1. 土壤阳离子交换作用有哪些特点
土壤阳离子交换是一个可逆的反应,可以迅速达到平衡,而且是等价离子交换,也服从质量作用定律。
2. 土壤离子交换
土壤中离子的交换作用
土壤中带负电荷胶粒吸附的阳离子与内土壤溶液中的阳离子进行容交换,称为阳离子交换 作用。
土壤阳离子交换的特点:
• 可逆反应并能迅速达到平衡
• 阳离子交换按当量关系进行
• 不同阳离子的代换力有大小差异(离子价数、原子序数、离子运动速度、质量作用定律)
25 阳离子交换量
每千克干土中所含全部阳离子总量,称阳离子交换量
影响因素:
(1)胶体的种类
蒙脱石>水化云母>高岭土;有机胶体最高
(2)溶液的pH值
pH值增加,土壤负电荷量随之增大,交换量增大
3. 土壤中阳离子的交换作用
土壤的阳离子交换性能,是指土壤溶液中的阳离子与土壤固相阳离子之间所进行的交换 作用,它是由土壤胶体表面性质所决定。土壤胶体是土壤中粘土矿物和腐殖酸以及相互结合形成的复杂有机矿质复合体,其吸收的阳离子包括钾、钠、钙、镁、铵、氢、铝等。土壤交换性能对植物营养和施肥有较大作用,它能调节土壤溶液的浓度,保持土壤溶液成分的多样性和平衡性,还可保持养分免于被雨水淋失.
土壤盐基饱和度(BS)
Base Saturation
土壤胶体上的交换性盐基离子占全部交换性阳离子(总量)的百分比。
酸基离子:H+、Al3+
盐基离子:K+、Na+、Ca2+、Mg2+等
BS真正反映土壤有效(速效)养分含量的大小,是改良土壤的重要依据之一。
盐基饱和度是指土壤吸附交换性盐基总量的程度。土壤吸附性阳离子,根据其解吸后的化学特性可区分为致酸的非盐基离子(如氢和铝离子)与非致酸的盐基离子(如钙、镁、钠等)两大类。当土壤胶体所吸附的阳离子基本上属于盐基离子时,称为盐基饱和土壤,呈中性、碱性、强碱性反应;反之,当非盐基离子占相当大比例时,称为盐基不饱和土壤,呈酸性或强碱性反应。土壤盐基饱和度以土壤的交换性盐基总量占土壤阳离子代换量的百分比表示。盐基饱和度的大小,可用作施用石灰或磷灰石改良土壤的依据。
4. 阳离子交换作用
岩石颗粒的表面往往带负电荷,因此能吸附某些阳离子。当某种成分的地下水与岩石颗粒接触时,水中某些阳离子被岩石颗粒表面吸附,以代替原来被吸附的阳离子,而原来被吸附的阳离子则进入水中,改变了地下水的化学成分,这种作用称为阳离子交换吸附作用。
阳离子交换的强度取决于很多因素,其中主要的是岩石的粒度、交换阳离子的性质、介质的pH值和水中电解质的浓度。
1.粒度
一般岩石的粒度越细,它的交换性能越强。因此,在黏土和黏土岩中,阳离子交换对水化学成分的影响明显。
2.离子性质
不同阳离子的吸附能不同,在其他条件相同的情况下,吸附能的大小取决于它们的离子价,离子价越高吸附能越强,并易留在岩石上。如果阳离子的电价相同,吸附能随原子量的增加而增大。部分离子吸附能强弱的顺序如下:
H+>Fe3+>Al3+>Ba2+>Ca2+>Mg2+>K+>Na+
由上可见,Ca2+的吸附能大于Na+,因此在自然界中常可见到地下水中的Ca2+交换吸附岩石颗粒表面的Na+。
水文地球化学基础
阳离子交换吸附作用在含水层中广泛地进行,并且对改变地下水的化学成分及地下水的性质有重大意义。这种作用使硬度大的地下水变为硬度小的软水,形成低矿化度的钠水,如SO4—Na型、HCO3—Na型以及一些其他过渡型水。
3.pH值
在阳离子交换反应中,氢离子有着特殊的作用。它的交换能量不仅高于一价的阳离子,还高于二价和三价的阳离子。介质的pH值影响阳离子的吸附数量,水中的氢离子越多,对其他阳离子进入胶状综合体的阻力越强。增加与土壤处于平衡状态的溶液pH值,土壤的交换性能增强。当介质的pH值由6增加到11时,交换容量增加1~2倍。
4.电解质浓度
离子交换吸附作用并不仅决定于离子的性质,在吸附交换过程中,水中电解质浓度也起着重要作用,浓度大的离子比浓度小的离子易被吸附。因此,如果钠的浓度相当大时,吸附综合体中的部分钙离子将被钠离子排挤出去,水中的Na+与岩石颗粒表面的Ca2+就发生交换吸附的现象,例如海水入侵过程中的Na+与Ca2+的交换吸附。
水文地球化学基础
天然水中的交换主要是阳离子交换,而不是阴离子交换。这是由于岩石和土壤的胶体成分主要是由SiO2、Al2O3和其他带负电的胶粒所组成,它们吸附带正电的阳离子。除阳离子吸附外,在某些情况下也能发生阴离子吸附作用(例如砖红壤),但是对这种过程研究很少。
5. 交换作用的土壤中阳离子的交换作用
土壤袭的阳离子交换性能是由土壤胶体表面性质所决定,由有机质的交换基与无机质的交换基所构成,前者主要是腐殖质酸,后者主要是粘土矿物。它们在土壤中互相结合着,形成了复杂的有机无机胶质复合体,所能吸收的阳离子总量包括交换性盐基(K+、Na+、Ca++、Mg++)和水解性酸,两者的总和即为阳离子交换量。其交换过程是土壤固相阳离子与溶液中阳离子起等量交换作用。
1、土壤阳离子交换量是随着土壤在风化过程中形成,一些矿物和有机质被分解成极细小的颗粒。化学变化使得这些颗粒进一步缩小,肉眼便看不见。
2、这些最细小的颗粒叫做“胶体”。每一胶体带净负电荷。电荷是在其形成过程中产生的。它能够吸引保持带正电的颗粒
,就像磁铁不同的两极相互吸引一样。阳离子是带正电荷的养分离子,如钙(Ca)、镁(Mg)、钾(K)、钠(Na)、氢(H)和铵(NH4)。粘粒是土壤带负电荷的组份。
3、这些带负电的颗粒(粘粒)吸引、保持并释放带正电的养分颗粒(阳离子)
。有机质颗粒也带有负电荷,吸引带正电荷的阳离子。砂粒不起作用。
4、阳离子交换量(CEC)是指土壤保持和交换阳离子的能力,也有人将它称之为土壤的保肥能力。
6. 为什么我国南方土壤阳离子交换量通常低于北方
我国南方土壤阳离子交换量通常小于北方土壤的主要原因:
气候因回素。南方高温答高湿,矿物风化强烈,物质淋溶也强烈,大量盐基离子被淋失,盐基饱和度小。而北方相对低温低湿,盐基离子淋失较少,有时还相对富集,盐基饱和度大。
粘土矿物类型。南方主要为1:1型及铁铝氧化物及其水化物,而北方主要是2:1型胀缩型矿物。
土壤酸碱度。南方土壤通常是酸性或强酸性,而北方土壤通常是碱性或石灰性。
7. 土壤的分类、地理分布、成土过程等
楼主不是只要分类、地理分布、成土过程吗?
上面的答案好多都没用啊!下面是我同学总结的,请参考。
一 冻 土
分类:冰沼土和冻漠土
地理分布:高纬地带和高山垂直带的上部
冰沼土分布在北极圈以北的北冰洋沿岸地带
冻漠土主要分布在我国的青藏高原和其他高山地区
成土条件:苔原气候或高原气候(低温、低蒸发、水分饱和、永冻层)
以苔藓、地衣为主的苔原植被或多年生、中旱生的 草本植物、垫状植物和地衣
冰川地形
母质差异较大
成土过程:冻融交替显著,以物理风化为主,生物、化学风化微弱
元素迁移不明显,存在粗骨性
永冻层深度影响土壤剖面层次分化
极地冰沼区水分饱和,表层有泥炭化和半泥炭化的有机质积累,并有潜育层形成
高山冻漠土分布区,降水少,淋溶弱,剖面中有石膏、易溶性盐和碳酸钙的累积,土体呈碱性,表土结皮和龟裂
主要性状:具有永冻土壤温度状况
地表具有多边形土或石环状、条纹状等冻融形态特征
土体浅薄(<50厘米),剖面构型简单
有机质含量低,阳离子代换量低,粘粒含量少,营养元素贫乏
二 灰 化 土
分类:灰化土、生草灰化土、潜育灰化土、棕色灰化土
地理分布:欧亚大陆北部和北美洲北部,纬向绵延展布
世界各地的高山
我国大兴安岭北端和青藏高原某些高山亚高山垂直带(极少)
成土条件:
• 气候:寒温带湿润气候区,冬长而寒冷,气温季节变化大,降雨集中在夏季; 降水量少,但低温冬冻,水分蒸发弱;永冻层存在,地表水分充足,有利于淋溶和潜育作用的进行
• 植被 :针叶林为主
• 地形、母质: 山地和丘陵平原
• 更新世冰川沉积物(主)、砂岩、泥岩、粘土、石灰岩风化物
成土过程:灰化层形成过程
• 淀积层形成过程
• 主要性状:具有灰化淀积层
• 土体剖面分异明显,土体构型为O-Ah-E-Bsh-C
• 表层有机质含量高,腐殖质中以富里酸为主,土壤呈酸性
• 阳离子交换量低,盐基饱和度低
• 整个剖面中各种氧化物均有明显的流失,除了钙、镁、硅等大量淋失外,铁、铝有明显的淋溶淀积
• 粘粒含量从表层向下明显增高,淀积层粘粒含量可为灰化层的两倍左右,质地有明显的突变性
三 淋 溶 土
分类:暗棕壤、棕壤、黄棕壤和白浆土
地理分布:广泛分于于温带、暖温带和北亚热带地区,在亚洲的中东部、北美洲的中东部、欧洲的中西部及南部的局部地区、南美洲的南部、非洲的南北端都有分布。
我国主要分布于南起大巴山和长江、北跨山东半岛、东北的广大地区
成土条件:
• 气候:温带、暖温带、以至北亚热带的湿润季风气候区
白浆土、暗棕壤分布区,冬季寒冷干燥,土壤冻层深,表层冻结时间150天左右,年降水分配极不均匀,暖季(5—10月)降水较多,占年降水量的80%以上。
棕壤分布区,夏季温热多雨,冬季寒冷干燥,季节冻层较浅。
黄棕壤分布区。夏季高温多雨,冬季低温干旱,降水量多集中于夏、秋两季,气候上已属于暖温带向亚热带过渡区。
• 植被
暗棕壤:针阔混交林;
棕壤:落叶阔叶林;
黄棕壤:落叶-常绿阔叶混交林;
白浆土:喜湿草本(草甸和草甸沼泽)和木本
• 地形、母质
淋溶土分布区的地形多为低山丘陵、低平原河谷阶地、山间盆地和盆地、山前台地及部分熔岩台地;
成土母质为沉积物、坡积物、第四纪沉积物
主要性状:具有粘化层
土体剖面构型为O-Ah-Bt-C
中-高度盐基饱和度,交换性盐基总量较高
有机质含量高,腐殖质组成差异大,呈微酸性至酸性反应,
粘粒含量高,以未彻底风化的硅酸盐粘土矿物为主,质地粘重。多呈棱块状结构,有棕色胶膜。
剖面中淀积层粘粒含量高,粘土矿物以水云母和蛭石为主
四 富 铝 土
分类:砖红壤、砖红壤性红壤、红壤和黄壤
地理分布:热带和亚热带地区,在亚洲东南部、非洲中部、北美洲东南部和南美洲北部,都有大面积的分布。
我国长江以南至南海诸岛、台湾-横断山脉的广大地区
成土条件:
• 气候 热带、亚热带气候,高温多雨。
• 植被
砖红壤:热带雨林、季雨林
砖红壤性红壤:南亚热带季雨林
红壤:常绿阔叶林
黄壤:亚热带常绿阔叶林、常绿-落叶阔叶混交林、热带山地湿生常绿林
• 地形、母质
地形以山地丘陵为主,成土母质为各种酸性和基性岩,并以富铝风化壳为主。
主要性状:诊断层和诊断特性
中度以上的富铝化特征(铁铝层)
诊断特性
中度以上的富铝化作用表现在于:
矿物分解、盐基和二氧化硅淋失作用十分强烈,粘土矿物以高岭石类粘土矿
物和铁铝氧化物为主;
矿物风化析出的氧化铁在土壤中产生明显富集;
铝离子除进入交换性复合体,招致高度铝饱和外,还以三水铝石形式存在。
铁铝层中氧化铁富积,铁的游离度增大
粘粒的阳离子交换量低与硅铁铝率低
对用以诊断富铝土纲的铁铝层不仅以其粘粒部分阳离子交换量和硅铝分子率作为指标,而且还需就其与脱钾作用联系的K2O含量作出限定。具体指标是:部分亚层细土三酸消化分解物组成中K2O<35克每千克。
形态特征
如果没有受到侵蚀,土层深厚,土体分异不明显,但可划分出Ah-Bs-C各层
各层性状
腐殖质层 一般厚10—20厘米,浊橙色至浊黄棕色。粒状或小块状结构,疏松而多根系,常夹有残落物和碎屑片。
铁铝层 这是富铝土的重要诊断层,呈暗红色至黄棕色,紧实粘重,孔隙较少,粘土矿物中以1:1型(高岭石类)或铁铝氧化物占优势。多呈块状或棱块状结构,在孔壁或结构面上常出现淀积的粘粒胶膜或铁结核。
母质层 常见有玄武岩、玢岩发育的铁质富铝风化壳,石灰岩、白云岩发育的铝质富铝风化壳,浅海沉积物发育的石英质富铝风化壳,第四纪红色粘土发育的硅铁质铁铝风化壳
理化性质
物理性质:
颗粒较细,排列较紧,粘粒活度低,膨胀较小,因为有较多无定形铁铝氧化物的胶结作用,因此形成的团聚体,尤其是微团聚体的水稳定性很强。
土体的孔隙度比较高,透水性较好,能容忍较大的降水强度。
粘结力小
化学性质
富铝土全剖面呈酸性反应,pH值一般为4.5—6.0,其酸度主要是由于铝离子所引起的
含较多游离氧化铁(正电荷载体),对富铝土的表面性质有较大的影响
磷含量较低,氮和钾含量变动大
五 钙 积 土
分类:黑钙土、栗钙土、灰钙土、棕钙土和黑垆土
地理分布:温带、暖温带半湿润、半干旱向干旱气候过渡区
欧亚大陆的温带和暖温带内陆地区,从黑海以西向东延伸越过巴尔喀什湖,略呈东北-西南向的带状分布
北美落基山以东的美国东部大平原,
南美阿根廷潘帕斯草原
我国主要分布于东北西部、内蒙古、甘肃、新疆、宁夏等地
• 成土条件:气候 年降水量不足,降水年变幅大,季节性干旱明显,干燥度由半湿润区向内陆干旱区增大。
• 植被
黑钙土:草甸草原、草原、
栗钙土:干草原、
棕钙土、灰钙土:草原——荒漠
黑垆土:草原、农作物
• 地形和母质
地形以平原、高原、台地和阶地为主
成土母质以黄土状沉积物为主
主要性状:具有暗色表层
剖面具有钙积层或强石灰特征,有时有盐化层、碱化层、石膏层
土体剖面构型为Ah-Bk-C
具有石灰反应,易溶性盐类少,盐基饱和度高
粘土矿物以蒙脱石和水云母为主
六 弱淋溶土
分类:灰色森林土、褐土、灰褐土和燥红土
地理分布:分布范围较广,五大陆的半湿润半干旱地区
我国主要分布在东北、西北和华北,由东北向西南延伸
• 成土条件:气候 温带、亚热带和热带均有分布,气候类型差异大
• 植被
灰色森林土:温带森林草原或森林向草原过渡带
褐土:常绿硬叶林、灌丛和森林草原(我国为中生夏绿阔叶林与灌丛)
燥红土:热带稀树草原或热带稀树灌丛草原
• 地形、母质
在我国多分布在山地、山丘或丘陵地带中。燥红土所在地形为山坡地、河谷地或海岸阶地。
母质差异较大
主要性状:具有半干润土壤水分状况
土体剖面构型不明显
表层有机质含量高,阳离子交换量和盐基饱和度高
不同土壤类型酸碱性不一
七 荒 漠 土
分类:灰漠土、灰棕漠土和棕漠土
地理分布:热带、亚热带和温带的荒漠地区
世界荒漠土分布在撒哈拉、大洋州、中亚、阿拉伯、南美以及美国西部等荒漠地区
我国荒漠土分布在甘肃、新疆、青海、宁夏以及内蒙古等省区
成土条件:气候
干旱的大陆性气候:
降水稀少,降水变率大;
日照强烈,蒸发量大于降水量;
风大而强烈,多大风和尘暴天气
灰漠土:温带荒漠边缘地区
灰棕漠土:温带荒漠地区
棕漠土:暖温带荒漠地区
8. 土壤阳离子交换作用有哪些特点
土壤阳离子抄交换量是袭随着土壤在风化过程中形成,一些矿物和有机质被分解成极细小的颗粒。化学变化使得这些颗粒进一步缩小,肉眼便看不见。这些最细小的颗粒叫做“胶体”。每一胶体带净负电荷。电荷是在其形成过程中产生的。它能够吸引保持带正电的颗粒 ,就像磁铁不同的两极相互吸引一样。阳离子是带正电荷的养分离子,如钙(Ca)、镁(Mg)、钾(K)、钠(Na)、氢(H)和铵(NH4)。粘粒是土壤带负电荷的组份。这些带负电的颗粒(粘粒)吸引、保持并释放带正电的养分颗粒(阳离子) 。有机质颗粒也带有负电荷,吸引带正电荷的阳离子。砂粒不起作用。
土壤保持和交换阳离子的能力用阳离子交换量(CEC)来表示,可作为评价土壤保肥能力的指标。阳离子交换量是土壤缓冲性能的主要来源,是改良土壤和合理施肥的重要依据。
9. 土壤阳离子交换作用的特征有哪些
土壤阳离子交换是一个可逆的反应,可以迅速达到平衡,而且是等价离子交换,也服从质量作用定律.
10. 我国南部土壤阳离子交换量有什么特征
土壤阳离子交换量的测定受多种因素的影响,如交换剂的性质、盐溶液浓度和专ph、淋洗方法等,必须属严格掌握操作技术才能获得可靠的结果。
联合国粮农组织规定用于土壤分类的土壤分析中使用经典的中性乙酸铵法或乙酸钠法。