1.3 土壤的吸附性
土壤胶体吸附的阳离子可与土壤溶液中的阳 离子进行交换 土壤胶体 2Na Ca2 土壤胶体－Ca2 2Na
①电荷数：离子电荷数越高阳离子交换能力越强 ②离子半径及水化程度：同价离子中离子半径越 大，水化半径就越小，交换能力越强 Fe3+＞Al3+＞H+＞Ba2+＞Sr2+＞Ca2+＞Mg2+＞Cs+ ＞Rb+＞NH4+＞K+＞Na+＞Li+
1.2 土壤的粒级分组与质地分组
石块和石砾：多为岩石碎块，在土壤中含量多 时则使孔隙过大，水和养分易流失
砂砾：主要为原生矿物，在土壤中含量多则孔 隙大，通气和透水性强，保水保肥能力弱
黏粒：主要为次生矿物，含黏粒多的土壤营养 元素含量丰富，团聚能力强，有良好的保水保 肥能力，但通气和透水性差
1. 土壤的组成与性质
1.1 土壤组成 1.2 土壤的粒级分组与质地分组 1.3 土壤吸附性 1.4 土壤酸碱性 1.5 土壤的氧化还原性
典型土壤随深度呈现不同的层次
1.1 土壤组成
典型土壤随深度呈现不同的层次
覆盖层（A0) 淋溶层(A) 淀积层(B) 母质层(C) 基岩(D)
1.1 土壤组成
1.3 土壤的吸附性
土壤的可交换阳离子有2类：
致酸离子：H+、 Al3+
盐基离子：Ca2+、Mg2+、NH4+、K+、Na+
盐基饱和土壤：土壤胶体上吸附的阳离子均为盐基离 子，且已达到吸附饱和的土壤
盐基不饱和土壤：土壤胶体吸附的阳离子有一部分是 致酸离子
盐基饱和度%
可交换性盐基总量cmol / kg 阳离子交换量cmol / kg
1.4 土壤酸碱性
活性酸度/有效酸度：土壤溶液中氢 离子浓度的直接反映——土壤pH 土壤中H+的主要来源：CO2溶于水 形成的碳酸、有机物质分解产生的 有机酸、矿物质氧化产生的无机酸、 大气酸沉降
1.4 土壤酸碱性
潜性酸度：是由土壤胶体吸附的可 代换性致酸离子H+、Al3+造成的。 只有通过离子交换作用产生H+才显 示酸性 只有盐基不饱和土壤才有潜性酸度， 其大小与土壤代换量和盐基饱和度 有关
一、土壤的组成与性质 二、重金属在土壤—植物体 系中的迁移及其机制 三、土壤中农药的迁移转化
1. 土壤的组成与性质
土壤是处于岩石圈最外面的一层疏 松的部分，具有支持植物和微生物 生长繁殖的能力——土壤圈。
农业生产的基础，还具有同化和代 谢外界进入土壤的物质能力（保护 环境的重要净化剂）——土壤的两 个重要功能。
1.3 土壤的吸附性
土壤胶体的凝聚性主要取决于其电
动电位的大小和扩散层的厚度；此
外也受土壤溶液中电解质浓度和pH
的影响。常见阳离子凝聚力的强弱
顺序：
Na
K
＜NH
＜H
4
＜Mg
2＜Ca
2＜Al
3＜Fe 3
1.3 土壤的吸附性
在土壤胶体双电层的扩散层中， 补偿离子可以和溶液中相同电荷 离子以离子价为依据作等价交换， 称离子交换/代换。包括阳离子交 换吸附和阴离子交换吸附
1.3 土壤的吸附性
阳离子交换量：每千克干土中所含全部阳离子 不同土壤的阳离子交换量不同；不同种类胶体
的阳离子交换量顺序为：有机胶体＞蒙脱石＞ 水化云母＞高岭土＞含水氧化铁、铝 土壤质地越细阳离子交换量越高 土壤SiO2/R2O3值越大其阳离子交换量越大 pH下降土壤负电荷减少，阳离子交换量降低
1、本章简介 2、掌握内容讲述 3、要点回顾 4、本章习题
本章内容介绍
①土壤的组成及性质 ②重金属在土壤—植 物体系的迁移及机制 ③主要农药在土壤中 的迁移转化和归趋
重点掌握
①土壤的吸附性、酸碱 性、氧化还原性
②重金属在土壤—植物 体系迁移转化的规律及 影响因素
③农药在土壤中的迁移 转化的机制
第四章 土壤环境化学
1.4 土壤酸碱性
1.4.1 土壤酸度
⑴ 活性酸度 ⑵ 潜性酸度（代换性酸度、水解性酸度、 两者关系）
1.4.2 土壤碱度 1.4.3 土壤的缓冲性能
⑴ 土壤溶液的缓冲作用 ⑵ 土壤的缓冲作用（对酸的缓冲、对碱的 缓冲、铝离子对碱的缓冲）
1.4 土壤酸碱性
根据土壤酸度可分为9个等级， 我国土壤pH大多在4.5～8.5，由 南向北递增，长江以南土壤多为 酸性和强酸性，长江以北多为中 性或碱性
粉粒（面砂）：是原生和次生矿物的混合体， 团聚胶结性差但分散性强，保水保肥能力较好
1.2 土壤的粒级分组与质地分组
由不同粒级混合在一起所表现出来 的土壤粗细状况——土壤质地/土壤 机械组成 土壤质地分类以土壤中各级粒级的 相对百分比作标准 质地不同的土壤表现出不同的性状
1.3 土壤的吸附性
1.1 土壤组成
空气是土壤重要的肥力因子。大气 中氧分压高于土壤，而大气中二氧 化碳分压低于土壤，从而氧和二氧 化碳以扩散的形式分别进入土壤和 逸出大气，使两者保持一定的比 例——土壤的呼吸。若土壤大空隙 多，通透性好气体交换则强。
1.2 土壤的粒级分组与质地分组
1.2.1 土壤矿物质的粒级划分 1.2.2 粒级的主要矿物成分和理 化性质
AlCl3 + H2O → Al(OH)3 + 3HCl 代换性 Al3+是矿物质中潜性酸度的主要来源
1ห้องสมุดไป่ตู้4 土壤酸碱性
水解性酸度：用强碱弱酸盐淋洗 土壤，溶液中金属离子可将土壤 胶体吸附的H+、Al3+代换出来， 同时生成弱酸，此时测定该弱酸 的酸度称水解性酸度
1.4 土壤酸碱性
NaAc + H2O → HAc + Na+ + OH|土壤胶体|-Al3+、H+ + 4NaAc → |土壤胶体|-4Na+ + Al(OH)3 + 4HAc
固相（土壤矿物质90%、土壤有机质）
液相 （水分及水溶物）
气相 （空气，35%）
——土壤具有疏松的结构
土壤中固、液、气相结构图
1.1 土壤组成
土壤矿物质是岩石经过物理风 化和化学风化形成的。按其成 因可分为原生矿物和次生矿物
1.1 土壤组成
原生矿物：各种岩石受到物理风化而未 经化学风化的碎屑物，化学组成和结晶 构造都没有改变，主要组成土壤的砂砾 和粉砂粒。 土壤中原生矿物种类和含量随母质类型、 风化强度和成土过程的不同而异——硅酸 盐类、氧化物类、硫化物类、磷酸盐类。 石英最难风化常成为土壤的沙粒部分
石 英
赤 铁 矿
赤 铁 矿
黄 铁 矿
白 云 母
1.1 土壤组成
次生矿物：经化学风化后和成土作用形 成的新矿物，化学组成和晶体结构都有 所改变，最重要和为数最多的是粘土矿 物，具可塑性、膨胀性和粘结性。
土壤中次生矿物按其结构和性质可分为3类： 简单盐类（水溶性易流失）、三氧化物类 和次生铝硅酸盐类（细小、次生黏土矿物、 与土壤物理化学过程性质有关）
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1.3 土壤的吸附性
阴离子交换吸附：带正电荷的胶体吸附的阴离子 与土壤溶液中的阴离子交换
易被吸附的阴离子：PO43-、H2PO4-、HPO42-，易 与土壤胶体中阳离子Ca2+、Fe3+、Al3+生成难溶盐
由于Cl-、NO3-、NO2-等不能形成难溶盐，故不被 或很少被吸附
吸附顺序： F- > C2O42- > 柠檬酸根 > PO43- > HCO3-> H2BO3- > Ac- > SCN- > SO42- > Cl- > NO3-
1.4 土壤酸碱性
根据所用提取液可分为代换性 酸度和水解性酸度 代换性酸度：用过量的中性盐 （KCl、NaCl等) 淋洗土壤， 溶液中金属离子与土壤中H+、 Al3+交换而表现出的酸度
1.4 土壤酸碱性
|土壤胶体|-H+ + KCl → |土壤胶体|-K+ + HCl |土壤胶体|-Al3++ 3KCl→|土壤胶体|-3K+ + AlCl3
1.1 土壤组成
土壤水分/溶液主要来自大气降水和 灌溉。土壤颗粒表面有很强粘附力， 被吸附的水分称吸着水，几乎不移动 不被植物吸收；外层膜状水即毛细管 水，是自由水是植物生长的主要水源。
1.1 土壤组成
1.1 土壤组成
大气降水降落到地面，首先一部分 被植被截留，到达地表的一部分形 成地表径流和地面蒸发，最后渗入 土壤的水分约占5.5%；进入土壤的 水分一部分被植物根系吸收，一部 分下渗补给地下水或变为侧向水流， 剩下则形成土壤蓄存的水分。
代换性酸度只是水解性酸度的一部分 水解性酸度高于代换性酸度
1.4 土壤酸碱性
活性酸度和潜性酸度二者的关系
活性酸度与潜性酸度是存在于同一 平衡体系的两种酸度，二者可相互 转换，一定条件下可处于暂时平衡
1.3 土壤的吸附性
土壤胶体微粒内部一般带负电 荷，形成一个负离子层（决定 电位离子层），其外部由于电 性吸引而形成一个正离子层 （反离子层，包括非活动性离 子层和扩散层），合称双电层。
1.3 土壤的吸附性
由于胶体的比表面和表面能都很大， 为减小表面能，胶体具有相互吸引、 凝聚的趋势——胶体的凝聚性。 由于土壤胶体微粒带负电荷，导致相 互排斥——分散性，负电荷越多，负 的电动电位越高，相互排斥力越强， 分散性也越强
土壤退化的过程
风和水的侵蚀作用：引起土壤流失 受纳酸雨或过多使用氨氮肥料：引起土壤酸碱化化 灌溉水中含过多盐分或深度风化作用：引起土壤盐碱化 干旱：引起土壤板结龟裂、结构单元破坏甚至荒漠化 水涝：引起营养物浸出和流失 污染：引起土壤中有毒物质累积