度,电动电位降低, 双电层厚度,电动电位降低,而且胶体 的凝聚作用是可逆的, 的凝聚作用是可逆的,一价离子所引起 的凝聚作用是可逆的( 的凝聚作用是可逆的(一价离子的凝聚 作用弱,所以是可逆的);二价, );二价 作用弱,所以是可逆的);二价,三价 离子则是不可逆的. 离子则是不可逆的.
(1)同晶置换作用 ) 土壤粘土矿物中的铝硅酸盐矿物, 土壤粘土矿物中的铝硅酸盐矿物,晶 层的Si—O片和 Al—O片中硅离子被 层的 片和 片中硅离子被 铝离子或铝离子被二价铁离子, 铝离子或铝离子被二价铁离子,镁离 子所置换,都产生过剩的负电荷. 子所置换,都产生过剩的负电荷.反 使胶体带正电, 之,使胶体带正电,因为置换的电荷 无关( ),故 与PH无关(即酸碱条件无关),故 无关 即酸碱条件无关), 成为永久电荷, 成为永久电荷,一般同晶置换的电荷 多带负电荷,故又称为永久负电荷. 多带负电荷,故又称为永久负电荷.
2,土壤胶体的凝聚 ,
当溶胶(分散) 当溶胶(分散)状态的土壤胶体加入 电解质, 电解质,电解质在溶液中离散出带正 电的阳离子, 电的阳离子,就能中和土壤胶体的负 电荷而使胶体下沉, 电荷而使胶体下沉,凝胶成较大的颗 称为凝胶. 粒,称为凝胶.土壤胶体由溶胶转为 凝胶的过程称为凝聚作用. 凝胶的过程称为凝聚作用.促进土壤 胶体产生凝聚作用的条件, 胶体产生凝聚作用的条件,主要是降 低胶体微粒的电动电位和水化度. 低胶体微粒的电动电位和水化度.
(3)胶体吸附水化度高的低价离子 ) 例如钠,因水膜加厚, 例如钠,因水膜加厚,不易靠近决定 电位离子层,扩散层加大, 电位离子层,扩散层加大,虽然全电 位不变,而电动电位加大. 位不变,而电动电位加大. ),(2),( 由(1),( ),( )我们可以看出, ),( ),(3)我们可以看出, 电动电位主要与双电层厚度 扩散层厚度)相关,扩散层厚度大, (扩散层厚度)相关,扩散层厚度大, 电动电位也大. 电动电位也大.
引起凝胶的原因有 (1)电解质的作用 ) 电解质中的阳离子对带负电的土壤胶 体进行中和而使其发生凝聚. 阳离子在凝聚作用中发挥作用的大小, 与阳离子的种类和浓度有关.
①阳离子的种类: 阳离子的种类: 因种类不同,凝聚力也不同,阳离 子凝聚力越大,其凝聚作用越强, 一般规律是:高价阳离子大于低价 阳离子,其凝聚力大小顺序 Fe3+>Al3+>H+>Ca2+>Mg2+>K+> NH4+>Na+ (书中65页有错误:H+在Ca2+之前)
(2)电动电位 ) 是指非活性补偿离子层(或胶粒) 是指非活性补偿离子层(或胶粒) 与溶液介质间的电位差, 表示, 与溶液介质间的电位差,以Э表示, 表示 它的大小依扩散层的厚度而定, 它的大小依扩散层的厚度而定,一 般随扩散层厚度的增加而增大( 般随扩散层厚度的增加而增大(即 扩散层比较厚,带电荷多, 扩散层比较厚,带电荷多, 故电位大), ),胶体所显示的电性强 故电位大),胶体所显示的电性强 就是决定于这个电动电位电层 ,
(1)决定电位离子层 ) (又称:双电层内层,内离子层) 是固定在微粒核表面,并决定其胶体的 电荷和电位的一层离子. 其带电的符号决定于胶核的性质. (也就是说,带正/负电是由胶核性质
决定的.
(2)补偿离子层 )
(又叫双电层外层,反离子层) 由于微粒核表面带电,产生强大的静电 引力(同电性相斥,异电相吸)吸附带 相反电荷的离子,形成补偿离子层.补 偿离子层分布着与决定电位离子层符号 相反,数量相等的电荷.
(2)所带电荷相反的胶体相互作用时, )所带电荷相反的胶体相互作用时, 则可发生凝聚作用. 则可发生凝聚作用. ,(越呈酸性 (3)降低土壤溶液的 ,(越呈酸性, )降低土壤溶液的PH,(越呈酸性, 带的正电荷越多)减少胶体的负电荷. 带的正电荷越多)减少胶体的负电荷. 由于H+置换胶体吸附的Na+和其它一价 H Na 阳离子,从而降低了电动电位,加速了 胶体的凝聚,或用高价阳离子置换一价 阳离子,因高价离子可被决定电位离子 层紧密吸附,从而降低电动电位,加速 凝聚.
引起溶胶分散的原因有以下几种
(1)一价离子. ) (2)因胶体大多数带负电荷,胶体本身的 ) 电性互相排斥,也促进溶液呈分散状态. (3)易溶盐的浓度降低,或者说由于土壤 ) 中淋溶作用加强,移去了电解质,使浓度降 低,双电层变厚,电动电位越大,使胶体发 生分散作用. (4)在碱性条件下,使胶体微粒带大量的 ) 负电荷,使电动电位加大,加速了胶体的分 散.
(4)在土壤干燥或冻结过程中,由于增 在土壤干燥或冻结过程中, 在土壤干燥或冻结过程中 加了土壤溶液中的电解质浓度(即浓 加了土壤溶液中的电解质浓度 度高,电动电位低). 同时也减少了扩散层厚度(使电动电 位低),而引起胶体凝聚.
三,土壤胶体的种类 土壤胶体物质是土壤形成过程中 的 产物,按其成分和特性,可以分 为以下三类: (1)无机胶体(又称矿质胶体) )无机胶体(又称矿质胶体) (2)有机胶体(腐殖质胶体) )有机胶体(腐殖质胶体) (3)有机 )有机———无机复合胶体 无机复合胶体
二,土壤胶体的性质 (一)胶体表面性质 1,胶体有极大的比表面和巨大的表面 , 能比表面越大,表面能越大, 能比表面越大,表面能越大,所以表 面能的大小与比表面呈正相关, 面能的大小与比表面呈正相关,因此 胶体具有巨大的表面能. 胶体具有巨大的表面能. 2,胶体的带电性 , 土壤胶体的电荷产生原因很多, 土壤胶体的电荷产生原因很多, 主要原因有以下3 主要原因有以下3个
第六章土壤胶体与土壤吸热性能 第一节 土壤胶体
土壤胶体概念: 土壤胶体概念: 在胶体化学中, 在胶体化学中,一般指分散相物质 的粒径在1—100毫微米之间的为胶体 的粒径在 毫微米之间的为胶体 物质, 物质,而土壤胶体微粒直径的上限 一般在2000毫微米. 毫微米. 一般在 毫微米
一,土壤胶体的构造及电位 (一)胶体的构造模式 通常所说的土壤胶体,准确地说应叫 土壤胶体颗粒,其组成主要分两部分: ①微粒核;②双电层. 1,微粒核(胶核) ,微粒核(胶核) 主要是晶体颗粒及无定形颗粒 构成的,其成分为 ①晶质②非晶质的含水氧化物 ③有机物质的腐殖质,蛋白质等. 上述这些都是固态物质.
①非活性补偿离子层 由于受决定电位离子层的引力强, 由于受决定电位离子层的引力强,被胶核 牢固地吸附而不能自由活动, 牢固地吸附而不能自由活动,它是随着 胶核运动,称为非活性补偿离子层. 胶核运动,称为非活性补偿离子层. 活性补偿离子层,离子扩散层) ②扩散层(活性补偿离子层,离子扩散层) 在非活性补偿离子层外层有一层疏散 不紧密)地分布着的离子, (不紧密)地分布着的离子,受内层引 力小,活动度大,呈扩散分布的状态, 力小,活动度大,呈扩散分布的状态, 并逐渐向介质溶液中过渡,成为扩散层. 并逐渐向介质溶液中过渡,成为扩散层. 扩散层的离子具有代换能力, 扩散层的离子具有代换能力,能被溶液中 其它离子代换出来. 其它离子代换出来.
可见,胶体的基本构造为微粒和双 可见, 电层.微粒核和双电层的内层(即 电层.微粒核和双电层的内层( 决定电位离子层)一起合称为微粒 决定电位离子层) 团;微粒团和非活性补偿离子层一 起合称为胶粒,胶粒加上扩散层总 起合称为胶粒, 称为胶体微粒. 称为胶体微粒.
(二)胶体的电位及影响因素: 二 胶体的电位及影响因素 胶体的电位及影响因素: 1,胶体的电位 , (1)热力学电位(全电位) )热力学电位(全电位) 是指决定电位离子层(或微粒团) 与溶液介质间的电位差,以∈表示. 在一定的胶体体系内,它的大小是 不变的.
(二)胶体的凝聚和分散 二 胶体的凝聚和分散
土壤胶体存在两种状态:溶胶(即可溶解 的状态)和凝胶(凝固的状态),它们之 间可以相互转化.
1,土壤胶体的分散 ,
土壤胶体以高度分散状态存在于溶液中, 此时,由于土壤胶体的相互排斥而呈现布 朗运动,这种溶解态的胶体称为溶胶,土 壤胶体从絮凝状态转化为溶胶状态称为溶 胶作用.
(3)胶体向介质解离或吸附离子而带电 ) 在碱性条件下:PH>7时,带负电 ①在碱性条件下 Al(OH)3+NaOH→Al(OH)2O+Na +H2O 解离氢离子 Al(OH)3+OH→Al(OH)2O(H2O) 吸附OH 在酸性条件下:PH<7,带正电 ②在酸性条件下 Al(OH)3+HCl→Al(OH)2+Cl+ H2O Al(OH)3+H→Al(OH)3H即Al(OH)2 (H2O) Al(OH)3电性随酸碱条件而变化,既可带 正电又可带负电,因而叫两性胶体,