土壤膠體陽離子交換作用的特點

1. 土壤學如何考

二.土壤的本質特徵？肥力的四大因子？
答：土壤的本質特徵是土壤具有肥力；肥力的四大因子是水、肥（營養物質）汽、熱（環境）。
三.土壤組成如何？土壤學發展過程的三大學派？
答： 固體顆粒（38%）
固 相（50%）
土壤 有機物（12%）
氣相（50%）
粒間空隙（50%）
液相（50%）
土壤學發展過程的三大學派：1.農業化學學派。（提出礦質營養學說）。2.農業地質學派（19世紀後半葉）。3.土壤發生學派（提出土壤是在五大成土因素作用下形成的）。
四.岩石根據生成方式不同分為哪幾類？
答：分為岩漿岩、沉積岩和變質岩。
五.岩漿岩的分類方式如何？（生成方式、化學成分）
答：按含二氧化硅的多少分為（1）.酸性岩（二氧化硅含量大於65%）。（2）.中性鹽（二氧化硅含量在52%——65%）。（3）.基性岩（二氧化硅含量在45%——52%）。（4）.超基性岩（二氧化硅含量小於45%）。
由構造不同分為（1）.塊狀構造（2）.流紋構造（3）.氣孔構造（4）.杏仁構造。
六.岩石礦物對土壤有何影響？
答：（1）.影響土壤的質地；（2）.影響土壤的酸鹼性：（3）.影響土壤中的化學組成。
七.分別舉出常見的原生礦物以及次生礦物五六類.
答：原生礦物:長石類、角閃石和輝石、雲母類、石英、磷灰石、橄欖石; 次生礦物:方解石，高嶺石，蛇紋石。
八.舉出幾種常見的沉積岩及變質岩.
答:沉積岩:礫岩.砂岩.頁岩.石灰岩.白雲岩. 變質岩:板岩.千枚岩.片岩.片麻岩.大理岩.石灰岩.
二. 物理風化作用、化學風化作用、生物風化作用的作用方式分別是什麼？
答：物理風化：1.溫度作用或溫差效應2.結冰作用或冰劈作用3.風的作用4流水的作用.
化學風化：1.溶解作用2.水化作用3.水解和碳酸化作用4. 氧化作用5. 溶解作用.
生物風化：1.機械破壞作用(根劈作用)2.化學破壞作用(主要通過新陳代謝來完成).
三. 物理風化作用、化學風化作用、生物風化作用的最終結果如何？
答：物理風化：產生了與原岩石、礦物化學成分相同而粗細不等的碎屑物質覆蓋在岩石表面。
化學風化：1.形成可溶性鹽類，都是養料成分，為植物提供營養。2.形成了次生粘土礦物，在土壤肥力中作用巨大。3.形成了殘留礦物，如：石英在土壤中以粗大砂粒存在。
生物風化：為母質中增加了岩石和礦物中所沒有的N素和有機質。
四．影響風化作用的因素有哪些？
答：1.氣候條件.2. 礦物岩石的物理特性：礦物顆粒大小、硬度、解理和膠結程度.3. 礦物岩石的化學特性和結晶構造.
五．風化產物的地球化學類型、生態類型分別有哪些？
答：風化產物的地球化學類型: 1. 碎屑類型. 2. 鈣化類型. 3. 硅鋁化類型. 4. 富鋁化類型.
風化產物的生態類型:1. 硅質岩石風化物2. 長石質岩石風化物.3.鐵鎂質岩石風化物.4. 鈣質岩石風化物.
二.母質因素在成土過程中的作用？
答：母質是形成土壤的物質基礎，是土壤的骨架和礦物質的來源。主要表現是：
1．母質的機械組成影響土壤的機械組成。
2．母質的化學成分對土壤形成、性質和肥力均有顯著影響，是土壤中植物礦質元素（氮素除外）的最初來源。
三. 氣候因素在成土過程中的作用？
答：氣候決定著土壤形成過程中的水、熱條件，是直接影響到成土過程的強度和方向的基本因素。它（水分和熱量）對土壤形成的具體作用表現在：
1．直接參與母質的風化和物質的淋溶過程。2．控制著植物和微生物的生長。
3．影響著土壤有機質的累積和分解。4．決定著養料物質生物小循環的速度和范圍
四. 生物因素在成土過程中的作用？
答：在土壤形成過程中，生物對土壤肥力特性和土壤類型，具有獨特的創新作用。其影響及作用可歸納為：
1．創造了土壤氮素化合物，使母質或土壤中增添了氮素養料。
2．使母質中有限的礦質元素，發揮了無限的營養作用。
3．通過生物的吸收，把母質中分散狀態的養料元素，變成了相對集中狀態，使土壤的養料元素不斷富集起來。
4．由於生物的選擇吸收，原來存在於母質中的養料元素，通過生物小循環，更適合於植物生長需要，使土壤養分品質不斷改善。
五.地形因素在成土過程中的作用？
答：1．影響大氣作用中的水熱條件，使之發生重新分配。如坡地接受的陽光不同於平地，陰坡又不同於陽坡；地面水及地下水在坡地的移動也不同於平地，從而引起土壤水分、養分、沖刷、沉積等一系列變化。
2．影響母質的搬運和堆積。如山地坡度大，母質易受沖刷、故土層較薄；平原水流平緩、母質容易淤積、所以土層厚度較大；而洪積扇的一般規律則是頂端（即靠山口處）的母質較粗大、甚至有大礫石；末端（即與平原相接處）的母質較細，有時開始有分選。頂端坡度大、末端坡度小，以及不同部位的沉積物質粗細不同，亦會造成土壤肥力上的差異。

二.研究土壤剖面的意義
答：他不僅能夠反映土壤的特徵，而且還可以了解土壤的形成過程，發展方向和肥力特徵；為鑒別土壤類型，確定土壤名稱提供了科學依據。
三.說明下列符號的土壤學含義:
答：Bk為鈣積層 Bt為粘化層 Bca 鈣積層 C母質層 D母岩層 G潛育層 W瀦育層 T泥炭層;
Cc表示在母質層中有碳酸鹽的聚積層; Cs表示在母質層中有硫酸鹽的聚積層。
A—D 原始土壤類型；A—C 幼年土壤類型；A—B—C 發育完善的土壤類型。

二.問答題
1. 簡述土壤有機質的作用？
答： 土壤有機質是植物營養的重要來源，同時對土壤水、肥、氣、熱起重要的調節作用：
（1）植物營養的重要庫源；（2）提高土壤保水保肥能力和緩沖性能；（3）改善土壤物理性質；
（4）增強土壤微生物活動；（5）活化土壤中難溶性礦質養料；（6）刺激、促進植物的生長發育。
2. 富里酸（FA）與胡敏酸(HA)性質上的區別？
答：（1）溶解性：FA＞HA；（2）酸性：FA＞HA；（3）鹽：HA一價溶於水二三價不溶，F A全溶；.（4）分子組成：式量HA＞FA，HA含碳氮多，含氫氧少，FA相反；（5）顏色：HA深（又名黒腐酸），FA淺（又名黃腐酸）；（6）在土壤剖面中的遷移能力：FA強。
3. 有機殘體的碳氮比如何影響土壤有機物分解過程？
答：一般認為，微生物每吸收一份氮，還需吸收五份碳用於構成自身細胞，同時消耗20份碳作為生命活動的能量來源。所以，微生物分解活動所需有機質的C/N大致為25﹕1
當有機質地C/N接近25﹕1時，利於微生物的分解活動，分解較快，多餘的氮留給土壤，供植物吸收；
如果C/N大於25﹕1，有機質分解慢，同時與土壤爭氮；
C/N小於25﹕1，有利於有機質分解，並釋放大量的氮素。
4．土壤有機物分解的速度主要取決於哪兩個方面：
答：土壤有機物分解的速度主要取決於兩個方面；內因是植物凋落物的組成，外因是所處的環境條件。
①外界條件對有機質轉化的影響：外界條件通過對土壤微生物活動的制約，而影響有機質的轉化速度，這些外界因素主要有土壤水分、溫度、通氣狀況、土壤pH值，土壤粘力等。
②殘體的組成與狀況對有機質轉化的影響：有機殘體的物理狀態，化學組成，及碳氮比影響。
5．土壤有機質的腐殖化過程可分為幾個階段：
答：①第一階段（原始材料構成階段）：微生物將有機殘體分解並轉化為簡單的有機化合物，一部分經礦質化作用轉化為最終產物（二氧化碳、硫化氫、氨等）。其中有芳香族化合物（多元酚）、含氮化合物（氨基酸或肽）和糖類等物質。
②第二階段（合成腐殖質階段）：在微生物作用下，各組成成分，主要是芳香族物質和含氮化合物，縮合成腐殖質單體分子。在這個過程中，微生物起著重要作用，首先是由許多微生物群分泌的酚氧化酶，將多元酚氧化成醌，然後醌再與含氮化合物縮合成腐殖質。
6．土壤有機質的類型及來源：
答：一、土壤有機質的類型： 進入土壤中的有機質一般呈現三種狀態：
①基本上保持動植物殘體原有狀態，其中有機質尚未分解；
②動植物殘體己被分解，原始狀態已不復辨認的腐爛物質，稱為半分解有機殘余物；
③在微生物作用下，有機質經過分解再合成，形成一種褐色或暗褐色的高分子膠體物質，稱為腐殖質。腐殖質是有機
質的主要成分，可以改良土壤理化性質，是土壤肥力的重要標志。
二、土壤有機質的來源：
①動植物和微生物殘體； ②動植物和微生物的代謝產物； ③人工施入土壤的有機肥料。
7．土壤微生物在土壤中的作用：
答：土壤微生物對土壤性質和肥力的形成和發展都有重要的影響。
1．參與土壤形成作用： 2促進土壤中營養物質的轉化： 3增加生物熱能，有利調節土壤溫度：
4．產生代謝產物，刺激植物的生長：5．產生酶促作用，促進土壤肥力的提高：
8．土壤微生物分布的特點：
答：①物分布在土壤礦物質和有機質顆粒的表面。 ②植物根系周圍存在著種類繁多的微生物類群。
③物在土體中具有垂直分布的特點 。 ④微生物具有與土壤分布相適應的地帶性分布的特點 。
⑤壤微生物的分布具有多種共存、相互關聯的特點。
9．菌根菌的類型及特點：
答：菌根菌的類型：根據菌根菌與植物的共棲特點，菌根可分為外生菌根、內生菌根和周生菌根。
①外生菌根在林木幼根表面發育，菌絲包被在根外，只有少量菌絲穿透表皮細胞。
②內生菌根以草本最多。如蘭科植物具有典型內生菌根。
③周生菌根即內外生菌根。既可在根周圍形成菌鞘，又可侵入組織內部，這種菌根菌發育在林木根部。
特點：①菌根菌沒有嚴格的專一性；同一種樹木的菌根可以由不同的真菌形成。
②菌根對於林木營養的重要性，還在於它們能夠適應不良的土壤條件，為林木提供營養。
③在林業生產中，為了提高苗木的成活率和健壯率，使幼苗感染相適應的菌根真菌，是非常必要的。
④最簡單的接種方法，就是客土法，即選擇林木生長健壯的老林地土壤，移一部分到苗床或移植到樹穴中，促使苗木迅速形成菌根。
10．調節土壤有機質的途徑：
答：①增施有機肥料。 ②歸還植物（林木、花卉）凋落物於土壤。 ③種植地被植物、特別是可觀賞綠肥。
④用每年修剪樹木花草的枯枝落葉粉碎堆漚，或直接混入有機肥坑埋於樹下，有改土培肥的效果。
⑤通過澆水，翻土來調節土壤的濕度和溫度等，以達到調節有機質的累積和釋放的目的。

二，簡答題。
1土水勢的特點。
答：土壤中的水分受到各種力的作用，它和同樣條件（溫度和壓力等）下的純自由水的自由能的差值，用符號Ψ表示，所以，土水勢不是土壤水分勢能的絕對值，而是以純自由水作參比標準的差值，是一個相對值。
土水勢由:基質勢（Ψm） 溶質勢（Ψs） 重力勢（Ψg） 壓力勢（ΨP） 等分勢構成。
2土壤空氣特點。
答：a．二氧化碳的含量很高而氧氣含量稍低。二氧化碳超過大氣中的10倍左右，主要原因是由於土壤中植物根系和微生物進行呼吸以及有機質分解時，不斷消耗土壤空氣中的氧，放出二氧化碳，而土壤空氣和大氣進行交換的速度，還不能補充足夠的氧和排走大量的二氧化碳的緣故。
b.土壤空氣含有少量還原性氣體。在通氣不良情況下，土壤空氣中還含有少量的氫、硫化氫、甲烷等還原性氣體。這些氣體是土壤有機質在嫌氣分解下的產物，它積累到一定濃度時，對植物就會產生毒害作用。
c.土壤空氣水氣含量遠高於大氣。除表土層和乾旱季節外，土壤空氣經常處於水汽的飽和狀態。
d.土壤空氣組成不均勻。土壤空氣組成隨土壤深度而改變，土層越深，二氧化碳越多，氧氣越少。
3土壤氣體交換的方式有幾種？哪一種最重要？
答：有兩種方式：即氣體的整體流動和氣體的擴散，以氣體的擴散為主。
4土壤空氣對林木生長的影響。
答：土壤空氣影響著植物生長發育的整個過程，主要表現在以下幾方面：
（1）土壤空氣與根系發育（2）土壤空氣與種子萌發（3）土壤空氣與養分狀況（4）土壤空氣與植物病害
5土壤熱量的來源有哪些？
答：1、太陽輻射能 2、生物熱 3、地球的內能
6土壤熱量狀況對林木生長的影響？
答：土壤熱量狀況對植物生長發育的影響是很顯著的，植物生長發育過程，如發芽、生根、開花、結果等都只有在一定的臨界土溫之上才可能進行。
1.各種植物的種子發芽都要求一定的土壤溫度 2.植物根系生長在土壤中，所以與土溫的關系特別密切
3.適宜的土溫能促進植物營養生長和生殖生長 4.土壤溫度對微生物的影響
5.土溫對植物生長發育之所以有很大的影響，除了直接影響植物生命活動外，還對土壤肥力有巨大的影響
7土壤水汽擴散的特點。
答：土壤空氣中水分擴散速度遠小於大氣中水分擴散速率.
①土壤孔隙數量是一定的，其中孔隙一部分被液態水佔有，留給水汽擴散的空間就很有限。
②土壤中孔隙彎彎曲曲，大小不一，土壤過干過濕都不利於擴散（土壤濕度處於中等條件下最適宜擴散）
8土壤蒸發率（概念）的階段？
答：土壤蒸發率：單位時間從單位面積土壤上蒸發損失的水量。階段性：
a．大氣蒸發力控制階段（蒸發率不變階段） b．土壤導水率控制階段（蒸發率下降階段）
c．擴散控制階段（決定於擴散的速率）

二.簡答題
1.衡量土壤耕性好壞的標準是什麼?
答: 土壤宜耕性是指土壤的性能.
①耕作難易:耕作機具所受阻力的大小,反映出耕後難以的程度,直接影響勞動效率的高低.
②耕作質量:耕作後能否形成疏鬆平整,結構良好，適於植物生長的土壤條件.
③宜耕期的長短:土壤耕性好一般宜耕期長.
2.試論述團粒結構的肥力意義?
答: 1小水庫:團粒結構透水性好可接納大量降水和灌水,這些水分貯藏在毛管中.
2小肥料庫:具有團粒結構的土壤，通常有機質含量豐富,團粒結構表面為好氣作用，有利於有機質礦質化,釋放養分，團粒內部有利於腐殖質化,保存營養.
3空氣走廊:團粒之間孔隙較大，有利於空氣流通。
3.團粒結構形成的條件是什麼?
答:①大量施用有機肥 ②合理耕作 ③合理輪作 ④施用石膏或石灰 ⑤施用土壤結構改良劑
4.砂土,粘土,壤土的特點分別是什麼?
答:1.砂質土類:
①水→粒間孔隙大,毛管作用弱,透水性強而保水性弱,水汽易擴散,易干不易澇.
②氣→大孔隙多,通氣性好,一般不會積累還原性物質.
③熱→水少汽多,溫度容易上升,稱為熱性土,有利於早春植物播種.
④肥→養分含量少,保肥力弱,肥效快,肥勁猛,但不持久,易造成作物後期脫肥早衰.
⑤耕性→鬆散易耕,輕質土.
2.粘質土類:
①水→粒間孔隙小,毛管細而曲折,透水性差,易產生地表徑流,保水抗旱能力強,易澇不易旱.
②氣→小孔隙多,通氣性差,容易積累還原性物質.
③熱→水多汽少,熱容量大,溫度不易上升,稱為冷性土,對早春植物播種不利.
④肥→養分含量較豐富且保肥能力強,肥效緩慢,穩而持久,有利於禾穀類作物生長,籽實飽滿,早春低溫時,由於肥效緩慢易造成作物苗期缺素.
⑤耕性→耕性差, 粘著難耕,重質土.
3.壤質土類:土壤性質兼具砂質土,粘質土的優點,而克服了它們的缺點.耕性好,宜種廣,對水分有回潤能力,是理想的土壤類別.
5.影響陽離子凝聚能力強弱的因素?
答：土壤膠體通常有負電荷，帶負電的土壤膠粒，在陽離子的作用下，發生相互凝聚。
a高價離子凝聚能力大於低價離子。
b水化半徑大的離子凝聚能力弱，反之較強（離子半徑愈小，水化半徑愈大）
c增加介質中電解質濃度也可以。以及有機質，簡單無機膠體。
d比表面積越大凝聚能力越強。

一.影響陽離子交換能力的因素:
答:①電荷電價有關 ②離子半徑及水化程度 ③離子濃度 ④土壤pH值 ⑤T的高低
二.影響陽離子交換量的因素:
答:①質地(土壤質地越粘重,含粘粒越多,交換量越大) ②腐殖質,含量↑,交換量↑
③無機膠體的種類,粘粒的硅鐵鋁率↑,交換量↑(腐>蒙>伊>高>非晶質含水氧化物) ④土壤酸鹼性
三.陽離子交換作用的特徵:
答: 特徵：a可逆反應 b等價離子交換 c反應受質量作用定律支配
四.土壤吸收養分作用方式有幾種?
答:①土壤離子代換吸收作用（即，物理化學吸收作用）:對離子態物質的保持。
②土壤機械吸收作用:對懸浮物質的保持。是指疏鬆多孔的土壤能對進入其中的一些團體物質,進行機械阻留。
③土壤物理吸附作用:對分子態物質的保持。是指土壤對可溶性物質中的分子態物質的保持能力。
④土壤吸附作用:對可溶性物質的沉澱保持。是指由於化學作用，土壤可溶性養分被土壤中某些成分所沉澱，保存於土中。
⑤生物吸附作用:植物和土壤微生物對養分具有選擇吸收的能力。從而把養分吸收，固定下來，免於流失。
五.土壤膠體的類型（按成分及來源）有哪些?
答：成分: ①無機膠體(各種粘土礦物) ②有機膠體(腐殖質) ③有機無機復合體(存在的主要方式)
來源：
一.影響陽離子交換能力的因素:
答:①電荷電價有關 ②離子半徑及水化程度 ③離子濃度 ④土壤pH值 ⑤T的高低
二.土壤陽離子交換量(CEC):在一定pH值時,土壤所能吸附和交換的陽離子的容量，用每Kg土壤的一價離子的厘摩爾數表示,即Cmol(+)/Kg.(pH為7的中性鹽溶液)
我國土壤陽離子交換量：由南→北，由西→東，逐漸升高的趨勢。
一種土壤陽離子交換量的大小,基本上代表分了該土壤保存養分的能力.即通常說的飽肥性的高低.交換量大的土壤,保存速效養能力大,反之則小.可作為土壤供肥蓄肥能力的指標.
三.影響陽離子交換量的因素:
答:①質地(土壤質地越粘重,含粘粒越多,交換量越大)②腐殖質,含量↑,交換量↑③無機膠體的種類,粘粒的硅鐵鋁率↑,交換量↑(腐>蒙>伊>高>非晶質含水氧化物)④土壤酸鹼性⑤
四.土壤鹽基飽和度(BSP):交換性鹽基離子佔全部交換性陽離子的百分率.
我國土壤鹽基飽和度:南→北↑,西→東↓
五.交換性陽離子的有效度:
答: 1根系←→溶液←膠粒 離子交換 2根系←→膠粒 接觸交換
六.互補離子(陪伴離子):與某種交換性陽離子共存的其他交換性陽離子.
七.土壤吸收養分作用方式有幾種?
答:①土壤離子代換吸收作用（即，物理化學吸收作用）:對離子態物質的保持。
②土壤機械吸收作用:對懸浮物質的保持。是指疏鬆多孔的土壤能對進入其中的一些團體物質,進行機械阻留。
③土壤物理吸附作用:對分子態物質的保持。指土壤對可溶性物質中的分子態物質的保持能力。
④土壤吸附作用:對可溶性物質的沉澱保持。是指由於化學作用，土壤可溶性養分被土壤中某些成分所沉澱，保存於土中。
⑤生物吸附作用:植物和土壤微生物對養分具有選擇吸收的能力。從而把養分吸收，固定下來，免於流失。
八.粘土礦物的基本構造單元是什麼?
答：是硅氧四面體和鋁水八面體。

一.土壤酸性的形成:
1.土壤中氫離子的來源:①水的解離 ②碳酸的解離 ③有機酸的解離 ④無機酸 ⑤酸雨
2.土壤中鋁的活化。
二.土壤鹼性的形成機理（即土壤中OH根的來源）:土壤溶液中氫氧根的來源主要是鈣、鎂、鈉、碳酸鹽和重碳酸鹽以及土壤膠體表面吸附的交換性鈉水解的結果:
1.碳酸鈣水解 2.碳酸鈉水解 3.交換性鈉的水解
三.土壤酸度的指標:土壤酸性一方面是由土壤溶液中的氫離子引起的,另一方面也可以由被土壤膠體所吸附的致酸離子(氫,鋁)所引起.前者為活性酸,後者潛性酸.
酸性強度排列:潛性酸＞水解酸＞代換性酸＞活性酸
四.土壤鹼性的指標:指總鹼度和鹼化度（見名詞解釋）
五.土壤緩沖性產生的原因:
①土壤具有代換性,可以吸附H,K,Na等很多陽離子②土壤中存在許多弱酸及其鹽類,構成緩沖系統
③土壤中有許多兩性物質,可中和酸鹼 ④在酸性土壤中,Al離子能起緩沖作用.
六.土壤緩沖性的強弱指標及其影響因素:
強弱指標即緩沖量,影響因素有①粘粒礦物類型②粘粒的含量③有機質的影響
七. 土壤酸鹼性差異的原因:

八.石灰改良酸性土的作用?
①中和土壤酸性②增加土壤中鈣素營養，有利於微生物活動促進有機質分解③改良土壤結構
石灰用量=土壤體積×容重×陽離子交換量×(1－BSP) 單位:Kg/公頃

土壤計算題：
1.已知某田間持水量為26%,土壤容重為1.5,當土壤含水量為16%,如灌一畝地使0.5m深的土壤水分達到田間持水量,問灌多少水?
解：（26－16）%×1.5×667×0.5=50（m3/畝）

2.容重為1.2g/cm3的土壤，初始含水量為10%，田間持水量為30%，降雨10mm，全部入滲，可使多深土層達到田間持水量？
解：10%×1.2=12% 30%×1.2=36%
土層厚度=10/（36%－12%）=41.7mm

3.一容重為1g/ cm3的土壤，初始含水12%，田間持水量為30%，要使30cm厚的土層含水達到80%，需灌水多少？
解：12%×1=12% 30%×80%=24% 24%－12%=12%
12%×0.3×667=24 m3

4.某紅壤的pH值5.0，耕層土重2250000kg/hm2，含水量位20%，陽離子交換量10cmol/kg，BSP60%，計算pH=7時，中和活性酸和潛性酸的石灰用量。
解：2250000×20%×（10-5－10-7）=4.455molH+/hm2
4.455×56÷2=124.74g/hm2
2250000×10×1%×40%=90000mol H+/hm2
90000×56÷2=2520000g

5.一種石灰性土壤，其陽離子交換量為15 cmol（+）/kg，其中Ca2+佔80%，Mg2+佔15%，K+佔5%，則每畝（耕層土重15萬kg/畝）土壤耕層中Ca2+，Mg2+，K+的含量為多少？
解：150000×15×1%=22500mol
22500×80%÷2×40=360000g
22500×15%÷2×24=40500g
22500×5%×39=43875g

6.土壤容重為1.36t／立方米，則一畝（667平方米）地耕作層，厚0.165m的土壤重量是多少？該土壤耕層中，現有土壤含水量為5％，要求灌水後達到25％，則每畝灌水定額為多少？
解：667×0.165=110.055t 110.055÷1.36×(25－5)％=16.185立方米

2. 土壤膠體上的陽離子與土壤溶液中的發生陽離子交換反應中遵循的原則是什麼（電荷相等）

陽離子交換使土壤比較重要的性質之一,使土壤本身的特有屬性,主要原因就是土壤膠體的負電特性,其電荷分為可變電荷和固定電荷,當pH較低時（到達等電點時）,整個性質就會發生變化.陽離子交換,顧名思義,負電荷的土壤膠體表面吸附有一些可交換態的陽離子如K、Mg、Ca等,當污染物特別是重金屬類物質與土壤接觸時,由於其於土壤膠體表面基團具有更強的結合能力,從而取代部分正電性基團,但是陽離子交換過程並不穩定,屬於靜電作用,因此自身並不穩定,如上述內容所說,易受pH影響,低pH條件下容易被淋洗.同時由於其具有很強的水溶性,因此生物有效性較高,容易被動植物吸收而貯藏在體內,是土壤化學反應較為活躍的一部分,受土壤環境影響較大.吸附作用是一種泛稱,涉及內容較多,分配、離子交換、絡合等都包括在內,以有機質吸附為例,土壤環境中存在很多的有機污染物如農葯（有機氯、有機磷）、PAH、PCBs等,通過分配作用,這些污染物易與土壤中的腐殖質、植物殘體、黑炭等結合,這一過程既可以促進有機污染物的分解,也可以抑制該過程.例如一些污染物進入當碳粒內部,從而抑制微生物的降解,也就限制了污染物的降解,但是也有一部分可能絡合在碳顆粒表面,碳粒表層有較大的比表面積,提供了大量的微生物附著位點,為其降解提供了條件,本身也可以當做電子受體.這一問題應因具體環境而異,因污染物性質變化而異,環境是復雜的體系,具體結果如何完全看如何讀復雜過程進行解讀,現在很多過程還是無法解釋清楚的,我們目前位置的是控制條件,找出影響因素,因此並不是雖有條件都適用的.

3. 交換作用的土壤中陽離子的交換作用

土壤襲的陽離子交換性能是由土壤膠體表面性質所決定，由有機質的交換基與無機質的交換基所構成，前者主要是腐殖質酸，後者主要是粘土礦物。它們在土壤中互相結合著，形成了復雜的有機無機膠質復合體，所能吸收的陽離子總量包括交換性鹽基(K+、Na+、Ca++、Mg++)和水解性酸，兩者的總和即為陽離子交換量。其交換過程是土壤固相陽離子與溶液中陽離子起等量交換作用。

1、土壤陽離子交換量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。

2、這些最細小的顆粒叫做「膠體」。每一膠體帶凈負電荷。電荷是在其形成過程中產生的。它能夠吸引保持帶正電的顆粒
，就像磁鐵不同的兩極相互吸引一樣。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)。粘粒是土壤帶負電荷的組份。

3、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）
。有機質顆粒也帶有負電荷，吸引帶正電荷的陽離子。砂粒不起作用。

4、陽離子交換量（CEC)是指土壤保持和交換陽離子的能力，也有人將它稱之為土壤的保肥能力。

4. 請問下，土壤陽離子交換量和速效鉀之間有什麼關系，它們的高低是不是互相影響，謝謝

土壤陽離子交換量 cation exchange capacity 即CEC 是指土壤膠體所能吸附各種陽離子的總量，其數值以每千克土壤中含有各種陽離子的物質的量來表示，即mol/kg。 土壤陽離子交換量的測定方法有NH4Cl–NH4OAc法、Ca(OAc)2法和NaOAc法。
不同土壤的陽離子交換量不同，主要影響因素：a,土壤膠體類型，不同類型的土壤膠體其陽離子交換量差異較大，例如，有機膠體>蒙脫石>水化雲母>高嶺石>含水氧化鐵、鋁。b,土壤質地越細，其陽離子交換量越高。c,對於實際的土壤而言，土壤黏土礦物的SiO2/R2O3比率越高，其交換量就越大。d,土壤溶液pH值，因為土壤膠體微粒表面的羥基（OH）的解離受介質pH值的影響，當介質pH值降低時，土壤膠體微粒表面所負電荷也減少，其陽離子交換量也降低；反之就增大。土壤陽離子交換量是影響土壤緩沖能力高低，也是評價土壤保肥能力、改良土壤和合理施肥的重要依據。
通常土壤中存在水溶性鉀，因為這部分鉀能很快地被植物吸收利用，故稱為速效鉀。
土壤陽離子交換量和速效鉀之間沒有絕對的對應關系，土壤溶液中陽離子能被土壤膠體吸附，土壤膠體吸附的陽離子也能進入土壤溶液，但由於鉀離子化學性質活躍，土壤溶液中鉀離子太高，往往破壞土壤膠體，造成土壤陽離子交換量下降，這是偏施化肥造成土壤板結的原因之一。土壤陽離子交換量高，土壤速效鉀比較適宜和穩定。

5. 土壤膠體的土壤吸收性能

土壤的吸收性能是指土壤能吸收、保留土壤溶液中的分子和離子，懸浮液中的懸浮顆粒、氣體及微生物的能力。
土壤的吸收性能對土壤肥力和性質有非常重要的作用。
a：土壤的吸收性能與土壤保肥、供肥性關系密切
因為土壤具有吸收性能，所以我們施用的肥料（無論是無機的還是有機的，無論是固體的、液體的還是氣體的）都能長久的保存在土壤中，而且隨時能釋放出來供植物吸收利用。
b：土壤的吸收性能能影響到土壤的酸鹼性以及緩沖性等化學性質
c：土壤的吸收性能能直接或間接地影響到土壤的結構性、物理機械性、水熱狀況等。 按照吸收性能產生的機制，土壤吸收性能分為以下幾種類型：
a.土壤機械吸收性：土壤對物體的機械阻留，土壤機械吸收性能的大小主要取決於土壤的孔隙狀況。孔隙過粗，阻留物少，孔隙過細，會造成阻留物下滲困難，容易形成地面徑流和土壤沖刷。
b.土壤物理吸收性能：指土壤對分子態物質的保存能力包括：
（1）正吸咐：養分集聚在土壤膠體的表面，膠體表面養分的濃度比溶液中大。
（2）負吸咐：土壤膠體表面吸咐的物質較少，膠體表面的養分濃度比溶液中低。
c.土壤的化學吸收性能：易溶性鹽在土壤中轉變成難溶性鹽而沉澱、保存在土壤中的過程，這一過程是以純化學反應為基礎的，稱為化學吸收，比如可溶性的磷酸鹽，在土壤中與Ca2+ 、Mg2+、Fe2+、Al3+等，發生化學反應生成難溶性的磷酸鈣，磷酸鎂、磷酸鐵、磷酸鋁。化學吸收性能雖然能使易溶性養分保存下來，減少流失，但同時也降低了這些養分對植物的有效性，所以在生產上要盡量避免有效養分的化學固定的產生，但化學吸收也有一些好處，比如H2S、Fe2+對水稻根系有毒害作用，但是在水田嫌氣條件下H2S+Fe2+→FeS↓降低它們的毒害作用。
d.土壤的物理化學吸收性能：土壤對可溶性物質中的離子態養分的保持能力；由於土壤膠體帶正電荷和負電荷，能吸咐土壤溶液中電性相反的離子，被吸咐的離子還能與土壤溶性中的同電性的離子發生交換而達到動態平衡，這一過程以物理吸咐力基礎，但又表現出化學反應的某些特徵，所以稱為土壤的物理化學吸咐性能或土壤的離子交換作用。
f.生物吸收性能：是土壤中植物根和微生物對營養物質的吸收，它具有選擇性和創造性，同時能累積和集中養分。
上述幾種土壤吸收性能並不是孤立存在的，而且相互聯系，相互影響的，在這幾種土壤吸收性能中對土壤的供肥性和保肥性貢獻最大的是土壤的物理化學吸收性能。 土壤的物理化學性能其實質就是土壤的離子交換作用包括：
（1）土壤的陽離子交換：帶負電荷的土壤膠體所吸咐的陽離子與土壤溶液中的陽離子發生交換而達到動態平衡的過程。
（2）土壤的陰離子交換：帶正電荷的土壤膠體所吸咐的陰離子與土壤溶液中的陰離子發生交換而達到動態平衡的過程。
1.土壤的陽離子交換作用：
通常土壤所帶負電荷的數量遠比正電荷多，土壤膠體表面的負電荷能吸咐土壤溶液中的陽離子以中的電性，被吸咐的陽離子在一定的條件下也能被土壤溶液中其它的陽離子交換下來→土壤的陽離子交換作用。
比如土壤膠體上原來吸咐有Ca2+，當我們施用K2SO4後，Ca2+就能被K+交換下來而進入土壤溶液。
土壤溶液中的離子轉移到土壤膠體上→吸咐
土壤膠體上吸咐的離子轉移到土壤溶液→解吸
A.土壤陽離子交換作用的特點：
a.可逆反應：也就是說已吸咐在土壤膠體上的陽離子當土壤溶液的組成和濃度發生改變時，完全可以被其它的陽離子代換下來而進入土壤溶液，這一點在植物營養上有很重要的作用，它使被吸咐的離子並不會失去對植物的有效性，植物對養分的吸收主要是吸收土壤溶液的養分，土壤膠體表面的養分絕大部分需要轉移到土壤溶液中才能被吸收，由於陽離子交換反應是可逆反應，使得被吸咐的陽離子，完全可以被其它的陽離子交換下來，重新進入土壤溶液供植物吸收利用，所以被吸咐的陽離子並沒有失去對植物的有效性。
b.等當量交換：也就是說一個Ca2+可交換兩個K+，1molFe3+可交換3molK+或Na+。
c.符合質量作用定律
d.反應迅速，能迅速達到平衡
B.土壤的陽離子交換能力
指一種陽離子將土壤膠體上的另外一種陽離子交換下來的能力。
影響土壤陽離子交換能力的因素主要有以下幾個方面：
a.電荷數量：根據庫侖定律，離子電荷價越高，受膠體的吸咐能力越大，交換能力越大，所以M3+>M2+>M+。
b.離子半徑和水合半徑：對於同價的離子，離子半徑越大，水合半徑越小，交換能力越強：
Fe3+>Al3+>H+>Ca2+>Mg2+>NH4+>K+>Na+
在這一系列中，H+是例外，H+的交換能力>Ca2+、Mg2+，因為H+的半徑小，水化程度也弱，運動速度快，所以交換能力強，所以離子的運動速度也是影響離子交換能力的一個因素。
c.離子濃度，因為離子交換受質量作用定律支配，所以對交換能力弱的陽離子，增加它的濃度，也可以交換那些交換能力強的陽離子。
C.土壤的陽離子交換量：（CEC）
通常是指在一定的pH條件下，1kg干土所能吸咐的全部交換性陽離子的厘摩爾數，單位：Cmol/kg。
影響土壤陽離子交換量的因素：
a.膠體的類型：不同的土壤膠體所帶負電荷的數量不同，陽離子交換量也不同
負電荷數量：腐殖質>蛭石>蒙脫石>伊利石>高嶺石。
陽離子交換量：腐殖質>蛭石>蒙脫石>伊利石>高嶺石
b.土壤質地：質地越粘重，粘粒越多，CEC越大，另外含OM高的土壤，CEC也比較大。
c.土壤pH：pH會影響到可變負電荷的數量，從而影響到土壤的陽離子交換量，pH上升可以增加土壤可變負電荷的數量，從而使土壤陽離子交換量增加。
土壤的陽離子交換量，基本上代表了土壤能夠吸咐陽離子的數量，也就是土壤的保肥能力。
D.土壤的鹽基飽和度
土壤膠體上吸咐陽離子基本上可分為兩類：
當土壤膠體上吸咐的陽離子，全部是鹽基離子時，土壤呈現鹽基飽和狀態，這種土壤稱鹽基飽和土壤；當土壤膠體上吸咐的陽離子，一部分是鹽基離子，另一部分是致酸離子時，土壤呈現鹽基不飽和狀態，這種土壤稱為鹽基不飽和土壤。
土壤鹽基飽和的程度，一般用鹽基飽和度來表示，它指的是交換性鹽基離子占陽離子交換量的百分率。
鹽基飽和度的作用：
a.可以反映土壤的酸鹼性：鹽基飽和度的高低實際上也就反映出了致酸離子含量的高低，所以能反應出土壤的酸鹼性：
北方土壤：鹽基飽和度大，土壤pH較高
南方土壤：鹽基飽和度低，土壤pH低
b.判斷土壤肥力水平
鹽基飽和度>80%→肥沃土壤，50—80%→中等肥力水平，<50%肥力水平較低。
E.交換性陽離子的有效度
土壤膠體表面吸咐的離子，可以通過離子交換進入土壤溶液供植物吸收利用，所以被土壤膠體吸咐的陽離子，不會失去對植物的有效性，但是被土壤膠體吸咐的陽離子的有效度，並非在任何條件下都完全相同，從土壤角度講影響交換性陽離子有效度的因素主要有以下一些方面：
a.離子飽和度（土壤膠體上吸咐的某一種離子的總量占土壤陽離子交換量的百分率）
植物對養分的吸收雖然可以通過根系與土壤膠體之間接觸代換而被吸收，但是通過接觸代換而吸收的養分數量很少，植物主要還是吸收土壤溶液中的養分，也就是說土壤膠體上吸咐的陽離子，必須要解吸到土壤溶液中才能被吸收利用。
土壤膠體上某種離子的飽和度越大，被解吸的機會越大，該離子的有效度越大，所以交換性陽離子的有效度不僅僅與該種離子的絕對數量有關，更主要的還取決於該種離子的飽和度：
雖然交換性Ca2+的絕對數是乙土壤>甲土壤，但是Ca2+的飽和度甲土壤>乙土壤，所以Ca2+的有效度，甲土壤>乙土壤。
所以施肥要相對集中施用，增加離子飽和度，能提高肥效。
b.陪補離子效應
土壤膠體上同時吸咐著多種離子，對於其中任何一種離子來講，其它的各種離子都是它的陪補離子。比如土壤膠體上吸咐有K+、Ca2+、NH4+、Na+那麼K+的陪伴離子就是Ca2+、NH4+、Na+。NH4+的陪伴離子就是K+、Ca2+、Na+。
某一種交換性陽離子的有效度，與陪補離子的種類關系密切，一般來講陪補離子與土壤膠體之間的吸咐力越大，越能提高被陪離子的有效度。
比如：假如K+的陪補離子是Ca2+，由於Ca2+與土壤膠體之間的吸咐力>K+，所以K+容易被交換下來，從而提高K+的有效度。
如果K+的陪補離子是Na+，由於Na+與土壤膠體間的吸咐力<K+，K+不易被交換下而降低K+的有效度。
c.粘土礦物的類型
不同的粘土礦物由於晶體構造不同，吸咐陽離子的牢固程度也不同，在一定的鹽基飽和度范圍內，蒙脫石類粘土礦物吸咐的陽離子，一般位於晶層之間，吸咐比較牢固，有效度相對較低，而高嶺石類粘土礦物吸咐的陽離子一般位於晶體外表面，吸咐力弱，有效度相對較高。
2.土壤對陰離子的交換吸咐
A.土壤對陰離子的靜電吸咐（非專性吸咐）
土壤膠體雖然以帶負電荷為主，但是在某些特定條件下土壤膠體也可帶正電荷。
比如Fe，Al，氧化物在酸性條件下的解離，能帶正電荷：pH<4.8,Al2O3.3H2O→Al(OH)2++2H+.
又比如高嶺石在酸性條件下表面—OH的解出，能帶正電荷。
腐殖質分子中R—NH2的質子化能帶正電荷：
R—NH2+H+→RNH3+
這樣這些帶正電荷的土壤膠體就能通過靜電引力而吸咐陰離子，這種通過靜電引力而對陰離子產生的吸咐我們稱為土壤對陰離子的非專性吸咐，被吸咐的陰離子，可被其它的陰離子所代換，屬交換性的陰離子。
影響陰離子非專性吸咐的因素，主要有以下兩個方面：
a.陰離子的種類：一般陰離子的價數越多，吸咐力越強；在同價陰離子中，水含半徑小的離子吸咐力強。
F－>草酸根>檸檬酸根>H2PO4－>HCO3－>H2BO3－>CH3COO－>SO42－>Cl－>NO3－
b.帶正電荷土壤膠體的種類：
一般來講帶正電荷的土壤膠體主要是Fe、 Al、 Mn的氧化物，所以含Fe、 Al、Mn的氧化物高的強酸性土壤容易產生陰離子的非專性吸咐。
B.土壤膠體對陰離子的專性吸咐

6. 腐植酸是什麼東西有什麼作用

植酸多種功能的綜合作用

1、腐植酸是具有吸水、蓄水功能的有機膠體物質

腐植酸陽離子交換量大，有較強的吸附緩沖性和螯合能力，可提高土壤中的養分利用率，緩沖酸鹼危害等作用。腐植酸是有機大分子膠體，具有很強的吸水、蓄水功能，粘土顆粒吸水率一般為50%-60%，而腐植酸類物質的吸水率可達500%-600%，所以，使用腐植酸類肥料有利於改善土壤水分狀況。

2、腐植酸能改善土壤結構

決定土壤肥力的是有機—無機復合體，無機礦物質膠體一般在土壤中含量高達95%以上，對土壤基礎肥料有一定影響，且不可通過人工措施改變，有機膠體即腐殖酸類物質，一般僅佔有機—無機復合體的5%左右，但他卻又與礦物膠體同等重要的作用，且可採取人工措施調控，施用有機肥料，使用腐殖酸類土壤改良劑和土壤改良肥料，增加土壤內腐殖質酸類含量，施腐殖酸成為土壤團粒結構形成的粘接劑，提高了土壤有機—無機復合度，增加了土壤大粒徑水穩性團聚體，使土壤結構得到改善，所以說，施用腐殖酸類肥料，能有效改良各種土壤的物理結構，因此，人們稱腐植酸是優質的土壤改良劑。

3、葉面噴施腐植酸液肥，能降低氣孔導度，減少水分蒸騰和損耗

據試驗小麥噴施黃腐酸，小麥葉面氣孔導度比對照降低了33.7%。河南農科院研究，小麥噴施黃腐酸，不僅葉面氣孔導度降低，還能使小麥氣孔開張度縮小和氣孔關閉，同時還為小麥提供了養分。

4、腐植酸能刺激作物根系生長，增強根系的吸水能力

腐植酸含有多種具有化學活性和生物活性的官能團，具有刺激作物生長發育的作用，可使種子早萌發、早出苗、早開花、早座果，同時還能增加根長、根量和根系活力，增強作物根系吸收養分和水分的能力。

5、腐植酸能增強植物自身生理調節功能，提高作物抗寒能力

施用腐植酸肥料，能增強土壤和植物體中酶的活性，調節作物生理代謝功能，增強作物對不利環境條件的適應性。

7. 酸性環境下，會對土壤陽離子交換量發生怎麼樣的改變，是變大變小

變小，酸性條件下土壤膠體表面的OH-被解離，膠體帶正電，可吸附的陽離子變少， 陽離子交換量也變小。

8. 土壤膠體中陽離子交換的本質

土壤陽離子交換量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回極細小的顆粒答。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」。每一膠體帶凈負電荷。電荷是在其形成過程中產生的。它能夠吸引保持帶正電的顆粒 ，就像磁鐵不同的兩極相互吸引一樣。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)。粘粒是土壤帶負電荷的組份。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） 。有機質顆粒也帶有負電荷，吸引帶正電荷的陽離子。砂粒不起作用。
陽離子交換量（CEC)是指土壤保持和交換陽離子的能力，也有人將它稱之為土壤的保肥能力。