第三章之土壤胶体特性与酸碱性
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土壤胶体的特征土壤胶体是直径为2~0.001微米土粒的通称。
其含量约占土重的2%~50%,是土壤中化学性质最活跃的部分。
什么是土壤胶体(土壤胶体的特点)土壤胶体类型①矿质胶体:又称无机胶体,指土壤粘粒中矿质部分,是岩石风化产物的最细部分。
除有少量石英、长石等原生矿物外,主要是次生矿物,包括蒙脱石、水云母、蛭石、高岭石和水铝英石及铁、铝、锰、硅、钛等氧化物及其水合物。
②有机胶体:来源于动、植物和微生物的残体及其分解或合成产物,是由多糖、蛋白质与腐殖质等所组成。
③有机矿质复合胶体:是由矿质胶体与有机胶体通过离子间的库仑引力和表面分子间的范德华引力缔合而成的,土壤中此类胶体往往不少。
什么是土壤胶体(土壤胶体的特点)土壤胶体特性土壤胶体除了具有与其化学组成相对应的一般性质外,还有以下特性:①表面积大:土壤胶粒的表面积随粒径的减小而增大。
表面积也因粘粒的矿物类型而异,蒙脱石、蛭石表面积最大,达600~800米2/克,水云母次之90~130米2/克,高岭石最小10~20米2/克(见比表面)。
胶体的巨大表面积,使土壤具有物理吸附性能。
②带电荷:胶体表面都带电荷,电荷的正、负取决于胶体物质的组成和结构。
胡敏酸及层状硅酸盐的胶粒表面带负电荷,交换性离子是阳离子。
铁、铝的氢氧化物和蛋白质的电荷性质视分散介质的pH而定,既可带正电荷,亦可带负电荷,因而称两性胶体(见表面电荷)。
土壤胶体的带电性使土壤具有离子吸附性能,它对保蓄土壤养分有巨大作用。
③不可逆性:土壤胶体按其状态分为溶胶与凝胶。
胶粒分散在水介质中处于彼此分开的状态为溶胶,溶胶在受到干燥、热、冻结、电解质和时间等因素的影响,可变为凝胶。
在促使溶胶成为凝胶的因素消失以后,亲水胶体的凝胶通常可重新变为溶胶,而疏水胶体则不易复原。
因而前者称可逆胶体,后者称不可逆胶体。
这种不可逆性有利于增强土壤团聚体的稳定性。
什么是土壤胶体(土壤胶体的特点)土壤胶体对土壤性质的影响①胶体含量的多少直接影响土壤质地的轻重、保水保肥能力的大小和耕作的难易。
土壤地理学第二章/第三章第二章:影响土壤形成的环境因素:俄国道库恰耶夫成土学说:主要观点:土壤成土因素主要有五个气候、生物、母质、地形。
时间影响土壤发育的五个主要因素:1、母质因素(不同岩石风化壳)2、生物因素(不同植被类型:草地与森林)3、气候因素(影响风化,控制植被生长)4、地形因素(影响物质与能量的分配)5、时间因素(控制土壤发育进程)地质大循环和生物小循环的关系:1.大循环是小循环的基础,也是土壤形成的基础(矿质养分);2.小循环是土壤形成的核心(腐殖质);3.大循环大于小循环,自然界会发生水土流失现象;4.大循环小于或者等于小循环,自然界水土保持。
总之,土壤的形成过程是物质的地质大循环与生物小循环过程矛盾与统一。
形成土壤的两个基本作用:◆风化作用:致密的岩石被破坏,营养元素得以释放,并形成疏松的风化层;◆生物作用:有机质加入,营养元素积聚。
1)土壤胶体及结构①土壤胶体:通常所说的土壤胶体实际上是指直径在1—100 mµm之间的土壤颗粒。
②土壤胶体的种类土壤矿物质胶体(无机胶体):次生铝硅酸盐、铁铝化合物有机胶体:腐殖质、有机酸、蛋白质等有机-无机复合胶体③土壤胶体结构微粒核:胶核双电层:内外吸附层、扩散层2)土壤胶体的性质①巨大的比表面积和表面能②带电性带电的原因是什么?电性如何?③土壤胶体离子交换作用④分散和凝聚作用第一:粘土矿物胶体带电土壤中粘土矿物胶体一般都带负电荷,其电荷来源有以下几个方面:同晶置换作用粘土矿物晶质中的一种离子被另一种离子取代的过程。
在这个过程中,只改变了矿物质的化学成分,而矿物的结晶构造不变,故叫做同晶置换作用。
晶格破碎边缘带电矿物质风化破碎过程中,晶格边缘离子一部分电荷未被中和而产生剩余电荷,使晶体边缘带电。
第二:腐殖质胶体带电意义?由于腐殖质分子量大、功能团多,解离后带电量大,对土壤保肥供肥性有重要影响。
第三:两性胶体带电,什么是两性胶体?表面既带负电荷,亦带正电荷的土壤胶体称两性胶体。
土壤胶体的特性直径为2~0.μm土粒的通称可以是矿质的,即土壤矿质胶体(无机胶体),主要是次生的黏粒矿物。
也可以是有机的,即土壤有机胶体,主要是多糖、蛋白质和腐殖质。
多数情况下是有机矿质复合体,即核心部分是黏粒矿物,外面是有机胶膜,被吸附在矿质胶体表面。
其特性是:(1)其比表面积相当大(1g 胶体大约有~m2),具有相当大的反应活性和吸附性;(2) 荷电,有很强的离子交换性;(3)它是土壤各种物质最活跃的部分,因而对土壤性质的影响也最大。
土壤胶体的种类土壤胶体通常可以分成无机胶体、有机胶体、有机—无机无机胶体。
下面我们了解这三类胶体。
ⅰ无机胶体:无机胶体在数量上远比有机胶体要多,主要是土壤粘粒,它包括fe、al、si等含水氧化物类粘土矿物以及层状硅酸盐类粘土矿物。
1、fe、al、si等含水氧化物含水氧化硅:多写成sio2·h2o,也可写成偏硅酸h2sio3,sio2·h2o发生电离时能解离出h+而使胶体带负电荷。
含水水解fe、al:多译成fe2o3·nh2o、al2o3·nh2o,也需用fe(oh)3、al(oh)3的形式去则表示,它就是硅酸盐矿物全盘风化的产物,在风化程度低的土壤上这类矿物较多。
这类矿物属两性胶体,它的带电情况主要取决于土壤的酸碱反应,酸性条件(ph\uc5)带正电荷,碱性条件下带负电荷。
2、层状硅酸盐类矿物层状硅酸盐类矿物,从外部形态上看是极细微的结晶颗粒,从内部构造上看,都是由两种基本结构单位硅氧四面体和铝氧八面体所构成,并且都含有结晶水只是化学成分和水化程度不同而已。
结构特征:p69图3—5、图3—6a:基本结构单位:构成层状硅酸盐矿物的基本结构单位是硅氧四面体和铝氧八面体。
硅氧四面体:由一个硅离子(si4+)和四个氧离子(o2-)共同组成,其中三个氧离子(o2-)形成三角形为底,si4+属这个三角形之上,三个氧离子(o2-)的中心底凹处,第四个o2+属顶部,恰好把si2+砌在下面,象这样的结构体从外表面看看存有四个面,每个面存有三个o2+共同组成,si4+居四个面的中心,我们称作硅氧四面体。
土壤胶体.第二册,土壤胶体研究法1、土壤胶体的特性土壤胶体是指土壤中的有机和无机颗粒之间的粘结物,它具有高度粘性和可塑性,可以形成一个稳定的结构,从而影响土壤的物理、化学和生物性质。
土壤胶体可以吸附水分,保持土壤的湿润状态,并可以吸附有机物和无机物,从而影响土壤的肥力和生物活性。
土壤胶体的结构可以分为粒间胶体、粒内胶体和粒内外胶体三种。
粒间胶体是指粒间的粘结物,它们可以形成一个稳定的结构,从而影响土壤的物理性质。
粒内胶体是指粒内的粘结物,它们可以影响土壤的化学和生物性质。
粒内外胶体是指粒内外的粘结物,它们可以影响土壤的物理、化学和生物性质。
2、土壤胶体的结构土壤胶体是由一系列结构复杂的颗粒组成的,它们可以被分为三类:细颗粒、粗颗粒和有机颗粒。
细颗粒由石英、铁氧化物、硅酸盐和其他矿物质组成,粗颗粒则是由粒径大于2μm的矿物质组成,有机颗粒则是由有机物质组成,如木炭、木质素、植物碎屑等。
土壤胶体的结构还可以由比表面积、比容量、比比重等参数来表征。
土壤胶体的形成机制主要是由三种因素共同作用的结果:一是土壤中的离子交换,二是土壤中的有机质,三是土壤中的结构空间。
离子交换是指土壤中的离子,如钾、钙、镁等,在土壤中相互交换,从而形成胶体结构。
有机质是指土壤中的有机物质,如有机酸、有机酯等,它们可以与离子结合,形成胶体结构。
结构空间是指土壤中的空间结构,这种空间结构可以把离子和有机物质放在一起,形成胶体结构。
4、土壤胶体的分类土壤胶体可以根据其结构、粒径、组成和结合力等特征进行分类。
根据结构,可将土壤胶体分为紧密胶体和松散胶体;根据粒径,可将土壤胶体分为粗胶体和细胶体;根据组成,可将土壤胶体分为有机胶体和无机胶体;根据结合力,可将土壤胶体分为弱结合胶体和强结合胶体。
土壤胶体的研究法包括:1、悬浮液浊度测定法:测定土壤胶体悬浮液的浊度,可以推断出土壤胶体的含量。
2、滤液比重测定法:测定土壤胶体滤液的比重,可以推断出土壤胶体的粒径分布。