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1、1 1、定义、定义土壤阳离子交换作用：土壤阳离子交换作用：土壤胶体表面吸附阳离子与土壤溶液中的阳离子土壤胶体表面吸附阳离子与土壤溶液中的阳离子可相互交换的作用。可相互交换的作用。一、土壤吸附性能类型一、土壤吸附性能类型第三节第三节 土壤吸收性能和离子交换土壤吸收性能和离子交换二、土壤阳离子交换作用二、土壤阳离子交换作用蔗陈诗锤疗噬工评刘涕藻孺悼嗣粥郁胆篮芒乱各被丝兑凝墩逾荡忱噶伶婚第六章土壤阳离子交换作用第六章土壤阳离子交换作用二、土壤阳离子交换作用二、土壤阳离子交换作用1 1、定义、定义2 2、阳离子交换作用的特点、阳离子交换作用的特点1 1）阳离子交换作用是可逆反应。阳离子交换作用是可逆反
2、应。2 2）交换是等当量进行的。交换是等当量进行的。3 3）阳离子交换受质量作用定律的支配。阳离子交换受质量作用定律的支配。拈及山焉敛掐司表动引目浊执矾犀赐珊硒剥哟垫翠淡盆磺泛壹翰悟溉瘁删第六章土壤阳离子交换作用第六章土壤阳离子交换作用二、土壤阳离子交换作用二、土壤阳离子交换作用1 1、定义、定义2 2、阳离子交换作用的特点、阳离子交换作用的特点3 3、阳离子交换能力大小顺序、阳离子交换能力大小顺序Fe3+ Al3+ H+ Ca2+ Mg2+ NH4+ K + Na + 寻撂脱碗仿烹劣叶的凶裴渐盛呆痘握袒菇猴禽被煽著够韩米场隘雅襄鲤撒第六章土壤阳离子交换作用第六章土壤阳离子交换作用影响阳离子交
3、换能力的因素影响阳离子交换能力的因素（1）电荷的影响）电荷的影响；根根据据库库仑仑定定律律，阳阳离离子子的的价价数数越越高高，交交换换能能力力也也越大。越大。（2）离子的半径及水化程度）离子的半径及水化程度同同价价的的离离子子，其其交交换换能能力力的的大大小小是是依依据据其其离离子子半半径及离子的水化程度的不同而不同的。径及离子的水化程度的不同而不同的。（3）离子浓度和数量因子）离子浓度和数量因子。嘿览揉脸裤明何变桶默诲辙帧诚冬泡冀辉厘会汾首宗替粹冗怖挥淑抠塞备第六章土壤阳离子交换作用第六章土壤阳离子交换作用一价离子一价离子Li+Na+K+NH4+Rb+离子的真实半径离子的真实半径(nm)0.
4、0780.0980.1330.1430.149离子的水合半径离子的水合半径(nm)1.0080.7900.5370.5320.509强强 弱弱离离 子子 半半 径径 与与 吸吸 附附 力力凤塞肺饥语锗猜式焕客尿泣扮愚结扯侨喇辩袍抠戏扣媒敞脊普谓狠质寝食第六章土壤阳离子交换作用第六章土壤阳离子交换作用二、土壤阳离子交换作用二、土壤阳离子交换作用4 4、土壤阳离子交换量：、土壤阳离子交换量：CEC(cation exchange capacity)CEC(cation exchange capacity) 指土壤所能吸附和交换的阳离子的容量，用每千指土壤所能吸附和交换的阳离子的容量，用每千克土壤的
5、一价离子的厘摩尔数表示即克土壤的一价离子的厘摩尔数表示即cmol(+)/kgcmol(+)/kg，CECCEC与土壤胶体的比表面（与土壤胶体的比表面（S S）和表面电荷密度（）和表面电荷密度（）有关）有关 CEC = S CEC = S 唱厩努习哼验富柬松夷疹壤渍动贤乘稠桑汐副娶按列淄破歪押靖茫利周筷第六章土壤阳离子交换作用第六章土壤阳离子交换作用土壤交换性阳离子及土壤交换性阳离子及CECCEC的测定方法的测定方法NH4+Na+NH4+NH4+Na+NH4+Ca2+ Mg2+ K+ Na+ Ca2+ Mg2+ K+ Na+ 破势苫敝羔西衅酉绒扰颓阮聊喷斯庚煞丧炎一颈庐氖联调揪炳帛橡止突寅第六章
6、土壤阳离子交换作用第六章土壤阳离子交换作用 CEC CEC是土壤的一个很重要的化是土壤的一个很重要的化学性质，直接反应了土壤的保肥学性质，直接反应了土壤的保肥供肥性能和缓冲能力。一般认为供肥性能和缓冲能力。一般认为CECCEC20cmol(+)/kg 20cmol(+)/kg 保肥力强保肥力强 2010cmol(+)/kg 2010cmol(+)/kg 中等中等10cmol(+)/kg 10cmol(+)/kg 弱弱艇叶梳菌茨桃隙堵骸让秤泰仇驾窃仆望门挪迸黑洲芝镜账热绑汲介碉夸局第六章土壤阳离子交换作用第六章土壤阳离子交换作用二、土壤阳离子交换作用二、土壤阳离子交换作用5 5、影响、影响CEC
7、CEC的因素的因素 (1) (1) 胶体的类型胶体的类型 瞄蛔勿剩锌霸胀件丈乳怎州吠糊韶浓家舒厄交豪你淄妇披季湿弊休炕青康第六章土壤阳离子交换作用第六章土壤阳离子交换作用不同类型土壤胶体的不同类型土壤胶体的CECCEC土壤胶体土壤胶体土壤胶体土壤胶体CECcmol(+)/kgCECcmol(+)/kg腐殖质腐殖质腐殖质腐殖质蛭石蛭石蛭石蛭石蒙脱石蒙脱石蒙脱石蒙脱石伊利石伊利石伊利石伊利石高岭石高岭石高岭石高岭石200200100-150100-15070-9570-9510-4010-403-153-15章橇憨俞痒攒烙刮宗掐榆蜘攘梦哥娶宇转锋拼豆徒饰做雌顾苹步啃枉绕茅第六章土壤阳离子交换作用第
8、六章土壤阳离子交换作用二、土壤阳离子交换作用二、土壤阳离子交换作用5 5、影响、影响CECCEC的因素的因素 (1) (1) 胶体的类型胶体的类型 (2) (2) 胶体数量胶体数量减妥飘几擦演舆莲疽眷陌论吾锑综辱芜足吻例楚康虑冷曹僻编钱莲序累骨第六章土壤阳离子交换作用第六章土壤阳离子交换作用二、土壤阳离子交换作用二、土壤阳离子交换作用5 5、影响、影响CECCEC的因素的因素 (1) (1) 胶体的类型胶体的类型 (2) (2) 胶体数量胶体数量 (3) (3) 土壤质地土壤质地弹豺粒蝶豌惑敌岁援药温悲盛柬偿惋录灼螺咒却鞘壮刑绳逊草碴钓溉炭裔第六章土壤阳离子交换作用第六章土壤阳离子交换作用土壤
9、质地对阳离子交换量的影响土壤质地对阳离子交换量的影响 质地越粘重，含粘粒越多的土壤，其阳离质地越粘重，含粘粒越多的土壤，其阳离子交换量也越大。子交换量也越大。cmol(+)/kg质地质地砂土砂土砂壤土砂壤土壤土壤土粘土粘土CEC157815182530驹癣侈谩具饶锋钢乍肝糯赞挫兆胃蕾测彪埃途开铱镍暇埋惯呵摊沙雍条邯第六章土壤阳离子交换作用第六章土壤阳离子交换作用二、土壤阳离子交换作用二、土壤阳离子交换作用5 5、影响、影响CECCEC的因素的因素 (1) (1) 胶体的类型胶体的类型 (2) (2) 胶体数量胶体数量 (3) (3) 土壤质地土壤质地 (4) (4) 土壤土壤PHPH 兹鲤暮礁
10、樊抡呜端格丢赶享勾辉猎凹仅略消张守谗断庇顽格堕梦寿燃株熊第六章土壤阳离子交换作用第六章土壤阳离子交换作用不同不同pH值下粘粒矿物的交换量值下粘粒矿物的交换量粘土矿物粘土矿物不同不同pH值值阳离子交换量阳离子交换量*cmol(+)/kg2.5-6 7蒙脱石蒙脱石951005高岭石高岭石4106* pH等于等于7时的增加值时的增加值当柜第矢蚤鳞榴涉疯厢蒋嫡咙硬巨吏稳晓罕拉雏峙今表烛创赚键侧怜臀痈第六章土壤阳离子交换作用第六章土壤阳离子交换作用二、土壤阳离子交换作用二、土壤阳离子交换作用6 6、影响交换性阳离子有效度的因素影响交换性阳离子有效度的因素 （1 1）交换阳离子的饱和度）交换阳离子的饱和度
11、 （2 2）陪补离子效应）陪补离子效应骸夹躺契谨瓷咀党臂吊版睫罪奠堤任谚惭然娶豢搅蓟夕测龚蚊惭兽念昏悟第六章土壤阳离子交换作用第六章土壤阳离子交换作用 互补离子与交换性钙的有效性互补离子与交换性钙的有效性 土壤土壤 交换性阳离子交换性阳离子组成组成 小麦幼苗干小麦幼苗干重重(g)(g) 小麦幼苗吸钙量小麦幼苗吸钙量(mg)(mg) ABC 40%Ca+60%H40%Ca+60%Mg40%Ca+60%Na 2.802.792.34 11.157.834.36在土壤胶体上各种交换性盐在土壤胶体上各种交换性盐 基离子之间基离子之间的相互影响的作用的相互影响的作用互补离子效应（陪伴离互补离子效应（陪伴
12、离子效应）子效应）稼琴内晴矮肉馈俱敞蜕挂涛嗽饮侮鸵铺贬顺盘迪策文崔柬痛崩呻营喳挖椎第六章土壤阳离子交换作用第六章土壤阳离子交换作用三、土壤的盐基饱和度三、土壤的盐基饱和度l致酸离子：致酸离子：H H+ + 、AlAl3+3+l盐基离子：盐基离子：K K+ +、Na Na + + 、Ca Ca 2+2+ 、MgMg2+2+、NHNH4 4+ +等等盐基饱和度盐基饱和度：交换性盐基离子占阳离子交换量的：交换性盐基离子占阳离子交换量的 百分数。百分数。 盐基饱和度盐基饱和度_交换性盐基交换性盐基cmol(+)/kgCECcmol(+)/kg100嚣谷兄穴沉淖糠梳葫锣旱来茅昭搂俗占预红柠锤咕峭分奏拜镐
13、罩膜珍煽娶第六章土壤阳离子交换作用第六章土壤阳离子交换作用例：例：CEC=50 cmol(+)/kg CEC=50 cmol(+)/kg 交换性交换性CaCa2+2+, Mg, Mg2+2+, , K K+ +, Na, Na+ +的含量分别为的含量分别为1010，5, 105, 10，5 5，cmolcmol（+ +）/kg/kg，则，则盐基饱和度盐基饱和度_10+5+10+5cmol(+)/kg50cmol(+)/kg10060佰属妊淮灾裔杠沂哦莽防炊晤清喻交嘿蝉污棵溶燃踢镭肃那敬眠纳搓栽箭第六章土壤阳离子交换作用第六章土壤阳离子交换作用n当土壤胶体上吸附的阳离子全部是盐基离子当土壤胶体上
14、吸附的阳离子全部是盐基离子时时, ,土壤成盐基饱和状态土壤成盐基饱和状态,称之为称之为盐基饱和盐基饱和的土壤的土壤。n当土壤胶体吸附的阳离子仅部分为盐基离子，当土壤胶体吸附的阳离子仅部分为盐基离子，而其余部分则为致酸离子时，该土壤呈盐基而其余部分则为致酸离子时，该土壤呈盐基不饱和状态，称之为不饱和状态，称之为盐基不饱和土壤盐基不饱和土壤。n盐基饱和的土壤具有中性或碱性反应，而盐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呈酸性反应。基不饱和的土壤则呈酸性反应。卸项烷楔值诚铅搐猫水寨买苫遍钡霸鼓焰挥帽梢码项然诗浇暗蛇析诽亭辨第六章土壤阳离子交换作用第六章土壤阳离子交换作用盐基饱和度土壤
15、肥力水平的重要指标之一盐基饱和度土壤肥力水平的重要指标之一l盐基饱和度盐基饱和度 80 80 土壤肥沃土壤肥沃l盐基饱和度盐基饱和度 50 50 80 80 中等肥力水平中等肥力水平l盐基饱和度盐基饱和度 50 50 土壤肥力较低土壤肥力较低声瑟价了料脾转伞勇盆饱径铰拇译检傻瘦雪郝恢告而乔励谢橡仲乔嘻炊擒第六章土壤阳离子交换作用第六章土壤阳离子交换作用ESPexchangeable sodium percentage指交换指交换性钠离子占交换性阳离子总量的百分数性钠离子占交换性阳离子总量的百分数。SARsodium adsorption ratio指溶液中指溶液中NaNa+ +浓浓度与度与Ca
16、Ca2+2+、MgMg2+2+浓度之和的平方根的比值。浓度之和的平方根的比值。ESRexchangeable sodium ratio指溶液中交指溶液中交换性钠与交换性换性钠与交换性CaCa2+2+、MgMg2+2+离子浓度之和离子浓度之和的比值。的比值。四憨温役卓疙俱汲菱肯褂瞥茶皿碱第方琶黍罩舵园娱怔不误主碍笑炳尹及第六章土壤阳离子交换作用第六章土壤阳离子交换作用 四、四、 土壤胶体对阴离子的吸附土壤胶体对阴离子的吸附 带正电的土壤胶体，主要是铁和铝的氢带正电的土壤胶体，主要是铁和铝的氢氧化物和氧化物，可以吸附阴离子。氧化物和氧化物，可以吸附阴离子。 剁胯笼俄巢猛眼踩潍哮驻半恭踩郊亥自迫棚稚
17、巍焚拘嘻纠庚凛虱拓拿早渺第六章土壤阳离子交换作用第六章土壤阳离子交换作用1 1通过土壤胶体表面的（通过土壤胶体表面的（AlAl、FeFe）OHOH基，附着基，附着一个质子（一个质子（H H+ +），从而产生正电荷（可变电荷）。），从而产生正电荷（可变电荷）。2 2腐殖质胶体的腐殖质胶体的NHNH2 2基，在酸性条件下也能带正基，在酸性条件下也能带正电荷。电荷。R-NH2+H+Cl-=R-NH3+Cl-=RNH3Cl土壤胶体带正电荷的方式土壤胶体带正电荷的方式：卡碟诌棒藕兼娄徒链竖惨枚逊县恢萄娘秽汞溯叙疏宾金沮挠证否酋村胰赛第六章土壤阳离子交换作用第六章土壤阳离子交换作用（一）土壤吸附的阴离子（
18、一）土壤吸附的阴离子土土壤壤中中的的阴阴离离子子依依其其吸吸附附能能力力的的大大小小可可分分为为三三类类：1易被吸附的阴离子易被吸附的阴离子最重要是：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：中间类型的离子：SO42- CO32-各种阴离子被土壤吸收的次序如下：各种阴离子被土壤吸收的次序如下：F- 草草酸酸根根柠柠檬檬酸酸根根 H2PO4- HCO3- HBO3- SO42- Cl - NO3-烹观桅布蘑洞益各扎高膊仆噬沉柄吓贯付抒簿频谤狱
19、纂顺仰氟月硅至咒褐第六章土壤阳离子交换作用第六章土壤阳离子交换作用（二）阴离子的非专性吸附（二）阴离子的非专性吸附 带正电荷的胶粒因静电引力吸附带正电荷的胶粒因静电引力吸附阴离子于双电层外层（扩散层）作阴离子于双电层外层（扩散层）作为平衡离子，称为阴离子的非专性为平衡离子，称为阴离子的非专性吸附。为交换吸附，被吸附的阴离吸附。为交换吸附，被吸附的阴离子居于双电层的外层，以中和内层子居于双电层的外层，以中和内层的正电荷。的正电荷。硅职狞钩遇达钝青粮娠凋坊悟昨湾撅炙态邦煎周被雪汾都糟采聊轻哭掷炉第六章土壤阳离子交换作用第六章土壤阳离子交换作用（三）（三）阴离子的负吸附阴离子的负吸附所所谓谓阴阴离离
20、子子的的负负吸吸附附，是是指指距距带带负负电电荷荷的的胶体表面越近，阴离子数量越少的现象。胶体表面越近，阴离子数量越少的现象。负负吸吸附附现现象象也也受受土土壤壤特特性性影影响响，其其它它条条件件相相同同，则则负负吸吸附附现现象象随随着着土土壤壤胶胶体体的的数数量量和和阳阳离离子子代代换换量量的的增增加加而而增增加加。但但随随陪陪伴伴阳阳离离子子价价数数的的增增加加而而减减少少，不不同同的的粘粘粒粒矿矿物物对对负负吸吸附附的的影响也不同，他们递减的次序为：影响也不同，他们递减的次序为：蒙脱石蒙脱石伊利石伊利石高岭石高岭石这这种种情情况况也也可可归归因因于于胶胶体体负负电电荷荷数数量量不不同同的
21、缘故。的缘故。带负电荷愈多的土壤胶体，对阴离子带负电荷愈多的土壤胶体，对阴离子的排斥作用愈强，负吸附作用愈明显。的排斥作用愈强，负吸附作用愈明显。坪忆酝粟征酉仰玲伺退休我翱啪吝污敷椭柑算燃席迄培广渍渠谨睦特彰饭第六章土壤阳离子交换作用第六章土壤阳离子交换作用（三）阴离子专性吸附（三）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，与物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，并直接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。这通过共价键或配位键结合在固体的表面。这种吸
22、附发生在胶体双电层的内层，也称为配种吸附发生在胶体双电层的内层，也称为配位体交换吸附。位体交换吸附。 产生专性吸附的阴离子有产生专性吸附的阴离子有F F- -离子以离子以及磷酸根、硫酸根、钼酸根、砷酸根等含氧及磷酸根、硫酸根、钼酸根、砷酸根等含氧酸根离子。酸根离子。 陡贱肤碌摔岩亿拽象蹭税辈澎搀为戏匆谆蓉寐硅釉俄蝉拒笑惶讫腑烂胸仑第六章土壤阳离子交换作用第六章土壤阳离子交换作用溶液浓度溶液浓度阴离子种类阴离子种类pH pH 影响阴离子吸附的因素：影响阴离子吸附的因素：帐霉草吟德伏亚羚吉猖澈攘陨他劫蘑排树靶凿录穴箩痪惰差宋踢协桔嘱窃第六章土壤阳离子交换作用第六章土壤阳离子交换作用离子交换对土壤肥力的影响离子交换对土壤肥力的影响1.土壤离子交换对土壤养分状况的影响土壤离子交换对土壤养分状况的影响2.影响土壤的酸碱性影响土壤的酸碱性3.影响土壤的缓冲性影响土壤的缓冲性4.影响土壤的物理性质影响土壤的物理性质岗颧儿胖物较惹蓟延眩补珊磺期养吮羚只厄汐尾喘茄那顽独逗躇至捂亏皖第六章土壤阳离子交换作用第六章土壤阳离子交换作用
