当前课程知识点：土壤地理学 > 第三章 土壤流体组成及其诊断特性 > 3.5 土壤胶体 > 3.5 土壤胶体
同学们大家好
今天我们要介绍的是土壤的分散系及其特征
首先我们来了解什么是土壤的分散系
分散体系是由两种或两种以上物质组成的
一种物质呈连续分布状态
量相对也比较大
称为分散介质
另一种物质分子不连续
量也比较小
称为分散相
分散相如果与分散介质之间没有明显物理界面
分散体系称为溶液
如果分散介质与分散相有明显的物理界面
叫做悬浮液
当分散相介于二者之间时
构成了相对稳定的体系
叫做胶体系统
土壤本身就是一个复杂的多元分散体
把土壤中较小颗粒叫胶体
空气和溶液成为分散剂
按照土壤分散系中分散质颗粒的大小
可以将土壤分散系
分为土壤溶液和土壤胶体两大类
下面我们来了解土壤胶体
土壤胶体是指颗粒直径
小于零点零零一毫米
或零点零零二毫米的土壤微粒
目前土壤胶体粒径的大小范围
并不是绝对的
这是因为胶体性质的出现
是随着粒径的减小逐渐加强的
没有截然划分的界限
土壤中的胶体主要分为三类
一
土壤无机胶体
主要是矿物在化学风化过程中产生的次生矿物
包括氧化硅类
三氧化物类和层状铝硅酸盐
二
土壤中有机胶体主要是腐殖质
三
有机无机复合体是土壤
腐殖质和粘土矿物通过混合和吸附结合在一起
结合过程比较复杂
有机无机复合体意义在于改善了土壤的理化性状
它的稳定性比单纯的有机胶体高
接下来我们来了解
硅酸盐粘粒的晶格构造
硅酸盐粘粒的晶格构造
一
粘土矿物的基本单位
有两个
即硅氧片和铝氧片
其中硅氧片由硅氧四面体连接而成
铝氧片由铝氧八面体连接而成
详细内容我们已经在土壤矿物质中介绍过了
在此不再赘述
接下来我们来了解
粘土矿物负电荷的来源
同晶替代
粘土矿物负电荷的来源
同晶取代
晶格构造中的中央离子
被其他阳离子取代后会产生负电荷
同晶替代的结果使土壤产生永久电荷
能吸附土壤溶液中带相反电荷的离子
使土壤具有保肥能力
土壤中同晶替代的规律
一
高价阳离子被低价阳离子取代的多
因此
土壤胶体一般其净电荷为阴性
二
四面体中的硅离子被铝离子所替代
八面体中铝离子被镁离子替代
三
同晶替代现象在2：1和2：1：1型的
粘土矿物中较普遍
而1：1型的粘土矿物中则相对较少
二
晶格断裂产生电荷
三
胶体表面分子解离产生电荷
随pH变化改变而产生的电荷
称可变电荷
几种主要土壤胶体
一
高岭石
二
伊利石
三
蒙脱石
四
含水氧化物
包括非晶质的硅酸和含水氧化铁或氧化铝
五
腐殖质胶体
接下来
我们来了解土壤胶体的性质
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
那么土壤胶体具有哪些性质呢
一
巨大的比表面积和表面能 土壤胶体颗粒小
有巨大的比表面积
二
胶体带电性和离子吸收代换性能 一般胶体带负电
可吸附大量的阳离子
三
胶体具有分散性和凝聚性
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
这种凝聚一般是在阳离子的作用下产生的
凝聚作用对土壤结构的形成极为重要
四
物理机械性质 土壤胶体具有粘结性
粘着性和可塑性等一系列的性质
接下来
我们来了解土壤胶体的电荷类型
依据土壤电荷产生的机制分为两类
一
永久电荷
不受土壤溶液pH值变化而影响的电荷类型
成为永久电荷
恒电荷或结构电荷
同晶取代是产生永久电荷的原因
发生在晶架结构体的内部
所以叫它内电荷
二
可变电荷
随着土壤溶液pH变化而变化的电荷叫可变电荷
可变电荷产生的原因主要是胶体表面
分子解离
如
含水氧化硅分子解离
粘土矿物晶面上羟基解离
腐殖质分子表面解离
以及含水氧化铁铝表面解离
接下来
我们来了解土壤阳离子交换
土壤阳离子交换指土壤胶体吸附阳离子
在一定条件下
与土壤溶液中的阳离子发生交换
这就是土壤阳离子的交换过程
能够参与交换过程的阳离子
就称为交换性阳离子
交换性阳离子主要有两类
第一类是氢离子和铝离子
它们是致酸离子
与土壤的酸度有密切关系
第二类是其他的一些金属离子
如钙离子、镁离子、钾离子、铵根离子等
在古典化学上
它们都称为盐基离子
我们把土壤胶体上吸附的阳离子
与周围溶液中的阳离子进行的等当量交换过程
叫阳离子交换作用
它的特点是
第一
是可逆反应
第二
阳离子交换作用按等摩尔进行
第三
交换受温度影响较小
而与交换点位置直接相关
影响阳离子交换能力的因素主要有电荷
离子的半径及水化程度以及离子浓度和数量因子
接下来我们来了解土壤阳离子交换量
它的定义是
在pH值为七时
每千克土壤中所含有的全部交换性阳离子的厘摩尔数
土壤交换量的大小
基本上代表了土壤的保持养分数量
也就是平常所说的保肥力高低
交换量大
也就是保存养分的能力大
反之则弱
所以
土壤交换量可以作为评价土壤保肥力的指标
一般地
小于十厘米摩尔每千克
保肥力弱
十到二十厘米摩尔每千克
中等
大于二十厘米摩尔每千克
强
影响土壤阳离子交换量的因素主要有土壤质地
腐殖质含量
无机胶体种类
土壤的酸碱性
具体影响机制在此不详细介绍
请同学们课下自学
接下来我们来了解土壤盐基饱和度
盐基饱和度指土壤胶体上的交换性盐基离子
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
致酸离子
和盐基离子
这里盐基离子指的是除氢和铝以外的阳离子
同理
某个交换性阳离子占土壤阳离子总量的百分数
叫该离子的饱和度
而盐基离子的饱和度具有以下意义
一
依据盐基饱和度将土壤分为盐基饱和土壤
和盐基不饱和土壤两种
盐基饱和的土壤具有中性或碱性反应
而盐基不饱和土壤则具有酸性反应
为酸性土壤
可能出现交换性铝和镁的毒害
盐基饱和度是从质的角度研究阳离子
与土壤基本性状关系
三
盐基饱和度也可以作为判断土壤肥力水平的指标
盐基饱和度≥80%的土壤
一般认为是很肥沃的土壤
盐基饱和度
为50-80%的土壤为中等肥力水平
而盐基饱和度低于50%的土壤肥力水平较低
因为阳离子组成单一
四
盐基饱和度是确定酸性土壤
石灰需要量的重要参数
今天的内容就讲到这里
请同学们思考以下问题
一
试用阳离子交换作用机制
来解释农业上集中施肥的依据
二
为什么可变电荷土壤中磷的有效性一般较低
我们下节课再见
-1.1 土壤、土壤圈的相关基本概念
--1.1 土壤、土壤圈的相关基本概念
-1.2 土壤圈的地位与作用
--1.2 土壤圈的地位与作用
-1.3 土壤地理学发展简史
--1.3 土壤地理学发展简史
-2.1 土壤矿物（一）
--2.1 土壤矿物（一）
-2.2 土壤矿物（二）
--2.2 土壤矿物（二）
-2.3 土壤矿物（三）
--2.3 土壤矿物（三）
-2.4 土壤有机质（一）
--2.4 土壤有机质（一）
-2.5 土壤有机质（二）
--2.5土壤有机质（二）
-2.6 土壤圈的物质循环（一）
--2.6 土壤圈的物质循环（一）
-2.7 土壤圈的物质循环（二）
--2.7 土壤圈的物质循环（二）
-2.8 土壤固相的物理诊断特性（一）
--2.8 土壤固相的物理诊断特性（一）
-2.9 土壤固相的物理诊断特性（二）
--2.9 土壤固相的物理诊断特性（二）
-3.1 土壤空气及其运动
--3.1 土壤空气及其运动
-3.2 土壤热量状况
--3.2 土壤热量状况
-3.3 土壤水分形态
--3.3 土壤水分形态
-3.4 土壤水势
--3.4 土壤水势
--3.4 土壤水势
--3.4 土壤水势
-3.5 土壤胶体
--3.5 土壤胶体
--3.5 土壤胶体
--3.5 土壤胶体
-3.6 土壤溶液
--3.6 土壤溶液
--3.6 土壤溶液
--3.6 土壤溶液
-4.1 道库恰耶夫成土因素学说
--4.1 道库恰耶夫成土因素学说
-4.2 土壤形成的气候因素
--4.2 土壤形成的气候因素
-4.3 土壤形成的生物因素
--4.3 土壤形成的生物因素
-4.4 土壤形成的岩石圈（母质）和地形因素
-- 4.4土壤形成的岩石圈（母质）和地形因素
-4.5 土壤形成的水圈（水文）因素
--4.5 土壤形成的水圈（水文）因素
-4.6 土壤形成时间因素的作用
--4.6 土壤形成时间因素的作用
-5.1 土壤形成过程的概念
--5.1 土壤形成过程的概念
-5.2 基本土壤形成过程
--5.2 基本土壤形成过程
-5.3 土壤剖面形态特征
--5.3 土壤剖面形态特征
-6.1土壤分类概述
--6.1土壤分类概述
-6.2 中国土壤地理发生分类
--6.2 中国土壤地理发生分类
-6.3 中国土壤系统分类
--6.3 中国土壤系统分类
-6.4美国土壤系统分类（ST）
--6.4美国土壤系统分类（ST）
-6.5 世界土壤资源参比基础-WRB
--6.5 世界土壤资源参比基础-WRB
-6.6 不同土壤分类系统的参比
--6.6 不同土壤分类系统的参比
-7.1 地带性土壤类型1剖析
--7.1 地带性土壤类型1剖析
-7.2 地带性土壤类型2剖析
--7.2 地带性土壤类型2剖析
-7.3 非地带性土壤类型剖析
--7.3 非地带性土壤类型剖析
-7.4 土壤空间分布规律剖析
--7.4 土壤空间分布规律剖析
-7.5 新疆土壤类型及其空间分布
--7.5 新疆土壤类型及其空间分布
-8.1 土壤广域性分布规律
--8.1 土壤广域性分布规律
-8.2 全球各州土壤分布规律
--8.2 全球各州土壤分布规律
-8.3 中国土壤广域分布规律
--8.3 中国土壤广域分布规律
-8.4 土壤的垂直地带性
--8.4 土壤的垂直地带性
-8.5 土壤负向垂直地带性及垂直-水平复合分布规律
--8.5 土壤负向垂直地带性及垂直-水平复合分布规律
-8.6 土壤中域/微域性及耕地土壤的分布规律
--8.6 土壤中域/微域性及耕地土壤的分布规律
-8.7 土被结构的基本类型与空间格局
--8.7 土被结构的基本类型与空间格局
-8.8 土壤流体组成及其诊断特性土壤区划
--8.8 土壤流体组成及其诊断特性土壤区划
-9.1 土壤资源的含义与生态环境功能
--9.1 土壤资源的含义与生态环境功能
-9.2 世界土壤资源概况及其空间特征
--9.2 世界土壤资源概况及其空间特征
-9.3 中国土壤资源特点与土壤质量概念
--9.3 中国土壤资源特点与土壤质量概念
-9.4 土壤质量的指标体系
--9.4 土壤质量的指标体系
-9.5 土壤质量指标功能与土壤质量评价方法
--9.5 土壤质量指标功能与土壤质量评价方法
-9.6 土地开发整理、土壤退化与侵蚀
--9.6 土地开发整理、土壤退化与侵蚀
-9.7 土壤侵蚀方法、影响因素及防治对策
--9.7 土壤侵蚀方法、影响因素及防治对策
-9.8 土壤风蚀沙化
--9.8 土壤风蚀沙化
-9.9 土壤盐渍化和荒漠化
--9.9 土壤盐渍化和荒漠化
-9.10 土壤污染
--9.10 土壤污染
-10.1 土壤地理调查
--10.1 土壤地理调查
-10.2 现代技术在土壤调查中的应用
--10.2 现代技术在土壤调查中的应用
-10.3 土壤信息库
--10.3 土壤信息库
-土壤地理学 试卷一
--土壤地理学 试卷一
-土壤地理学 试卷二
--土壤地理学 试卷二
-土壤地理学 试卷三
--土壤地理学 试卷三
-土壤地理学 试卷四
--土壤地理学 试卷四
-土壤地理学 试卷五
--土壤地理学 试卷五
-土壤地理学 试卷六
--土壤地理学 试卷六
