Chap,11 土壤孔性
§ 1 土壤孔性的概念
?土壤中土粒或团聚体之间以及团聚体内
部的空隙叫做 土壤孔隙 。
?土壤孔性 包括 孔隙度 （孔隙的数量）和
孔隙类型 （孔隙的大小及其比例），前
者决定着土壤气、液两相的总量，后者
决定着气、液两相的比例。
Chap,11 土壤孔性
§ 2 土壤孔隙度
?土壤孔隙度 是单位容积土壤中孔隙容积
占整个土体容积的百分数。它表示土壤
中各种大小孔隙度的总和。一般是通过
土壤容重和土壤密度来计算。
?土壤孔隙度 = [1- （容重） /相对密度 ]
× 100%
Chap,11 土壤孔性
土壤孔隙度 =[孔隙容积 /土壤容积 ] × 100%
=[（土壤容积 -土粒容积） /土壤容积 ]
× 100%
=[1-（土粒容积 /土壤容积） ] × 100%
= [1-（ 土粒重量 /土粒密度） /（ 土壤重量 /
容重 ） ] × 100%
= （ 1-容重 /土粒密度） × 100%
Chap,11 土壤孔性
?土粒密度,单位容积（无粒间孔隙）的
固体土粒的干重。单位为,g/cm3
?土粒相对密度：与 4 ℃ 时水的密度的比值。
?土粒密度的大小主要决定于土壤矿物的
密度和有机质的密度。有机质的密度为
1.25-1.40 g/cm3；矿物密度大多在 2.6-2.7之
间；一般取土粒（土壤）密度为 2.65
g/cm3
Chap,11 土壤孔性
Chap,11 土壤孔性
?土壤容重,是指单位容积土体（包括孔
隙在内的原状土）的干重。单位为 g/cm3
或 t/m3。一般旱地土壤容重大体在
1.00~1.80 g/cm3之间。
?土壤容重是一个重要的参数：
? 反映土壤松紧度
? 计算土壤的重量
? 计算土壤中各组分（如土壤水分、有机质、养分和盐
分等）的含量
? 土壤孔隙比
Chap,11 土壤孔性
§ 3 土壤孔隙类型
?当量孔径, 是指与一定的土壤水吸力相
当的孔径,它与孔隙的形状及其均匀性无
关。土壤水吸力与当量孔径的关系式为：
d = 3/T d为孔隙的当量孔径（ mm）、
T为土壤水吸力（ 100Pa）
?当量孔径与土壤水吸力成反比，土壤水
吸力愈大，则当量孔径愈小。
Chap,11 土壤孔性
§ 3 土壤孔隙类型
①非活性孔：又称无效孔、束缚水孔。 这
是土壤中最细微的孔隙，当量孔径一般
<0.02mm,土壤水吸力 >1.5× 105Pa。
②毛管孔隙：当量孔径约为 0.2-0.02mm,
土壤水吸力 1.5× 104Pa-1.5× 105Pa,具有
毛管作用。
③通气孔隙：当量孔径 >0.2mm,相应的土壤
水吸力 <1.5× 104Pa,毛管作用明显减弱。
Chap,11 土壤孔性
§ 4 土壤孔隙状况与土壤肥力、作物生长
的关系
（ 1）土壤孔隙状况与土壤肥力
（ 2）土壤孔隙状况与作物生长
?旱作土壤耕层的土壤总孔隙度为 50%-56%，
通气孔度不低于 10%,大小孔隙之比在
1:2-4，较为合适。
Chap,12 土壤结构性
§ 1 土壤结构体和土壤结构性的概念
?土壤结构体,又称 土壤结构,是指原生
土粒（单粒）和次生土粒（复粒）的排
列与组合状况。
?土壤结构性,土壤结构体的大小、形状、
力稳性、水稳性及孔隙状况的综合特征。
Chap,12 土壤结构性
§ 2 土壤结构（体）的类型
?块状结构：其长、宽、高三轴大体近似，
边面不明显；
?核状结构：长、宽、高三轴大体近似，
边面梭角明显，较块状结构小；
?团粒结构,通常是指土壤中近于圆状小
团聚体，其粒径为 0.25-10mm。农业生产
上最理想的团粒结构粒径为 2-3mm;
Chap,12 土壤结构性
§ 2 土壤结构（体）的类型
?片状结构：结构体的水平轴特别发达，
即沿长、宽方向发展呈薄片状，厚度稍
薄，且结构体间较为弯曲者称为鳞片状
结构，片状结构的厚度可小于 1cm与大于
5cm 不等 ;
?柱状结构：结构体的垂直轴特别发达，
呈立柱状；
?棱柱状结构,棱角明显；
Chap,12 土壤结构性
Chap,12 土壤结构性
§ 3 土壤团粒结构与土壤肥力
?良好团粒结构具备的条件
①有一定的结构形态和大小；
② 有多级孔隙；
③ 有一定的稳定性；
④有抵抗微生物分解破碎的能力。
Chap,12 土壤结构性
§ 3 土壤团粒结构与土壤肥力
?团粒结构对土壤肥力的作用
① 能协调水分和空气的矛盾；
② 能协调土壤有机质中养分的消耗和积累
的矛盾；
③ 能稳定土壤温度，调节土热状况；
④ 改良耕性和有利于作物根系伸展。
Chap,12 土壤结构性
§ 4 土壤团粒结构的形成
?土粒的粘聚：
① 胶体的凝聚作用；
② 水膜的粘结作用；
③ 胶结作用（简单的无机胶体、粘粒、有机物质）
?成型动力：
① 生物作用；
② 干湿交替作用；
③ 冻融交替作用； ④ 土壤耕作的作用等。
Chap,12 土壤结构性
§ 5 形成土壤团粒结构的措施
?农业措施,
① 深耕与施肥、
② 正确的土壤耕作、
③ 合理的轮作制度、
④ 调节土壤阳离子组成、
⑤ 合理灌溉、晒垡和冻垡。
?土壤结构改良剂的应用
Chap,13 土壤耕性
§ 1 土壤耕性的概念
?土壤耕性,是指土壤在耕作时所表现的
特性，包括：
（ 1）耕作的难易程度：耕作阻力的大小；
（ 2）耕作质量的好坏：耕后土垡松散、容
易耙碎、不成坷垃，土壤松紧孔隙状况
适中；
（ 3）适耕期的长短：适宜耕作时间的长短。
Chap,13 土壤耕性
§ 2 土壤物理机械性
1,粘结性和粘着性
土壤粘结性, 指土粒与 土粒之间 由于分
子引力而 相互粘结 在一起的性质。
土壤粘着性, 是土壤在一定含水量的情
况下，土粒 粘着外物表面 的性能。
Chap,13 土壤耕性
影响土壤粘结性和粘着性的因素有：
① 土壤质地,土壤愈细，接触面愈大,粘结性和
粘着性愈强。
② 土壤含水量,含水量愈少，土粒距离愈近，分
子引力愈大，粘结性愈强，故干燥土块破碎甚
为困难。
Chap,13 土壤耕性
影响土壤粘结性和粘着性的因素有：
③ 土壤结构,团粒结构可使土团接触面减
少，因而其粘结性和粘着性降低，土壤
疏松易耕。
④ 土壤腐殖质含量,腐殖质含量增加可减
弱粘土的粘结性，因为腐殖质在土粒外
围形成薄膜，改变了粘粒接触面的性质。
⑤ 土壤代换性阳离子的组成,不同的阳离
子种类可影响土粒的分散和团聚。
Chap,13 土壤耕性
§ 2 土壤物理机械性
2.可塑性
?土壤在一定含水量范围内，可被外力任
意改变成各种形状，当在外力解除和土
壤干燥后，仍能保持其变形的性能称为
可塑性 。
Chap,13 土壤耕性
?影响土壤可塑性的因素：
①水分含量,干土没有可塑性，当水分含
量逐渐增加时，土壤才表现可塑性。
?土壤开始呈现可塑状态时的水分含量称
为 下塑限 （塑限）； 土壤失去可塑性而
开始流动时的土壤含水量,称为 上塑限
（流限）。上塑限与下塑限含水量之差
称为 塑性值,也叫 塑性指数 。塑性值大，
土壤的可塑性强。
Chap,13 土壤耕性
影响土壤可塑性的因素：
②土壤质地, 土壤中粘粒愈多，质地愈细，
塑性愈强。上塑限、下塑限和塑性值的数
值随着粘粒含量的增加而增大，土壤按塑
性值分类如下：强塑性土（粘土） >17,
塑性土（壤土） 17-7，弱塑性土（砂壤）
>7，无塑性土（砂土） 0。
Chap,13 土壤耕性
影响土壤可塑性的因素：
③代换性阳离子,代换性钠离子因水化度大，
使土壤分散，因此可塑性增大。相反，钙
离子因具有凝聚作用可减少土壤的可塑性。
④土壤有机质,有机质能提高土壤上、下塑
限，但一般不改变其塑性值。
Chap,13 土壤耕性
3.胀缩性
?土壤吸水后体积膨胀，干燥后体积收缩
的特性称为 土壤胀缩性 。
?土壤胀缩性强会对植物根系产生机械损
伤，易拉断植物根系。
?影响土壤胀缩性的主要因素是 土壤胶体,
蒙脱石 由于晶层间结合不紧，水分容易
进入而使晶层间距拉开，其胀缩性远较
晶层结合紧密的 高岭石 大。
Chap,13 土壤耕性
§ 3 注意土壤耕作、改良土壤耕性
（ 1）防止压板土壤,耕作土壤在降雨，
灌溉，人、畜践踏与农机具等作用下由
松变紧的过程称为 土壤压板过程 。
（ 2）注意土壤的宜耕状态和宜耕期：
（ 3）改良土壤耕性,可通过增施有机肥
料、合理排灌、适时耕作等方法改良土
壤耕性。
（ 4）少、免耕技术
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 1 土壤胶体的概念
?土壤胶体,土壤中粒径 <1μm或 2μ m的矿
物质颗粒和腐殖质（ 分散相 ）分散在土
壤溶液（ 分散介质 ）中的分散体系。
粗分散体系
胶体分散体系
分子、离子分散体系
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 2 土壤胶体的类型
无机胶体；
有机胶体；
有机无机复合体
含水氧化物
无机胶体
层状硅酸盐矿物
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
?硅氧片和硅四面体：
硅四面体 是由四个氧原子和一个硅原子所组成。
许多硅四面体可以共用氧原子形成一层。氧原子
排列成为中间有空的六角形，称为 硅氧片 。
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
Si Al
Oxygens
Silicon
Tetrahedron
Aluminum
Octahedron
Si Al
Oxygens
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
Share
1 oxygen
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
?铝氧片和铝八面体
铝八面体 为 6个氧原子围绕一个铝原子而构成。
许多个铝八面体相互连接成片称为 铝氧片 。
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
Si Al
Oxygens
Silicon
Tetrahedron
Aluminum
Octahedron
Si Al
Oxygens
Octahedral Sheet
Share
2 oxygens
Silica Tetrahedral Sheet
Aluminum Octahedral Sheet
Kaolinite
Non-Expanding 10 cmol(+)/kg
1:1 Clay
Si Tetra.
Al Oct.
Si Tetra.
2:1 Clay Montmorillonite
Expanding 100 cmol(+)/kgH2O
H2O
H2O
H2O
H2O
K
Interlayer K+
KK KKK
2:1 ClayIllite
Non-expanding
40 cmol(+)/kg
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 3 土壤胶体的构造
?土壤胶体分散系 包括胶体微粒（为分散
相）和微粒间溶液（为分散介质）两大部
分。 胶体微粒 在构造上可分为 微粒核, 决
定电位离子层和补偿离子层 三部分组成。
（ 1）微粒核,主要由腐殖质、无定形的
SiO2、氧化铝、氧化铁、铝硅酸盐晶体
物质、蛋白质分子以及有机无机胶体的
分子群所构成。
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 3 土壤胶体的构造
（ 2）双电层：微粒核表面的一层分子，通
常解离成离子，形成一层离子层（ 决定
电位离子层 ）；通过静电引力，在其外
围形成一层符号相反而电量相等的离子
层（ 补偿离子层 ）。又称之为 双电层 。
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 4 土壤胶体的特性
（ 1）土壤胶体比表面和表面能
? 比表面（比面） 是指单位重量或单位体积的总
表面积（ cm2/g,cm3/cm3）。
? 由于表面分子与外界的液体或气体介质相接触，
因而在内、外方面受到的是不同分子的吸引力，
不能相互抵消，所以具有多余的表面能。这种
能量产生于物体表面，故称为 表面能 。胶体数
量愈多，比面愈大，表面能也愈大，吸附能力
也就愈强。
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 4 土壤胶体的特性
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 4 土壤胶体的特性
（ 2）土壤胶体带有电荷
? 永久电荷,它是由于粘粒矿物晶层内的同晶替代
所产生的电荷。这种电荷不受介质的 pH值的影
响，主要发生在 2,1型粘粒矿物中，在 1,1型矿
物中极少。
? 可变电荷, 电荷的的数量和性质随介质 pH而改
变的电荷。
? 土壤的 pH0值 是表征其可变电荷特点的一个重要
指标，它被定义为土壤的可变正、负电荷数量相
等时的 pH值，或称为 可变电荷零点、等电点 。
Silicon
Tetrahedron
Aluminum
Octahedron
Mg
Al
Examples of Isomorphic Substitution
Produces a
Net Negative
Charge
Al3+ for Si4+ Mg2+ for Al3+
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 4 土壤胶体的特性
? 产生可变电荷可的主要原因有：
①粘粒矿物晶面上 -OH 基的解离
②含水铁、铝氧化物的解离
③腐殖质上某些原子团的解离
④含水氧化硅的解离
⑤粘粒矿物晶层上的断键等。
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 4 土壤胶体的特性
可变电荷土壤,指含有较多铁、铝氧化物，
土壤带电性随 pH变化而变化的土壤。（主
要是酸性土壤）
如：三水铝石
pH低于 pH0时,Al2O3?3H2O 2Al(OH)2++2OH-
pH高于 pH0时,Al2O3?3H2O 2Al(OH)2O-+2H+
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 4 土壤胶体的特性
? 产生可变电荷可的主要原因有：
腐殖质上某些原子团的解离
COOH COO-
OH O-
NH3 +NH2
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 4 土壤胶体的特性
（ 3）土壤胶体有凝聚和分散作用
? 土壤胶体溶液如受到某些因素的影响，使胶体微
粒下沉，由溶胶变成凝胶，这种作用叫做 胶体的
凝聚作用 ；反之，由凝胶分散成溶胶，叫做 胶体
的分散作用 。
? 促使胶体凝聚或分散的原因，主要决定于 电动电
位 的高低。而电动电位的高低又取决于 扩散层 的
厚度,
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 4 土壤胶体的特性
? 凡电荷数量少而水化度大的离子 (如 Na+)，形成
的扩散层厚，电动电位高。使胶体分散；电荷数
量多，水化度小的离子 (如 Ca2+)，形成的扩散层
薄，电动电位降至一定程度时，胶体即可凝聚。
? 电解质种类对胶体的凝聚作用有影响：一般是一
价离子 <二价离子 <三价离子。
Fe3+ > Al3+ > Ca2+ > Mg2+ > H+ > NH4+ > K+ > Na+
? 电解质浓度对胶体的凝聚也有很大影响,浓度大,
可促使凝胶形成。
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 5 土壤胶体的交换吸附作用
土壤吸收性能 是指土壤能吸收和保留土壤溶液中
的分子和离子，悬液中的悬浮颗粒、气体以及微
生物的能力。土壤吸收性能亦称土壤吸收保肥性
能。
1,土壤吸收性能类型
（ 1）机械吸收性,是指土壤对 固体物体 的 机械阻
留,如施用有机肥时，其中大小不等的颗粒，均
可被保留在土壤中。
这种吸收作用取决于土壤的孔隙状况。
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 5 土壤胶体的交换吸附作用
（ 2）物理吸收性,这种吸收性能是指土壤对 分子
态物质 的保持能力，它表现在某些养分聚集在胶
体表面，其浓度比在溶液中为大，另一些物质则
胶体表面吸附较少而溶液中浓度较大，前者称为
正吸附,后者称为 负吸附 。
产生这种作用的原因是由于固体颗粒界面上的 表
面自由能 的作用。
气态物质（水气,CO2,NH3等）和细菌的吸附也是
物理吸附。
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 5 土壤胶体的交换吸附作用
（ 3）化学吸附性,是指易溶性盐在土壤中转变为
难溶性盐而沉淀保存在土壤中的过程。
这种吸收是纯化学作用过程。
（ 4）物理化学吸收性,是指土壤对可溶性物质中
离子态 养分的保持能力。
这种吸收是以物理吸收为基础，又呈现出化学反
应相似的特性。
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 5 土壤胶体的交换吸附作用
（ 5）生物吸收性,是指土壤中植物根系和微生物
对营养物质的吸收，这种吸收作用的特点是选择
性，并且具有累积和集中养分的作用。
上述五种吸收性不是孤立的，而是相互联系、相
互影响的，都具有重要的意义。
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 5 土壤胶体的交换吸附作用
2,土壤物理化学吸收性能
土壤物理化学吸收性能 即是土壤离子交换作用。
分为土壤阳离子交换作用和阴离子交换作用
（ 1）土壤阳离子交换作用
K+
Ca2+ + 2KCl = K+ + CaCl2
? 离子从溶液中转移到胶体上的过程，称为离子的
吸附过程 ；原来吸附在胶体上的离子转移到溶液
中的过程，称为离子的 解吸过程 。
土壤胶体 土壤胶体
Cation Exchange Capacity
- - -
- -
- -
- -
- -
- -
- - -
S
O
I
L
Ca+2
Mg+2
Al+3
K+
Ca+2
Mg+2
H+
Ca+2
H+
Ca+2
Mg+2
K+
Al+3
Ca+2
H+
Mg+2
H+
Mg+2
Ca+2
K+
Ca+2
Ca+2
Exchangeable Cations
Al+3
K H+
CaMg+
2
Reserve Active
Active
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 5 土壤胶体的交换吸附作用
① 阳离子交换作用特点：
a,可逆反应
b,反应迅速
c,等量交换 它是等量电荷对等量电荷的反应。
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 5 土壤胶体的交换吸附作用
② 阳离子交换能力
阳离子交换能力 是指一种阳离子将胶体上另一种
阳离子交换出来有能力。各种阳离子交换能力大
小的顺序为：
Fe3+ > Al3+ > H+ > Ca2+ > Mg2+ > NH4+ > K+ > Na+
? 影响阳离子交换能力的因素有：
a,电荷的数量
b,离子半径和离子水化半径
c,离子浓度
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 5 土壤胶体的交换吸附作用
② 阳离子交换能力
b,离子半径和离子水化半径
同价离子的半径增大，则单位表面积的电荷
量（电荷密度）减少，电场强度减弱，故
对极性水分子的吸引力小，离子外围的水
膜薄，水化半径减少，因而离负电胶体的
距离较近，相互吸引力较大，具有较强的
交换能力。
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 5 土壤胶体的交换吸附作用
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 5 土壤胶体的交换吸附作用
③土壤阳离子交换量（ Cation Exchange
Capacity CEC）
阳离子交换量（或吸收容量） 是指在一定 pH值条
件下每 1000g干土所能吸附的全部交换性阳离子
的厘摩尔数（ cmol/kg）。
土壤阳离子交换量可以作为土壤保肥力的指标，
CEC的大小，受下述因素的影响：
a、胶体数量
b、胶体类型
c、土壤 pH值
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
Structure of Humic Acid
R-C00-
R-C00-R-C00-R-C00- R-C00-
Contributes to high CEC
200 cmol(+)/kg
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 5 土壤胶体的交换吸附作用
④土壤的盐基饱和度
? 土壤胶体吸附的阳离子分为两类，一类是 盐基离
子,包括 Ca2+,Mg2+,K+,Na+,NH4+等；另一类
是 致酸离子,即 H+,Al3+。土壤中交换性盐基离
子总量 cmol/kg占阳离子交换量 cmol/kg的百分数
称为土壤的盐基饱和度，即：
? 盐基饱和度 = [交换性盐基总量 /阳离子交换量 ]
× 100%
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 5 土壤胶体的交换吸附作用
⑤影响交换性阳离子有效度的因素
a,交换性阳离子的饱和度
离子饱和度：土壤吸附的某离子量占土壤全部阳
离子量的百分数。
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 5 土壤胶体的交换吸附作用
b,陪伴（补）离子效应
土壤胶体上同时吸附着多种阳离子，对其中某种
离子来说，其余的各种离子都称为它的陪补离子。
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 5 土壤胶体的交换吸附作用
c,阳离子的非交换性吸收（专性吸附）
专性吸附的阳离子均为非交换性离子，其反
应也不完全遵循可逆反应和等量交换的规
则。
1） 阳离子与氧化铁、铝及其水合物胶体表
面氧的结合作用
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 5 土壤胶体的交换吸附作用
OH -1 O-M 0
Fe +M2+ Fe +H+
OH OH
OH -1 O-MOH -1
Fe +MOH Fe +H+
OH OH
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 5 土壤胶体的交换吸附作用
c,阳离子的非交换性吸收（专性吸附）
2） 矿物固定、晶穴固定,NH4+,K+离子被固
定在硅氧四面体联成的六边型晶穴中，不能被
交换出来的现象。
阳离子专性吸附的意义：
富集作用 —— 地球化学探矿
调控金属元素的生物毒性和生物有效性
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 5 土壤胶体的交换吸附作用
（ 2）阴离子的交换吸附
阴离子的交换吸附是指土壤中带正电荷的胶
体吸附的阴离子与土壤溶液中的阴离子相
互交换的作用。
这种交换作用与阳离子交换作用一样，服从
质量作用定律，但土壤中的阴离子往往与
化学固定等交织在一起，很难分开。
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 5 土壤胶体的交换吸附作用
（ 2）阴离子的交换吸附
① 阴离子吸附类型
a、易于被土壤吸附的阴离子（磷酸根,H2PO4-、
HPO42-,PO43-，硅酸根 HSiO3-,SiO32-），这些离
子也易与阳离子反应产生难溶性化合物；
b、很少或根本不被吸附的阴离子（ Cl-,NO3-,NO2-）
这些离子常常出现负吸附；
c、介于上述两者之间的阴离子（ SO42-,CO32-、
HCO3-）
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 5 土壤胶体的交换吸附作用
（ 2）阴离子的交换吸附
②影响土壤对阴离子吸收的因素
a,阴离子的价数
Cl-, NO3- < SO42- <PO43- < OH-
b、胶体组成成分（铁铝氧化物）
c、土壤 pH值（酸性条件带正电荷多）
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 5 土壤胶体的交换吸附作用
（ 2）阴离子的交换吸附
③阴离子的专性吸附（又称 配位体交换吸附 ）
某些含氧酸的阴离子（ H3SiO4-,H2PO4-,HMoO4-
等）以及氟离子（ F-）进入黏土矿物或氧
化物表面的金属原子的配位壳中，与配位
壳中的羟基或水合基重新配位，并直接通
过共价键或配位键结合在胶体表面的现象
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 5 土壤胶体的交换吸附作用
（ 2）阴离子的交换吸附
OH2 + OPO3H2 0
Fe +H2PO4 - Fe +H2O (pH<ZPC)
OH2 OH2
OH 0 OPO3H 2-
Fe +HPO42- Fe +H2O (pH=ZPC)
OH2 OH2
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 5 土壤胶体的交换吸附作用
（ 2）阴离子的交换吸附
OH - OPO3 3-
Fe +HPO42- Fe +H2O (pH>ZPC)
OH OH
ZPC=zero point of charge (电荷零点 )
IEP=isoelectric point (等电点 )
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 5 土壤胶体的交换吸附作用
（ 2）阴离子的交换吸附
§ 1 土壤孔性的概念
?土壤中土粒或团聚体之间以及团聚体内
部的空隙叫做 土壤孔隙 。
?土壤孔性 包括 孔隙度 （孔隙的数量）和
孔隙类型 （孔隙的大小及其比例），前
者决定着土壤气、液两相的总量，后者
决定着气、液两相的比例。
Chap,11 土壤孔性
§ 2 土壤孔隙度
?土壤孔隙度 是单位容积土壤中孔隙容积
占整个土体容积的百分数。它表示土壤
中各种大小孔隙度的总和。一般是通过
土壤容重和土壤密度来计算。
?土壤孔隙度 = [1- （容重） /相对密度 ]
× 100%
Chap,11 土壤孔性
土壤孔隙度 =[孔隙容积 /土壤容积 ] × 100%
=[（土壤容积 -土粒容积） /土壤容积 ]
× 100%
=[1-（土粒容积 /土壤容积） ] × 100%
= [1-（ 土粒重量 /土粒密度） /（ 土壤重量 /
容重 ） ] × 100%
= （ 1-容重 /土粒密度） × 100%
Chap,11 土壤孔性
?土粒密度,单位容积（无粒间孔隙）的
固体土粒的干重。单位为,g/cm3
?土粒相对密度：与 4 ℃ 时水的密度的比值。
?土粒密度的大小主要决定于土壤矿物的
密度和有机质的密度。有机质的密度为
1.25-1.40 g/cm3；矿物密度大多在 2.6-2.7之
间；一般取土粒（土壤）密度为 2.65
g/cm3
Chap,11 土壤孔性
Chap,11 土壤孔性
?土壤容重,是指单位容积土体（包括孔
隙在内的原状土）的干重。单位为 g/cm3
或 t/m3。一般旱地土壤容重大体在
1.00~1.80 g/cm3之间。
?土壤容重是一个重要的参数：
? 反映土壤松紧度
? 计算土壤的重量
? 计算土壤中各组分（如土壤水分、有机质、养分和盐
分等）的含量
? 土壤孔隙比
Chap,11 土壤孔性
§ 3 土壤孔隙类型
?当量孔径, 是指与一定的土壤水吸力相
当的孔径,它与孔隙的形状及其均匀性无
关。土壤水吸力与当量孔径的关系式为：
d = 3/T d为孔隙的当量孔径（ mm）、
T为土壤水吸力（ 100Pa）
?当量孔径与土壤水吸力成反比，土壤水
吸力愈大，则当量孔径愈小。
Chap,11 土壤孔性
§ 3 土壤孔隙类型
①非活性孔：又称无效孔、束缚水孔。 这
是土壤中最细微的孔隙，当量孔径一般
<0.02mm,土壤水吸力 >1.5× 105Pa。
②毛管孔隙：当量孔径约为 0.2-0.02mm,
土壤水吸力 1.5× 104Pa-1.5× 105Pa,具有
毛管作用。
③通气孔隙：当量孔径 >0.2mm,相应的土壤
水吸力 <1.5× 104Pa,毛管作用明显减弱。
Chap,11 土壤孔性
§ 4 土壤孔隙状况与土壤肥力、作物生长
的关系
（ 1）土壤孔隙状况与土壤肥力
（ 2）土壤孔隙状况与作物生长
?旱作土壤耕层的土壤总孔隙度为 50%-56%，
通气孔度不低于 10%,大小孔隙之比在
1:2-4，较为合适。
Chap,12 土壤结构性
§ 1 土壤结构体和土壤结构性的概念
?土壤结构体,又称 土壤结构,是指原生
土粒（单粒）和次生土粒（复粒）的排
列与组合状况。
?土壤结构性,土壤结构体的大小、形状、
力稳性、水稳性及孔隙状况的综合特征。
Chap,12 土壤结构性
§ 2 土壤结构（体）的类型
?块状结构：其长、宽、高三轴大体近似，
边面不明显；
?核状结构：长、宽、高三轴大体近似，
边面梭角明显，较块状结构小；
?团粒结构,通常是指土壤中近于圆状小
团聚体，其粒径为 0.25-10mm。农业生产
上最理想的团粒结构粒径为 2-3mm;
Chap,12 土壤结构性
§ 2 土壤结构（体）的类型
?片状结构：结构体的水平轴特别发达，
即沿长、宽方向发展呈薄片状，厚度稍
薄，且结构体间较为弯曲者称为鳞片状
结构，片状结构的厚度可小于 1cm与大于
5cm 不等 ;
?柱状结构：结构体的垂直轴特别发达，
呈立柱状；
?棱柱状结构,棱角明显；
Chap,12 土壤结构性
Chap,12 土壤结构性
§ 3 土壤团粒结构与土壤肥力
?良好团粒结构具备的条件
①有一定的结构形态和大小；
② 有多级孔隙；
③ 有一定的稳定性；
④有抵抗微生物分解破碎的能力。
Chap,12 土壤结构性
§ 3 土壤团粒结构与土壤肥力
?团粒结构对土壤肥力的作用
① 能协调水分和空气的矛盾；
② 能协调土壤有机质中养分的消耗和积累
的矛盾；
③ 能稳定土壤温度，调节土热状况；
④ 改良耕性和有利于作物根系伸展。
Chap,12 土壤结构性
§ 4 土壤团粒结构的形成
?土粒的粘聚：
① 胶体的凝聚作用；
② 水膜的粘结作用；
③ 胶结作用（简单的无机胶体、粘粒、有机物质）
?成型动力：
① 生物作用；
② 干湿交替作用；
③ 冻融交替作用； ④ 土壤耕作的作用等。
Chap,12 土壤结构性
§ 5 形成土壤团粒结构的措施
?农业措施,
① 深耕与施肥、
② 正确的土壤耕作、
③ 合理的轮作制度、
④ 调节土壤阳离子组成、
⑤ 合理灌溉、晒垡和冻垡。
?土壤结构改良剂的应用
Chap,13 土壤耕性
§ 1 土壤耕性的概念
?土壤耕性,是指土壤在耕作时所表现的
特性，包括：
（ 1）耕作的难易程度：耕作阻力的大小；
（ 2）耕作质量的好坏：耕后土垡松散、容
易耙碎、不成坷垃，土壤松紧孔隙状况
适中；
（ 3）适耕期的长短：适宜耕作时间的长短。
Chap,13 土壤耕性
§ 2 土壤物理机械性
1,粘结性和粘着性
土壤粘结性, 指土粒与 土粒之间 由于分
子引力而 相互粘结 在一起的性质。
土壤粘着性, 是土壤在一定含水量的情
况下，土粒 粘着外物表面 的性能。
Chap,13 土壤耕性
影响土壤粘结性和粘着性的因素有：
① 土壤质地,土壤愈细，接触面愈大,粘结性和
粘着性愈强。
② 土壤含水量,含水量愈少，土粒距离愈近，分
子引力愈大，粘结性愈强，故干燥土块破碎甚
为困难。
Chap,13 土壤耕性
影响土壤粘结性和粘着性的因素有：
③ 土壤结构,团粒结构可使土团接触面减
少，因而其粘结性和粘着性降低，土壤
疏松易耕。
④ 土壤腐殖质含量,腐殖质含量增加可减
弱粘土的粘结性，因为腐殖质在土粒外
围形成薄膜，改变了粘粒接触面的性质。
⑤ 土壤代换性阳离子的组成,不同的阳离
子种类可影响土粒的分散和团聚。
Chap,13 土壤耕性
§ 2 土壤物理机械性
2.可塑性
?土壤在一定含水量范围内，可被外力任
意改变成各种形状，当在外力解除和土
壤干燥后，仍能保持其变形的性能称为
可塑性 。
Chap,13 土壤耕性
?影响土壤可塑性的因素：
①水分含量,干土没有可塑性，当水分含
量逐渐增加时，土壤才表现可塑性。
?土壤开始呈现可塑状态时的水分含量称
为 下塑限 （塑限）； 土壤失去可塑性而
开始流动时的土壤含水量,称为 上塑限
（流限）。上塑限与下塑限含水量之差
称为 塑性值,也叫 塑性指数 。塑性值大，
土壤的可塑性强。
Chap,13 土壤耕性
影响土壤可塑性的因素：
②土壤质地, 土壤中粘粒愈多，质地愈细，
塑性愈强。上塑限、下塑限和塑性值的数
值随着粘粒含量的增加而增大，土壤按塑
性值分类如下：强塑性土（粘土） >17,
塑性土（壤土） 17-7，弱塑性土（砂壤）
>7，无塑性土（砂土） 0。
Chap,13 土壤耕性
影响土壤可塑性的因素：
③代换性阳离子,代换性钠离子因水化度大，
使土壤分散，因此可塑性增大。相反，钙
离子因具有凝聚作用可减少土壤的可塑性。
④土壤有机质,有机质能提高土壤上、下塑
限，但一般不改变其塑性值。
Chap,13 土壤耕性
3.胀缩性
?土壤吸水后体积膨胀，干燥后体积收缩
的特性称为 土壤胀缩性 。
?土壤胀缩性强会对植物根系产生机械损
伤，易拉断植物根系。
?影响土壤胀缩性的主要因素是 土壤胶体,
蒙脱石 由于晶层间结合不紧，水分容易
进入而使晶层间距拉开，其胀缩性远较
晶层结合紧密的 高岭石 大。
Chap,13 土壤耕性
§ 3 注意土壤耕作、改良土壤耕性
（ 1）防止压板土壤,耕作土壤在降雨，
灌溉，人、畜践踏与农机具等作用下由
松变紧的过程称为 土壤压板过程 。
（ 2）注意土壤的宜耕状态和宜耕期：
（ 3）改良土壤耕性,可通过增施有机肥
料、合理排灌、适时耕作等方法改良土
壤耕性。
（ 4）少、免耕技术
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 1 土壤胶体的概念
?土壤胶体,土壤中粒径 <1μm或 2μ m的矿
物质颗粒和腐殖质（ 分散相 ）分散在土
壤溶液（ 分散介质 ）中的分散体系。
粗分散体系
胶体分散体系
分子、离子分散体系
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 2 土壤胶体的类型
无机胶体；
有机胶体；
有机无机复合体
含水氧化物
无机胶体
层状硅酸盐矿物
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
?硅氧片和硅四面体：
硅四面体 是由四个氧原子和一个硅原子所组成。
许多硅四面体可以共用氧原子形成一层。氧原子
排列成为中间有空的六角形，称为 硅氧片 。
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
Si Al
Oxygens
Silicon
Tetrahedron
Aluminum
Octahedron
Si Al
Oxygens
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
Share
1 oxygen
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
?铝氧片和铝八面体
铝八面体 为 6个氧原子围绕一个铝原子而构成。
许多个铝八面体相互连接成片称为 铝氧片 。
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
Si Al
Oxygens
Silicon
Tetrahedron
Aluminum
Octahedron
Si Al
Oxygens
Octahedral Sheet
Share
2 oxygens
Silica Tetrahedral Sheet
Aluminum Octahedral Sheet
Kaolinite
Non-Expanding 10 cmol(+)/kg
1:1 Clay
Si Tetra.
Al Oct.
Si Tetra.
2:1 Clay Montmorillonite
Expanding 100 cmol(+)/kgH2O
H2O
H2O
H2O
H2O
K
Interlayer K+
KK KKK
2:1 ClayIllite
Non-expanding
40 cmol(+)/kg
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 3 土壤胶体的构造
?土壤胶体分散系 包括胶体微粒（为分散
相）和微粒间溶液（为分散介质）两大部
分。 胶体微粒 在构造上可分为 微粒核, 决
定电位离子层和补偿离子层 三部分组成。
（ 1）微粒核,主要由腐殖质、无定形的
SiO2、氧化铝、氧化铁、铝硅酸盐晶体
物质、蛋白质分子以及有机无机胶体的
分子群所构成。
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 3 土壤胶体的构造
（ 2）双电层：微粒核表面的一层分子，通
常解离成离子，形成一层离子层（ 决定
电位离子层 ）；通过静电引力，在其外
围形成一层符号相反而电量相等的离子
层（ 补偿离子层 ）。又称之为 双电层 。
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 4 土壤胶体的特性
（ 1）土壤胶体比表面和表面能
? 比表面（比面） 是指单位重量或单位体积的总
表面积（ cm2/g,cm3/cm3）。
? 由于表面分子与外界的液体或气体介质相接触，
因而在内、外方面受到的是不同分子的吸引力，
不能相互抵消，所以具有多余的表面能。这种
能量产生于物体表面，故称为 表面能 。胶体数
量愈多，比面愈大，表面能也愈大，吸附能力
也就愈强。
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 4 土壤胶体的特性
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 4 土壤胶体的特性
（ 2）土壤胶体带有电荷
? 永久电荷,它是由于粘粒矿物晶层内的同晶替代
所产生的电荷。这种电荷不受介质的 pH值的影
响，主要发生在 2,1型粘粒矿物中，在 1,1型矿
物中极少。
? 可变电荷, 电荷的的数量和性质随介质 pH而改
变的电荷。
? 土壤的 pH0值 是表征其可变电荷特点的一个重要
指标，它被定义为土壤的可变正、负电荷数量相
等时的 pH值，或称为 可变电荷零点、等电点 。
Silicon
Tetrahedron
Aluminum
Octahedron
Mg
Al
Examples of Isomorphic Substitution
Produces a
Net Negative
Charge
Al3+ for Si4+ Mg2+ for Al3+
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 4 土壤胶体的特性
? 产生可变电荷可的主要原因有：
①粘粒矿物晶面上 -OH 基的解离
②含水铁、铝氧化物的解离
③腐殖质上某些原子团的解离
④含水氧化硅的解离
⑤粘粒矿物晶层上的断键等。
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 4 土壤胶体的特性
可变电荷土壤,指含有较多铁、铝氧化物，
土壤带电性随 pH变化而变化的土壤。（主
要是酸性土壤）
如：三水铝石
pH低于 pH0时,Al2O3?3H2O 2Al(OH)2++2OH-
pH高于 pH0时,Al2O3?3H2O 2Al(OH)2O-+2H+
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 4 土壤胶体的特性
? 产生可变电荷可的主要原因有：
腐殖质上某些原子团的解离
COOH COO-
OH O-
NH3 +NH2
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 4 土壤胶体的特性
（ 3）土壤胶体有凝聚和分散作用
? 土壤胶体溶液如受到某些因素的影响，使胶体微
粒下沉，由溶胶变成凝胶，这种作用叫做 胶体的
凝聚作用 ；反之，由凝胶分散成溶胶，叫做 胶体
的分散作用 。
? 促使胶体凝聚或分散的原因，主要决定于 电动电
位 的高低。而电动电位的高低又取决于 扩散层 的
厚度,
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 4 土壤胶体的特性
? 凡电荷数量少而水化度大的离子 (如 Na+)，形成
的扩散层厚，电动电位高。使胶体分散；电荷数
量多，水化度小的离子 (如 Ca2+)，形成的扩散层
薄，电动电位降至一定程度时，胶体即可凝聚。
? 电解质种类对胶体的凝聚作用有影响：一般是一
价离子 <二价离子 <三价离子。
Fe3+ > Al3+ > Ca2+ > Mg2+ > H+ > NH4+ > K+ > Na+
? 电解质浓度对胶体的凝聚也有很大影响,浓度大,
可促使凝胶形成。
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 5 土壤胶体的交换吸附作用
土壤吸收性能 是指土壤能吸收和保留土壤溶液中
的分子和离子，悬液中的悬浮颗粒、气体以及微
生物的能力。土壤吸收性能亦称土壤吸收保肥性
能。
1,土壤吸收性能类型
（ 1）机械吸收性,是指土壤对 固体物体 的 机械阻
留,如施用有机肥时，其中大小不等的颗粒，均
可被保留在土壤中。
这种吸收作用取决于土壤的孔隙状况。
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 5 土壤胶体的交换吸附作用
（ 2）物理吸收性,这种吸收性能是指土壤对 分子
态物质 的保持能力，它表现在某些养分聚集在胶
体表面，其浓度比在溶液中为大，另一些物质则
胶体表面吸附较少而溶液中浓度较大，前者称为
正吸附,后者称为 负吸附 。
产生这种作用的原因是由于固体颗粒界面上的 表
面自由能 的作用。
气态物质（水气,CO2,NH3等）和细菌的吸附也是
物理吸附。
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 5 土壤胶体的交换吸附作用
（ 3）化学吸附性,是指易溶性盐在土壤中转变为
难溶性盐而沉淀保存在土壤中的过程。
这种吸收是纯化学作用过程。
（ 4）物理化学吸收性,是指土壤对可溶性物质中
离子态 养分的保持能力。
这种吸收是以物理吸收为基础，又呈现出化学反
应相似的特性。
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 5 土壤胶体的交换吸附作用
（ 5）生物吸收性,是指土壤中植物根系和微生物
对营养物质的吸收，这种吸收作用的特点是选择
性，并且具有累积和集中养分的作用。
上述五种吸收性不是孤立的，而是相互联系、相
互影响的，都具有重要的意义。
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 5 土壤胶体的交换吸附作用
2,土壤物理化学吸收性能
土壤物理化学吸收性能 即是土壤离子交换作用。
分为土壤阳离子交换作用和阴离子交换作用
（ 1）土壤阳离子交换作用
K+
Ca2+ + 2KCl = K+ + CaCl2
? 离子从溶液中转移到胶体上的过程，称为离子的
吸附过程 ；原来吸附在胶体上的离子转移到溶液
中的过程，称为离子的 解吸过程 。
土壤胶体 土壤胶体
Cation Exchange Capacity
- - -
- -
- -
- -
- -
- -
- - -
S
O
I
L
Ca+2
Mg+2
Al+3
K+
Ca+2
Mg+2
H+
Ca+2
H+
Ca+2
Mg+2
K+
Al+3
Ca+2
H+
Mg+2
H+
Mg+2
Ca+2
K+
Ca+2
Ca+2
Exchangeable Cations
Al+3
K H+
CaMg+
2
Reserve Active
Active
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 5 土壤胶体的交换吸附作用
① 阳离子交换作用特点：
a,可逆反应
b,反应迅速
c,等量交换 它是等量电荷对等量电荷的反应。
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 5 土壤胶体的交换吸附作用
② 阳离子交换能力
阳离子交换能力 是指一种阳离子将胶体上另一种
阳离子交换出来有能力。各种阳离子交换能力大
小的顺序为：
Fe3+ > Al3+ > H+ > Ca2+ > Mg2+ > NH4+ > K+ > Na+
? 影响阳离子交换能力的因素有：
a,电荷的数量
b,离子半径和离子水化半径
c,离子浓度
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 5 土壤胶体的交换吸附作用
② 阳离子交换能力
b,离子半径和离子水化半径
同价离子的半径增大，则单位表面积的电荷
量（电荷密度）减少，电场强度减弱，故
对极性水分子的吸引力小，离子外围的水
膜薄，水化半径减少，因而离负电胶体的
距离较近，相互吸引力较大，具有较强的
交换能力。
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 5 土壤胶体的交换吸附作用
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 5 土壤胶体的交换吸附作用
③土壤阳离子交换量（ Cation Exchange
Capacity CEC）
阳离子交换量（或吸收容量） 是指在一定 pH值条
件下每 1000g干土所能吸附的全部交换性阳离子
的厘摩尔数（ cmol/kg）。
土壤阳离子交换量可以作为土壤保肥力的指标，
CEC的大小，受下述因素的影响：
a、胶体数量
b、胶体类型
c、土壤 pH值
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
Structure of Humic Acid
R-C00-
R-C00-R-C00-R-C00- R-C00-
Contributes to high CEC
200 cmol(+)/kg
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 5 土壤胶体的交换吸附作用
④土壤的盐基饱和度
? 土壤胶体吸附的阳离子分为两类，一类是 盐基离
子,包括 Ca2+,Mg2+,K+,Na+,NH4+等；另一类
是 致酸离子,即 H+,Al3+。土壤中交换性盐基离
子总量 cmol/kg占阳离子交换量 cmol/kg的百分数
称为土壤的盐基饱和度，即：
? 盐基饱和度 = [交换性盐基总量 /阳离子交换量 ]
× 100%
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 5 土壤胶体的交换吸附作用
⑤影响交换性阳离子有效度的因素
a,交换性阳离子的饱和度
离子饱和度：土壤吸附的某离子量占土壤全部阳
离子量的百分数。
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 5 土壤胶体的交换吸附作用
b,陪伴（补）离子效应
土壤胶体上同时吸附着多种阳离子，对其中某种
离子来说，其余的各种离子都称为它的陪补离子。
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 5 土壤胶体的交换吸附作用
c,阳离子的非交换性吸收（专性吸附）
专性吸附的阳离子均为非交换性离子，其反
应也不完全遵循可逆反应和等量交换的规
则。
1） 阳离子与氧化铁、铝及其水合物胶体表
面氧的结合作用
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 5 土壤胶体的交换吸附作用
OH -1 O-M 0
Fe +M2+ Fe +H+
OH OH
OH -1 O-MOH -1
Fe +MOH Fe +H+
OH OH
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 5 土壤胶体的交换吸附作用
c,阳离子的非交换性吸收（专性吸附）
2） 矿物固定、晶穴固定,NH4+,K+离子被固
定在硅氧四面体联成的六边型晶穴中，不能被
交换出来的现象。
阳离子专性吸附的意义：
富集作用 —— 地球化学探矿
调控金属元素的生物毒性和生物有效性
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 5 土壤胶体的交换吸附作用
（ 2）阴离子的交换吸附
阴离子的交换吸附是指土壤中带正电荷的胶
体吸附的阴离子与土壤溶液中的阴离子相
互交换的作用。
这种交换作用与阳离子交换作用一样，服从
质量作用定律，但土壤中的阴离子往往与
化学固定等交织在一起，很难分开。
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 5 土壤胶体的交换吸附作用
（ 2）阴离子的交换吸附
① 阴离子吸附类型
a、易于被土壤吸附的阴离子（磷酸根,H2PO4-、
HPO42-,PO43-，硅酸根 HSiO3-,SiO32-），这些离
子也易与阳离子反应产生难溶性化合物；
b、很少或根本不被吸附的阴离子（ Cl-,NO3-,NO2-）
这些离子常常出现负吸附；
c、介于上述两者之间的阴离子（ SO42-,CO32-、
HCO3-）
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 5 土壤胶体的交换吸附作用
（ 2）阴离子的交换吸附
②影响土壤对阴离子吸收的因素
a,阴离子的价数
Cl-, NO3- < SO42- <PO43- < OH-
b、胶体组成成分（铁铝氧化物）
c、土壤 pH值（酸性条件带正电荷多）
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 5 土壤胶体的交换吸附作用
（ 2）阴离子的交换吸附
③阴离子的专性吸附（又称 配位体交换吸附 ）
某些含氧酸的阴离子（ H3SiO4-,H2PO4-,HMoO4-
等）以及氟离子（ F-）进入黏土矿物或氧
化物表面的金属原子的配位壳中，与配位
壳中的羟基或水合基重新配位，并直接通
过共价键或配位键结合在胶体表面的现象
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 5 土壤胶体的交换吸附作用
（ 2）阴离子的交换吸附
OH2 + OPO3H2 0
Fe +H2PO4 - Fe +H2O (pH<ZPC)
OH2 OH2
OH 0 OPO3H 2-
Fe +HPO42- Fe +H2O (pH=ZPC)
OH2 OH2
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 5 土壤胶体的交换吸附作用
（ 2）阴离子的交换吸附
OH - OPO3 3-
Fe +HPO42- Fe +H2O (pH>ZPC)
OH OH
ZPC=zero point of charge (电荷零点 )
IEP=isoelectric point (等电点 )
Chap,14 土壤胶体与土壤吸收性能
§ 5 土壤胶体的交换吸附作用
（ 2）阴离子的交换吸附
