土壤的基本组成

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1、第二章 土壤的基本组成 土 壤固体土壤（约 占土壤总容积 的50%）粒间孔隙（约 占土壤总容积 的50%）矿物质来自岩石的风化，包括原生矿 物和次生矿物，约占固体重量的95%以上 。有机质动物残体及其转化产物，约 占固体重量的5%以下。土壤空气一部分由地上大气层进入，主 要为O2 、 N2 等，另一部分由土壤内部 产生，主要为CO2、水汽等。 土壤水分主要由地上进入土中，其中含 有溶质，包括离子、分子、胶体颗粒等， 实际上是浓度不同的溶液（土壤溶液）。第一节 土壤的形成 母质土壤岩石风化作用成土作用一：地壳的元素组成 a:主要成分是O（46.40%49.52%）、Si（25.75% 29.50

2、%）、Al（7.45%8.80%）、Fe（4.20%5.10%） 这四种元素。b：某些植物生长的必需营养元素：比如：Mn、Zn、 Cu、B、Mo等不仅含量少，而且都以难溶性的化合物封闭 在坚硬的岩石中，处于极分散的状态，植物难于吸收利 用。矿物：天然存在于地壳中有一定的化学组成、物理特性、 内部构造的化合物或单质元素。 二：主要的成土矿物 绝大多数：化合物、结晶质、固态的。少数： 单质、非结晶质、液态的。矿物起源原生矿物：起源于岩浆岩，存在于岩浆岩中的矿物。次生矿物：原生矿物经过风化作用，其组成和性质发生 改变而形成的新矿物。(一)土壤中的原生矿物 （1）硅酸盐类 包括长石类、云母类、闪石类、

3、辉石类。（2）氧化物类 主要有石英类、其次是赤铁矿类、氧化钛类（3）硫化物类 主要有黄铁矿类。（4）磷酸盐类 主要有氟磷灰石、氯磷灰石。( (二二) )土壤中的次生矿物粘土矿物土壤中的次生矿物粘土矿物（1）结晶次生层状铝硅酸盐类矿物 土壤中粘粒的主体，主要有1 ：1型的高岭石组和2 ：1型的蒙脱石、伊利石组。（2）二、三氧化物类矿物 有针铁矿（Fe2O3 .H2O ）、褐铁矿（2Fe2O3 .3H2O）、三水铝石（ AI2O3 .3H2O ）、水铝石 （Al2O3 .H2O ）、水锰矿（MnO(H2O)）、软锰矿（ MnO2）等， 有结晶态的和非结晶态的。（3）简单盐类 土壤中最常见盐类有碳酸

4、盐、硫酸盐类、氯化物盐类等。(三)主要成土矿物的性质石英是最主要的造岩矿物， 分布最广。石英在岩石中常呈不透明或 半透明晶粒状，烟灰色，油 脂光泽。石英硬度大，化学性质稳定 ，不易风化，岩石中其它矿 物风化后，石英仍然以粗粒 壮保存下来，是土壤中砂粒 的主要来源。石 英正长石 KalSi3O8 晶体短柱状，肉红色、浅 黄色、浅黄红色等，玻璃 光泽，硬度6.0。正长长石易风风化，风风化后形 成粘土矿矿物比如高岭石等 ，可为为土壤提供大量K。 正长长石类矿类矿 物一般含氧化 钾钾16.9。是土壤中K和 粘粒的主要来源。斜长石 Na（AlSi3O8）Ca（Al2Si2O8） 常呈板状和柱状晶体。 白

5、色或灰白色。玻璃光 泽，硬度6065。 在岩石中多呈晶粒，长 方形板状，白色或灰白 色，玻璃光泽。斜长石比正长石容易风 化，风化产物主要是粘 土矿物，能为土壤提供K 、Na、Ca等矿物养分。 是土壤中K和粘粒的主要 来源。黑云母深褐色或 黑色，其他性质 同白云母。黑云母较白云母 易于风化，风化 物为碎片状。是 土壤中K和粘粒 的主要来源黑云母KH2（Mg，Fe）3AlSi3O12白云母：片状、鳞片 状；无色透明或浅色 （浅黄、浅绿）透明 。薄片具有弹性，珍 珠光泽，硬度203 0。白云母较难风化，风 化产物为细小的鳞片 状，强烈风化后能形 成高岭石等粘土矿物 。是土壤中K和粘粒的 主要来源。白

6、云母KH2Al3Si3O12角闪石呈细长柱状，深 绿至黑色，玻璃光泽， 硬度5.06.0。 ，角闪石易风化，风化 产物为含水氧化铁、含 水氧化硅和粘土矿物。 并释放出少量的Ca和Mg 角闪石 Ca（Mg，Fe）3Si4O12呈短柱状、致密块状， 棕至暗黑色，条痕灰色 ，中等解理，硬度55 。较角闪石难风化，风 化物基本同角闪石，但 富含Fe。辉石 Ca（Mg，Fe）Si2O6普通辉石橄榄石呈粒状集合 体出现，橄榄绿色， 玻璃光泽或油脂光泽 。风化产物有蛇纹石 、滑石、褐铁矿、二 氧化硅等。橄揽石（Mg，Fe）2SiO4 方解石为次生矿物，呈菱形， 半透明，乳白色，含杂质时呈 灰色、黄色、红色等

7、，玻璃光 泽。与稀盐酸反应生成CO2气泡 。 方解石的风化主要是受含CO2的 水的溶解作用，形成重碳酸盐 随水流失，石灰岩地区的溶洞 就是这样形成的。方解石 CaCO3 白云石是由方解石、菱美矿结 合而成，呈弯曲的马鞍状、粒 状、致密块状等，灰白色，有 时带微黄色，玻璃光泽，性质 与方解石相似。 但较稳定，与冷盐酸反应微弱 ，只能与热盐酸反应，粉末遇 稀盐酸起反应，这是与方解石 的主要区别。 白云石是组成白云岩的主要矿 物，也存在于石灰岩中。风化 物是土壤Ca、Mg养分的主要来 源。白云石 CaCO3MgCO3磷灰石呈致密块状、 土状等。灰白、黄绿 、黄褐等色，硬度 5.0。 在矿物上加钼酸铵

8、， 再加一滴硝酸即有黄 色沉淀生成，这是鉴 别磷灰石的主要方法 。磷灰石以次要矿物 存在于岩浆岩和变质 岩中。 较难风化，风化产物 是土壤磷养分的重要 来源。磷灰石 Ca5（PO4）3（F，Cl）石膏呈板状、块状、 无色或白色。玻璃光 泽或丝绢光泽。硬度 20，是干旱炎热气 候条件下的盐湖沉积 。常作土壤改良剂。 石膏 CaSO42H2O8三：主要的成土岩石 岩石：一种或多种矿物的集合体称为岩石。前者为单质岩后者为复 成岩。不同的岩石具有不同的矿物组成和结构形态。1.1.岩浆岩岩浆岩又称火成岩，指地球内部岩浆侵入地壳或喷出地面冷凝结晶 而形成的岩石，前者称侵入岩，后者称喷出岩。主要有花岗岩、流

9、纹岩、闪长岩、辉长岩、玄武岩橄榄岩，主要有花岗岩、流纹岩、闪长岩、辉长岩、玄武岩橄榄岩， 等等。组成岩浆岩的主要矿物有橄榄石、辉石、角闪石、黑云母等等。组成岩浆岩的主要矿物有橄榄石、辉石、角闪石、黑云母 、斜长石、正长石石英等、斜长石、正长石石英等7 7种。种。岩浆岩根据二氧化硅含量分为：岩浆岩根据二氧化硅含量分为：酸性岩浆岩酸性岩浆岩 65%65%中性岩浆岩中性岩浆岩 52%65% 52%65%基性岩浆岩基性岩浆岩 45%52% 45%52%超基性岩浆岩超基性岩浆岩 2 砂粒 粗砂粒 20.2细砂粒 0.20.02粉砂粒 0.020.002粘粒 1010 强石质土强石质土中国暂拟土壤石砾含量

10、分类（1978）石砾（101mm）含量（）分类10多砾质3、中国的质地分类制（二）土壤质地与土壤肥力的关系 粘质土：保水、保肥性好，养分含量丰富，土温比较稳定，但通气性、透水性差，耕作比较困难。砂质土：蓄水力弱、养分含量少，保肥能力差、土温变化快，但通气性、透水性好，易耕作。壤质土：介于砂质土和粘质土之间的土壤类别，在性质上兼有砂质土和粘质土的优点，是比较理想的土壤类别，许多肥 力性质都介于砂质土和粘质土之间。总体上讲土壤质地对土壤肥力和性质有着重要的影响，但它不 是决定土壤肥力的唯一因素，一种土壤在质地上的缺点，可以通过 改良土壤结构和调节土壤颗粒组成而得到改善。 （三）土壤质地的改良 n

11、n1 1、客土法、客土法 搬运别的土壤（客土）掺在过砂或过粘的土壤 中（本土），使之相互混合，以改良土壤质地的方法，称为 客土法。n n2 2、放淤改良、放淤改良 在有条件的大河中下游地区，可利用不同河 流不同季节所携带泥沙的粗细不同，分别将河水引入过砂或 过粘的土壤上，使之沉积下来，对本土进行改良的方法。 n n3 3、多施有机肥、多施有机肥 过砂过粘的土壤结构不良，有机肥中含 有大量的腐殖质，腐殖质的粘结力和粘着力比砂土强而比粘 土弱，可以改良砂土或粘土的不良物理性状，使土壤松紧度 、孔隙状况、吸收性能得到改善，从而提高土壤肥力。n n4 4、翻砂压淤和翻淤压砂、翻砂压淤和翻淤压砂 有的土

12、壤耕层质地过砂或过粘， 但其底层有淤泥层或砂土层，可以通过深翻，把下层的砂土 或粘土翻上来，与表土掺混，以达到改良土壤质地的目的。n n5 5、种植绿肥、种植绿肥 种植田菁、绿豆、沙打旺、苜蓿、紫云英、草 木樨等增加有机质，创造良好的土壤结构。第三节 土壤有机质和土壤微生物 一、土壤有机质 广义：存在于土壤中的各种含碳的有机物的总称。它包括各种动植物残体，微生物体及其分解合成的有机物质。狭义：专指土壤中的腐殖质，但在测定过程中无法把未分解、半分解的动植物残体剔除掉，所以测定结果实际上还包括未 分解、半分解的动植物残体在内。有机质的定义（一）土壤有机质的来源 1、死亡的动植物、微生物残体。2、施

13、入的农家肥。3、工业及城 市垃圾废水、废渣。原始土壤：微生物体是土壤OM的最早来源。自然土壤：自然土壤：是死亡的动、植物，微生物残体及植物的枯枝落叶，但 基本来源是它上面生长的绿色植物。耕地土壤：耕地土壤：可概括为两个方面：（可概括为两个方面：（1 1）栽培作物的残留物（）栽培作物的残留物（2 2）施用）施用 的有机肥。其中后者其主导作用。的有机肥。其中后者其主导作用。（二）土壤OM的含量、组成及性质 1.含量 ：土壤有机质在自然土壤中差异很大，高的可超过20%，称 为有机质土壤比如某些泥炭土，低于20%以下的土壤称为 矿质土壤，矿质土壤占绝大多数，有些低的不足0.5， 主要为一些漠境或沙漠土

14、壤。土壤有机质对土壤肥力和植物生长起到良好的作用，在农业 上常把保持土壤有机质平衡和逐步提高有机质含量作为土壤培肥 的中心环节。我国土壤除了某些草甸土、东北黑土和某些自然土壤外，有机 质含量一般占土壤固相重量的5%以下，由南至北由西至东呈递增 趋势，水田高于旱田，我省有机质含量较低，平均在1%左右，土 壤培肥任务艰巨。A：元素组成：主要是C（52-58%）、H（3.3-4.8%）、O（34-39% ）、N（3.7-4.1%）其次是P、S。2.组成B:B:化学组成化学组成1 1、非腐殖物质（、非腐殖物质（非特异性物质）非特异性物质）指土壤中动植物微生物残体和它指土壤中动植物微生物残体和它 们不同

15、阶段的分解产物。包括：们不同阶段的分解产物。包括：a a、碳水化合物碳水化合物 有单糖、多糖（淀粉纤维素木质素果胶质）等有单糖、多糖（淀粉纤维素木质素果胶质）等b b、含氮化合物含氮化合物 蛋白质、多肽、氨基酸等蛋白质、多肽、氨基酸等c c、含磷化合物含磷化合物 植素、核酸、磷脂等植素、核酸、磷脂等d d、含硫化合物含硫化合物e e、脂溶性物质和木质素脂溶性物质和木质素2 2、腐殖质、腐殖质（特异性物质）（特异性物质）是指有机生物残体经土壤微生物分解和是指有机生物残体经土壤微生物分解和 再合成作用重新形成的一类特殊的高分子有机化合物。再合成作用重新形成的一类特殊的高分子有机化合物。（三）土壤中有机质的转化 矿质化：有机质在微生物的作用下分解为简单化合物同 时释放出矿质养分的过程。腐殖化：有机质在微生物的作用下合成为复杂稳定的腐 殖质的过程。1、土壤有机质的矿质化过程 矿化分两个阶段： 有机物质在微生物分泌出的体外酶的作用下将较复杂的有机 物先分解成构成该物质的基础有机化合物。 微生物吸收第一阶段的降解产物，一部分作为建造自身的原 料，一部分则被彻底转化为最终分解产物，如CO2、H2O并释放出 无机盐（如NH4+、SO42、HPO42等）。土壤有机质的分解程度常用矿化率来表示：土壤有机质的 矿化率土壤每年因矿质化作用所消耗的