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1、1、定义 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 可相互交换的作用。 一、土壤吸附性能类型 第三节 土壤吸收性能和离子交换 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 1、定义 2、阳离子交换作用的特点 1）阳离子交换作用是可逆反应。 2）交换是等当量进行的。 3）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
2、 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 1、定义 2、阳离子交换作用的特点 3、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 影响阳离子交换能力的因素 （1）电荷
3、的影响； 根据库仑定律，阳离子的价数越高，交换能力也 越大。 （2）离子的半径及水化程度 同价的离子，其交换能力的大小是依据其离子半 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。 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Li+Na+K+ NH4 + Rb+ 离子的真实实半径(nm) 0.07 8 0.09 8 0.13 3 0.14 3 0.149 离子的水合半径(nm) 1.00 8
4、0.79 0 0.53 7 0.53 2 0.509 强 弱 离 子 半 径 与 吸 附 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 4、土壤阳离子交换量： CEC(cation exchange capacity) 指土壤所能吸附和交换的阳离子的容量，用每千 克土壤的一价离子的厘摩尔数表示即cmol(+)/kg，CEC 与土壤胶体的比表面（S）和表面电荷密度（）有关 CEC = S 唱
5、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CEC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 土 壤 阳 离 子 交 换 作 用 第 六 章 土 壤 阳 离 子 交 换 作
6、用 CEC是土壤的一个很重要的化 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 CEC 20cmol(+)/kg 保肥力强 2010cmol(+)/kg 中等 10cmol(+)/kg 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 5、影响CEC的因素 (1) 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
7、 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CEC 土壤胶体土壤胶体CEC cmol(+)/kgCEC cmol(+)/kg 腐殖腐殖质质质质 蛭石蛭石 蒙脱石蒙脱石 伊利石伊利石 高岭石高岭石 200200 100-150100-150 70-9570-95 10-4010-40 3-153-15 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 六 章 土 壤 阳 离 子
8、 交 换 作 用 二、土壤阳离子交换作用 5、影响CEC的因素 (1) 胶体的类型 (2) 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 5、影响CEC的因素 (1) 胶体的类型 (2) 胶体数量 (3) 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
9、用 第 六 章 土 壤 阳 离 子 交 换 作 用 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 子交换量也越大。cmol(+)/kg 质地砂土砂壤土壤土粘土 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 5、影响CEC的因素 (1) 胶体的类型 (2) 胶体数量 (3) 土壤质地 (4) 土壤PH 兹 鲤 暮 礁 樊 抡 呜 端 格 丢 赶
10、 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pH值下粘粒矿物的交换量 粘土矿物 不同pH值 阳离子交换 量* cmol(+)/kg 2.5-6 7 蒙脱石951005 高岭石4106 * pH等于7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
11、6、影响交换性阳离子有效度的因素 （1）交换阳离子的饱和度 （2）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 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 1 1.15 7.83 4.36 在土壤胶体上各种交换性盐 基离子之间的 相互
12、影响的作用互补离子效应（陪伴离子 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 l致酸离子：H+ 、Al3+ l盐基离子：K+、Na + 、Ca 2+ 、Mg2+、NH4+等 盐基饱和度：交换性盐基离子占阳离子交换量的 百分数。 盐基饱和度 _ 交换性盐基cmol(+)/kg CECcmol(+)/kg 100 嚣 谷 兄 穴 沉 淖 糠 梳 葫 锣 旱 来 茅 昭 搂 俗 占 预 红 柠
13、 锤 咕 峭 分 奏 拜 镐 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：CEC=50 cmol(+)/kg 交换性Ca2+, Mg2+, K+, Na+的含量分别为10，5, 10，5，cmol （+）/kg，则 盐基饱和度_ 10+5+10+5cmol(+)/kg 50cmol(+)/kg 100 60 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
14、 作 用 n当土壤胶体上吸附的阳离子全部是盐基离子 时,土壤成盐基饱和状态,称之为盐基饱和 的土壤。 n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 基不饱和状态，称之为盐基不饱和土壤。 n盐基饱和的土壤具有中性或碱性反应，而盐 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 盐基饱和度土壤肥力水平的重要指标之一 l盐基饱和度 80 土壤肥沃 l盐基饱和度
15、50 80 中等肥力水平 l盐基饱和度 50 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 性钠离子占交换性阳离子总量的百分数。 SARsodium adsorption ratio指溶液中Na+ 浓度与Ca2+、Mg2+浓度之和的平方根的 比值。 ESRexchangeable sodium ratio指溶液中交 换性钠与交换性C
16、a2+、Mg2+离子浓度之 和的比值。 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、 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 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 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通过土壤胶
17、体表面的（Al、Fe）OH基，附着 一个质子（H+），从而产生正电荷（可变电荷）。 2腐殖质胶体的NH2基，在酸性条件下也能带正 电荷。 R-NH2+H+Cl-=R-NH3+Cl-=RNH3Cl 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 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-
18、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- 烹 观 桅 布 蘑 洞 益 各 扎 高 膊 仆 噬 沉 柄 吓 贯 付 抒 簿 频 谤 狱 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 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 为平衡离子，称为阴离子的非
19、专性 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 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）阴离子的负吸附 所谓阴离子的负吸附，是指距带负电荷的 胶体表面越近，阴离子数量越少的现象。 负吸附现象也受土壤特性影响，其它条件 相同，则负吸附现象随着土壤胶体的数量和阳 离子代换量的增加而增加。但随陪伴阳离子价 数的增加而减少，不同的粘粒矿物对负吸附的 影响也不同，他们递减的次序为：
20、蒙脱石伊利石高岭石 这种情况也可归因于胶体负电荷数量不同 的缘故。 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。 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 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 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 种吸附发生在胶体双电层的内层，也称为配 位体交换吸附。 产生
21、专性吸附的阴离子有F-离子以及磷 酸根、硫酸根、钼酸根、砷酸根等含氧酸根 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 阴离子种类 pH 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 1.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 3.影响土壤的缓冲性 4.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