第一章土壤的组成与性质矿物质.pptVIP

* * 第一章 土壤的组成与性质 土壤由三相物质五种组分构成 固相—土壤矿物质、有机质和活的生命有机体 液相—土壤水或土壤溶液 气相—土壤空气 重量比例： 土壤矿物质95% 土壤有机质5% 体积比例 土壤是一种“类生物体”： 土壤矿物质——对地表植物具有支撑作用，犹如动物的骨骼； 土壤有机质——土壤活性的核心，犹如动物的肌肉； 土壤溶液——为植物生长输送养料，犹如动物的血液； 土壤空气——通过气体交换，吸氧吐碳，犹如动物的呼吸。 正如生物体各组成部分之间的相互联系和相互作用一样，土壤的各组成部分之间，也是相互联系和相互作用的，这种相互联系和相互作用的结果，形成了土壤的本质属性——肥力特性。 第一节 土壤矿物质 一、土壤矿物质的来源和组成 由成土母质继承和演化而来——源于成土母质（岩石风化物） 原生矿物——各种岩石受到不同程度的物理风化，而未经化学风化的碎屑物，其原来的化学组成和结晶构造均未改变。 次生矿物——由原生矿物经风化后重新形成的新矿物，其化学组成和构造都经过改变，而不同于原来的原生矿物。 成因类型——原生矿物和次生矿物 (一) 土壤原生矿物 主要种类：硅酸盐、铝硅酸盐类、氧化物类、硫化物类和磷酸盐类 1. 硅酸盐、铝硅酸盐类矿物——在土壤原生矿物中占绝对优势 长石类——较稳定，风化产生高岭石，二氧化硅和钙、钾、钠等盐基物质,是土壤中钾素的重要来。 云母类——抗风化能力较长石类强，风化后产生较大量的K、Mg、Fe等元素，是土壤钾素主要来源。 辉石、角闪石类——风化后形成绿帘石和绿泥石，释放出Mg、Fe、Ca等植物营养元素。 橄榄石类——因变价金属离子氧化而风化，释放出Mg、Fe和多种微量元素等植物营养物质。 2. 氧化物类矿物——是土壤的基底物质 主要是石英（SiO2），化学性质稳定，不易风化，是土壤砂粒的主要成分。 通常只有铁的硫化物矿物，即黄铁矿和白铁矿（FeS2）。极易风化转变为褐铁矿，并释放出S. 主要是磷灰石，经风化，其中的磷得以释放。 3.硫化物类矿物——是土壤中S素的主要来源 4.磷酸盐类矿物——是土壤中无机磷的重要来源 土壤原生矿物对土壤肥力的贡献：为植物生长发育提供矿质养分，对植物体起支撑作用。 (二)土壤次生矿物 主要种类：简单盐类、次生氧化物类和次生铝硅酸盐类。 1.简单盐类——由土壤原生矿物风化和土壤溶液中析出产生 包括K、Na、Ca、Mg的碳酸盐、重碳酸盐、硫酸盐和氯化物； 常见于干旱和半干旱地区以及滨海地区的土壤中。 2.次生氧化物类——由原生矿物风化而形成 Fe2O3 ：多见于湿热地区土壤，是土壤的重要染色物质，因含结晶水数量不同形成多种矿物：褐红色—赤铁矿（Fe2O3）、黄棕色—针铁矿（Fe2O3·H2O）、棕褐色—褐铁矿（Fe2O3·nH2O）等。 Al2O3 ：多见于湿热地区土壤，是铝硅酸盐矿物的风化产物，性质极稳定，分为一水氧化铝（Al2O3·H2O）和三水氧化铝（Al2O3·3H2O）两种类型。 MnO/MnO2 ：是原生矿物在湿热条件下高度风化或在潴水条件下经氧化还原产生，在土壤结构表面上常呈棕、黑色胶膜，或呈结核状存在。 SiO2 ：常见于温带森林土壤，由土壤溶液中溶解的SiO2在酸性介质中凝聚产生，多以粉末状附着于土壤结构表面。 3.次生铝硅酸盐类——又称次生粘土矿物 由硅酸盐、铝硅酸盐类原生矿物风化分解而成，为结晶型矿物。 结构体 结构单元(晶片) 硅 氧 片 水 铝 片 硅 氧 四 面 体 铝 氧 八 面 体 类型 根据次生铝硅酸盐类矿物结晶构造中硅氧片和水铝片的数目和重叠方式的不同，分为：1∶1型、2∶1型、2∶1+K+型 1∶1型——高岭石类矿物，以高岭石和埃洛石为代表。晶层由一层硅氧片和一层铝氧片重叠而成，晶层之间由氧和氢氧离子通过氢键联结，氢键键能较强，晶层间连接紧密，层间距固定不变，遇水不易膨胀，为非胀缩性矿物；其吸水性、可塑性、粘着性均较弱。 2∶1型——蒙脱石类矿物，以蒙脱石、绿泥石、拜来石为代表。晶层由两层硅氧片和一层铝氧片重叠而成，晶层之间由氧键联结，氧键键能较弱，晶层间连接松弛，层间距大且可变，遇水易膨胀，为胀缩性矿物；因普遍具有同晶置换现象，常使矿物颗粒带有负电荷，具有较强的吸附性、可缩性和胀缩性。 2∶1+K+型——水云母类矿物，以水云母、伊利石为代表。晶层构造与蒙脱石类矿物相似，也由两层硅氧片和一层铝氧片重叠而成，只是在相邻晶层之间有K+存在，使晶层结合紧密，层间距缩小，遇水膨胀受限，胀缩性较弱，同晶置换现象，可使矿物颗粒带有负电荷，其吸附性介于高岭石类矿物和蒙脱石类矿物之间。 k+ 同晶置换：位于结晶构造中的离子被与他大小相近、电性