1、1 1課程回顧課程回顧1 1、土壤膠體：概念、種類、土壤膠體：概念、種類 2:12:1型和型和1:11:1型粘土礦物、同晶代換型粘土礦物、同晶代換2 2、土壤膠體的結構：微粒核、雙電層、土壤膠體的結構：微粒核、雙電層3 3、土壤膠體電荷：永久電荷、可變電荷、土壤膠體電荷：永久電荷、可變電荷 可變電荷零點可變電荷零點(pH(pH0 0) )4 4、土壤的吸收性能、土壤的吸收性能5 5、陽離子的代換吸收、陽離子的代換吸收2復習回顧土壤保肥性土壤保肥性土壤供肥性土壤供肥性n粘土礦物的基本結構單元是粘土礦物的基本結構單元是 和和 。n土壤膠體三種類型是指（）（）和（）。土壤膠體三種類型是指（）（）和（

2、）。n粘土礦物的粘土礦物的晶層構造晶層構造有有 和和 。n三大粘土礦物是指三大粘土礦物是指（）（）和（）。（）（）和（）。n土壤的保肥性的方式有哪幾種？土壤的保肥性的方式有哪幾種？3硅氧片硅氧片4鋁氧片鋁氧片51：1型礦物非膨脹性 高嶺石類高嶺石類62：1型膨脹性礦物 蒙脫石類72：1型非膨脹性礦物水云母、伊利石 8復習回顧復習回顧n土樣采集包括哪些環節？多余的土樣量如何處理？n為什么不能直接在通過1.00mm篩的土壤樣品中篩出一部分作為0.25mm土樣？n土樣制備包括哪些土樣制備包括哪些環節環節？n土壤樣品的采集遵循原則是（土壤樣品的采集遵循原則是（ ）（）（ ）（）（ ）. .n土壤樣點設

3、置方式有（土壤樣點設置方式有（ ）（）（ ）（）（ ）三種）三種n耕層混合樣品采集深度一般為（耕層混合樣品采集深度一般為（ ）. .n混合樣品采集的布點數一般為（混合樣品采集的布點數一般為（ ）點）點. .9耕層混合土樣耕層混合土樣（非獨立實驗）（非獨立實驗）n土樣的采集樣區劃分樣區劃分采樣要求采樣要求樣點設置樣點設置采樣方法采樣方法采樣深度和時間采樣深度和時間采樣數量采樣數量采樣信息（標簽）采樣信息（標簽）10四分法分樣四分法分樣11土壤樣品的處理步驟一般為土壤樣品的處理步驟一般為： 取樣編號取樣編號. 風干去雜風干去雜 磨細過篩磨細過篩（18目和目和60目目） 裝瓶貯存裝瓶貯存 貼上標簽貼

4、上標簽制備圖解制備圖解12篩目與孔徑關系n 篩孔直徑（篩孔直徑（mm）=16/（1英寸孔數）英寸孔數）n 1英寸英寸=25.4mm，n16mm=25.4mm-9.4mm （網線寬度）（網線寬度）n15-18以上操作程序可用下述圖解表示：以上操作程序可用下述圖解表示：田間采集的樣品田間采集的樣品風干撿出雜質風干撿出雜質均勻取均勻取500克碾碎克碾碎過過1毫米篩毫米篩大于大于1毫米石礫稱重求百分數毫米石礫稱重求百分數 取細土取細土50克克 余下的裝入余下的裝入250毫米廣口瓶或塑毫米廣口瓶或塑 料袋中（供料袋中（供Ph值及質地用）值及質地用） 撿出雜質研細撿出雜質研細 全部過全部過0.250.25

5、毫米篩毫米篩 裝瓶供測有機質等測定用裝瓶供測有機質等測定用木棍木棍研缽研缽復習回顧復習回顧土壤有機質的測定土壤有機質的測定n目的要求目的要求n測定方法測定方法n測定原理測定原理 n 2 2K K2 2CrCr2 2O O7 7+ +3 3C+8HC+8H2 2SOSO4 4 2K 2K2 2SOSO4 4+2Cr+2Cr2 2(SO(SO4 4) )3 3 +3CO +3CO2 2+8H+8H2 2O O nK K2 2CrOCrO7 7+6FeSO+6FeSO4 4+7HSO+7HSO4 4KK2 2SOSO4 4+Cr+Cr2 2(SO(SO4 4) )3 3+3Fe(SO+3Fe(SO4

6、 4) )3 3+7H+7H2 2O On測定過程測定過程n土樣消煮（溫度、時間）土樣消煮（溫度、時間）n滴定（顏色變化，滴定（顏色變化，why？）？）n計算計算n以鄰啡羅啉亞鐵溶液（鄰二氮啡亞鐵）為指示劑，以鄰啡羅啉亞鐵溶液（鄰二氮啡亞鐵）為指示劑，三個鄰啡羅啉（三個鄰啡羅啉（C C2 2H H8 8N N2 2）分子與一個亞鐵離子絡合，）分子與一個亞鐵離子絡合，形成紅色的鄰啡羅啉亞鐵絡合物，遇強氧化劑，則形成紅色的鄰啡羅啉亞鐵絡合物，遇強氧化劑，則變為淡藍色的正鐵絡合物，其反應如下：變為淡藍色的正鐵絡合物，其反應如下： CC2 2H H8 8N N2 2) )3 3FeFe3+3+e+e

7、（C C2 2H H8 8N N2 2) )3 3FeFe2+2+ 淡藍色淡藍色 棕紅色棕紅色n滴定開始時以滴定開始時以重鉻酸鉀的橙色重鉻酸鉀的橙色為主，滴定過程中漸為主，滴定過程中漸現現CrCr3+3+的綠色，快到終點變為的綠色，快到終點變為灰綠色灰綠色，如標準亞鐵，如標準亞鐵溶液過量半滴，即變成棕紅色，表示終點已到。溶液過量半滴，即變成棕紅色，表示終點已到。計算計算 有機碳量有機碳量=重鉻酸鉀量重鉻酸鉀量-硫酸亞鐵量硫酸亞鐵量100烘干土重1.7241.10.003V)(VV50.800土壤有機質土壤有機質（%）=有機質含量計算式中有機質含量計算式中1.724，1.1，0.003的含義分別

8、的含義分別是是 ， ， 。土壤有機質% 11-44-710平行相差%0.05 0.10 0.30 0.5附我國第二次土壤普查有機質含量分級表附我國第二次土壤普查有機質含量分級表如下，以供參考。如下，以供參考。級級別別一一級級二二級級 三三級級四四級級五五級級六六級級有機質有機質%43423120.610.0.618第第5 5章章土壤膠體和土壤吸收土壤膠體和土壤吸收性能性能 1919教學目標教學目標n通過本章學習，讓學生掌握土壤膠體類型通過本章學習，讓學生掌握土壤膠體類型及其特性，土壤吸收保肥及影響因素，使及其特性，土壤吸收保肥及影響因素，使學生對土壤化學性質有深入理解。為認土、學生對土壤化學性

9、質有深入理解。為認土、用土、改土及合理施肥提供科學依據。用土、改土及合理施肥提供科學依據。2020教學內容教學內容第一節第一節 土壤保肥性與供肥性含義土壤保肥性與供肥性含義第二節第二節 土壤膠體及其基本特性土壤膠體及其基本特性第三節第三節 土壤的吸附保肥作用土壤的吸附保肥作用第四節第四節 土壤的供肥性土壤的供肥性第五節第五節 土壤酸堿性和緩沖性土壤酸堿性和緩沖性作業與思考作業與思考題題小結小結參考文獻21215.15.1土壤保肥性與供肥性含義土壤保肥性與供肥性含義一一. . 土壤保肥性與供肥性土壤保肥性與供肥性二二. . 土壤保肥、供肥性與植物生長土壤保肥、供肥性與植物生長n重點：重點掌握土壤

10、保肥性與供肥性的概重點掌握土壤保肥性與供肥性的概念及與土壤養分的緩沖容量的關系。念及與土壤養分的緩沖容量的關系。2222一、土壤保肥性與供肥性一、土壤保肥性與供肥性n土壤的保肥性土壤的保肥性是指土壤吸持和保存植物養分的能力。是指土壤吸持和保存植物養分的能力。q分子吸附、化學固定、分子吸附、化學固定、離子代換離子代換等。等。n土壤供肥性土壤供肥性土壤向植物提供有效養分的能力土壤向植物提供有效養分的能力. .QI容量因素強度因素表征土壤養分的緩沖容量（表征土壤養分的緩沖容量（B） 23233.3.土壤保肥性和供肥性的關系土壤保肥性和供肥性的關系n n土壤保肥性和供肥性土壤保肥性和供肥性是相互矛盾，

11、但二者是相互矛盾，但二者又是對立統一的。又是對立統一的。 速效養分速效養分 潛在養分潛在養分保肥保肥供肥供肥2424二二. .土壤保肥性和供肥性與植物的生長土壤保肥性和供肥性與植物的生長n土壤保肥性土壤保肥性 保持養分，避免養分流失保持養分，避免養分流失. .n土壤供肥性土壤供肥性 及時穩定供給養分及時穩定供給養分, ,防止防止供肥不足而脫肥和供肥猛而不穩瘋長供肥不足而脫肥和供肥猛而不穩瘋長. .n肥沃的土壤肥沃的土壤q保肥好保肥好q供肥好供肥好25255.2 5.2 土壤膠體及其基本性質土壤膠體及其基本性質n重點：重點：掌握土壤膠體的性質與肥力關系；掌握土壤膠體的性質與肥力關系；n難點：難點

12、：土壤膠體的基本構造。土壤膠體的基本構造。q土壤膠體的概念及種類土壤膠體的概念及種類q土壤膠體的基本構造土壤膠體的基本構造q土壤膠體的性質與肥力關系土壤膠體的性質與肥力關系P P1241242626一一. .土壤膠體的概念及種類土壤膠體的概念及種類 (soil colloid)(soil colloid)的土壤固體顆粒。的土壤固體顆粒。n膠體三種類型膠體三種類型：無機膠體有機膠體有機-無機復合體P P1251252727（一）土壤無機膠體（一）土壤無機膠體1.1.層狀硅酸鹽粘土礦物層狀硅酸鹽粘土礦物 粘土礦物的基本結構單元：粘土礦物的基本結構單元：q硅硅氧氧四面體四面體q鋁氧八面體鋁氧八面體P

13、 P1241242828（一）土壤無機膠體（一）土壤無機膠體1.1.層狀硅酸鹽粘土礦物層狀硅酸鹽粘土礦物（1 1）硅氧片硅氧片和硅和硅氧氧四面體四面體q硅四面體硅四面體：四個氧和一個硅組成（四個氧和一個硅組成（SiOSiO4 44 4）q硅氧片硅氧片（SiSi2 2O O5 5）2-2-：許多硅四面體可以共用氧形：許多硅四面體可以共用氧形成品字排列成品字排列, ,構成中間空隙半徑為構成中間空隙半徑為0.058nm0.058nm的六角的六角形。形。P P12412429293030（2 2）鋁氧片和鋁氧八面體鋁氧片和鋁氧八面體n鋁八面體鋁八面體（AIOAIO6 6）9-9-為為6 6個氧原子圍繞

14、一個鋁原子而構個氧原子圍繞一個鋁原子而構成鋁八面體。成鋁八面體。n多個鋁八面體相互連接成片稱為多個鋁八面體相互連接成片稱為鋁氧片鋁氧片（AIAI4 4O O1212）12-12-P P1241243131P P1251253232（3 3）單位晶片與單位晶層）單位晶片與單位晶層 n單位晶片：單位晶片：硅氧片硅氧片與與鋁氧片鋁氧片n單位晶層：由于單位晶層：由于硅片硅片n n（SiSi4 4O O1010）4-4-、鋁片鋁片n n（AlAl4 4O O1212）12-12-都還帶有負電荷，不穩定，必需都還帶有負電荷，不穩定，必需重疊化合成穩定的化合物重疊化合成穩定的化合物. .n硅片和鋁片以不同的

15、配合方式在垂直方向上重硅片和鋁片以不同的配合方式在垂直方向上重疊成疊成單位晶層。單位晶層。n層狀硅酸鹽粘土礦物的晶層是有層狀硅酸鹽粘土礦物的晶層是有硅氧片硅氧片與與鋁氧鋁氧片疊合而成的。片疊合而成的。3333（4 4）晶片的疊合方式）晶片的疊合方式粘土礦物的粘土礦物的晶層構造晶層構造有：有：q1 1：1 1型粘土礦物型粘土礦物：n一層硅片和一層鋁片組成單位晶層。以高嶺一層硅片和一層鋁片組成單位晶層。以高嶺石為代表。石為代表。q2 2：1 1型粘土礦物型粘土礦物：n由兩層硅片夾一層鋁片組成。主要是蒙脫石由兩層硅片夾一層鋁片組成。主要是蒙脫石類和水云母類。類和水云母類。P P12412434341

16、 1：1 1型礦物非膨脹性型礦物非膨脹性 高嶺石類35352 2：1 1型膨脹性礦物型膨脹性礦物 蒙脫石類蒙脫石類36362 2：1 1型非膨脹性礦物型非膨脹性礦物水云母、伊利石水云母、伊利石 3737（一）土壤無機膠體（一）土壤無機膠體2.2.氧化物及其水合物氧化物及其水合物含水氧化硅膠體含水氧化硅膠體H2SiO3 H+ + H SiO3 pH0=2 H+ + SiO32 P P125125含水氧化鐵、氧化鋁膠體含水氧化鐵、氧化鋁膠體qAl(OH)Al(OH)3 3 + H + H+ + Al(OH) Al(OH)2 2+ + + H + H2 2O OqAl(OH)Al(OH)3 3 +

17、OH + OH- - Al(OH) Al(OH)2 2O O- - + H + H2 2O O3838（二）（二）土壤有機膠體(organiccolloid) n有機膠體主要指的是土壤中的有機膠體主要指的是土壤中的腐殖質腐殖質 . .經常通過施用經常通過施用有機肥料進行補充有機肥料進行補充. .n腐殖質顆粒很細小，具有巨大的比表面腐殖質顆粒很細小，具有巨大的比表面積。腐殖質的總表面積可達積。腐殖質的總表面積可達10001000/ /克克n帶有大量的負電荷，兩性膠體。陽離子帶有大量的負電荷，兩性膠體。陽離子代換量可高達代換量可高達300300一一500cmol500cmol（+ +）/Kg/Kg

18、P P1251253939（三）土壤有機無機復合體(organo-mineral complex)(organo-mineral complex)n即以粘粒為核心，腐殖質膠體包被其表面，形即以粘粒為核心，腐殖質膠體包被其表面，形成有機成有機- -無機復合膠體。無機復合膠體。土粒 Ca2+、 Fe3+ pH 土粒 靜 電 排 斥 力 分 子 引 力 土粒 土粒 P P125125二、土壤膠體的基本構造二、土壤膠體的基本構造土壤膠體分散系土壤膠體分散系膠體微粒膠體微粒土壤溶液土壤溶液膠核膠核雙電層雙電層決定電位離子層決定電位離子層補償離子層補償離子層非活性層非活性層擴散層擴散層膠粒膠粒P P126

19、1264141三、土壤膠體的性質三、土壤膠體的性質（一）（一）具有巨大的比表面積和表面能具有巨大的比表面積和表面能 （二）膠體帶電性（二）膠體帶電性 （三）土壤膠體凝聚與分散（三）土壤膠體凝聚與分散P P1271274242（一）具有巨大的比表面積和表面能（一）具有巨大的比表面積和表面能n比面表面積比面表面積/ /重量重量 （cmcm2 2/g/g，m m2 2/g/g） 主要取決于粘粒 膠體數量越多，顆粒愈細小，表面積愈大，膠體數量越多，顆粒愈細小，表面積愈大，表面能愈強，表面能愈強，吸持大量的水、養分和其他分吸持大量的水、養分和其他分子態物質子態物質. .P P12712743436-26

20、-14444n據來源土壤膠體的電荷可分據來源土壤膠體的電荷可分: :n永久電荷永久電荷和和可變電荷可變電荷。 n一般膠體帶負電，可吸附大量的陽離子。而一般膠體帶負電，可吸附大量的陽離子。而且大部分的離子，具有代換能力。且大部分的離子，具有代換能力。n這對養分的供應與保存以及土壤的酸堿、緩這對養分的供應與保存以及土壤的酸堿、緩沖性有很大的意義。沖性有很大的意義。 P P1271274545永久電荷永久電荷由于同晶替代產生的電荷。主要發生由于同晶替代產生的電荷。主要發生在在2 2：1 1型粘粒礦物中。型粘粒礦物中。原因：原因：同晶置換同晶置換q一般是低價代替高價，結果帶負電一般是低價代替高價，結果

21、帶負電。P P1271274646可變電荷可變電荷： 電荷的的數量和性質隨介質電荷的的數量和性質隨介質pHpH而改變的電荷。而改變的電荷。原因原因q斷鍵斷鍵晶格斷裂產生電荷晶格斷裂產生電荷 q表面分子的解離表面分子的解離O OH OH OH O O 3H P P128128土壤總土壤總電荷？電荷？4747土壤總電荷土壤總電荷n土壤總電荷等于永久電荷與可變電荷的總合。土壤總電荷等于永久電荷與可變電荷的總合。n整體上來看，土壤膠體以帶負電荷為主。整體上來看，土壤膠體以帶負電荷為主。當當pH5pHAlAl3+3+CaCa2+2+MgMg2+2+KK+ +NHNH4 4+ +NaNa+ + n凝聚作用

22、對土壤結構的形成極為重要凝聚作用對土壤結構的形成極為重要。凝聚凝聚分散分散高價離子高價離子低價離子低價離子P P1281285252土壤膠體對肥力有何影響？土壤膠體對肥力有何影響？q促進土壤保肥與供肥促進土壤保肥與供肥q有穩肥作用有穩肥作用q促進土壤形成良好的結構，協調水肥氣熱促進土壤形成良好的結構，協調水肥氣熱狀況；狀況；53535.35.3土壤的吸附保肥作用土壤的吸附保肥作用n重點：掌握土壤吸附保肥性及陽離子的交換掌握土壤吸附保肥性及陽離子的交換作用作用n難點：專性吸附專性吸附一一. . 土壤的吸附性能的一般概念土壤的吸附性能的一般概念二二. . 土壤陽離子吸附與交換作用土壤陽離子吸附與交

23、換作用三三. . 土壤陰離子吸附與交換作用（自學）土壤陰離子吸附與交換作用（自學）P P1291295454一一. .土壤的吸附性能的一般概念土壤的吸附性能的一般概念q土壤吸附土壤吸附q土壤吸附性能的類型土壤吸附性能的類型P P12912955551.1.土壤吸附概念土壤吸附概念n土壤吸附土壤吸附土壤能吸附離土壤能吸附離子、氣體、液體等物質的子、氣體、液體等物質的能力。能力。q與土壤保肥、供肥性關與土壤保肥、供肥性關系密切系密切 q影響到土壤的酸堿性以影響到土壤的酸堿性以及緩沖性等及緩沖性等P P12912956562 2土壤吸附保肥的類型土壤吸附保肥的類型交換性吸附交換性吸附化學吸收（化學吸

24、收（專性吸附）專性吸附）物理吸收（物理吸收（負吸附）負吸附）生物吸收生物吸收機械吸收機械吸收P P12912957572 2土壤吸附的類型土壤吸附的類型（1 1）交換性吸附交換性吸附 借靜電引力從溶液中吸附帶異號電荷的離子或極性分借靜電引力從溶液中吸附帶異號電荷的離子或極性分子。子。P P12912958582 2土壤吸附的類型土壤吸附的類型（2 2）專性吸附專性吸附配位體交換吸附（發生在內層）配位體交換吸附（發生在內層）q是非靜電因素引起的土壤對離子的吸附作用。是非靜電因素引起的土壤對離子的吸附作用。q它是指離子通過表面交換與晶體的陽離子共用它是指離子通過表面交換與晶體的陽離子共用1 1個或

25、個或2 2個氧原子，形成共價鍵而被土壤吸附現象。個氧原子，形成共價鍵而被土壤吸附現象。q專性吸附在膠體表面專性吸附在膠體表面正、負、零電荷時均可發生正、負、零電荷時均可發生，反應結果使體系反應結果使體系pHpH下降。下降。P P129129專性吸附發生專性吸附發生?陽離子陽離子專性吸附的機理專性吸附的機理 土壤鐵、鋁、錳等氧化物膠體，其表面陽離子不飽和土壤鐵、鋁、錳等氧化物膠體，其表面陽離子不飽和而水合而水合( (化化) )，產生可離解的，產生可離解的水合基水合基(-OH(-OH2 2) )或或羥基羥基(OH)OH)，它們與溶液中離子，它們與溶液中離子(M(M2+2+、MOHMOH+ +) )

26、作用而生成穩定性作用而生成穩定性高的表面絡合物，這種吸附稱專性吸附。高的表面絡合物，這種吸附稱專性吸附。P P1291296060陰離子陰離子的的專性專性吸附機制吸附機制n表面不一定帶有正電荷，甚至帶有表面不一定帶有正電荷，甚至帶有負電荷。被吸附的陰離子進入膠體負電荷。被吸附的陰離子進入膠體的內層，并交換金屬離子氧化物表的內層，并交換金屬離子氧化物表面的配位陰離子。因此，專性吸附面的配位陰離子。因此，專性吸附又稱為配位體交換。又稱為配位體交換。磷酸根專性吸附磷酸根專性吸附 62622 2土壤吸附的類型土壤吸附的類型（3 3）負吸附負吸附q是指土粒表面的離子或分子濃度低于整體是指土粒表面的離子或

27、分子濃度低于整體溶液中該離子或分子的濃度的現象溶液中該離子或分子的濃度的現象. .q排斥力與離子距土壤膠體表面距離有關，距離愈排斥力與離子距土壤膠體表面距離有關，距離愈近對離子排斥力愈大，表現出強的負吸附，反之近對離子排斥力愈大，表現出強的負吸附，反之負吸附則弱。負吸附則弱。q2 2價陰離子價陰離子(SO(SO4 42 2) )所受排斥力所受排斥力11價陰離子價陰離子(Cl(Cl、NONO3 3) )P P1301306363二二. .土壤陽離子吸附與交換作用土壤陽離子吸附與交換作用（一）土壤陽離子交換作用（一）土壤陽離子交換作用1.1.概念概念n 2.2.陽離子交換作用特點：陽離子交換作用特

28、點： 可逆反應可逆反應 ，反應迅速，反應迅速 等價交換等價交換吸附解吸Ca2+土壤膠體K+K+土壤膠體+2KCl+ CaCl2P P1301306464土壤陽離子交換過程65653.3.陽離子的交換能力陽離子的交換能力陽離子的交換能力陽離子的交換能力影響因素：影響因素：q離子的價數；離子的價數；q離子半徑及水化半徑離子半徑及水化半徑q離子濃度及運動速度離子濃度及運動速度各種陽離子的交換能力大小順序為P P13011301問題：低價離子可否代替高價離子？在什么情況下低價離子可以代替高價離子？6666一價離子的種類一價離子的種類LiLi+ +NaNaK KNHNH4 4+ +RbRb+ +離子的水

29、化半徑（離子的水化半徑（nmnm）1.0081.0080.790.790.5370.5370.5320.5320.5090.509離子的真實半徑（離子的真實半徑（nmnm）0.0780.0780.0980.0980.1330.1330.1430.1430.1490.149離子在膠體上的吸著力離子在膠體上的吸著力小小 大大離子對其它離子的代換力離子對其它離子的代換力小小 大大 P P1311316767 4. 4. 土壤的陽離子交換量土壤的陽離子交換量（1 1）陽離子交換量）陽離子交換量CEC pH=7pH=7的條件下，每的條件下，每kgkg干干土所吸咐的全部交換性陽土所吸咐的全部交換性陽離子的

30、厘摩爾數離子的厘摩爾數. .n單位單位:cmol:cmol（+ +）kgkg-1-1 。nCEC=交換陽離子交換陽離子P P1311316868陽離子交換量陽離子交換量意義：n衡量土壤保肥能力的強弱主要指標衡量土壤保肥能力的強弱主要指標CEC CEC cmol（+）kg-1101010-2010-202020保肥能力保肥能力弱弱中等中等強強質地質地沙土沙土沙壤土沙壤土壤土壤土黏土黏土CECCEC cmol（+）kg-11515787871871825302530（2 2）影響土壤陽離子交換量的因素影響土壤陽離子交換量的因素膠體的類型膠體的類型q負電荷數：腐殖質蒙脫石伊利石高嶺石負電荷數：腐殖質

31、蒙脫石伊利石高嶺石qCECCEC：腐殖質蒙脫石伊利石高嶺石：腐殖質蒙脫石伊利石高嶺石q每增加每增加1%1%腐殖質，可提高腐殖質，可提高12cmol/kg12cmol/kg的交換量的交換量. .土壤質地土壤質地：質地越粘重，粘粒越多，：質地越粘重，粘粒越多，CECCEC越大，另越大，另外含外含OMOM高的土壤，高的土壤，CECCEC也比較大。也比較大。土壤土壤pHpH：隨：隨pHpH上升土壤陽離子交換量增加上升土壤陽離子交換量增加。含腐殖質多的土壤，交換量受含腐殖質多的土壤，交換量受pHpH影響顯著，當影響顯著，當pHpH值從值從2.52.5上升到上升到8.08.0時，交換量從時，交換量從65

32、cmol/kg65 cmol/kg上升上升到到345 cmol/kg 345 cmol/kg 。 7070不同土壤膠體的陽離子交換量不同土壤膠體的陽離子交換量( (cmolkgcmolkg-1-1) )膠體類型一般范圍平均蒙脫石水云母高嶺石二、三氧化物有機膠體6060100100202040403 31515極微極微200200500500808030301010- -3503507171陽離子交換量變化陽離子交換量變化n我國土壤的陽離子交換量有我國土壤的陽離子交換量有由南向北，自東向由南向北，自東向西漸增的趨勢西漸增的趨勢，南北的差異主要是由于粘粒礦，南北的差異主要是由于粘粒礦物的組成不同所

33、致，東西差異與土壤質地相關。物的組成不同所致，東西差異與土壤質地相關。72724.4.鹽基飽和度鹽基飽和度交換性陽離子的種類：交換性陽離子的種類：q一類是鹽基離子一類是鹽基離子，包括包括CaCa2+2+、MgMg2+2+、K K+ +、NaNa+ +、NHNH4 4+ +等等；為植物所需的速效養分為植物所需的速效養分。q另一類是致酸離子另一類是致酸離子，即，即H H+ +、AlAl3+3+。 土壤的鹽基飽和度土壤的鹽基飽和度%100/kgcmolkgcmol陽離子交換量交換性鹽基離子總量鹽基飽和度73734.4.鹽基飽和度鹽基飽和度鹽基飽和度的意義鹽基飽和度的意義q反映土壤的酸堿性反映土壤的酸

34、堿性土壤土壤pHpH隨鹽基飽和度增隨鹽基飽和度增大而增大大而增大q判斷土壤肥力水平判斷土壤肥力水平- -真正反映土壤有效速效養分含量的大小。n鹽基飽和度鹽基飽和度80%80%肥沃土壤，肥沃土壤，n5080%5080%中等肥力水平，中等肥力水平，n50%50%肥力水平較低。肥力水平較低。若陽離子總量大，而鹽若陽離子總量大，而鹽基飽和度偏小，土中養基飽和度偏小，土中養分狀況？分狀況？7474三三. .土壤對陰離子的吸附與交換作用土壤對陰離子的吸附與交換作用（自學）（自學）75752 2、陰離子吸附類型、陰離子吸附類型 依其吸附能力的大小可分為三類：依其吸附能力的大小可分為三類：易被土壤吸附的陰離子

35、易被土壤吸附的陰離子H H2 2POPO4 4- -、HPOHPO4 42-2-、POPO4 43-3- ; HSiO ; HSiO3 3- -、SiOSiO3 32-2- 吸附很弱或負吸附的離子吸附很弱或負吸附的離子ClCl- -、NONO3 3- -、NONO2 2- -這些離子常常出現負吸附；這些離子常常出現負吸附； 中間類型的陰離子中間類型的陰離子SOSO4 42-2-、COCO3 32-2-、HCOHCO3 3- -76763 3、陰離子的吸附機制、陰離子的吸附機制非專性吸附非專性吸附 帶正電荷的膠體吸附陰離子于擴帶正電荷的膠體吸附陰離子于擴散層。為一般的交換吸附，并服從離子交換的一

36、散層。為一般的交換吸附，并服從離子交換的一般法則。般法則。專性吸附專性吸附 表面不一定帶有正電荷，甚至帶有負表面不一定帶有正電荷，甚至帶有負電荷。被吸附的陰離子進入膠體的內層，并交換電荷。被吸附的陰離子進入膠體的內層，并交換金屬離子氧化物表面的配位陰離子。因此，專性金屬離子氧化物表面的配位陰離子。因此，專性吸附又稱為配位體交換。吸附又稱為配位體交換。負吸附負吸附 7777土壤的吸附保肥作用土壤的吸附保肥作用n重點：重點：掌握土壤吸附保肥性及陽離掌握土壤吸附保肥性及陽離子的交換作用子的交換作用n難點：難點：專性吸附專性吸附P P12912978785.4 5.4 土壤供肥性土壤供肥性重點：掌握土

37、壤供肥性的調節重點：掌握土壤供肥性的調節一一. . 土壤的供肥性土壤的供肥性二二. . 土壤養分的有效化過程土壤養分的有效化過程三三. .土壤供肥性的調節土壤供肥性的調節P P1331337979一一. .土壤的供肥性土壤的供肥性1. 1. 概念概念2.2. 確定土壤供肥性優劣的確定土壤供肥性優劣的指標指標q看作物長相看作物長相 q看施肥反應看施肥反應 q看土壤形態看土壤形態q看室分析化驗結果看室分析化驗結果 80803.3.影響土壤供肥性能的因素影響土壤供肥性能的因素 （1 1）土壤供應速效養分的數量土壤供應速效養分的數量q供應容量供應容量反映供應某潛在養分能力，一般指反映供應某潛在養分能力

38、，一般指全量養分。全量養分。q供應強度供應強度速效養分占全量養分的比值。速效養分占全量養分的比值。 表明養分轉化和供應能力的強弱。例子表明養分轉化和供應能力的強弱。例子（2 2）緩效養分轉變為速效養分的速率緩效養分轉變為速效養分的速率（3 3）速效養分持續供應供應的時間速效養分持續供應供應的時間P P1341348181二二. . 土壤養分的有效化過程土壤養分的有效化過程1 1離子的飽和度效應離子的飽和度效應2 2互補離子的影響互補離子的影響3 3粘土礦物的種類粘土礦物的種類P 1.離子的飽和度效應離子的飽和度效應n離子飽和度離子飽和度%=%=交換性該離子總量交換性該

39、離子總量/ /陽離子總量陽離子總量100100. .n離子飽和度效應離子飽和度效應：一般離子飽和：一般離子飽和度越大，被交換解吸的機會就越度越大，被交換解吸的機會就越多，該離子的有效性大。多，該離子的有效性大。試解釋試解釋“施肥施肥一大片，不如一大片，不如一條線一條線”科學科學道理。道理。P 互補離子效應互補離子效應僅由于陪補離子不同而使本身有效性發生變化的效僅由于陪補離子不同而使本身有效性發生變化的效應。應。與膠體結合強度大的離子，本身有效性低，但可提與膠體結合強度大的離子，本身有效性低，但可提高其陪補離子的有效性。高其陪補離子的有效性。 各離子抑制能力由強到弱的順

40、序為：鈉離子各離子抑制能力由強到弱的順序為：鈉離子 鉀離鉀離子子 鎂離子鎂離子 鈣離子鈣離子 氫離子氫離子 鋁離子；鋁離子；84843 3粘土礦物的種類粘土礦物的種類n2 2：1 1型粘土礦物如蒙脫石吸附離子牢固，型粘土礦物如蒙脫石吸附離子牢固，有效性低，而高嶺石吸附的陽離子位于外有效性低，而高嶺石吸附的陽離子位于外表面，吸附力弱，對植物有效性高。表面，吸附力弱，對植物有效性高。8585三三. .土壤供肥性的調節土壤供肥性的調節1 1合理施肥合理施肥，提高供肥性能，提高供肥性能2 2合理耕作和灌溉合理耕作和灌溉，促進養分的轉化供應，促進養分的轉化供應3 3用養結合用養結合，進行合理的輪、間、套

41、作，進行合理的輪、間、套作4 4消除有害物質消除有害物質，改善養分的供應狀況，改善養分的供應狀況 具體包括：消除具體包括：消除酸害酸害和和堿害堿害；消除；消除鹽害鹽害；消除消除還原性物質毒害還原性物質毒害；消除污染的毒害消除污染的毒害。P 5 5.5 土壤土壤酸堿性及酸堿性及緩沖性緩沖性重點：掌握酸堿性及重點：掌握酸堿性及緩沖性緩沖性調節調節 q土壤酸堿反應土壤酸堿反應q土壤的緩沖性土壤的緩沖性q土壤土壤氧化還原反應（自學）氧化還原反應（自學）P P1381388787一一. .土壤酸堿反應土壤酸堿反應（soilreaction）（一）（一）土壤酸性反應土壤酸性反應（

42、soilacidity）1.1.酸來源酸來源 無、有機酸的解離、鋁的活化、無、有機酸的解離、鋁的活化、酸雨等酸雨等. .2.2.分級標準分級標準 土壤土壤pH pH 4.54.5 4.55.54.55.5 5.56.55.56.5 6.57.56.57.5 7.58.57.58.5 8.59.58.59.59.59.5 反應級別反應級別 強酸性強酸性 酸性酸性 微酸性微酸性 中性中性 微堿性微堿性 堿性堿性 強堿性強堿性酸度計與電極8888 2.2.酸度的類型酸度的類型 活性酸度活性酸度（active acidity）pHpH指示，強度指標指示，強度指標潛性酸度潛性酸度常用常用H H+ +Cm

43、ol(+)kg-1Cmol(+)kg-1 ，容量指標，容量指標P P138138pH水水 pH鹽鹽土壤酸堿性主要根據活性土壤酸堿性主要根據活性酸劃分酸劃分.我國土壤我國土壤pH一般在一般在49之間之間 活性酸活性酸 潛性酸潛性酸 解解吸吸吸附吸附8989 2.2.酸度的類型酸度的類型 潛性酸度表示方法：潛性酸度表示方法：q交換性酸交換性酸 中性鹽中性鹽KClKCl溶液代換的酸度。溶液代換的酸度。 pHpHKCIKCIq水解性酸水解性酸通常用通常用pH8.2pH8.2的的1mol1mol醋酸鈉溶液代換的醋酸鈉溶液代換的酸度。酸度。 pHpHCH3COONaCH3COONaP P138138土壤膠

44、粒土壤膠粒H+KCl土壤膠粒土壤膠粒 K+HCl土壤膠粒土壤膠粒Al+3KCl土壤膠粒土壤膠粒+AlCl3KKK9090CH3COONa +H2O=CH3COOH+NaOH水解性酸度一般要比交換性酸度大得多，但這水解性酸度一般要比交換性酸度大得多，但這兩者是同一來源，本質上是一樣的，都是潛性兩者是同一來源，本質上是一樣的，都是潛性酸，只是換作用的程度不同而已。酸，只是換作用的程度不同而已。土壤膠粒土壤膠粒 Al +3CH3COONa+3H2O土壤膠粒土壤膠粒+Al(OH)3NaNaNa土壤膠粒土壤膠粒H+Na+OH-土壤膠粒土壤膠粒+H2ONa+3CH3COOHpH pHpH pHKCI KC

45、I pHpHCH3COONaCH3COONa91913.3.酸性土的改良原理酸性土的改良原理酸性土壤通常通過施用酸性土壤通常通過施用石灰石灰，人為地調節土壤酸，人為地調節土壤酸度。度。酸性土改良中常用酸性土改良中常用水解性酸度水解性酸度的數值作為計算石的數值作為計算石灰施用量的依據。灰施用量的依據。H+H+土壤膠體土壤膠體Ca2土壤膠體土壤膠體+Ca(OH)2+ CaCl29292（二）土壤堿性（二）土壤堿性1.1.來源來源:OH:OH- -的來源主要是弱酸強堿鹽水解的結果（鉀、的來源主要是弱酸強堿鹽水解的結果（鉀、鈉鈉、鈣鈣、鎂鹽）、鎂鹽）2.2.堿性的表示方法堿性的表示方法可用可用pH p

46、H 值、總堿度和堿化度表示值、總堿度和堿化度表示. .q總堿度總堿度碳酸鹽和重碳酸鹽的總和碳酸鹽和重碳酸鹽的總和q堿化度堿化度（鈉堿化度：（鈉堿化度：ESPESP）：交換性鈉離子占陽）：交換性鈉離子占陽離子交換量的百分數。離子交換量的百分數。改良堿土計算石膏等含量改良堿土計算石膏等含量的依據。的依據。q5 510%10%為弱堿化土，為弱堿化土，10102020為堿化土，為堿化土，2020為堿土為堿土P P1401409393二二. .影響土壤酸堿性的因素影響土壤酸堿性的因素氣候氣候主要體現在溫、濕度方面主要體現在溫、濕度方面 ；地形地形土壤微生物、植物根系以及其他生物土壤微生物、植物根系以及其

47、他生物 ；母質母質基性巖和超基性巖分別含有較豐富的鹽基基性巖和超基性巖分別含有較豐富的鹽基離子，其風化體也常含有較多的基性成分離子，其風化體也常含有較多的基性成分 植被植被真葉林下，鹽基離子少，酸度較強；真葉林下，鹽基離子少，酸度較強；人類活動人類活動施肥也會改變土壤的酸堿性。施肥也會改變土壤的酸堿性。 鹽基飽和度鹽基飽和度pHpH值隨其增高而增大值隨其增高而增大；氧化還原條件氧化還原條件水田淹水后，水田淹水后，酸性土酸性土pHpH值升高，值升高，堿性土堿性土pHpH值降低。值降低。P P1411419494鹽土中生長的植物含鹽土中生長的植物含Na多多 9595酸性、微酸性土壤上的植物含酸性、

48、微酸性土壤上的植物含AlAl多多南北茶南北茶 9696水稻、小麥等禾谷類作含水稻、小麥等禾谷類作含Si多多9797塊根塊莖馬鈴薯、甘薯含塊根塊莖馬鈴薯、甘薯含K多多9898豆科作物含豆科作物含NN多多NN肥加工廠肥加工廠9999三三. .土壤酸堿性對土壤養分土壤酸堿性對土壤養分和作物生長的影響和作物生長的影響1.1.影響養分有效性影響養分有效性2.2.影響土壤理化性質影響土壤理化性質3.3.影響作物生長發育影響作物生長發育指示植物指示植物：如松、圣：如松、圣柳、柏樹柳、柏樹主要栽培植物生長適宜的主要栽培植物生長適宜的pHpH范圍范圍 大大 田田 作作 物物 園園 藝藝 植植 物物 林林 業業

49、植植 物物名稱名稱pHpH值值名稱名稱pHpH值值名稱名稱pHpH值值水稻水稻6.06.07.07.0豌豆豌豆6.06.08.08.0泡桐泡桐6.06.08.08.0小麥小麥6.06.07.07.0甘藍甘藍6.06.07.07.0松屬松屬5.05.06.06.0小麥小麥6.06.07.07.0胡蘿卜胡蘿卜5.35.36.06.0落葉松落葉松5.05.08.08.0大豆大豆6.06.07.07.0番茄番茄6.06.07.07.0楊屬楊屬6.06.08.08.0玉米玉米6.06.07.07.0西瓜西瓜6.06.07.07.0櫟櫟5.05.08.08.0棉花棉花6.06.08.08.0南瓜南瓜6.0

50、6.08.08.0檉柳檉柳6.06.08.08.0馬鈴薯馬鈴薯4.84.85.45.4黃瓜黃瓜6.06.08.08.0樺樺5.05.06.06.0向日葵向日葵6.06.08.08.0柑桔柑桔5.05.07.07.0泡桐泡桐6.06.08.08.0甜菜甜菜6.06.08.08.0蘋果蘋果6.06.08.08.0榆榆6.06.08.08.0甘薯甘薯5.05.06.06.0桃，梨桃，梨6.06.08.08.0銀杏銀杏6.06.07.07.0花生花生5.05.06.06.0栗栗5.05.06.06.0洋槐洋槐6.06.08.08.0煙草煙草5.05.06.06.0核桃核桃6.06.08.08.0側柏側

51、柏6.06.08.08.0紫云英、紫云英、6.06.07.07.0茶茶5.05.05.55.5桑桑6.06.08.08.0苕子苕子6.06.07.07.0香蕉香蕉7.07.0云杉云杉4.04.06.06.0紫花苜蓿紫花苜蓿7.07.08.08.0荔枝荔枝6.06.07.07.0杜鵑屬杜鵑屬5.05.06.06.0101101四四. .利用改良酸性和堿性土壤的措施利用改良酸性和堿性土壤的措施 1.1.因地制宜，合理種植因地制宜，合理種植q酸性土壤酸性土壤柑桔、茶樹、柑桔、茶樹、板栗、松類、水稻、馬鈴板栗、松類、水稻、馬鈴薯等。薯等。q堿性土壤堿性土壤選種甜菜、選種甜菜、棉花、小麥、苜蓿、向日棉花

52、、小麥、苜蓿、向日葵、蓖麻、田菁等。葵、蓖麻、田菁等。2. 2. 調節和改良措施調節和改良措施q酸性土壤酸性土壤石灰、草木石灰、草木灰等。灰等。q堿性土壤堿性土壤石膏、硫磺石膏、硫磺或明礬等。或明礬等。P P143143102102五五. . 土壤的緩沖性土壤的緩沖性1.1.概念：概念：自然條件下，土壤具有抵抗外來酸堿物自然條件下，土壤具有抵抗外來酸堿物質發生劇烈變化的能力。質發生劇烈變化的能力。2.2.重要性重要性：使土壤：使土壤pHpH值保持相對不變。值保持相對不變。3.3.土壤緩沖作用的土壤緩沖作用的機制機制q離子代換作用離子代換作用主要原因主要原因q弱酸及其鹽類弱酸及其鹽類q兩性物質兩

53、性物質q酸性土壤中鋁離子的緩沖作用酸性土壤中鋁離子的緩沖作用P P144144103103n機制機制1 1：土壤膠粒上的交換性陽離子：土壤膠粒上的交換性陽離子土壤膠粒土壤膠粒M M +H =+H =土壤膠粒土壤膠粒H+MH+M+ +土壤膠粒土壤膠粒H H +MOH =+MOH =土壤膠粒土壤膠粒 M+HM+H2 2O O104104機制機制1 1是產生緩沖作用的主要原因！是產生緩沖作用的主要原因！（1 1）土壤緩沖能力的大小和它的陽離子交換量）土壤緩沖能力的大小和它的陽離子交換量有關。粘質土及有機質含量高的土壤、砂土及有關。粘質土及有機質含量高的土壤、砂土及有機質含量少的土壤？有機質含量少的土

54、壤？（2 2）不同的鹽基飽和度表現出對酸堿的緩沖能）不同的鹽基飽和度表現出對酸堿的緩沖能力是不同的。如果兩種土壤陽離子交換量相同，力是不同的。如果兩種土壤陽離子交換量相同，則鹽基飽和度大的，對酸的緩沖能力愈？而對則鹽基飽和度大的，對酸的緩沖能力愈？而對堿的緩沖能力愈？堿的緩沖能力愈？105105n機制機制2 2：土壤溶液中的弱酸及其鹽類的存在：土壤溶液中的弱酸及其鹽類的存在H H2 2COCO3 3+Ca(OH)+Ca(OH)2 2= =CaCOCaCO3 3+2H+2H2 2O ONaNa2 2COCO3 3+2HCl =+2HCl =H H2 2COCO3 3+2NaCl+2NaCl106

55、106n機制機制3 3：土壤中兩性物質的存在：土壤中兩性物質的存在R-CH-COOHNH2+HCl= R-CH-COOHNH3ClR-CH-COOHNH2+NaOH= R-CH-COONa+H2ONH2(氨基酸氯化銨鹽）氨基酸氯化銨鹽）(氨基酸鈉）氨基酸鈉）107107 在極強酸性土壤中（在極強酸性土壤中（pH4pH4），鋁以正三價離子），鋁以正三價離子狀態存在，每個狀態存在，每個AlAl3+3+周圍有周圍有6 6個水分子圍繞，當加個水分子圍繞，當加入堿類時，入堿類時，6 6個水分子中即有一二個解離出個水分子中即有一二個解離出H+H+來中來中和和OHOH- -。這時帶有。這時帶有OHOH- -

56、的鋁離子很不穩定，與另一的鋁離子很不穩定，與另一個相同的鋁離子結合，在結合中，兩個個相同的鋁離子結合，在結合中，兩個OHOH- -被兩個被兩個鋁離子所共用，并且代替了兩個水分子的地位，鋁離子所共用，并且代替了兩個水分子的地位，結果這兩個鋁離子失去兩個正電荷。結果這兩個鋁離子失去兩個正電荷。n機制機制4 4：酸性土壤中鋁離子的緩沖作用：酸性土壤中鋁離子的緩沖作用2Al(H2O)63+2OH-1= Al2(OH)2(H2O)84+4H2O108108六六. .土壤氧化還原反應（自學）土壤氧化還原反應（自學） 1. 1. 土壤的氧化還原電位體系土壤的氧化還原電位體系由由氧化劑氧化劑（電子供體）和（電

57、子供體）和還原劑還原劑（電子受體）構成。（電子受體）構成。2. 2. 土壤氧化還原電位（土壤氧化還原電位（EhEh） 土壤中土壤中氧化物質和還原物質的相對比例氧化物質和還原物質的相對比例，決定著土壤的，決定著土壤的氧化還原狀況。氧化還原狀況。3. Eh3. Eh與養分有效性和作物生長與養分有效性和作物生長礦質養分多以氧化態被植物吸收（如礦質養分多以氧化態被植物吸收（如SO4 2 - ），有些以還），有些以還原態（原態（ Fe2+、Mn2+ ）被植物吸收。）被植物吸收。1091094 4影響土壤氧化還原電位的因素影響土壤氧化還原電位的因素土壤的通氣性土壤的通氣性土壤中易分解的有機質土壤中易分解的

58、有機質土壤中易氧化物質或易還原物質土壤中易氧化物質或易還原物質 植物根系的代謝作用植物根系的代謝作用 110110 土壤中最常見元素的氧化還原體系 元素氧化態還原態CCO2CH4NNO3-，NO2-HN3，NH4+，N2，NOPPO43-PH3SSO42-SO32-H2SFeFe3+Fe2+MnMnO2，Mn2O3Mn2+CuCu2+Cu+111111氧化還原電位參考標準EhEh值（值（mv)mv)）通氣通氣狀態狀態土壤養分狀況土壤養分狀況有毒有毒物質物質調節措調節措施施200水田水田700(水田水田400)通氣通氣過盛過盛有機質礦化分解快，有機質礦化分解快，Fe、Mn、Zn、Cu等等失效，作物易失綠。失