View
3
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
8/20/2015
1
122351 Soil Fertility and Plant Nutrition1st Semester, 2015
Soil Componentsองคประกอบของดนิ
ศ.ดร. ปทมา วิตยากร แรมโบสมชาย บุตรนันท
ความหมายของดนิ
วิศวกรรมดิน คือ วัสดุรวนซุยที่อยูเหนอืหิน
นักธรณวีทิยา ดิน คือ ตัวกลางทางธรรมชาตสิําหรับการเจริญเติบโตของพืช
นักปฐพวีทิยาดิน คือ วัสดุธรรมชาติที่อยูบริเวณผิวโลก เกิดจากกระบวนการผุพังสลายตัวที่ซับซอนของหินตนกําเนิด ผานกระบวนการทางเคมี ชีวเคมี และฟสิกส ซึ่งดินเปนแหลงที่อยูของสิง่มีชีวิตตางๆ ที่สสนับสนุนการเจริญเติบโตของพืช
องค์ประกอบของดิน (ในอุดมคติ)
Particle Size Distribution
พันธะเคมทีี่เกีย่วของกบัองคประกอบของแรในดนิ
1) Electrostatic bond
2) Covalent bond
3) Hydrogen bond
4) van der Wall force
8/20/2015
2
โครงสรางพืน้ฐานของแรในดนิ
- Tetrahedral sheet- Octahedral sheet
การสรางTetrahedron sheet
SiO4 Tetrahedron
x
y
z
Si6O18
Hexagonal holeTetrahedral Sheet
Si:O2:5
8/20/2015
3
การสรางOctahedral Sheets
Al(OH)6 or Mg (OH)6 Octahedra
OH
Octahedral Sheet
OH
Layer Silicatestet
oct
Short hand,Block notation
โครงสรางแร 1:1
8/20/2015
4
kaolinite
Kaolinite
kaolinite1.Silicate Clays
แรประเภท 2:1
2:1 clay mineral: Pyrophyllite
8/20/2015
5
2:1 clay mineral: Smectite (Montmorillonite)
tet
oct
tet
tet
oct
tet
K+
H2OCa2+ H2O H2O
2:1 clay minerals
2:1 clay mineral: Smectite (Montmorillonite)
• Smectite (Montmorillonite)
tet
oct
tet
tet
oct
tet
K+ K+ K+
2:1 (micas)
micas
2:1 clay (hydrous mica/illit) 2:1 clay (Vermiculite)
8/20/2015
6
2:1:1 clay (Cholite)
Brucite sheet
เปรียบเทียบแรในดินชนิดตางๆ
แรประกอบดินอื่นๆ(accessory minerals)
Allophane
• Hydrated Al2O3, Fe2O3, and SiO2
• Volcanic parent materials
Al, Fe, Ti, and Mn Hydroxides
GibbesiteAl2(OH)6
Mn oxidesGoethiteFeOOH
Al, Fe, Ti, and Mn Hydroxides
HematiteFe2O3
8/20/2015
7
การเกิดประจุในดนิ Isomorphic Substitution
permanent (layer) charge
Charge Development
3 Mg2+ atomsCharge = 0
2 Al3+ atomsCharge = 0
TrioctahedralSheet
DioctahedralSheet
Isomorphoussubstitution
1 Al3+ atom,1 Mg2+ atomCharge = -1
Isomorphous substitution
• Mg2+ แทนที่ Al3+ ในแผน dioctahedral ทําใหมีประจุ -1
• Al3+ แทนที่ Si4+ ในแผน tetrahedral ทําใหประจุ -1
Al3+,Fe3+
Si4+
tet
oct
Mg2+
Al3+
Isomorphic Substitution
8/20/2015
8
Terminal Bonds
pH-dependent charge(ionizable functional groups)
Charge Development
terminalbonds
Terminal Bonds
Variable Charge (pH-dependent)
Negative charge:•Dissociation of H+ ions, lack of Al & Si at edgeto associate with O atom
Less Negative to Positive Charge:•As pH increases, more H+ ions bond toO atoms at the clay surface•Protonation at very low pH (H+ ions attachto surface OH groups)
©2002 Prentice Hall, Inc. Pearson EducationUpper Saddle River, New Jersey 07458
Soils: An Introduction, 5th Editionby Michael J. Singer and Donald N. Munns
Box 2-3 Fixed and Variable Charge
More effectivecation exchange
Less effectivecation exchange
8/20/2015
9
Humic Substances Humic Substances
Bohn, H., B.L. McNeal, and G.A. 2001. O’Connor. Soil chemistry. 3rd ed. John Wiley & Sons, Inc. NY.
Brady, N.C. and R.R. Weil. 2010. Elements of the nature and properties of soils. Pearson, NY.
Ghose, S.K., G.A. Waychunas, T.P. Trainor, and P.J. Eng (2010), Hydrated goethite (alpha-FeOOH) (100) interface structure: Ordered water and surface functional groups. Geochimica et Cosmochimica Acta, 74, 1943–1953.
เอกสารอ้างองิ
Recommended