土壤的保肥性与供肥性
第 六 章
第一节 土壤保肥性与供肥性含义
第二节 土壤胶体及其基本特性
第三节 土壤的吸附保肥作用
第四节 土壤的供肥性
第五节 影响土壤供肥性的化学条件
通过本章学习,学生应重点掌握土壤保肥性
与供肥性的含义,土壤吸附保肥特性以及影响土
壤供肥性的因素。
第一节 土壤 保肥性 与 供肥性 的含义
土壤 保肥性,土壤吸持、保存植物养分的能力。
土壤 供肥性,土壤向植物提供有效养分的能力。
第二节 土壤胶体及其基本特性
一, 土壤胶体的概念及种类
土壤胶体,直径小于 0.001mm的土壤固体颗粒 。 分三种类型,
(一)土壤无机胶体
1、层状硅酸盐粘土矿物( 2,1型和 1,1型等粘土矿物)
2、氧化物及其水合物
(二)土壤有机胶体 主要是腐殖质及其各种组分,此外还有少量的蛋白质
或氨基酸,多肽,多糖类化合物 。
(三)土壤有机无机复合体
二、土壤胶体的基本构造
土壤胶体分散系
胶体微粒
土壤溶液
胶核
双电层
决定电位离子层
补偿离子层 非活性层
扩散层
胶粒
三、土壤胶体的性质
土壤胶体特性对土壤理化性质和肥力状况起
着巨大影响其中影响最大的特性有三个,
(一)土壤胶体具有巨大的比表面积和表面能
(二)胶体带电性
(三)土壤胶体凝聚与分散
(一)土壤胶体的比表面积和表面能
比表面积也可叫做比面积,是指每单位重量(或体
积)物体的总表面积:比面积=表面积 /重量
土壤在风化及成土因素作用下,其固相颗粒都是在
不断破碎,粒径逐渐变小,比面积都是在不断增加的。
如高岭石比面积的典型值是 10- 20m2/g,蒙脱石是 600
- 800m2/g,
由于表面的存在而产生的能量,叫做表面能。 物质
的比面积越大,吸附能力也越强,由于土壤胶体具有巨
大的表面积,因而具有巨大的表面能。
(二)胶体带有电荷
? 1、胶体带电的原因
? 土壤胶体表面带有电荷是其最重要的胶体化学特
性。造成胶体带电的原因主要有以下三种,
? ( 1)同晶代换
? ( 2)断键
? ( 3)表面分子的解离
? 土壤胶体能解离出 H+,而带负电的胶体称为 酸胶
基或负胶体 ;
? 能解离出 OH-而带正电的 胶体称为 碱胶基或正胶
体,
? 能解离出 H+也能解离出 OH-的则称为 两性胶体 。
2.土壤胶体电荷的种类
? ( 1)永久电荷 由于同晶代换的作用产生的电
荷,叫永久负电荷 。
同晶置换是指铝硅酸盐矿物中硅氧片或水铝片中
的配位中心离子,被与其大小相近而电性符号相
同的离子所取代,但其晶层结构未变,这种现象
称为同晶置换。由于置换中低价离子取代高价离
子,使晶层产生剩余负电荷,它不受外界环境的
影响,故称为永久电荷。
? ( 2)可变电荷 指胶体随土壤溶液 pH值的 变化
而发生电荷数量、符号变化的那部分电荷。 其主
要是由胶体表面分子的电离引起的,其次来自矿
质胶体晶格的断键。
? (三)土壤胶体凝聚与分散
? 土壤胶体由两种存在的 状态,一种是胶体微粒
相当充分的分散在介质中形成的一种外观颇似溶
液的胶体溶液,称为溶胶。
? 另一种是在外因作用下,胶体微粒聚合在一起形
成的 处于凝聚状态的胶体,称为凝胶。
? 溶胶转变为凝胶,这一过程称为凝聚;凝胶也可
以转变为溶胶,这一过程称为分散。
? 因土壤中的胶体一般情况下带负电的为多,所以
加入阳离有使胶体凝聚的 作用。但多种阳离子
促使胶体凝聚作用的大小并不同。
? 一般规律是:离子价越大,其凝聚作用越强,同
价阳离子中,离子半径大的,水膜厚度小的离子
凝聚作用强。土壤中常见的阳离子引起胶体凝聚
作用大小的顺序为,
? Fe3+>Al3+>H+>Ca2+>Mg2+>NH4+>K+>Na+
? 电解质的浓度影响凝聚作用,随着浓度的加大,其凝聚
作用也增强。
? 胶体凝聚有可逆的也有不可逆的。
? 由等浓度的一价阳离子凝聚形成的凝胶,如反复用水淋
洗,凝胶可再分散形成溶胶,这叫做 可逆凝聚 。由二价
以上的阳离子凝聚形成的凝胶,很难或不能再变成溶胶
的凝聚称为 不可逆凝聚 。
? 土壤胶体所处的状态直接影响土壤的物理性质,进而影
响土壤的肥力状况。一些农业技术措施,如施肥、中耕、
浇水、烤田等都可使土壤中的电解质发生变化,从而使
胶体的状态发生改变,或局部发生改变,尤其是施用钙
质肥料,由促进土壤形成不可逆凝聚的显著作用。
第三节 土壤的吸附保肥性能
一、土壤的吸附性能的一般概念
1.土壤吸附
土壤是一个多孔 体,同时在土壤表面具有大的
表面能及电荷,是土壤具有明显的吸附性能,表现
在土壤颗粒表面具有能够吸附阴阳离子、气体、液
体等物质的能力,称土壤的吸附性能。土壤由于具
有吸附性能,是土壤起到, 库, 的作用,避免了土
壤养分的淋失,从而达到保蓄养分的能力,这对于
植物营养、土壤肥力以及污染土壤的自净能力等方
面起极其重要的作用。
2.土壤吸附的类型
( 1)交换性吸附是土壤胶粒带有电荷借静电引力从溶液
中吸附带异号电荷的离子或极性分子。土壤固相从溶液
中吸附离子的同时,也伴随着固相表面上交换离子的解
吸。
( 2)专性吸附是非静电因素引起的土壤对离子的吸附作
用。它是指离子通过表面交换与晶体的阳离子共用 1个
或 2个氧原子,形成共价键而被土壤吸附的现象。
( 3)负吸附是指土粒表面的离子或分子浓度低于整体溶
液中该离子或分子的浓度的现象。
二, 土壤阳离子吸附与交换作用
1,阳离子的静电吸附
一般而言,土壤胶体表面带负电荷越多,吸附阳离
子的数量也越多。土壤胶体表面的电荷密度越大,阳离子
所带电荷越多,则离子吸附的越牢。
2.阳离子的交换作用
① 概念
是指土壤胶体表面能吸附的阳离子 ( 主要是扩散层中
的阳离子 ) 与土壤溶液中的阳离子相互交换的作用 。
②阳离子的交换能力
是指一种阳离子将胶体另一种阳离子交换出来的能
力。
影响阳离子交换能力的因素,
a,离子电荷数量的影响
在离子浓度相同的情况下,溶液中离子的电荷价越高,
阳离子受胶体的吸附能力越大。
b,离子的半径及水化程度
对于同价离子而言,原子量越低,离子半径越小,单
位面积上的电荷密度越大,对水的吸引力在增加,水化程
度越高,在阳离子周围包被着相当厚度的水膜,增加了阳
离子与胶粒表面的距离,减弱了胶粒与离子的引力,而离
子半径大的,水化膜薄,易于胶粒接近,所以彼此的引力
较大。所以一价阳离子交换能力大小为 Rb+>NH4+,K+、
Na+>Li+。
c,离子浓度
由于阳离子交换作用受质量作用定律的支配,所以能
力较弱的离子,如果有较高的浓度,NH4+, K+等,也可将
交换能力强的 Ca2+,Mg2+离子从土壤中交换下来。所以根据
这一原理,酸性土壤通过试用石灰,从而改良土壤酸性的
目的。
③ 土壤的阳离子交换量
是指 pH值为 7时每 kg干土所吸收的全部交换性阳离子
的厘摩尔数, 以 cmol( +) /kg表示 。 一般用 CEC表示 。 它
直接反映了土壤的保肥性, 供肥性能和缓冲能力 。
④盐基饱和度
土壤中交换性盐基离子总量占阳离子交换量的百分数
称为盐基饱和度。
盐基饱和度 >80%的土壤,一般认为是肥沃土壤。
盐基饱和度在 50%~80%为肥力中等的土壤 。
盐基饱和度 <50%的土壤被认为是肥力较低的土壤 。
3,阳离子专性吸附
发生专性吸附的阳离子主要是过渡金属离子,因为这
些离子具有较高的水合热,较易水解成羟基阳离子,致使
离子在向吸附剂表面接近时所需克服的障碍(阻力)降低
,从而有利于与表面的相互作用。
三、土壤对阴离子的吸附与交换作用
(一)土壤中的阴离子与土壤溶液中的阴离子相互交换作
用。
(二)特点:发生在双电层外层,吸持松,易解吸。主要
离子有 Cl-,NO3-,ClO4-等,但 Cl-,NO3-不易被胶体吸附;
阴离子浓度、离子价、互补离子等对阴离子交换作用的影
响和阳离子的吸附与交换相似;阴离子吸附数量与土壤
pH值有关。
( 三 ) 阴离子的负吸附
大多数土壤主要带负电荷,对土壤中的阴离子有排斥
作用,表现出较强的负吸附。
重点和难点,
土壤保肥性与供肥性的概念及与土壤养分的缓冲容量的关
系;土壤胶体及性质;土壤胶体的基本构造;土壤吸附保
肥性及阳离子的交换作用 ; 专性吸附 。
第四节 土壤的 供肥性
一,土壤的供肥性
土壤的供肥性是指土壤供应作物所必须的各种速效养分的能力
土壤供肥能力
土壤供肥能力可以反映土壤供肥性的强弱, 土壤供肥能力表现
的主要内容有,
1,土壤供应速效养分的数量
土壤中各种速效养分的数量可反映农作物根系直接吸收利用养
分数量。
土壤的供肥容量(供应容量)是指持续地供应某种养分的基础
,反映出土壤供应某种养分潜在能力的大小,一般指全量养分。速
效养分占全量养分的比值称为供应强度,表明养分转化和供应能力
的强弱。
如果养分的供应容量大,供应强度也大,表明在一般时间内养
分供应充足而不至于脱肥;如果二者均小,表明土壤的供肥能力都
很弱,必须考虑及时施肥。
2,缓效养分转变为速效养分的速率
3.速效养分持续供应供应的时间
二、土壤养分的有效化过程
土壤养分的有效化过程是一个对立矛盾的发展过程 。
影响土壤胶体吸附离子有效性,应考虑以下几个方面,
1,离子的饱和度
2,互补离子的影响
3.粘土矿物的种类
三、土壤供肥性的调节
土壤供肥性的调节包括增加速效养分的数量, 加强供
肥速度, 延长供肥时间, 使作物所需的各种养分能够全面
,充分, 持续地供应, 以保证作物的高产, 优质, 具体措
施如下,
1,合理施肥, 提高供肥性能
建立有机肥料为基础, 有机无机相结合, 并配合各种肥料
的施肥体系, 对土壤供肥性和保肥性的调节均是有意义的
。
2.合理耕作和灌溉,促进养分的转化供应
①精耕细作,疏松耕层,以耕促肥
② 合理灌排,调节水、热、气状态,达到以水促肥的目的
3.用养结合,进行合理的轮、间、套作
4.消除有害物质,改善养分的供应状况
土壤中有害物质的存在,会降低土壤微生物的活性并
影响到土壤养分的转化及作物对养分的吸收,消除土壤有
害物质以及改善植物生长环境,对养分的调节起重要的作
用。
具体包括:消除酸害和碱害;消除盐害;消除还原性
物质毒害;消除污染的毒害。
重点,掌握土壤供肥能力表现的方面及土壤供肥性的调节
第五节 影响土壤 供肥性 的化学因素
一, 土壤酸碱反应
1,土壤酸性反应
①活性酸
土壤活性酸是由土壤溶液中游离的 [H+]所表现出的酸度。
②土壤潜性酸是由于土壤胶体上吸附的 H+和 Al3+所引起的酸度。
分为交换性酸和水解性酸 。
2.土壤碱性反应
①土壤碱性的来源
除了用平衡溶液的 pH值表示以外, 还可用土壤中碱性盐类
特别是 Na2CO3和 NaHCO3来表示 。 碱性土壤中氢氧离子的
来源主要是弱酸强碱盐水解的结果 。 土壤中常见的弱酸
强碱盐有磷酸根及重磷酸根的钾, 钠, 钙, 镁盐 。
②碱性的表示方法
土壤碱性可用 pH 值、总碱度和碱化度表示。
碱化度(钠碱化度,ESP):交换性钠离子占阳离子交换
量的百分数。
3.影响土壤酸碱性的因素
①气候; ② 地形;③母质;④植被;
⑤ 人类活动;⑥盐基饱和度;⑦氧化还原条件
4.土壤酸碱性对土壤养分和作物生长的影响
①土壤酸碱性和土壤养分
土壤中的有机态养分要经过微生物参与活动,才能转化为速效养
分以供植物吸收,而适合大多数微生物生长发育的土壤酸碱度微
弱酸性至弱碱性,因此土壤养分的有效性一般以 pH6-8的范围内
有效性最高。
② 土壤酸碱性与作物生长的影响
5,土壤酸碱反应的调节
对于不适应作物生长的过酸或过碱的土壤, 应该因地制宜采用适
当的措施进行调节, 使其适应高产作物发育的要求 。 酸性土通常
用石灰进行改良;草木灰可以作为钾肥来施用, 同时有可起到中
和土壤酸性的作用;对于碱性土壤, 可用石膏, 硫磺或明矾 ( 硫
酸铝钾 ) 来改良 。
三, 土壤的缓冲性
1,土壤的缓冲作用及其重要性
土壤的缓冲性 ( 缓冲作用 ) 是指将酸或酸性盐, 碱
或碱性盐施入土壤后, 在一定限度内土壤具有抵抗这些
物质改变土壤酸碱反应的能力 。
重要性:由于土壤具有缓冲性, 使它可以稳定土壤
溶液的反应, 使土壤的酸碱变化保持在一定的范围内 。
2,土壤缓冲作用的机制
土壤胶体的阳离子交换作用是土壤具有缓冲性能的
主要原因 。
土壤溶液中弱酸及其盐类的存在也是土壤具有缓冲
性能的原因 。
土壤中两性物质的存在
土壤中存在的两性物质包括蛋白质, 氨基酸, 胡敏酸
( 有机磷酸 ) 等, 这些物质对酸碱均具有缓冲能力 。
四, 土壤氧化还原反应
1,土壤的氧化还原电位体系
氧化还原反应中氧化剂 ( 电子供体 ) 和还原剂 ( 电
子受体 ) 构成了氧化还原体系 。
2,土壤氧化还原电位
土壤中氧化物质和还原物质的相对比例, 决定着土
壤的氧化还原状况 。 氧化还原电位可以作为土壤通气的指
标 。
3.氧化还原电位与土壤养分有效性和作物生长的关系
作物所需的矿质养分有些需要是呈氧化态是才能被植
物吸收。如磷以 H2PO4-或 HPO4-形态被吸收,硫以 SO4 2 -
形态被吸收。有效养分则需要还原态才能被吸收,如铁、
锰分别以 Fe2+,Mn2+形态被吸收。
4.影响土壤氧化还原电位的因素
① 土壤的通气性
②土壤中易分解的有机质
③土壤中易氧化物质或易还原物质
④植物根系的代谢作用
思考题
?1,简述土壤保肥性和供肥性的关系 。
?2,土壤胶体有何特性? 简述其对土壤肥力的影响?
?3,影响土壤保肥性和供肥性的因素主要有哪些?
如何调节?
?4,试比较高岭石与蒙脱石晶层构造上的差异 。
?5..简述土壤酸碱性类型, 如何调节土壤的酸碱性?
?6.土壤氧化还原状况对作物生长有何影响?
第 六 章
第一节 土壤保肥性与供肥性含义
第二节 土壤胶体及其基本特性
第三节 土壤的吸附保肥作用
第四节 土壤的供肥性
第五节 影响土壤供肥性的化学条件
通过本章学习,学生应重点掌握土壤保肥性
与供肥性的含义,土壤吸附保肥特性以及影响土
壤供肥性的因素。
第一节 土壤 保肥性 与 供肥性 的含义
土壤 保肥性,土壤吸持、保存植物养分的能力。
土壤 供肥性,土壤向植物提供有效养分的能力。
第二节 土壤胶体及其基本特性
一, 土壤胶体的概念及种类
土壤胶体,直径小于 0.001mm的土壤固体颗粒 。 分三种类型,
(一)土壤无机胶体
1、层状硅酸盐粘土矿物( 2,1型和 1,1型等粘土矿物)
2、氧化物及其水合物
(二)土壤有机胶体 主要是腐殖质及其各种组分,此外还有少量的蛋白质
或氨基酸,多肽,多糖类化合物 。
(三)土壤有机无机复合体
二、土壤胶体的基本构造
土壤胶体分散系
胶体微粒
土壤溶液
胶核
双电层
决定电位离子层
补偿离子层 非活性层
扩散层
胶粒
三、土壤胶体的性质
土壤胶体特性对土壤理化性质和肥力状况起
着巨大影响其中影响最大的特性有三个,
(一)土壤胶体具有巨大的比表面积和表面能
(二)胶体带电性
(三)土壤胶体凝聚与分散
(一)土壤胶体的比表面积和表面能
比表面积也可叫做比面积,是指每单位重量(或体
积)物体的总表面积:比面积=表面积 /重量
土壤在风化及成土因素作用下,其固相颗粒都是在
不断破碎,粒径逐渐变小,比面积都是在不断增加的。
如高岭石比面积的典型值是 10- 20m2/g,蒙脱石是 600
- 800m2/g,
由于表面的存在而产生的能量,叫做表面能。 物质
的比面积越大,吸附能力也越强,由于土壤胶体具有巨
大的表面积,因而具有巨大的表面能。
(二)胶体带有电荷
? 1、胶体带电的原因
? 土壤胶体表面带有电荷是其最重要的胶体化学特
性。造成胶体带电的原因主要有以下三种,
? ( 1)同晶代换
? ( 2)断键
? ( 3)表面分子的解离
? 土壤胶体能解离出 H+,而带负电的胶体称为 酸胶
基或负胶体 ;
? 能解离出 OH-而带正电的 胶体称为 碱胶基或正胶
体,
? 能解离出 H+也能解离出 OH-的则称为 两性胶体 。
2.土壤胶体电荷的种类
? ( 1)永久电荷 由于同晶代换的作用产生的电
荷,叫永久负电荷 。
同晶置换是指铝硅酸盐矿物中硅氧片或水铝片中
的配位中心离子,被与其大小相近而电性符号相
同的离子所取代,但其晶层结构未变,这种现象
称为同晶置换。由于置换中低价离子取代高价离
子,使晶层产生剩余负电荷,它不受外界环境的
影响,故称为永久电荷。
? ( 2)可变电荷 指胶体随土壤溶液 pH值的 变化
而发生电荷数量、符号变化的那部分电荷。 其主
要是由胶体表面分子的电离引起的,其次来自矿
质胶体晶格的断键。
? (三)土壤胶体凝聚与分散
? 土壤胶体由两种存在的 状态,一种是胶体微粒
相当充分的分散在介质中形成的一种外观颇似溶
液的胶体溶液,称为溶胶。
? 另一种是在外因作用下,胶体微粒聚合在一起形
成的 处于凝聚状态的胶体,称为凝胶。
? 溶胶转变为凝胶,这一过程称为凝聚;凝胶也可
以转变为溶胶,这一过程称为分散。
? 因土壤中的胶体一般情况下带负电的为多,所以
加入阳离有使胶体凝聚的 作用。但多种阳离子
促使胶体凝聚作用的大小并不同。
? 一般规律是:离子价越大,其凝聚作用越强,同
价阳离子中,离子半径大的,水膜厚度小的离子
凝聚作用强。土壤中常见的阳离子引起胶体凝聚
作用大小的顺序为,
? Fe3+>Al3+>H+>Ca2+>Mg2+>NH4+>K+>Na+
? 电解质的浓度影响凝聚作用,随着浓度的加大,其凝聚
作用也增强。
? 胶体凝聚有可逆的也有不可逆的。
? 由等浓度的一价阳离子凝聚形成的凝胶,如反复用水淋
洗,凝胶可再分散形成溶胶,这叫做 可逆凝聚 。由二价
以上的阳离子凝聚形成的凝胶,很难或不能再变成溶胶
的凝聚称为 不可逆凝聚 。
? 土壤胶体所处的状态直接影响土壤的物理性质,进而影
响土壤的肥力状况。一些农业技术措施,如施肥、中耕、
浇水、烤田等都可使土壤中的电解质发生变化,从而使
胶体的状态发生改变,或局部发生改变,尤其是施用钙
质肥料,由促进土壤形成不可逆凝聚的显著作用。
第三节 土壤的吸附保肥性能
一、土壤的吸附性能的一般概念
1.土壤吸附
土壤是一个多孔 体,同时在土壤表面具有大的
表面能及电荷,是土壤具有明显的吸附性能,表现
在土壤颗粒表面具有能够吸附阴阳离子、气体、液
体等物质的能力,称土壤的吸附性能。土壤由于具
有吸附性能,是土壤起到, 库, 的作用,避免了土
壤养分的淋失,从而达到保蓄养分的能力,这对于
植物营养、土壤肥力以及污染土壤的自净能力等方
面起极其重要的作用。
2.土壤吸附的类型
( 1)交换性吸附是土壤胶粒带有电荷借静电引力从溶液
中吸附带异号电荷的离子或极性分子。土壤固相从溶液
中吸附离子的同时,也伴随着固相表面上交换离子的解
吸。
( 2)专性吸附是非静电因素引起的土壤对离子的吸附作
用。它是指离子通过表面交换与晶体的阳离子共用 1个
或 2个氧原子,形成共价键而被土壤吸附的现象。
( 3)负吸附是指土粒表面的离子或分子浓度低于整体溶
液中该离子或分子的浓度的现象。
二, 土壤阳离子吸附与交换作用
1,阳离子的静电吸附
一般而言,土壤胶体表面带负电荷越多,吸附阳离
子的数量也越多。土壤胶体表面的电荷密度越大,阳离子
所带电荷越多,则离子吸附的越牢。
2.阳离子的交换作用
① 概念
是指土壤胶体表面能吸附的阳离子 ( 主要是扩散层中
的阳离子 ) 与土壤溶液中的阳离子相互交换的作用 。
②阳离子的交换能力
是指一种阳离子将胶体另一种阳离子交换出来的能
力。
影响阳离子交换能力的因素,
a,离子电荷数量的影响
在离子浓度相同的情况下,溶液中离子的电荷价越高,
阳离子受胶体的吸附能力越大。
b,离子的半径及水化程度
对于同价离子而言,原子量越低,离子半径越小,单
位面积上的电荷密度越大,对水的吸引力在增加,水化程
度越高,在阳离子周围包被着相当厚度的水膜,增加了阳
离子与胶粒表面的距离,减弱了胶粒与离子的引力,而离
子半径大的,水化膜薄,易于胶粒接近,所以彼此的引力
较大。所以一价阳离子交换能力大小为 Rb+>NH4+,K+、
Na+>Li+。
c,离子浓度
由于阳离子交换作用受质量作用定律的支配,所以能
力较弱的离子,如果有较高的浓度,NH4+, K+等,也可将
交换能力强的 Ca2+,Mg2+离子从土壤中交换下来。所以根据
这一原理,酸性土壤通过试用石灰,从而改良土壤酸性的
目的。
③ 土壤的阳离子交换量
是指 pH值为 7时每 kg干土所吸收的全部交换性阳离子
的厘摩尔数, 以 cmol( +) /kg表示 。 一般用 CEC表示 。 它
直接反映了土壤的保肥性, 供肥性能和缓冲能力 。
④盐基饱和度
土壤中交换性盐基离子总量占阳离子交换量的百分数
称为盐基饱和度。
盐基饱和度 >80%的土壤,一般认为是肥沃土壤。
盐基饱和度在 50%~80%为肥力中等的土壤 。
盐基饱和度 <50%的土壤被认为是肥力较低的土壤 。
3,阳离子专性吸附
发生专性吸附的阳离子主要是过渡金属离子,因为这
些离子具有较高的水合热,较易水解成羟基阳离子,致使
离子在向吸附剂表面接近时所需克服的障碍(阻力)降低
,从而有利于与表面的相互作用。
三、土壤对阴离子的吸附与交换作用
(一)土壤中的阴离子与土壤溶液中的阴离子相互交换作
用。
(二)特点:发生在双电层外层,吸持松,易解吸。主要
离子有 Cl-,NO3-,ClO4-等,但 Cl-,NO3-不易被胶体吸附;
阴离子浓度、离子价、互补离子等对阴离子交换作用的影
响和阳离子的吸附与交换相似;阴离子吸附数量与土壤
pH值有关。
( 三 ) 阴离子的负吸附
大多数土壤主要带负电荷,对土壤中的阴离子有排斥
作用,表现出较强的负吸附。
重点和难点,
土壤保肥性与供肥性的概念及与土壤养分的缓冲容量的关
系;土壤胶体及性质;土壤胶体的基本构造;土壤吸附保
肥性及阳离子的交换作用 ; 专性吸附 。
第四节 土壤的 供肥性
一,土壤的供肥性
土壤的供肥性是指土壤供应作物所必须的各种速效养分的能力
土壤供肥能力
土壤供肥能力可以反映土壤供肥性的强弱, 土壤供肥能力表现
的主要内容有,
1,土壤供应速效养分的数量
土壤中各种速效养分的数量可反映农作物根系直接吸收利用养
分数量。
土壤的供肥容量(供应容量)是指持续地供应某种养分的基础
,反映出土壤供应某种养分潜在能力的大小,一般指全量养分。速
效养分占全量养分的比值称为供应强度,表明养分转化和供应能力
的强弱。
如果养分的供应容量大,供应强度也大,表明在一般时间内养
分供应充足而不至于脱肥;如果二者均小,表明土壤的供肥能力都
很弱,必须考虑及时施肥。
2,缓效养分转变为速效养分的速率
3.速效养分持续供应供应的时间
二、土壤养分的有效化过程
土壤养分的有效化过程是一个对立矛盾的发展过程 。
影响土壤胶体吸附离子有效性,应考虑以下几个方面,
1,离子的饱和度
2,互补离子的影响
3.粘土矿物的种类
三、土壤供肥性的调节
土壤供肥性的调节包括增加速效养分的数量, 加强供
肥速度, 延长供肥时间, 使作物所需的各种养分能够全面
,充分, 持续地供应, 以保证作物的高产, 优质, 具体措
施如下,
1,合理施肥, 提高供肥性能
建立有机肥料为基础, 有机无机相结合, 并配合各种肥料
的施肥体系, 对土壤供肥性和保肥性的调节均是有意义的
。
2.合理耕作和灌溉,促进养分的转化供应
①精耕细作,疏松耕层,以耕促肥
② 合理灌排,调节水、热、气状态,达到以水促肥的目的
3.用养结合,进行合理的轮、间、套作
4.消除有害物质,改善养分的供应状况
土壤中有害物质的存在,会降低土壤微生物的活性并
影响到土壤养分的转化及作物对养分的吸收,消除土壤有
害物质以及改善植物生长环境,对养分的调节起重要的作
用。
具体包括:消除酸害和碱害;消除盐害;消除还原性
物质毒害;消除污染的毒害。
重点,掌握土壤供肥能力表现的方面及土壤供肥性的调节
第五节 影响土壤 供肥性 的化学因素
一, 土壤酸碱反应
1,土壤酸性反应
①活性酸
土壤活性酸是由土壤溶液中游离的 [H+]所表现出的酸度。
②土壤潜性酸是由于土壤胶体上吸附的 H+和 Al3+所引起的酸度。
分为交换性酸和水解性酸 。
2.土壤碱性反应
①土壤碱性的来源
除了用平衡溶液的 pH值表示以外, 还可用土壤中碱性盐类
特别是 Na2CO3和 NaHCO3来表示 。 碱性土壤中氢氧离子的
来源主要是弱酸强碱盐水解的结果 。 土壤中常见的弱酸
强碱盐有磷酸根及重磷酸根的钾, 钠, 钙, 镁盐 。
②碱性的表示方法
土壤碱性可用 pH 值、总碱度和碱化度表示。
碱化度(钠碱化度,ESP):交换性钠离子占阳离子交换
量的百分数。
3.影响土壤酸碱性的因素
①气候; ② 地形;③母质;④植被;
⑤ 人类活动;⑥盐基饱和度;⑦氧化还原条件
4.土壤酸碱性对土壤养分和作物生长的影响
①土壤酸碱性和土壤养分
土壤中的有机态养分要经过微生物参与活动,才能转化为速效养
分以供植物吸收,而适合大多数微生物生长发育的土壤酸碱度微
弱酸性至弱碱性,因此土壤养分的有效性一般以 pH6-8的范围内
有效性最高。
② 土壤酸碱性与作物生长的影响
5,土壤酸碱反应的调节
对于不适应作物生长的过酸或过碱的土壤, 应该因地制宜采用适
当的措施进行调节, 使其适应高产作物发育的要求 。 酸性土通常
用石灰进行改良;草木灰可以作为钾肥来施用, 同时有可起到中
和土壤酸性的作用;对于碱性土壤, 可用石膏, 硫磺或明矾 ( 硫
酸铝钾 ) 来改良 。
三, 土壤的缓冲性
1,土壤的缓冲作用及其重要性
土壤的缓冲性 ( 缓冲作用 ) 是指将酸或酸性盐, 碱
或碱性盐施入土壤后, 在一定限度内土壤具有抵抗这些
物质改变土壤酸碱反应的能力 。
重要性:由于土壤具有缓冲性, 使它可以稳定土壤
溶液的反应, 使土壤的酸碱变化保持在一定的范围内 。
2,土壤缓冲作用的机制
土壤胶体的阳离子交换作用是土壤具有缓冲性能的
主要原因 。
土壤溶液中弱酸及其盐类的存在也是土壤具有缓冲
性能的原因 。
土壤中两性物质的存在
土壤中存在的两性物质包括蛋白质, 氨基酸, 胡敏酸
( 有机磷酸 ) 等, 这些物质对酸碱均具有缓冲能力 。
四, 土壤氧化还原反应
1,土壤的氧化还原电位体系
氧化还原反应中氧化剂 ( 电子供体 ) 和还原剂 ( 电
子受体 ) 构成了氧化还原体系 。
2,土壤氧化还原电位
土壤中氧化物质和还原物质的相对比例, 决定着土
壤的氧化还原状况 。 氧化还原电位可以作为土壤通气的指
标 。
3.氧化还原电位与土壤养分有效性和作物生长的关系
作物所需的矿质养分有些需要是呈氧化态是才能被植
物吸收。如磷以 H2PO4-或 HPO4-形态被吸收,硫以 SO4 2 -
形态被吸收。有效养分则需要还原态才能被吸收,如铁、
锰分别以 Fe2+,Mn2+形态被吸收。
4.影响土壤氧化还原电位的因素
① 土壤的通气性
②土壤中易分解的有机质
③土壤中易氧化物质或易还原物质
④植物根系的代谢作用
思考题
?1,简述土壤保肥性和供肥性的关系 。
?2,土壤胶体有何特性? 简述其对土壤肥力的影响?
?3,影响土壤保肥性和供肥性的因素主要有哪些?
如何调节?
?4,试比较高岭石与蒙脱石晶层构造上的差异 。
?5..简述土壤酸碱性类型, 如何调节土壤的酸碱性?
?6.土壤氧化还原状况对作物生长有何影响?