土壤組成與結構-礦物質

第四講土壤的組成與結構

1可編輯ppt土壤剖面：是一個具體土壤的垂直斷面一個完整的土壤剖面包括土壤形成過程中所產生的發(fā)生學層次，以及母質層次，即A、B、C層。單個個體：土壤這個空間連續(xù)體在地球表層分布的最小體積，一般統(tǒng)計的平面面積為1-10m2不等，即在這個范圍內，其土壤剖面的發(fā)生層次是連續(xù)的，均一的，當然這是一種人為的統(tǒng)計劃分。(20世紀50年代)土壤個體：是在一定面積內，一群在統(tǒng)計意義上相似性的單個土體，也稱為聚合土體，是進行土壤分類的基層單位，如土種或土系土壤景觀：即景觀中的土壤部分，因在土壤的地理分布中，從土壤個體到土類都與一定的自然景觀相聯(lián)系。主要以土壤為主體，特別是以土壤剖面及其發(fā)生層次為主體，反映該土壤所分布的氣候、地貌、植被、水文與生物地球化學的總體自然特征。2可編輯ppt一、土壤剖面

土壤形態(tài)特征是土壤的外部特征，這種外部特征通過人們的感官（視覺，觸覺，嗅覺）來實現(xiàn)。土壤剖面是指從地面向下挖掘而裸露出來的垂直斷面。它是土壤外界條件影響內部性質變化的外在表現(xiàn)，常包括土壤形成中發(fā)生層和母質層。3可編輯ppt土壤剖面挖掘示意圖4可編輯ppt二、土壤發(fā)生層

土壤發(fā)生層是指土壤形成過程中所形成的具有特定性質和組成的、大致與地面相平行的，并且具有成土過程特性的層次。識別土壤發(fā)生層的形態(tài)特征一般包括：顏色、質地、結構、新生體和緊實度等。5可編輯ppt三、土體構型1、概念：

土體構型是指各土壤發(fā)生層在垂直方向有規(guī)律的組合和有序的排列狀況。不同土壤類型有不同土體構型，它是識別土壤最重要特征，也稱剖面構型。2、自然土壤的剖面構型：一個發(fā)育完全的自然土壤一般有以下幾個層次：6可編輯ppt自然土壤的剖面構型

7可編輯ppt（1）覆蓋層（A0）：又稱枯枝落葉層，在木本科植物群落下的森林土壤最明顯，這個層次不屬于土體。（2）淋溶層（A）：它包括腐殖質層A1和物質的淋溶層A2。

其中A1是腐殖質累積；A2層中物質（易溶鹽類、鐵、錳、鋁的水化物、腐殖質溶膠）向下移動，色淺灰白，稱為淋溶層。它是發(fā)生層次最重要層次，任何土壤都具有這一土層。8可編輯ppt（3）淀積層（B）：由A層下淋溶物質淀積而成。高度發(fā)育時，此層較緊實，水分難以滲透，礦物質養(yǎng)分較豐富，若在積水或空氣閉塞的情況下，B層下部常產生還原性很強的灰蘭色土層，稱為潛育層或灰粘層。（4）母質層（C）：位于淀積層之下，是未受淋溶和淀積作用，發(fā)育程度很低或未發(fā)育的巖石風化層。9可編輯ppt母質幼年土成熟土CACABCAEBCRedsoil紅壤10可編輯ppt3、農業(yè)旱耕地剖面構型（1）耕作層（A）：是土壤最上部經常受耕作、施肥、灌溉影響變化最大的層次，有機質常被強烈分解，又經施肥大量補充，養(yǎng)分含量較多，顏色較暗。這層疏松易耕，結構良好。耕作層的厚薄和肥力性狀反映人類生產活動熟化土壤的程度。（2）犁底層（P）：位于耕作層之下，因經常受耕犁壓實以及土壤粘粒向下淋溶，在此層淀積而成。此層較緊實，有保水保肥的作用，常年淺耕會限制根系伸展。11可編輯ppt（3）心土層（W）：在犁底層之下，此層受耕作、施肥影響小，土色一般較淺，土層較較緊實，根系較少。由于受灌溉水或地下水的運動以及其它環(huán)境條件的影響，常發(fā)育成各種不同層次，如青泥層、白土層、斑紋層、砂石層等。（4）底土層（C）：人類生產活動如耕作、施肥對此層幾乎無影響，根系極少，也稱生土層或母質層。12可編輯ppt土壤主要發(fā)生層次的表示符號：H層：在長期水分飽和的情況下，濕生性植物殘體在表面累積形成的一種有機物質層，它是在泥炭形成過程的作用下形成的O層：在通氣干燥的條件下，植物殘體不能分解而大量在地表累積形成的一種有機物質層，它的成土是枯枝落葉堆積過程。A層：是一種礦質土層。在表土中，有機質腐殖質化，以細顆粒的形式分散于礦質顆粒中，或者與礦質顆粒包被在一起形成有機、無機復合體。E層：由于硅酸鹽粘粒、鐵或鋁的損失，或它們某些共同的損失，使抗風化礦物中的砂和粉砂占有較高的含量。它有較低含量的有機質和較淡的顏色(淋溶層)B層：這個土層中，母質的特征已經消失或僅微弱可見(淀積層)C層：母質層，假定土體是從它產生的R層：位于其他土壤發(fā)生層次之下的堅硬的巖石層。13可編輯ppt過渡土層：凡兼有兩種主要發(fā)生土層特性的土層，AB，BA主要土壤發(fā)生層的修飾字母：b:埋藏或重迭土層，Btb，往往由于表面堆積作用造成原來的土層被埋藏起來，被埋藏土層用b表示c:指物質以結核狀累積，Bck表示有碳酸鈣結核的沉積層g:反映氧化還原過程所形成的具有銹紋、銹斑或鐵錳結核的土層，如Bgh:指礦質土層積累有機質，Ahk:指碳酸鹽聚積，Bk表示鈣積層n:鈉的累積Btn表示堿化層p:經耕翻或其他耕作措施引起的擾動，Ap：耕層s:指鐵、鋁氧化物的累積，如Bs表示富鐵、鋁化產生磚紅壤土層，Bsh灰化淀積層t:粘粒聚積的土層，如Bty:石膏聚積，By表明有石膏淀積z:比石膏更易溶解的鹽分的累積，Az表示一個鹽化表土層14可編輯ppt復習思考題

1、舉例說明什么是土壤的發(fā)生層?2、什么是土體構型？15可編輯ppt土壤是由固相（包括礦物質、有機質和或的生物有機體）、液相（土壤水分或溶液）、氣相（土壤空氣）三相物質所組成。

16可編輯ppt17可編輯ppt四、土壤礦物質土壤礦物質是土壤的主要組成物質（占固相重量的90%以上），構成了土壤的“骨骼”，它對土壤的性質、結構和功能影響很大，同時土壤礦物質組成也是土壤形成過程的重要標志。18可編輯ppt土壤礦物質的組成氧化物硅酸鹽微溶性鹽易溶性鹽鐵氧化物層狀硅酸鹽碳酸鹽氯化鈉鋁氧化物架狀硅酸鹽硫酸鹽氯化鉀錳氧化物環(huán)狀硅酸鹽硫化物硝酸鹽硅氧化物磷酸鹽重碳酸鹽鈦氧化物119可編輯ppt一）、土壤顆粒分級1、土粒：即是土壤顆粒，是指構成土壤固相骨架的基本顆粒。（通常將土粒假定為球形）2、粒級：按照礦質、土壤顆粒的大小，把性質和組成相近的劃為一群（或組），從而劃分為若干組，稱為土壤粒級（或粒組）。20可編輯ppt3、粒級制——土粒的大小分級目前主要有：國際制、美國制、前蘇聯(lián)制（卡慶斯基制）、中國制等共同點：（1）分為四組：石礫、砂粒、粉粒、粘粒（2）石礫不作為土壤組成成分。不同點：各粒級使用的粒徑區(qū)分標準不同21可編輯ppt

土粒分級的分級標準各國不一致，目前常用的分級標準主要有：粒級粒級名稱＜0.002粘粒0.02～0.002粉砂粒0.2～0.02砂粒2～2.0＞2石礫粗砂細砂（一）國際制土粒分級標準22可編輯ppt（二）卡慶斯基土粒分級標準＜0.001粘粒0.005～0.001細粉砂物理性粘粒0.01～0.005中粉砂0.05～0.01粗粉砂0.25～0.05細砂物理性砂粒1～0.25中砂3～1粗砂＞3石礫粒徑（mm）粒級名稱23可編輯ppt（三）我國土粒分級標準＜0.001粘粒0.005～0.001粗粘粒粘粒0.01～0.005細粉粒0.05～0.01粗粉粒粉粒0.25～0.05細砂粒1～0.25粗砂粒砂礫3～1細礫10～3粗礫石礫＞10石塊粒徑（mm）粒級名稱24可編輯ppt二）、不同粒級土壤的特點

土粒的大小不同，其礦物組成和化學組成也是各不相同（見下表）。77661010＜0.0535218630.01～0.00533715720.05～0.0134——12810.25～0.05——————14861～0.25其它角閃石云母長石石英粒徑（mm）表1各級土粒的礦物組成25可編輯ppt0.44.91.01.613.221.553.2＜0.002粘粒0.14.20.31.65.113.274.20.01～0.002粉粒0.22.30.20.30.85.189.40.04～0.010.11.50.10.10.53.094.00.2～0.04砂粒0.050.80.050.61.21.693.61～0.2P2O5

K2OMgOCaOFe2O3

Al2O3

SiO2

粒徑（mm）粒級表2不同粒級的化學組成26可編輯ppt27可編輯ppt原生礦物次生礦物1）簡單鹽類2）氧化硅3）氧化鐵、鋁4）層狀硅酸鹽土?；瘜W組成受成土因素影響形成地帶性特征：從北到南，絕大多數(shù)堿金屬、堿土金屬、鹵素明顯減少，Si一定量減少，F(xiàn)e,Al相對增多。28可編輯ppt不同地理環(huán)境中次生礦物形成的一般模式29可編輯ppt原生礦物風化淋溶直接演變

+H2O，-K-K

-Mg

-Si

-Si云母類伊利石蛭石蒙脫石高嶺石三水鋁石

30可編輯ppt土壤礦物的風化及穩(wěn)定性序列圖231可編輯ppt土壤礦物風化強度指數(shù)風化指數(shù)：Jackson按礦物在環(huán)境中的穩(wěn)定度由小到大劃分為13級，稱為穩(wěn)定指數(shù)。風化指數(shù)標準礦物礦物類型穩(wěn)定度出現(xiàn)土層備注1石膏原生礦物易溶存在于未風化層礦質養(yǎng)分結晶2方解石3橄欖石輝石風化快存在于弱風化幼年土層具有豐富的礦質養(yǎng)分4黑云母5長石6石英風化緩慢正常土壤中之黏土礦物礦質養(yǎng)分以交換吸附態(tài)存在7伊利石次生礦物8蛭石9蒙脫石10高嶺石11三水鋁石風化極為緩慢熱帶極古老土壤礦質養(yǎng)分貧乏12赤鐵礦13銳鈦礦32可編輯ppt1.石塊石塊是巖石風化過程中殘留的碎塊。大多保留原來的礦物組成。2.石礫石礫是直徑較小的巖石碎屑。山區(qū)土壤中石礫較多，有些地方叫石渣。石礫含量多時，土壤孔隙過大，易漏水、漏肥。33可編輯ppt3.砂粒砂粒主要是石英風化的細粒。4.粉（砂）粒粉粒顆粒較小，比表面較大。5.粘粒粘粒顆粒細小，比表面大，有很強的粘結力和吸附能力。34可編輯ppt表3各級土粒的物理性質和物理機械性質粒級名稱主要物理性質與物理機械性質石礫通透性強，無粘結力、粘著力、可塑性及脹縮性，不能蓄水保肥，土溫變幅大砂礫通透性強，毛管水上升高度低，無粘結力、粘著力、可塑性和脹縮性，蓄水保肥力弱，養(yǎng)分貧乏，土溫變幅大粘粒通氣不良，透水困難。毛管水上升高，但緩慢，粘著力、粘結力、可塑性、脹縮均很強，干旱成硬土塊，蓄水保肥力強，礦質養(yǎng)分豐富，土溫變幅小粉粒直徑與物理性質介于砂粒與動粒之間，通透性比粘粒強，毛管水上升較高，略有粘結力，粘著力、可塑性，濕時膨脹微弱，干縮后緊密，蓄水保肥力較強35可編輯ppt三）、土壤質地1、機械組成土壤是由各種大小不同的土粒組合而成，各粒級土粒在土壤中的相對比例（質量百分數(shù)）稱為土壤機械組成或稱土壤的顆粒組成。36可編輯ppt2、土壤質地土壤質地指按土壤中不同粒徑顆粒相對含量的組成區(qū)分的粗細度。是根據(jù)土壤機械組成劃分的土壤類型。如分為砂土，壤土或粘土等37可編輯ppt3、分類方案：（1）類型：卡慶斯基制、美國制、國際制（2）共同點：分成三個基本類別：砂土、壤土和粘土都按照各粒級的含量來劃分的。（3）區(qū)別38可編輯ppt土壤質地分類標準各國也不統(tǒng)一，主要有：1．國際土壤質地分類標準這是一種3級分類法，即按砂粒、粉砂粒和粘粒3種粒級的質量百分數(shù)分類的，共分4類12級，詳見下表。39可編輯ppt0～550～5545～6511．粘土0～350～3565～10012．重粘土0～3045～7525～4510．粉砂質粘土10～550～4525～459．壤質粘土55～750～2025～458．砂質粘土粘土類0～4045～8515～257．粉砂粘壤土30～5525～4515～256．粘壤土55～850～3015～255．砂質動壤土粘壤土類0～5545～1000～154．粉砂質壤土40～5535～450～153．壤土壤土類55～850～450～152．砂質壤土85～1000～150～151.砂土及壤質砂土砂土類2～0.20.02～0.002＜0.002砂粒粉砂粒粘粒名稱類別各類土粒重量（mm）土壤質地表4國際土壤質地分類標準40可編輯ppt

2.卡慶斯基土壤質地分類標準這是一種2級分類法。按物理性砂粒和物理性粘粒含量，將土壤劃分為9級。3.我國土壤質地分類標準中國科學院南京土壤研究所，針對我國南、北方土壤質地名稱和差異，綜合劃分為3類12種。41可編輯ppt石質土和礫質土的分類由于我國山地和丘陵地較多，石質土和礫質土較常見，其石塊和石礫含量差異很大，分類方法很多，往往因實際情況，把一定區(qū)域內的石質、礫質土規(guī)定出分類標準?！吨袊寥馈返?版中把土壤石礫含量分為3級，見下表。42可編輯ppt多礫質＞10礫質l～10無礫質（質地名稱前不冠）＜1分級3～1