土壤胶体系统
土壤胶体系统 (Soil colloid system)土壤胶体颗粒与土壤溶液共同组成土壤胶体分散体系。即由分散相和分散介质组成。土壤中的分散相为细土粒(包括有机、无机胶体、有机无机複合胶体和微生物活体等);分散介质为土壤水,实际上不是纯水,而是一种极稀薄的溶液。土壤中所有的物质交换和能量转换都是在这个体系中进行的。
基本介绍
- 中文名:土壤胶体系统
- 外文名:Soil colloid system
- 包括:土壤胶体和土壤
简介
土壤中含有有机胶体和无机胶体。土壤胶粒是土壤固体颗粒中最细小的微粒,也是物理性质和物理化学性质最活泼的部分,它和土壤一起构成土壤胶体系统。土壤的许多重要性质,如保肥、供肥能力、酸硷反应、缓冲作用、氧化—还原反应以及其他物理性质都和土壤胶体有关。
土壤胶体
由土壤胶粒(粒径範围1—100nm)分散在土壤溶液中而形成土壤胶体。其中胶粒的主要化学成分为层状铝硅酸盐,其次是凝胶类硅酸盐和氧化物以及与铁、铝等相结合的腐殖质。后一类化合物通过物理的或化学的方式与铝硅酸盐相连结,并团聚在一起。实际上,土壤中很多生物体及它们的代谢物也参与了这种团聚作用,组成了结构非常複杂的土壤胶体系统。按其性质可分为有机胶体微粒(如腐殖质)、无机胶体微粒(相当于土壤中的矿质粘粒部分)和有机—无机複合胶体微粒三类。由这三类不同的分散相分散于土壤分散介质之中构成了对应的有机、无机和有机—无机複合三类土壤胶体。
土壤胶体微粒的构造
胶体微粒(胶胞)是由胶核、吸附层和扩散层等三部分组成。其中心部分为胶核,吸附在胶核表面的一层离子,叫做内吸附层,同时,还吸附部分相反电荷的离子,称为外吸附层。胶核与内、外吸附层共同构成了胶粒。由于内吸附层的离子数目多于外吸附层,所以胶粒是带电的,胶粒的电性与内吸附层相同。胶粒的不足电荷,由吸附层外的扩散层中的离子补偿。扩散层中离子的活性比外吸附层的离子大得多,极易与土壤溶液中的离子进行交换。
土壤胶体的性质
土壤胶体有多种特性,对整个土壤的性质影响极大。首先,土壤胶体具有很大的表面能。土壤中胶体含量愈多、颗粒愈细,其总表面积愈大。总表面积愈大,表面能亦愈大,因而土壤的物理吸收作用愈显着,蓄水保肥能力愈强。
其次,土壤胶粒(微粒)带有电荷。土壤胶粒大部分都是负电性胶粒。其电荷来源,因胶体种类而不同,主要有:
①从溶液中吸附离子或胶核表面分子解离,如硅酸胶体,腐殖质胶体等。
②断键,即晶片断裂而产生电荷,如高岭石等。
③同晶替代,这是2:1型矿物电荷的主要来源。
由于多数胶体是带负电荷的,所以有人提出,可把土壤胶体简化为一种複合酸式盐类。此外,在土壤中也有一些带正电荷的和两性的胶体。正因这种带电性,土壤才有可能吸收、保持离子态养分,使之免遭淋失,并随时供植物吸收利用。
再者,土壤胶体具有可逆和不可逆的凝聚作用和分散作用。土壤胶体存在着凝胶和溶胶两种状态。由溶胶变为凝胶,叫做凝聚作用;反之,由凝胶变为溶胶,叫做分散(或胶溶)作用。但并非所有凝胶都能再变为溶胶,有些是不可逆的,由Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+等阳离子所引起的胶凝,一般都属于很难或不能再溶的胶体,所形成的土壤结构是水稳性的。而由一价阳离子如K+、Na+、NH4+所引起的胶凝则是可逆的。因此,土壤中只有这两种状态的胶体持适当的比例时,才不致使保、供肥发生矛盾,并具良好的性状。