土壤肥料学第六章

由一个硅氧片和一个水铝片，通过 共用硅氧顶端 的氧原子连接起来的 片状晶格构造。
每个晶层的一面是OH离子 组（水铝片上的），另一面 是O离子（硅氧片上的）， 因而叠加时晶层间可形成氢 键，使各晶层之间紧密相连 从而形成大颗粒，晶粒多呈 六角形片状。
其分子结构外形特征为
ＯＨＯＨ ＯＨ .......ＯＨ 顶层 ───────────── 底层 ─────────────
二、土壤保肥性、供肥性对植物生长的影响
要求土壤既有较好的保肥能力， 又有较强的供肥能力。
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1μm的土壤固体颗粒。分三种类型： （一）土壤无机胶体（矿质胶体）
1、层状硅酸盐粘土矿物（2：1型和1：1型等粘土矿物） 2、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
Ｏ Ｏ Ｏ ........Ｏ 许多晶片相互重叠形成高岭矿物
铝氧片 硅氧片
特点：晶层与晶层间距离稳定，连接紧密，内部空隙小， 电荷量少，单位个体小，分散度低。多出现于酸性土壤。 如高岭石类。
水 水
高岭石的性质特点：
▪ 晶格内的水铝片和硅氧片很少发生同晶替代， 因此无永久性电荷。但水铝片上的--ＯＨ 在一 定条件下解离出氢离子，使高岭石带负电。
1）2：1型 2）胀缩性大，层间分子引力 3）电荷数量多：CEC：80-120cmol(+)/kg 发生铝片 Al3+被Mg2+替代。 4）胶体性质突出：颗粒细小。 0.01-1µm
c、水化云母组：[(OH)4 K9(AI4 Fe4 Mg4 Mg6)(Si8-y Al9)O20]
2：1型非膨胀性粘土矿物，青藏高原 东北 西北 华北
晶片与晶片之间形成氢键而结合牢固，水分 子及其他离子难以进入层间，并且形成较大的 颗粒。因此其吸湿性、粘结性和可塑性较弱， 富含高岭石的土壤保肥性差。
（2）蒙脱石类（ ２：１型铝硅酸盐矿物）
由两片硅氧片和一片水铝片 结合成的一个晶片（层）单 元，再相互叠加而成的。
每个晶层的两面均由O离子 组（硅氧片上的），因而叠 加时晶层间不能形成氢键， 而是通过“氧桥”联结，这 种联结力弱，晶层易碎裂， 其晶粒比高岭石小。
第六章 土壤的保肥性与供肥性
第一节 土壤保肥性和供肥性与植物生 长 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 土壤保肥性和供肥性与植物生长
一、土壤的保肥性与供肥性 土壤保肥性：土壤吸持、保存植物养分的能力。 土壤供肥性：土壤向植物提供有效养分的能力。
1）2：1型 2）无膨胀性：k+位六边形晶格中，起键联作用。 3）电荷数量较多：同晶替代普遍，发生硅片Si4+被 Al3+替代，CEC：20-40cmol(+)/kg 4）胶体特性：大小介于前二者之间，力学性质介于前 二者之间。
土壤胶体的类型
2.含水氧化铁、铝：（两性胶体）
此类胶体包括褐铁矿（2Fe2O3•3H2O）、水赤铁矿 （3Fe2O3•H2O）、针铁矿（Fe2O3•H2O）、水铝矿 （Al2O3•H2O）、三水铝矿（Al2O3•3H2O）等晶质矿物 和氢氧化铁[Fe(OH)3]、氢氧化铝[Al(OH)3]等非晶质矿 物。这些矿物都是铝硅酸盐深度风化的产物，均为两 性胶体。
1）1：1型
2）无膨胀性，氢键作用，膨胀性小于5%
3）电荷数量少，同晶替代弱或无，负电荷来源 断键，CEC：3ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ15cmol(+)/kg
4) 胶体性较弱，较其它粘土矿物粗，塑性，粘 结性，吸湿性弱。
b、蒙蛭组 [Al4 Si8 O20(OH)4]
2：1型膨胀型粘土矿物，蒙脱石、绿脱石、拜来石、蛭石， 东北 华北 西北较多。
与蒙脱石不同的是，硅氧片中的硅大部分被铝所取代，水铝片 中的铝也有不少被镁取代，因而具有比蒙脱石高得多的净负电 荷，具有很高的吸附阳离子能力，阳离子交换量达150 cmol(+)·kg-1。
蛭石的膨胀性比蒙脱石要小得多，其晶层间距1.45nm，属有限 膨胀型。它具有一定的内表面，但较蒙脱石小，晶体颗粒介于蒙 脱石和高岭石之间。蛭石在黄棕壤和黄壤中含量较高。
或氨基酸，多肽，多糖类化合物。
（三）土壤有机无机复合体
（一）土壤无机胶体（矿质胶体）
1、层状硅酸盐粘土矿物(晶体) A：构造特征
a、硅氧四面体和硅氧片
硅氧四面体：SiO4- 正四面体形状。
硅氧片：（单位晶片）
b、铝氧八面体和铝氧片
铝氧八面体：AlO69-
铝氧片
c、单位晶层 1：1型
(１) 高岭石类（１：１型铝硅酸盐矿物）
土壤胶体的类型
Al(OH)3+H+→Al(OH)2++H2O （pH<5） + OH↓ Al(OH)2O-+ H2O （pH>5）
纯净的氢氧化铁的等电点为pH7.1，氢氧化铝等 电点为pH8.1，所以它们在大多数酸性或中性土 壤中都带正电荷。
土壤胶体的类型
我国土壤粘土矿物的分布
温带干旱的漠境和 半漠境地带：
半干旱草原地区：
暖温带湿润地区：
中亚热带以南地区：
风化程度低，化学风化程度弱，以 形成水化度低的水云母为主，蒙脱 石不多。
蒙脱石迅速增加，结晶良好，以 蒙脱石和水云母为主。
蛭石显著增加，以水云母—蛭石为 主，说明环境有利于进一步脱钾。
土壤胶体的类型
特点：
胀缩性大，吸湿性强， 易在两边硅氧片中以Al3+ 代Si4+，有时可在硅铝片 中，一般以Mg2+代Al3+→ 带负电→吸附阳离子。
如蒙脱石，这类矿物多 出现于北方土壤。如东 北、华北的栗钙土、黑 钙土和褐土等。
硅氧片 铝氧片
硅氧片
蛭石
也是2﹕1型膨胀型粘土矿物，其晶层结构与蒙脱石基本相同， 也是两层硅氧片中夹一层水铝片。
d、同晶替代 组成矿物的中心离子被电性相同大小相近的
离子所替代，而晶格构造保持不变的现象。
例如：Al3+与Fe3+ Si4+被Al3+ Al3+被Mg2+由 于同晶替代作用产生负电荷，称为永久电荷。
硅酸盐类粘土矿物的种类及一般特性
a、高岭组： [Al4Si4O10(OH)8]
1：1型非膨胀型粘土矿物，高岭石、珍珠陶土、迪 恺石、埃洛石，热带、亚热带土壤中多。华中、华南、 西南。