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1、第四讲 土壤的组成与结构 土壤剖面：是一个具体土壤的垂直断面 一个完整的土壤剖面包括土壤形成过程中所产生的 发生学层次，以及母质层次，即A、B、C层。 单个个体： 土壤这个空间连续体在地球表层分布的最小体积， 一般统计的平面面积为1-10 m2不等，即在这个范 围内，其土壤剖面的发生层次是连续的，均一的， 当然这是一种人为的统计划分。(20世纪50年代) 土壤个体： 是在一定面积内，一群在统计意义上相似性的单个 土体，也称为聚合土体，是进行土壤分类的基层单 位，如土种或土系 土壤景观： 即景观中的土壤部分，因在土壤的地理分布中，从 土壤个体到土类都与一定的自然景观相联系。主要 以土壤为主体，特
2、别是以土壤剖面及其发生层次为 主体，反映该土壤所分布的气候、地貌、植被、水 文与生物地球化学的总体自然特征。 一、土壤剖面 l 土壤形态特征是土壤的外部特征，这 种外部特征通过人们的感官（视觉，触 觉，嗅觉）来实现。 l土壤剖面是指从地面向下挖掘而裸露出 来的垂直断面。它是土壤外界条件影响 内部性质变化的外在表现，常包括土壤 形成中发生层和母质层。 土壤剖面挖掘示意图 二、土壤发生层 l 土壤发生层是指土壤形成过程中所形 成的具有特定性质和组成的、大致与地 面相平行的，并且具有成土过程特性的 层次。 l 识别土壤发生层的形态特征一般包括 ：颜色、质地、结构、新生体和紧实度 等。 三、土体构型
3、l1、概念： 土体构型是指各土壤发生层在垂直方 向有规律的组合和有序的排列状况。不 同土壤类型有不同土体构型，它是识别 土壤最重要特征，也称剖面构型。 l2、自然土壤的剖面构型： 一个发育完全的自然土壤一般有以下 几个层次： 自 然 土 壤 的 剖 面 构型 l（1）覆盖层（A0）： 又称枯枝落叶层，在木本科植物群落下的森 林土壤最明显，这个层次不属于土体。 l（2）淋溶层（A）： 它包括腐殖质层A1和物质的淋溶层A2。 其中A1是腐殖质累积；A2层中物质（易溶 盐类、铁、锰、铝的水化物、腐殖质溶胶） 向下移动，色浅灰白，称为淋溶层。 它是发生层次最重要层次，任何土壤都具有 这一土层。 l（3
4、）淀积层（B）： 由A层下淋溶物质淀积而成。高度发育 时，此层较紧实，水分难以渗透，矿物 质养分较丰富，若在积水或空气闭塞的 情况下，B层下部常产生还原性很强的灰 兰色土层，称为潜育层或灰粘层。 l（4）母质层（C）： 位于淀积层之下，是未受淋溶和淀积作 用，发育程度很低或未发育的岩石风化 层。 母质 幼年土 成熟土 C A C A B C A E B C Redsoil红壤 3、农业旱耕地剖面构型 l（1）耕作层（A）： 是土壤最上部经常受耕作、施肥、灌溉影响变 化最大的层次，有机质常被强烈分解，又经施 肥大量补充，养分含量较多，颜色较暗。 这层疏松易耕，结构良好。耕作层的厚薄和肥 力性状反
5、映人类生产活动熟化土壤的程度。 l（2）犁底层（P）： 位于耕作层之下，因经常受耕犁压实以及土壤 粘粒向下淋溶，在此层淀积而成。此层较紧实 ，有保水保肥的作用，常年浅耕会限制根系伸 展。 l（3）心土层（W）： 在犁底层之下，此层受耕作、施肥影响小 ，土色一般较浅，土层较较紧实，根系较 少。由于受灌溉水或地下水的运动以及其 它环境条件的影响，常发育成各种不同层 次，如青泥层、白土层、斑纹层、砂石层 等。 l（4）底土层（C）： 人类生产活动如耕作、施肥对此层几乎无 影响，根系极少，也称生土层或母质层。 土壤主要发生层次的表示符号： H层：在长期水分饱和的情况下，湿生性植物残体在表面累积形成的一
6、 种有机物质层，它是在泥炭形成过程的作用下形成的 O层：在通气干燥的条件下，植物残体不能分解而大量在地表累积形成 的一种有机物质层，它的成土是枯枝落叶堆积过程。 A层：是一种矿质土层。在表土中，有机质腐殖质化，以细颗粒的形式 分散于矿质颗粒中，或者与矿质颗粒包被在一起形成有机、无机复合体 。 E层：由于硅酸盐粘粒、铁或铝的损失，或它们某些共同的损失，使抗 风化矿物中的砂和粉砂占有较高的含量。它有较低含量的有机质和较淡 的颜色(淋溶层) B层：这个土层中，母质的特征已经消失或仅微弱可见(淀积层) C层：母质层，假定土体是从它产生的 R层：位于其他土壤发生层次之下的坚硬的岩石层。 过渡土层：凡兼有
7、两种主要发生土层特性的土层，AB，BA 主要土壤发生层的修饰字母： b: 埋藏或重迭土层，Btb，往往由于表面堆积作用造成原来的土层被埋藏起来 ，被埋藏土层用b表示 c: 指物质以结核状累积，Bck表示有碳酸钙结核的沉积层 g: 反映氧化还原过程所形成的具有锈纹、锈斑或铁锰结核的土层，如Bg h: 指矿质土层积累有机质，Ah k: 指碳酸盐聚积，Bk表示钙积层 n: 钠的累积 Btn表示碱化层 p: 经耕翻或其他耕作措施引起的扰动，Ap：耕层 s: 指铁、铝氧化物的累积，如Bs表示富铁、铝化产生砖红壤土层，Bsh灰化淀 积层 t: 粘粒聚积的土层，如Bt y: 石膏聚积，By表明有石膏淀积 z
8、: 比石膏更易溶解的盐分的累积，Az表示一个盐化表土层 复习思考题 l1、举例说明什么是土壤的发生层? l2、什么是土体构型？ 土壤是由固相（包括矿物质、有 机质和或的生物有机体）、液相（ 土壤水分或溶液）、气相（土壤空 气）三相物质所组成。 四、土壤矿物质 土壤矿物质是土壤的主要组成物 质（占固相重量的90%以上），构成 了土壤的“骨骼”，它对土壤的性质 、结构和功能影响很大，同时土壤矿 物质组成也是土壤形成过程的重要标 志。 土壤矿物质的组成 氧化物硅酸盐微溶性盐易溶性盐 铁氧化物层状硅酸盐碳酸盐氯化钠 铝氧化物架状硅酸盐硫酸盐氯化钾 锰氧化物环状硅酸盐硫化物硝酸盐 硅氧化物磷酸盐重碳酸盐
9、 钛氧化物 1 l土粒成分既继承了岩石和母质的特点，又 有别于母质。 l包含了生物活动的产物; l反映了地区水、热条件带来的物质迁移、 转化和富集特点。 一）、土壤颗粒分级 1、土粒：即是土壤颗粒，是指构成土壤固 相骨架的基本颗粒。（通常将土粒假定通常将土粒假定 为球形）为球形） 2、粒级：按照矿质、土壤颗粒的大小，把 性质和组成相近的划为一群（或组）， 从而划分为若干组，称为土壤粒级（或 粒组）。 l l土粒分级依据土粒分级依据 土粒大小不同，矿物成分和元素组成不同：土粒大小不同，矿物成分和元素组成不同： l l 矿粒粒径大小包含了矿物成分的差异矿粒粒径大小包含了矿物成分的差异 矿物风化过程
10、中，以其抗风化能力的强弱而残留下相矿物风化过程中，以其抗风化能力的强弱而残留下相 应大小的矿粒，抗风化能力强者，残留的粒度较粗大，抗性弱的粒应大小的矿粒，抗风化能力强者，残留的粒度较粗大，抗性弱的粒 度细小。度细小。 石英石英抗风化能力最强，粒径越大者含石英越多；抗风化能力最强，粒径越大者含石英越多； 云母云母抗风化能力较弱，越细的粒级中分布越多；抗风化能力较弱，越细的粒级中分布越多； 角闪石角闪石极易风化，分解彻底而消失，只在较细粒级中极易风化，分解彻底而消失，只在较细粒级中 有所残留；有所残留； 土壤各粒级矿物成分的差异，使得其化学成分和元土壤各粒级矿物成分的差异，使得其化学成分和元 素组
11、成差异十分明显，并与矿物组成相对应素组成差异十分明显，并与矿物组成相对应 SiOSiO 2 2 在大粒级含量高；在大粒级含量高； 金属氧化物易于分解，在细土粒中含量较高；其中金属氧化物易于分解，在细土粒中含量较高；其中AlAl 2 2 OO 3 3 和和FeFe 2 2 OO 3 3 多半成为粘土矿物的骨架成分，与氧化硅相结合形多半成为粘土矿物的骨架成分，与氧化硅相结合形 成不同类型的矿物胶体；成不同类型的矿物胶体； P P2 2 OO 5 5 是植物必需的大量元素成分，化学性质稳定，生物吸是植物必需的大量元素成分，化学性质稳定，生物吸 收富集后主要存在于粘粒中收富集后主要存在于粘粒中。 因此
12、，土粒的作用按粒径大小划分是有道理的。因此，土粒的作用按粒径大小划分是有道理的。 l l土粒分级依据：土粒分级依据： 土粒大小不同，性质不同：土粒大小不同，性质不同： 土粒粗细对土壤性质有明显影响。粒径相同土粒粗细对土壤性质有明显影响。粒径相同 的土粒，其性质有很大相似性，而不同粒径土粒在的土粒，其性质有很大相似性，而不同粒径土粒在 一系列性质方面表现出随粒径变小而增大的规律性一系列性质方面表现出随粒径变小而增大的规律性 ，这种规律性变化有明显的强度增大的转折点，土，这种规律性变化有明显的强度增大的转折点，土 壤学家以此来划分粒级。壤学家以此来划分粒级。 细土粒通常很细腻，以复粒形式存在，湿时
13、细土粒通常很细腻，以复粒形式存在，湿时 粘滑，干时结块坚硬；粘滑，干时结块坚硬； 粗颗粒是粗糙的，常松散成单粒，几乎没有粗颗粒是粗糙的，常松散成单粒，几乎没有 粘结力和可塑性。粘结力和可塑性。 因此，要具体了解粗细土粒间的关系，就必须订出按因此，要具体了解粗细土粒间的关系，就必须订出按 土粒大小进行分级的标准。土粒大小进行分级的标准。 3、粒级制土粒的大小分级 目前主要有：国际制、美国制、前苏联制 （卡庆斯基制）、中国制等 共同点： （1）分为四组：石砾、砂粒、粉粒、粘粒 （2）石砾不作为土壤组成成分。 不同点： 各粒级使用的粒径区分标准不同 土粒分级的分级标准各国不一致，目前常土粒分级的分级
14、标准各国不一致，目前常 用的分级标准主要有：用的分级标准主要有： 粒级粒级 粒级名称粒级名称 0.002 0.002 粘粘 粒粒 0.020.020.002 0.002 粉砂粒粉砂粒 0.20.20.02 0.02 砂粒砂粒 2 22.0 2.0 2 2 石石 砾砾 粗砂粗砂 细砂细砂 （一）国际制土粒分级标准（一）国际制土粒分级标准 （二）（二） 卡庆斯基土粒分级标准卡庆斯基土粒分级标准 0.001 0.001 粘粘 粒粒 0.0050.0050.001 0.001 细粉砂细粉砂 物理性粘粒物理性粘粒 0.010.010.005 0.005 中粉砂中粉砂 0.050.050.01 0.01
15、粗粉砂粗粉砂 0.250.250.05 0.05 细细 砂砂 物理性砂粒物理性砂粒 1 10.25 0.25 中中 砂砂 3 31 1 粗粗 砂砂 3 3 石石 砾砾 粒径（粒径（mmmm）粒级名称粒级名称 （三）（三） 我国土粒分级标准我国土粒分级标准 0.001 0.001 粘粘 粒粒 0.0050.0050.001 0.001 粗粘粒粗粘粒 粘粘 粒粒 0.010.010.005 0.005 细粉粒细粉粒 0.050.050.01 0.01 粗粉粒粗粉粒 粉粉 粒粒 0.250.250.05 0.05 细砂粒细砂粒 1 10.25 0.25 粗砂粒粗砂粒 砂砂 砾砾 3 31 1 细细
16、砾砾 10103 3 粗粗 砾砾 石石 砾砾 10 10 石石 块块 粒粒 径径 （ mmmm） 粒级名称粒级名称 二）、不同粒级土壤的特点 土粒的大小不同，其矿物组成和化学组成也是土粒的大小不同，其矿物组成和化学组成也是 各不相同（见下表）。各不相同（见下表）。 7 7 7 7 6666 10 10 10 10 0.05 0.05 3 3 5 5 2121 8 8 63 63 0.010.01 0.005 0.005 3 3 3 3 7 7 15 15 72 72 0.050.050.01 0.01 3 3 4 4 12 12 81 81 0.250.250.05 0.05 14 14 86 86 1 10.25 0.25 其它其它 角闪石角闪石 云母云母 长石长石 石英石英 粒径（粒径（mmmm）
