铵的粘土矿物固定作用

  铵的粘土矿物固定作用 : 铵被土壤粘土矿物吸持并呈非交换态的作用。简称铵的固定。
固定机制
2:1型粘土矿物的每一晶层都是由两个硅氧四面体片中间夹着一个铝氧八面体片所构成。在结晶过程中,由于较低价的阳离子对铝和硅的同晶置换作用而产生的负电荷,需由晶层间和层状结构外的各种阳离子来平衡。由于铵离子的大小与四面体片上的六个氧围成的复三角网眼的大小很相近,而且,其与晶片上负电荷的静电引力又大于其水化能,因而易脱去水化膜进入网眼中而被固定。
影响土壤固定铵能力的因素
主要有土壤的粘土矿物类型和数量、加入的铵量、相伴离子的种类,以及干湿交替或冰冻等。2:1型粘土矿物有固定铵的能力,其中以蛭石的固定能力为最高;伊利石的固铵能力决定于它的风化程度和晶格中钾的饱和度;蒙脱石在湿润条件下不固定铵,但加铵后,干燥则可增加铵的固定。土壤对加入铵的固定量随加入铵的浓度的增高而增大,但固定量占加入量的比例则降低。相伴离子中钾离子的影响最为显著和重要。在加铵之前加入钾,降低土壤对铵的固定,而在加铵之后加钾,则钾对铵的固定即无明显的影响。若铵与钾同时加入时,钾对铵固定的影响则依固铵矿物的类型、钾和铵的浓度及其比率等而异。
固定态铵的生物有效性
土壤中固定态铵与交换性铵是处于相互转化的平衡之中的,随着交换性铵量的降低,固定态铵中有一部分可以转化成交换性铵而呈生物有效态。固定态铵的生物有效性决定于土壤的粘土矿物类型、固定态铵的饱和程度、交换性铵的含量、相伴阳离子的种类(特别是钾离子)和数量,以及植物的种类和根系特性等。一般而言,土壤“固有的”固定态铵的生物有效性很低,而由加入的铵形成的“新固定态铵”的生物有效性则常很高,但都有例外。
土壤中铵的粘土矿物固定作用的农学意义
土壤中铵的粘土矿物固定能降低因施用铵态氮肥后土壤中铵态氮浓度过高的弊端。这既有利于减少氮肥的损失,又有利于保证作物生长中后期的氮素营养。因为被固定的铵在土壤交换性铵量降至很低时,能重新释放出来供作物利用。

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