高等土壤化学复习题及答案完整版2013(土壤所)资料.doc

土壤化学复习题（2009年1月） 1.请分别列出两种以上土壤中常见的原生矿物、粘土矿物、粘粒中的氧化物、含钾矿物？ 原生矿物：岩石经过物理风化形成的矿物 常见的有石英、长石、云母、辉石。 粘土矿物：2μm的矿物，含水的铁、镁、铝层状硅酸盐矿物，有高岭石、蒙脱石、伊利石。 粘粒矿物：2μm的矿物，主要是次生的，也有原生的，氧化物有水铝石、针铁矿、褐铁矿。 含钾矿物：土壤中含钾矿物的总称，有钾长石、微长石、黑云母、白云母、伊利石、蛭石。 2.简单描述土壤中1:1型、2:1型、2:1:1型层状硅酸盐矿物的晶体结构特征，并列出其代表性矿物？ 答：1）1：1型层状硅酸盐矿物单元晶层有上下两个不同的层面，一个是硅氧四面体片底部具有复三角网孔的氧原子面，另一个是八面体片底部的氢氧原子面。单元晶层之间通过氢键连接。高岭石、埃洛石2：1型层状硅酸盐矿物单元晶层由两片硅氧四面体片中间夹一片铝（镁）氧八面体片组合而成，两片四面体片的顶端氧都朝向中间的八面体片。单元晶层的上下两面均为四面体片底部具有复三角网孔的氧原子面，单元晶层之间通过静电或van der Waals键结合。蒙脱石、拜来石、绿脱石 3）2：1：1型单位晶层在2：1型绿泥石a.温度: 高温--赤铁矿(40-80℃长期老化),低温--针铁矿(40℃) b.酸度: 高pH--针铁矿, 低pH---赤铁矿 c.水解速度: Fe3+ 的水解速度快--赤铁矿, 慢--针铁矿 d.颗粒大小: 在常温下,颗粒1微米--针铁矿稳定, 1微米--赤铁矿稳定 e.有机酸种类的影响: 如在pH为10-12时，有柠檬酸，促进生成赤铁矿，而无柠檬酸则形成针、赤铁矿混合物。Fe3+/oH－的比值小于3时，产物为针铁矿与赤铁矿的混合物，达到3.1时为纯赤铁矿。 h.有亚铁存在时只能形成针铁矿，不能形成赤铁矿。 空间分布规律： 针铁矿：广泛分布在各类土壤中。 纤铁矿：常存在潮湿温带土壤中，它形成于排水良好、富含有机质和氧化还原作用交替频繁的土壤中。 赤铁矿：多见于热带、亚热带高度风化的土壤中，主要存在于干燥而有强氧化势的表土层及胶膜中，是砖红壤中主要的氧化铁矿物。 磁赤铁矿：存在于热带、亚热带高度风化、有机质含量较高的土壤表层及铁锰结核中。 水铁矿：水铁矿不稳定，在热带、亚热带气候下逐渐转变为赤铁矿，而在潮湿温带气候下转变为针铁矿。 5.土壤中产生CH4和N2O的基本条件和主要影响因素。 1）土壤中产生CH4的基本条件：强还原条件（Eh-150mV）的淹水和渍水土壤；产甲烷菌的存在； 产甲烷前体的存在：二氧化碳、甲醇、甲胺、乙酸等；适宜的温度。 2）影响土壤产CH4的因素：生物气候（温度、光照等）； 　　　　 土壤性质（土壤类型、质地、Eh、pH、OM%和性质、铁锰和SO42-等氧化物含量等） 　　 人为活动（土地利用、灌溉、施肥、农药、水稻品种等）、。 3）土壤中产生N2O的基本条件：主要是在微生物参与下，通过硝化、反硝化作用完成；存在氮素、微生物产生作用。 4）影响N2O排放的主要因素： 土壤内部氧化还原不均一：NH4+向氧化区扩散，硝化作用；NO3-向还原区扩散，反硝化作用 通 气 性：中度通气有利于N2O的生成和排放 氮的有效性：硝化或反硝化的基质； 　　土壤水分：水分在60-80%WFPS时最有利于N2O排放，长期淹水土壤几乎不产生N2O pH：硝化和反硝化速率随土壤pH 提高而增加，但pH超过5-6时，反硝化产物中N2O/N2比例下降 质 地：质地中等的土壤排放的N2O较多 耕 作：一般增加N2O排放（通气） 降雨和灌溉：降雨或灌溉促进干燥土壤的N2O排放，所以在降水或灌溉以后应该增加观察密度； 温 度：N2O排放随温度提高而增加 抑制剂的存在、磷硫和其他养分的供应等。 6.土壤中产生的温室气体主要有哪些？对全球变化有何影响？ 温室气体指产生温室效应的气体，是大气中存在的能吸收红外辐射并对大气有加热效果的所有气体的总称。土壤中产生的温室气体主要有：H2O、CO2、CH4、N2O、O3、氯氟烷烃类。作为全球气候变暖原因的温室气体，主要指人类活动所增加的气体成分：CO2、CH4、N2O、对流层O3、氯氟烷烃类。 对全球变化的影响：温室气体浓度增加、全球变暖、臭氧层破坏、海平面上升、海洋污染、暴雨事件增加、云量增加、干旱事件增加、生物多样性减少、生态环境恶化。 7.相同条件下，请判断下列稻田CH4排放量大小次序：终年淹水的稻田，间歇灌溉的稻田，间歇灌溉的硫酸盐稻田。原因。 相同条件下，CH4排放量大小顺序为：终年淹水的稻田间歇灌溉的稻田间歇灌溉的硫酸盐稻田。原因根据甲烷产生、氧化和排