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第六章土壤的保肥性与供肥性
土壤的保肥性与供肥性是土壤的重要性质之一。它直接影响植物生长发育、,对于指导合理施肥夺取作物高产优质是非常重要的。
第一节土壤保肥性和供肥性与植物生长
一、土壤的保肥性与供肥性
-——-—.
--——指土壤向植物提供有效养分的能力。它与土壤养分的强度因素和容量因素关系密切。土壤养分的容量因素是指土壤液相中能桩植物利用吸收的有效养分的总量;土壤养分的强度因素是指土壤溶液中的养分浓度。两者的比值可用来表征土壤养分的缓冲容量(B),B值大,表明保持土壤溶液中养分浓度稳定的能力强,即该土壤能平稳而持久地向植物提供营养物质。
根据植物对各种营养元素吸收利用的难易程度,一般可把
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土壤养分分成两大类:一类是速效养分,又称有效养分;另一类是缓效养分。把缓效养分转化为速效养分是土壤供肥性能的表现,相反,。但同时,土壤的保肥性与供肥性又是相互统一的。
二、土壤保肥性、供肥性对植物生长的影响
,施到砂土中的肥料就容易被淋失,造成植物生长后期脱肥,。对于这种土壤,施肥时应少量多次,防止后期脱肥。,一般要求土壤既有较强的保肥能力,又有较强的供肥能力。
第二节 土壤胶体及其基本特性
, 下限为<=1μm微米, (1mm=1000μm=1000,1000nm).<.
土壤中最重要的是小于2
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,很多重要的土壤性质都发生在土壤胶体和土壤溶液的界面上.
一、土壤胶体的种类
(一)土壤胶体的概念
土壤胶体通常是指直径小于1μm的固体颗粒。也有文献称直径为l~2μm的土粒为土壤胶体。
(二)土壤胶体的种类
土壤中的胶体物质主要有:
1。矿质胶体土壤矿质胶体包括层状硅酸盐类的粘土矿物和铁、铝、硅等的氧化物及其水合物类的粘土矿物。
(1)层状硅酸盐矿物。它是土壤粘粒的主要矿物,其晶体颗粒呈极细的薄片状,由两个基本结构单元所组成,即硅氧四面体和铝氧八面体。
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硅氧四面体是由一个硅原子和四个氧原子构成的(图6—1)。由于电性未中和,通过与其相邻的另一个硅氧四面体共用一个氧原子(图62),如此连续相联,在水平方向上构成一层叫硅氧片,成为晶层的基本单元。
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(图6—3)。
由许多相邻的铝八面体通过共用氧原子相联结,形成铝氧八面体层,称水铝片或铝氧片,也是晶层的基本单元
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(图6—4).
图64 铝氧八面体在平面上相互连接成水铝片示意图
层状硅酸盐矿物的晶层即是由硅氧片和水铝片叠合而成的。由于叠合方式不同,形成不同的层状硅酸盐矿物:
一类是由一层硅氧片和一层水铝片叠合成的,称l:1型矿物,主要为高岭石类矿物;
另-类是由两层硅氧片中间夹一层水铝片叠合而成的,称为2 :1型
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矿物,主要有有蒙脱石类、蛭石类和水云母类。
(2)含水铁、铝氧化物 含水的铁、铝氧化物,是硅酸盐矿物彻底风化的产物。
2,有机胶体 土壤有机胶体主要是腐殖质,由于它的分子质量大,所含的功能团多,因而解离后所带电量也大。
%一90%是与矿质胶体结合,形成有机矿质复合体.
二、土壤胶体的基本构造
土壤胶体在分散溶液中构成胶体分散体系,它包括胶体微粒和溶液两大部分。胶体微粒由以下几个部分构成(图6—5)。
(一)胶核
胶核是胶粒的基本部分,由粘粒矿物、腐殖质、蛋白质等成分所组成。
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(二)双电层
(带电原因将在后面讲述),这层带电的离子决定着胶粒的电荷符号和电位大小,因而称为决定电位离子层,或称双电层内层。它决定着土壤交换吸附性能。,决定电位离子层中的离子也能为粒间溶液中的离子所替代,而产生专性吸附,使其电荷性质发生改变。
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胶核表面决定电位离子层产生的静电引力吸附溶液中带相反电荷的离子,形成补偿离子层,又称双电层外层。其中,距离近的受静电引力大,离子活动性小,只能随胶核移动,称非活性补偿离子层,,离子活动性大,疏散分布,称扩散层。非活性补偿离子层由于受到强大的静电引力,一般难于和溶液中的离子交换,扩散层离子则具有交换能力,很容易与溶液中的离子进行交换,即通常所说的离子交换。
在双电层中,决定电位离子层和补偿离子层的电荷符号相反,电量相等,因此整个胶体微粒的电性是中和的。
三、土壤胶体的性质
(一)巨大的比表面
比表面=总面积/质量。
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同一质量固体,越破碎,则比表面越大。
(二)带电性
-:
1。同晶置换是指硅酸盐矿物中的硅氧片或水铝片中的中心离子,被大小相近而电性符号相同的离子所取代,,硅氧片中的Si4+被Al3+所取代,水铝片中的AL3+为Mg2+所取代,使晶层产生剩余负电荷。
一般同晶置换发生于矿物的结晶过程,一旦晶体形成,它所具有的电荷就不受外界环境(如pH值、电解质浓度等)的影响,故称为永久电荷、恒电荷或结构电荷。
2。表面分子解离 它是指土壤胶体上的一些基团,由于解离出H+,使胶核表面带负电荷。例如,腐殖质胶体上的羧基、酚羟基、醇羟基等基团解离出H;硅酸盐粘土矿物的晶层表面暴露的OH原子团解离出H+等,而使腐殖质胶体与粘土矿物带负电,是大多数土壤胶体产生电荷的原因。