土壤肥料学第一章

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耕性差,发老苗不发小苗,适合于禾谷类作物。
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粘质土壤主要特性:
粉粒大于30%
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北方称为二合土;
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性质介于粘土与砂土之间,是农业生产较为理想的土壤质地。
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壤质土壤主要特性:
4、土壤质地与肥力的关系及其改良 将砂质土、壤质土、粘质土基本肥力性状比较如下: (一)砂质土 农民称白土、白塘土,广泛分布于我国北方,它通气透水性强,保水保肥性差,养分含量少,耕性好,春天升温快,是暖性土。适种抗旱耐瘠作物,保证水源,及时灌溉,多施有机肥,少施勤施化肥,保证养分、水分供给。(轻、薄、暖) (二)粘质土 农民称红土、红淤土红泥头等,广泛分布于平原洼地、山间盆地、湖洼地区,南方分布较广。它的特性与砂土相反,通气透水性差,保水保肥性强,养分含量高,土温比较稳定,但春天土温转暖慢是冷性土,耕性差。由于它肥劲稳、肥效长,因此适种粮食作物。 (重、壮、冷) (三)壤质土 农民称两合土、连合土,砂粒粘粒含量适中,集砂土粘土优点于一身,适种作物广,肥力较高。(柔、沃、温)
三、机械组成和质地分类
机械组成:土壤中各粒级矿物质土粒所占的百分质量分数,也称为颗粒组成。
土壤质地:根据机械组成的一定范围划分的土壤类型。
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土壤中的矿物质颗粒的大小及含量多少即土壤的颗粒组成不同,对土壤的肥力性质影响很大,在颗粒组成基本相似的土壤中,常常具有类似的肥力特征。因此土壤学家根据肥力特征相近与否,把土壤颗粒组成划分成若干组,每组为一个质地类别,这种分类办法就叫土壤质地分类。 现介绍3种常用的质地分类标准:
3、水解作用--最基本、最重要
4、氧化作用
2KalSi3O8 + CO2 + 2H2O H2Al2Si2O8 H2O + 2SiO2 + K2CO3 (正长石) (高岭石) (含水二氧化硅) (钾盐)
次生矿物组成,高岭石、水云母、蒙脱石等,以及铁铝氧化物的水化物。
粒径细:
二、粒级与粒级分类
粒级的概念:根据矿质土粒(单粒)粒径大小及其性质的变化,将其分为若干组,称为土壤粒级(粒组)
粒级的分类
土壤颗粒分级:(mm) 直径 国际制 美国制 卡庆斯基制 中国制 石砾 >2 >2 > 1 >1 砂粒 2-0.02 2-0.05 1-0.05 1-0.05 粉粒 0.02-0.002 0.05-0.002 0.05-0.001 0.05-0.002 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
Ca2(PO4) + 2H2O + 2CO2 Ca(H2­PO4)2 + 2CaCO3 (磷灰石) (磷酸二氢钙)
2FeS2 + 16H2O +7O2 2FeSO4 7H2O + 2H2SO4 (黄铁矿) (硫酸亚铁)
图1-17 气温变化引起岩石胀缩不均而崩解过程示意图 a、b、c、d 表示风化过程
图2-18 由于冰的冻结扩大了岩石的裂隙
风蚀残土墩
风蚀根露
风蚀留砾
魔鬼城
化学风化作用 指岩石在水和空气(主要是氧气和二氧化碳)的参与下进行的溶解作用、水化作用、水解作用、氧化作用等的总称,特点是岩石可进一步破碎成胶体状微粒,使原生矿物成分发生改变,产生在地表条件下比较稳定的次生矿物。 产物:破碎的岩石进一步变细,矿物组成和化学成分改变,产生新的物质。 包括: 溶解作用:岩石中的矿物溶解于水中的作用。
卡庆斯基土壤质地分类
国际制土壤质地分类标准
我国土壤质地分类
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国际制土壤质地分类
粘粒 粉粒 砂粒
国际制土壤质地分类表
土壤质地
土壤质地
质地三角图:
先找到该颗粒的定点(100%),按3个粒级含量分别做各顶点对应的三角形的3条底边的平行线,3线相交点,即为所查质地区
土壤质地
粘粒 粉粒 砂粒 粘粒20% 粉粒40% 砂粒40%
化学性沉积岩
石灰岩 白云岩
生物性沉积岩 油页岩 珊瑚礁 硅藻土
变质岩:高温高压下岩石中的矿物发生重新结晶或结晶定向排列而成。如片麻岩,板岩等
片岩 片麻岩 板岩 绢云母板岩 粘土板岩
变质岩
岩石圈三大岩类的物质循环
沉积岩和岩浆岩通过变质作用形成变质岩。 岩浆岩和变质岩通过母岩的风化、剥蚀和一系列的沉积作用而形成沉积岩。 变质岩和沉积岩进入地下深处后,在高温高压条件下发生熔融形成岩浆,经结晶作用而变成岩浆岩。
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土壤
母质
岩石
一、主要成土矿物
矿物:一类天然产生于地壳中且具有一定的化学组成、物理特性和内部结构的化合物或单质。 按矿物的起源,可分为: 原生矿物(primary mineral) :直接来自火成岩或变质岩的矿物,风化过程中没有改变化学组成。常见的土壤原生矿物有四类: (1)硅酸盐类:正长石(orthoclase)、斜长石(plagioclase)、白云母(muscovite)、黑云母(biotite)、角闪石(hornblende)、辉石(augite)、橄榄石 (olivine) (2)氧化物类:石英(quartz)、赤铁矿(hematite)、磁铁矿(magnetite) (3)硫化物类:黄铁矿(pyrite) (4)磷化物类:磷灰石(apatite) 次生矿物(secondary mineral) :
岩石:一种或数种矿物的集合体 。 根据组成分: 单质岩:一种矿物组成,如:纯大理岩(方解石组成),石英岩(石英组成) 复成岩:两种以上矿物组成,如:花岗岩(正长石、石英和云母组成)
变质岩(metamorphic rock):
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岩浆岩(magmatic rock):
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沉积岩(sedimentary rock):
品牌介绍
黄土母质:峁边线
第三节 土壤矿物质土粒的组成与特性
粒径对矿物质土粒的组成与化学组成的影响
土粒:土壤中的各种固体颗粒
单粒 (原生颗粒):岩石风化的碎片、屑粒 复粒 (次生颗粒):复合而成的粘团、有机矿质复合体和微团聚体
石英、长石、云母等原生硅酸盐矿物,少量赤铁矿、针铁性岩:SiO252-65% 大量粘土矿物,K丰富,正长岩
基性岩:(碱性)SiO245-52% Ca、Mg、Fe 盐基,辉长岩、玄武岩
超基性岩:SiO2<45% ,橄榄岩、苦橄玢岩
酸性岩:SiO2>65% 易风化,K丰富,砂粘适中,花岗岩
(1)岩浆岩:岩浆冷凝而成
火山爆发
岩浆岩
水晶
金属自然金
方解石
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磷灰石
原生矿物(primary mineral) : 次生矿物(secondary mineral) :原生矿物在风化和成土作用下,新形成的矿物,包括3类: 次生铝硅酸盐(粘土矿物):是土壤粘粒的主要组成,均为细小的片状结晶,易粉碎,是长石、云母风化形成的,颗粒细小。主要有三种类型: 高岭石(kaolinite) 蒙脱石(montmorillonite) 水云母(hydromica)
(三)生物风化作用 指动物、植物、微生物的生命活动及其分解产物对岩石矿物的风化作用。 1、根系的挤压; 2、地衣、苔藓保蓄水分,加强化学风化; 3、呼吸产生的二氧化碳和有机酸,分解矿物等。 植物根的机械破坏作用
物理风化、化学风化、生物风化三者同时并存、相互影响、相互促进。
品牌介绍
二、土壤母质的形成与我国的主要成土母质
花岗岩 安山岩 玄武岩 闪长岩
沉积岩:各种先成的岩石经风化、搬运、沉积重新固积形成(有层次,生物化石)或由生物遗体堆积而成。根据成岩方式,分为: 机械性沉积岩:砂岩、砾岩、页岩等 化学性沉积岩:石灰岩、白云岩等 生物性沉积岩:珊瑚礁、硅藻土等
沉积岩
沉积岩
石灰岩
砂岩 砾岩 页岩
机械性沉积岩
高岭石
蒙脱石
水云母
(2)氧化物类矿物: 结晶态:针铁矿、褐铁矿、三水铝石等 非结晶态:氧化铝凝胶、凝胶态水铝英石等
针铁矿
褐铁矿
水铝英石
氧化铝凝胶
胶状二氧化硅
三水铝石
简单盐类矿物: 碳酸盐:方解石、白云石 硫酸盐:硬石膏、石膏 白云石 方解石 硬石膏 石膏
二、主要成土岩石
母质:裸露的岩石经风化作用而形成疏 松的、粗细不同的矿物颗粒的地表堆积体,是形成土壤的母体,称为母质
按风化产物搬运动力与沉积特点的不 同,分为以下主要类型: 残积物 坡积物 洪积物 河流冲积物 湖积物 海积物 风积物 黄土状沉积物 冰碛物
坡积物
河流沉积二元结构,延庆盆地
海积物
风积物:流动沙地沙波纹(毛乌素)
土壤质地手测法
不同质地土壤的肥力特点和利用改良
砂粒大于50%;
通气透水,
养分少,不保水肥;
易耕;
温度变化快,暖性土;
发小苗不发老苗。
(一) 不同质地土壤的肥力特点和利用
1、砂质土壤主要特性(优势粒级性质)
粘粒高于30%,
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通气透水不良;
保水保肥,
养分含量高;
升温慢,冷性土
Further reference
第二节 矿物岩石的风化与土壤母质
岩石 土壤 ???
岩石 母质 土壤 风化作用 成土作用
风化作用(weathering) 地壳最表层的岩石在受到空气、水、温度和生物活动的影响下,发生机械破碎和化学变化的过程。所产生的疏松物质就是土壤母质。
风化作用的类型 物理风化作用 指使岩石产生物理变化而成为碎屑状态的过程,特点是成分未变。 主要是温度引起岩石的热力学变化--昼夜温差、冻结。 盐类结晶的裂胀作用、流水冲刷和磨蚀、风砂磨蚀 产物:颗粒较粗,多偏砂、石砾多,养分不易释放出来。
2、水化作用
CaSO4+2H2O CaSO4 2H2O (硬石膏) (石膏) 2Fe2O3 + 3H2O 2Fe2O3 3H2O (赤铁矿) (褐铁矿)
Fe2O3(赤铁矿)…………………………… 红色 2Fe2O3 H2O(赤褐铁矿)………………… 浅红棕色 Fe2O3 H2O(针铁矿)…………………… 棕色 2Fe2O3 3H2O(褐铁矿)………………… 棕黄色 Fe2O3 2H2O(褐铁矿)…………………… 黄色
(二) 土壤质地层次性(质地剖面)
夹砂层 夹粘层
不同质地土壤的改良
对不同质地的土壤,首先要强调因土制宜地耕作和管理。 对过砂或过黏的无法种植的土壤也可以通过以下几种途径进行改良:
客土法
耕翻法(翻淤压砂,翻砂压淤)
引洪漫淤法
增施有机肥
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名词解释: 矿物、岩石、风化作用、土粒、粒级、机械组成、土壤质地
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风化作用的类型有哪些?
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试述岩石、母质、土壤三者的区别和联系。
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试述土壤质地与土壤肥力的关系。
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复习思考题
第一章 土壤矿物质土粒
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第一篇 土壤基础理论
三相组成:
固相:固体土粒 占总体积50% 矿物质(38%)有机质(12%), 矿物质重量计95%,有机质微生物5%以下 液相:25-30% 气相:15-25% 土壤孔隙,水分养分气体运移通道
第一节 形成土壤母质的矿物、岩石
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