土壤肥料學(xué)第一章課件

第一章土壤礦物質(zhì)土粒第一篇土壤基礎(chǔ)理論三相組成：固相：固體土粒占總體積50%礦物質(zhì)（38%）有機質(zhì)（12%），

礦物質(zhì)重量計95%，有機質(zhì)微生物5%以下液相：25-30%氣相：15-25%土壤孔隙，水分養(yǎng)分氣體運移通道第一節(jié)形成土壤母質(zhì)的礦物、巖石巖石母質(zhì)土壤一、主要成土礦物礦物：一類天然產(chǎn)生于地殼中且具有一定的化學(xué)組成、物理特性和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的化合物或單質(zhì)。按礦物的起源，可分為：原生礦物(primarymineral)：直接來自火成巖或變質(zhì)巖的礦物，風(fēng)化過程中沒有改變化學(xué)組成。常見的土壤原生礦物有四類：（1）硅酸鹽類：正長石(orthoclase)、斜長石(plagioclase)、白云母(muscovite)、黑云母(biotite)、角閃石(hornblende)、輝石(augite)、橄欖石(olivine)（2）氧化物類：石英(quartz)、赤鐵礦(hematite)、磁鐵礦(magnetite)（3）硫化物類：黃鐵礦(pyrite)（4）磷化物類：磷灰石(apatite)次生礦物(secondarymineral)：水晶金屬自然金方解石磷灰石原生礦物(primarymineral)：次生礦物(secondarymineral)：原生礦物在風(fēng)化和成土作用下，新形成的礦物，包括3類：（1）次生鋁硅酸鹽（粘土礦物）：是土壤粘粒的主要組成，均為細小的片狀結(jié)晶，易粉碎，是長石、云母風(fēng)化形成的，顆粒細小。主要有三種類型：

高嶺石(kaolinite)

蒙脫石(montmorillonite)

水云母(hydromica)高嶺石蒙脫石水云母（2）氧化物類礦物：

結(jié)晶態(tài)：針鐵礦、褐鐵礦、三水鋁石等

非結(jié)晶態(tài)：氧化鋁凝膠、凝膠態(tài)水鋁英石等針鐵礦褐鐵礦水鋁英石氧化鋁凝膠膠狀二氧化硅三水鋁石（3）簡單鹽類礦物：

碳酸鹽：方解石、白云石硫酸鹽：硬石膏、石膏白云石方解石硬石膏石膏二、主要成土巖石巖石：一種或數(shù)種礦物的集合體。根據(jù)組成分：單質(zhì)巖：一種礦物組成，如：純大理巖（方解石組成），石英巖（石英組成）復(fù)成巖：兩種以上礦物組成，如：花崗巖（正長石、石英和云母組成）巖石的類型：巖漿巖(magmaticrock)：沉積巖(sedimentaryrock)：變質(zhì)巖(metamorphicrock)：（1）巖漿巖：巖漿冷凝而成a.酸性巖：SiO2>65%易風(fēng)化，K豐富，砂粘適中，花崗巖b.中性巖：SiO252-65%大量粘土礦物，K豐富，正長巖c.基性巖：（堿性）SiO245-52%Ca、Mg、Fe鹽基，輝長巖、玄武巖d.超基性巖：SiO2<45%，橄欖巖、苦橄玢巖火山爆發(fā)巖漿巖花崗巖安山巖玄武巖閃長巖（2）沉積巖：各種先成的巖石經(jīng)風(fēng)化、搬運、沉積重新固積形成（有層次，生物化石）或由生物遺體堆積而成。根據(jù)成巖方式，分為：機械性沉積巖：砂巖、礫巖、頁巖等化學(xué)性沉積巖：石灰?guī)r、白云巖等生物性沉積巖：珊瑚礁、硅藻土等沉積巖沉積巖石灰?guī)r機械性沉積巖砂巖礫巖頁巖化學(xué)性沉積巖石灰?guī)r白云巖生物性沉積巖油頁巖珊瑚礁硅藻土（3）變質(zhì)巖：高溫高壓下巖石中的礦物發(fā)生重新結(jié)晶或結(jié)晶定向排列而成。如片麻巖，板巖等片巖片麻巖板巖絹云母板巖粘土板巖變質(zhì)巖巖石圈三大巖類的物質(zhì)循環(huán)沉積巖和巖漿巖通過變質(zhì)作用形成變質(zhì)巖。巖漿巖和變質(zhì)巖通過母巖的風(fēng)化、剝蝕和一系列的沉積作用而形成沉積巖。變質(zhì)巖和沉積巖進入地下深處后，在高溫高壓條件下發(fā)生熔融形成巖漿，經(jīng)結(jié)晶作用而變成巖漿巖。/museum/mineral/class/class_list.asp/exp/mineral/mineral/index.asp/stru/igeology/content/course/007/07.htmFurtherreference第二節(jié)礦物巖石的風(fēng)化與土壤母質(zhì)巖石土壤？？？巖石母質(zhì)土壤風(fēng)化作用成土作用？一、風(fēng)化作用（weathering)地殼最表層的巖石在受到空氣、水、溫度和生物活動的影響下，發(fā)生機械破碎和化學(xué)變化的過程。所產(chǎn)生的疏松物質(zhì)就是土壤母質(zhì)。二、風(fēng)化作用的類型（一）物理風(fēng)化作用

指使巖石產(chǎn)生物理變化而成為碎屑狀態(tài)的過程，特點是成分未變。1、主要是溫度引起巖石的熱力學(xué)變化--晝夜溫差、凍結(jié)。2、鹽類結(jié)晶的裂脹作用、流水沖刷和磨蝕、風(fēng)砂磨蝕產(chǎn)物：顆粒較粗，多偏砂、石礫多，養(yǎng)分不易釋放出來。圖1-17氣溫變化引起巖石脹縮不均而崩解過程示意圖a、b、c、d表示風(fēng)化過程圖2-18由于冰的凍結(jié)擴大了巖石的裂隙

風(fēng)蝕殘土墩風(fēng)蝕根露風(fēng)蝕留礫魔鬼城（二）化學(xué)風(fēng)化作用 指巖石在水和空氣（主要是氧氣和二氧化碳）的參與下進行的溶解作用、水化作用、水解作用、氧化作用等的總稱，特點是巖石可進一步破碎成膠體狀微粒，使原生礦物成分發(fā)生改變，產(chǎn)生在地表條件下比較穩(wěn)定的次生礦物。產(chǎn)物：破碎的巖石進一步變細，礦物組成和化學(xué)成分改變，產(chǎn)生新的物質(zhì)。包括：1、溶解作用：巖石中的礦物溶解于水中的作用。2、水化作用CaSO4+2H2O

CaSO4

2H2O(硬石膏)（石膏）2Fe2O3+3H2O

2Fe2O3

3H2O(赤鐵礦)(褐鐵礦)Fe2O3（赤鐵礦）…………… 紅色2Fe2O3

H2O（赤褐鐵礦）… 淺紅棕色Fe2O3

H2O（針鐵礦）…… 棕色2Fe2O3

3H2O（褐鐵礦）… 棕黃色Fe2O3

2H2O（褐鐵礦）…… 黃色3、水解作用--最基本、最重要4、氧化作用2KalSi3O8+CO2+2H2O

H2Al2Si2O8

H2O+2SiO2+K2CO3(正長石)(高嶺石)(含水二氧化硅)(鉀鹽)Ca2(PO4)+2H2O+2CO2

Ca(H2-PO4)2+2CaCO3(磷灰石)(磷酸二氫鈣)2FeS2+16H2O+7O2

2FeSO4

7H2O+2H2SO4(黃鐵礦)(硫酸亞鐵)（三）生物風(fēng)化作用

指動物、植物、微生物的生命活動及其分解產(chǎn)物對巖石礦物的風(fēng)化作用。1、根系的擠壓；2、地衣、苔蘚保蓄水分，加強化學(xué)風(fēng)化；3、呼吸產(chǎn)生的二氧化碳和有機酸，分解礦物等。植物根的機械破壞作用

物理風(fēng)化、化學(xué)風(fēng)化、生物風(fēng)化三者同時并存、相互影響、相互促進。二、土壤母質(zhì)的形成與我國的主要成土母質(zhì)母質(zhì)：裸露的巖石經(jīng)風(fēng)化作用而形成疏松的、粗細不同的礦物顆粒的地表堆積體，是形成土壤的母體，稱為母質(zhì)按風(fēng)化產(chǎn)物搬運動力與沉積特點的不同，分為以下主要類型：殘積物坡積物洪積物河流沖積物湖積物海積物風(fēng)積物黃土狀沉積物冰磧物坡積物河流沉積二元結(jié)構(gòu)，延慶盆地海積物風(fēng)積物：流動沙地沙波紋（毛烏素）黃土母質(zhì)：峁邊線第三節(jié)土壤礦物質(zhì)土粒的組成與特性一、粒徑對礦物質(zhì)土粒的組成與化學(xué)組成的影響土粒：土壤中的各種固體顆粒

單粒（原生顆粒）：巖石風(fēng)化的碎片、屑粒

復(fù)粒（次生顆粒）：復(fù)合而成的粘團、有機礦質(zhì)復(fù)合體和微團聚體粒徑粗：石英、長石、云母等原生硅酸鹽礦物，少量赤鐵礦、針鐵礦、磷灰石等粒徑細：次生礦物組成，高嶺石、水云母、蒙脫石等，以及鐵鋁氧化物的水化物。二、粒級與粒級分類粒級的概念：根據(jù)礦質(zhì)土粒（單粒）粒徑大小及其性質(zhì)的變化，將其分為若干組，稱為土壤粒級（粒組）粒級的分類土壤顆粒分級：(mm)直徑國際制美國制卡慶斯基制中國制石礫>2>2>1>1砂粒2-0.022-0.051-0.051-0.05粉粒0.02-0.0020.05-0.0020.05-0.0010.05-0.002粘粒<0.002<0.002<0.001<0.002物理性砂粒：1-0.01mm物理性粘粒：<0.01mm三、機械組成和質(zhì)地分類機械組成：土壤中各粒級礦物質(zhì)土粒所占的百分質(zhì)量分數(shù)，也稱為顆粒組成。土壤質(zhì)地：根據(jù)機械組成的一定范圍劃分的土壤類型。土壤中的礦物質(zhì)顆粒的大小及含量多少即土壤的顆粒組成不同，對土壤的肥力性質(zhì)影響很大，在顆粒組成基本相似的土壤中，常常具有類似的肥力特征。因此土壤學(xué)家根據(jù)肥力特征相近與否，把土壤顆粒組成劃分成若干組，每組為一個質(zhì)地類別，這種分類辦法就叫土壤質(zhì)地分類。

現(xiàn)介紹3種常用的質(zhì)地分類標(biāo)準(zhǔn)：

1．國際制土壤質(zhì)地分類標(biāo)準(zhǔn)

2．卡慶斯基土壤質(zhì)地分類

3．我國土壤質(zhì)地分類

國際制土壤質(zhì)地分類粘粒粉粒砂粒國際制土壤質(zhì)地分類表土壤質(zhì)地土壤質(zhì)地

先找到該顆粒的定點（100%），按3個粒級含量分別做各頂點對應(yīng)的三角形的3條底邊的平行線，3線相交點，即為所查質(zhì)地區(qū)質(zhì)地三角圖：土壤質(zhì)地粘粒粉粒砂粒粘粒20%粉粒40%砂粒40%土壤質(zhì)地手測法四、不同質(zhì)地土壤的肥力特點和利用改良

1、砂質(zhì)土壤主要特性（優(yōu)勢粒級性質(zhì)）砂粒大于50%；通氣透水，養(yǎng)分少，不保水肥；易耕;

溫度變化快，暖性土；發(fā)小苗不發(fā)老苗。(一)不同質(zhì)地土壤的肥力特點和利用2、粘質(zhì)土壤主要特性：

粘粒高于30%，通氣透水不良；保水保肥，養(yǎng)分含量高；升溫慢，冷性土耕性差，發(fā)老苗不發(fā)小苗，適合于禾谷類作物。3、壤質(zhì)土壤主要特性：粉粒大于30%北方稱為二合土；性質(zhì)介于粘土與砂土之間，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)較為理想的土壤質(zhì)地。4、土壤質(zhì)地與肥力的關(guān)系及其改良將砂質(zhì)土、壤質(zhì)土、粘質(zhì)土基本肥力性狀比較如下：（一）砂質(zhì)土農(nóng)民稱白土、白塘土，廣泛分布于我國北方，它通氣透水性強，保水保肥性差，養(yǎng)分含量少，耕性好，春天升溫快，是暖性土。適種抗旱耐瘠作物，保證水源，及時灌溉，多施有機肥，少施勤施化肥，保證養(yǎng)分、水分供給。（輕、薄、暖）（二）粘質(zhì)土農(nóng)民稱紅土、紅淤土紅泥頭等，廣泛分布于平原洼地、山間盆地、湖洼地區(qū)，南方分布較廣。它的特性與砂土相反，通氣透水性差，保水保肥性強，養(yǎng)分含量高，土溫比較穩(wěn)定，但春天土溫轉(zhuǎn)暖慢是冷性土，耕性差。由于它肥勁穩(wěn)、肥效長，因此適種糧食作物。（重、壯、冷）（三）壤質(zhì)土農(nóng)民稱兩合土、連合土，砂粒粘粒含量適中