土壤环境-化学与环境-13.ppt

第十二章 土壤环境 土壤环境 土壤的形成、组成和种类 土壤的结构和性质 土壤的污染与退化 土壤的形成 岩石的风化 风化作用 物理风化 化学风化 生物风化 土壤的发育 地质大循环：岩石?风化产物?岩石 生物小循环：无机养分?生物?无机养分 土壤的形成是上述两个循环相互作用的结果 土壤的形成是成土过程与风化作用交织在一起，同时进行的。 土壤的物质组成 矿物质是以粗细不同的颗粒形式存在的，即通常说的土壤颗粒。 按粒径大小，土粒分为石砾、沙粒、粉粒和粘粒。 土粒的大小与土壤矿物成分土壤化学成分密切相关。 粘粒以上主要由各种原生矿物组成以石英最多，还有长石、云母等原生硅酸盐矿物；粘粒中原生矿物很少，基本上为次生矿物。 土壤质地 岩石中含有约3000余种矿物，但与土壤有关的不过数十种，按其起源分为原生矿物和次生矿物。 原生矿物：没有发生成矿改变的矿物，有石英、长石、云母等。 次生矿物：原生矿物风化后组成与性质发生变化而重新形成的矿物，又称粘土矿物，有蒙脱石、伊利石等。 来源：各种动植物、微生物残体及人畜粪便。 类型： 非腐殖物质：碳水化合物；有机酸；木质素等。 腐殖质：结构复杂，是微生物作用下形成的性质稳定的新的高分子化合物。其形成分两个阶段：首先产生构成腐殖质主要成分的原始材料；将上述原始材料通过缩合与聚合作用，形成腐殖质的单体分子。 土壤腐殖质的作用 土壤养分的主要来源 促进土壤养分有效化 形成土壤结构 减轻污染 其它 土壤水 主要来自降水，同时还有灌溉水和地下水。 形态分为固态水、液态水和气态水 液态水：吸湿水、膜状水、毛管水、重力水。 土壤空气 二氧化碳高于大气十到数百倍，氧气仅占十分之一左右。 土壤水分类型 土壤的结构和环境特性 土壤的结构 形态结构 土壤的环境特性 酸碱性（pH值） 缓冲性 氧化还原状况 土壤胶体 土壤中的矿物质颗粒，在大多数情况下不是以单粒状态存在，而是互相粘聚或者被胶结成大小、形状、性质不同的土片、土块、土团甚至团聚体。 结构类型：块状及棱块状，柱状及棱柱状，片状，单粒结构及团粒结构。 土壤结构 形成机制 土粒的粘聚 粘粒的凝聚作用 有机质的胶结作用 难溶性化合物的胶粘作用 水膜的粘结作用 土壤结构的成型 生物作用 干湿交替 冻融交替 耕作作用 土壤环境特性 土壤胶体 土壤胶体的结构: 胶核?二氧化硅，氧化铁铝，次生硅酸盐，腐殖质 决定电位离子层?胶核表面分子解离成为离子，或从溶液中吸收某种离子而成 补偿离子层 胶团间溶液 土壤胶体种类 土壤无机胶体 含水氧化硅胶体，含水氧化铁铝胶体，水铝英石，粘土矿物 土壤有机胶体 有机无机复合体 土壤酸碱性 酸的产生 生命活动 土壤溶液中活性铝的作用 吸附态氢离子和铝离子的作用 碱的产生 土壤中大量存在的碱金属的水解 土壤酸性 土壤中酸性的主要来源是： 1）胶体上吸附的H+或Al3+ 2）CO2溶于水所形成的碳酸 3）有机质分解产生的有机酸、氧化作用产生少量 无机酸 4）酸雨 5）施肥加入的酸性物质等 6）土壤中Al的活化 （H+ 铝八面体解体 铝离子） 土壤酸度 土壤碱性 土壤碱性主要来源于土壤中交换性钠的水解所产生的OH-以及弱酸强碱盐类（如Na2CO3和NaHCO3）的水解。 Na H Na +2H2O H + 2Na +2OH- Na2CO3+ 2H2O 2Na++2OH-+H2CO3 NaHCO3+ H2O Na++OH-+H2CO3 土壤酸碱性的分级 强酸性 pH5.0 酸性 pH5.0-6.5 中性 pH6.5-7.5 碱性 pH7.5-8.5 强碱性 pH8.5 土壤的酸碱反应与植物生长 （1）影响土壤养分的转化和供应 ① 影响土壤中微生物活性 ② 影响养分的固定、释放与淋失 （2）影响粘粒矿物的形成 （3）影响土壤理化性质 （4）影响作物生长 土壤缓