岩石与土壤相关解答题.doc

第一次作业：1、简述土壤在农林生产和生态系统中的作用一、土壤是农林业生产的基础1、营养库的作用2、养分转化和循环（无机养分的有机化、 有机质的矿质化、 营养元素的释放和散失、 元素的结合、固定和归还）3、雨水涵养作用4、生物支撑作用（植物根系的机械支撑、壤动物和微生物生存的场所）5、稳定和缓冲环境变化的作用（环境条件变化的缓冲功能，污染物的“过滤器”和“净化器） 二、土壤是陆地生态系统重要组成部分三、土壤是最珍贵的自然资源（1、土壤资源的再生性与质量的可变性 2、土壤资源数量的有限性 3、土壤资源空间分布上的固定性）2、简述主要矿物的特征1、石英（石英是自然界中较难风化的矿物。一般不进行化学风，风化后形成碎屑，因而含石英多的岩石形成的土壤砂性大，易水土流失。）晶体石英：六方柱状晶体，常呈晶簇，晶面为玻璃光泽，硬度为7，常透明。并由于混入各种杂质而常呈紫、黑、玫瑰等色。无色透明的称水晶。块状石英：是在有限空间中形成的， 一般在岩石中都是块体石英。一般是乳白色，硬度与晶体石英一样，脂肪光泽。非晶体石英（玛瑙）：二氧化硅胶体沉淀而成。非晶体石英（蛋白石）：是天然的硬化的二氧化硅胶凝体，含5-10%的水分。内部具球粒结构，集合体多呈葡萄状、钟乳状。底色呈黑色、乳白色、浅黄色、桔红色等。半透明至微透明 2、 正长石和斜长石（长石类矿物可占地壳的重量的50%。主要是钾、钠或者钙等的铝硅酸盐类矿物。）正长石：因为二组解理成90度而得名，晶体短柱状，肉红色、浅黄色、浅黄红色等，完全解理，硬度6.0。正长石在岩石中呈晶粒，长方形的小板状，板面具有玻璃光泽。伴生矿物为石英、云母等。正长石易风化，风化后形成粘土矿物高岭石等，可为土壤提供大量K养分。斜长石：因为二组解理成86度而得名，常呈板状和柱状晶体。白色或灰白色。玻璃光泽，完全解理，硬度6.06.5。在岩石中多呈晶粒，长方形板状，白色或灰白色，玻璃光泽。斜长石比正长石容易风化，风化产物主要是粘土矿物，能为土壤提供K、Na、Ca等矿物养分。3、白云母和黑云母（云母的最主要特征是一组极完全解理和珍珠光泽。此外，白云母和黑云母区别之处主要是颜色。由于黑云母含有Fe、Mg，所以变成黑色。白云母化学分解非常困难，黑云母易化学分解）白云母：常见片状、鳞片状、无色透明或浅色(浅黄、浅绿)透明。极完全解理，薄片具有弹性，珍珠光泽，硬度2.03.0。黑云母：深褐色或黑色，其他物理性质同白云母。4、角闪石和辉石角闪石：呈细长柱状，深绿至黑色，玻璃光泽，两组完全解理，硬度5.06.0。辉石：呈短柱状、致密块状，棕至暗黑色，条痕灰色，二组中等解理，硬度55。5、橄榄石：一般为橄榄绿色、有时为淡褐、淡灰红及灰绿等色，也有无色的，条痕白色或淡黄色。玻璃光泽的粒状晶体，硬度6.5-7，比重3.3-3.6，极不完全解理，断口贝壳状。6、方解石（CaCO3）：方解石呈三向完全解理，白色为主，有淡黄色、粉红色等，它的三向解理成菱面体，硬度。方解石和1:3稀HCl有气泡反应（此可作为野外鉴定矿物的简便方法）。7、白云石 CaCO3 MgCO3：由方解石、菱美矿结合而成，呈弯曲的马鞍状、粒状、致密块状等，灰白色，有时带微黄色，玻璃光泽，性质与方解石相似，但较稳定，与冷盐酸反应微弱，只能与热盐酸反应，粉末遇稀盐酸起反应。8、三种含铁矿物：赤铁矿（Fe2O3）：赤铁矿呈半金属光泽，常呈鲕状、豆状等集合体，色赤红，条痕樱红色，无解理。褐铁矿（2Fe2O33H2O ）：是一种铁矿，也为半金属泽，常呈钟乳状集合体，表面多孔磁铁矿（Fe3O4）：晶体呈八面体，普通多呈致密粒状、块状的集合体，铁黑色，条痕黑色，半金属光泽，硬度5.5-6，比重4.9-5.2，无解理，具磁性。 9.几种宝石的矿物红宝石：刚玉(Al2O3),因含Cr 杂质呈现红色。蓝宝石：刚玉(Al2O3),因含Ti杂质呈现蓝色。软玉：是透长石为主的矿物集合体。硬玉：又称翡翠，是钠和铝的硅酸盐密集体。3、简述有机质在土壤肥力上的作用（1） 提供植物需要的养分 （碳素营养：碳素循环是地球生态平衡的基础。土壤每年释放的CO2达1.351011吨，相当于陆地植物的需要量。氮素营养：土壤有机质中的氮素占全氮的92-98% 磷素营养：土壤有机质中的磷素占全磷的20-50%其他营养：K、Na、Ca、Mg、S、Fe、Si等营养元素。）（2） 促进植物生长发育（胡敏酸可以加强植物呼吸过程，提高细胞膜的渗透性，促进养分迅速进入植物体 。胡敏酸钠盐对植物根系生长具有促进作用 。土壤有机质中还含有维生素B1B2、吡醇酸和烟碱酸、激素、异生长素（吲哚乙酸）、抗生素（链霉素、青霉素）等对植物的生长起促进作用，并能增强植物抗性。） （3） 改善土壤的物理性质：改良土壤结构，促进团粒结构的形成，增加土壤的疏松性，改善土壤的通气性和透水性。（4） 促进微生物和动物的活动（土壤有机质是土壤微生物生命活动所需养分和能量的主要来源。土壤动物中有的（如蚯蚓等）也以有机质为食物和能量来源。）（5） 提高土壤的保肥性和缓冲性（土壤腐殖质有着巨大的比表面和表面能，具有较强的吸附能力，腐殖质胶体以带负电荷为主，从而可吸附土壤溶液中的交换性阳离子，因此，土壤有机质具有巨大的保肥能力腐殖酸本身是一种弱酸，腐殖酸和其盐类可构成缓冲体系，因此，使土壤具有较强的缓冲性能 。）（6） 有机质具有活化磷的作用（土壤中的磷一般不以速效态存在，常以迟效态和缓效态存在，因此土壤中磷的有效性低。土壤有机质具有与难溶性的磷反应的特性，可增加磷的溶解度，从而提高土壤中磷的有效性和磷肥的利用率。）1、试比较砂土、壤土、粘土的肥力特征砂土：通透性强；保蓄性弱；养分含量低；气多水少；温度高，土温变化快。壤土：砂粘适中；大小孔隙比例适当，通气透水性好；养分丰富；耕性表现良好。粘土：保水保肥性强；养分含量丰富；土温比较稳定；通气透水性差，易滞水受涝。2、土壤水的形态和有效性气态水：存在于土壤空气中的水汽固态水：土壤水冻结形成的冰液态水：吸附（束缚）水:a.吸湿水（紧束缚水）无效水；b. 膜状水（松束缚水）部分有效水自由水:a. 毛管水有效水 又可分为：毛管支持水 和 毛管悬着水；b. 重力水无效水；c. 地下水无效水3、土壤空气与大气比较有哪些差异？土壤空气中的CO2含量比大气高十至数百倍。土壤空气中氧的含量低。土壤空气中的相对湿度比大气高。土壤空气有时含有还原性气体。土壤空气数量和组成经常处于变化之中。1、试比较三种主要黏土矿物（高岭石、水云母、蒙脱石）的性质。() 高岭石（：型铝硅酸盐矿物）的性质特点：晶格内的水铝片和硅氧片很少发生同晶替代，因此无永久性电荷。但水铝片上的- 在一定条件下解离出氢离子，使高岭石带负电。晶片与晶片之间形成氢键而结合牢固，水分子及其他离子难以进入层间，并且形成较大的颗粒。因此其吸湿性、粘结性和可塑性较弱，富含高岭石的土壤保肥性差。 （2）蒙脱石类（ ：型铝硅酸盐矿物）的性质特点：胀缩性大，吸湿性强，易在两边硅氧片中以Al3+代Si4+，有时可在硅铝片中，一般以Mg2+代Al3+带负电吸附负离子。（）水云母类 （：型粘土矿物）的性质特点：永久性电荷数量少于蒙脱石。层与层之间由钾离子中和，使得各层相互紧密结合。形成的颗粒相对比蒙脱石粗而比高岭石细。其粘结性、可塑、胀缩性居中。钾离子被固定在硅氧片的六角形网孔中，当晶层破裂时，可将被固定的钾重新释放出来，供植物利用。2、影响土壤阳离子交换量的因素有哪些？胶体数量（土壤质地）：土壤胶体物质越多（包括矿质胶体、有机胶体和复合胶体），则CEC越大。就矿质胶体而言，CEC随着质地粘重程度增加而增加，所以粘质土CEC较砂质土要大的多。胶体类型：不同土壤胶体阳离子交换量相差很大。有机无机， 2:11:1，粘土矿物含水的氧化物 土壤pH值：土壤酸碱度影响胶体表面官能团中H+的解离，因而影响可变电荷的多少。土壤有机质含量：有机质中的腐殖质含有大量-COOH、-OH等官能团，当它们解离出H+时，可使胶体带有大量负电荷，而且腐殖质分散度大，具有很大的吸收表面。所以腐殖质的CEC远远大于无机胶体。3、写出土壤具有缓冲性的原因.土壤胶体的阳离子交换作用是土壤产生缓冲性的