土壤胶体的类型
土壤胶体名词解释
土壤胶体名词解释
[ tǔrǎng jiāo tǐ]
土壤中呈胶体状态的物质。
可分为有机胶体、无机胶体和有机无机复合胶体三类。
有机胶体主要是腐殖质，无机胶体是岩石风化的产物。
土壤胶体对土壤结构的形成和肥力变化起重要作用。
胶体是指直径在1—100nm之间的颗粒，但是实际上土壤中直径＜1000
nm的粘粒都具有胶体的性质，所以通常所说的土壤胶体实际上是指直径在1—1000
nm之间的土壤颗粒，它是土壤中最细微的部分。
直径为2～0.001μm土粒的通称可以是矿质的，即土壤矿质胶体(无机胶体)，主要是次生的黏粒矿物。
也可以是有机的，即土壤有机胶体，主要是多糖、蛋白质和腐殖质。
多数情况下是有机矿质复合体，即核心部分是黏粒矿物，外面是有机胶膜，被吸附在矿质胶体表面。
其特性是：(1)其比表面积相当大(1g胶体大约有200～300m2)，具有相当大的反应活性和吸附性；(2)荷电，有很强的离子交换性；(3)它是土壤各种物质最活跃的部分，因而对土壤性质的影响也最大。
土壤胶体种类及其主要特点
土壤胶体种类及其主要特点1. 有机胶体呀，那可是土壤胶体中的大明星呢！就像在一场盛大的音乐会中最耀眼的歌手。
比如腐殖质胶体，它可是有着很强的吸附能力和保肥能力呢，能把养分紧紧抱住，不轻易让它们流失。
想想看，如果没有它，土壤的肥力还能这么好吗？2. 无机胶体呢，也是功不可没呀！好比是土壤的坚强卫士。
像蒙脱石胶体，它的表面积大得惊人，能吸纳好多好多的物质。
这不就像一个超级大口袋，什么都能装下嘛！3. 还有铁铝氧化物胶体，哇哦，那可是土壤胶体里的厉害角色呢！可以说它像一个忠诚的守护者。
以赤铁矿胶体为例，它对土壤的结构和性质有着重要影响，没有它可不行啊！4. 水合氧化物胶体也不能小瞧呀！就如同是土壤的默默奉献者。
比如氧化铝胶体，它在土壤中发挥着独特的作用，默默无闻却不可或缺。
不就像是生活中那些默默付出的人一样吗？5. 层状硅酸盐胶体呢，是土壤胶体家族中的重要成员哟！就像一个经验丰富的长者。
像高岭石胶体，它的特性可是非常独特的，能影响土壤的好多方面呢，你说重要不重要？6. 土壤中的凝胶体又是怎样的呢？这就像是一个神秘的宝库。
它有时藏得很深，但一旦发挥作用，那可真是让人惊叹不已呀！7. 那土壤胶体中的复合体呢？嘿，这可像是一个团结的小集体。
它们相互协作，共同为土壤的良好状态努力着。
这不就跟我们大家一起合作做事一样吗？8. 还有那些不太起眼的土壤胶体小类别呢，也都有着自己的使命呀！就像舞台上的配角，虽然不那么耀眼，但缺了他们可不行。
9. 总之呢，土壤胶体的种类好多呀，每一种都有着独特的特点和作用，它们共同构建了丰富多彩的土壤世界。
这些土壤胶体，就像是一群各司其职的小伙伴，共同为我们的土地贡献着力量呢！我们真的要好好保护它们呀！。
土壤胶体分类
土壤胶体分类直径为2～0.μm土粒的通称可以是矿质的，即土壤矿质胶体(无机胶体)，主要是次生的黏粒矿物。
也可以是有机的，即土壤有机胶体，主要是多糖、蛋白质和腐殖质。
多数情况下是有机矿质复合体，即核心部分是黏粒矿物，外面是有机胶膜，被吸附在矿质胶体表面。
其特性是：(1)其比表面积相当大(1g 胶体大约有～m2)，具有相当大的反应活性和吸附性；(2) 荷电，有很强的离子交换性；(3)它是土壤各种物质最活跃的部分，因而对土壤性质的影响也最大。
土壤胶体的种类土壤胶体通常可以分成无机胶体、有机胶体、有机—无机无机胶体。
下面我们了解这三类胶体。
ⅰ无机胶体：无机胶体在数量上远比有机胶体要多，主要是土壤粘粒，它包括fe、al、si等含水氧化物类粘土矿物以及层状硅酸盐类粘土矿物。
1、fe、al、si等含水氧化物含水氧化硅：多写成sio2·h2o，也可写成偏硅酸h2sio3，sio2·h2o发生电离时能解离出h+而使胶体带负电荷。
含水水解fe、al：多译成fe2o3·nh2o、al2o3·nh2o，也需用fe（oh）3、al（oh）3的形式去则表示，它就是硅酸盐矿物全盘风化的产物，在风化程度低的土壤上这类矿物较多。
这类矿物属两性胶体，它的带电情况主要取决于土壤的酸碱反应，酸性条件（ph\uc5）带正电荷，碱性条件下带负电荷。
2、层状硅酸盐类矿物层状硅酸盐类矿物，从外部形态上看是极细微的结晶颗粒，从内部构造上看，都是由两种基本结构单位硅氧四面体和铝氧八面体所构成，并且都含有结晶水只是化学成分和水化程度不同而已。
结构特征：p69图3—5、图3—6a：基本结构单位：构成层状硅酸盐矿物的基本结构单位是硅氧四面体和铝氧八面体。
硅氧四面体：由一个硅离子（si4+）和四个氧离子（o2-）共同组成，其中三个氧离子（o2-）形成三角形为底，si4+属这个三角形之上，三个氧离子（o2-）的中心底凹处，第四个o2+属顶部，恰好把si2+砌在下面，象这样的结构体从外表面看看存有四个面，每个面存有三个o2+共同组成，si4+居四个面的中心，我们称作硅氧四面体。
土壤胶体.
土壤胶体总体显负电荷，使得能够紧密结合土 壤中的许多阳离子。提高保肥性。
酸碱性影响土壤胶体的带电性
3.土壤总电荷 • 土壤总电荷等于永久电荷与可变电荷的总和。
• 一般土壤的pH在5~9之间，大部分土壤胶体都带 负电荷。只有两性胶体和少量的同晶替代可能产 生一定量正电荷。
• 但是，整体上来看，土壤胶体以带负电荷为主。 当pH<5时则可能带较多正电荷。 • 土壤中80%以上的土壤电荷集中于粘粒上
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，有 促进土壤形成不可逆凝聚的显著作用。（板结）
（四）土壤胶体吸收性的类型及其意义
土壤胶体吸收性：指土壤能吸收和保持土壤溶 液中的分子、离子、悬浮颗粒、气体以及微生 物的能力。 机械吸收 物理吸收 化学吸收 生物吸收 物理化学吸收
土壤胶 体微粒
土壤胶体 分散系
土壤溶液
决定电位离子层 （内层） 非活性层 补偿离子层 （外层） 扩散层
扩散双电层 （1）决定电位离子层 是吸附在胶粒核表面，决定胶粒电荷正负及大小的一层离子。 （2）补偿离子层，分为两个层次。 一、非活性补偿离子层。 二、扩散层。
二.土壤胶体的基本特性
（一）具有丰富的表面积和巨大的表面能。 1.比表面 是一个比值，即每一单位质量或单位容积的表 面积(单位质量比表面积叫质量比表面，cm2/g， 单位容积比表面叫做容积比表面，cm2/m3）。
因土壤胶粒在同样的 土壤环境中带有同种电荷促使胶粒 互相排斥与分散状态，较少凝聚。
向土壤溶液中加入电解质以中和胶粒上的电性，并减少 土壤水分，可促使溶液凝聚。因土壤中的胶体一般情况 下带负电的为多，所以加入阳离子有使胶体凝聚的作用。
第四章土壤胶体
土壤胶体和土壤离子交换
内容提要
土壤胶体的构造和性质 土壤胶体的类型
土壤阳离子交换作用
土壤阴离子交换作用
胶体的概念
胶体是物质存在的一种状态，是一种分散体系。
何为分散体系？
一种物质分散在另一种物质中所形成的体系，称为 分散体系或分散系。 根据分散体系中被分散的物质（分散相）的大小， 可把分散系分为：粗分散系、胶体分散系和分子、 离子分散系。
相反，土壤水分过多，土壤溶液电解质浓度相应减小，扩散层加厚， 胶粒互相排斥而成溶胶状。
常年泡水的沤水田、烂泥田，土粒分散，缺少结构，通气性差， 栽秧后易产生浮秧，就是因为胶粒分散，土壤不沉实。这种情况下， 施用石灰（CaO）、石膏（CaSO4），增加Ca2+浓度，对沉实土壤， 改良土性，有明显效果。
层状硅酸盐晶层上的-OH基可以解 离出H+，带负电: 结 -OH 晶 -OH 体
-OH
结 晶 体
-OH
-OH -OH +3H+
土壤胶体为什么一 般带负电?
在土壤pH5-8的条件下，大多数土壤胶体的等电点低于这个范 围，因此，对于土壤胶体来讲，pH5-8相当于在碱性环境下， 此时，腐殖质和铝硅酸盐等胶体都带负电，表现为对阳离子 的吸 附，只有Fe(OH)3和Al(OH)3带正电，吸附阴离子。故 土 壤胶体在通常情况下以带负电为主。
二、土壤胶体的构造
胶核 胶体微粒 双电层 决定电位离子层（内） 非活性离子层 补偿离子层（外） 扩散层
1．微粒核（胶核） 微粒核是土壤胶体微粒的核心部分 ，它是由组成胶体微粒的基本物质的分 子群所组成。
2．扩散双电层
（1）决定电位离子层 是吸附在胶粒核表面，决定胶粒 电荷正负及大小的一层离子。 （2）补偿离子层 分为两个层次。 一、非活性补偿离子层。 二、扩散层。
土壤胶体表面类型
土壤胶体表面类型
土壤胶体表面类型通常可以分为以下几类：
1. 硬质表面：硬质表面土壤胶体中的交换性离子与土壤颗粒表面结合较紧密，很难被替换出来。
这种类型的土壤胶体表面通常具有较高的吸附能力和更大的离子交换容量。
2. 软质表面：软质表面土壤胶体中的交换性离子与土壤颗粒表面结合较松散，容易被替换出来。
这种类型的土壤胶体表面通常具有较低的吸附能力和较小的离子交换容量。
3. Fe和Al氧化物表面：这种类型的土壤胶体表面主要由氧化
铁和氧化铝等物质组成，具有良好的吸附能力和离子交换容量。
这些氧化物表面通常具有较高的电荷密度，能够吸附和固定有机物质、磷酸盐等。
4. 有机质表面：有机质是土壤胶体中重要的组成部分，其表面通常具有较高的电荷密度和丰富的功能基团，能够吸附和固定许多物质，如营养元素、重金属等。
总之，土壤胶体表面类型的不同决定了其吸附能力、离子交换容量以及对不同物质的亲和力和固持能力。
这些特性对土壤的肥力、养分循环和环境污染等方面具有重要影响。
土壤胶体
胶 体 微 粒 的 扩 散 双 电 层 构 造 图 式
1．微粒核（胶核） 微粒核（胶核） 微粒核是土壤胶体微粒的核心部分， 微粒核是土壤胶体微粒的核心部分， 是土壤胶体微粒的核心部分 它是由组成胶体微粒的基本物质的分子 群所组成。胶核
2．双电层 双电层是胶体表面电荷吸引反号电荷 离子， 离子，在固相界面正负电荷分别排成两 层，在电解质溶液中部分反号离子呈扩 散状态分布。双电层分以下两层： 散状态分布。双电层分以下两层：
＋ ＋ ＋ ＋ Fe3＋＞Al3＋＞H＋＞Ca2＋＞Mg2＋＞K＋ ＞NH4＋＞Na＋
可用下式来表示： 可用下式来表示：
2H＋ 土壤 Mg2＋ 胶粒 AI3＋ K＋ Ca2＋
＋10NH4
＋
土壤 10NH4＋ ＋Ca2＋、Mg2＋、Al3＋、K＋、 2H＋ 10NH 胶粒
1.土壤阳离子交换作用的特点 1.土壤阳离子交换作用的特点
a. 可逆反应，迅速平衡 可逆反应，
胶粒 Ca + bKCl ← → 胶粒 CaK + KCl + CaCl 2
可变电荷：随土壤pH值条件而改变的电 可变电荷：随土壤 值条件而改变的电 荷，是由于胶体颗粒表面基团的解离或 质子化而引起的。 质子化而引起的。
4．两性胶体带电
表面既带负电荷，亦带正电荷的土 表面既带负电荷， 壤胶体称两性胶体。随溶液土壤反应的 壤胶体称两性胶体。 变化而变化（三水铝石、腐殖质上的某 变化而变化（三水铝石、腐殖质上的某 些原子团在不同pH条件下等）。 些原子团在不同pH条件下等）。 条件下等
• 胶体的凝聚作用，有些是可逆的，有些 胶体的凝聚作用，有些是可逆的， 是不可逆的。 是不可逆的。 • 土壤干燥时， 当 土壤干燥时 ， 土 壤溶液中的电解 质浓度相应增大， 土壤胶体易成凝胶状 质浓度相应增大 ， 土壤胶体 易成凝胶状 相反， 态 。 相反 ， 当土壤水分增多土壤溶液浓 度相应降低， 度相应降低 ， 土壤胶体便会带有多余的 负电荷，互相排斥而成溶胶状态。 负电荷，互相排斥而成溶胶状态。
土壤胶体
（二）土壤胶体的带电性
土壤胶体带电性是其主要的特性。 土壤胶体的电荷:永久电荷和可 土壤胶体的电荷 永久电荷和可变电荷 永久电荷和 1.永久电荷：不受土壤溶液pH值变化而影响的电 永久电荷：不受土壤溶液 值变化而影响的电 永久电荷 荷类型称为永久电荷，也叫恒电荷或结构电荷。 荷类型称为永久电荷，也叫恒电荷或结构电荷。 2.可变电荷： 随着土壤溶液 变化而变化的电 可变电荷： 可变电荷 随着土壤溶液pH变化而变化的电 荷叫可变电荷。 荷叫可变电荷。
土壤胶体的特性
（一）具有丰富的表面积和巨大的表面能。 • 1.比表面 比表面 • 是一个比值，即每一单位质量或单位容积的 表面积(单位质量比表面积叫质量比表面,cm2/g， 单位容积比表面叫做容积比表面，cm2/m3）。 • 2:1型黏土矿物,腐殖质具有巨大的比表面
• 比表面能（吸附能力产生的主要原因） 物体内部分子处在周围分子之间，在 各个方向上受到吸引力相等而相互抵消， 表面分子则不同，由于它们与外界的液 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。
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。 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、 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， 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， 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， 其是施用钙质肥料，有促进土壤形成不可逆凝 聚的显著作用。 聚的显著作用。
3.土壤总电荷 土壤总电荷等于永久电荷与可变电荷的总和。 一般土壤的pH在5~9之间，大部分土壤胶体都 带负电荷。只有两性胶体和少量的同晶替代可 能产生一定量正电荷。但是，整体上来看，土 壤胶体以带负电荷为主。当pH<5时则可能带较 多正电荷。 土壤中80%以上的土壤电荷集中于粘粒上 土壤中 以上的土壤电荷集中于粘粒上
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土壤胶体的类型
直径大于1nm 且小于2µm 的土壤颗粒，称为土壤胶体。
它是土壤中最活跃的部分，对土壤养分的保持和供应以及土壤理化性质都有很大影响。
1.无机胶体
无机胶体是极细微的黏土矿物，它是岩石风化过程的产物。
主要有含水氧化硅（SiO 2·H 2O）、含水氧化铝（Ai 2O 3·H 2O）、含水氧化铁（Fe 2O 3·H 2O）等。
还有次生铝硅酸盐类黏土矿
物，主要有高岭石类、蒙脱石类和伊利石类。
2.有机胶体
主要是指腐殖质。
腐殖质胶体含有多种官能团，对土壤保肥供肥影响巨大，但不稳定，较易被微生物分解。
3.有机无机复合胶体
土壤中有机胶体和无机胶体一般很少单独存在，而是彼此结合成有机无机复合胶体，它是土壤胶体存在的主要形式。