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土壤学复习大纲
《土壤学》复习大纲
第一章:
绪论
土壤的定义:
地球陆地表面能生长绿色植物的疏松层
土地的概念:
土地是指地球表面的陆地,内陆水域,滩涂和岛屿,广义的还包括海洋。
是土壤,气候,地貌,岩石,生物和水文因素构成包括人类劳动在内的自然综合体。
土壤肥力的概念:
土壤为植物正常生长提供并协调营养物质和环境条件的能力(是母质向土壤演化过程中,在自然因素和人为因素共同作用下形成的)《团粒结构是基础》
自然肥力:
土壤在自然因素的综合作用下所发展起来的肥力,是成土作用的产物
人为肥力:
在耕作熟化过程中发展起来的,是人为因素作用下产生的,是劳动的产物
有效肥力:
指在生产上表现出来的肥力。
潜在肥力:
指在生产上没有直接表现出来的肥力
土壤生产力:
土壤肥力的各种性质和土壤的自然、人为环境条件构成了土壤生产力。
(是由土壤本身的肥力属性和发挥肥力作用的外界条件所决定的)
第二章:
土壤矿物质
矿物的概念:
矿物是天然产生于地壳中具有一定化学组成、物理性质和内在结构的物体,是组成岩石的基本单位。
原生矿物:
直接来源于母岩的矿物,其中岩浆岩是其主要来源,主要是硅酸盐和铝硅酸盐矿物
原生矿物对土壤肥力的贡献:
A.构成了土壤的骨骼-土粒
B.提供养分:
有的矿物风化产生大量的养分
次生矿物:
是在风化成土过程中新形成的矿物,主要为粘粒,所以,也叫粘土矿物或粘粒矿物,它们是成土过程和成土条件的反映--土壤分类的重要依据
层状硅酸盐矿物的基本结构单元:
硅氧四面体铝氧八面体
粘粒矿物的同晶替代作用:
粘粒矿物晶格中的组成离子被另一种大小相近而且电性符号相同的离子替代而晶格不变的现象(结果使土壤产生永久电荷)
非硅酸盐粘土矿物:
主要是Fe、Mn、Al、Si的氧化物及其水合物--氧化物组矿物
粘土矿物的分布:
中国南方地区温度高,风化强烈,以高岭石为主,其次为氧化铁铝矿物;北方气候干旱,淋溶弱,粘土矿物以伊利石和蒙脱石为主。
粘土矿物的形成:
粘土矿物是一次生矿物,由母岩风化产生。
自然合成学说,由化学风化产生的简单风化产物在一定的条件下重新组合沉淀而成。
所以,粘土矿物反映了成土环境
第三章:
土壤有机质
土壤有机质:
指存在于土壤中的所有含碳的有机物质,它包括土壤中各种动、植物残体,微生物体及其分解和合成的各种有机物质。
土壤有机质的来源:
动、植物残体是土壤有机质的基本来源。
有机质是土壤的重要组成:
一方面它含有植物生长所需要的各种营养元素,是土壤微生物生命活动的能源,对土壤物理、化学和生物学性质都有着深刻的影响。
土壤有机质对重金属、农药等各种有机、无机污染物的行为都有显著的影响,而且土壤有机质对全球碳平衡起着重要作用,被认为是影响-全球“温室效应”,的主要因素。
土壤腐殖质:
是除未分解和半分解动、植物残体及微生物体以外的有机物质的总称。
非腐殖物质:
为有特定物理化学性质、结构已知的有机质化合物,一般占土壤腐殖质的20-30%
腐殖物质:
腐殖物质是经土壤微生物作用后,由多酚和多醌类物质聚合而成的含芳香环结构的、新形成的黄色至棕黑色的非晶形高分子有机化合物。
它是土壤有机质的主体,也是土壤有机质中最难降解的组分,一般占土壤有机质的60%-80%
有机质的矿化过程:
有机化合物进入土壤后,一方面在微生物酶的作用下发生氧化反应,彻底分解而最终释放出二氧化碳、水和能量,所含氮、磷、硫等营养元素在一系列特定反应后,释放成为植物可利用的矿质养料
腐殖化过程:
各种有机化合物通过微生物的合成或在原植物组织中的聚合转变为组成和结构比原来有机化合物更为复杂的新的有机化合物
二氧化碳的释放速率通常是衡量土壤有机质分解率和微生物活性的重要指标;因为无论是在好氧条件还是在嫌氧条件下,有机物质降解的终端产物主要是二氧化碳。
影响土壤有机质分解和转化的因素:
温度,土壤水分,通气状况,植物残体的特性(有机物质组成的碳氮比(C/N)对其分解速度影响很大)土壤特性(有机质含量与土壤粘粒含量呈正关系,腐殖质与粘粒胶体结合形成的粘粒一腐殖质复合体,可防止有机质遭受分解,免受微生物的破坏。
土壤PH也影响有机质的分解);土壤有机质的分解和转化也受土壤干湿交替作用的影响。
干湿交替作用使土壤呼吸强度在很短时间内大幅度地提高,并使其在几天内保持稳定的土壤呼吸强度,从而增加土壤有机质的矿化作用。
另一方面干湿交替作用会引起土壤胶体,尤其是蒙脱石、蛭石等粘土矿物的收缩和膨胀作用,使土壤团聚体崩溃,其结果一是使原先不能被分解的有机物质因团聚体的分散而能被微生物分解;使干燥引起部分土壤微生物死亡。
腐殖物质是一类组成和结构都很复杂的天然高分子聚合物,其主体是各种腐殖酸及其与金属离子相结合的盐类,它与土壤矿物质部分密切结合形成有机无机复合体,因而难溶于水
不溶于酸碱:
胡敏素不溶于酸,只溶于碱:
胡敏酸溶于酸碱:
富啡酸
土壤有机质的作用:
1、提供植物需要的养分
2、改善土壤肥力特性(有机质通过影响土壤物理、化学和生物学性质而改善土壤肥力特性)
有机质在生态环境上的作用
3、有机质与重金属离子的作用(土壤腐殖物质含有多种功能基,这些功能基对重金属离子有较强络合和富集能力。
土壤有机质与重金属离子的络合作用对土壤和水体中重金属离子的固定和迁移有极其重要的影响。
)
4、有机质对农药等有机污染物的固定作用
5、土壤有机质对全球碳平衡的影响
腐殖化系数:
是单位重量的有机物质碳在土壤中分解一年后的残留碳量
第四章:
土壤质地结构
土壤密度:
单位容积固体土粒(不包括粒间孔隙的容积)的质量
土壤容重:
田间自然垒结状态下单位容积土体(包括土粒和孔隙)的质量或重量
土壤三相组成:
固相率、液相率和气相率
土壤孔隙度:
全部孔隙容积与土体容积的百分率;孔隙度=1-容重/密度=液相率+气相率
土壤粒级:
按土粒的大小,分为若干组;重要分界点,<0.002mm黏粒else砂粒
土壤机械组成:
根据土壤机械分析,分别计算其各粒级的相对含量,即为机械组成
土壤质地:
土壤质地是根据机械组成划分的土壤类型。
是土壤的基本物理性质
土壤结构:
土粒(单粒和复粒)的排列、组合形式
土壤结构体:
土粒(单粒和复粒)互相排列和团聚成为一定形状和大小的土块或土团(他们具有不同程度的稳定性,以抵抗机械破坏(力稳性)或泡水时不致分散(水稳性))1.板状(片状)2.柱状和棱柱状3.块状和球状
团粒结构在土壤肥力上的意义:
(土粒胶结成粒状和小团块状,称为团粒。
这种结构体在表土中出现,具有良好的物理性能,水稳性、力稳性和多孔性,是肥沃土壤的结构形态。
)
1.团粒结构土壤具有多级孔性,总的孔度大,水、气总容量大,又在各级)结构体之间发生了不同大小的孔隙通道,大小孔隙兼备,蓄水(毛管孔隙)与透水、通气(非毛管孔隙)同时进行,土壤孔隙状况较为理想
2.团粒结构土壤中水、气矛盾解决:
团粒之间有通气孔隙可以通水通气,内部有毛管孔隙,可以保存水分
3.团粒有供肥和保肥能力:
在团粒结构土壤中,团粒的表面(大孔隙)和空气接触,有好气性微生物活动,有机质迅速分解,供应有效养分。
在团粒内部(毛管孔隙),贮存毛管水而通气不良,只有嫌气微生物活动,有利于养分的贮藏。
每一个团粒既好像是一个小水库,又是一个小肥料库,起着保存、调节和供应水分和养分的作用。
4.团粒土壤易耕作,由于团粒之间接触面较小,粘结性较弱,因而耕作阻力小,宜耕时间长
5.团粒土壤有良好的耕层构造,可以解决水气并存的矛盾(微团粒之间是水,微团粒内部有闭蓄空气)
土壤孔隙性质:
土壤孔隙总量及大、小孔隙分布,它对土壤肥力有多方面的影响
土壤孔隙:
土壤中固相部分所占容积以外的空间
土壤孔度=(1-容重/密度)⨯100%
分级孔度:
按照土壤中孔隙的大小及其功能进行孔隙分类
土壤孔隙比:
。
它是土壤中孔隙容积与土粒容积的比值。
土壤孔隙比=孔度/(1-孔度)
当量孔径:
由于土壤固相骨架内的土粒的大小、形状和排列十分多样,粒间的孔隙的大小、形状和连通情况更为复杂,很难找到有规则的孔隙管道来测量其直径以进行大小分级。
为此,用当量孔隙及其直径——当量孔径,或称有效孔径代替之
茹林公式:
d=3/h式中,(d为当量孔隙直径(mm);h为土壤水分吸力(以厘米水柱高表示))
大孔隙/通气孔隙/非毛管孔隙>0.1mm毛管孔隙/传导孔隙0.1~0.03mm贮藏孔隙<0.03mm
第五章:
土壤水
土壤水的意义:
能量法:
主要从土壤水受各种力作用后自由能变化,去研究土壤水的能态和运动、变化规律
数量法:
是按照土壤水受不同力的作用而研究水分的形态、数量、变化和有效性
吸附水:
受土壤吸附力作用保持,可分为吸湿水和膜状水
毛管水:
受毛管力的作用而保持
重力水:
受重力支配,容易进一步向土壤剖面深层运动
毛管悬着水:
在地下水较深的情况下,降水或灌溉水等地面水进入土壤,借助于毛管力保持在上层土壤的毛管孔隙中的水分,它与来自地下水上升的毛管水并不相连,好像悬挂在上层土壤中一样
田间持水量:
土壤毛管悬着水达到最多时的含水量。
在数量上它包括吸湿水、膜状水和毛管悬着水。
当一定深度的土体储量达到田间持水量时,若继续供水,就不能使该土体的持水量再增大,而只能进一步湿润下层土壤。
土壤水的有效性:
指土壤水能否被植物吸收利用及其难易程度
萎蔫系数:
当植物因根无法吸水而发生永久萎蔫时的土壤含水量,土壤水下限;
田间持水量为土壤有效水的上限
土壤水分含量是表征土壤水分状况的一个指标,又称为土壤含水量、土壤含水率、土壤湿度等。
质量含水量(θm):
土壤中水分的质量与干土质量的比值;又称为重量含水量。
容积含水量(θv):
单位土壤总容积中水分所占的容积分数。
θv=θm·ρρ为土壤容重
相对含水量:
指土壤含水量占田间持水量的百分数
土壤水贮量:
一定面积和厚度土壤中含水的绝对数量。
水深(Dw)指在一定厚度(h)一定面积土壤
中所含水量相当于相同面积水层的厚度,量纲为[L],Dw与θv的关系式:
Dw=θv·h
烘干法:
θm=(W1-W2)/(W2-W3)W3,铝盒W1湿土+盒,W2干土+盒105℃烘干6h
中子法
TDR
土水势:
为了可逆地等温地在标准大气压下从在指定高度的纯水水体中移动无穷小量的水到土壤水分中去,每单位数量的纯水所需作功的数量
基质势:
在不饱和的情况下,土壤水受土壤吸附力和毛管力的制约,其水势自然低于纯自由水参比标准的水势。
假定纯水的势能为零,则土水势是负值。
这种由吸附力和毛管力所制约的土水势称为基质势。
压力势:
指在土壤水饱和的情况下,由于受压力而产生土水势变化
溶质势(ψs):
是指由土壤水中溶解的溶质而引起土水势的变化,也称渗透势,一般为负值。
溶质势的大小等于土壤溶液的渗透压,但符号相反
重力势(ψg):
是指由重力作用而引起的土水势变化
ψt=ψm+ψp+ψs+ψg
土壤水饱和状态下:
ψt=ψp+ψg;土壤水不饱和状态下ψt=ψm+ψg
土壤水吸力:
是指土壤水在承受一定吸力的情况下所处的能态,简称吸力,但并不是指土壤对水的吸力。
基质吸力=-基质势ψm
土水势测定:
张力计法,压力膜法冰点下降法水气压法
土壤水分特征曲线:
土壤水的基质势或土壤水吸力是随土壤含水率而变化的,其关系曲线称为土壤水分特征曲线或土壤持水曲线,表示土壤水的能量和数量之间的关系
:
1.不同质地的土壤;壤的粘粒含量愈高,同一吸力条件下土壤的含水率愈大,或同一含水率下其吸力值愈高。
2.土壤结构:
温度升高时,水的粘滞性和表面张力下降,基质势相应增大;或说土壤水吸力减少。
3.(由湿变干)过程和土壤吸湿(由干变湿)过程,测得的水分特征曲线不同,称为滞后现象,产生原因可能是土壤颗粒的胀缩性以及土壤孔隙的分布特点。
土壤中存在3种类型的水分运动
饱和流:
土壤孔隙全部充满水时的水流;(推动力主要是重力势梯度和压力势梯度)
非饱和流:
土壤中只有部分孔隙中有水时的水流;(推动力主要是基质势梯度和重力势梯度。
)水汽移动;
达西定律:
Q=-Ks∆H/L单位时间内通过单位面积土壤的水量,土壤水通量与土水势梯度成正比。
入渗:
指水自土表垂直向下进入土壤的过程,但也不排斥如沟灌中水分沿侧向甚至向上进入土壤的过程
土壤水的再分布:
在地面水层消失后,人渗过程终止。
土内的水分在重力、吸力梯度和温度梯度的作用下继续运动。
这个过程,在土壤剖面深度,没有地下水出现的情况下,称为土壤水的再分布。
对流:
是指土壤溶质随土壤水分运动而运移的过程Jc=qcJc-溶质的对流通量C-溶质溶度Q-土壤水通量
溶质的分子扩散:
由于分子的不规则热运动即布朗运动引起的,其趋势是溶质由浓度高处向浓度低处运移,以求最后达到浓度的均匀。
水动力弥散:
将分子扩散与机械弥散综合
第六章土壤空气和热量状况
土壤空气与近地表大气组成的差别:
co2高,O2低,水汽含量高,含有较多还原性气体。
土壤空气的对流:
是指土壤与大气间由总压力梯度推动的气体的整体流动,也称为质流。
土壤与大气间的对流总是由高压区流向低压区。
土壤呼吸:
在土壤空气的组成中,CO2的浓度高于大气,而O2的浓度低于大气,这样就分别产生了土壤和大气之间CO2分压差。
在分压梯度的作用下,驱使CO2气体分子不断从土壤中向大气扩散,同时使O2分子不断从大气向土壤空气扩散
热通量:
单位面积上每单位时间内垂直通过的热量
土壤热容量:
单位质量(重量)或容积的土壤每升高(或降低)1℃所需要(或放出的的热量
土壤导热率:
在单位厚度(1cm)土层,温差别为1°C,每秒钟经单位断面(lcm2)通过的热量焦耳数(J)。
土壤具有对所吸收热量传导到邻近土层性质,称为称为导热性。
土壤的热扩散率:
土壤的热扩散率是指在标准状况下,在土层垂直方向上每厘米距离内,1℃的温度梯度下,每秒流入1cm2土壤断面面积的热量,使单位体积(1cm3)土壤所发生的温度变化
第七章:
土壤形成和发育
五大成土因素:
气候,母质,生物,地形,时间
母质:
是指原生基岩经过风化、搬运、堆积等过程于地表形成的一层疏松、最年轻的地质矿物质层,它是形成土壤的物质基础,是土壤的前身。
残积母质:
指岩石风化后,基本上未经动力搬运而残留在原地的风化物
运积母质:
运积母质是指母质经外力,如水、风、冰川和地心引力等作用而迁移到其它地区的物质
土壤形成的影响因素:
气候:
一是直接参与母质的风化,水热状况直接影响矿物质的分解与合成及物质积累和淋失;二是控制植物生长和微生物的活动,影响有机质的积累和分解,决定养料物质循环的速度
湿度:
1.影响土壤中物质的迁移2.影响土壤中物质的分解、合成和转化
温度:
温度状况将影响矿物的风化和合成、有机物质的合成与分解。
生物:
土壤形成的生物因素包括植物、土壤动物和土壤微生物。
生物因素是促进土壤发生发展最活跃的因素
地形:
在成土过程中,地形是影响土壤和环境之间进行物质、能量交换的一个重要条件,它主要通过影响其他成土因素对土壤形成起作用
时间:
时间因素对土壤形成没有直接的影响,但时间因素可体现土壤的不断发展。
成土时间长,受气候作用持久,土壤剖面发育完整,与母质差别大;成土时间短,受气候作用短暂,土壤剖面发育差,与母质差别小。
土壤形成是物质的地质大循环与生物小循环矛盾统一的结果
地质大循环:
是指地面岩石的风化;风化产物的淋溶与搬运、堆积,进而产生成岩作用,
生物小循环:
植物营养元素在生物体与土壤之间的循环;植物从土壤中吸收养分,形成植物体,后者供动物生长,而动植物残体回到土壤中,在微生物的作用下转化为植物需要的养分,促进土壤肥力的形成和发展
成土过程:
有机质积聚过程:
在木本或草本植被下,有机质在土体上部积累的过程。
粘化过程:
土壤剖面中粘粒形成和积累的过程,可分为残积粘化和淀积粘化
残积粘化:
是土内风化作用形成的粘粒产物,由于缺乏稳定的下降水流,粘粒没有向深土层移动,而就地积累,形成一个明显粘化或铁质化的土层
淀积粘化:
是风化和成土作用形成的粘粒,由上部土层向下悬迁和淀积而成
盐化过程:
是指地表水、地下水以及母质中含有的盐分,在强烈的蒸发作用下,通过土壤水的垂直和水平移动,逐渐向地表积聚,或是已脱离地下水或地表水的影响,而表现为残余积盐特点的过程。
前者称为现代积盐作用,后者称为残余积盐作用
脱盐过程:
土壤中可溶性盐通过降水或人为灌溉洗盐体
碱化过程:
交换性钠或交换性镁不断进入土壤吸收复合体的过程,该过程又称为钠质化过程富铝化过程:
它是热带、亚热带地区土壤物质由于矿物的风化,形成弱碱性条件,随着可溶性盐、碱金属和碱土金属盐基及硅酸的大量流失,而造成铁铝在土体内相对富集的过程。
包括脱硅作用和铁铝相对富集作用。
潜育化过程:
土壤长期渍水,受到有机质嫌气分解,而铁锰强烈还原,形成灰蓝一灰绿色土体的过程.水稻土中一定有。
潴育化过程:
实质上是一个氧化还原交替过程,指土壤渍水带经常处于上下移动,土体中干湿交替比较明显,促使土壤中氧化还原反复交替,结果在土体内出现锈纹、锈斑、铁锰结核和红色胶膜等物质。
该过程又称为假潜育化
土壤发育:
地壳表面的岩石风化体及其再积体,接受其所处的环境因素的作用,而形成具有一定剖面形态和肥力特性的土壤
土壤剖面:
是一个具体土壤的垂直断面
土壤发生层:
是指土壤形成过程中所形成的具有特定性质和组成的、大致与地面相平行的,并具有成土过程特性的层次
土体构型:
是各土壤发生层在垂直方向、有规律的组合和有序的排列状况
淋溶层(A层)处于土体最上部,故又称为表土层,它包括有机质的积聚层和物质的淋溶层;该层中生物活动最为强烈,进行着有机质的积聚或分解的转化过程。
淀积层(B层)它处于A层的下面,是物质淀积作用造成的
母质层(C层)处于土体最下部,没有产生明显的成土作用的土层,其组成物就是前面所述的母质
反映土壤风化发育的指标
Sa值即硅铝率或Ki值;指土壤或粘粒中Si02及A1203的全量分别被除于它们各自的分子量,以求得两者的分子比:
Sa=Si02/A1203
Saf值即硅铝铁率;是土壤或粘粒中Si02的分子数与A1203和Fe203分子数之和的比值,可表示为Saf=Si02/(A1203+Fe2O3)
ba值即土壤风化淋溶系数,是指土壤中的盐基与氧化铝的分子比值
β值即土壤风化淋溶指数。
淋溶层钾钠氧化物与氧化铝的分子比与母质层钾钠氧化物与氧化铝的分子之比的比值
铁的游离度铁的游离度是指土壤游离氧化铁(未被铝硅酸盐禁固的铁)占土壤全铁量的百分数
第八章:
土壤胶体化学和表面反应
内表面:
膨胀性粘土矿物的晶层表面和腐殖质分子聚集体内部的表面
外表面:
粘土矿物、氧化物和腐殖质分子暴露在外的表面
硅氧烷型表面:
2:
1型粘土矿物的单位层片是由八面体铝氧片或镁氧片夹在两层硅氧四面体片中间所组成。
它所暴露的基面是氧离子层紧接硅离子层所组成的硅氧烷(Si-O-Si),故将
其基面称为硅氧烷型表面;硅氧烷型表面是非极性的疏水表面,不易解离,其电荷来源除断键外,主要靠Si4+部分地为Al3+所置换的同晶置换而产生的电荷。
这样产生的电荷不因pH、阳离子和电解质浓度的变化而改变,而且颗粒边面羟基的效应也很小
水合氧化物型表面:
由金属阳离子和氢氧基组成的表面,一般用M-OH表示;水合氧化物型表面是极性的亲水表面。
水合氧化物表面质子的缔合和离解可以产生电荷,这种电荷的数量因土壤溶液的pH和电解质浓度的变化而变化
有机物表面:
有机物因有明显的蜂窝状特征而具有较大的表面;表面功能基可离解H+离子或缔合H+离子而使表面带电荷。
比表面:
用一定实验技术测得的单位质量土壤(或土壤胶体)的表面积
土壤表面电荷
永久电荷:
该电荷起源于矿物晶格内部离子的同晶置换
可变电荷:
土壤电荷量是随pH的变化而变化的,这种电荷称为可变电荷;可变电荷的产生,是由于土壤固相表面从介质中吸附离子或向介质中释出离子(如H+离子)所引起的。
土壤电荷的数量:
一般用每千克物质吸附离子的厘摩尔数来表示
阳离子静电吸附:
土壤胶体一般带负电荷,其表面常吸附着多种带正电荷的阳离子,这种吸附所涉及的作用力主要是土壤的表面负电荷与阳离子之间的静电作用力(或库仑力)。
不同价的阳离子与土壤胶体表面。
亲和力的大小顺序一般为M3+>M2+>M+;对化合价相同的阳离子而言,吸附强度主要决定于离子的水合半径。
一般情况下,离子的水合半径越小,离子的吸附强度越大。
阳离子交换作用:
在土壤中,被胶体静电吸附的阳离子,被溶液中另一种阳离子交换而从胶体表面解吸;对这种能相互交换的阳离子叫做交换性阳离子。
阳离子交换作用的主要特点:
1阳离子交换是一种可逆反应2阳离子交换遵循等价离子交换的原则3阳离子交换符合质量作用定律
高价阳离子的交换能力大于低价离子。
就同价离子而言,水化半径较小的阳离子的交换能力较强(氢离子是一个例外,H+的半径较小,水化程度也极弱。
由于它的运动速度快,其交换能力也很强)/
阳离子交换量(CEC):
指土壤所能吸附交换的阳离子的容量,用每千克土壤的一价离子的厘摩数表示即
土壤阳离子交换量的影响因素:
(1)胶体类型腐殖质和2:
1型粘土矿物较多的大;高岭石和氧化物多的少
(2)土壤质地粘粒多,大
(3)土壤ph一般的说,随着土壤pH的升高,土壤可变负电荷增加,土壤阳离子交换变大
致酸离子,如H+、Al3+离子盐基离子,如K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+离子
当土壤胶体上吸附的阳离子全部是盐基离子时,土壤呈盐基饱和状态,称之为盐基饱和的土壤。
当土壤胶体吸附的阳离子仅部分为盐基离子,而其余部分则为致酸离子时,该土壤呈盐基不饱和状态,称之为盐基不饱和土壤。
盐基饱和的土壤具有中性或碱性反应,而盐基不饱和的土壤则呈酸性反应。
盐基饱和度(%)=交换性盐基[cmol(+)/kg]/阳离子交换量[cmol(+)/kg]x100%
离子的互补效应:
胶体表面并存的交换性阳离子之间的互相影响;某离子的互补离子被土壤胶体的吸附力越强,该离子的有效度越高。
交换性阳离子有效度影响因素:
离子饱和度(越高有效性越高);互补离子效应(竞争吸附);粘土矿物类型:
不同类型的粘土矿物具有不同的晶体构造特点,因而吸附阳离子的牢固程度也不同。
在一定的盐基饱和度围,蒙脱石类矿物吸附的阳离子一般位于晶层之间,吸附比较牢固,因而有效性较低。
而高岭石类矿物吸附的阳离子通常位于晶格的外表面,吸附力较弱,因此有效性较高。
阳离子的专性吸附:
IB、IIB族,许多过渡金属其原子核的电荷数较多,离子半径较小,因而其极化能力和变形能力较强,一般都能与配体形成内络合物,稳定性增加;由于过渡金属的结构特点,离子在向吸附剂表面靠近时所需克服的能障降低,从而产生不可逆的吸附作用。
(产生阳离子专性吸附的土壤胶体物质主要是铁、铝、锰等的氧化物及其水合物)被土壤胶体专性吸附的金属离子均为非交换态,不能参与一般的阳离子交换反应,只能被亲和力更强的金属离子置换或部分置换,或在酸性条件下解吸
专性吸附意义:
1.重金属污染物被土壤胶体专性吸附所固定,对水体中的重金属污染起到一定的净化作用,并对这些金属离子从土壤溶液向植物体内迁移和累积起一定的缓冲和调节作用
2.氧化物及其水合物对重金属离子的专性吸附,起着控制土壤溶液中金属离子浓度的重要作用,因此,专性吸附在调控金属元素的生物有效性和生物毒性方面起着重要作用
3.土壤和沉积物中的锰、铁、铝、硅等氧化物及其水合物,对多种微量重金属离子起富集作用。
阴离子的静电吸附:
土壤对阴离子的静电吸附是由于土壤胶体表面带有正电荷引起的。
阴离子的负吸附:
大多数土壤在一般情况下主要带负电荷,因此会造成对同号电荷的阴离子的排斥;阴离子的负吸附是指电解质溶液加入土壤后阴离子浓度相对增大的现象。
阴离子专性吸附:
阴离子专性吸附是指阴离子进入粘土矿物或氧化物
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- 土壤学 复习 大纲