土壤基本物质组成-土壤矿物质
第1土壤的物质组成-1无机矿物
分布广、性质稳定，极难分解， SiO2
云母
分布较广，可风化为水云母和高岭石，土壤K重要来源 黑云母：富含盐基、易风化 白云母 ：抗风化能力强
角闪石和辉石 易风化成次生矿物，释放盐基物质，黑色
方解石 分布广，CaCO3，石灰岩和大理岩的主要成分，易 风化，土壤碳酸盐的主要来源
铁矿 • 赤铁矿：Fe2O3，分布广，暗红色，较稳定 • 磁铁矿： Fe3O4，较稳定 • 褐铁矿：2Fe2O3.3H2O，是含铁矿物在地表经氧化
被土壤颗粒→稳定很强的土壤结构
针铁矿(goethite)：FeOOH 赤铁矿(hematite)：Fe2O3 三水铝石(gibbsite)：Al(OH)3
主要以胶膜或粘粒形式存在。包被土壤颗粒→稳
定很强的土壤结构。
三水铝石、赤铁矿：含水的铝(Al)铁(Fe)氧化物， 在热带亚热带土壤中含量高，交换量低，对磷酸 根有固结作用。 针铁矿：在湿热或渍水土壤中较多，交换量较 多。 水铝英石：无定形含水硅、铝三氧化物，火山 灰发育的土壤中多，吸附阳、阴离子能力均强。
铝氧八面体层
硅氧四面体层
2:1型：
膨胀型—蒙脱石(montmorillonite)、 蛭石 (vermiculite)
非膨胀型—水云母(hydromica) 混合型—绿泥石(chlorite)
1.4 nm过渡矿物（1.4 nm intergrade mineral)
chlorite
表2-2 三种主要粘土矿物的特性比较
3)、我国土壤粘粒矿物的分布规律
风化和成土作用与粘土矿物组成关系 （1）气候因素影响： （2）母质因素影响： （3）地形因素影响：
粘土矿物在特定生物气候条件下形成
• 比较稳定 • 明显的地带性 • 受母质的强烈影响 • 对土壤具有特殊的重要性
第二章 土壤的基本物质组成
母质
土壤的形成
土壤的形成是风化作用和成土作用共同 作用的结果。
只有在生物特别是高等绿色植物出现 后，不仅大大加速了风化作用，而且能累积 养分，促进肥力的发展，生物的出现标志着 成土过程的开始。
土壤的形成是多种因素综合作用的结果。
19世纪俄国土壤学家B.B.道库恰耶夫，总结
认为成土因素主要有五个： 母质、气候、
物理风化
岩石风化
（2）化学风化
岩石在水、水溶液和空气中氧、CO2等作 用下由于溶解、水化、水解、碳酸化以及氧 化等作用下发生成分和性质变化的风化作用， 称为化学风化。
主要包括：溶解作用、水解作用、水化作用、 氧化作用等。 其中水解作用能使岩石中的矿物发生彻底分解， 引起岩石内部矿物组成和性质的彻底改变，所以水 解作用被认为是化学风化中最主要的作用。
动物：土壤中的动物从微小的原生动物到高 等脊椎动物在土壤中都有独特的生活方式， 它们参与了一些有机残体的分解破碎作用以 及搬运、疏松土壤和母质的作用，某些动物 还参与土壤结构的形成，有的脊椎动物能够 翻动土壤，改变土壤的剖面层次。
微生物：土壤中的微生物种类多、数量大， 在土壤形成中一方面能促进有机体分解；另 一方面又合成腐殖质，其后再进行分解，这 样就形成了土壤物质的循环。 另外，固氮菌能固定空气中的氮素，有的细 菌能促进矿物的分解、增加养分的有效性。
土壤矿物质是地壳中的化学元素在各种地质
作用下形成的自然产物，是岩石的组成单位 ，约 3000多种。
按照矿物的起源可分为：
原生矿物：在风化过程中没有改变化学组 成而遗留在土壤中的一类矿物。 次生矿物：原生矿物在风化和成土作用下， 新形成的矿物。
成土矿物
地球土壤的主要成分
地球土壤的主要成分
地球上的土壤是由多种物质组成的，主要成分可以分为无机物质和有机物质两大类。
以下是对这些主要成分的详细介绍：
1.无机物质
1.1矿物质
矿物质是土壤中最主要的无机成分之一，它们是地壳中各种矿石的组成部分。
常见的矿物质包括石英、长石、云母、辉石等。
矿物质的种类和含量直接影响着土壤的结构、质地、颜色和化学性质。
1.2无机盐类
2.有机物质
有机物质是指土壤中的有机化合物，包括从植物和动物体内来的有机物质及其降解产物。
有机物质是土壤中最活跃的成分之一，对土壤肥力、结构和水分保持起着重要的作用。
2.1植物残体
2.2动物残体
动物残体是指动物的尸体和排泄物，包括动物尸体、粪便等。
动物残体在土壤中分解，释放出有机物质和养分，为土壤提供了重要的有机质。
2.3土壤有机质
土壤有机质是土壤中的一种重要形态，它是由土壤中的各种有机物质组成的。
有机质含量高的土壤往往具有良好的肥力和保水性能。
土壤有机质的主要成分包括有机酸、腐殖酸、多糖、蛋白质等。
综上所述，土壤的主要成分可以分为无机物质和有机物质两大类。
无机物质主要包括矿物质和无机盐类，它们影响着土壤的物理性质和化学性质。
有机物质是土壤中最活跃的成分之一，包括植物残体、动物残体和土壤有机质等，对土壤的肥力、结构和水分保持起着重要的作用。
土壤基本物质组成土壤矿物质
土壤基本物质组成土壤矿物质
石 英 SiO2
不易分化，使土壤中砂粒的主要来源
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土壤基本物质组成土壤矿物质
正长石 KAlSi3O8
斜长石
Na（AlSi3O8）·CaAl2Si2O8）
较易风化，风化后产生高岭土、二氧化硅和盐基物质， 正长石含钾较多， 是土壤中钾素和粘粒的主要来源
土壤基本物质组成土壤矿物质
土壤基本物质组成土壤矿物质
共性：没有碎屑的块状构造；没有规则的层次排列；不含化石。 例如: 玄武岩、石英、花岗岩、正长岩
花岗岩 喷出性岩浆岩
玄武岩
侵入性岩浆岩土壤基本物质组成土壤矿物质
（2)沉积岩
又称次生岩，是裸露于地表的各种类型的岩石经风 化作用而破坏，经各种地质动力作用搬运后沉积，再 经压力胶结作用重新固结成岩，也有由生物遗体、残 骸堆积沉积而成。
变质岩
土壤基本物质组成土壤矿物质
土壤基本物质组成土壤矿物质
3.岩石的风化
岩石的风化作用：岩石在地表受到种种外力作用，逐 渐破碎成为疏松物质，这一过程叫做风化作用。所产 生的疏松物质就是土壤母质。
土壤基本物质组成土壤矿物质
风化作用的类型
A. 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。 1、主要是温度引起岩石的热力学变化--昼夜温差、冻结。 2、盐类结晶的裂胀作用、流水冲刷和磨蚀、风砂磨蚀
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土壤基本物质组成土壤矿物质
橄揽石（Mg，Fe）2SiO4
易风化，风化后形成蛇纹石
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土壤基本物质组成土壤矿物质
方解石 CaCO3
土壤的基本组成
目录
1 土壤颗Байду номын сангаас组成 2 土壤孔隙组成
土壤的基本组成
土壤是一种疏松多孔的物质层，由土壤颗粒与粒间孔隙共同 组成。
土壤的基本组成
从物质组成上可理解为，土壤是由固相、液相和气相三种物 质组成的疏松多孔体。
土壤的基本组成
（一）土壤颗粒组成
土壤矿物质 土壤有机质
土壤生物
土壤固体颗粒
土壤的基本组成
土壤空气 • 来源于大气，充满在那些未被水分占据的孔隙中。
谢谢 Thanks
（一）土壤颗粒组成 1.土壤矿物质 土壤中的无机物质，由岩石风化而来。约占固体重量的95%以 上，好似土壤的“骨架”。 2.土壤有机质 土壤中的动植物残体及其转化物，约占固体重量的5%，好似土壤 的“肌肉”。 3.土壤生物：土壤动物、土壤植物和土壤微生物。
土壤的基本组成
（二）土壤孔隙的组成
土壤水分 • 是指水溶有多种物质成分的稀薄溶液，存在于土壤小孔隙中。
土壤的组成和性质
土壤的组成和性质一、土壤的组成土壤是环境中特有的组成部分，是位于陆地表面呈连续分布，具有肥力并能生长植物的疏松层，它是一个复杂的体系。
它的组成包括固相（矿物质、有机质）、液相（土壤水分或溶液）和气相（土壤空气）等三相物质四种成分有机地组合在一起构成的一种特殊物质。
按容积计，在较理想的土壤中，矿物质约占38—45%,有机质约占5—12%, 土壤孔隙约占50%, 土壤水分和空气存在于土壤孔隙内，三相之间亦经常变动而相互消长。
按重量计，矿物质可占固相部分的90—95%以上，有机质约占1 —10%左右。
（一）土壤矿物质土壤矿物质来源于地壳岩石（母岩）和母质，它对土壤的性质、结构和功能影响很大。
土壤中的矿物质由岩石风化和成土过程中形成的不同大小的矿物颗粒（或土粒）组成的。
自然界的土壤都是由很多大小不同的土粒，按不同的比例组合而成，各粒级在土壤中所占的相对比例或重量百分数称为土壤的机械组成，也叫土壤质地。
（二）土壤有机质进入土壤中的有机物质包括植物、动物及微生物等死亡残体，经分解转化逐渐形成有机质，即腐殖质，土壤腐殖质是土壤有机质的主要部分，约占有机质总量的50—65%。
腐殖质不是单一分子的有机质，而是在组成、结构和性质上具有共同特征，又有差异的一系列高分子有机化合物，腐殖质在土壤中可以呈腐殖酸或腐殖酸盐类存在，亦可以铁、铝的凝胶状态存在，也可与粘粒紧密结合，以有机-无机复合体等形态存在。
这些存在形态对土壤一系列的物理化学性质有很大影响，对土壤肥力有重大作用。
土壤有机质的化学组成包括：糖类（碳水化合物）、木质素、有机氮、脂肪、蜡质、单宁、木栓质、角质、有机磷及灰分等。
土壤中的有机质组成二、土壤的物理化学性质一）土壤的物理性质土壤结构：一般把土壤颗粒（包括单独颗粒、复粒和团聚体）的空间排列方式及其稳定程度，孔隙的分布和结合的状况称为土壤的结构。
土壤中的ca\卩6!3+等多价阳离子及有机质，腐殖质都有胶结剂的作用，参与土壤颗粒的团聚。
第1章土壤的物质组成-1无机矿物
砂粒
粉粒
粘粒
图2-6 土粒矿物组成示意图
砂粒和粉粒主要由各种原生矿物组成，其中以石英最多，其次 是各种原生硅酸盐矿物（长石、云母）；粘粒粒级中，原生矿物 很少，基本上是次生矿物（主要是各种层状硅酸盐和铁、硅、铝 氧化物）。
3、不同粒级土壤颗粒的性质差异 1) 矿物组成 2) 元素含量 3) 比表面 4) 物理性质：吸湿性、胀缩性、可塑性 5) 化学性质：阳离子交换量
常见变质岩：板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、大
理岩 岩浆岩的变质如： 花岗岩→片麻状花岗岩→花岗片麻岩→正片麻
岩
沉积岩的变质如：
粘土岩→板岩→千枚岩→片岩
• 再如：
– 硅质砂岩→石英岩（极坚硬、极难风化）
– 页岩→板岩（坚硬难风化） – 页岩→千枚岩（云母多） – 页岩、隐晶质的酸性岩浆岩→片岩 – 石灰岩→大理岩（质硬、色白）
土壤原生矿物作用 • 构成土壤的骨架 • 通过风化作用提供养分
2、次生矿物
简单的盐类—方解石、石膏、芒硝、食盐 分三类： 次生层状硅酸盐—高岭石、水云母、蒙脱石 氧化物—三水铝石、针铁矿、赤铁矿、水钠锰矿
原生矿物经风化作用后产生的，在化学组成、结构 特点和颗粒大小方面都有所变化的新矿物。
1)、层状铝硅酸盐矿物
铁矿
• 赤铁矿：Fe2O3，分布广，暗红色，较稳定
• 磁铁矿： Fe3O4，较稳定
• 褐铁矿： 2Fe2O3.3H2O ，是含铁矿物在地表经氧化 和水化后的产物，黄褐色。
• 黄铁矿：FeS2，地壳中分布最广的硫化物，土壤中 S的主要来源，极易风化成褐铁矿。
磷灰石 • 岩浆岩中副矿物，土壤P素重要来源
侵入岩
侵入地壳冷凝而成的岩石 深成侵入、浅成侵入 (<8 km) 花岗岩、闪长岩
3土壤的物质组成和土壤矿物质
3 土壤的物质组成土壤三相组成：固相、液相和气相4 土壤矿物质§1 土壤矿物质的化学成分土壤矿物质的化学组成很复杂，几乎包括地壳中所有的元素。
其中氧、硅、铝、铁、钙、镁、钠、钾、钛、碳等10种元素占土壤矿物质总量的99%以上，这些元素中以氧、硅、铝、铁四种元素含量最多。
§2 土壤矿物质的颗粒组成土壤颗粒组成又称土壤机械组成：土壤中不同粒径矿质颗粒的组合比例，一般以各粒级所占百分比表示。
土壤粒级：土粒大小的等级。
一般将土粒分为石砾、砂粒、粉砂粒和粘粒四级。
土粒分级标准：国际制；前苏联制；中国制：各粒级土粒的矿物组成（图示）砂粒和粉砂粒以石英和长石等原生矿物为主，二氧化硅含量较高；粘粒中，则以次生层状硅酸盐矿物为主，铁、钾、钙、镁等的含量较多。
§3 次生层状硅酸盐矿物硅四面体是由四个氧原子和一个硅原子所组成。
许多硅四面体可以共用氧原子形成一层。
氧原子排列成为中间有空的六角形，称为硅氧片。
硅四面体构造图及硅氧片连接方式（如图）铝氧片和铝八面体铝八面体为6个氧原子围绕一个铝原子而构成。
许多个铝八面体相互连接成片称为铝氧片。
铝八面体构造图及铝八面体相互连接方式（如图）硅四面体与铝八面体的构造图几种矿物的结构：Kaolini te(1:1)、Illite(2:1)、Montmor illoni te(2:1)§4 土壤质地及其与土壤肥力的关系1. 土壤质地：土壤中各粒级土粒含量(质量) 百分率的组合,及其所表现的粘砂性质。
2.土壤质地分类：根据土壤中各粒级含量的百分率进行的土壤分类。
国际制：前苏联制：中国制：3. 土壤质地与土壤肥力土壤质地是土壤的重要物理性质之一，对土壤肥力有重要的影响。
土壤质地常常是土壤通气、透水、保水、保肥、供肥、保温、导温和耕性等的决定性因素。
土壤的组成和性质
土壤的组成和性质一、土壤的组成土壤是环境中特有的组成部分，是位于陆地表面呈连续分布，具有肥力并能生长植物的疏松层，它是一个复杂的体系。
它的组成包括固相（矿物质、有机质）、液相（土壤水分或溶液）和气相（土壤空气）等三相物质四种成分有机地组合在一起构成的一种特殊物质。
按容积计，在较理想的土壤中，矿物质约占38—45%，有机质约占5—12%，土壤孔隙约占50%，土壤水分和空气存在于土壤孔隙内，三相之间亦经常变动而相互消长。
按重量计，矿物质可占固相部分的90—95%以上，有机质约占1—10%左右。
（一）土壤矿物质土壤矿物质来源于地壳岩石（母岩）和母质，它对土壤的性质、结构和功能影响很大。
土壤中的矿物质由岩石风化和成土过程中形成的不同大小的矿物颗粒（或土粒）组成的。
自然界的土壤都是由很多大小不同的土粒，按不同的比例组合而成，各粒级在土壤中所占的相对比例或重量百分数称为土壤的机械组成，也叫土壤质地。
（二）土壤有机质进入土壤中的有机物质包括植物、动物及微生物等死亡残体，经分解转化逐渐形成有机质，即腐殖质，土壤腐殖质是土壤有机质的主要部分，约占有机质总量的50—65%。
腐殖质不是单一分子的有机质，而是在组成、结构和性质上具有共同特征，又有差异的一系列高分子有机化合物，腐殖质在土壤中可以呈腐殖酸或腐殖酸盐类存在，亦可以铁、铝的凝胶状态存在，也可与粘粒紧密结合，以有机-无机复合体等形态存在。
这些存在形态对土壤一系列的物理化学性质有很大影响，对土壤肥力有重大作用。
土壤有机质的化学组成包括：糖类（碳水化合物）、木质素、有机氮、脂肪、蜡质、单宁、木栓质、角质、有机磷及灰分等。
土壤中的有机质组成二、土壤的物理化学性质一）土壤的物理性质土壤结构：一般把土壤颗粒（包括单独颗粒、复粒和团聚体）的空间排列方式及其稳定程度，孔隙的分布和结合的状况称为土壤的结构。
土壤中的Ca2+、Fe3+等多价阳离子及有机质，腐殖质都有胶结剂的作用，参与土壤颗粒的团聚。
土壤的组成矿物质有机质
有机质能够通过微生物的代谢活动，活化土壤中矿物养分的释放，同时也可以通过络合作 用将养分固定在土壤中。
04 土壤矿物质与有机质在农 业上的应用
土壤矿物质对植物生长的影响
1 2
植物生长的基础
土壤矿物质是植物生长所需矿质营养的主要来源， 如氮、磷、钾等，对植物的生长和发育至关重要。
土壤酸碱度调节
土壤矿物质能够影响土壤的酸碱度，进而影响植 物对营养的吸收和土壤微生物的活动。
3
土壤结构形成
土壤矿物质在土壤颗粒间的粘结作用下形成团聚 体，有助于改善土壤的结构和通气性。
土壤有机质对土壤肥力的影响
增加土壤肥力
调节土壤温度
土壤有机质富含植物所需的营养元素， 如碳、氮、磷等，有助于提高土壤的 肥力。
生物残体
动植物残体是土壤有机质 的主要来源，包括死亡的 植物根系、落叶、动物粪 便等。
微生物
土壤中的微生物，如细菌、 真菌和放线菌等，通过分 解有机物质，释放出可被 植物吸收的养分。
人类活动
农业耕作、施肥和废弃物 排放等人类活动也会向土 壤中输入有机物质。
土壤有机质的组成与分类
有机碳
土壤有机质的主要组成部分是有机碳，它以多种形式存在，如腐殖 质、木质素等。
土壤矿物质对土壤性质的影响
土壤质地
土壤矿物质的不同组成和比例决定了土壤的质地，即土壤 中砂粒、粉粒和粘粒的比例，从而影响土壤的松紧度、通 气性和保水能力。
土壤肥力
土壤矿物质是植物生长所需养分的主要来源之一，特别是 植物必需的矿质营养元素，如氮、磷、钾等。不同矿物元 素对土壤肥力的贡献不同。
土壤酸碱度
土壤的组成矿物质、有机质
目 录
土壤的物质组成
2.改善土壤物理性质
3.提高土壤的保肥性和缓冲性 4.促进作物生长发育 5.有助于消除土壤的污染
课堂小结
1、土壤是由固体、液体和气体三相物质组成。 2、土壤矿物质即矿质颗粒的统称。包括原生矿 物和次生矿物。 3、粒级的概念及分级。 4、不同质的施肥要点及改良 5、土壤有机质的概念、来源及分类。
★以氧、硅、铝、铁为最多，称之为土壤的 骨干部分。
（一）土壤粒级
粒级：按照土粒直径 ( 粒径 ) 的大小及 其性质分成的若干个等级。
土粒一般分为：砂粒、粉粒、黏粒 三 个基本粒级。
特点：颗粒愈大，透气性愈好，保水 保肥力愈差。
（二）土壤质地
土壤质地：是指各粒级土粒占土壤重量的百分 数，也叫土壤的机械组成。
土壤的物质组成
王福祥
一 组成土壤的三相物质
体积比
固相 液相 气相
矿物质占38％以上 有机质仅12％以下
孔隙占50%左右
重量比
矿物质—占固体重量的95%以上 有机质—占固体重量的5%以下
固相--土壤矿物质
★土壤矿物质是岩石矿物风化形成的矿物颗 粒的统称。包括原生矿物和次生矿物。
★土壤矿物质的化学组成：氧、硅、铝、 铁、钙、镁、钠、钾、钛、磷等 10 种元素 占土壤矿物质总重的 99% 以上。
课堂小结
6、土壤有机质的转换过程 包括：有机质的矿化过程和土壤有机质的腐 殖化过程
7、影响土壤有机质转化的因素
8、土壤有机质对土壤肥力的作用
课堂练习
1、组成土壤的本相物质是_固_体__、液__体__、气__体__。 2、矿质土粒一般分为_砂_粒__、_粉__粒_、_黏_粒__三个 基本粒级。 3、土壤有机质：指存在于土壤中的有机化合物物质。
土壤的主要成分及它们在环境化学中的作用
土壤的主要成分及它们在环境化学中的作用土壤是由无机和有机物质组成的复杂体系。
以下是土壤的主要成分及其在环境化学中的作用：1. 矿物质：矿物质是土壤的主要无机成分，包括石英、长石、黏土矿物等。
矿物质在环境化学中具有以下作用：-提供土壤的物理支持和结构稳定性。
-影响土壤的质地、保水性和透气性。
-可以吸附和释放养分，影响土壤肥力。
-可能吸附有机污染物和重金属，影响它们在土壤中的迁移和生物可及性。
2. 有机质：有机质是由已死和正在分解的植物和动物残体形成的有机物质。
有机质在环境化学中具有以下作用：-提供土壤的肥力和营养素。
-促进土壤结构的形成和稳定。
-提供微生物生长和活动所需的碳源和能量。
-可以吸附和解毒有机污染物。
3. 水分：水是土壤中的重要组成部分，对环境化学过程有重要影响：-水是溶解和迁移物质的介质，通过溶解作用可以促进养分和污染物在土壤中的迁移。
-水的存在和分布状况影响土壤的氧气和二氧化碳扩散，从而影响土壤中的生物活性和化学反应。
4. 气体：土壤中的气体包括空气中的氮气、氧气、二氧化碳等。
气体在环境化学中的作用包括：-影响土壤中微生物的呼吸和代谢过程。
-参与土壤中的氧化还原反应，如氮的硝化和脱氮过程。
5. 生物：土壤中存在着丰富的生物群落，包括细菌、真菌、线虫、蚯蚓等。
生物在环境化学中的作用包括：-分解有机物质，促进有机质的转化和循环。
-参与氮循环和其他生物地球化学过程。
-影响土壤中污染物的生物降解和转化。
综上所述，土壤的主要成分包括矿物质、有机质、水分、气体和生物。
它们在环境化学中发挥着关键的作用。
在环境化学中，土壤的成分与作用之间存在着密切的相互关系。
以下是一些关键的作用：1. 营养元素的储存和释放：土壤中的矿物质和有机质可以吸附和储存营养元素，如氮、磷、钾等。
这些养分对植物的生长至关重要。
土壤中的微生物和根系也参与了养分的循环和转化过程。
当植物需要时，土壤可以释放储存的营养元素，满足植物的需要。
土壤组成与结构--矿物质
一个发育完全的自然土壤一般有以下几 个层次：
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6
自 然 土 壤 的 剖 面 构型
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（1）覆盖层（A0）：
又称枯枝落叶层，在木本科植物群落下的森林 土壤最明显，这个层次不属于土体。
（2）淋溶层（A）：
它包括腐殖质层A1和物质的淋溶层A2。
其中A1是腐殖质累积；A2层中物质（易溶盐类、
铝氧化物 架状硅酸盐 硫酸盐 氯化钾
锰氧化物 环状硅酸盐 硫化物 硝酸盐
硅氧化物
磷酸盐 重碳酸盐
钛氧化物
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19
一）、土壤颗粒分级
1、土粒：即是土壤颗粒，是指构成土壤固相 骨架的基本颗粒。（通常将土粒假定为球 形）
铁、锰、铝的水化物、腐殖质溶胶）向下移动， 色浅灰白，称为淋溶层。
它是发生层次最重要层次，任何土壤都具有这 一土层。
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8
（3）淀积层（B）：
由A层下淋溶物质淀积而成。高度发育时， 此层较紧实，水分难以渗透，矿物质养分 较丰富，若在积水或空气闭塞的情况下，B 层下部常产生还原性很强的灰兰色土层， 称为潜育层或灰粘层。
土壤发生层是指土壤形成过程中所形成 的具有特定性质和组成的、大致与地面相 平行的，并且具有成土过程特性的层次。
识别土壤发生层的形态特征一般包括： 颜色、质地、结构、新生体和紧实度等。
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5
三、土体构型
1、概念：
土体构型是指各土壤发生层在垂直方向 有规律的组合和有序的排列状况。不同土 壤类型有不同土体构型，它是识别土壤最 重要特征，也称剖面构型。
第四讲 土壤的组成与结构
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1
土壤剖面：是一个具体土壤的垂直断面
第一章土壤矿物质
石） 2、母质影响 不同母质粘土矿物差异较大
1）河流冲积物：富含水云母 2）湖积物、淤积物：富含蒙脱石、水云母 3）黑云母：易形成蛭石或黑云母蛭石夹层矿物 4）表土层：矿物组成具有明显地带性，受风化淋溶成土作用强烈。 3、地形因素影响 1）水热再分配影响风化强度，影响粘土矿物类型。 2）影响风化产物搬云堆积。
第二节 粘土矿物
一、层状硅酸盐粘土矿
（二）硅酸盐类粘土矿物的种类及一般特性
4、绿泥石组：
混层型矿物，富含Mg Fe极少量铬，由母质遗留下来 较多，也可由其它粘土矿物转化而来。
片。
1）2：1：1型： 1层2：1型晶片，1层水镁片或水铝
2）同晶替代普遍：含Mg2+, Al3+, Fe3+, Si4+ 还含有 Cr, Mn, Ni, Li 10~40cmol(+)/kg
（一）构造特征 1、硅氧四面体和硅氧片
硅氧四面体：SiO44- 正四面体形状。
第二节 粘土矿物
一、层状硅酸盐粘土矿物(晶体) （一）构造特征
1、硅氧四面体和硅氧片
硅氧片：（单位晶片）
第二节 粘土矿物
一、层状硅酸盐粘土矿（晶体)
（一）构造特征
2、铝氧八面体和铝氧片
铝氧八面体：AlO69-
第二节 粘土矿物
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严格把控质量关，让生产更加有保障 。2020年10月 上午3时 32分20.10.1903:32Oc tober 19, 2020
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作业标准记得牢，驾轻就熟除烦恼。2020年10月19日星期 一3时32分55秒 03:32:5519 October 2020
1-1第一章土壤的组成与性质-矿物质
包括K、Na、Ca、Mg的碳酸盐、重碳酸盐、硫酸盐和氯化物； 常见于干旱和半干旱地区以及滨海地区的土壤中。
2.次生氧化物类——由原生矿物风化而形成 Fe2O3 ：多见于湿热地区土壤，是土壤的重要染色物质， 因含结晶水数量不同形成多种矿物：褐红色—赤铁矿 （Fe2O3）、黄棕色—针铁矿（Fe2O3·H2O）、棕褐色— 褐铁矿（Fe2O3·nH2O）等。
2∶1型——蒙脱石类矿物，以蒙脱石、绿泥石、拜来石为代表。晶层 由两层硅氧片和一层铝氧片重叠而成，晶层之间由氧键联结，氧键键 能较弱，晶层间连接松弛，层间距大且可变，遇水易膨胀，为胀缩性 矿物；因普遍具有同晶置换现象，常使矿物颗粒带有负电荷，具有较 强的吸附性、可缩性和胀缩性。
2∶1+K+型——水云母类矿物，以水云母、伊利石为代表。晶层构造 与蒙脱石类矿物相似，也由两层硅氧片和一层铝氧片重叠而成，只是 在相邻晶层之间有K+存在，使晶层结合紧密，层间距缩小，遇水膨胀 受限，胀缩性较弱，同晶置换现象，可使矿物颗粒带有负电荷，其吸 附性介于高岭石类矿物和蒙脱石类矿物之间。
Al2O3 ：多见于湿热地区土壤，是铝硅酸盐矿物的风化 产物，性质极稳定，分为一水氧化铝（Al2O3·H2O）和 三水氧化铝（Al2O3·3H2O）两种类型。
MnO/MnO2 ：是原生矿物在湿热条件下高度风化或在潴 水条件下经氧化还原产生，在土壤结构表面上常呈棕、 黑色胶膜，或呈结核状存在。 SiO2 ：常见于温带森林土壤，由土壤溶液中溶解的 SiO2在酸性介质中凝聚产生，多以粉末状附着于土壤结 构表面。
基本粒级——砾石、砂粒、粉砂粒和粘粒
各粒级的矿物组成和性质
粒级 砾石 砂粒 粉粒 粘粒 粒径（mm） >1 1-0.05 0.05-0.005 <0.005 矿物组成 原生矿物 原生矿物 原生矿物 少量次生矿物 次生矿物 物理性质 肥力特性
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风蚀柱示意图
风蚀蘑菇示意图
风蚀残土墩
风蚀根露
风蚀留砾
魔鬼城
B. 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。
化学风化的结果
第二章 土壤基本物质组成
第 一 节 土壤矿物质与岩石风化
国际制
国际制土壤粒级分级标准
粒级名称 石砾 砂粒 粉砂粒 粘粒 单粒直径（mm） >2 2—0.2 0.2—0.02 0.02—0.002 <0.002
粗砂粒 细砂粒
b.卡庆斯基土壤粒组分类表
粒组 石砾 粒径（mm） 3-1 1-0.5 0.5-0.25 0.25-0.05 0.05-0.01 0.01-0.005 0.005-0.001 0.001-0.0005 0.0005-0.0001 <0.0001
风化作用的类型
A. 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。 1、主要是温度引起岩石的热力学变化--昼夜温差、冻结。 2、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。
由于冰的冻结扩大了岩石的裂隙
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
第二章 土壤基本物质组成
第 一 节 土壤矿物质与岩石风化 (一）岩石的风化
(一) 岩石的风化
1、地壳的元素组成 2、主要成土矿物、岩石 3、岩石的风化作用的类型 4、母质的类型及分布规律
第二章 土壤基本物质组成
第 一 节 土壤矿物质与岩石风化 (一）岩石的风化
1 、 地壳的元素组成
a. 主要成分是O、Si、Al 、 Fe四种元素。
黑云母 KH2(Mg，Fe)3AlSi3O12
白云母抗分化、黑云母易分化，均形成粘粒，是土壤中 钾素和粘粒的主要来源
返回
普通角闪石 Ca（Mg，Fe）3Si4O12
辉石 Ca（Mg，Fe）Si2O6
易风化，风化后形成粘粒，并释放出盐基离子
返回
橄揽石（Mg，Fe）2SiO4
易风化，风化后形成蛇纹石
1. 土壤中的矿物组成 A. 原生矿物(Primary mineral)
1. 原生矿物以硅酸盐和铝硅酸盐为主 以氧化硅和硅酸盐矿物占绝对优势。 如石英、长石、云母、
辉石、角闪石等。
2. 原生矿物类型和数量决定于矿物的稳定性 石英最稳定，是粗土粒的主要成分；白云母和长石较稳定， 在粗土粒中较多； 黑云母、角闪石、辉石等暗色矿物易风化。 3. 原生矿物是植物养分的重要来源
共性：有层次排列；矿物成分非常复杂，含化石。
沉积岩
(3)变质岩
指各类岩石受高温作用或受岩浆侵入发生接触变质，使
原来岩石中的矿物重新排列，重新结晶而成的岩石。
共性：构造上具有定向排列，致密坚硬，片状组织，不
易风化
例如：常见的有大理岩、片麻岩、片岩、板岩、石英岩等
变质岩
3.岩石的风化
岩石的风化作用：岩石在地表受到种种外力作用，逐 渐破碎成为疏松物质，这一过程叫做风化作用。所产 生的疏松物质就是土壤母质。
（约占土壤总容积的50%）
土壤水分(15%-35%)—主要由地 上进入土中，其中含有溶质，包 括离子、分子、胶体颗粒等，实 际上是浓度不同的溶液（土壤溶 液）。
第二章 土壤基本物质组成
第 一 节 土壤矿物质与岩石风化
第一节 土壤矿物质与岩石的风化
(一) 岩石的风化 (二) 土壤的矿物组成 和化学组成 (三) 土壤的机械组成
第二章 土壤基本物质组成
第 一 节 土壤矿物质与岩石风化
土壤质地分类制
A、 国际制质地分类标准： 要点： a. 以粘粒的含量为主要标准，＜15%→砂土或壤土，15%25%→粘壤土 ＞25%→粘土。
b. 当粉粒含量达到45%以上时，在质地分类名称前要加冠“
粉质”字样，当砂粒含量达到55—85%时，在质地类别名 称前要加冠“砂质”字样。 c. 当砂粒含量＞85%时，直接称为壤砂土，＞90%→砂土。
和性质发生化学变化，形成的新矿物称次生矿物。
石 英 SiO2
不易分化，使土壤中砂粒的主要来源
返回
正长石
KAlSi3O8
斜长石
Na（AlSi3O8）· CaAl2Si2O8）
较易风化，风化后产生高岭土、二氧化硅和盐基物质， 正长石含钾较多， 是土壤中钾素和粘粒的主要来源
返回
白云母 KAl3Si3O10(OH)2
物理性砂粒
物理性粘粒
粗 砂粒 中 细 粗 粉砂粒 中 细 粗 粘粒 中 胶粒
c. 中国制（暂拟方案）1987
名称
石砾 砂粒 粗砂粒
粒径（mm）
>1.0 1－0.25
细砂粒
粗粉粒 中粉粒 细粉粒 粗黏粒 黏粒
0.25－0.05
0.05－0.01 0.01—0.005 0.005－0.002 0.002－0.001 <0.001
海积母质 风积母质 黄土及黄土性母质 红土母质
坡积物
海积物
风积物：流动沙 地沙波纹（毛乌 素）
第二章 土壤基本物质组成
第 一 节 土壤矿物质与岩石风化
（二）土壤的矿物组成和化学组成
1. 土壤中的矿物组成
2. 土壤矿物质的化学组成 3. 土壤机械组成
第二章 土壤基本物质组成
第 一 节 土壤矿物质与岩石风化
粘壤土：湿土可用拇指与食指撮捻成条，但往往受不住自身
共性：没有碎屑的块状构造；没有规则的层次排列；不含化石。 例如: 玄武岩、石英、花岗岩、正长岩
花岗岩
喷出性岩浆岩
玄武岩
侵入性岩浆岩
（2)沉积岩
又称次生岩，是裸露于地表的各种类型的岩石经风 化作用而破坏，经各种地质动力作用搬运后沉积，再 经压力胶结作用重新固结成岩，也有由生物遗体、残 骸堆积沉积而成。
b. 某些植物生长的必需营养元素：比如：Mn、Zn、 Cu、
B、Mo等不仅含量少，而且都以难溶性的化合物封闭在
坚硬的岩石中，处于极分散的状态，植物难于吸收利用。
第二章 土壤基本物质组成
第 一 节 土壤矿物质与岩石风化 (一）岩石的风化
岩石 ？？？ 土壤
风化
风化作用
成土作用
岩石
母质
土壤
第二章 土壤基本物质组成
Ca、Mg、K、P、S等
第二章 土壤基本物质组成
第 一 节 土壤矿物质与岩石风化
B.次生矿物(secondary mineral) 以粘土矿物为主， 其中又以结晶层状硅酸盐矿物为主；
此外有Si、Al、Fe的氧化物及其水合物。
此外有简单盐类，包括各种碳酸盐、重碳酸 盐、硫酸盐、氯化物等
第二章 土壤基本物质组成
（一）母质的概念
母质是指经各种风化作用形成的疏松、粗细不同的矿物
颗粒。它是岩石的风化产物,是形成土壤的基础物质。
（二）母质的形成与类型
母 质
残积母质（残积物） 指岩石经风化后的碎屑 就地堆积而成。 运积母质 指风化的碎屑经过地质 动力作用的搬运，在它 处重新沉积而成。
坡积母质 洪积母质 冲积母质
湖积母质
第二章 土壤基本物质组成
土壤质地三角图
第 一 节 土壤矿物质与岩石风化
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
粘粒
形的3条底边的平行
线，3线相交点，即 为所查质地区。
粘粒20%
粉粒40%
砂粒40%
砂粒
粉粒
第二章 土壤基本物质组成
土壤质地手测法
第 一 节 土壤矿物质与岩石风化
砂土：能见到或感觉到单个砂粒。干时抓在手中，稍松开后即 散落；湿时可捏成团，但一碰即散。
砂壤土：干时手握成团，但极易散落；润时握成团后，用手小
心拿不会散开。
壤土：干时手握成团，用手小心拿不会散开；润时手握成团后， 一般性触动不至散开。 粉壤土：干时成块，但易弄碎；湿时成团或为塑性胶泥。湿 时以拇指与食指撮捻不成条，呈断裂状。
第二章 土壤基本物质组成
第 一 节 土壤矿物质与岩石风化
（2）土壤质地
土壤质地：土壤中各粒级土粒含量（质量）的百分率的组合。
三元制：根据砂粒、粉粒、粘粒三粒级的含量来确定土壤质地。 比如美国制、国际制及其它大多数质地分类制。 二元制：根据物理性砂粒和物理性粘粒的含量来确定土壤质地 。比如卡庆斯基质地制。
地壳和土壤的元素组成
1、几乎包括元素周期表中所有元素； 2、O、Si、Al、Fe为主，四者共占88.7%以上； 3、植物必需营养元素含量低，分布不平衡。
第二章 土壤基本物质组成
第 一 节 土壤矿物质与岩石风化
3. 土壤机械组成
（1）土壤粒级 土粒分级：石砾、砂粒、粉砂粒、粘粒
粒径：由大变小 组成：原生矿物 次生矿物
粉粒
粘粒
各级土粒的组成和性质 a：各粒级的矿物组成 石英，正长石、白云母——砂粒和粗粉粒
斜长石、辉石、角闪石、黑云母——细粉粒
次生矿物：层状硅酸盐矿物，Fe、Al、Si等氧化物或氢氧化 物——粘粒
第二章 土壤基本物质组成
第 一 节 土壤矿物质与岩石风化
图示∶土壤颗粒大小与矿物类型的关系
各级土粒的组成和性质 b：各级土粒的化学组成 颗粒由粗到细 SiO2↓Al2O3、Fe2O3↑SiO2/R2O3↓。 养分含量：细土粒＞粗土粒，
第二章 土壤的基本物质组成
YangZhou University
ห้องสมุดไป่ตู้
矿物质(38%) —来自岩石的风化， 包括原生矿物和次生矿物，约占 固体重量的95%以上。