3-2 土壤胶体与土壤吸收性能

1、土壤吸收性能类型
（1）机械吸收性:指土壤对物体的机械阻留 （2）物理吸收性:指土壤对分子态物质的保持能力 （3）化学吸收性:指易溶性盐在土壤中转变为难溶性盐而沉淀保存在 土壤中的过程 （4）物理化学吸收性:指土壤对可溶性物质中离子态养分的保持能力 （5）生物吸收性:指土壤中植物根系和微生物对营养物质的吸收
指土壤溶液为中性（pH = 7）时，每千克土所能吸附
的全部交换性阳离子的厘摩尔数称为土壤的阳离子交 换量。（CEC：cmol(+)kg-1 ）
阳离子交换量是评价土壤肥力的一个指标。 它直接反应土壤可以提供速效养分的数量，也 能表示土壤保肥能力、缓冲能力的大小。 CEC <10 10-20 >20
保肥能力 低
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2、土壤胶体的特性
（1）土壤胶体比表面和表面能
（2）土壤胶体电荷
（3）土壤胶体有凝聚和分散的作用，土壤胶体 的凝聚作用有的可逆有的不可逆。
土壤表面电荷和电位
土壤电荷的起因和种类：
① 永久电荷(permanent charge)
永久电荷起源于矿物晶格内部离子的同晶置换。
② 可变电荷(variable charge)
④ 土壤的盐基饱和度
致酸离子与盐基离子 在土壤里，被胶体吸附着的阳离子，可以分为 两类： 第一类是 H+ 和 Al3+ ，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金属离子，如 Ca2+ 、 Mg2+ 、 K+、 NH4+……等，在古典化学上，它们都称为盐基 离子。
盐基饱和度(base saturation percentage)BSP
3.2 土壤胶体与土壤吸收性能
一、土壤胶体 土壤胶体：土壤中最细微的颗粒； 胶体颗粒的直径一般在1-100nm（长、 宽、高三个方向上，至少有一个方向在 此范围内）
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1、土壤胶体的种类
（1）无机胶体：矿物 （2）有机胶体：主要成分腐殖质 （3）有机无机复合体（organo-mineral complex）
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2、土壤物理化学吸收性能 （1）土壤阳离子交换作用：在土壤中，被胶体 静电吸附的阳离子，一般都可以被溶液中另一种 阳离子交换而从胶体表面解吸。对这种能相互交
换的阳离子叫做交换性阳离子，而把发生在土壤
胶体表面的阳离子交换反应称之为阳离子交换作
用。
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① 阳离子交换作用特点：
a、可逆反应
b、反应迅速
随pH的变化而变化的土壤电荷，这种电荷称为 可变电荷。 零点电荷：如果在某个pH值时，粘土矿物表面上即 不带正电荷，也不带负电荷，其表面电荷等于零， 此时的pH值称为零点电荷（ZPC）。
二、土壤吸收性能
土壤吸收性能：指土壤能吸收和保留土壤溶液中的分子和离子，悬液
中的悬浮颗粒、气体以及微生物的能力。
离子半径与吸附力 一价离子 离子的真实半径(nm) 离子的水合半径(nm) Li+ 0.078 1.008 Na+ 0.098 0.790 K+ 0.133 0.537 NH+4 0.143 0.532 Rb+ 0.149 0.509
弱
强
③ 土壤阳离子交换量CEC(cation exchange capacity)：是
思考题
1、什么是土壤胶体？土壤胶体有哪几种类型？土壤胶体 有何特性？ 2、土壤吸收性能有哪几种类型？什么是阳离子交换作用？ 阳离子交换作用有何特点？哪些因素影响阳离子交 换能力？ 3、什么是阳离子交换量（CEC）? 什么是盐基饱和度？ 影响土壤阳离子有效度的因素有哪些？
中
高
影响土壤阳离子交换量的因素有：
a. 质地 质地越粘重，含粘粒越多的土壤，其阳离子交换 量也越大。
质地
CEC
砂土
1~5
砂壤土
7~8
壤土
15~18
粘土
25~30
b. 有机质 OM % CEC 有机胶体的CEC比矿质胶体的大。
c. 矿物胶体的性质及构造 蒙脱石2：1＞ 高岭石1：1 d. pH值 在一般情况下，随着pH的升高，土壤的可变电荷增 加，土壤的阳离子交换量也增加。
F- > 草酸根 > 柠檬酸根 > H2PO4- > HCO3- > HBO3- > SO42- > Cl - > NO3-
土壤中的阴离子依其吸附能力的大小可分为三类： ① 易被吸附的阴离子 最重要是：
H2PO4- HPO42- PO43-
HSiO3- SiO32- C2O42-
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② 吸附作用很弱或进行负吸附的阴离子：Cl- NO3- NO2③ 中间类型的离子： SO42CO32-
a. 交换性阳离子的饱和度：离子的饱和度越大，被解吸的 机会就越大，有效度就越大 b. 土壤中的互补离子效应
c. 由交换性离子变为非交换性离子的有效度问题
在土壤胶体上各种交换性盐基离子之间的相互 影响的作用—互补离子效应（陪伴离子效应）。
（2）土壤胶体对阴离子的吸附
各种阴离子被土壤吸收的次序如下：
c、等量交换
② 阳离子交换能力：阳离子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。
各种阳离子交换能力大小的顺序为： Fe3+＞Al3+＞H+＞Ca2+＞Mg2+＞NH4+＞K+＞Na+
影响阳离子交换能力的因素有：
a、电荷的数量
b、离子半径和离子水化半径
H+的交换力比两价的Ca2+、Mg2+离子大。 c、离子浓度
在土壤胶体所吸附的阳离子中，盐基离子的数量 占所有吸附的阳离子的百分比，叫盐基饱和度。 盐基饱和的土壤具有中性或碱性反应； 而盐基不饱和的土壤则具有酸性反应，为酸性土壤；
交换性盐基总量（毫克 当量 / 100 盐基饱和度 100% 阳离子交换量（毫克当 量 / 100克
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⑤ 影响交换性阳离子有效度的因素