[自然科学]第一章 土壤组成与性质1.ppt

第一节 土壤及土壤肥力的概念 1 土壤的概念 土壤：地球陆地表面具有一定肥力且能生长植物的疏松层。 最上层15.8米见方、铺垫着五种颜色的土壤：东方为青色、南方为红色、西方为白色、北方为黑色、中央为黄色。 它大体上符合我国土壤分布概况。东方多水稻土呈青色，南方多红壤、紫色土呈红色，西北干旱土、盐碱土呈白色，中原腹地为黄土高原雏型土呈黄色. 2 土壤肥力 概念1：土壤为植物生长不断供应和协调养分、水分、空气和热量的能力。 概念2：土壤为植物生长供应和协调营养因素（水分和养料）以及环境因素（热量和空气）的能力。 四大肥力因素：养分、水分、空气和热量。 四者互相影响、互相制约，不同条件下，主导肥力因素存在差异。 肥力的高低取决于土体中水、肥、气、热四个因素之间的整体功能的协调程度以及能否满足植物生长发育过程中行为特征的要求。 肥力高的土壤能“稳、匀、足、适”地供应和协调作物对水、肥、气、热的需要。 稳－能把水分和养分源源不断地供应给植物； 匀－土壤随时均匀地供应水分和养分； 足－土壤能足够地供应植物生长所需要的水分和养分； 适－土壤供应的量适当。 稳和适是根本；匀和足是保证条件。 强调动态观点 3 土壤圈在地理环境中的地位和作用 (1)地位 占据一定的不变位置，处于地球大气圈、水圈、生物圈和岩石圈之间的界面上，是地球各圈层中最活跃最富生命力的圈层之一，它们之间不断进行物质循环与能量转化。 土壤圈在地理环境中的地位2 结论：土壤圈在地理环境中的地位 与生物圈进行养分元素的循环 与水圈进行水分平衡与循环 与大气圈进行气体交换 与岩石圈进行金属元素和微量元素的循环 (2) 土壤的作用 1) 土壤是各圈层之间物质、能量的交汇处； 2）土壤是联系有机界和无机界的枢纽和中心环节； 3）环境影响土壤，土壤也影响环境； 4）土壤是自然地理环境的一面镜子。 结论： 土壤圈对地理环境的作用 土壤圈与地球生命作用 土壤圈与人类生存条件 土壤圈与自然环境 土壤圈与全球土壤变化 土壤物质的组成与性质 1 原生矿物(primary mineral) 1.直接来源于母岩特别是岩浆岩。其中包括铝硅酸盐类、长石类矿物、云母类矿物、橄榄石类矿物、辉石与角闪石类矿物、氧化物类、硫化物类和磷灰石类。原生矿物的风化过程不仅在时间上有阶段性，在空间上也有地带性。 2.主要的土壤原生矿物类型为硅酸盐和铝硅酸盐，包括石英、长石、云母、辉石、角闪石、橄榄石等； 3.原生矿物稳定性不同，风化后成为母质和植物养分的重要来源。 原生矿物的特点 ①土壤原生矿物以硅酸盐和铝硅酸盐占绝对优势。 ②土壤中原生矿物类型和数量的多少在很大程度上决定于矿物的稳定性。 石英最稳定，是粗土粒的主要成分；白云母和长石较稳定，在粗土粒中较多；黑云母、角闪石、辉石等暗色矿物易风化。 ③土壤原生矿物是植物养分的重要来源。经化学风化分解后，才能释放并供给植物生长所需养分。Ca、Mg、K、P、S等。 2 土壤矿物的迁移转化 ① 土壤矿物质的风化过程 风化作用是地球表面或近地球表面的岩石在大气圈各种营力作用下所产生的物理化学变化。岩石发生物理和化学的变化称为风化。或者：地壳表层的岩石，在大气和水的联合作用以及温度变化的生物活动的影响下，所发生的一系列崩解和分解作用。 ② 岩石矿物风化作用的类型 由于作用因子的不同，岩石风化作用过程的特点各异，可分为物理风化，化学风化和生物风化三大类型。 2）化学风化作用 岩石和矿物在大气，水及生物的相互作用下发生的化学成分和矿物组成的变化，称化学风化。引起化学风化作用的主要因素有●溶解作用 指岩石矿物溶解于水的作用。●水化作用 指水分子与矿物化合生成含水矿物的化学作用。●水解作用 指矿物与水发生反应而分解的作用。●氧化作用 岩石中的很多矿物都能被自然界的氧氧化生成新矿物。 ●碳酸化作用 碳酸与岩石中的金属离子发生反应形成碳酸盐的作用称之为碳酸化作用。这种现象在石灰岩地区最为常见。 化学风化是岩石在外界条件的影响下，引起化学成分的改变，产生新的物质的过程。 (1)水的作用 ①水化作用 2Fe2O3+3H2O2→Fe2O3.3H2O 通常矿物经水的作用后，硬度降低，体积增加，溶解度增加。 ②溶解作用 CaCO3+H2O+2CO2 → Ca(HCO3)2+O2 水是一种极性溶剂，岩石中的矿物都是无机盐，在水中多少都能溶解一些，绝对不溶于水的无机物质，在自然界是不存在的。 例如云母，看起来很难溶解，但1份重量的云母可溶于340000份重量水中。 地表的水还常常溶有CO2 ，NO2及有机酸等物质，这大大提高了它的溶解能力。 据估计，地球上所有的河流，每年把溶解状态的盐类带入海洋