第7章-土壤胶体表面化学.ppt

* * * * * * * * * * * * * 质地 砂土 砂壤土 壤土 粘土 CEC 1~5 7~8 15~18 25~30 质地 砂土 砂壤土 壤土 粘土 CEC 1~5 7~8 15~18 25~30 质地 砂土 砂壤土 壤土 粘土 CEC 1~5 7~8 15~18 25~30 * * * * * * * * * * * * * * 土壤胶体表面吸附的阳离子可以分为两种类型，一是盐基离子，如Ca2+、Mg2+、K+、NH4+等，二是致酸离子，包括土壤胶体吸附的H+、A13+离子。 盐基离子 盐基饱和度 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阳离子的百分比，称为盐基饱和度（base saturation，BS%）。 计算题： 测得某土壤的交换性阳离子含量分别为： Ca2+ 6 cmol(+)/kg Mg2+ 5 cmol(+)/kg H+ 2 cmol(+)/kg K+ 5 cmol(+)/kg Na+ 4 cmol(+)/kg Al 3+ 28 cmol(+)/kg 试计算土壤的盐基饱和度。 盐基饱和度与土壤性质 盐基离子多是植物营养所需要的养分，土壤盐基饱和度越高，盐基离子的有效性也就越高，所以盐基饱和度的高低反映了土壤保蓄阳离子的能力，是土壤肥力水平的重要指标之一。 BS%80%，肥沃 80%BS%50% 中等肥沃 BS%50%，肥力低 我国土壤的盐基饱和度呈北高南低的趋势，因而总体上看，北方土壤比南方土壤的肥力水平要高。 土壤盐基饱和度的高低也反映了土壤中致酸离子的含量，即土壤pH的高低。 阳离子的有效度 被土壤胶体表面吸附的养分离子，可以通过离子交换作用回到溶液中，仍可供植物吸收利用。但被土壤胶体吸附的交换性阳离子的有效度是否在任何情况下都是相同的呢？ 从土壤角度看，影响阳离子有效度的因素主要有： (1)离子饱和度； (2)陪补离子； (3)粘土矿物类型； (4)阳离子的专性吸附； (5)pH和离子强度; 是土壤吸附的某一种阳离子占阳离子交换量的百分数。 离子饱和度越大，被解吸的机会就越大，有效度越高。 土壤 CEC 交换性Ca 钙饱和度 钙有效性 A 8 6 75 高 B 30 10 33 低 土壤交换性钙离子饱和度与有效性的关系 1.离子饱和度 这一例子说明，在施肥上采用集中施肥的方法，如根系附近的条施、穴施等，可以增加离子在土壤中的饱和度，提高其对植物的有效度。 另一方面，同样数量的某种化肥，分别用于不同质地的土壤，肥效也会不同，砂质土的肥效快，粘质土的肥效较慢，原因是由于施肥后砂质土对离子的吸附能力弱，其离子饱和度一般会比粘土的高。 2.陪补离子 土壤胶体表面总是同时吸附着多种交换性阳离子。对于被土壤胶体吸附的某一种阳离子来说，同时被吸附的其他阳离子都是它的陪补离子。 陪补离子的交换力越强，其与土壤的结合越强，越能提高上述某离子的有效性。 陪补离子与交换性钙的有效性 土壤 交换性阳离子组成 小麦幼苗干重(g) 小麦幼苗吸钙量(mg) A B C 40%Ca+60%H 40%Ca+60%Mg 40%Ca+60%Na 2.80 2.79 2.34 11.15 7.83 4.36 盐基离子之间的相互影响—互补离子效应（陪伴离子效应） 3. 粘土矿物类型 蒙脱石吸附的阳离子一般位于晶层之间，吸附较牢固，有效性较低。 高岭石吸附的阳离子位于晶格外表面，吸附力较弱，有效性较高。 4. 阳离子的专性吸附 铁、铝、锰的氧化物及其水合物； 层状硅酸盐矿物边面上裸露的Al-OH基和Si-OH基； 低pH和高离子强度时，阳离子的有效性更高。 5. pH和离子强度 第四节 土壤胶体对阴离子的吸附与交换 土壤对阴离子的吸附 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- 2．吸附作用很弱或进行负吸附的阴离子 Cl- NO3- NO2- 3．中间类型的离子： SO42- CO32- 各种阴离子被土壤吸收的次序如下： F- 草酸根 柠檬酸根 H2PO4- HCO3- HBO3- SO42- Cl - NO3- 阴离子与土壤胶体间同样存在静电吸附与专性吸附。 吸附作用力受阴离子价数、离子半径及水合半径影响。 一、阴离子的静电吸附 土壤对阴离子的静电吸附是由表面带有正电荷的土壤胶体引起。 产生静电吸附的阴离子主要是Cl-、NO3-