土壤的基本组成、性质和分类.pptVIP

第2章 土壤的基本组成、性质和分类 §1 土壤生态系统的基本组成 §2 土壤性质 §3 土壤的形成与分类 §1 土壤生态系统的基本组成 一、土壤矿物质 1、土壤矿物质的主要元素组成 2、次生矿物 原生矿物在母质或土壤的形成过程中，经化学分解、破坏（包括水合、氧化、碳酸化等作用）而形成次生矿物。 次生矿物的种类繁多，包括次生层状硅酸盐类、晶质和非晶质的含水氧化物类及少量简单盐类（碳酸盐、重碳酸盐、硫酸盐等） 次生粘粒矿物（层状硅酸盐类、含水氧化物）是土壤矿物中最活跃的组分。 （二）黏粒矿物 层状硅酸盐黏粒矿物一般粒径5um，X射线衍射结果揭示其内部构造由一千多个层组所构成，而每个层组由硅氧片和水铝片叠合而成。 ⑴ 硅片 硅氧四面体（SiO4)4-可自聚合，在水平方向上四面体通过共用底部氧的方式在平面两维方向上无限延伸，排列成近似六边形蜂窝状的四面体，即硅片n(Si4O10)4- ⑵ 铝片 铝氧八面体可自聚合，在水平方向上八面体通过共用两个氧离子的方式，在平面两维方向上无限延伸，排列成八面体。 由于硅片和铝片都带有负电荷，不稳定，必须通过重叠化合，共用氧原子后，原子价达到中和，才能形成稳定的化合物。 两种晶片的配合比例不同，因而构成1:1型、2:1型晶层. 2、同晶置换 定义：矿物形成时，性质相近的元素，在矿物晶格中相互替换而不破坏晶体结构的现象，称为同晶置换。 3、粘粒矿物种类及一般特性 高岭组 蒙蛭组 水化云母组 绿泥石组 氧化物组 4）绿泥石组 这类矿物以绿泥石为代表，富含镁、铁及少量铬的硅酸盐粘粒矿物。具有2:1:1型晶层结构，同晶置换较普遍和颗粒较小等特征。 二、土壤有机质 (soil organic matter) 概念： 土壤各含碳有机化合物的总称。 土壤有机质含量一般只占固相总重量的10%以下，耕作土壤大多在5%以下。 （一）土壤有机质的来源、含量及其组成 1、土壤有机质的来源 ＊自然土壤（森林，天然草原，苔原）：来源于生长于其上的植物残体（地上部的枯枝落叶和地下的死根与根系分泌物）及土壤生物 ＊农业土壤（农田，牧场，果园，菜地）：来源于人工施入的各种有机肥料和作物根桩以及根的分泌物，其次是土壤生物 3、土壤有机质的组成与性质 ⑴ 土壤有机质化学元素组成 土壤有机质的基本元素组成是C、H、O、N（碳52%—58%、氧 34%—39%、氢 3.3%—4.8%、氮 3.7%—4.1%），其次是P和S，C/N比大约在10—12之间。 主要的化合物组成是木质素和蛋白质；其次是半纤维素、纤维素以及乙醚和乙醇等可溶性化合物 ⑵ 土壤有机质的形态 ①新鲜的有机物质 指那些刚进入土壤不久，仍保持原来生物体解剖学上特征的那些动、植物残体，基本上未受到微生物的分解作用。 ②半腐解的有机物质 指多少受到微生物作用的植物残体，已失去解剖学上的特征，多为暗褐色的碎屑和小块，如泥炭（草炭）。  ③土壤腐殖质 是经微生物改造后的有机物质，是一类特殊的有机化合物。通常与矿质土粒结合在一起，是土壤有机质的主要部分 。 ⑶ 土壤腐殖质的分类 非腐殖物质是一些较简单、易被微生物分解、并具有一定物理化学性质的物质。如糖类、有机酸和一些含N的氨基酸、氨基糖等。约占土壤有机质的20%—30%。 腐殖物质是经土壤微生物作用后，由酚类和醌类物质聚合由芳香环状结构和含N化合物、碳水化合物组成的复杂的多聚体，性质稳定、新形成的暗棕色的高分子化合物。它是土壤有机质的主体，也是土壤中比较难分解的物质。约占土壤有机质的60%—80%。 腐殖物质是一类组成和结构都很复杂的天然高分子聚合物，其主体是各种腐殖酸及其与金属离子相结合的盐类，它与土壤矿物质部分密切结合形成有机无机复合体，因而难溶于水。 （二）土壤腐殖酸 1、腐殖酸的分组 土壤学中，主要依据腐殖质的颜色和酸、碱溶解性来进行分组，即分为富啡酸、胡敏酸和胡敏素三个组分，其分组方法如下图所示。 胡敏酸：碱可溶、水和酸不溶，颜色和分子量中等；（淡黄色） 富啡酸：水、酸、碱都可溶，颜色最浅、分子量最低；（棕褐色） 胡敏素：水、酸、碱都不溶，颜色最深、分子量最高。（黑色） 2、土壤腐殖酸的性质 （1）物理性质 （2）化学性质 （1）物理性质 腐殖酸分子量的变动范围为几至几百万之间。 腐殖酸分子为短棒形，芳香基和烷基结构使腐殖酸分子具有伸缩性，分子结构内部有交联结构，有物理性孔隙。结构不紧密，有较大的比表面积。 腐殖酸是一种亲水胶体，有强大的吸水能力。 （2）化学性质 含氧的酸性官能团 ：羧基（R-COOH）、酚羟基（酚-OH） 碱性官能团 ：胺（-NH2）、酰胺（-CONH2) 中性官能团：羰基、醌基、醇羟基、甲氧基等。 带负电荷，可吸附土壤中的阳离子，阳离子代换