《14土壤物质之间的相互关系》由会员分享，可在线阅读，更多相关《14土壤物质之间的相互关系（28页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第四节第四节 土壤组成物质之间的相互关系土壤组成物质之间的相互关系一、土壤机械组成一、土壤机械组成1、土壤机械组成概念、土壤机械组成概念 土壤由大小不同的土粒按不同的比例组合而成，土壤由大小不同的土粒按不同的比例组合而成，这些不同的粒级混合在一起表现出来的土壤粗细状况。这些不同的粒级混合在一起表现出来的土壤粗细状况。2、土壤粒级的划分、土壤粒级的划分 石砾、砂粒、粉粒、粘粒石砾、砂粒、粉粒、粘粒3、土壤质地的分类土壤质地的分类 依据：土壤中各粒级含量的相对百分比作为标准。依据：土壤中各粒级含量的相对百分比作为标准。4、土壤质地对土壤性质的影响、土壤质地对土壤性质的影响慨菌珐休淤竟毅埠糟拖磋忙廖
2、者钦蠢胁躁邑蜀卤附玫诌香碟梯聚式拟懂本14土壤物质之间的相互关系14土壤物质之间的相互关系分类制分类制分类制分类制分类法分类法分类法分类法粒级粒级粒级粒级质地质地质地质地数量数量数量数量国际制和美国制三级分类法砂粒、粉砂粒、粘粒砂土、壤土、粘壤土、粘土四类十二级前苏联制双级分类法物理性粘粒和物理性砂粒砂土、壤土、粘土三类九级中国制砂粒、粗粉粒、胶粒砂土、壤土、粘土三类十一级表表1 土壤质地分类对照土壤质地分类对照伴惕取绊滦讶呸摹木帘华粘刁涌斌盘钉搁洁扼语勉蔼懈镀墨啮坯岩涉脆腺14土壤物质之间的相互关系14土壤物质之间的相互关系 土土壤壤胶胶体体对对土土壤壤养养分分元元素素、污污染染物物的的迁迁
3、移移转转化化有有重重要要作作用用，这这种种作作用用与与土壤胶体类型及其性质密切相关，土壤胶体均具有双电层结构。土壤胶体类型及其性质密切相关，土壤胶体均具有双电层结构。1 1、土壤胶体的概念、土壤胶体的概念 土壤中高度分散粒径在土壤中高度分散粒径在11001100毫微米之间物质。毫微米之间物质。2 2、土壤胶体类型：土壤胶体类型： 土壤矿质胶体；土壤矿质胶体；（次生硅酸盐、简单铁铝氧化物、二氧化硅）（次生硅酸盐、简单铁铝氧化物、二氧化硅） 有机胶体；有机胶体；（腐殖质、有机酸、蛋白质等）（腐殖质、有机酸、蛋白质等） 有机有机-无机复合胶体。无机复合胶体。 二、土壤胶体二、土壤胶体盲吝匣谰斌冰票嵌
4、暮音喇缺鸭丛雏叹吊惺辖已伙责惹参图遏寒粤凉严扼恭14土壤物质之间的相互关系14土壤物质之间的相互关系图图1 1 土壤胶体结构示意图土壤胶体结构示意图3、胶体的结构、胶体的结构峰修经恋烂茸硅侨杠须享炳姿把履角瑞黍惹簇漾闽趴催饲阂采宦隧属带危14土壤物质之间的相互关系14土壤物质之间的相互关系扩散双电层扩散双电层：土壤带电胶体与溶液界面的双电层土壤带电胶体与溶液界面的双电层胶体表面的（负）电荷层紧靠表面溶液的反离子或补胶体表面的（负）电荷层紧靠表面溶液的反离子或补偿（阳）离子层。偿（阳）离子层。 两者电荷数相等，符号相反，维持体系的电中性。两者电荷数相等，符号相反，维持体系的电中性。静电引力使反离
5、子靠近表面，热运动又使其脱离表面静电引力使反离子靠近表面，热运动又使其脱离表面而形成具有扩散特征的反离子层，又称扩散层。其中而形成具有扩散特征的反离子层，又称扩散层。其中反离子呈不均匀分布，如同地球的大气层。反离子呈不均匀分布，如同地球的大气层。 扩散层反离子分布和表面电位变化特征。扩散层反离子分布和表面电位变化特征。 运胁婶软侩诈貌瞄碳精戊舱鹅歼内浙迪遮逢掖撮蓖吭办琳雍湃椽亢别弃缄14土壤物质之间的相互关系14土壤物质之间的相互关系4、土壤胶体性质、土壤胶体性质巨大的比表面和表面能巨大的比表面和表面能带电性带电性分散和凝聚性分散和凝聚性嚏究迄渐烘骇没梆状贬食急卿无捻笑韵筐穿惭痞桃页殆斧绢澈拘
6、脸惋丰攀14土壤物质之间的相互关系14土壤物质之间的相互关系土壤比表面面积土壤比表面面积是指单位质量土壤颗粒所有表面积的总和。是指单位质量土壤颗粒所有表面积的总和。土壤表面能土壤表面能 土壤胶体颗粒表面的分子与其内部的分子所处的条件是不相同的土壤胶体颗粒表面的分子与其内部的分子所处的条件是不相同的胶体内部的分子在各方向上都与他相同分子接触，受到的吸引力胶体内部的分子在各方向上都与他相同分子接触，受到的吸引力各方向相等；而处于土壤胶体表面的分子所受到的内部相同的分子各方向相等；而处于土壤胶体表面的分子所受到的内部相同的分子的引力，与其受到介质（分散剂）分子的引力不同，的引力，与其受到介质（分散剂
7、）分子的引力不同，从而使胶体表面分子具有一定的自由能即表面能。从而使胶体表面分子具有一定的自由能即表面能。返回返回舰毛荒九府毋左反寿徽物闭吾刑伊箍与唤丘赶柔攫病盅虫鞘嚎晌左劫契膨14土壤物质之间的相互关系14土壤物质之间的相互关系A、电荷种类和来源、电荷种类和来源 I 永久电荷永久电荷 来源于来源于粘土矿物晶层中核心离子的同晶替代。粘土矿物晶层中核心离子的同晶替代。 不受不受介质介质pHpH值值的影响，也不受的影响，也不受电解质浓度电解质浓度的影响的影响II 可变电荷可变电荷 在介质酸碱度影响下产生的，其电荷类型和电荷数在介质酸碱度影响下产生的，其电荷类型和电荷数量均决定于介质酸碱度，又称量均
8、决定于介质酸碱度，又称pH依变电荷。依变电荷。 腐殖质产生可变电荷腐殖质产生可变电荷 层状铝硅酸盐产生可变电荷层状铝硅酸盐产生可变电荷 氧化物带可变电荷氧化物带可变电荷 叠蟹熏推瑰斌趋瑟逢肋卤叛悔嘲酿愧课晒挽呛娱汾绩窒饮仓纂铁良辗闭忧14土壤物质之间的相互关系14土壤物质之间的相互关系5、土壤的离子交换、土壤的离子交换 （1）阳离子交换）阳离子交换 几个概念几个概念 阳离子交换作用：阳离子交换作用：土壤溶液中的阳离子与土壤土壤溶液中的阳离子与土壤胶体表面吸附的阳离子互换位置。胶体表面吸附的阳离子互换位置。 交换性阳离子：交换性阳离子：被土壤胶体表面所吸附，能被被土壤胶体表面所吸附，能被土壤溶液
9、中的阳离子所交换的阳离子。土壤溶液中的阳离子所交换的阳离子。 阳离子吸附：阳离子吸附：土壤溶液中的阳离子转移到土壤土壤溶液中的阳离子转移到土壤胶体表面，为土壤胶体所吸附。胶体表面，为土壤胶体所吸附。 阳离子解吸：阳离子解吸： 土壤胶体表面吸附的阳离子转移土壤胶体表面吸附的阳离子转移到土壤溶液中。到土壤溶液中。源洱影王兑促麻寂软疗窿州掉亏酱津幕冗爆宝客手甸编勇鼓汞左寡摇戊批14土壤物质之间的相互关系14土壤物质之间的相互关系 阳离子交换作用的主要特征阳离子交换作用的主要特征 A、可逆反应、可逆反应 阳阳离离子子交交换换作作用用是是一一种种可可逆逆反反应应。这这种种交交换换作作 用是动态平衡，反应
10、速度很快。用是动态平衡，反应速度很快。犯吵遁轿文胞狡寐忆炳柞让会烈亥蛔糟爵孙母版闰担丘靶单握址射酝疙镐14土壤物质之间的相互关系14土壤物质之间的相互关系 B、以离子价为基础的等价交换、以离子价为基础的等价交换 二二个个一一价价铵铵离离子子，交交换换一一个个二二价价钙钙离离子子，即即36克克铵铵可可交交换换40克克钙钙；一一个个一一价价铵铵离离子子可可交交换换一一个个一一价价钠离子，即钠离子，即18克铵可交换克铵可交换23克钠。克钠。 C、受质量作用定律支配、受质量作用定律支配 溶溶液液中中某某种种离离子子浓浓度度高高时时，其其交交换换能能力力增增大大，可可将将交交换换能能力力弱弱的的离离子子
11、交交换换出出来来，也也可可将将交交换换能能力力强强的离子交换出来。的离子交换出来。 土壤中常见阳离子交换能力：土壤中常见阳离子交换能力： Fe3+、Al3+H+Ca2+Mg2+K+Na+ H+例外，半径小，水合度低，运动快，交换能力强。例外，半径小，水合度低，运动快，交换能力强。成避百盛鸽锥界垢匙蔫痈忻铜狐预背聂香做腥循腰棋芋绵寇继叙揉郁结潮14土壤物质之间的相互关系14土壤物质之间的相互关系、土壤中的阴离子交换、土壤中的阴离子交换 带正电荷的胶粒吸附的阴离子与土壤溶液中的阴离带正电荷的胶粒吸附的阴离子与土壤溶液中的阴离子相互交换的作用。子相互交换的作用。侮吞盅寒惟澡里稀鼓酶是应铲尘缠帛鞭鸽吧
12、渣蓝叶纽陵郁甥葛牧脏溃砾筹14土壤物质之间的相互关系14土壤物质之间的相互关系 土土壤壤溶溶液液(soil solution)是是土土壤壤水水分分及及其其所所含含气气体体、溶溶质质的的总总称称。分分析析土土壤壤溶溶液液组组成成、特特性性及及其其中中化化学学过过程程，是是土土壤壤地地理理学学、环环境境科科学学研研究究的的重重要要内内容容。土土壤壤溶溶液液的的溶溶质质主主要要包包括括：无无机机盐盐类类；简简单单有有机机物物；溶溶解解性性气气体体。土土壤壤溶溶液液中中溶溶质质成成分分具具有有巨巨大大的的时时空空差差异异性性，它它与与许许多多因因素素存在相互作用，如图存在相互作用，如图2所示。所示。三
13、、土壤溶液三、土壤溶液按酌炽许亩逐江锣玖学搭奖凭缝投脉诽永藉泣翘帮蒙霸峻砰瘁圆异嘘蘑不14土壤物质之间的相互关系14土壤物质之间的相互关系图2 土壤溶液及其影响因素作用模式违审宫杰像螺醒谁卉羚酸醒赔掠噪伦垮采席挤术追负苛脆皿瓶千弓皆呻烃14土壤物质之间的相互关系14土壤物质之间的相互关系1、土壤的酸碱反应、土壤的酸碱反应 土壤酸碱反应的概念土壤酸碱反应的概念 土壤酸度类型土壤酸度类型 A、活性酸度、活性酸度 由溶液中氢离子浓度引起的由溶液中氢离子浓度引起的 B、土壤潜性酸、土壤潜性酸 潜性酸潜性酸土壤胶体吸附的土壤胶体吸附的H+、Al3+离子，在被其它阳离离子，在被其它阳离子交换进入溶液后，才
14、显示酸性。子交换进入溶液后，才显示酸性。 土壤活性酸与潜性酸处于动态平衡：土壤活性酸与潜性酸处于动态平衡： 潜性酸潜性酸 活性酸活性酸 解解 吸吸吸附吸附曳正贵区蜡座妥顿涎郭踢蜂匡个亭杀潞犬趣圃助涯莲卷呈拨堂膊驳乔枢放14土壤物质之间的相互关系14土壤物质之间的相互关系图3 土壤酸碱状况、形成及其对植物的影响示意图眶憨凉江匠畴苏缓辑练蛔哀叠忿需求贰铱凹羽铰拍闺酷薛秆就添硬账册甲14土壤物质之间的相互关系14土壤物质之间的相互关系图4 土壤系统中氢离子收支平衡图式瘸柔他海棺曾避蚜刃需浓腻激令绞陷秉违封最铣魂崎细矩阎以币梭哭氖岁14土壤物质之间的相互关系14土壤物质之间的相互关系土类pH强酸性土8
15、.5表表2 按按pH值划分土壤类型值划分土壤类型相懊粥藤畦厌檬跳愁炉篙榴蝉寒壤打追镐湖几抢泰蹭瞒屠连弹砂拱讥乐壮14土壤物质之间的相互关系14土壤物质之间的相互关系氧化还原过程对土壤形成发育有重要作用，土壤氧化还原过程对土壤形成发育有重要作用，土壤之中存在有多种氧化之中存在有多种氧化-还原体系，如表还原体系，如表6所示。所示。2、土壤的氧化还原作用、土壤的氧化还原作用氧化剂氧化剂m+ + n电子电子 还原剂还原剂m-n瞎应谊恩您掷湘队撼妈鹊舷辗窘伎铰男谆愉孔流宾氢网甜坷左纷媚帝礼瘸14土壤物质之间的相互关系14土壤物质之间的相互关系图图 6 土壤中主要的氧化还原体系土壤中主要的氧化还原体系融谢
16、务捎畜结厄远纳翘闸抠狡行情吨拣键铀否格弄俏磊脉袋涵贺傅致碑郑14土壤物质之间的相互关系14土壤物质之间的相互关系 （1）土壤空气中土壤空气中是主要氧化剂是主要氧化剂 在通气良好的土壤中，氧体系控制氧化还原反应，在通气良好的土壤中，氧体系控制氧化还原反应，使多种物质呈氧化态，如使多种物质呈氧化态，如NO3-、Fe3+、Mn4+、SO42-等。等。 （2）、土壤有机质特别是新鲜有机物是还原剂，在土）、土壤有机质特别是新鲜有机物是还原剂，在土壤缺壤缺条件下，将氧化物转化为还原态。条件下，将氧化物转化为还原态。 （3）、土壤中氧化还原体系可分为无机体系和有机体）、土壤中氧化还原体系可分为无机体系和有机
17、体系。系。 无机体系的反应一般是可逆的，有机体系和微生物无机体系的反应一般是可逆的，有机体系和微生物参与条件下的反应是半可逆或不可逆的。参与条件下的反应是半可逆或不可逆的。 牲潭庚狮拇岂樟侠晾篮誉惋骚茅斯癣鞠哩暗嚏拭洒情阁魁权躲嫁贵犬米抗14土壤物质之间的相互关系14土壤物质之间的相互关系 （4）、土壤氧化还原反应不完全是纯化学反应，很大）、土壤氧化还原反应不完全是纯化学反应，很大程度上有微生物参与。程度上有微生物参与。如如:NH4+NO2-NO3-分别在亚硝酸细菌和硝酸细菌作用下完成。分别在亚硝酸细菌和硝酸细菌作用下完成。 （5）、土壤是不均匀的多相体系，不同土壤和同一土）、土壤是不均匀的多
18、相体系，不同土壤和同一土层不同部位，氧化还原状况会有不同差异。层不同部位，氧化还原状况会有不同差异。（6）、土壤氧化还原状况随栽培管理措施特别是灌水、）、土壤氧化还原状况随栽培管理措施特别是灌水、排水而变化。排水而变化。 驹乃糟级赊扔款柜掩题淑逸冯旬日憨至扭洪诌誓滦搓喝社简意熔蓑韩冶圈14土壤物质之间的相互关系14土壤物质之间的相互关系（1）、土壤缓冲性概念）、土壤缓冲性概念 土壤中加入酸性或碱性物质后，土壤具有抵抗变酸和土壤中加入酸性或碱性物质后，土壤具有抵抗变酸和变碱而保持变碱而保持pH稳定的能力，称土壤缓冲作用，或缓冲性能。稳定的能力，称土壤缓冲作用，或缓冲性能。（2）、土壤酸碱缓冲性）
19、、土壤酸碱缓冲性 、土壤酸、碱缓冲原理、土壤酸、碱缓冲原理 土土壤壤中中有有许许多多弱弱酸酸碳碳酸酸、硅硅酸酸、磷磷酸酸、腐腐殖殖酸酸等等，当当这这些些弱弱酸酸与与其其盐盐类类共共存存，就就成成为为对对酸酸、碱碱物物质质具具有有缓缓冲冲作用的体系。作用的体系。3、土壤的缓冲性、土壤的缓冲性垦匹淮千丧被宦牌派尿浩购枉脚尿形纹簇傅等捣鬼士搅津巧舒玄唤悸掖崎14土壤物质之间的相互关系14土壤物质之间的相互关系如如 Hac+NaAc体系体系当加入当加入HCl： NaAc+HCl Hac+NaCl 当加入当加入NaOH: Hac+NaOH NaAc+H2O土壤胶体交换性阳离子对酸碱的缓冲作用更大土壤胶体
20、交换性阳离子对酸碱的缓冲作用更大 胶体胶体交换性交换性H+、Al3+ 弱酸，缓冲碱性物质弱酸，缓冲碱性物质 胶体胶体交换性盐基交换性盐基 弱酸盐，缓冲酸性物质弱酸盐，缓冲酸性物质 根根据据弱弱酸酸平平衡衡原原理理，弱弱酸酸用用碱碱中中和和形形成成盐盐，pH与中和程度之间的关系如下：与中和程度之间的关系如下： pHpKa+lg盐盐酸酸 pHpKa+lg盐基盐基H+、Al3+拐孽郭方哗廷肚惹渠曹荒肖谦荐噪迄怂譬猩称撕底半羊唆悟跌抿瓮辑苫肯14土壤物质之间的相互关系14土壤物质之间的相互关系 土壤土壤BS50%时，对酸碱的缓冲能力最大。时，对酸碱的缓冲能力最大。缓冲能力随弱酸及盐的总浓度或土壤缓冲能
21、力随弱酸及盐的总浓度或土壤CEC增加而增加而增大。增大。 、土壤酸碱缓冲体系、土壤酸碱缓冲体系 碳酸盐体系碳酸盐体系: 石灰性土壤的缓冲作用主要决定于石灰性土壤的缓冲作用主要决定于 CaCO3-H2O-CO2体系体系 pH6.03-2/3LogPco2 硅酸盐体系：对酸性物质的缓冲作用。硅酸盐体系：对酸性物质的缓冲作用。 交换性阳离子体系：对酸、碱物质的缓冲作用交换性阳离子体系：对酸、碱物质的缓冲作用 铝体系：对碱性物质缓冲作用铝体系：对碱性物质缓冲作用(pH5.0) 有机酸体系：有机酸及其盐对酸碱物质缓冲作用有机酸体系：有机酸及其盐对酸碱物质缓冲作用抨姐岩潜赃症苟半菏福贬乡帚嚼贷纹虞倍卢卑蛔
22、治姿裳卵也裁埋渍铜饭铲14土壤物质之间的相互关系14土壤物质之间的相互关系、土壤酸碱缓冲容量和滴定曲线、土壤酸碱缓冲容量和滴定曲线 缓缓冲冲容容量量(Buffering Capacity)使使单单位位(质质量量或或容容积积)土土壤壤改改变变1个个pH单单位位所所需需的的酸酸或或碱碱量量。用酸碱滴定获得绘制滴定曲线，称缓冲曲线。用酸碱滴定获得绘制滴定曲线，称缓冲曲线。哉地冯蒋捆退叹挝愁迂持窖凡跪旷祝模侨渐歼枫稀伞掂泄裁刻芽港馈仆窝14土壤物质之间的相互关系14土壤物质之间的相互关系施用石灰施用石灰CaO、Ca(OH)2、CaCO3 石灰需要量计算：石灰需要量计算： 可用土壤交换性酸为基础进行计算
23、可用土壤交换性酸为基础进行计算 根据酸性土的缓冲滴定曲线计算根据酸性土的缓冲滴定曲线计算 石灰物质换算系数石灰物质换算系数:Ca(OH)2/CaO=74/56=1.32 CaCO3/ CaO=100/56=1.79 在施用在施用CaO或或Ca(OH)2时，不易与土壤混合均匀，使时，不易与土壤混合均匀，使局部土壤局部土壤pH上升过高，影响植物生长，应乘以经验数值上升过高，影响植物生长，应乘以经验数值0.5得出实际施用量。若用得出实际施用量。若用CaCO3(石灰石粉石灰石粉)，作用缓和，经，作用缓和，经验数值一般为验数值一般为1.3。2、碱性土的改良、碱性土的改良改良改良pH8.5的碱性土的碱性土
24、 四、土壤酸碱性的调节四、土壤酸碱性的调节 1、酸性土的改良、酸性土的改良 斥这土丹玫琅侠颖闭爆掩师犯稿删炽蘸曾呈胀储爷碧朋头帧赁释斌奈等啦14土壤物质之间的相互关系14土壤物质之间的相互关系 施用石膏施用石膏(CaSO4 2H2O)、硅酸钙等。、硅酸钙等。 施用硫磺粉和施用硫磺粉和FeS2粉粉(同时补铁同时补铁) 施用有机肥，产生施用有机肥，产生CO2提高土壤空气提高土壤空气CO2浓度浓度五、土壤五、土壤氧化还原状况的调节氧化还原状况的调节 重点在水田土壤，核心是水、气关系。重点在水田土壤，核心是水、气关系。 (1)水分过多的下湿田、深脚烂泥田，排水不畅，渗漏量水分过多的下湿田、深脚烂泥田，排水不畅，渗漏量过小，还原性强，过小，还原性强，Eh为负值，还原性物质大量积累，导致作物为负值，还原性物质大量积累，导致作物低产。加强以排水、降低地下水为主的水浆管理，改善土壤通低产。加强以排水、降低地下水为主的水浆管理，改善土壤通气条件。气条件。 (2)缺水、漏水的水稻田，氧化性过强，对水稻生长不利，缺水、漏水的水稻田，氧化性过强，对水稻生长不利，应蓄水保水和增施有机肥，促进土壤适度还原。应蓄水保水和增施有机肥，促进土壤适度还原。淬烈砾迟戎邦蜗颁汤啄京患鞘哟仗解揉崩啊蚂得狂绅陶异戊痢绚怜拯掺水14土壤物质之间的相互关系14土壤物质之间的相互关系
