土壤肥料学-第三章3-土壤电性氧化还原
34页1、第三章 土壤的基本性状,第五节 土壤电性与离子交换,第五节 土壤电性与离子交换,1、土壤电性; 2、土壤胶体对阳离子的交换性吸附; 3、土壤胶体对阳离子的非交换性吸附; 4、土壤胶体对阴离子的交换性吸附;,土壤中的电荷是由土壤胶体提供的; 一般土壤都显现负电荷; 土壤胶体带负电荷是指它的净电荷为负电荷; 土壤胶体的吸附作用;,1、土壤电性,离子吸附:离子从溶液 转移到胶体表面的过程; 离子解吸:原来吸附到 土壤胶体上的离子转移 到溶液的过程;,两者之间动态平衡,1、土壤电性,2、土壤胶体对阳离子的交换性吸附,(1)阳离子交换作用(Cation Exchange) 土壤胶体吸附的阳离子与周围溶液中的 阳离子进行等当量代换。,(2)阳离子交换作用的特征 可逆性:相对的、动态的平衡 快速性:一般需要几秒钟即可完成 等电量交换 受质量作用定律支配,2、土壤胶体对阳离子的交换性吸附,(3)阳离子交换能力 电荷价数:三价二价一价 离子半径及水化半径:离子半径越大,单位面积所带负电荷电量越少,阳离子交换能力越强 离子浓度,2、土壤胶体对阳离子的交换性吸附,离子交换力顺序,2、土壤胶体对阳离子的交换性
2、吸附,阳离子交换量( Cation Exchange Capacity )* 指在一定的pH条件下,1000g干土所能吸附的全部 交换性阳离子的厘摩尔数。单位:cmol (+)/ kg土 可以作为土壤保持养分的指标 20 cmol (+)/ kg ,保肥能力强; 10-20 cmol (+)/ kg ,保肥能力中等; 10 cmol (+)/ kg ,保肥能力差。,2、土壤胶体对阳离子的交换性吸附,1) 土壤胶体的类型和数量,腐殖质CEC最大 对土壤CEC贡献很大 施有机肥提高CEC 蒙脱石水云母高岭石水合氧化物 北南,CEC减少,2、土壤胶体对阳离子的交换性吸附,影响CEC大小的因素,土壤胶体的阳离子交换量,2、土壤胶体对阳离子的交换性吸附,不同粘粒矿物组成的土壤胶体的阳离子交换量,2)土壤质地 CEC的80%由 粘粒提供 粘土壤土砂土 3) 土壤pH值 pH上升可变负电荷上升CEC上升 带可变电荷多的胶体的 CEC受 pH影响大 南方土壤CEC受 pH影响大,影响CEC大小的因素,盐基饱和度(Base Saturation )* 阳离子种类(1)致酸离子:H+和Al3+ (2)盐基
3、离子:Ca2+、Mg2+、K+、Na+、NH4+,土壤中交换性盐基离子占阳离子交换总量的百分数,2、土壤胶体对阳离子的交换性吸附,盐基饱和度的意义 反映土壤酸碱度、交换性离子有效度,是肥力指标之一 盐基饱和土壤:中、碱性(北方) 盐基不饱和土壤:酸性(南方红黄壤) 盐基饱和度以7090(基本饱和)较好,2、土壤胶体对阳离子的交换性吸附,影响交换性阳离子的有效度的因素,交换性阳离子的饱和度:即该离子的盐基饱和度,2、土壤胶体对阳离子的交换性吸附,陪补离子效应:一般来说,某离子的陪伴离子被土 壤胶体吸附力越强,该离子的有效性越高,2、土壤胶体对阳离子的交换性吸附,影响交换性阳离子的有效度的因素,所有的阳离子均可发生非交换性吸附固定 K+和NH4+的固定最为明显 土壤水分状况和土壤pH影响固定态阳离子的释放,3、土壤胶体对阳离子的非交换性吸附,1)以阴离子形式存在的养分:N、P、S、B、Mo 2)土壤对阴离子的吸附顺序 易被吸附的离子:磷酸根、硅酸根 不被吸附的离子:Cl-,NO3-,NO2- 中等离子:硫酸根、碳酸根,4、土壤胶体对阴离子的交换性吸附,阴离子吸附的机制 阴离子的非专性吸附:
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