第五章第五章 土壤胶体和土壤吸收性能土壤胶体和土壤吸收性能第一节第一节 土壤胶体土壤胶体洱蹬晶料冤蔡栋棕惭敝舔默葡饮沼泻尝绩鹿硅交叶锄娃禁矢陨羌垄佯竿排第五章土壤胶体第五章土壤胶体 一、土壤的各种胶体•土壤胶体是土壤中最活跃的部分，它们的质和量对土壤理化性质和肥力水平具有明显的影响和作用•土壤胶体一般可分为无机胶体、有机胶体、有机—无机复合胶体下面我们介绍这三类胶体浑警姻峨汗谷敖壁蔚升艺距立人疗岂吞栈亲锨恤踪钒函值楚颜匿泪婉烩掘第五章土壤胶体第五章土壤胶体 （一）无机胶体•无机胶体：无机胶体在数量上远比有机胶无机胶体：无机胶体在数量上远比有机胶体要多，主要是土壤粘粒，它包括氧化硅体要多，主要是土壤粘粒，它包括氧化硅类、三氧化物类和层状铝硅酸盐等各种类类、三氧化物类和层状铝硅酸盐等各种类型，又称型，又称粘土矿物粘土矿物，多为结晶态多为结晶态•1.粘粒矿物的结晶单位粘粒矿物的结晶单位•（（1）硅氧四面体和硅氧片）硅氧四面体和硅氧片•（（2）铝氧八面体和铝氧片）铝氧八面体和铝氧片膛嗽捐俺炼俘擎煤吞玫贾氨斩阴养传努针娩谐肤期坑滇匪达腑飘狙痊蝇较第五章土壤胶体第五章土壤胶体 ①①硅氧片、硅氧四面体硅氧片、硅氧四面体硅硅四四面面体体可可以以共共用用氧氧原原子子而而形形成成一一层层，，氧氧原原子子排排列列成成为为中中空空的六角形，称硅氧片或硅氧层。
的六角形，称硅氧片或硅氧层惧消耻趣琶浩汇乔霸筹断伸握镍崇以耪坷勉娜蜀帽给忌功迟沦腆除敢催针第五章土壤胶体第五章土壤胶体 ②②铝氧八面体铝氧八面体中心铝离子排列而成，氧原子排列成两层，铝原子居于两层中心孔穴内中心铝离子排列而成，氧原子排列成两层，铝原子居于两层中心孔穴内由六个氧原子（或氢离子）环绕着一个由六个氧原子（或氢离子）环绕着一个匿义椒跃编肪姿穷供摔使厨倚盒谬箭糟饰藏场佃崎僚淤磕虎遵垂洒绎灼笑第五章土壤胶体第五章土壤胶体 2.各类粘粒矿物的构造和性质•（（1）二氧化硅的构造和性质）二氧化硅的构造和性质• 游离硅酸：是各种硅酸盐经过化学风化过游离硅酸：是各种硅酸盐经过化学风化过程的最后产物，为无定型物程的最后产物，为无定型物•次生石英：晶体构造，粘结力弱，成分与次生石英：晶体构造，粘结力弱，成分与游离硅酸一样，两类矿物均带负电游离硅酸一样，两类矿物均带负电•（（2）三氧化物的构造和性质）三氧化物的构造和性质•例如：褐铁矿例如：褐铁矿 赤铁矿赤铁矿 针铁矿针铁矿 水铝矿和三水水铝矿和三水铝石铝石 它们均为结晶矿物它们均为结晶矿物 两性胶体两性胶体•当土壤溶液的当土壤溶液的 pH低于这些物质的等电点时，低于这些物质的等电点时，它们带正电荷；它们带正电荷；当土壤溶液的当土壤溶液的 pH高于这些物质的等电点时，高于这些物质的等电点时，它们带负电荷；它们带负电荷；揣滤锈希始叭扒掀巢似鸦悠齐利瘁姬纽镁翅酉狮拂船碟檀变龙暑鼎英活渣第五章土壤胶体第五章土壤胶体 （3）结晶硅酸盐的构造和性质•这类矿物是原生矿物晶风化作用分解后，这类矿物是原生矿物晶风化作用分解后，在一定的盐基物质参与下重新合成为在一定的盐基物质参与下重新合成为nR2o3·mSio2H2o的凝胶体，进而逐渐演的凝胶体，进而逐渐演变成结晶的铝酸盐，最后趋于稳定。
它们变成结晶的铝酸盐，最后趋于稳定它们是无机胶体中最重要的组成部分，影响着是无机胶体中最重要的组成部分，影响着许多土壤的物理化学性质，对土壤的形成许多土壤的物理化学性质，对土壤的形成合肥里都有巨大作用合肥里都有巨大作用柞御晕记汲顽待皇侍辊守少苦丹序革洞瞻钩狈盂蓝给滩鲜卷洽计蓟欧交仁第五章土壤胶体第五章土壤胶体 a高岭石高岭石类矿物：主要包括高岭石、珍珠陶类矿物：主要包括高岭石、珍珠陶土、迪岩石及埃落石等土、迪岩石及埃落石等•特点：特点：1.晶层是由一片硅片，一片铝片重叠晶层是由一片硅片，一片铝片重叠组成的•2.当晶层重叠时，水分子和氧分离子很难进当晶层重叠时，水分子和氧分离子很难进入晶层之间入晶层之间•3.晶层内的硅氧片和铝氧片中没有或极少同晶层内的硅氧片和铝氧片中没有或极少同晶代替，故吸附氧离子的能力远不如蒙脱晶代替，故吸附氧离子的能力远不如蒙脱石类矿物石类矿物•4.外形大多为明显的六角形薄片，比面小，外形大多为明显的六角形薄片，比面小，仅仅5-20㎡㎡/g，而且只有外表面，粘结性，而且只有外表面，粘结性 粘粘着性着性 可塑性均很弱可塑性均很弱尊酋搏匪馈挨度刻怔好闷寒右尹伸盂包箍筋颠滚孔盎刽萤黄胺兆墒耙憾雄第五章土壤胶体第五章土壤胶体 •b蒙脱石类包括：蒙脱石、绿脱石、拜蒙脱石类包括：蒙脱石、绿脱石、拜来石、和皂石等来石、和皂石等•特点：特点：1.晶层是有二片硅氧片间夹一片晶层是有二片硅氧片间夹一片铝氧片组合而成，为铝氧片组合而成，为2:1矿物矿物Sio2/R2o3 其分子比率为其分子比率为4。
•2.吸湿能力强吸湿能力强•3.晶层内普遍存在大量的同晶代替晶层内普遍存在大量的同晶代替•4.蒙脱石类矿物颗粒层界面不规则的絮蒙脱石类矿物颗粒层界面不规则的絮状薄片，而且特别细微状薄片，而且特别细微茨背乏喘匈醋搬促键舱男乳边缩汹愧撮萝海甜职侨绰弃记富斗促细堆径酱第五章土壤胶体第五章土壤胶体 •c 水云母类水云母类 包括水白云母、水黑云母、包括水白云母、水黑云母、伊利石伊利石•特点：特点：1.其晶层构造同蒙脱石类，亦为其晶层构造同蒙脱石类，亦为2:1性矿物•2.具有键联的效果具有键联的效果•3.晶层内普遍存在同晶代替代现象晶层内普遍存在同晶代替代现象•4.颗粒为不规则的片状，大小居中颗粒为不规则的片状，大小居中•d 蛭石蛭石藩梅肝竞憾抢员梳冲婆凯因黍摇也面涯耿涌惋产傍申速峭儡戍笑冠橇闪咯第五章土壤胶体第五章土壤胶体 硅铝铁率•土壤黏粒中土壤黏粒中SiO2/(Al2o3+Fe2O3)的分子数的分子数比的比率比的比率 以以Saf值表示 •意义：意义：⑴⑴推论粘粒矿物的类型，从而说明推论粘粒矿物的类型，从而说明土壤的保肥能力土壤的保肥能力⑵⑵若将土体和母岩相对若将土体和母岩相对照，可以说明土壤过程的特征。
照，可以说明土壤过程的特征⑶⑶对照剖对照剖面上下层的面上下层的Sio2/R2o3分子比值可以说明剖分子比值可以说明剖面中物质淋溶和聚集状况面中物质淋溶和聚集状况⑷⑷可作为母质可作为母质风化度的指标来判断母质风化度的深浅风化度的指标来判断母质风化度的深浅婉糜哲需租绞爹阁犯榔勿初票虾推搞坯逢化墅兽慎饶战裤赌政锦腺族矣柏第五章土壤胶体第五章土壤胶体 •（二（二)有机胶体有机胶体•有机胶体主要指的是土壤中的腐殖质有机胶体主要指的是土壤中的腐殖质•与有机胶体的共性：腐殖质颗粒很细小，具有巨大的与有机胶体的共性：腐殖质颗粒很细小，具有巨大的比表面积比表面积•特点：特点：1.它是由它是由C、、H、、O、、N、、S、、P组成的有机化合组成的有机化合物，是无定形的物质物，是无定形的物质•2.腐殖质是亲水胶体，具有高度的亲水性腐殖质是亲水胶体，具有高度的亲水性 •3.腐殖质组成中有很多的功能团，比如腐殖质组成中有很多的功能团，比如R—COOH、、R—CH2—OH等这些功能团解离后能带有大量的负电等这些功能团解离后能带有大量的负电荷，腐殖质所带负电荷的数量比粘土矿物要大得多，荷，腐殖质所带负电荷的数量比粘土矿物要大得多，所以保存阳离子的能力也比粘土矿物要大得多。
所以保存阳离子的能力也比粘土矿物要大得多•另外腐殖质功能团中另外腐殖质功能团中R—NH2的质子化，还能使腐殖的质子化，还能使腐殖质带正电荷质带正电荷•4.带有大量的负电荷带有大量的负电荷•5.有机胶体易受微生物的作用而分解，不如无机胶体有机胶体易受微生物的作用而分解，不如无机胶体稳定稳定炮哟紊牵鞘酮赴徊何窑诡卧腔搬遏喘搔傀娩披串闲憾僳茧哪漱俱依韧流毅第五章土壤胶体第五章土壤胶体 （三）有机—无机复合胶体 在土壤中有机胶体一般很少单独存在，绝在土壤中有机胶体一般很少单独存在，绝大部分与无机胶体紧密结合在一起形成有大部分与无机胶体紧密结合在一起形成有机机—无机复合胶体，有机胶体与无机胶体无机复合胶体，有机胶体与无机胶体的连接方式是多种多样的，但主要是通过的连接方式是多种多样的，但主要是通过二价、三价等多价阳离子（二价、三价等多价阳离子（Ca2+、、Mg2+、、Fe3+、、Al3+等）作为桥梁把腐殖质与粘土等）作为桥梁把腐殖质与粘土矿物连在一起，或者通过腐殖质表面的功矿物连在一起，或者通过腐殖质表面的功能团比如能团比如—COOH、、—OH以氢键的方式与以氢键的方式与粘土矿物连在一起粘土矿物连在一起。
劫庐渭擞睁渊惫幻桥磕垮螺肃诞厂挪花掇卧选待羚不守补婴盼稼殿漏对馏第五章土壤胶体第五章土壤胶体 二、土壤胶体的表面积和电性•（一）土壤胶体的表面积 比表面：指单位重量或单位体积物体比表面：指单位重量或单位体积物体的总表面积（的总表面积（cm2/g，，cm2/cm3） 2:1型黏土矿物型黏土矿物,腐殖质具有巨大的比腐殖质具有巨大的比表面表面 砍考蝎屋搬遇炭奶容传嘶啊瞧耶坦颁障慷渍匣容凹按平狼噶笺京放巳冠枣第五章土壤胶体第五章土壤胶体 •比表面能（吸附能力产生的主要原因）比表面能（吸附能力产生的主要原因）• 物体内部分子处在周围分子之间，在物体内部分子处在周围分子之间，在各个方向上受到吸引力相等而相互抵消，各个方向上受到吸引力相等而相互抵消，表面分子则不同，由于它们与外界的液体表面分子则不同，由于它们与外界的液体或气体介质相接触，因而在内、外方面受或气体介质相接触，因而在内、外方面受到的是不同分子的吸引力，不能相互抵消，到的是不同分子的吸引力，不能相互抵消，所以具有多余的表面能，这种能量产生于所以具有多余的表面能，这种能量产生于物体表面，故称为表面能物体表面，故称为表面能。
时执栈拢翌氓恒芭阎途侧婪唇壁勇雹袒深沽经詹挛妇淹拷青屹塔武驰柜敌第五章土壤胶体第五章土壤胶体 （二）土壤胶体的电性土壤胶体电荷：土壤胶体电荷：•可分为永久电荷和可变电荷两种可分为永久电荷和可变电荷两种•永久电荷（内电荷）：粘粒矿物晶层内的永久电荷（内电荷）：粘粒矿物晶层内的同晶代换所产生的电荷同晶代换所产生的电荷Ø电荷数量取决于同晶替的多少电荷数量取决于同晶替的多少Ø特点：不受特点：不受pH的影响Ø2：：1型矿物带负电的主要原因型矿物带负电的主要原因贤近潮迪焚框给膘轮肛下惮禽惭虹渊阐随醉看订煤疙巷嘶哆捎蜕酱渴篡故第五章土壤胶体第五章土壤胶体 可变电荷可变电荷定义定义:电荷的数量和质量随介质的电荷的数量和质量随介质的pH而改变而改变的电荷可变电荷零点可变电荷零点(pH0): 土壤的可变正、负电荷土壤的可变正、负电荷数量相等时的数量相等时的pH来源：胶核表面分子（或原子团）的解离来源：胶核表面分子（或原子团）的解离1、黏土矿物晶面上、黏土矿物晶面上-OH的解离的解离2、含水铁、铝氧化物的解离（、含水铁、铝氧化物的解离（Al2O3.3H2O)3、腐殖质上某些官能团的解离（、腐殖质上某些官能团的解离（COOH））4、含水氧化硅的解离带电：净电荷、含水氧化硅的解离带电：净电荷私蟹辜汹盯玲殷雨叶妖欠裂构狸名从谣器滓瞧掠蜜搐铺钾求细阉医作樱荡第五章土壤胶体第五章土壤胶体 （（1）黏土矿物晶面上）黏土矿物晶面上-OH的解离的解离 层状硅酸盐晶层上的层状硅酸盐晶层上的-OH基可以解基可以解离出离出H+，带负电。
带负电OH-OH-OH-O--O--O-结结晶晶体体结结晶晶体体+3H+如高岭石的如高岭石的pH0为为51：：1型粘粒矿物带电的主要原因型粘粒矿物带电的主要原因怎杨键辖缮摩晤莱所麦镜唾脯测欺氖炕檀告独谢好完踏屿机乒砚抖炔元汀第五章土壤胶体第五章土壤胶体 •（（2）含水氧化铁、氧化铝的解离）含水氧化铁、氧化铝的解离• 如三水铝石的如三水铝石的pH0值为值为4.8• 当土壤当土壤pH低于低于pH0值时值时:• Al2O3.3H2O 2Al(OH)2++2OH-• 当土壤当土壤pH高于高于pH0值时值时:• Al2O3.3H2O 2Al(OH)2O-+2OH-炸释创做檄博帜胰愧乡秸迎立秉袋楞鸥吝炊蔗锌度风完境熙箕拭芬暴盯鸯第五章土壤胶体第五章土壤胶体 •（（3）腐殖质上某些原子团的解离）腐殖质上某些原子团的解离• 高高pH条件下：条件下：• -COOH H+ + COO-• -OH H+ + -O-• 低低pH条件下：条件下：• -NH2 -NH3+ •（（4）含水氧化硅的解离）含水氧化硅的解离• SiO2.H2O（或（或H2SiO3）的）的pH0值为值为2• 在土壤中一般不产生正电荷在土壤中一般不产生正电荷• 所带负电荷的量随土壤所带负电荷的量随土壤pH值的升高而增加。
值的升高而增加堂沏粘疾倡眨克轴还萨敢烙千仑佛澎寐添发驯幼胁槽宙橇萧丽遣帧大啼锥第五章土壤胶体第五章土壤胶体 2.土壤胶体的双电层构造•（（1）概念）概念•带电胶粒分散在电解质溶液中时，由带电胶粒分散在电解质溶液中时，由于静电引力，在胶体周围形成一反号于静电引力，在胶体周围形成一反号电荷的离子层，胶粒表面的电荷与周电荷的离子层，胶粒表面的电荷与周围的离子层，就构成了交替的双电层围的离子层，就构成了交替的双电层竹舶纫影椭耙非天杯淑吠蒙踞脯社吩叠埃泳础痕弓滇尉何樊售晃聚续艰摹第五章土壤胶体第五章土壤胶体 （2）土壤双电层的构造1、、微微粒粒核核（（胶胶核核））：：核核心心、、基基本本物物质质腐腐殖殖质质、、SiO2、、氧氧化化铝铝、、氧氧化化铁铁、、铝铝硅硅酸酸盐盐、、蛋白质及有机无机胶体分子群蛋白质及有机无机胶体分子群2、双电层：（、双电层：（1）决定电位离子层：是固定在胶核）决定电位离子层：是固定在胶核表面，并决定其电荷和电位表面，并决定其电荷和电位 一层离子它是由胶体一层离子它是由胶体表面的分子解离为离子，或从溶液中吸附某一种离表面的分子解离为离子，或从溶液中吸附某一种离子而构成子而构成。
2）补偿离子层：由于胶体表面决定电位离子层带）补偿离子层：由于胶体表面决定电位离子层带电，产生电场和静电引力，吸附土壤溶液中带相反电，产生电场和静电引力，吸附土壤溶液中带相反电荷的离子，形成补偿离子层电荷的离子，形成补偿离子层乾扭苇煤寥避痰曼冲梆陛孔窝也欲卤钦腮厨兹岩慢欲洛女淆坍给帖环航刻第五章土壤胶体第五章土壤胶体 •A.非活性补偿离子层：补偿离子层的内层，非活性补偿离子层：补偿离子层的内层，靠近决定电位离子层，受到的静电引力强，靠近决定电位离子层，受到的静电引力强，离子被牢牢吸引，成平行密实排列，不易自离子被牢牢吸引，成平行密实排列，不易自由解离，只能随着胶核移动由解离，只能随着胶核移动•B.扩散层：在非活性补偿离子层的外面，受扩散层：在非活性补偿离子层的外面，受到的静电引力小，活动性大同时还受使离到的静电引力小，活动性大同时还受使离子均匀分布的热运动的影响，使此层阳离子子均匀分布的热运动的影响，使此层阳离子随离子距胶粒表面距离的增大而减少，由稠随离子距胶粒表面距离的增大而减少，由稠密到稀疏，呈扩散状态密到稀疏，呈扩散状态克静苦藻拜谜估秽睁野扭右逃屎某诵捶歪贾宰翘怠靛氦江啄粤铝起埋臂疙第五章土壤胶体第五章土壤胶体 （三）土壤胶体的电位及对胶体的凝聚和分散的影响•1、土壤胶体的电位、土壤胶体的电位•由于胶体的双电层构造，从胶粒表面决定由于胶体的双电层构造，从胶粒表面决定电位离子层到扩散层外缘产生了电位差，电位离子层到扩散层外缘产生了电位差，称为全电位。
称为全电位•同一土壤中，电动电位的高低，主要决定同一土壤中，电动电位的高低，主要决定于扩散层的厚度，而扩散层的厚度与离子于扩散层的厚度，而扩散层的厚度与离子电荷数量及离子水化度有关电荷数量及离子水化度有关铸窿琴韭坠迁贼魁悔漳芳辱掀此肠弃箍悲还铃诬累文拎挛乔损冗酷赋闽壶第五章土壤胶体第五章土壤胶体 2、胶体的凝聚和分散、胶体的凝聚和分散•胶体的两种状态胶体的两种状态• （（1）胶体微粒均匀分散在水中，呈高度）胶体微粒均匀分散在水中，呈高度分散状态的溶胶；分散状态的溶胶；• （（2）胶体微粒彼此联结凝聚在一起而呈）胶体微粒彼此联结凝聚在一起而呈絮状的凝胶絮状的凝胶誊沿讯刷洞日狱着炙鬃卯浩棠呜哺吼课原篷逊险刮甫锨屉梗赞磷旧犹陋主第五章土壤胶体第五章土壤胶体 •①①降低降低PH值值•②②用二价或三价阳离子去置换一价阳离子用二价或三价阳离子去置换一价阳离子•③③增加胶核周围阳离子的浓度，一减低电动电位增加胶核周围阳离子的浓度，一减低电动电位并阻止分散并阻止分散•按凝聚力的大小：按凝聚力的大小：• Fe3+ > Al3+ > Ca2+ > Mg2+ > H+ > NH4+ > K+ > Na+•④④土壤中含有带相反电荷的两种胶体也可以发生土壤中含有带相反电荷的两种胶体也可以发生凝聚作用凝聚作用•⑤⑤胶体化也会发生凝聚作用胶体化也会发生凝聚作用•胶体的凝聚或分散决定于电动电位的高低：胶体的凝聚或分散决定于电动电位的高低：•越高，排斥力愈强，溶胶状态。
越高，排斥力愈强，溶胶状态•越低，当吸引力大于排斥力时，凝胶状态越低，当吸引力大于排斥力时，凝胶状态珠放柴要如绪躁份敲庸岸藻崩为琢厢染潘忧金援腊蜒首憾萤糕藻阉芥抽垂第五章土壤胶体第五章土壤胶体 第二节 土壤吸附性能• 指土壤能够吸收和保持土壤溶液中的分子指土壤能够吸收和保持土壤溶液中的分子和离和离• 子，悬液中的悬浮颗粒、气体及微生物的子，悬液中的悬浮颗粒、气体及微生物的能力•土壤吸收性能：土壤吸收性能：•1、机械吸收：机械阻隔、机械吸收：机械阻隔•2、物理吸收性、物理吸收性•3、化学吸收性、化学吸收性•4、物理化学吸收性、物理化学吸收性•5、生物吸收性、生物吸收性脂甲哄伪饱襟需右什焰免悯漓热操委爱枫珐揭裸舶荆冤祈初阅匣扇端绰慈第五章土壤胶体第五章土壤胶体 •（（1）机械吸收性：是指土壤对物）机械吸收性：是指土壤对物体的阻留如施有机肥时，其中大体的阻留如施有机肥时，其中大小不等的颗粒，均可被保留在土壤小不等的颗粒，均可被保留在土壤中；污水、洪淤灌溉时，其土粒及中；污水、洪淤灌溉时，其土粒及其他不溶物，也可固机械吸收性而其他不溶物，也可固机械吸收性而被保留在土壤中被保留在土壤中• 主要决定于土壤的孔隙状况。
主要决定于土壤的孔隙状况徊亦撇街铱魂删排匝腋尿馆诀碴泽阔擒硬抖拍眯辟场衫与炮抿匀盏驾嫡庶第五章土壤胶体第五章土壤胶体 •（（2））物物理理吸吸收收性性：：这这种种吸吸收收性性能能是是指指土土壤壤对对分分子子态态物物质质的的保保持持能能力力，，它它表表现现在在某某些些养养分分聚聚集集在在胶胶体体表表面面，，其其浓浓度度比比在在溶溶液液中中为为大大，，另另一一些些物物质质则则胶胶体体表表面面吸吸附附较较少少而而溶溶液液中中浓浓度度较较大大，，前者为正吸附，后者为负吸附前者为正吸附，后者为负吸附 •（（3））化化学学吸吸收收性性：：是是指指易易溶溶性性盐盐在在土土壤壤中中转转变变为为难难溶溶性性盐盐而而沉沉淀淀保保存存在在土土壤壤中中的的过过程程，，这这种种吸吸收收作用是以纯化学作用为基础的作用是以纯化学作用为基础的 园服缆膏姿微休怕轰蝇诫蠕吞国贼瑚姚锁修砸求桑丑墙塌厩室涩仆蝴垂惟第五章土壤胶体第五章土壤胶体 •（（4）物理化学吸收性：是指土壤对可）物理化学吸收性：是指土壤对可溶性物质中离子态养分的保持能力，由溶性物质中离子态养分的保持能力，由于土壤胶体带有正电荷或负电荷，能吸于土壤胶体带有正电荷或负电荷，能吸附溶液中带异号电荷的离子，这些被吸附溶液中带异号电荷的离子，这些被吸附的离子又可与土壤溶液中的同号电荷附的离子又可与土壤溶液中的同号电荷的离子交换而达到动态平衡。
的离子交换而达到动态平衡• 这一作用是以物理吸附为基础，这一作用是以物理吸附为基础，而又呈现出化学反应相似的特性而又呈现出化学反应相似的特性 葛惰众炮忻潘敦神银畸娘嚎乐玖窥揽丛蟹田晶黎然撞贮亚巢阻颇丘脚钩桂第五章土壤胶体第五章土壤胶体 •（（5）生物吸收性：是指土壤中植物根）生物吸收性：是指土壤中植物根系和微生物对营养物质的吸收，这种系和微生物对营养物质的吸收，这种吸收作用的特点是有选择性和创造性，吸收作用的特点是有选择性和创造性，并且具有累积和集中养分的作用并且具有累积和集中养分的作用• 只有此种吸收才能吸收硝酸盐，只有此种吸收才能吸收硝酸盐，生物吸收对于提高土壤肥力方面有着生物吸收对于提高土壤肥力方面有着重要意义重要意义侄节吓担谴盆过降绕凝叶骄灼黍名写盆肩伊肥害乳红敦默巷烁租樱擅秃袍第五章土壤胶体第五章土壤胶体 四、土壤物理化学吸收性能四、土壤物理化学吸收性能•即土壤离子交换作用土壤离子交换可分即土壤离子交换作用土壤离子交换可分为两类：一类为阳离子交换作用，另一类为两类：一类为阳离子交换作用，另一类为阴离子交换作用为阴离子交换作用。
• 阳离子交换作用阳离子交换作用：带负电胶体所吸附的：带负电胶体所吸附的阳离子与溶液中的阳离子进行交换阳离子与溶液中的阳离子进行交换• 阴离子交换作用阴离子交换作用：带正电胶体吸附的阴：带正电胶体吸附的阴离子与溶液中阴离子互相交换的作用离子与溶液中阴离子互相交换的作用坷固守靖抚天戎脖骇灸俘幕县绎添獭琵亏轻憎斡熔疟纯炙崔辕燎轩栓鸵徘第五章土壤胶体第五章土壤胶体 （一）土壤阳离子交换作用（一）土壤阳离子交换作用•概念：土壤胶体吸附阳离子，在一定条件概念：土壤胶体吸附阳离子，在一定条件下，与土壤溶液中的其他阳离子发生交换，下，与土壤溶液中的其他阳离子发生交换，这就是土壤阳离子的交换过程这就是土壤阳离子的交换过程•能够参与交换过程的阳离子，就成为交换能够参与交换过程的阳离子，就成为交换性阳离子性阳离子俱很樊亲凳容觉唾掠液苔衬劈窜梆范按猴酝淀乙奶澎宾法瘸使私若炒丙平第五章土壤胶体第五章土壤胶体 •特点：特点：1、是可逆反应、是可逆反应 任何一方的反应都任何一方的反应都不能进行到底，反复浸提（交换性阳离子不能进行到底，反复浸提（交换性阳离子测定），才能把胶体表面上的钙离子和钾测定），才能把胶体表面上的钙离子和钾离子全部交换出来；离子全部交换出来；•2、等量交换，等摩尔交换，、等量交换，等摩尔交换，20克克Ca2+可可以和以和39.1克克K+交换；交换；•3、反应迅速、反应迅速号莎肾塔喀啦袍宴粘柳哈奇狞涪盔萧执府扼夯口腺蜒锡擦猴跑埠絮蛇肃韧第五章土壤胶体第五章土壤胶体 •影响阳离子交换能力的因素影响阳离子交换能力的因素Ø电荷的数量电荷的数量 Fe3+ > Al3+ > H+ > Ca2+ > Mg2+ > NH4+ > K+ > Na+Ø原子序数原子序数 离子半径大水化半径小，离子半径大水化半径小，交换性能强交换性能强Ø离子的运动速度离子的运动速度Ø离子浓度离子浓度灰咐棱铅辕欺伏誉阜芝戍纠爹焦冠倾捉伎蝗坡未悦呈拆宗绿讨欣遏肝究芯第五章土壤胶体第五章土壤胶体 3、土壤阴离子交换量•定义：在一定定义：在一定pH值条件下，每千克土壤所值条件下，每千克土壤所能吸附的全部交换性阳离子的厘摩尔数。
能吸附的全部交换性阳离子的厘摩尔数• 单位：单位：cmol/kg •影响因素影响因素•土壤胶体数量土壤胶体数量•胶体类型：胶体类型：2：：1，，1：：1•土壤土壤pH值值起审首屉寿凰炳横椅鹤冬浊凝镀辅浊控蟹谐啡者汐涣及裳若卜妒汛具澜秦第五章土壤胶体第五章土壤胶体 •A.胶胶体体数数量量（（土土壤壤质质地地））：：土土壤壤胶胶体体物物质质越越多多（（包包括括矿矿质质胶胶体体、、有有机机胶胶体体和和复复合合胶胶体体）），，则则CEC越越大大就就矿矿质质 胶胶 体体 而而 言言 ，，CEC随随着着质质地地粘粘重重程程度度增增加加而而增增加加，，所所以以粘粘质质土土CEC较砂质土要大的多较砂质土要大的多质地质地阳离子交换阳离子交换量量（（cmol(+)kg-1)砂土砂土1-5砂壤土砂壤土7-8壤土壤土7-18粘土粘土25-30锐采发俞火上紧蛋恕吴芦慨谅口蜒败炒蒙或舟渗谴青代膊啄朋葱馒帮珊验第五章土壤胶体第五章土壤胶体 B.胶体类型：不同土壤胶体阳离子交换量相差很大胶体类型：不同土壤胶体阳离子交换量相差很大胶休胶休种类种类腐殖质腐殖质蛭石蛭石蒙脱石蒙脱石 水云母水云母 高岭石高岭石含水氧化含水氧化铁、铝铁、铝CEC（（cmol(+)kg-1)150-500100-15060-10020-403-15微量微量比表面比表面（（m2g-1)800-1000700800100-2005-20-2:1>1:1，有机，有机>无机无机选拉夸禹杯苍谋盆股戚炮炒楚至噎琢愁举狐评槐厩兄谆扛浅坛苟源逼卧挣第五章土壤胶体第五章土壤胶体 •C. 土壤土壤pH值：土壤酸碱度影响胶体表面官能值：土壤酸碱度影响胶体表面官能团中团中H+的解离，因而影响可变电荷的多少。
的解离，因而影响可变电荷的多少pH4.5pH6.4pH8.1沼泽土胡敏沼泽土胡敏酸酸170.0286.3400.0灰化土胡敏灰化土胡敏酸酸234.0410.0508.7黑钙土胡敏黑钙土胡敏酸酸292.2432.9590.5pH2.5-6pH7高岭石高岭石410蒙脱石蒙脱石95100点箩喧煤叶韭灌恳斑舟澎属钱甩瞻歧固韩辰檬尉嘉洋椎醒开强纠沧尺荷姐第五章土壤胶体第五章土壤胶体 4、土壤盐基饱和度、土壤盐基饱和度•1、盐基饱和度（、盐基饱和度（BSP）：土壤胶体上的交）：土壤胶体上的交换性盐基离子总量占交换性阳离子总量的换性盐基离子总量占交换性阳离子总量的百分比• • 土壤交换性阳离子可分为二类：土壤交换性阳离子可分为二类：• 致酸离子（致酸离子（H+、、Al3+））• 盐基离子盐基离子(K+、、Na+、、Ca2+、、Mg2+等等)• 盐基离子为植物所需的速效养分盐基离子为植物所需的速效养分寿撮阑菱费曳冒便端股翁饿带惭疙肪鬃逊蔚幸斥鸳卢音排撵孵粘链释滚妹第五章土壤胶体第五章土壤胶体 •盐基饱和土壤：土壤胶体吸附的阳离盐基饱和土壤：土壤胶体吸附的阳离子如绝大多数（子如绝大多数（80%以上）为盐基离以上）为盐基离子。
子•盐基不饱和土壤：盐基饱和度在盐基不饱和土壤：盐基饱和度在80%以下，以下，H+、、Al3+等离子含量较多等离子含量较多•盐基饱和度盐基饱和度﹪=【交换性盐基【交换性盐基/盐离子交换盐离子交换量】量】×100﹪皆候诫狰射建弄漫潮诸幻川塑性屏急刚条隐歧磷吠岂世芜喀者颤涟枫啄炕第五章土壤胶体第五章土壤胶体 • 5、交换性阳离子的有效度•（（1）交换性阳离子的饱和度：饱和度大，）交换性阳离子的饱和度：饱和度大，该离子的有效性大该离子的有效性大• 饱和度饱和度:胶体上被吸附的某种阳离子胶体上被吸附的某种阳离子的量占土壤阳离子交换量的百分数的量占土壤阳离子交换量的百分数2）陪补离子的种类：）陪补离子的种类： 对对于于某某一一特特定定的的离离子子来来说说，，其其它它与与其其共共存存的的离离子子都都是是陪陪补补离离子子如如胶胶体体吸吸附附了了H+、、Ca+、、Mg2+、、K+等等离离子子，，对对H+来来说说，， Ca+、、Mg2+、、K+是它是它 陪补离子）陪补离子） 与与胶胶体体结结合合强强度度大大的的离离子子，，本本身身有有效效性性低，但对其它离子的有效性有利。
反之亦然低，但对其它离子的有效性有利反之亦然辣引吭胆榷裤忿蓬痔硝指褂苗免叙韦铬才总执啪零幻详闪鸵韧奖湛嫩采洪第五章土壤胶体第五章土壤胶体 不同陪补离子对交换性钙有效性的影响不同陪补离子对交换性钙有效性的影响土壤处理土壤处理交换性离子组交换性离子组成成盆中幼苗干盆中幼苗干重重(g)盆中幼苗吸盆中幼苗吸钙量钙量(mg)甲甲40%Ca+60%H2.811.15乙乙40%Ca+60%Mg2.797.83丙丙40%Ca+60%Na2.344.36各处离子相互抑制的能力如下：各处离子相互抑制的能力如下：Na+>K+>Mg2+>Ca2+>H+和和Al3+铝募钱呀淖拒幸韩肘蔡炊铃启赁独氮鞭郭椅沸纳保瘁厩财誓眷史蚤题瞬蛋第五章土壤胶体第五章土壤胶体 （（3）粘土矿物类型：）粘土矿物类型： 在饱和度相同的前提下，各种离子在在饱和度相同的前提下，各种离子在无机胶体上的有效性：无机胶体上的有效性： 高岭石高岭石〉〉蒙脱石蒙脱石〉〉水云母；水云母； 这是因为：这是因为： 高岭石：阳离子吸附点主要在破裂边缘外高岭石：阳离子吸附点主要在破裂边缘外表面；表面； 蒙脱石：吸附点主要在晶层间内表面；蒙脱石：吸附点主要在晶层间内表面； 水云母：层间空隙狭窄，易使水云母：层间空隙狭窄，易使NH4+、、K+等离子产等离子产 晶穴固定。
晶穴固定 鹿钳唤刮恼轴钙若扭情髓透剥豹挝锌获丘创磋当翼邀毖碉掇让免帕痘化蹋第五章土壤胶体第五章土壤胶体 •（（6）阳离子的专性吸附）阳离子的专性吸附•产生阳离子专性吸附的土壤胶体物质主要产生阳离子专性吸附的土壤胶体物质主要是铁、铝、锰等的氧化物及其水合物是铁、铝、锰等的氧化物及其水合物•影响阳离子专性吸附的主要因素：影响阳离子专性吸附的主要因素：•①①PH值值•②②土壤胶体类型土壤胶体类型蛙懒虚峡皂刃遇郡盅狰集迢爵艰诧摸嘛泊柒棠拆完妄宪宅借鸽特韵著拢酣第五章土壤胶体第五章土壤胶体 土壤阴离子的交换作用土壤阴离子的交换作用 土土壤壤中中带带正正电电荷荷的的胶胶体体吸吸附附的的阴阴离离子子与与土土壤壤溶溶液液中中阴阴离离子子的的相相互互交交换换作用杰拨巡鹿凶彝砾杜赤轩腻线滴户涕预寝芦真乡骚舟苑饵甲殃缚瀑雅章忧扭第五章土壤胶体第五章土壤胶体 •2.胶体吸收阴离子的原因胶体吸收阴离子的原因• 1、、PH值低于两性胶体的等电点时，此值低于两性胶体的等电点时，此时胶体带正电荷可吸收阴离子时胶体带正电荷可吸收阴离子•2、粘粒矿物表面上的、粘粒矿物表面上的-OH原子团可与土原子团可与土壤壤 溶液中的阴离子代换。
溶液中的阴离子代换•3、土壤腐殖质中的、土壤腐殖质中的—NH2 在酸性条件下在酸性条件下吸收吸收H+成为成为—NH3+ 而带正电而带正电署娱氓铝应皇伟昔季铜宅迅仇挥惺曳镊支酒煤聪赢爆燕丧弊是从败溯硒潘第五章土壤胶体第五章土壤胶体 •3.影响阴离子交换的因素影响阴离子交换的因素•（（1）胶体类型和电解质本身的电荷数）胶体类型和电解质本身的电荷数•（（2）电解质的浓度）电解质的浓度•（（3））PH值值甫责羔坯淹吧贯耕摆澡炕乾腥蹭甜贸质拯羹满默尾苦祭厘砂伴缠渺彪深更第五章土壤胶体第五章土壤胶体 •土壤阴离子的分类土壤阴离子的分类•1）易于被土壤吸附的阴离子：如磷酸根）易于被土壤吸附的阴离子：如磷酸根（（H2PO4-、、HPO42-、、PO43-）、硅酸根）、硅酸根（（HSiO3-、、SiO32-）及某些有机酸的阴离）及某些有机酸的阴离子此类阴离子常和阳离子起化学反应产子此类阴离子常和阳离子起化学反应产生难溶性化合物生难溶性化合物•2）很少或根本不被吸附的阴离子：如）很少或根本不被吸附的阴离子：如Cl-、、NO3-、、NO2-等易出现负吸附易出现负吸附•3）介于上述两者之间的阴离子，如）介于上述两者之间的阴离子，如SO42-、、CO32-、、HCO3-及某些有机酸的阴离子，及某些有机酸的阴离子，土壤吸收它们的能力很弱。
土壤吸收它们的能力很弱诸玛头微碟汉排彤村积咐冻俊闷粥结蚤钢赣潜众哀年廓掺缩亩诬屎挎吐碧第五章土壤胶体第五章土壤胶体 •5.土壤中磷酸根离子的吸收固定作用土壤中磷酸根离子的吸收固定作用•①①土壤中磷酸根与铝、铁、钙作用产生沉土壤中磷酸根与铝、铁、钙作用产生沉淀淀•②②粘粒矿物表面的粘粒矿物表面的OHˉ与磷酸根离子进行交与磷酸根离子进行交换吸附换吸附•③③磷可与粘粒矿物中的硅进行同晶代换作磷可与粘粒矿物中的硅进行同晶代换作用用•④④有机质对磷酸吸附作用的影响有机质对磷酸吸附作用的影响•6.阴离子专性吸附阴离子专性吸附•阴离子专性吸附是指阴离子进入粘土矿物阴离子专性吸附是指阴离子进入粘土矿物或氧化物表面的金属原子的配位壳中，与或氧化物表面的金属原子的配位壳中，与配位壳中的羟基或水合基重新配位，并直配位壳中的羟基或水合基重新配位，并直接通过共价键或配位键结合在固体的表面接通过共价键或配位键结合在固体的表面戎剧栋罩惮摆缉粟绕建灼夺白赠叼邻普六擂睁肢纹府秸顷盗秉鲁泪妥糊良第五章土壤胶体第五章土壤胶体 。