土壤学-土壤矿物质

1土壤矿物质第一节土壤矿物组成第二节土壤颗粒特性第三节土壤质地2第一节土壤矿物组成

一、土壤原生矿物1、定义在风化、成土过程中，抗风化力强保留下来未经变化的矿物2、组成与岩浆岩不同石英>长石>云母>>角闪石、辉石3、作用构成土壤骨架通过风化释放养分3第一节土壤矿物组成定义：风化和成土过程中新形成的矿物。粘土矿物的类型：层状铝硅酸盐矿物高岭、蒙脱、伊利石等含水的氧化物三水铝石、赤铁矿、针铁矿简单的盐类方解石、石膏、芒硝（硫酸钠）、食盐等二、次生矿物4第一节土壤矿物组成1、层状铝硅酸盐矿物基本单元：硅氧四面体、硅氧片铝氧八面体、铝氧片二、次生矿物硅氧四面体5铝氧八面体67第一节土壤矿物组成1:1型粘土矿物(高岭石组)一片硅片和一片铝片相叠，成1:1晶层81:1型(高岭组)粘土矿物结构铝氧片硅氧片9第一节土壤矿物组成1:1型粘土矿物(高岭石组)层间靠H键联结，联结力强，不膨胀收缩铝氧八面体层

硅氧四面体层

层间氢键层间距0.72nm

OOH10第一节土壤矿物组成1:1型粘土矿物(高岭石组)高岭石组（类）高岭石、埃洛石、珍珠陶土、迪恺石湿热地区土壤中多性质膨胀性、粘结性、黏着性、可塑性差表面积小电荷少，CEC小11三种主要粘土矿物的特性比较项目蒙脱石类水云母类高岭石类形状不规则片状不规则片状六角形片状外表面大中等较小内表面很大中等无比面(m2/g)700~800100~1205~20粘结性和可朔性强中等弱膨胀性强中等弱CEC(cmol/kg)60~10015~403~1512第一节土壤矿物组成膨胀2:1型粘土矿物（蒙脱石组）2片硅片中夹1片铝片叠成的晶层

硅氧四面体层

铝氧八面体层硅氧四面体层OSiAl13第一节土壤矿物组成膨胀2:1型粘土矿物（蒙脱石组）层间靠分子引力，易膨胀收缩分子引力层间Ca、Mg、H2O14第一节土壤矿物组成膨胀2:1型粘土矿物（蒙脱石组）蒙脱石组（类）蒙脱石、拜来石、绿脱石、蛭石温暖潮湿（温带和亚热带）土壤中多性质膨胀性强，粘结性、可塑性强电荷多，CEC大胶体性质明显粘重15三种主要粘土矿物的特性比较项目蒙脱石类水云母类高岭石类形状不规则片状不规则片状六角形片状外表面大中等较小内表面很大中等无比面(m2/g)700~800100~1205~20粘结性可朔性强中等弱膨胀性强中等弱CEC(cmol/kg)60~10015~403~1516第一节土壤矿物组成3）非膨胀2:1型粘土矿物（水云母组）层间靠K键联结（不易膨胀）水云母组（类）伊利石、海绿石、迪恺石干旱半干旱地区，风化差性质介于蒙脱石、高岭之间17非膨胀2:1型粘土矿物（水云母组）K+键层间K＋18三种主要粘土矿物的特性比较项目蒙脱石类水云母类高岭石类形状不规则片状不规则片状六角形片状外表面大中等较小内表面很大中等无比面(m2/g)700~800100~1205~20粘结性可朔性强中等弱膨胀性强中等弱CEC(cmol/kg)60~10015~403~1519第一节土壤矿物组成2、含水的氧化物主要类型氧化铁：赤铁矿（Fe2O3）、针铁矿（Fe2O3.H2O）、褐铁矿（2Fe2O3.3H2O）氧化铝：水铝石(Al2O3.H2O)、三水铝石(Al2O3.3H2O)氧化硅：水铝英石(xAl2O3.ySiO2.nH2O)、蛋白石(SiO2.nH2O)形态：胶膜或粘粒包被土壤颗粒→稳定很强的土壤结构二、次生矿物土壤矿物质(土粒)的化学成分氧、硅、铝、铁（>75%）钙、镁、钾、钠钛、磷、硫、锰、锌、硼、钼、铜2021地壳和土壤主要元素的平均组成（%）元素地壳中土壤中O46.649.0Si27.733.0Al8.17.1Fe5.03.8Ca3.61.4K2.61.2Na2.80.6Mg2.10.622第二节土壤颗粒特性一、概念土粒单粒复粒土壤矿物质由不同大小的颗粒组成23第二节土壤颗粒特性土壤粒级石砾、砂粒、粉粘、粘粒（胶粒）二、土粒分级Fine（clay）Medium（silt）Coarse（sand）24第二节土壤颗粒特性苏联制（卡庆斯基制）1957年>3mm：石块1~3mm：石砾<1mm分成3级每级再分3级，共9级简明分级1~0.01mm：物理性砂粒<0.01mm：物理性粘粒二、土粒分级25卡庆斯基制土粒分级标准粒级名称粒径(mm)石块>3石砾3～1砂粒粗砂粒1～0.5中砂粒0.5～0.25细砂粒0.25～0.05粉粒粗粉粒0.05～0.01中粉粒0.01～0.005细粉粒0.005～0.001粘粒粗粘粒0.001～0.0005细粘粒0.0005～0.0001胶粒<0.0001物理性砂粒1～0.01物理性粘粒<0.0126第二节土壤颗粒特性国际制十进制，便于记忆，人为性强二、土粒分级粒级名称粒径(mm)石砾>2砂粒粗砂粒2~0.2细砂粒0.2~0.02粉砂粒0.02~0.002粘粒<0.00227第二节土壤颗粒特性美国制>2mm：石砾2－0.05mm：砂粒0.05－0.002：粉粒<0.002mm：粘粒中国制可以用经验公式在不同标准之间转换二、土粒分级几种土粒分级制2829第二节土壤颗粒特性三、粒级与性质不同粒级的土粒具有不同的矿物组成30第二节土壤颗粒特性三、粒级与性质粒级不同，性质不同粗粒细粒粒级砂粒、粉粒粘粒矿物组成原生矿物多次生矿物多化学组成SiO2多SiO2少养分少多表面积小大最大吸湿量小大阳离子交换量小大持水能力小大31第三节土壤质地概念土壤机械组成（土壤颗粒组成）土壤中各种粒级所占的重量百分比机械组成相近，土壤性质相近土壤质地是根据土壤的颗粒组成划分的土壤类型砂土、壤土、粘土32第三节土壤质地一、土壤质地分类1、卡庆斯基制分类三大类，九种考虑土壤类型差别33卡庆斯基制土壤质地分类(简制)34第三节土壤质地一、土壤质地分类国际制分类四大类，十二种根据粘粒含量区分为四大类<15%：砂土、壤土，15~25%：粘壤土，>25%：粘土粉砂粒>45%加“粉砂质”砂粒55~85%加“砂质”，砂粒>85%→砂土35国际制土壤质地分类36第三节土壤质地一、土壤质地分类中国制分类美国制分类三级分类法可由三角座标图表示土壤质地三角坐标图37粘粒Clay砂粒Sand粉粒Silt38第三节土壤质地

1、砂土类水分空气热量养分耕性利用改良二、不同土壤质地的肥力特点39第三节土壤质地二、不同土壤质地的肥力特点粘土类水分空气热量养分耕性利用改良40第三节土壤质地二、不同土壤质地的肥力特点壤土类砂、粘粒配比较恰当特点介于砂、粘土之间理想土壤利用41第三节土壤质地三、质地评价与利用改良土壤质地的层次性排列方式层次厚度障碍层次作物对质地的适宜性不同质地采取不同管理措施42第三节土壤质地三、质地评价与利用改良质地改良改变颗粒组成客土法深耕法引洪漫淤改变土粒胶结方式和土壤结构增施有机肥植树种草旱改水土壤质地田间测量Table1:FieldTestsforSoilTextureTextureFeelTestMoistCastTestRibbonTestSandGrainy,littleflourymaterialNocastCan'tformaribbonLoamysandGrainywithslightamountofflourymaterialVeryweakcast,doesnotallowhandlingCan'tformaribbonSiltysandSomeflourymaterialdoesnotallowhandlingCan'tformaribbonSandyloanGrainywithamoderateamountofflourymaterialWeakcast,allowscarefulhandlingBarelyformsaribbon—1.5-2.5cm(0.6-1in.)LoamFairlysoftandsmoothwithobviousgraininessGoodcast,easilyhandledThickandveryshort-<2.5cm(1in.)SiltloamFloury,slightgraininessWeakcast,allowscarefulhandlingMakesflakesratherthanaribbonSiltVeryflouryWeakcast,allowscarefulhandlingMakesflakesratherthanaribbonSandyclayloamVerysubstantialgraininessModeratecastShortandthick—2.5-5cm(1-2in.)ClayloamModerategraininessStrongcastclearlyevidentFairlythin,breakseasily,barelysupportsitsownweight.SiltyclayloamSmooth,flouryStrongcastFairlythin,breakseasily,barelysupportsitsownweight.SandyclaySubstantialgraininess