土壤肥料学ppt课件第六章 土壤的保肥性与供肥性PPT资料56页
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非活性补偿离子层
补偿离子层（外） 扩散层
● 胶核：是胶粒的 基本部分，由粘粒 矿物、腐殖质、蛋 白质等成分所组成。
● 决定电位离子层： 胶核表面带电的离 子层，这层带电的 离子决定着胶粒的 电荷符号和电位大 小。
● 补偿离子层：决定 电位离子层产生的静电 引力吸附粒间溶液中带 相反电荷的离子，形成 补偿离子层。其中，距 离近的受静电引力大， 离子活动性小，只能随 胶核移动，称非活性补 偿离子层。距离远的受 静电引力较小，离子活 动性大，疏散分布，称 扩散层。
成为一个原子团（SiO4）4－， 电性未中和，通过与其相邻
的另一个硅四面体共用一个
氧原子，如此相联，成为六
个硅四面体构成的六角形网
孔，然后再与另外的六角形
网孔通过共同氧原子来联结，
如此继续联结，在水平方向 上构成一层叫硅氧片，成为
硅氧片
晶层的基本单元。
硅片可以用n(Si4O10)4-表示。
铝氧片
同样，由许多相 邻的铝八面体通 过共用氧原子相 联结，形成铝八 面体层，称水铝 片，也是晶层的 基本单元。铝片 可以用n(Al4O12)12表示。
土壤胶体通常是指直径小于1μm的固体 颗粒。也有文献称直径为2～0.001μm的土 粒为土壤胶体。
（二）土壤胶体的种类
★ 矿质胶体：层状硅酸盐类的粘土矿物 和铁、铝、硅等的氧化物及其水合物类 的粘土矿物。
★ 有机质胶体：主要是腐殖质。
★ 有机矿质复合体：土壤有机质胶体有 50％~90%是与矿质胶体结合，形成有机 矿质复合体。
★ 层状硅酸盐矿物的晶层即是由硅氧片和水铝 片叠合而成的。由于叠合方式不同，形成种类 多样的层状硅酸盐矿物。
● 其中主要有两类，一类是由一层硅氧片和一 层水铝片叠合成的，称11型矿物，主要为高岭 石类矿物。
● 另一种是由两层硅氧片中间夹一层水铝片 叠合而成的，称为2：1型矿物，这类矿物又分 膨胀型矿物和非膨胀型矿物。膨胀型矿物有蒙 脱石类和蛭石类，非膨胀型主要有水云母类。
蒙脱石晶体 构造示意图
不同土壤胶体的比表面
胶体种类
蒙脱石 水云母 高岭石 蛭石 水铝英石 腐殖质
内表面积 外表面积
m 2/g
土壤的供肥性好是指土壤的供肥速度适 中。若供肥太快太猛，也会造成土壤养分 因来不及被植物吸收而流失，
如果土壤的供肥速度太慢，则不能满 足植物生长需要，应注意补充速效肥料。
因此，一般要求土壤既有较强的保肥 能力，又有较强的供肥能力。
第二节 土壤胶体(soil colloid)及其基本特性
一、土壤胶体的种类 （一）土壤胶体的概念
层间作用力 氢键
同晶置换 少
CEC
小
物理性质
胀缩性、吸湿 能力、可塑性 等小
分子键
普遍
大
胀缩性、吸湿 能力、可塑性 等大
其晶层结构与蒙脱石相 近，但水云母晶层中硅 氧片中的硅约有15%为 铝所取代，产生正电荷 不足，由层间的钾离子 补偿。该类矿物的胀缩 性、粘结性、可塑性以 及阳离子吸附能力均不 如蒙脱石类矿物。
高岭石晶体构造示意图
高岭组粘土矿 物是南方热带 和亚热带土壤 中普遍而大量 存在的粘土矿 物，在华北、 西北、东北及 西藏高原土壤 中含量很少。
蒙脱石晶体构造示意图
蒙脱石组在我国东北、华北和西北地区的土壤中分布较广
高岭石和蒙脱石的构造特点及其性质的差异
晶格构造
1：1型
2：1型
一层硅氧片和 两层硅氧片和 一层水铝片 一层水铝片
[cmol(+)/kg]
强 80～120
0.1～2.0
不规则片状
90～150 0～5
90～150 中等 15～60
0.1～5.0
六角形片状
10～20 0
10～20 弱
3～15
含水铁、铝氧化物
氧化铁 赤铁矿、针铁矿、褐铁矿、磁铁矿等
土壤中常见的氧化铁矿物是赤铁矿和针铁矿
土壤中常见的铝氧化物是三水铝石［ Al（OH）3］ ★土壤中三水铝石的含量可作为脱硅作用和富铝作用的
水云母晶体构造示意图
伊利石广泛分布于我国多种土壤 中，尤其是华北干旱地区的土壤 中含量很高，而南方土壤中含量 很低。
三种主要粘土矿物的特性比较
蒙脱石类 水云母类 高岭石类
颗粒大小（μm） 0.01～1.0
形状
不规则片状
外表面
15～50
内表面
600～800
比面（m2/g）
600～800
粘结性 可塑性 胀 缩性 阳离子交换量
矿质胶体
(一)层状硅酸盐
(二)铁、铝、硅等的氧化物及其水合物
（一）层状硅酸盐
硅氧四面体
铝氧八面体
（1）硅氧四面体（或简称四面体） 硅氧四面体是硅酸盐矿物的最基本的
结构单位，不同的连接组合方式形成不同 的硅酸盐矿物。
硅氧四面体构造示意图
硅氧片示意图
在硅四面体中，硅原子以共
价键方式将四个氧原子联结
指标。 ★大致在北纬30以南地区的土壤中才出现三水铝石。 ★主要分布在热带和亚热带高度风化的酸性土壤中。
起重要作用的主要是非晶质（无定 形）的铁铝氧化物。非晶质的铁铝氧 化物可以吸附阴离子，如土壤中磷酸 根离子的吸附，使磷被固定，失去其 有效性。
三、土壤胶体的基本构造
胶核 胶体微粒
双电层
胶粒
决定电位离子层（内）
它与土壤养分的强度因素（I）和数量因素 （Q）关系密切。
强度因素是指土壤溶液中的养分浓度； 数量因素是指土壤液相中能被植物利用吸收 的有效养分的总量。
△Q/△I可用来表征土壤养分的缓冲 容量（B），B值大，表明保持土壤溶液 中养分浓度稳定的能力强，即该土壤能 平稳而持久地向植物提供营养物质。
二、土壤保肥性、供肥性对植物生长的影响
土壤胶体的性质
（一）巨大的比表面 （二）带电性 （三）分散性与凝聚性
（一）巨大的比表面
比表面是指单位重量胶体的总表
面积。常用每克土壤胶体的总表面 积即m2/g来表示。土壤胶体的表面
可分为内表面和外表面两种。
内表面是指膨胀型粘土矿物（如
蒙脱石、蛭石等）层间的表面。
外表面Βιβλιοθήκη Baidu指粘土矿物的外部表面
及腐殖质、游离氧化铁和铝等胶膜 的表面。
第一节 土壤保肥性和供肥性与植物生长
一、概念
★ 土壤的保肥性 ：是指土壤吸持和保存植 物养分的能力。
土壤保肥能力的大小受土壤的对植物养分
的多种作用的影响：分子吸附作用、化学固
定作用、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。
★ 土壤的供肥性是指土壤向植物提供养分 的能力。
补偿离子层（外） 扩散层
● 胶核：是胶粒的 基本部分，由粘粒 矿物、腐殖质、蛋 白质等成分所组成。
● 决定电位离子层： 胶核表面带电的离 子层，这层带电的 离子决定着胶粒的 电荷符号和电位大 小。
● 补偿离子层：决定 电位离子层产生的静电 引力吸附粒间溶液中带 相反电荷的离子，形成 补偿离子层。其中，距 离近的受静电引力大， 离子活动性小，只能随 胶核移动，称非活性补 偿离子层。距离远的受 静电引力较小，离子活 动性大，疏散分布，称 扩散层。
成为一个原子团（SiO4）4－， 电性未中和，通过与其相邻
的另一个硅四面体共用一个
氧原子，如此相联，成为六
个硅四面体构成的六角形网
孔，然后再与另外的六角形
网孔通过共同氧原子来联结，
如此继续联结，在水平方向 上构成一层叫硅氧片，成为
硅氧片
晶层的基本单元。
硅片可以用n(Si4O10)4-表示。
铝氧片
同样，由许多相 邻的铝八面体通 过共用氧原子相 联结，形成铝八 面体层，称水铝 片，也是晶层的 基本单元。铝片 可以用n(Al4O12)12表示。
土壤胶体通常是指直径小于1μm的固体 颗粒。也有文献称直径为2～0.001μm的土 粒为土壤胶体。
（二）土壤胶体的种类
★ 矿质胶体：层状硅酸盐类的粘土矿物 和铁、铝、硅等的氧化物及其水合物类 的粘土矿物。
★ 有机质胶体：主要是腐殖质。
★ 有机矿质复合体：土壤有机质胶体有 50％~90%是与矿质胶体结合，形成有机 矿质复合体。
★ 层状硅酸盐矿物的晶层即是由硅氧片和水铝 片叠合而成的。由于叠合方式不同，形成种类 多样的层状硅酸盐矿物。
● 其中主要有两类，一类是由一层硅氧片和一 层水铝片叠合成的，称11型矿物，主要为高岭 石类矿物。
● 另一种是由两层硅氧片中间夹一层水铝片 叠合而成的，称为2：1型矿物，这类矿物又分 膨胀型矿物和非膨胀型矿物。膨胀型矿物有蒙 脱石类和蛭石类，非膨胀型主要有水云母类。
蒙脱石晶体 构造示意图
不同土壤胶体的比表面
胶体种类
蒙脱石 水云母 高岭石 蛭石 水铝英石 腐殖质
内表面积 外表面积
m 2/g
土壤的供肥性好是指土壤的供肥速度适 中。若供肥太快太猛，也会造成土壤养分 因来不及被植物吸收而流失，
如果土壤的供肥速度太慢，则不能满 足植物生长需要，应注意补充速效肥料。
因此，一般要求土壤既有较强的保肥 能力，又有较强的供肥能力。
第二节 土壤胶体(soil colloid)及其基本特性
一、土壤胶体的种类 （一）土壤胶体的概念
层间作用力 氢键
同晶置换 少
CEC
小
物理性质
胀缩性、吸湿 能力、可塑性 等小
分子键
普遍
大
胀缩性、吸湿 能力、可塑性 等大
其晶层结构与蒙脱石相 近，但水云母晶层中硅 氧片中的硅约有15%为 铝所取代，产生正电荷 不足，由层间的钾离子 补偿。该类矿物的胀缩 性、粘结性、可塑性以 及阳离子吸附能力均不 如蒙脱石类矿物。
高岭石晶体构造示意图
高岭组粘土矿 物是南方热带 和亚热带土壤 中普遍而大量 存在的粘土矿 物，在华北、 西北、东北及 西藏高原土壤 中含量很少。
蒙脱石晶体构造示意图
蒙脱石组在我国东北、华北和西北地区的土壤中分布较广
高岭石和蒙脱石的构造特点及其性质的差异
晶格构造
1：1型
2：1型
一层硅氧片和 两层硅氧片和 一层水铝片 一层水铝片
[cmol(+)/kg]
强 80～120
0.1～2.0
不规则片状
90～150 0～5
90～150 中等 15～60
0.1～5.0
六角形片状
10～20 0
10～20 弱
3～15
含水铁、铝氧化物
氧化铁 赤铁矿、针铁矿、褐铁矿、磁铁矿等
土壤中常见的氧化铁矿物是赤铁矿和针铁矿
土壤中常见的铝氧化物是三水铝石［ Al（OH）3］ ★土壤中三水铝石的含量可作为脱硅作用和富铝作用的
水云母晶体构造示意图
伊利石广泛分布于我国多种土壤 中，尤其是华北干旱地区的土壤 中含量很高，而南方土壤中含量 很低。
三种主要粘土矿物的特性比较
蒙脱石类 水云母类 高岭石类
颗粒大小（μm） 0.01～1.0
形状
不规则片状
外表面
15～50
内表面
600～800
比面（m2/g）
600～800
粘结性 可塑性 胀 缩性 阳离子交换量
矿质胶体
(一)层状硅酸盐
(二)铁、铝、硅等的氧化物及其水合物
（一）层状硅酸盐
硅氧四面体
铝氧八面体
（1）硅氧四面体（或简称四面体） 硅氧四面体是硅酸盐矿物的最基本的
结构单位，不同的连接组合方式形成不同 的硅酸盐矿物。
硅氧四面体构造示意图
硅氧片示意图
在硅四面体中，硅原子以共
价键方式将四个氧原子联结
指标。 ★大致在北纬30以南地区的土壤中才出现三水铝石。 ★主要分布在热带和亚热带高度风化的酸性土壤中。
起重要作用的主要是非晶质（无定 形）的铁铝氧化物。非晶质的铁铝氧 化物可以吸附阴离子，如土壤中磷酸 根离子的吸附，使磷被固定，失去其 有效性。
三、土壤胶体的基本构造
胶核 胶体微粒
双电层
胶粒
决定电位离子层（内）
它与土壤养分的强度因素（I）和数量因素 （Q）关系密切。
强度因素是指土壤溶液中的养分浓度； 数量因素是指土壤液相中能被植物利用吸收 的有效养分的总量。
△Q/△I可用来表征土壤养分的缓冲 容量（B），B值大，表明保持土壤溶液 中养分浓度稳定的能力强，即该土壤能 平稳而持久地向植物提供营养物质。
二、土壤保肥性、供肥性对植物生长的影响
土壤胶体的性质
（一）巨大的比表面 （二）带电性 （三）分散性与凝聚性
（一）巨大的比表面
比表面是指单位重量胶体的总表
面积。常用每克土壤胶体的总表面 积即m2/g来表示。土壤胶体的表面
可分为内表面和外表面两种。
内表面是指膨胀型粘土矿物（如
蒙脱石、蛭石等）层间的表面。
外表面Βιβλιοθήκη Baidu指粘土矿物的外部表面
及腐殖质、游离氧化铁和铝等胶膜 的表面。
第一节 土壤保肥性和供肥性与植物生长
一、概念
★ 土壤的保肥性 ：是指土壤吸持和保存植 物养分的能力。
土壤保肥能力的大小受土壤的对植物养分
的多种作用的影响：分子吸附作用、化学固
定作用、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。
★ 土壤的供肥性是指土壤向植物提供养分 的能力。