第二章土壤的物质组成.ppt

第二章 土壤的物质组成 土壤的物质组成 第一节 土壤矿物质 Soil minerals 土壤矿物质 土壤矿物质的来源 土壤矿物质的组成与性质 土壤的颗粒组成 土壤质地及其利用改良 ★ 土壤矿物质是成土母质或母岩的风化产物，包括原生矿物和次生矿物； ★ 土壤矿物质是构成土壤的主体物质，是土壤的“骨骼” ； ★ 土壤矿物质的化学组成：氧、硅、铝、铁、钙、镁、钠、钾、钛、磷等 10 种元素占土壤矿物质总重的 99% 以上，其中以氧、硅、铝、铁为最多。 1.1成土矿物与岩石 矿物：天然产生于地壳中，具有一定化学组成、物理性质和内部构造的化合物或单质，大多呈晶态(crystalline)，多数是由两种或两种以上元素构成的化合物。 岩石：是一种或数种矿物的集合体。 ★ 成土矿物和岩石与土壤的化学组成和理化性质有密切的关系 如：土壤质地、通气性、透水性、保肥性、养分、酸碱性等 1.2岩石的风化 风化作用：地表的岩石在大气和水的联合作用以及温度变化和生物活动影响下，所发生的一系列崩解和分解作用。 风化作用实质上表现为一系列崩解和分解 物理风化 寒裂作用 化学风化 生物风化 根劈作用 ★ 土壤中的原生矿物来自成土的岩石矿物, 在风化过程中未改变化学组成,以硅酸盐和铝硅酸盐占绝对优势。常见的有石英、长石、云母、辉石、角闪石等。 ★ 土壤原生矿物构成土壤的骨架，风化提供养分。 地壳和土壤主要元素平均组成（%） 层状硅酸盐矿物 高岭石组 Fe、Al氧化物 石砾及砂粒 矿物成分与母岩大体一致； 比表面积小，吸湿性弱，无胀缩性； 松散，无可塑性、粘结力、黏着性； 抗风化，养分释放慢，有效养分贫乏。 粘粒 概念 土壤颗粒组成：土壤中各粒级土粒含量（质量）百分率的组合，也称为“土壤机械组成”。 土壤质地：根据机械组成的一定范围划分的土壤类型。 Stokes’ Law的应用条件 1）颗粒粒径必须远远大于液体分子直径； 2）颗粒必须是表面光滑的刚性球体； 3）所有颗粒的密度相同（一定粒径范围差别不大，要求测定其平均密度）； 4）悬液要足够稀，颗粒沉降独立进行，互不影响； 5）颗粒周围液体流动为层流，不发生紊流； 6）颗粒沉降期间保持恒温条件； 7）液体容积应当能消除液体与容器摒器壁表面界层影响。 实际土壤中，纯砂粒、粉砂粒、粘粒的土壤很少见，应是多种粒级土粒的混合体。 在鉴定土壤和说明肥力特征时，质地往往是首先考虑的项目之一。 质地分类标准：国际制、卡庆斯基制、中国制 壤质土 Loamy soil （1）增施有机肥料，改良土性； （2）掺砂掺粘、客土调剂； （3）翻淤压砂、翻砂压淤； （4）引洪放淤、引洪漫沙； （5）种树种草、培肥土壤； （6) 因土制宜、加强管理。 判断题： 1. 人们把砂土叫“热性土”，粘土叫“冷性土”，是因为砂土的土温在任何时候都比粘土的高。 2. 砂土全由砂粒组成，粘土则全由粘粒组成。 3. 同一质地类别的土壤，其颗粒组成完全相同 4. 林木，果树，茶树在粘质土上生长比砂质土好。 本节小结： 1、土壤矿物质、矿物风化、原生矿物、次生矿物； 2、粘土矿物类型及特点； 3、土壤粒级及分级标准、土壤颗粒组成； 4、土壤质地及其与肥力的关系； 5、土壤改良的措施。 3.2土壤颗粒的矿物组成 不同粒级土壤颗粒与组成矿物类型 0.4 4.9 1.0 1.6 13.2 21.5 53.2 0.002 0.1 4.2 0.3 1.6 5.1 13.2 74.2 0.01-0.002 0.2 2.3 0.3 0.8 1.5 5.1 89.4 0.04-0.01 0.1 1.5 0.1 0.5 1.2 2.0 94.0 0.2-0.04 0.05 0.8 0.5 0.4 1.2 1.6 96.3 1-0.2 P2O5 K2O MgO CaO Fe2O3 Al2O3 SiO2 粒径范围(mm) 3.3土壤颗粒的化学组成 不同粒级部分元素的组成情况不同 ★ 颗粒愈粗，SiO2含量愈高； ★ 颗粒愈细, SiO2含量愈低，Al2O3、Fe2O3及Ca、Mg、K、P等养分元素的含量愈高。 3.4土壤颗粒各粒级的特征 矿物成分与母质相差较大，以次生矿物为主； 颗粒细，比表面积大，吸湿性强，有显著的胀缩现象； 很强的可塑性、粘结力及黏着性； 有效养料储量丰富，保水保肥性强。 粉粒 土壤颗粒粒级与理化性状的关系图式 (据Pierzynski，2000) 一般来说，随着粒径的减小，孔隙度、吸湿量、持水量、比表面面积、膨胀潜能、吸附性能、塑性和粘结性将增加，而土壤通气性、透水性、密度将降低。 （四）土壤质地及其利用改良 样品前处理 Sample pretreatment 分级定量 Frac