Khoáng sét & dinh dưỡng
Keo đất
Ở trạng thái rắn khi trong dung dịch (lơ lửng)
Tham gia hầu hết các phản ứng trong đất
- Keo vô cơ: Sét
- Keo hữu cơ: Mùn
Gồm:
Keo sét
Kích thước <1 mm hay <0,001 mm
Sét <0,002
Các loại keo sét
1. Sét Silicate
2. Sét Hydrous, Oxide – Fe, Al
Cấu trúc tinh thể của tứ diện silic và bát diện nhôm
Tứ diện silic (SiO4) Bát diện nhôm [Al(OH)6]
Sự kết hợp giữa phiến tứ diện và phiến bát diện trong tinh thể sét
Khoáng 1:1 Khoáng 2:1
Cách liên kết các phiến tứ diện với phiến bát diện
Tính trương nở của các khoáng sét
Cấu tạo của phiến tứ diện, bát diện và của khoáng sét nhìn trên mặt phẳng
Keo sét
Sét Silicate
Hình dạng – nhiều phiến mỏng chồng
lên nhau
Diện tích bề mặt: lớn do kích thước hạt nhỏ
Điện tích: mang điện tích âm
Hấp phụ cation
là sự liên kết giữa các cation trên bề mặt
keo sét và dung dịch đất chứ không thay thế bên trong nó trong phức hệ keo sét
Trao đổi cation - sự thay thế một cation hấp phụ
1. Các hạt keo không bị hòa tan 2. Lực giữ các cation không chặt
bằng một cation khác
Sự hiện diện của các Cation
Vùng ẩm: Vùng bán ẩm ướt: Vùng khô hạn:
H+ Ca2+ Mg2+ Ca2+ Mg2+ Na+ K+ H+ Na+ nhiều hơn Ca2+
Các cation ở từng điều kiện khí hậu:
+ > Na+
Thứ tự liên kết chặt giữa cation với keo đất: Al3+ > H+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > NH4
Tính chất khoáng học của sét silcate
– Phân tích bằng tia X – Xem dưới kính hiển vi điện tử
Cấu trúc tinh thể:
Ba nhóm sét Silicate chính: (Dựa trên cấu trúc tinh thể) 1. Kaolinite 2. Montmorillonite 3. Illite (Hydrous Micas)
Nhóm Kaolinite
Đơn vị tinh thể
Phiến Silic
Ít hoặc không có sự hấp phụ ở giữa các phiến sét(2)
ụ h p p ấ H
Đơn vị tinh thể
Phiến Nhôm Khoảng hở Phiến Silic Phiến Nhôm
) 1 ( i à o g n t ặ m ề b ở
Tỷ lệ của phiến Si và Al là 1:1 Khoáng không trương nở
(1): External Adsorptive Surfaces (2): Internal Adsorptive Surfaces
Nhóm Montmorillonite
Đơn vị tinh thể
Phiến Silic
Phiến Nhôm
Phiến Silic
Khoảng hở
Hấp phụ ở giữa các phiến sét
Đơn vị tinh thể
Phiến Silic Phiến Nhôm
Phiến Silic
CEC lớn hơn 0 – 20 lần so với Kaolinite
Tỷ lệ của phiến Si và Al là 2:1 Khoáng trương nở
Phân loại các sét Silicate
Hình thành từ Feldspar - Mica - Amphiboles - Pyrexenes
Chua nhiều
Khí hậu lạnh khô
Illite
Khí hậu nóng ẩm
Mất ít K
Kaol.
Oxid
Trung tính hoặc kiềm yếu Mont.
Mất Si
Chua nhiều
Khoáng nguyên sinh chứa Si Muscovite 2:1
Khí hậu nóng
Nguyên nhân âm điện của sét silicate
1. Do nhóm Hydroxyl (OH-)
H trao đổi
Lực liên kết yếu Al O- H+
Nguyên nhân âm điện của sét silicate
2. Sự thay thế đồng hình: thay thế của các cation có điện tích nhỏ hơn cho cation có điện tích lớn hơn ở bên trong tinh thể sét
Khoáng Montmorillonite Phiến Nhôm O = Al - O - H
Mg2+ thay thế Al3+ - O - Mg - O - H
Phiến Silic O = Si = O
Al3+ thay thế Si4+ - O - Al = O
Sự thay thế đồng hình
Sự thay thế đồng hình
Khoáng sét mang điện tích âm
Thay đổi thành phần hóa học
Kaolinite -
Al4Si10 (OH)8 [Si2O3OHO2Al2(OH)3]2 1:1
Mg
Montmorillite - Al4Si8 (OH)4
2:1 [Si2O3OHO2Al2OH2Si2O3]2
Mg Mg Al
Illite - K Al2Si4O10 (OH)2
Chất mùn (Humus) - Keo hữu cơ
2. Hấp phụ cation trên mạng lưới bề mặt
1. Mang điện âm thay đổi
Oxygen(O) (Khoáng silicate: Aluminum (Al) Silicon (Si) and Oxygen (O))
3. Thành phần: Carbon(C) Hydrogen(H) and
4. Có CEC cao hơn sét
5. Không bền như sét – luôn hình thành rồi phân hủy
CEC
(changeable bases + exchangeable acidity)
CEC = các ion base trao đổi + acid trao đổi (H)
Được tính bằng điện tích trao đổi (độ âm điện) trên tinh thể khoáng sét hoặc trên chất mùn
(Milliequivalent)
Đơn vị: meq Mili đương lượng
CEC của chất mùn và khoáng sét
Thành phần
CEC (meq/100g)
Chất mùn Montmorillonite Illite Kaolinite
200 100 30 8
