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土壤離子交換可分為兩類

發布時間:2020-12-18 13:20:31

Ⅰ 土壤中的陽離子可以分為什麼

土壤的可交換陽離子分為致酸離子H,Al;和
鹽基
離子鈣
鎂鉀鈉銨

Ⅱ 土壤潛性酸度分為

土壤性質
(一)土壤吸附性
土壤中兩個最活躍的組分是土壤膠體和土壤微生物,它們對污染物在土壤中的遷移、轉化有重要作用。土壤膠體以其巨大的比表面積和帶電性,而使土壤具有吸附性。
1、土壤膠體的性質
1)土壤膠體具有巨大的比表面和表面能:比表面是單位重量(或體積)物質的表面積。定體積的物質被分割時,隨著顆粒數的增多,比表面也顯著地增大。物質的比表面越大,表面能也就越大。
2)土壤膠體的電性:土壤膠體微粒具有雙電層,微粒的內部稱微粒核,一般帶負電荷,形成一個負離子(即決定電位離子層)其外部由於電性吸引,而形成一個正離子(又稱反離子層,包括非活動性離子層和擴散層),即合稱為雙電層。
3)土壤膠體的凝聚性和分散性:由於膠體的比表面和表面能都很大,為了減小表面能膠體具有相互吸引,凝聚的趨勢,這就是膠體的凝聚性。但是在土壤溶液中,膠體常帶負電荷,即具有負的電動電位,所以膠體微粒又因相同而相互排斥,電動電位越高,相互排斥力越強,膠體微粒呈現出的分散性也越強。
影響土壤凝聚性能的主要因素是土壤膠體的電動電位和擴散層厚度,例如土壤溶液中陽離子增多,由於土壤膠體表面負電荷被中和,從而較強土壤的凝聚。此外,土壤溶液中電解質濃度、pH值也將影響其凝聚性能。
2、土壤膠體的離子交換吸附
在土壤膠體雙電層擴散層中,補償離子可以和溶液中相同電荷的離子價為依據作等價交換,稱為離子交換(或代換)。離子交換作用包括陽離子吸附作用和陰離子交換吸附作用。
每千克干土中所含全部陽離子總量,稱為陽離子交換量。土壤的可交換性陽離子有兩類:一類是致酸離子,包括H+和Al3+;另一類是鹽基離子,包括Ca2+、Mg2+、K+、Na+、NH4+等。當土壤膠體上吸附的陽離子均為鹽基離子,且已達到吸附飽和時的土壤,稱為鹽基飽和土壤,否則,這種土壤為鹽基不飽和土壤。在土壤交換性陽離子中鹽基離子所佔的百分數稱為土壤鹽基飽和度。它與土壤母質、氣候等因素有關。
3、土壤酸鹼性
由於土壤是一個復雜的體系,其中存在著各種化學和生物化學反應,因而使土壤表現出不同的酸鹼性。
我國土壤的pH大多在4.5~8.5范圍內,並有由南向北pH值遞增的規律性,長江(北緯330)以南的土壤多為酸性和強酸性,如華南、西南地區廣泛分布的紅壤、黃壤;pH值大多數在4.5~5.5之間,有少數低至3.6~3.8;華中華東地區的紅壤,pH值在5.5~6.5之間;長江以北的土壤多為中性或鹼性,如華北、西北的土壤大多含CaCO3,pH值在7.5~8.5之間,少數強鹼性的pH值高達10.5。
1)土壤酸度
根據土壤中H+離子的存在方式,土壤酸度可分為兩大類:
(1)活性酸度:土壤的活性酸度是土壤溶液中氫離子濃度的直接反映,又稱有效酸度,通常用pH表示。
土壤溶液中氫離子的來源,主要是土壤中CO2溶於水形成的碳酸和有機物質分解產生的有機酸,以及土壤中礦物質氧化產生的無機酸,還有施用肥料中殘留的無機酸,如硝酸、硫酸和磷酸等。此外,由於大氣污染形成的大氣酸沉降,也會使土壤酸化,所以它也是土壤活性酸度的一個重要來源。
(2)潛性酸度:土壤潛性酸度的來源是土壤膠體吸附的可代換性H+和Al3+。當這些離子處於吸附狀態時,是不顯酸性的,但當它們通過離子交換作用進入土壤溶液之後,可增加土壤的H+濃度,使土壤pH值降低。只有鹽基不飽和土壤才有潛性酸度,其大小與土壤代換量和鹽基飽和度有關。
根據測定土壤潛性酸度所用的提取液,可以把潛性酸度分為代換性酸度和水解酸度。
用過量中性鹽(如NaCl或KCl)溶液淋洗土壤,溶液中金屬離子與土壤中H+和Al3+發生離子交換作用,而表現出的酸度,稱為代換性酸度。由土壤礦物質膠體釋放出的氫離子是很少的,只有土壤腐殖質中的腐殖酸才可產生較多的氫離子。
近代研究已經確認,代換性Al3+是礦物質土壤中潛性酸度的主要來源。例如,紅壤的潛性酸度95%以上是由代換性Al3+產生的。
用弱酸強鹼鹽(如醋酸鈉)淋洗土壤,溶液中金屬離子可以將土壤膠體吸附的H+、Al3+代換出來,同時生成某弱酸(醋酸)。此時,測定出的該弱酸的酸度稱為水解性酸度。
水解性酸度一般比代換性酸度高。由於中性鹽所測出的代換性酸度只是水解性酸度的一部分,當土壤溶液在鹼性增大時,土壤膠體上吸附的H+較多被代換出來,所以水解酸度較大。但在紅壤和灰化土中,由於膠體中氫氧根離子中和醋酸,且對醋酸分子有吸附作用,因此,水解性酸度接近於或低於代換性酸度。
(3)活性酸度與潛性酸度的關系:土壤的活性酸度與潛性酸度是同一個平衡體系的兩種酸度。二者可以相互轉化,在一定條件下處於暫時平衡狀態。土壤活性酸度是土壤酸度的根本起點和現實表現。土壤膠體是H+和Al3+的儲存庫,潛性酸度則是活性酸度的儲備。土壤的潛性酸度往往比活性酸度大得多,相差達幾個數量級。
2)土壤鹼度
土壤溶液中OH -離子的主要來源是碳酸根和碳酸氫根的鹼金屬(Ca、Mg)的鹽類。碳酸鹽鹼度和重碳酸鹽度的總稱為總鹼度。不同溶解度的碳酸鹽和重碳酸鹽對土壤鹼性的貢獻不同,CaCO3和MgCO3的溶解度很小,故富含CaCO3和MgCO3的石灰性土壤呈弱鹼性(pH在7.5~8.5);Na2CO3、NaHCO3及Ca(HCO3)2 等都是水溶性鹽類,可以出現在土壤溶液中,使土壤溶液中的鹼度很高,從土壤pH來看,含Na2CO3的土壤,其pH值一般較高,可達10以上,而含NaHCO3及Ca(HCO3)2的土壤,其pH值常在7.5~8.5,鹼性較弱。
當土壤膠體上吸附的Na+、K+、Mg2+(主要是Na+)等離子的飽和度增加到一定程度時會引起交換性陽離子的水解作用。結果在土壤溶液中產生NaOH,使土壤呈鹼性。此時Na+離子飽和度亦稱土壤鹼化度。膠體上吸附的鹽基離子不同,對土壤pH值或土壤鹼度的影響也不同。
3)土壤的緩沖性能
土壤緩沖性能是指具有緩和酸鹼度發生劇烈變化的能力,它可以保持土壤反應的相對穩定,為植物生長和土壤生物的活動創造比較穩定的生活環境,所以土壤的緩沖性能是土壤的重要性質之一。
(1)土壤溶液的緩沖作用:土壤溶液中含有碳酸、硅酸、磷酸、腐殖酸和其它有機酸等弱酸及其鹽類,構成一個良好的緩沖體系,對酸鹼具有緩沖作用。
(2)土壤膠體的緩沖作用:土壤膠體吸附有各種陽離子,其中鹽基離子和氫離子能分別對酸和鹼起緩沖作用。
土壤膠體的數量和鹽基代換量越大,土壤的緩沖性能就越強。因此,砂土摻粘土及施用各種有機肥料,都是提高土壤緩沖性能的有效措施。在代換量相等的條件下,鹽基飽和度愈高,土壤對酸的緩沖能力愈大;反之,鹽基飽和度愈低,土壤對鹼的緩沖能力愈大。
另外,鋁離子對鹼的也能起到緩沖作用。
(二)土壤氧化還原性
土壤中有許多有機和無機的氧化性和還原性物質,因而使土壤具有氧化還原特性。一般,土壤中主要的氧化劑有:氧氣、NO3-和高價金屬離子,如鐵(Ⅲ)、錳(Ⅳ)、釩(Ⅴ)、鈦(Ⅵ)等。主要的還原劑有:有機質和低價金屬離子。此外,土壤中植物的根系和土壤生物也是土壤發生氧化還原反應的重要參與者。
土壤氧化還原能力的大小可以用土壤的氧化還原電位來衡量。一般旱地土壤好氧化還原電位為+400~+700mV;水田的氧化還原電位在+300~-200 mV。根據土壤的氧化還原電位值可以確定土壤中有機物和無機物可能發生的氧化還原反應和環境行為。

Ⅲ 離子交換是什麼

離子交換法
一、前言
離子交換法(ion exchange process)是液相中的離子和固相中離子間所進行的的一種可逆性化學反應,當液相中的某些離子較為離子交換固體所喜好時,便會被離子交換固體吸附,為維持水溶液的電中性,所以離子交換固體必須釋出等價離子回溶液中。

離子交換樹脂一般呈現多孔狀或顆粒狀,其大小約為0.1~1mm,其離子交換能力依其交換能力特徵可分:

1. 強酸型陽離子交換樹脂:主要含有強酸性的反應基如磺酸基(-SO3H),此離子交換樹脂可以交換所有的陽離子。

2. 弱酸型陽離子交換樹脂:具有較弱的反應基如羧基(-COOH基),此離子交換樹脂僅可交換弱鹼中的陽離子如Ca2+、Mg2+,對於強鹼中的離子如Ca2+、K+等無法進行交換。

3. 強鹼型陰離子交換樹脂:主要是含有較強的反應基如具有四面體銨鹽官能基之-N+(CH3)3,在氫氧形式下,-N+(CH3)3OH-中的氫氧離子可以迅速釋出,以進行交換,強鹼型陰離子交換樹脂可以和所有的陰離子進行交換去除。

4. 弱鹼型陰離子交換樹脂:具有較弱的反應基如氨基,僅能去除強酸中的陰離子如SO42-,Cl-或NO3-,對於HCO3-,CO32-或SiO42-則無法去除。

不論是離子交換樹脂或是沸石,都有其一定的可交換基濃度,稱為離子交換容量(ion exchange capacity)。對陽離子交換樹脂而言,大約在200~500meq/100g。因為陽離子交換為一化學反應,故必須遵守質量平衡定律。離子交換樹脂的一般方程式可以表示如下:
全文請看:
http://www.qlhw.cn/ShiYan/UploadFiles/200501/20050106235836920.doc

離子交換的基本知識
為了除去水中離子態雜質,現在採用得最普遍的方法是離子交換。這種方法可以將水中離子態雜質清除得以較徹底,因而能製得很純的水。所以,在熱力發電廠鍋爐用水的制備工藝中,它是一個必要的步驟。

離子交換處理,必須用一種稱做離子交換劑的物質(簡稱交換劑)來進行。這種物質遇水時,可以將其本身所具有的某種離子和水中同符號的離子相互交換,離子交換劑的種類很多,有天然和人造、有機和無機、陽離子型和陰離子型等之分,大概情況如表所示。此外,按結構特徵來分,還有大孔型和凝膠型等。
全文請看:
http://www.qlhw.cn/ShiYan/UploadFiles/200501/20050107000541376.doc

Ⅳ 土壤離子交換

土壤中離子的交換作用

土壤中帶負電荷膠粒吸附的陽離子與內土壤溶液中的陽離子進行容交換,稱為陽離子交換 作用。
土壤陽離子交換的特點:
• 可逆反應並能迅速達到平衡
• 陽離子交換按當量關系進行
• 不同陽離子的代換力有大小差異(離子價數、原子序數、離子運動速度、質量作用定律)
25 陽離子交換量
每千克干土中所含全部陽離子總量,稱陽離子交換量
影響因素:
(1)膠體的種類
蒙脫石>水化雲母>高嶺土;有機膠體最高
(2)溶液的pH值
pH值增加,土壤負電荷量隨之增大,交換量增大

Ⅳ 土壤離子交換的條件是什麼希望說的詳細點,最好有解釋

首先土壤中離子交換是一個動態過程,無時無刻不再發生,只是在各種離子濃度不變環境穩定條件下保持平衡而已。其次,離子交換過程相當於一個動態的化學變化過程,可類比一般意義上的化學平衡來進行分析

Ⅵ 土壤分為哪幾大類

一 凍 土
分類:冰沼土和凍漠土
地理分布:高緯地帶和高山垂直帶的上部
冰沼土分布在北極圈以北的北冰洋沿岸地帶
凍漠土主要分布在我國的青藏高原和其他高山地區

成土條件:苔原氣候或高原氣候(低溫、低蒸發、水分飽和、永凍層)
以苔蘚、地衣為主的苔原植被或多年生、中旱生的 草本植物、墊狀植物和地衣
冰川地形
母質差異較大

成土過程:凍融交替顯著,以物理風化為主,生物、化學風化微弱
元素遷移不明顯,存在粗骨性
永凍層深度影響土壤剖面層次分化
極地冰沼區水分飽和,表層有泥炭化和半泥炭化的有機質積累,並有潛育層形成
高山凍漠土分布區,降水少,淋溶弱,剖面中有石膏、易溶性鹽和碳酸鈣的累積,土體呈鹼性,表土結皮和龜裂

主要性狀:具有永凍土壤溫度狀況
地表具有多邊形土或石環狀、條紋狀等凍融形態特徵
土體淺薄(<50厘米),剖面構型簡單
有機質含量低,陽離子代換量低,粘粒含量少,營養元素貧乏

二 灰 化 土
分類:灰化土、生草灰化土、潛育灰化土、棕色灰化土

地理分布:歐亞大陸北部和北美洲北部,緯向綿延展布
世界各地的高山
我國大興安嶺北端和青藏高原某些高山亞高山垂直帶(極少)

成土條件:
• 氣候:寒溫帶濕潤氣候區,冬長而寒冷,氣溫季節變化大,降雨集中在夏季; 降水量少,但低溫冬凍,水分蒸發弱;永凍層存在,地表水分充足,有利於淋溶和潛育作用的進行
• 植被 :針葉林為主
• 地形、母質: 山地和丘陵平原
• 更新世冰川沉積物(主)、砂岩、泥岩、粘土、石灰岩風化物

成土過程:灰化層形成過程
• 淀積層形成過程
• 主要性狀:具有灰化淀積層
• 土體剖面分異明顯,土體構型為O-Ah-E-Bsh-C
• 表層有機質含量高,腐殖質中以富里酸為主,土壤呈酸性
• 陽離子交換量低,鹽基飽和度低
• 整個剖面中各種氧化物均有明顯的流失,除了鈣、鎂、硅等大量淋失外,鐵、鋁有明顯的淋溶淀積
• 粘粒含量從表層向下明顯增高,淀積層粘粒含量可為灰化層的兩倍左右,質地有明顯的突變性

三 淋 溶 土
分類:暗棕壤、棕壤、黃棕壤和白漿土

地理分布:廣泛分於於溫帶、暖溫帶和北亞熱帶地區,在亞洲的中東部、北美洲的中東部、歐洲的中西部及南部的局部地區、南美洲的南部、非洲的南北端都有分布。
我國主要分布於南起大巴山和長江、北跨山東半島、東北的廣大地區

成土條件:
• 氣候:溫帶、暖溫帶、以至北亞熱帶的濕潤季風氣候區
白漿土、暗棕壤分布區,冬季寒冷乾燥,土壤凍層深,表層凍結時間150天左右,年降水分配極不均勻,暖季(5—10月)降水較多,占年降水量的80%以上。
棕壤分布區,夏季溫熱多雨,冬季寒冷乾燥,季節凍層較淺。
黃棕壤分布區。夏季高溫多雨,冬季低溫乾旱,降水量多集中於夏、秋兩季,氣候上已屬於暖溫帶向亞熱帶過渡區。
• 植被
暗棕壤:針闊混交林;
棕壤:落葉闊葉林;
黃棕壤:落葉-常綠闊葉混交林;
白漿土:喜濕草本(草甸和草甸沼澤)和木本
• 地形、母質
淋溶土分布區的地形多為低山丘陵、低平原河谷階地、山間盆地和盆地、山前台地及部分熔岩台地;
成土母質為沉積物、坡積物、第四紀沉積物

主要性狀:具有粘化層
土體剖面構型為O-Ah-Bt-C
中-高度鹽基飽和度,交換性鹽基總量較高
有機質含量高,腐殖質組成差異大,呈微酸性至酸性反應,
粘粒含量高,以未徹底風化的硅酸鹽粘土礦物為主,質地粘重。多呈棱塊狀結構,有棕色膠膜。
剖面中淀積層粘粒含量高,粘土礦物以水雲母和蛭石為主

四 富 鋁 土
分類:磚紅壤、磚紅壤性紅壤、紅壤和黃壤

地理分布:熱帶和亞熱帶地區,在亞洲東南部、非洲中部、北美洲東南部和南美洲北部,都有大面積的分布。
我國長江以南至南海諸島、台灣-橫斷山脈的廣大地區
成土條件:
• 氣候 熱帶、亞熱帶氣候,高溫多雨。
• 植被
磚紅壤:熱帶雨林、季雨林
磚紅壤性紅壤:南亞熱帶季雨林
紅壤:常綠闊葉林
黃壤:亞熱帶常綠闊葉林、常綠-落葉闊葉混交林、熱帶山地濕生常綠林
• 地形、母質
地形以山地丘陵為主,成土母質為各種酸性和基性岩,並以富鋁風化殼為主。
主要性狀:診斷層和診斷特性
中度以上的富鋁化特徵(鐵鋁層)
診斷特性
中度以上的富鋁化作用表現在於:
礦物分解、鹽基和二氧化硅淋失作用十分強烈,粘土礦物以高嶺石類粘土礦
物和鐵鋁氧化物為主;
礦物風化析出的氧化鐵在土壤中產生明顯富集;
鋁離子除進入交換性復合體,招致高度鋁飽和外,還以三水鋁石形式存在。
鐵鋁層中氧化鐵富積,鐵的游離度增大
粘粒的陽離子交換量低與硅鐵鋁率低
對用以診斷富鋁土綱的鐵鋁層不僅以其粘粒部分陽離子交換量和硅鋁分子率作為指標,而且還需就其與脫鉀作用聯系的K2O含量作出限定。具體指標是:部分亞層細土三酸消化分解物組成中K2O<35克每千克。
形態特徵
如果沒有受到侵蝕,土層深厚,土體分異不明顯,但可劃分出Ah-Bs-C各層
各層性狀
腐殖質層 一般厚10—20厘米,濁橙色至濁黃棕色。粒狀或小塊狀結構,疏鬆而多根系,常夾有殘落物和碎屑片。
鐵鋁層 這是富鋁土的重要診斷層,呈暗紅色至黃棕色,緊實粘重,孔隙較少,粘土礦物中以1:1型(高嶺石類)或鐵鋁氧化物占優勢。多呈塊狀或棱塊狀結構,在孔壁或結構面上常出現淀積的粘粒膠膜或鐵結核。
母質層 常見有玄武岩、玢岩發育的鐵質富鋁風化殼,石灰岩、白雲岩發育的鋁質富鋁風化殼,淺海沉積物發育的石英質富鋁風化殼,第四紀紅色粘土發育的硅鐵質鐵鋁風化殼

理化性質
物理性質:
顆粒較細,排列較緊,粘粒活度低,膨脹較小,因為有較多無定形鐵鋁氧化物的膠結作用,因此形成的團聚體,尤其是微團聚體的水穩定性很強。
土體的孔隙度比較高,透水性較好,能容忍較大的降水強度。
粘結力小

化學性質
富鋁土全剖面呈酸性反應,pH值一般為4.5—6.0,其酸度主要是由於鋁離子所引起的
含較多游離氧化鐵(正電荷載體),對富鋁土的表面性質有較大的影響
磷含量較低,氮和鉀含量變動大

五 鈣 積 土
分類:黑鈣土、栗鈣土、灰鈣土、棕鈣土和黑壚土

地理分布:溫帶、暖溫帶半濕潤、半乾旱向乾旱氣候過渡區
歐亞大陸的溫帶和暖溫帶內陸地區,從黑海以西向東延伸越過巴爾喀什湖,略呈東北-西南向的帶狀分布
北美落基山以東的美國東部大平原,
南美阿根廷潘帕斯草原
我國主要分布於東北西部、內蒙古、甘肅、新疆、寧夏等地
• 成土條件:氣候 年降水量不足,降水年變幅大,季節性乾旱明顯,乾燥度由半濕潤區向內陸乾旱區增大。
• 植被
黑鈣土:草甸草原、草原、
栗鈣土:乾草原、
棕鈣土、灰鈣土:草原——荒漠
黑壚土:草原、農作物
• 地形和母質
地形以平原、高原、台地和階地為主
成土母質以黃土狀沉積物為主
主要性狀:具有暗色表層
剖面具有鈣積層或強石灰特徵,有時有鹽化層、鹼化層、石膏層
土體剖面構型為Ah-Bk-C
具有石灰反應,易溶性鹽類少,鹽基飽和度高
粘土礦物以蒙脫石和水雲母為主

六 弱淋溶土
分類:灰色森林土、褐土、灰褐土和燥紅土

地理分布:分布范圍較廣,五大陸的半濕潤半乾旱地區
我國主要分布在東北、西北和華北,由東北向西南延伸
• 成土條件:氣候 溫帶、亞熱帶和熱帶均有分布,氣候類型差異大
• 植被
灰色森林土:溫帶森林草原或森林向草原過渡帶
褐土:常綠硬葉林、灌叢和森林草原(我國為中生夏綠闊葉林與灌叢)
燥紅土:熱帶稀樹草原或熱帶稀樹灌叢草原
• 地形、母質
在我國多分布在山地、山丘或丘陵地帶中。燥紅土所在地形為山坡地、河谷地或海岸階地。
母質差異較大
主要性狀:具有半干潤土壤水分狀況
土體剖面構型不明顯
表層有機質含量高,陽離子交換量和鹽基飽和度高
不同土壤類型酸鹼性不一

七 荒 漠 土
分類:灰漠土、灰棕漠土和棕漠土
地理分布:熱帶、亞熱帶和溫帶的荒漠地區
世界荒漠土分布在撒哈拉、大洋州、中亞、阿拉伯、南美以及美國西部等荒漠地區
我國荒漠土分布在甘肅、新疆、青海、寧夏以及內蒙古等省區
成土條件:氣候
乾旱的大陸性氣候:
降水稀少,降水變率大;
日照強烈,蒸發量大於降水量;
風大而強烈,多大風和塵暴天氣
灰漠土:溫帶荒漠邊緣地區
灰棕漠土:溫帶荒漠地區
棕漠土:暖溫帶荒漠地區

Ⅶ 土壤為什麼具有離子交換性

請問你學習了化學中的 膠體了嗎

土壤其實是很復雜的 簡單點就是他也一種回 膠體 大部分新的性質答和我們書上是一樣的

土壤陽離子交換是隨著土壤在風化過程中形成,一些礦物和有機質被分解成極細小的顆粒。化學變化使得這些顆粒進一步縮小,肉眼便看不見。這些最細小的顆粒叫做「膠體粒子」,膠體粒子 確切點就是 土壤固溶膠中的主要微粒 膠體粒子可以帶電荷,但整個膠體呈電中性
每一膠體粒子帶凈負電荷。電荷是在土壤形成過程中產生的。它能夠吸引保持帶正電的顆粒 ,就是簡單的正負相吸。陽離子是帶正電荷的養分離子,如鈣(Ca)、鎂(Mg)、鉀(K)、鈉(Na)、氫(H)和銨(NH4)。土壤的膠體粒子是負電荷的,這些帶負電的顆粒(粘粒)吸引、保持並釋放帶正電的養分顆粒(陽離子) 。

土壤保持和交換陽離子(養分離子)的能力,就是土壤的保肥能力。

希望對你有幫助哦

Ⅷ 常見的土壤結構有哪兩類

1.名詞解釋
土壤類型:土壤可以分為砂質土、黏質土、壤土三種類型。中國的主要土壤類型有15種,分別為磚紅壤、赤紅壤、紅壤和黃壤、黃棕壤、棕壤、暗棕壤、寒棕壤(漂灰土)、褐土、黑鈣土、栗鈣土、棕鈣土、黑壚土、荒漠土、高山草甸土、高山漠土。
土壤質地:土壤質地是土壤物理性質之一。指土壤中不同大小直徑的礦物顆粒的組合狀況。土壤質地與土壤通氣、保肥、保水狀況及耕作的難易有密切關系;土壤質地狀況是擬定土壤利用、管理和改良措施的重要依據。肥沃的土壤不僅要求耕層的質地良好,還要求有良好的質地剖面。雖然土壤質地主要決定於成土母質類型,有相對的穩定性,但耕作層的質地仍可通過耕作、施肥等活動進行調節。

2. 青藏高原的典型土壤是草甸土。
青藏高原土壤類型有:高山草甸土、亞高山草甸土、高山草原土、山地草甸土、亞高山草原土、草甸土。

3. 草甸土主要分布在青藏高原東部和東南部,在阿爾泰山、准噶爾盆地以西山地和天山山脈。 氣候溫涼而較濕潤,年平均氣溫在-2~1℃左右,年降水量400毫米左右。高山草甸植被。 剖面由草皮層、腐殖質層、過渡層和母質層組成。土層薄,土壤凍結期長,通氣不良,土壤呈中性反應。

4.其它相關資料:
青藏高原近代的強烈隆升,地理環境的急劇變化,使高原的土壤具有不 同於一般低海拔地區土壤的特點。這里土壤的發育歷史年輕,具有明顯的土 壤立體分布,而且地區之間的差異也很顯著,影響土壤的農業利用和改良。

一、土壤年輕的表現

由於高原近代的自然條件變得愈來愈嚴酷,土壤發育的速度減緩,現代 土壤形成的歷史也比較短暫。正因為這樣,年輕的青藏高原土壤,特別是高 山土壤,大都表現出厚度不大、層次簡單的特點。
高原邊緣的森林土壤相對來說是發育得比較好的,厚度一般在 50—90 厘米,超過 100 厘米的也比較少見。至於高山土壤,厚度僅 30 厘米左右,這 種土壤剖面的分化比較差。以高山草甸土為例,它的表層是大量草根交錯盤 結、相互交織而成的草皮層。這種草皮層的形成與年內氣溫低、生物作用比 較微弱有關。草皮層直接與母質相連接,有的雖然有過渡層次,但發育還是 很原始的。
土壤質地粗疏、礫石含量很高。大體上礫石含量超過 30%的土壤要佔三分之二,個別土壤所含石礫竟可超過 50%。礫石含量低於 5%的基本無礫石 土壤僅有十分之一。除了礫石以外,土壤中大量的是砂,一般含量達 40—50%。倘若用手去捏碎土塊,就會感到特別粗糙、砂粒很多,即使有足夠的水分也無法搓成細條,這就叫做土壤粗骨性強。這種土壤在農業利用上有很多 困難,由於細土物質少,土壤養分含量比較低,若是農田,莊稼長勢不好; 若是牧場,草被稀疏,放牧效益差,這種土壤還十分容易引起沙化。
前面已經說明,由於高原地質歷史的變遷,自然環境的變化,土壤發育的速度減緩,甚至中斷。那麼過去已經發育得比較好的土壤到哪裡去了呢? 顯然,經過了漫長的地質時期,其中很大一部分可能在不斷的風化過程中被 種種外來的力量,如風、流水等搬運到很遠的地方去了。那麼是否就一點蹤 跡也找不到了呢?不是的。近些年,我國科學工作者在青藏高原就發現了某 些地區的土壤剖面中有過去時期發育的土壤層次,它們的性狀與剖面其他層 次之間有很明顯的差別,也不連續。這種埋藏在現代土壤下面的土層叫古土 壤層或埋藏層,具有古土壤層的現象稱為土壤發生的多元性。青藏高原上已 發現的古土壤層大多是在土壤水分條件較好、生物作用較強的情況下形成 的,與高原寒冷、乾旱的現代自然條件不相稱。例如,在高原濕潤的時期, 沼澤土的分布比較廣泛,由於現代環境條件急劇變化,沼澤土已不存在了, 但古沼澤土層被埋在現代土層以下。這些古沼澤土壤仍然保留著現代沼澤土 所常見的一些性狀,如同心圓狀銹斑和較多的銹點等常年瀦水情況下的產 物。

二、土壤的立體分布

青藏高原地域廣大、地形復雜,導致高原氣候明顯的空間分異,並進一 步引起植被和土壤類型的變化和區域差異。隨著高原各地的地勢起伏變化, 土壤的垂直分布規律明顯,形成類型多樣的土壤立體分布型式。
一般地說,山體愈高、相對高差愈大,其垂直帶也就愈完整。如青藏高原東緣的貢嘎山,其東坡海拔 1,300 米以下的河谷至山巔,依次為黃紅壤、 山地黃棕壤、山地棕壤、山地暗棕壤、亞高山漂灰土、亞高山草甸土、高山 草甸土、高山寒漠土,而直抵雪線。而昆侖山南麓山體雖高大,但相對高差 較小,因此,在這里只能見到由高山荒漠草原土起,向上只有高山寒漠土, 垂直帶要簡單得多。
山地坡向對土壤垂直帶有明顯的影響,處於不同濕潤狀況分界地區的山 體,其坡向影響尤為突出。以屏障作用顯著的中喜馬拉雅山脈為例,南北兩 坡水分狀況不同,南坡濕潤,北坡屬半乾旱,除去相對高度不同而引起的土 壤垂直帶的繁簡差別外,在同一海拔高度上,南坡是亞高山灌叢草甸土,北 坡則是高山草原土。就小范圍的陰陽坡而言,在祁連山山地就有明顯的差異 如山地陽坡為栗鈣土,陰坡則為灰褐土,而且灰褐土的分布下限也明顯降低。 各種各樣的土壤垂直帶,按照土壤形成和分布特點,可以歸納為兩大類
型,即大陸性垂直結構類型和海洋性垂直結構類型。 海洋性垂直結構類型主要分布在高原的東南和南部邊緣。土壤垂直結構的特點是:森林土壤類型發達,分布界線很高,垂直結構中完全 沒有出現草原土壤。自下而上依次分布著紅壤、山地黃壤、山地黃棕壤、山 地漂灰土、山地酸性棕壤、亞高山灌叢草甸土與高山草甸土,直至寒漠土與 永久冰雪。以高原東緣二郎山為例,海拔 1,700 米以下為山地黃壤,海拔 1,700—2,100 米一帶的谷坡為山地黃棕壤,2,100—3,700 米為山地棕壤,3,700—3,900 米為山地泥炭質暗棕壤,二郎山頂 3,900 米為亞高山灌叢草甸 土及高山草甸土。
大陸性垂直結構類型分布在高原內部,土壤垂直結構中高山草原及山地,草原土壤分布廣泛,森林土壤僅在邊緣山地陰坡呈小片分布,高原腹地根本 沒有森林土壤存在。例如昆侖山中段北翼就是典型的大陸性垂直結構類型, 它以山地棕漠土為主,垂直結構簡單。
當然,由於種種原因,在不同的地區之間上述土壤垂直帶出現的海拔高度會略有參差,而且還會有彼此交錯分布的情況,但同一類型垂直結構的分 布規律卻大體上是相似的。

三、土壤的地區差別

青藏高原的土壤,除了垂直結構類型各地不同而外,還具有明顯的水平 變化。這種水平分異和垂直變化往往相互交織在一起,使各地的土壤具有鮮 明的地方特色,土壤利用途徑也不同。整個高原可以分成 9 個不同的土壤地 區。
(1)青東河谷盆地土壤地區:包括湟水—黃河谷地和青海湖盆地。湟黃 谷地平川地主要是灌淤土,河谷低階地和黃土丘陵為灰鈣土。這里是高原重 要農業區,耕作歷史悠久,土壤的熟化程度較高。土壤合理利用上的一個重要問題是大面積旱作,因乾旱缺水,產量低 而不穩。因此,發展灌溉是重要措施,同時要防止次生鹽漬化的發生。青海湖盆地及其以南地區的土壤以栗鈣土和暗栗鈣土為主,部分山地有黑鈣土、 灰褐土和高山草甸土,河谷灘地是灰鈣土,灌淤土和草甸土等。這是農牧交 錯地區,但以牧業利用為主。
(2)祁連山東部土壤地區:本區有相當寬廣的山地栗鈣土,分布幅度由 海拔 2,400—3,200 米,還發育有黑鈣土與灰褐土。亞高山草原土與高山草 甸土分布面積較大。本地區放牧相當集中,草質已有退化現象,應合理經營 加以改良;森林帶中雲杉林採伐破壞較嚴重,多幼林、林相稀疏,須注意撫 育更新。
(3)柴達木盆地土壤地區:盆地東部以棕鈣土為主,西部則為灰棕漠土 和鹽土。盆地中部土壤由山麓洪積扇到盆地中心分布很有規律,其順序為: 灰棕漠土—風沙土—鹽土或沼澤土—沼澤土、鹽泥。柴達木盆地中耕地面積 有限,土壤的合理利用首先要解決灌溉水源,否則不僅農業,甚至牧業的利 用價值都不大。對於鹽土、草甸土和沼澤土須進行排水洗鹽改良,只可少量 開墾,大部分宜留作放牧地。
(4)川西藏東土壤地區:本區土壤類型較多,土壤的垂直分布也很復雜, 自低處到高處可分成 5—6 個垂直分帶。土壤垂直帶一般是從山地褐土和山地 棕壤開始的,它們在整個垂直帶中占優勢,但其他土壤類型所佔比例也相當 大。這里土壤類型較多,為農林牧業的發展提供了條件。但有些地區山高谷 深、陡度較大,水土流失問題應引起足夠的注意。
(5)青南藏東北土壤地區:主要分布有亞高山灌叢草甸土、亞高山草甸
土和高山草甸土。這里沒有山地森林土壤分布,土壤垂直帶也比較簡單,例 如西藏那曲一帶海拔 4,300—5,200 米為高山草甸土,5,200 米以上為寒 漠土。本區是青藏高原的主要牧業區。
(6)藏南高原土壤地區:本區不僅缺乏各類山地森林土壤,而且高山草
甸土的分布也不廣泛,主要是山地灌叢草原土,這是高原半乾旱氣候條件下 的一種草原型土壤。農牧並舉、因地制宜、有所側重是這里土壤利用的基本 特點和方向。
(7)羌塘高原土壤地區:主要分布著發育較原始的高山草原土。本區農
業發展前途不大,歷來是純牧區。區內不少地方土壤質地粗疏而含礫石多, 雖然其上草質尚可,但水源短缺而難利用。
(8)藏西北土壤地區:包括阿里北部及昆侖山區。阿里寬谷盆地有亞高
山荒漠土,昆侖山區高原面上廣布著高山漠土,周圍山地為高山荒漠草原土 及寒漠土。昆侖山北翼則以山地棕漠土和山地棕鈣土占優勢。本區僅西南部 谷地有少量農作,大部分地區為牧區,還有條件惡劣難以利用的草場。
(9)喜馬拉雅南側土壤地區:具有多種山地森林土壤類型,在雅魯藏布 江下游谷地,海拔較低,是磚紅壤和紅壤分布區,向上依次分布 7—8 種土壤。 本區土壤主要用於林業,受地形的限制,墾殖面積很小,亦易引起水土流失。

四、廣布的高山土壤
高山土壤是指森林郁閉線以上或無林高山帶的土壤,主要包括寒漠土、 高山草甸土、高山草原土和高山漠土等。其中高山草甸土是半濕潤草甸類型 的土壤,高山草原土是半乾旱草原類型的土壤,高山漠土是乾旱及半乾旱荒 漠類型的土壤,寒漠土則是一種原始石質類型的土壤。高山土壤在整個青藏高原的分布極為廣泛。 寒漠土是脫離冰期最晚、成土年齡最年輕的一種土壤,主要分布在海拔5,000 多米以上的高山最上部。這些地方終年嚴寒而風大,僅能生長一些地 衣和特殊的高寒座墊植物,生長極稀疏。土壤分布不連續,只能看到岩隙石 縫中充填的土粒。
高山草甸土分布在森林郁閉線以上的高山帶、亞高山帶或無林的高原 面,生長蒿草及雜類草草甸,每年夏季開出各色花朵,絢麗多采。高山草甸 土剖面分化清晰,表層根系交織、盤根錯節,形成很好的草皮層。這種草皮 層似毛氈、軟韌而富有彈性,人走在上面猶如踏上鋪展著的巨大地毯。草層 草質柔細,是良好的牧場。高山草甸土土體呈淺棕色、腐殖質含量較高,但 由於氣溫低,所以土壤養分的有效性並不高。部分海拔較低的亞高山草甸土 也可墾為旱作農地,但霜害重,需採取措施才能使作物獲得穩產。高山草原土分布的地區乾旱而多風,土壤表面植被覆蓋稀疏,
蓋度一般 30—50%,地表往往遍布小礫石、碎石、甚至浮砂,土壤機械組成 多礫質砂壤。土體比較乾燥,一般沒有草皮層,即使有也不連續成片,土壤 有機質含量亦不高。農業生產上是純牧業用地,只有少數海拔較低的背風向 陽的亞高山草原土可以發展灌溉農業。高山草原土因地表植被稀疏,所以往 往不能滿足放牧需要,倘若過度放牧,還可能引起草場退化。
高山漠土是在乾燥而寒冷的條件下形成的一種特殊土壤。土壤發育原始,地表龜裂,常有鹽斑。土層厚度一般不超過 50 厘米,土體中含有較多的 小碎石或礫石,細土物質愈往下層含量愈少。高山漠土利用比較困難,只有 在雨季局部低窪處有淡水蓄積時,才能供少量游牧羊群放牧。
青藏高原的高山土壤種類繁多,除上述基本類型外,還有很多過渡類型,條件各異,一年四季可以交替搭配使用,這是牧業利用的很好條件。目前高 山土壤的利用都還不夠充分,尚有一定的生產潛力。

五、山地森林土壤的特徵
青藏高原山地森林土壤分布在高原東南的濕潤或半濕潤地區,面積是有 限的。然而,山地森林土壤分布的地區是我國用材林的重要基地,因此特別 受到人們的注意。
青藏高原山地森林土壤包括山地棕壤、山地漂灰土以及山地黃棕壤、山
地黃壤等。 山地棕壤一般都位於山地的中下部,在山地森林土壤中是分布最廣泛的
一種土壤類型。它在山地各種土壤的垂直分布中所佔的幅度也最寬,即為垂 直帶的優勢分帶。山地棕壤多發育在以雲
杉為主的多種類型的針闊混交林下或比較乾燥的暗針葉林下。一般都具有 3
—5 厘米厚的凋落物層,其下為腐殖質層,該層生物作用較強,粗腐殖質的 含量較大。腐殖質層的厚薄決定於凋落物層的分解程度,各地不一。土壤剖 面通體呈酸性反應。山地棕壤可用於林農。森林開采要防止水土流失,注意 更新,墾殖要協調好農林矛盾。若開墾為農田,可種植小麥、青稞等,一年 一熟,土壤養分供給還是比較充足的。
發育在冷杉林下的是山地漂灰土。冷杉林林下郁閉,生長杜鵑、箭竹, 地表有苔蘚層覆蓋。冷杉林內既冷又濕,土壤中有機質的分解十分緩慢。粗 腐殖質層一般有 10 厘米厚,這層以下有一層厚約 10 厘米的灰白色土層,在 森林十分郁閉、地表苔蘚層很發達的條件下,灰白色土層亦特別明顯。這一 層稱為漂灰層,漂灰土亦因此得名。這一層的二氧化硅含量特別高,而鐵和 鋁的含量卻明顯減少。近年研究表明,青藏高原漂灰土的發育受到歷史因素 的影響,即與它曾經處於海拔較低、氣候比較暖濕的環境有關。
棕壤以下的常綠闊葉林內還有山地黃壤。這是水熱條件改善,生物化學 風化和物質的淋溶淀積作用較強烈的結果。由於山地黃壤所處地形大多陡 峭,故土層薄、粗骨性強。山地棕壤和山地黃壤之間往往有一種過渡類型的 土壤,即山地黃棕壤。由於海拔的影響,在我國境內山地黃棕壤分布的范圍 比黃壤要大得多。山地黃壤和黃棕壤均有墾殖,但受地形影響,農田面積很 小,而且容易引起水土流失,開墾的農田一般均能一年兩熟。在峽谷地段, 熱量狀況雖有改善,但水分條件反而惡化,植被由山地森林變成乾旱灌叢, 土壤亦相應地由山地棕壤變成山地褐土。
六、土壤利用特點和改良
青藏高原土壤類型眾多,按照土壤對農、林、牧業的適宜性,大致可以 分成四類:第一類是適宜於農、林、牧業利用,而以農業為主的土壤,如山 地灌叢草原土、灌淤土、灰鈣土,一部分山地褐土和棕壤等;第二類是適宜 於牧業和局部可作農業利用的土壤,如亞高山灌叢草甸土;第三類是適宜於 放牧的土壤,主要是各類高山土壤;第四類是暫不適宜利用的土壤,包括各 類荒漠土壤和鹽鹼程度很高的土壤。各類土壤所佔比例很不一樣,按利用的 可能性來說,以西藏自治區為例,目前難以利用的土壤約佔五分之一,已利 用和可利用的一類約佔五分之四。其中,牧業利用占 65.3%,森林土壤占 11.6%,耕地佔 0.19%。可見,天然牧場面積很大,就整個高原而言, 也是草場多、耕地少、林地比重低的牧業地區。然而,另一方面,高原自然 條件復雜多樣,土壤利用在地區之間變化很大,垂直分異明顯,尤其以南部 和東部更突出。
根據土地利用現狀,青藏高原可以分成三個區,它們是:
(1)高寒牧業區:包括整個羌塘高原及青海玉樹、果洛兩個州的大部分 地區,以牧為主,牲畜秋肥冬瘦。羌塘北部及青南高原西部人口稀少,僅有 少數牧民進行游牧;羌塘南部及青海玉樹、果洛大部分地區,天然牧草的生 長期約 3 個月,植被稀疏、載畜量低、絕大部分地區是純牧區,以游牧為主。 少數地區定居游牧。牧業生產上的問題是草場利用管理粗放,冬場缺乏;阿 里地區河谷有少量種植業,其餘均以游牧為主。
(2)高原農牧交錯區:包括高原東南和東北的大部分地區,農牧交錯分 布,高山以牧業為主,農業分布在盆地和谷地中。本區牧業仍較重要,在農 區還飼養犏牛做耕畜,馬、騾、驢也較多。區內藏南谷地經濟較發達,人口 亦較密,平均每個勞動力有耕地近 6 畝,農作物絕大多數一年一熟。農業在 這里比較次要,草場面積有五千多萬畝,但載畜量遠超過羌塘。氣候高寒、 勞動力不足、肥料缺乏是限制農業產量的重要因素。橫斷山地農林牧業呈垂直分布,江河兩旁階地為農業,山腰為森林,高山上為牧場。農業以偏南河 谷為主,北部分布零星,大部分地區農作物以青稞為主、耕作較粗放。黃河 上游的牧區以氂牛最多,農墾歷史較晚,輪歇地較多。祁連山地和青海湖濱 種植作物以青稞為主,這里肥料缺乏,輪歇撩荒情況相當普遍,牧業以游牧 為主,一般實行季節輪牧。柴達木盆地原以牧業為主,但牲畜數量並不多, 這是因為廣大地區天旱缺草,有一些草場有草無水,還有一些沼澤沮洳,放 牧不便,而且夏季蚊蚋孳生。1954 年以後種植業有較大的發展,但由於氣候 乾旱,水源缺乏,盆地內可利用的土地中絕大部分適於牧用,僅少量為宜農 宜牧地。種植業的穩定發展有賴於開辟水源,發展灌溉和改良鹽鹼土。
(3)高原東南農林區:包括藏東南、川西和滇西北是南方農業向青藏高 原農牧業過渡的地區。河谷農業發達,牧業居次要地位,高山中部森林密布, 是我國第二大原始林區。區內藏東南天然森林密布、過成熟林多,採伐利用 尚少。農業零星分布於河谷兩岸及林間空地,一年可以兩熟。橫斷山地及岷 江上游土地利用的垂直差異很顯著,東南部河谷一年兩熟,玉米、小麥、水 稻為主要作物,高原特有的青稞較少;向北,春小麥及青稞比重增加,直至 以青稞為主。農業生產技術和產量水平亦以東南較高,向北則耕作粗放而產 量低。大部分山地均有天然森林,但在高山及高原上,則以牧業為主,林業 退居次要地位。
青藏高原各地區、不同土壤的利用改良措施是不同的。
青藏高原境內約有耕地 1700 萬畝,主要分布在青海東北部黃河、湟水 谷地、西藏雅魯藏布江中游以及藏東川西諸大江河流域較寬闊的谷地。現有 耕地土壤較普遍地存在著以下幾個主要問題:
(1)土壤水分不足。這與高原農區氣候偏於半乾旱和乾旱有關,因此,
不少地方全年均需灌溉,有的地方則需要補充灌溉,否則難以獲得較高而穩 定的產量。
(2)土壤耕作層中鉀的含量較高,而氮磷偏低。高原土壤的成土母質主
要是由含鉀礦物較多的各種沉積物組成,土壤中鉀含量稍多,而氮、磷含量 不足,難以滿足作物生長的正常需要。加上不少農區缺乏施肥的習慣,或僅 施入未腐熟的肥料,影響了作物的產量。
(3)土壤風蝕嚴重,質地偏粗,易漏水漏肥。由於風多且大,常常吹走
地表細土物質,表層土壤質地變粗,熟化層漸薄。這樣既不利於作物根系生 長,也影響作物吸收土壤中的養分和水分。此外,部分地區土壤有鹽漬化現 象,土壤含鹽量偏大,因此,必須因地制宜採取調劑質地、合理灌溉、廣辟 肥源、適當深耕、合理輪作等項措施進行改良。其中廣辟肥源、增施肥料和 合理輪作,用地養地兩項具有普遍意義。
各地農家肥肥源多,但利用率低。如大量的牲畜糞多數用作燃料,人糞 尿基本未利用,至於綠肥,利用也不普遍。要改善土壤肥力狀況,必須注意 施用有機肥,改進漚肥方式,提高肥效。作物構成單一,幾乎 80—90%以上 都是青稞、小麥,這一作物構成不利於恢復地力。要改變這種狀況,必須根 據不同的農業自然條件調整作物結構和種植比例,也應當種植一定數量的綠 肥。
長期以來高山土壤,均為單一的畜牧業利用。1958—1960 年青海牧區曾 盲目開墾 573 萬畝,毀草種糧,大部無收,這是忽視生態規律的懲罰。對於 多數高山土壤而言,天寒風大,土層薄,含礫石多,不利於農作。除部分可
以農牧結合、條件較好的地方少量墾殖外,大多應以牧為主。當前生產上存 在的問題是,由於長期過度放牧,不僅使牧草生長力下降、甚至死亡,同時 土壤緊實度增加、結構破壞、土壤漸趨旱化。加之鼠類、旱獺對草皮和土壤 的破壞以及風、水的侵蝕,導致形成禿斑草場甚至砂礫灘,土壤生產力嚴重 下降,草畜矛盾日益突出。青藏高原上退化草場及鼠害、蟲害嚴重的草場面 積較大,每年因冬季缺草死於春乏的成畜也不少。實踐證明,高山土壤發展 牧業應以經營放牧草場為主,但同時宜輔以建立飼草飼養基地。因為單純依 靠天然草場發展畜牧業將是脆弱的和不穩定的,經不起稍嚴重的自然災害。 人工草場產草量高,對越冬保畜有重要作用。當然,要建好人工飼草飼料基 地必須改變目前粗放的經營狀況,解決生產管理和技術上的許多問題。在土 壤利用方面則尤其要注意防止土壤風蝕,避免引起砂礫化。此外,封山育草、 分區劃片輪牧也是恢復土壤生產力的有效措施。

Ⅸ 土壤性質具體怎樣解釋

土壤性質

(一)土壤吸附性

土壤中兩個最活躍的組分是土壤膠體和土壤微生物,它們對污染物在土壤中的遷移、轉化有重要作用。土壤膠體以其巨大的比表面積和帶電性,而使土壤具有吸附性。

1、土壤膠體的性質

1)土壤膠體具有巨大的比表面和表面能:比表面是單位重量(或體積)物質的表面積。定體積的物質被分割時,隨著顆粒數的增多,比表面也顯著地增大。物質的比表面越大,表面能也就越大。

2)土壤膠體的電性:土壤膠體微粒具有雙電層,微粒的內部稱微粒核,一般帶負電荷,形成一個負離子(即決定電位離子層)其外部由於電性吸引,而形成一個正離子(又稱反離子層,包括非活動性離子層和擴散層),即合稱為雙電層。

3)土壤膠體的凝聚性和分散性:由於膠體的比表面和表面能都很大,為了減小表面能膠體具有相互吸引,凝聚的趨勢,這就是膠體的凝聚性。但是在土壤溶液中,膠體常帶負電荷,即具有負的電動電位,所以膠體微粒又因相同而相互排斥,電動電位越高,相互排斥力越強,膠體微粒呈現出的分散性也越強。

影響土壤凝聚性能的主要因素是土壤膠體的電動電位和擴散層厚度,例如土壤溶液中陽離子增多,由於土壤膠體表面負電荷被中和,從而較強土壤的凝聚。此外,土壤溶液中電解質濃度、pH值也將影響其凝聚性能。

2、土壤膠體的離子交換吸附

在土壤膠體雙電層擴散層中,補償離子可以和溶液中相同電荷的離子價為依據作等價交換,稱為離子交換(或代換)。離子交換作用包括陽離子吸附作用和陰離子交換吸附作用。

每千克干土中所含全部陽離子總量,稱為陽離子交換量。土壤的可交換性陽離子有兩類:一類是致酸離子,包括H+和Al3+;另一類是鹽基離子,包括Ca2+、Mg2+、K+、Na+、NH4+等。當土壤膠體上吸附的陽離子均為鹽基離子,且已達到吸附飽和時的土壤,稱為鹽基飽和土壤,否則,這種土壤為鹽基不飽和土壤。在土壤交換性陽離子中鹽基離子所佔的百分數稱為土壤鹽基飽和度。它與土壤母質、氣候等因素有關。

3、土壤酸鹼性

由於土壤是一個復雜的體系,其中存在著各種化學和生物化學反應,因而使土壤表現出不同的酸鹼性。

我國土壤的pH大多在4.5~8.5范圍內,並有由南向北pH值遞增的規律性,長江(北緯330)以南的土壤多為酸性和強酸性,如華南、西南地區廣泛分布的紅壤、黃壤;pH值大多數在4.5~5.5之間,有少數低至3.6~3.8;華中華東地區的紅壤,pH值在5.5~6.5之間;長江以北的土壤多為中性或鹼性,如華北、西北的土壤大多含CaCO3,pH值在7.5~8.5之間,少數強鹼性的pH值高達10.5。

1)土壤酸度

根據土壤中H+離子的存在方式,土壤酸度可分為兩大類:

(1)活性酸度:土壤的活性酸度是土壤溶液中氫離子濃度的直接反映,又稱有效酸度,通常用pH表示。

土壤溶液中氫離子的來源,主要是土壤中CO2溶於水形成的碳酸和有機物質分解產生的有機酸,以及土壤中礦物質氧化產生的無機酸,還有施用肥料中殘留的無機酸,如硝酸、硫酸和磷酸等。此外,由於大氣污染形成的大氣酸沉降,也會使土壤酸化,所以它也是土壤活性酸度的一個重要來源。

(2)潛性酸度:土壤潛性酸度的來源是土壤膠體吸附的可代換性H+和Al3+。當這些離子處於吸附狀態時,是不顯酸性的,但當它們通過離子交換作用進入土壤溶液之後,可增加土壤的H+濃度,使土壤pH值降低。只有鹽基不飽和土壤才有潛性酸度,其大小與土壤代換量和鹽基飽和度有關。

根據測定土壤潛性酸度所用的提取液,可以把潛性酸度分為代換性酸度和水解酸度。

用過量中性鹽(如NaCl或KCl)溶液淋洗土壤,溶液中金屬離子與土壤中H+和Al3+發生離子交換作用,而表現出的酸度,稱為代換性酸度。由土壤礦物質膠體釋放出的氫離子是很少的,只有土壤腐殖質中的腐殖酸才可產生較多的氫離子。

近代研究已經確認,代換性Al3+是礦物質土壤中潛性酸度的主要來源。例如,紅壤的潛性酸度95%以上是由代換性Al3+產生的。

用弱酸強鹼鹽(如醋酸鈉)淋洗土壤,溶液中金屬離子可以將土壤膠體吸附的H+、Al3+代換出來,同時生成某弱酸(醋酸)。此時,測定出的該弱酸的酸度稱為水解性酸度。

水解性酸度一般比代換性酸度高。由於中性鹽所測出的代換性酸度只是水解性酸度的一部分,當土壤溶液在鹼性增大時,土壤膠體上吸附的H+較多被代換出來,所以水解酸度較大。但在紅壤和灰化土中,由於膠體中氫氧根離子中和醋酸,且對醋酸分子有吸附作用,因此,水解性酸度接近於或低於代換性酸度。

(3)活性酸度與潛性酸度的關系:土壤的活性酸度與潛性酸度是同一個平衡體系的兩種酸度。二者可以相互轉化,在一定條件下處於暫時平衡狀態。土壤活性酸度是土壤酸度的根本起點和現實表現。土壤膠體是H+和Al3+的儲存庫,潛性酸度則是活性酸度的儲備。土壤的潛性酸度往往比活性酸度大得多,相差達幾個數量級。

2)土壤鹼度

土壤溶液中OH -離子的主要來源是碳酸根和碳酸氫根的鹼金屬(Ca、Mg)的鹽類。碳酸鹽鹼度和重碳酸鹽度的總稱為總鹼度。不同溶解度的碳酸鹽和重碳酸鹽對土壤鹼性的貢獻不同,CaCO3和MgCO3的溶解度很小,故富含CaCO3和MgCO3的石灰性土壤呈弱鹼性(pH在7.5~8.5);Na2CO3、NaHCO3及Ca(HCO3)2 等都是水溶性鹽類,可以出現在土壤溶液中,使土壤溶液中的鹼度很高,從土壤pH來看,含Na2CO3的土壤,其pH值一般較高,可達10以上,而含NaHCO3及Ca(HCO3)2的土壤,其pH值常在7.5~8.5,鹼性較弱。

當土壤膠體上吸附的Na+、K+、Mg2+(主要是Na+)等離子的飽和度增加到一定程度時會引起交換性陽離子的水解作用。結果在土壤溶液中產生NaOH,使土壤呈鹼性。此時Na+離子飽和度亦稱土壤鹼化度。膠體上吸附的鹽基離子不同,對土壤pH值或土壤鹼度的影響也不同。

3)土壤的緩沖性能

土壤緩沖性能是指具有緩和酸鹼度發生劇烈變化的能力,它可以保持土壤反應的相對穩定,為植物生長和土壤生物的活動創造比較穩定的生活環境,所以土壤的緩沖性能是土壤的重要性質之一。

(1)土壤溶液的緩沖作用:土壤溶液中含有碳酸、硅酸、磷酸、腐殖酸和其它有機酸等弱酸及其鹽類,構成一個良好的緩沖體系,對酸鹼具有緩沖作用。

(2)土壤膠體的緩沖作用:土壤膠體吸附有各種陽離子,其中鹽基離子和氫離子能分別對酸和鹼起緩沖作用。

土壤膠體的數量和鹽基代換量越大,土壤的緩沖性能就越強。因此,砂土摻粘土及施用各種有機肥料,都是提高土壤緩沖性能的有效措施。在代換量相等的條件下,鹽基飽和度愈高,土壤對酸的緩沖能力愈大;反之,鹽基飽和度愈低,土壤對鹼的緩沖能力愈大。

另外,鋁離子對鹼的也能起到緩沖作用。

(二)土壤氧化還原性

土壤中有許多有機和無機的氧化性和還原性物質,因而使土壤具有氧化還原特性。一般,土壤中主要的氧化劑有:氧氣、NO3-和高價金屬離子,如鐵(Ⅲ)、錳(Ⅳ)、釩(Ⅴ)、鈦(Ⅵ)等。主要的還原劑有:有機質和低價金屬離子。此外,土壤中植物的根系和土壤生物也是土壤發生氧化還原反應的重要參與者。

土壤氧化還原能力的大小可以用土壤的氧化還原電位來衡量。一般旱地土壤好氧化還原電位為+400~+700mV;水田的氧化還原電位在+300~-200 mV。根據土壤的氧化還原電位值可以確定土壤中有機物和無機物可能發生的氧化還原反應和環境行為。

Ⅹ 土壤分為哪幾種

土壤是地球岩石最表層經億萬年風化和生物活動所形成的物質。迄今為止,絕大多數作物都是在土壤上栽培。土壤是生物圈、岩石圈、大氣圈和水圈的交匯點。普通人常常認為土壤只是固體。其實,土壤由固體顆粒、土壤溶液和土壤空氣三部分組成。土壤由固體顆粒構成有大小孔隙的土壤結構,土壤水分(溶液)占據土壤的中小孔隙,土壤空氣占據土壤大孔隙。

土壤固體大顆粒稱為砂粒,中等粒徑的顆粒稱為粉粒,細小顆粒稱為粘粒。根據三種土粒含量不同,將土壤分為12類,其中較為典型的有三種:砂粒含量特別多的是砂土;粘粒含量特別多的是粘土;而砂粒、粉粒、粘粒三者比例相等的是壤土。壤土的土壤耕性最好,土壤水氣比例最易達到理想范圍,土壤溫度狀況也較易保持和調整,也就是說,壤土的土壤物理性質最理想。砂土往往氣多水少,溫度易偏高。粘土則水多氣少,溫度易偏低,緊實粘重。

土壤水氣比例對土壤氧化還原電位有影響。土壤氧化還原電位影響土壤中一些微量元素的有效性。水多氣少使土壤氧化還原電位降低,鐵、錳等離子大多還原為有效態,但也容易從土壤中淋失。

土壤礦質顆粒和有機質顆粒都帶負電,對土壤中的陽離子有吸附性。土壤粘粒所能吸附的鹽基陽離子總量稱為陽離子交換量,土壤粘粒上吸附的陽離子與土壤溶液中的陽離子不斷進行交換,達成動態平衡。施肥或通過其它途徑進入土壤溶液的養分陽離子大多先被土壤粘粒吸附,待植物根系吸收利用掉溶液中的養分陽離子時,被吸附的交換性陽離子再逐漸解吸釋放進入土壤溶液,補充被吸收的部分。養分由土壤到植物的機理當然比這樣簡單的描述要復雜得多。

陽離子交換量中鈣、鎂、鉀、鈉四種鹼性離子所佔陽離子交換量的百分比叫做鹽基飽和度。做鹽基飽和度較高的土壤肥力較高,土壤pH值也較高。

土壤pH值包括土壤活性酸度和潛在酸度。土壤活性酸度土壤溶液中表觀的H+活度,而潛在酸度與陽離子交換量(又稱土壤緩沖能力)有關。

現在越來越強調土壤管理的重要性。土壤管理主要涉及對土壤物理性質的保護,同時兼顧土壤化學性質,與土壤耕性、土壤肥力和防止土壤侵蝕有關。

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與土壤離子交換可分為兩類相關的資料

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