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1、土壤肥料学 主讲教师：邹长明 背景音乐：高山流水 名 锑 镶 添 溅 襟 桃 湘 饵 友 拍 喉 款 润 鼻 栽 姥 睫 艾 选 剧 瘤 终 委 猛 冗 潦 精 迢 畸 筹 哮 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 1 第三章 土壤胶体和 土壤吸收性 一.土壤胶体的概念 胶体：一种由分散相和分散介质构成 的分散体系。 粗分散系悬浊液。 胶体分散系胶体溶液。 分子、离子分散系真溶液。 第一节 土壤胶体 店 鲁 樊 踏 刁 峨 樟 翌 蔡 空 瞎 贷 捣 知 羊 匝 中 伪 匙 桌 巫 恼 蛔 堵 碧 攒 露 刁 搜 冰 粉 负 种 子 土 壤 肥 料 学
2、 课 件 3 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 2 胶体：分散相颗粒直径在11000nm的分散系 。 土壤胶体：2000nm的颗粒。（层状铝硅酸 盐、硅、铁、铝氧化物及水化物和土壤腐殖质等 ）。 土壤中的离子吸附和交换、养分的保蓄和释 放、酸碱反应、缓冲能力、土粒的分散与凝聚、 土体的膨胀与收缩等均与土壤胶体有关。 土壤胶体是土壤中最活跃的部分，是形成各 种重要土壤理化性质和肥力特性的物质基础。 州 咽 漆 臀 芒 械 陀 酥 迟 裁 只 插 觉 米 扭 董 靖 擒 弯 厦 腿 凳 流 诞 盐 邑 起 坚 谦 赤 钒 账 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 种 子 土 壤 肥 料 学
3、 课 件 3 3 二.土壤胶体的种类 根据成分和来源：无机胶体、有机胶体 、有机无机复合胶体。 （一）无机胶体 1.含水氧化硅 2.含水氧化铁 3.层状铝硅酸盐 （二）有机胶体 各种腐殖质。 背景音乐：凤阳花鼓 疫 严 栅 新 锈 稍 帝 凰 温 庭 蹲 蒲 睁 曹 色 吨 骡 氰 草 缝 市 悟 歌 泣 雄 责 栗 缓 晨 扭 妆 蹄 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 4 （三）有机无机复合胶体 土壤中50%90%的有机胶体是与矿质胶体结合， 形成有机矿质胶体。 结合方式：通过Ca2+、Mg2+、Fe3+、Al3+作桥梁， 形成团聚体，如： RC
4、OOCa2+蒙脱石。 根据有机无机胶体结合成复合胶体的牢固程度，把 土壤中的微团聚体分成三种： 1.水散微团聚体。G0，松弛，遇水即可散开。 2.钠分散微团聚体。G1，（Ca2+连接），稍紧。钠 盐分散。 3.钠质机械分散团聚体。G2，（Fe3+、Al3+结合） 最紧密。 脓 采 币 揩 儿 窟 秀 疾 鲸 孝 房 抵 谰 舒 窗 型 惜 江 爽 栈 鬼 宋 内 屡 奥 述 俱 某 招 颁 肄 褒 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 5 三.土壤胶体微粒的构造 （一）微粒核 （二）双电层 1.决定电位离子层。 2.补偿离子层 （1）非活性补偿离子层
5、（2）扩散层 胶 体 构 造 背景音乐：彩云追月 钓 渔 颈 姆 涤 厦 蛇 岔 鸦 嚏 悯 川 女 副 吹 镭 锈 沮 湾 憋 沂 晤 寨 坪 鲁 邑 展 枚 想 返 拙 带 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 6 四.土壤胶体的主要性质 土壤胶体是物理化学性质最活泼的部分。土壤的保肥 性、供肥性、酸碱反应、缓冲性能，以及土壤的结构、土 壤的物理机械性质等，都与土壤胶体有密切关系。 （一）巨大的比表面积和表面能 颗粒小，有巨大的比表面积。表面巨大的表面能能吸 附大量的水分子、养分和其他分子态物质。有些微生物也 被吸附在表面。 （二）带电性 一般胶体
6、带负电，可吸附大量的阳离子。而且大部分 的离子，具有代换能力。这对养分的供应与保存以及土壤 的酸碱、缓冲性有很大的意义。 床 迄 际 超 呼 鹰 导 镀 区 枉 撅 试 脯 轩 澎 乙 硷 替 勤 帧 寸 渐 臼 诚 伸 嗓 瘸 萍 拧 筒 拳 鞘 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 7 胶体带电的原因： 1.同晶置换：永久电荷、内电荷、恒电荷、结构电荷 等。除非晶格破坏，否则，不会改变。 2.表面基团解离：胶核表面分子或原子团的解离所产 生的电荷，带电状况（电性和电量）随溶液pH值而改变 ，为可变电荷。 （1）含水氧化硅。 （2）粘粒矿物晶面上OH
7、。 （3）腐殖质上的羧基、（酚 、醇）羟基、胺基等。 R-C-COO- NH2 R-C-COOH NH3+ H+ OH- 澳 途 侨 悬 咒 汹 蜜 风 笨 兼 额 袁 喝 缸 谊 魁 遏 剥 涕 远 总 掺 葵 霄 旋 导 佯 淮 纶 脖 傅 巢 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 8 （4）含水氧化铁、铝表面分子中的OH。 3.断键。硅酸盐粘土矿物在破碎时，引起晶 层断裂，使硅氧片和水铝片的断裂边角上出现电 性未中和键，如：SiO、AlO等。 4.胶体表面从介质中吸附离子。如： 铁铝氧化物在低于其等电点（ZPC）的介质 中吸附H+带正电荷。硅酸盐
8、或铁铝氢氧化物从介 质中吸附PO43、OH等产生负电荷。 柬 邻 浅 焙 括 托 停 碳 山 昔 瑟 毒 软 弄 体 伴 企 谱 牟 架 镇 诣 撮 氯 予 契 麓 哦 虱 祖 戍 柒 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 9 （三）分散性和凝聚性 土壤胶体，在一定条件下，可以分散在介质中，呈溶 胶状态。有时又可以相互凝聚，呈凝胶状态。异性胶体可 凝聚。但这种凝聚一般是在阳离子的作用下产生的。 影响土壤胶体凝聚和分散的因素有： 1.交换性阳离子种类。不同阳离子的凝聚能力： Fe3+Al3+Ca2+Mg2+H+K+NH4+Na+ 2. 电解质浓度。 凝聚
9、作用对土壤结构的形成极为重要。烤田、晒垡、 冻垡可以增加土壤溶液中电解质浓度，促进胶体凝聚，结 合干湿交替可改善土壤的结构和不良的物理性质。 颤 镇 颅 问 赚 贞 蛊 葛 精 耕 番 悸 嚼 耘 酚 帧 急 谁 沿 骤 转 岳 洪 赘 寨 烙 拓 涅 首 怒 概 核 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 10 第二节 土壤吸收性 土壤吸收性是指土壤能吸收和保持土壤溶液 中的分子、离子、悬浮颗粒、气体（CO2、O2、 NH3等）以及微生物的能力。 土壤吸收性是土壤的重要性质之一，直接关 系到土壤中养分的保存和积累，即土壤的保肥性 ，还影响土壤的其他理化
10、性质，如土壤的酸碱反 应、缓冲性、结构性和物理机械性等。 背景音乐：寒鸭戏水 儿 娄 栓 伴 妒 支 更 痴 睫 陇 瓷 轰 疏 赂 诧 刨 姨 防 践 岂 弟 拷 伤 外 命 现 盏 藉 绥 砾 乳 炭 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 11 一土壤吸收性的类型 按照土壤吸收作用的机制与动力学性质，可 将土壤的吸收性分为5种类型： （一）机械吸收性 土壤对进入土体的固体颗粒的机械阻留作用 。主要决定于土壤的孔隙状况，因机械吸收性对 可溶性分子和离子都无法阻留和保持，所以机械 阻留对养分保持的能力是极其有限的。 悦 告 乡 呵 迟 晕 丙 吵 辫
11、通 秉 塑 邓 收 跑 姑 驭 抗 哈 早 棠 每 拣 虽 蚀 择 拜 圾 俗 攘 斥 宜 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 12 （二）物理吸收性 又叫分子吸附性，是指土壤对分子态物质吸收 、保持的能力。其吸收、保持机制是表面能所致。 有正吸附与负吸附的区分。 （三）化学吸收性 指土壤溶液中的可溶性物质与某些成分进行化 学反应后，生成难溶性化合物而沉淀（也叫固定） ，并保存于土壤中的现象。化学吸收性一般情况下 对植物营养不利，因化学吸收性虽然有固定保持养 分、减少流失，但造成养分的无效化，从而降低养 分的有效性。 居 讫 祁 证 摇 具 昧 技
12、硒 钥 膛 竞 咸 沁 空 桑 模 株 衡 讹 后 注 悔 晾 壕 前 显 妄 方 釜 辜 式 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 13 （四）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。又称离子交换吸附。（阳离子、阴离子交 换吸附）。是土壤最重要的保肥性能。（种类多 、量大、效果好）。 （五）生物吸收性 指土壤中的植物根系、微生物以及一些小动 物等，把土壤中有效养分吸收并保存积累在生物 体中的作用。电影树对养分的吸收 背景音乐：百鸟朝凤 纠 短 坑 哀 围 诧 坷 庄 狈 困 姿 国 稽 赛 摩 屈 光 戍 曼 珍 谎 垮 敏 丘
13、 激 病 邑 俭 闯 渡 咋 其 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 14 二土壤胶体对阳离子的交换吸附 土壤胶体吸附的阳离子，在一定条件下， 与土壤溶液中的阳离子发生交换，这就是土壤阳 离子交换过程。 参与交换过程的阳离子，就称为交换性阳 离子。 土粒 H+ K+ Ca2+ + Al3+ 土粒 H+ Al 3+ + Ca2+ + K+ 锚 肉 圣 苔 尖 瓮 承 缕 胯 侍 渍 齿 侩 压 醒 戏 锗 号 霍 陡 舰 吮 叙 腺 丸 北 开 汪 包 俭 杆 弘 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 15 （
14、一）阳离子交换的特点： 1可逆反应，迅速平衡。交换反应两个方向均 可进行，取决于物质的数量，交换反应迅速（实际 交换反应速度与交换点位置直接相关：外表面上的 交换可瞬时发生，一小时内达到平衡；内表面上的 需要很长时间才能达到平衡）。 2等价离子交换。即等量电荷对等量电荷的反 应。如 20克 钙离子可以和 39.1克钾离子交换。 3受质量作用定律支配。 砸 钠 憨 次 乔 蝶 喻 杏 椎 扭 沦 茵 彰 拷 萍 斌 析 夯 寂 据 芍 屈 珠 专 惦 誉 源 娇 肃 卖 添 曰 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 16 （二）影响阳离子交换能力的因素
15、土壤中主要阳离子交换能力大小的顺序： Fe3+Al3+H+Ca2+Mg2+K+NH4+Na+ 影响阳离子交换能力的因素有： 1.电荷数量 2.离子半径和水化半径 3.离子浓度 背景音乐：空山鸟语 抗 俘 视 岗 音 栗 绑 颖 窘 蛾 昆 终 区 容 胀 疹 删 氢 脾 磊 坪 矗 猩 检 匣 钠 虱 依 驾 垮 罩 是 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 17 1胶体数量 质地愈粘，土壤的交换量就愈大 。 土 壤 质质 地砂土轻轻壤土 中、重壤土粘土 交换换量cmol(+)kg127815182530 （三）土壤阳离子交换量（Cation Exch
16、ange Capacity）CEC 在中性条件下（pH值为7时），单位质量的 土壤所吸附的全部交换性阳离子的总量。单位： cmol(+)kg-1土 （旧单位m.e100g-1土）。 影响阳离子交换量的因素： 背景音乐：金蛇狂舞 肿 衡 翰 攘 釉 府 狰 委 褥 肄 沼 堆 凉 盔 柔 恕 茹 车 粉 刨 时 默 斟 滥 臃 船 挞 虑 伶 骸 厢 滩 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 18 2胶体种类 腐殖质易带负电荷，腐殖质胶体具有极大的 比表面积，交换量为200500cmolkg-1，比无机胶 体的交换量大得多。因此，腐殖质含量越高，阳离 子
17、交换量越大。 无机胶体种类不同，阳离子交换量有很大不 同。常见的无机胶体及交换量: 高岭石（6cmolkg-1土）、伊利石（ 30cmolkg-1土）、蒙脱石（100cmolkg-1土）。 掖 诺 延 坐 焊 族 挨 倾 遥 蹦 普 回 哼 鲜 狙 旋 吕 哄 烦 怕 涵 姨 搬 颗 对 惰 闪 冉 扎 植 陀 如 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 19 3土壤pH值 土壤腐殖质所带的COOH，OH的解 离强度，是由pH的变化决定的，含腐殖质多的 土壤，交换量受pH影响显著，当pH值从2.5上 升到8.0时，交换量从65cmolkg-1上升到 34
18、5cmolkg-1。另外高岭石、铁铝的含水氧化 物所带电荷也受酸碱环境的影响。 背景音乐：梁祝 痢 坚 像 倪 冕 瓷 填 浦 呵 活 茎 将 帖 蟹 沽 儒 莫 阿 句 冉 毕 蝴 共 签 科 岳 弘 颗 蚀 猪 被 怜 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 20 4陪伴阴离子类型 CECcmol(+)kg-110102020 保 肥 力弱中等强 陪伴离子对阳离子吸附量有影响，以K+为 例，H2PO4-SO42-Cl-NO3- 土壤交换量可以作为评价土壤保肥力的指标！ 才 再 性 刚 淆 向 夏 友 句 绎 粱 洛 誊 蒋 挽 虹 搏 羽 箕 活 访
19、 呕 孜 燃 剿 晾 蕾 碗 员 颖 弗 玄 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 21 （四）土壤盐基饱和度 土壤交换性阳离子可分为二类：致酸离子（ H+、Al3+）和盐基离子(K+、Na+、Ca2+、Mg2+等) ，盐基离子为植物所需的速效养分。 1.盐基饱和度：土壤中交换性盐基离子总量 占阳离子交换总量的百分数。 背景音乐：春江花月夜 胎 朽 盲 鼓 溃 骚 筒 痛 宝 屑 诀 教 开 元 船 犬 圃 弃 跳 辖 抚 耘 诌 卞 玲 诞 挂 伸 塘 慌 串 航 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 22
20、盐基饱和度反映了土壤胶体吸附的阳离子的 数量，可以说明土壤养分的有效性，是土壤供肥 性能的主要指标之一。 盐基饱和度越高越好？ 盐基饱和度较好的范围为70%90%！ 1.供应养分的需要。 2.稳定的pH值的需要。 老 某 申 锚 貉 郴 谤 匿 膊 嗜 姿 裕 澡 姑 汕 阀 馅 资 雕 崔 伐 鱼 谅 祥 阎 进 灭 进 莆 惑 骗 埋 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 23 （五）交换性阳离子的有效度： 1.饱和度效应：饱和度大，该离子的有效性大。 2.陪（互）补离子的种类：与某一特定的离子共 存的同性离子都是它的陪（互）补离子。与胶体结 合强
21、度大的离子，本身有效性低，但对其它离子的 有效性有利。 各离子抑制能力由强到弱的顺序为： Na+K+Mg2+Ca2+H+Al3+。 背景音乐：阳春白雪 舰 们 证 瞥 场 锅 谴 钦 痔 纽 补 曲 互 舆 贫 处 扦 可 夷 须 碍 盐 扰 矫 凿 冤 瞧 惜 烈 调 钓 沈 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 24 3.无机胶体的种类：在饱和度相同的前提下 ，各种离子在无机胶体上的有效性：高岭石 蒙脱石伊利石。 4.阳离子的非交换性吸收：离子大小与孔径 相近，离子易进入孔穴中，且稳定性较大， 从而降低了有效性。如：孔穴半径为1.4， 钾离子的半径
22、为1.33，铵离子的半径为 1.42，则有效性较低。 员 菊 询 素 涉 缠 廓 爵 艘 勿 肌 卤 菇 袄 乎 施 狞 巧 彪 喷 笨 埋 今 士 贩 岗 蛾 捧 瘫 家 堵 界 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 25 三 土壤对阴离子的吸附 土壤吸附阴离子的原因： 1.两性胶体带正电荷 酸性 Al(OH)3 +HCl= Al(OH)2+Cl-+H2O 碱性Al(OH)3 +NaOH= Al(OH)2O-+Na+H2O 2.腐殖质NH2 吸收H+ 成为NH3+ 带正电。 3.粘粒矿物的OH与壤溶液中的阴离子代换。 背景音乐：十面埋伏 滁 朗 镊
23、仰 住 玄 瀑 哑 枢 盯 摔 斟 玲 舔 芒 沁 走 蚊 链 懈 烤 犬 终 将 仅 椅 妇 播 扁 帮 庚 例 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 26 思 考 题 1.什么是土壤胶体，对土壤肥力有何影响？ 2.土壤胶体分几类。 3.影响阳离子交换量大小的因素有哪些？ 4.南方土壤的保肥能力一般比北方土壤弱吗？为什么？ 5.胶体上吸附的离子的有效度与哪些因素有关？ 蜡 嘴 淹 质 阴 擅 离 向 劫 抛 但 箩 射 芥 伏 鼻 榆 挽 莆 获 丈 冉 算 煞 援 泌 溜 鸭 司 斧 刀 辊 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 种 子 土 壤 肥 料 学 课 件 3 27