6第六讲土壤胶体.ppt

六、土壤胶体 土壤胶体是土壤固体颗粒最细小的部分，也是物理性质和化学性质最活跃的部分。对土壤的保肥、供肥性能、土壤反应、缓冲作用、土壤结构、土壤物理机械性质等均有一定影响。 一）、土壤胶体的概念 土壤中的固相、液相和气相呈互相分散的胶体状态，土壤中具胶体行为的颗粒，粒径可高达5μm，也可低至0.001μm。目前，土壤学中所指的土壤胶体是指土壤颗粒直径小于2μm的土壤微粒。 二）、土壤胶体的组成 （一）土壤矿物质胶体 有时将无机胶体称为粘土矿物 1、层状硅酸盐矿物 （1）基本结构： 基本结构单元是： 硅氧四面体 铝氧八面体 （2）主要类型矿物的晶体构造特征 A 高岭组：高岭石、埃洛石等，1：1型，非膨胀性，电荷少，胶体弱； 化学式为Al2Si3O5（OH）4或Al2O3·2SiO2·2H2O，是矿物强烈风化作用下的产物。 主要存在于我国的热带、亚热带地区，如滇桂南部、闽粤东南部、南海各岛和台湾等地的土壤中。 B 蒙脱组：蒙脱石、蛭石等，2：1型，膨胀性大，电荷多，胶体突出； 是由基性火成岩在微碱性环境下风化而成的。 广泛分布在我国内蒙古高原、西北东南部、大小兴安岭、长白山和东北平原的土壤中。 C 水化云母组：水化云母（伊利石）等，2：1型，非膨胀性，电荷多，胶体中等 是云母分解向蛭石和蒙脱石过渡的中间产物。 伊利石是干旱、半干旱地区土壤中的主要粘土矿物，如新疆、内蒙古、青海、甘肃、西藏和东北各地区的土壤。 3、我国土壤次生粘粒矿物的分布 南方以高岭石和含水的氧化物为主； 北方以2：1型矿物如蒙脱石、蛭石、水化云母等为主，另有少量氧化物。 决定电位离子层 双电层 非活性补偿离子层 反离子层 （或补偿离子层） 活性补偿离子层 （或离子扩散层） 电动电位： 是指在非活性补偿离子层界面上的电位势，即非活性补偿离子层与粒间溶液之间产生的电位差，也称为动电电位，或扩散层电位。 可达几十毫伏，这电位实际上是胶体对溶液所表现出来的电位势。当溶液离子浓度增大，有效补偿了胶体表面的电荷，扩散层变薄，电动电位降低。 永久电荷 类似同晶替代所产生的电荷不受介质的影响，称为永久电荷，因其电荷均为负值，也称为永久负电荷。 可变电荷 上面(2)、(3)、(4)引起的胶体带电荷，受pH影响。因而把因受介质pH影响而产生的电荷称为可变电荷。 （1）土壤胶体发生分散原因： A、 胶粒电动电位增大，或胶粒水化； B 、土壤碱性增强； C、1价阳离子代换了2、3价阳离子。低价电动电位大，分散。 （2）土壤胶体发生凝聚的原因： A 、降低土壤pH； B 、2、3价代替1价阳离子； C、 胶体电动电位减小，并胶粒水化减弱。 2、3价阳离子所引起的凝聚使不可逆的。 （四）物理机械性质 土壤胶体具有粘结性、粘着性和可塑性等一系列的性质。 在物体的表面，由于表面分子的四周不都是相同的分子，受到的力就不均衡，使表面分子对外表现有剩余能量，这种能量是由于表面的存在而产生，所以叫做表面能。 四）、土壤胶体的性质 （一）巨大的表面能 （二）带电性 土壤胶体微粒都带有一定的电荷，在多数情况下带负电荷，但也有带正电荷的，还有因环境条件不同而带不同电荷的两性胶体。 土壤胶体微粒带电的主要原因是由于微粒表面分子本身的解离所致。 腐殖质解离 腐殖质解离 2.腐殖质胶体带电 　　　－COOH　　－COO－＋H＋ 　　　◎－OH　　　　◎－O－＋H＋ 由于腐殖质分子量大、官能团多，解离后带电量大，对土壤保肥供肥性有重要影响。 1.含水二氧化硅（H2SiO3） 　　　H2SiO3 　SiO32－＋2H＋ （1）同晶置换作用 粘土矿物晶质中的一种离子被另一种离子取代的过程。在这个过程中，只改变了矿物质的化学成分，而矿物的结晶构造不变，故叫做同晶置换作用。 3．粘土矿物胶体带电 土壤中粘土矿物胶体一般都带负电荷，其电荷来源有以下几个方面。 （2）晶格破碎边缘带电 矿物质风化破碎过程中，晶格边缘离子一部分电荷未被中和而产生剩余电荷，使晶体边缘带电。 （3）晶格表