第二节--土壤矿物质

第二节 土壤矿物质与土壤质地、土壤的组成土壤由固相、液相和气相三相物质组成。土1、固相的物质是土壤矿物质、土壤有机质及土壤生物（土壤微生物），壤 2、土壤液相的主要成分是土壤水分与溶解在水分中的各种物质肥肥 3、土壤气相的主要成分是氧气、二氧化碳等气体。在具体的某种土壤中，由于其孔隙体积相对稳定，所以土壤 水分与土壤空气为一种相互 消长的关系，即水多气少或水少气多。三相物质相互影响土壤肥力四因素。共同决定土壤肥力高低。土壤的基本组成概况：见P2图1-1典型农业土壤的物质组成P16表2-3表2-3列出了典型农业土壤的物质组成。表2-3 土壤物质组成土壤物质按干重计按体积计土壤矿物质95%左右50%左右土壤有机质5%左右10%左右土壤水分-15%40%土壤空气-15%40%、土壤矿物质（一）.土壤矿物质的概念：1、概念：指土壤中无机物质的总和，是组成土壤的骨架物质。2、作用（1）土壤的主要组成物质，占95%以上；（2）提供植物矿质营养，不包括N元素。2.土壤的矿物组成：按其产生的方式不同：(1)原生矿物：原生矿物是指来源于岩浆岩中的矿物质，在风化过程中没有改变化学组成和结晶结构而遗留在土壤中的原始成岩矿物，是由熔融的岩浆直 接冷凝所形成的矿物，例如长石、石英、云母等，岩浆岩、沉积岩、变 质岩中均含有原生矿物。土壤中的原生矿物主要存在于沙粒、粉沙粒等 较粗的土粒中。虽然土壤中原生矿物的种类很多，但主要类型为表2-4中的那几类。表2-4 土壤中常见原生矿物的性质名称化学成分风化特点和分解产物石英SiO 2不易风化，是土壤沙粒的主要来源正长石斜长石KAlSiO 3 8 nNaAlSO-mCaAl SiO3 82 2 8较易风化，风化产物主要是高岭土、二氧化硅和 其他无机盐，是土壤钾素、黏粒及黏土矿物的主 要来源云母(K+，Na+)(Al3+，Mg2+，Fe2+，Li+，Fes-23(S4A3+)4O10(OH)主要有白云母和黑云母两大类，刖者不易风化， 后者易风化，是钾素和黏粒的来源角闪石Ca(Mg+, Fe)AlSi,A1O(OH)247222易风化，风化后产生黏土矿物，易释放无机养分橄榄石(Mg+FsMnJSiq 易风化，风化后产生黏土矿物和释放养分.意义：原生矿物是土壤黏土矿物的主要来源， 其风化释放出的无机盐是土壤养分的最初来源，也是最重要的来 源。 原生矿物的性质及其风化产物对土壤理化性质也有重要作用。2. 次生矿物 概念次生矿物是指原生矿物经过风化作用使其组成和性质发生变化而新 形成的矿物。 在土壤中，次生矿物主要存在形式：土壤黏粒，故次生矿物又称 为黏土矿物。 土壤中常见的黏土矿物类型可分成三大类，一是次生层状铝硅酸盐黏土矿物，例如蒙脱石、伊 利石、高岭石等(最重要的)(原因见表2-5)； 二是结构比较简单、水 化程度不等的铁、锰、铝和 硅的氧化物及其水合物，如针铁矿 (Fe2O3 - H2O)、褐铁矿(2Fe2O33H2O)、三水铝石(A12O33H2O)、水 铝石(A12O3H2O)、蛋白石(SiO2nH2O)等；三是一些简单盐类，如石 膏、方解石、白云石等。表2-5 土壤中主要黏土矿物的性质性质高岭石伊利石蒙脱石结构单元1: 1型2 : 1型2 : 1型比表面枳(m2 g -1)73070120700800黏结性、黏着性弱中强可塑性弱中强胀缩度/%52590100吸水能力小中大晶层厚度/nm0.721.01.01.7阳离子交换量/(cmol kg-i)315104070130三、土壤颗粒组成1. 土壤粒级土壤是由各种大小不同的矿质土粒组成的，它们单独或相互团聚成 土粒聚合体存在于土壤中，前者的土粒称为单粒，后者称为复粒。大小 不同的土粒，由于物理、化学性质不同，对土壤肥力的作用也不相同。料土 做一个观察实验：PPT，引出概念壤 为了研究和使用方便，根据土粒的粒径和性质将其划分为若干等级，肥称为粒级。同一粒级范围内的土粒成分和理化 性质基本一致，不同粒级间则有明显的差异。2、土粒分级国际上土壤粒级的分级标准有很多，但一般将土粒由粗到细分成:石砾、沙粒、粉沙粒和黏粒4种基本粒级，2、土粒分级划分标准国内常用的粒级分级标准。采用卡庆斯基制划分标准两点:大于1mm、1-0.05 mm粉沙粒0.05-0.001 mm黏粒小于 0.001 mm将小于1 mm，但大于0.01mm的那部分土粒称为物理性沙粒，而将粒径小于0.01mm的那部分土粒称为物理性黏粒（重点），这种分级方法在生产上使用较为方便。表2-8常用士粒分级标准国际制卡庆斯基制粒级名称粒径/mm粒级名称粒径/mm石砾2石块3石砾31沙粒粗沙粒0-0.2物 理 性 沙 粒粗沙粒1-0.5中沙粒0.5-0.25细沙粒0.2-0.02细沙粒0.25-0.05粉沙粒0.020.002粗粉粒0.05-0.01物 理 性 黏 粒中粉粒0.01-0.005细粉粒0.005-0.001黏粒0002黏粒粗黏粒0.001-0.0005中黏粒0.0005 - 0.0001细黏粒0.000120思考：为什么以001 mm为界划分物理性沙粒和物理性黏?3、以0.01 mm为界划分物理性沙粒和物理性黏的原因(1)不同粒级的矿物组成不同不同粒级土粒中的矿物类型相差很大P21 (图2-2)。通过读图：沙粒和粉沙粒主要是由石英和原生矿物组成，而黏粒绝大部分矿 物是次生矿物。沙粒中石英的含量大于80%，而黏粒中次生矿物的 含量也大于80%。(2)不同粒级的化学组成不同由于各粒级土粒的矿物组成不同，相应地化学组成也相差很大 (表 2-8)。土粒越粗，二氧化硅(SiO)含量越高，而铝(Al)、铁(Fe)、钙(Ca)、 2镁(Mg)、钾(K)、磷(P)等含量下降；随着颗粒变细，这些元素含量 的变化趋势正好相反，即硅的含量下降，而其他元素的含量提高。表2-8不同粒级的化学组成()粒级粒径/mmSiOAl OFe OCaOMgOKOPO沙粒1-0.20.2-0.04293.694.0231.62.0231.21.20.40.50.60.120.81.5250.050.1粉粒0.04-0.010.01-0.00289.474.25.113.21.55.10.81.60.30.32.34.20.10.2黏粒808565今测得某甲土壤物理性黏粒含量为42%,某乙土壤物理性黏粒含量为73%某丙土壤物理性黏粒含量为8%，则甲土乙土、丙土的质地大类和基本质地名称。学生回答：不能解决问题。卡庆斯基制土壤质地分类标准使用方法：再回答上面问题：（三）土壤质地对土壤肥力的影响：是评价土壤肥力的重要指标。从标准看一般分为砂土、壤土和黏 土三大类。1、砂土类：特点：粒粗、孔隙大一通气能力强，保水性差；养分含量少；水 保肥、不耐肥、肥效快、昼夜温差大，热性土，宜作育苗土壤；耕作 省力。植物苗情反映：发小苗不发老苗。适合种植需肥少、根须短的苗木。高大乔木不宜。2、黏土类：特点：物理性黏粒含量达60%以上，粒细、孔隙小，保水性强， 通气能力差；养分含量高；昼夜温差小，冷性土，不宜作苗床土壤； 耕作费力。苗情反映：发老苗不发小苗适合对养分需求量大的植物。如高大乔木。3、壤土：兼有砂、黏土的优点，是最理想的一种土壤质地。苗 情反映：既发老苗又发小苗，大多数植物都适宜。（四）、土壤质地的利用和改良：1. 土壤质地的利用：原则：因土种植，根据土壤质地，选择种植适宜作物。（举例、互动）2. 土壤质地的改良：（1）客土法（局部）过砂掺粘，过粘掺砂。改良质地。（2）增施有机肥；利用有机质抵消由于土壤过砂或过粘所造成 的不良土壤性质。改良过于松散和板结状况。