土壤的组成和性质
第四章 土壤的组成及基本性质
二、土壤的化学组成
Soil composition by volume
1.继承了岩石和母质的特点： O, Si, Al, Fe 含量在80%以上 2.包含了生物活动的产物，反映地区水热条件所带来的物质迁移、
转化和富集特点 Si（非金属元素）在土壤中相对富集； Al，Fe，Ca，Mg，K，Na（金属元素）倾向淋失； C，N在土壤中含量较岩石高20，10倍。
三、土壤的矿物组成
斜长石（plagioclase）
1.原生矿物(primary mineral)
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。
闪石（amphibole）
石英 (quartz) 云母（mica）
正长石（orthoclase）
辉石（pyroxene）
橄榄石（olivine）
硅酸三盐、粘土土壤（的一矿层物硅组氧成四面体和一层铝氧八面体） 2.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. 1) 层状硅酸盐黏粒矿物—基本结构
第四章 土壤的组成与基本性质
主讲人：张彬
第一节 土壤的组成
一、土壤的三相组成
1.固体物质—土粒
Soil Composition
土壤矿物质：占重量95%以上，体积38%；
Air
土壤有机质：重量的5%以下，体积12%。
2.液体：溶盐类和简单有机物的水溶液
Water Organic
Mineral
3.气体：土壤孔隙中的各种气体。
铝氧八面 硅氧四
三、土壤的矿物组成
1）层状硅酸盐黏粒矿物—单位晶层结构
★ 2:1型单位晶层
由两个硅片夹一个铝片构成。两个硅片顶端的氧都向 着铝片，铝片上下两层氧分别与硅片通过共用顶端氧的方 式形成单位晶层。晶层间通过静电力和范德华力结合。
土壤的结构组成
土壤的结构组成
土壤的结构组成包括：
1. 矿质颗粒：主要由砂、粉砂、粘土和漂砾等颗粒组成。
矿质颗粒的大小和比例决定了土壤的质地，影响其透水性和透气性。
2. 有机物质：主要由植物残体和动物残体分解而来，包括有机质和腐殖质。
有机物质能增加土壤保水能力、改善土壤结构、提供养分等。
3. 水分：土壤中的水分主要存在于微孔隙和粘结水中。
合适的水分含量对于植物生长非常重要。
4. 空气：空气存在于土壤微孔隙内。
土壤中的空气对于植物根系通气和微生物活动至关重要。
5. 微生物：土壤中存在大量的微生物，如细菌、真菌和原生动物等。
微生物的存在对于土壤的生物化学循环、有机物分解和养分转化起重要作用。
6. 土壤生物：包括土壤动物和植物根系。
土壤动物包括蚯蚓、昆虫、螨类等，它们的活动能改善土壤结构和模糊土壤中的养分。
植物根系能固定土壤、增加土壤的稳定性，以及吸收水分和养分。
这些组成部分相互作用形成了土壤的复杂结构，影响着土壤的物理性质、化学性质和生物性质。
简述土壤的组成
简述土壤的组成土壤是地球表面的一层薄薄的覆盖物，由无机物、有机物、水、空气和微生物等组成。
它是植物生长的基础，也是生态系统的重要组成部分。
下面将从土壤的组成、结构和功能三个方面进行简述。
一、土壤的组成1. 矿物质矿物质是土壤中最主要的组成部分，占据了土壤总质量的大部分。
它们是从母岩中分解出来的，包括石英、长石、云母、方解石等。
矿物质的种类和含量决定了土壤的物理性质和化学性质。
2. 有机质有机质是土壤中的另一个重要组成部分，包括植物残体、动物尸体、粪便等有机物质。
有机质的分解产物可以提供植物生长所需的养分，同时也可以改善土壤的结构和水分保持能力。
3. 水分土壤中的水分是植物生长所必需的，也是土壤中微生物生存的重要条件。
土壤中的水分含量对植物生长和土壤生态系统的稳定性都有着重要的影响。
4. 空气土壤中的空气含量对土壤中微生物的生存和植物的生长都有着重要的影响。
空气可以提供植物所需的氧气，同时也可以促进土壤中微生物的代谢活动。
5. 微生物土壤中的微生物是土壤生态系统中的重要组成部分，包括细菌、真菌、放线菌等。
它们可以分解有机物质，释放养分，同时也可以抑制土壤中的病原微生物。
二、土壤的结构土壤的结构是指土壤中各种组分之间的空隙和连接方式。
土壤的结构对土壤的水分保持能力、通气性、养分供应等都有着重要的影响。
1. 粒径组成土壤中的颗粒大小不同，可以分为粗砂、细砂、粉砂、粘土等不同的粒径组成。
不同粒径的颗粒之间的空隙大小和形状不同，影响土壤的通气性和水分保持能力。
2. 土壤结构类型土壤的结构类型包括砂性土、壤土、粘土等不同类型。
不同类型的土壤结构对土壤的水分保持能力、通气性、养分供应等都有着不同的影响。
三、土壤的功能土壤的功能是指土壤在生态系统中所扮演的角色，包括植物生长、养分循环、水文循环、碳循环等。
1. 植物生长土壤是植物生长的基础，提供植物所需的养分和水分。
土壤中的微生物也可以促进植物生长，例如通过固氮作用提供植物所需的氮元素。
土壤科学知识点总结
土壤科学知识点总结一、土壤的定义土壤是地球表面由岩屑、有机质、水、空气以及生物组成的自然体系，是生物生存和地球生态系统中最重要的组成部分之一。
土壤的形成主要是由于岩石经过风化、破碎和化学作用等过程，形成了细小的颗粒并与有机物和水以及生物一起构成了土壤。
二、土壤的组成1.岩屑：岩屑是土壤中的颗粒物质，主要由石英、长石、粘土矿物、碎屑岩等矿物颗粒组成。
岩屑的大小不一，从砾石、砂、淤泥到粘土都有。
2.有机质：有机质是土壤中的有机物，主要来源于生物残体、生物排泄物、腐殖质等。
有机质对土壤的物理、化学和生物学性质都有很大的影响。
3.水：土壤中的水分对于植物的生长和发育非常重要，也是土壤中的重要组成部分。
4.空气：土壤中的空气对于土壤中微生物的生活和土壤的通气透气有重要作用。
5.生物：土壤中有大量的微生物、植物和动物，它们对于土壤的形成和营养循环有重要的影响。
三、土壤的性质1.物理性质（1）粒径组成：土壤的颗粒大小可以分为砂、粉砂、粘土等，其大小对土壤的通气性、透水性等有很大的影响。
（2）密度和孔隙度：土壤的密度和孔隙度直接影响土壤的保水性和通气透气性。
（3）肥力：土壤的肥力主要取决于土壤中有机质的含量和土壤中的营养元素。
2.化学性质（1）酸碱度：土壤的酸碱度对土壤中微生物的生态环境和植物的养分吸收都有重要影响。
（2）养分含量：土壤中的氮、磷、钾等养分的含量对于植物的生长和发育非常重要。
3.生物学性质土壤中的微生物、植物和动物对于土壤的形成和养分循环有着非常重要的作用，它们构成了土壤生态系统的重要组成部分。
四、土壤的形成土壤的形成主要受到气候、地形、岩石性质、植被和生物活动等因素的影响。
其中，气候是土壤形成的重要因素之一，气候对土壤的风化和矿物质的分解有着直接的影响。
地形的高差和坡度对于水的径流和土壤的堆积也有很大的影响。
岩石性质对土壤的颗粒组成和矿物质的含量有着直接的影响。
植被和植物物质对土壤的有机质含量和土壤的肥力等有着非常重要的作用。
泥土成分知识点总结
泥土成分知识点总结泥土是地球表面的一种物质，它是由碎石、矿石、有机物质和水混合而成的。
泥土是大自然中的重要资源，是植物生长的基础。
泥土成分的知识点主要包括泥土的物理性质、化学成分和生物组成。
这些知识点对理解泥土的性质和作用有着重要的作用，下面将逐一介绍这些知识点。
1. 泥土的物理性质泥土是由颗粒和空隙组成的。
颗粒主要包括砂、粉砂、粘土和有机质四种。
砂颗粒直径大于0.05毫米，粉砂颗粒直径在0.05毫米到0.002毫米之间，粘土颗粒直径小于0.002毫米。
泥土中的颗粒大多是由矿物质构成的，这些矿物质来源于岩石的风化和分解。
有机质是泥土中的另一个重要成分，它主要来源于植物残渣和微生物的分解。
泥土中的空隙是由颗粒之间的间隙和颗粒周围的空隙组成的。
空隙的大小和分布对泥土的透气性和排水性有着重要的影响。
2. 泥土的化学成分泥土是由多种元素和化合物组成的。
其中，氧、硅、铝、铁、钙、钾、钠是泥土中含量最丰富的元素。
这些元素通常以矿物质的形式存在于泥土中，它们的含量和种类对泥土的化学性质和植物生长有重要的影响。
此外，泥土中还含有一些重金属元素，如铅、镉、铬等。
这些重金属元素的含量过高会对土壤和植物造成危害。
泥土中的有机物质是泥土中的另一个重要成分。
有机物质包括植物残渣、动物残渣和微生物分解产物。
有机物质对泥土的结构和性质有着重要的影响，它可以改善泥土的透气性、保水性和肥力，是植物生长所需的重要营养物质。
3. 泥土的生物组成泥土中存在着大量的微生物和生物体。
微生物主要包括细菌、真菌和放线菌等。
它们在泥土中扮演着重要的角色，可以分解有机物质、改善土壤结构，还可以和植物共生，提供氮、磷、钾等营养物质。
此外，泥土中还存在着各种土壤动物，如蚯蚓、昆虫等。
它们可以改善土壤的通气性和排水性，还可以促进有机物质的分解和转化。
以上是泥土成分的主要知识点，了解这些知识点对理解泥土的性质和作用非常重要。
希望以上内容对您有所帮助。
土壤的组成和性质..
（5）、土壤空气各成分的浓度在不同季节和不同土壤深度内变 化大。
土壤通气性
1、土壤空气与大气不断进行气体交换的能力称为土 壤通气性。
2、土壤通气性调节方法： A、深耕结合使用有机肥料 B、客土【外地土】掺沙掺黏 C、深耕或雨后及时中耕 D、灌溉结合排水 E、科学施肥
1、土壤质地
定义：由不同的粒级混合在一起所表现出来的土壤粗细状 况，称为土壤质地（或土壤机械组成）。
4、 土壤中的空气
土壤是一个多孔体系，在水分不饱和的情况下，孔 隙中充满空气。土壤空气主要来自大气，其次来自土 壤中的生物化学过程。
土壤空气是不连续的，它存在于被土壤固体隔开 的土壤孔隙中，其组成在不同位置是有差异的。
土壤空气的含量和组成在很大程度上取决于土水 关系。在土壤孔隙里贮存的水分和空气，它们的相对 含量经常随自然条件的改变而变化。
土壤质量含水量=
土壤水质量
×100%
烘干土质量
土壤水分含量
土壤水分类型——吸湿水、膜状水、毛管水、重 力水等。
土壤水分有效性——为植物生长创造一个良好的 水、气、热环境，增加土壤水分的入渗，减少土 壤水分的非生产性消耗和提高土壤水分的利用率。
土壤水分管理的主要措施—— a、农田基本建设合理化； b、合理灌溉和排水； c、合理耕作保墒； d、正确覆盖，保水保温；
矿物质 90%以上 有机质 10%以内
土壤中的水分 及其水溶物 （包括气体）
孔隙中充满空气
土壤构成ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ微观】
【1】、土壤是由各种大小不同的矿质土粒 组成的，它们单独或相互团聚形成土粒聚 合体。大小不同的土粒的物理、化学性质 不同，对土壤肥力的作用也不同。
高一上学期地理土壤知识点
高一上学期地理土壤知识点土壤是地球表层的一种重要自然资源，是植物的重要生长基质，也是生物圈中最活跃的部分之一。
它是由岩石经长时间风化和生物作用形成的一种复杂的物质体系，由无机物、有机物、水分、空气和微生物等组成。
土壤的形成、性质和分类对于地理学的学习非常重要，下面我们来详细了解一下高一地理上学期的土壤知识点。
一、土壤的形成1. 岩石风化和物理变异：地球上的岩石经过日晒、雨淋、冻融等自然力作用，破碎并形成碎屑岩，然后逐渐分解成粉砂、粘土和砾石等颗粒。
2. 土壤的化学变化：岩石中含有各种矿物质成分，经由水、空气等的化学作用，矿物质发生分解和转化，形成新的化合物。
3. 有机质的堆积和分解：植物残体、动物尸体等有机物质经分解、腐殖、矿化等过程形成胶体稳定的有机物质，成为土壤有机质的重要组成部分。
二、土壤的性质1. 颜色：土壤的颜色与土壤中的有机质、矿物质成分、水分和微生物等有关。
通常有红色、黄色、褐色、黑色等不同颜色的土壤，不同颜色的土壤具有不同的性质和肥力。
2. 质地：土壤的质地主要由颗粒大小决定，包括沙质土壤、粉砂质土壤、粘土质土壤等。
不同质地的土壤具有不同的通气性、水分保持能力和肥力。
3. 含水量：土壤中的土壤含水量影响着植物的生长。
土壤水分过多或过少，都会对植物的生长产生不利影响。
4. 土壤通气性：土壤通气性的好坏对根系呼吸有重要影响，也影响着土壤中微生物的活动和养分的释放。
5. 肥力：土壤的肥力与土壤中有机质、矿质和微生物等相关。
良好肥力的土壤可以提供植物生长所需的养分。
三、土壤的分类1. 按照起源分类：土壤可以分为母质土壤、演化土壤和沉积土壤。
母质土壤是直接由岩石经物理、化学和生物作用形成的，演化土壤是在母质土壤基础上形成的经过长期演化和发育的土壤，沉积土壤是河流、湖泊、海洋等沉积物堆积形成的土壤。
2. 按照土壤的物理特征分类：土壤可以分为沙质土壤、粉砂土壤、粘土土壤和壤土。
沙质土壤中颗粒较大，通气性好，但保水能力差；粉砂土壤与沙质土壤相比有更多的细颗粒，保水能力较沙质土壤更强；粘土土壤颗粒更细，保水能力较强，但通气性较差；壤土是由沙、粉砂和粘土按一定比例混合而成的土壤。
简述土壤的基本组成
简述土壤的基本组成
一、土壤的组成：土壤是由各种矿物质胶结而成的，按其存在形式可分为岩石风化物、母质、原生矿物、次生矿物和水体。
母质主要是母岩，它是未经受其他地质作用改造而残留下来的，是组成土壤最基本的物质，包括碎屑岩、粘土岩和化学岩。
原生矿物主要是各种原生矿物(如石英、长石、云母等)，还有硅酸盐、铝土矿、铁矿、高岭石、绿泥石等。
二、土壤的类型和特性：①土壤的形态②土壤的成分③土壤的
构造④土壤的肥力三、土壤的分类方法及各类土壤的特点和主要性状：四、土壤的生产功能： 1、土壤的通气性、透水性、保肥性、保水性等对植物生长发育有直接或间接的影响，从而影响土壤的肥力。
2、土壤的酸碱度对作物生长发育有很大的影响。
3、土壤的地形部位、地形坡向等不同，反映了土壤垂直分布的规律。
五、土壤污染源及土壤退化、沙化、盐碱化的主要表现形式：六、土壤的酸碱度的概念：土壤pH值的含义土壤pH值是土壤酸碱度的简称，是指土壤在一定的条件下，用标准的氢氧化钠溶液浸提，所得到的以氢氧根离子的浓度为横坐标，以酸根离子的浓度为纵坐标所得的曲线的斜率。
它表示土壤酸碱程度，也是土壤重要的农化指标之一。
七、土壤酸碱度的评价：八、我国土壤酸碱度的变化趋势和存在问题：九、防止土壤酸化的主要措施： 1、调节土壤酸碱度2、改良酸性土壤3、加强土壤水利建
设4、客土改良5、施用石灰6、秸秆还田7、使用石膏或磷石膏改良土壤酸度8、增施有机肥料9、种植喜酸植物十、土壤的盐碱化及其
危害：十一、盐碱地的分类：主要是指在淡水中含有较多可溶性盐类的土地，因盐分在土壤表层积累，并且向土壤中心迁移，致使土壤养分和性状恶化，土壤结构破坏，最后引起耕地丧失的过程。
土壤的组成
土壤的组成土壤是地球上最基本的资源之一，是支撑植物生长和提供养分的重要依托。
它是一种复杂的自然体系，由无机物质、有机物质、微生物生物和空气等多种成分组成。
土壤的组成对于植物的生长发育和生态系统的平衡起着关键作用。
下面将详细介绍土壤的组成。
首先，土壤的主要成分是无机物质。
这些无机物质包括矿物颗粒、水分、气体和细粒胶体。
其中，矿物颗粒主要有沙、粉砂和黏土。
沙粒最大，直径在0.05-2.0毫米之间，粒径较粗，透水性好；粉砂粒度介于沙和黏土之间，透水性较好；黏土粘合性强，粒径最小，小于0.002毫米，透水性差。
水分是土壤中的重要组成部分，它存在于土壤颗粒间隙中。
气体主要是土壤中的空气成分，包括氧气、二氧化碳和氮气等。
细粒胶体则是指土壤中颗粒粒径小于0.002毫米的有机胶体和氧化铁胶体等。
其次，土壤的有机物质是土壤的重要组成部分。
有机物质是由死去的动物和植物残体经过微生物分解而形成的，它包括有机质和养分。
有机质的含量直接影响土壤的肥力和保水性。
有机质中含有丰富的碳、氢、氧等元素，能够提供植物所需的营养物质，并能保持土壤的透气性和保水性。
土壤中的养分包括氮、磷、钾等，它们是植物生长所必需的营养物质，能够提供植物生长所需的能量和原料。
再次，土壤中的微生物生物是土壤的另一个重要组成部分。
微生物是土壤中生物多样性的代表，包括细菌、真菌、原生动物和线虫等。
它们在土壤中起着重要的生态学功能，如分解有机物质、促进养分的循环和提供水分等。
微生物是土壤生态系统的关键参与者，对土壤的物理性质和化学性质具有重要影响。
最后，土壤中的空气也是土壤的组成部分之一。
土壤中的空气主要存在于土壤颗粒间隙中，与土壤中的水分和微生物共同构成土壤的生态环境。
土壤中的空气含有丰富的氧气和二氧化碳，它们对土壤的生物呼吸和植物生长具有重要的影响。
综上所述，土壤的组成多样，包括无机物质、有机物质、微生物生物和空气等多个组成部分。
这些组成部分相互作用，共同形成了具有养分和保水能力的土壤体系。
土壤的组成及性质
我国南方土 壤的名字多 称为“壤”， 如红壤、黄 壤等；北方 的土壤多称 为“土”， 如黑土、褐 土等。
土壤环境机能
（1）培育植物
植物生长支持体、植物生长提供水、空气和养分
（2）推动物质循环
原生矿物和次生矿物的作用
• 原生矿物：
粒径比较大，土壤中1—0.001mm的砂粒和粉粒 几乎全部是原生矿物。原生矿物对土壤肥力的贡 献，一是构成土壤的骨架，二是提供无机营养物 质，除碳、氮外，原生矿物中蕴藏着植物所需要 的一切元素。
• 次生矿物 多数颗粒细小（粒径小于0.001 mm ），具有胶 体特性，是土壤固相物质中最活跃的部分，它影 响着土壤许多重要的物理、化学性质，如土壤的 颜色、吸收性、膨胀收缩性、粘性、可塑性、吸 附能力和化学活性。
• 土壤水分的意义：土壤水分既是植物 营养物的来源，也是污染物向其他圈 层迁移的媒介
• 土壤水分存在的形式：
土壤颗粒表面有很强 的粘附力，土壤颗粒吸 附的水分称吸着水，几 乎不移动，不被植物吸 收。
外层的膜状水称内聚水 或毛细管水，是植物生 长的主要水源。
4．土壤空气 H2O，CO2，O2，CH4，C2H的吸附性 土壤的酸碱性 土壤的氧化还原性 土壤的生物学性质 土壤的自净作用
（一）、土壤吸附性
土壤具有吸附并保持固态、液态和气态物质的能力，称为土 壤的吸附性能
土壤的吸附作用 ： 生物吸附 ——吸收 机械吸附——过滤 物理吸附——分子吸附 化学吸附——生成沉淀物 物理化学吸附——离子交换
全球范围的土壤环境问题
• 土壤酸化、盐碱化、土壤污染 • 土壤沙漠化（石漠化） • 陆地植被破坏 • 水土流失
土壤的结构和组成
1. 土壤的结构和组成 2. 土壤的性质 3. 土壤污染 4. 化学农药在土壤中的迁移转化 5. 重金属在土壤环境中的迁移转化 6. 氮磷肥料在土壤中的迁移转化 7. 固体废弃物对土壤环境的影响
1. 土壤的结构和组成
1.1 土壤及其环境意义 1.2 土壤的粒级与质地 1.3 土壤的组成
<返回>
土壤是由固、液、气三相物质组成的疏松多孔体。固相物质包括矿物质、 有机质和土壤生物。在固相物质之间，为形状和大小不同的孔隙，孔隙 中存在水分和空气。土壤三相物质的比率因土壤种类而异，并且经常变 化。土壤中所含多量化学元素的丰度顺序如下：O＞Si＞Al＞Fe＝C＝Ca ＞K＞Na＞Mg＞Ti＞N＞S，这个次序与地壳组成大体一致，所不同的是由 于土壤中集结了大量生物体，因此C、N、S的含量相对较高。从环境污染 角度来看，土壤还是藏污纳垢之处，含有各种生物的残体、排泄物、腐 烂物；还含有来自大气、水体及固体废物中的各种污染物以及农药、肥 料残留物等。
土壤是地球表层中介入元素循环的一个重要圈层，由岩石风化产 生的所有物质都有可能进入大气和水系，又可能通过地球化学循 环归入土壤。碳、氮元素在大气、海洋、土壤间以相当快的速度 循环（硫的循环速度略慢些）。一般地说，这些元素及其化合物 在土壤中的滞留时间相对较长，因为它们在土壤中受到诸如吸附、 沉降、酸碱缓冲和植物摄取等多种作用。
有机质层
腐殖质 粘粒
R
母岩层
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1.2.1 土壤的粒级
土壤矿物质是以大小不同的颗粒状态存在的。不同粒径的土壤矿 物质颗粒（土粒），其性质和成分都不一样。为了研究方便，按 粒径的大小将土粒分为若干组，称为粒组或粒级，同组土粒的成 分和性质基本一致，组间则有明显差异。
(推荐)第一章_2_土壤的组成与性质
特性：除水铝英石外，一般对阳离子的静电吸附力较 弱．但是，铁铝氧化物，特别是它的凝胶态物质对阴离子（如 磷酸根离子）吸附能力强，其具有专性吸附能力．影响污染物 的行为．
分布特点：在红壤中分布广．
３ 黏粒矿物表面功能团特性
１）层状硅酸盐矿物表面功能团
二类： 层状硅酸盐四面体片底部的硅氧烷三角网孔表面功能团 层状硅酸盐边面断键处的羟基
土壤定义：
不同学者有不同的观点和认识（工程专家、生态学 家、土壤学家、农学家、环境科学家）。
综合性定义：土壤是历史自然体，是位于地球陆地 表面和浅水域底部的具有生命力、生产力的疏松而 不均一的聚积层，是地球系统的组成部分和协调环 境质量的中心要素。
土壤具有的特征
➢ 具有生产力：水分、养分、材料、建筑基础 ➢ 具有生命力：生物多样性、能量交换、物质循环 ➢ 具有环境净化能力：吸附、分散、中和、降解 ➢ 是自然要素的中心环节：矿物颗粒、有机质、水、空气、开放
第一章:土壤的组成与性质
第一节: 土壤基本组成 第二节: 土壤性质 第三节: 土壤形成与发育 第三节: 中国土壤分布特点与分类 第四章: 土壤环境及其功能
第一章:土壤的组成与性质
第一节: 土壤基本组成 第二节: 土壤性质 第三节: 土壤形成与发育 第三节: 中国土壤分布特点与分类 第四章: 土壤环境及其功能
硅氧烷三角网孔功能团
层状硅酸盐边面断键处的羟基
类型： Si-OH （硅烷醇基） Al-OH (铝醇基）
M-OH 性质取决于M Si-OH，能解离出H+ Al-OH，其将与H+结合
2）粘粒氧化物和氢氧化物表面功能基
类型与活性 羟基与一个金属离键合---A, 最活性 能与H+形成配合物，也可释放质子
土壤的组成和性质
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。
土壤蕴含的科学现象
土壤蕴含的科学现象
土壤蕴含了很多科学现象，以下是其中的一部分：
1. 土壤的组成：土壤是由矿物质、有机物质、水和空气组成的复杂混合物。
矿物质是土壤的主要成分，它们提供了土壤的稳定性和营养。
有机物质是土壤中的有机物质，它们提供了土壤的肥力和水分保持能力。
水和空气是土壤中的次要成分，它们提供了土壤的透气性和保水性。
2. 土壤的形成：土壤是由岩石经过风化、侵蚀、搬运和沉积等过程形成的。
在这个过程中，岩石中的矿物质和有机物质被分解和释放出来，形成了土壤。
3. 土壤的分层：土壤通常被分为三层：表层土、中层土和底层土。
表层土是土壤的最上层，它含有大量的有机物质和营养物质。
中层土是土壤的中间层，它含有较少的有机物质和营养物质。
底层土是土壤的最下层，它含有很少的有机物质和营养物质。
4. 土壤的化学性质：土壤的化学性质包括土壤的酸碱性、离子交换能力和氧化还原性质等。
这些性质对土壤的肥力和植物生长有重要影响。
5. 土壤的物理性质：土壤的物理性质包括土壤的质地、结构、透气性和保水性等。
这些性质对土壤的肥力和植物生长有重要影响。
第一章土壤基本组成-土壤化学生物学性质.
二、土壤化学性质
• 1、土壤微生物营养类型的多样性 • 根据微生物对营养和能源的要求，一般可将其分为四大类 型。 1）化能有机营养(chemoorganotrophy)型 又称为化能异养型，需要有机化合物作为碳源，并从氧化 有机化合物的过程中获得能量。
• 2）化能无机营养(chemolithotrophy)型 • 化能无机营养型又称化能自养型，以CO2 • 作为碳源，从氧化无机化合物中取得能量。 3)光能有机营养(photoorganotrophy)型 又称光能异养型，其能源来自光，但需要有机化合物作 为供氢体以还原CO2，并合成细胞物质。 4)光能无机营养(photolithotrophy)型 光能无机营养型又称光能自养型，利用光能进行光合作 用，以无机物作供氢体以还原CO2,合成细胞物质。
• （一）土壤胶体特性及吸附性
• 1、土壤胶体及其种类
• 土壤胶体是指土壤中粒径小于1微米的颗粒 • 按成分和来源，土壤胶体可分为无机胶体、有机胶体和有 机无机复合胶体。 • 1)无机胶体 无机胶体包括成分简单的晶质和非晶质的硅、 铁、铝的含水氧化物，层状铝硅酸盐。 • 2）有机胶体 主要是腐殖质，还有少量的木质素、蛋白质、 纤维素 • 3）有机无机复合体 土壤中有机胶体大多通过多种方式与
• 2、土壤胶体特性
• 1）巨大的比表面和表面能 • 2）带电性 • 3）分散性和凝聚性
• 3、土壤吸附性
• 土壤固相和液相界面上离子或分子的浓度大于整体溶液中 该离子或分子浓度的现象称为正吸附。反之，为负吸附。
土壤的物质组成特点
土壤的物质组成特点
土壤是一种很复杂的物体，它是由固相、液相和气相三相物质组成，一般情况下，土壤的固相部分占50%，液相约占25%，气相占25%。
(1) 土壤固相物包括矿物质和有机质，是养分的贮存场所，决定着养分的潜在供应能力。
土壤矿物质包括石砾、粗沙、细沙、粉沙和黏粒。
石砾和沙粒是岩石的风化碎屑，所含矿物成分与岩石基本一致，不能提供很多有效养分。
黏粒细小，表面吸湿性强，黏粒间空隙很小，有显著的毛细管作用，能够吸附养分，具有较强的保肥能力。
土壤有机质包括处于不同分解阶段的死亡的各种动植物残体，是土壤形成团粒结构的良好胶结剂，能够改善土壤通气性能和蓄水状况。
(2) 土壤液相土壤液相的主要组分，包括水分和溶解在水中的盐类、有机化合物、无机化合物以及最细小的胶体物质。
作物生长发育过程中所需要的营养物质，几乎都是从土壤溶液中获得的。
(3) 土壤气相主要是指土壤的空气含量，而土壤空隙及水分含量是决定土壤空气含量的主要因素，若土壤通气不良，土壤中气体所占比例下降，土壤空气中的氧气就会降低，二氧化碳的含量相应会迅速增高，危害作物根系的呼吸作用，
严重时可导致作物生长不良，根系腐烂坏死。
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第十一章土壤的组成和性质土壤是环境的要素之一，它介于生物界与非生物界之间，是一切生物赖以生存的基础。
随着现代工农业生产的发展，化肥、农药的大量施用，工矿废水不断侵袭农田，城市工业废物和其他人工合成物质不断进入土壤，导致严重的污染事故不断发生。
污染物进入土壤后，可能对地表水、地下水等造成次生污染，还会影响植物生长发育及土壤内部生物群的变化与物质的转化；污染物可通过土壤植物系统，经由食物链进入人体，危害人类健康。
因此，防治土壤污染是环境科学的重要研究课题之一，而了解污染物在土壤中的存在及迁移转化，则是采取防治措施的重要依据。
本章主要介绍土壤的组成与性质、土壤污染源、主要污染物、主要重金属污染物和农药在土壤上的污染以及迁移转化规律和机制。
要求了解土壤的组成与性质、土壤污染源及土壤污染控制技术；掌握土壤的吸附、酸碱性和氧化还原特性，主要污染物在土壤中的迁移转化规律、影响因素和作用机制。
第一节土壤的组成本节内容要点：土壤矿物质、土壤有机质、土壤溶液、土壤空气等。
土壤是陆地地表具有肥力并能生长植物的疏松层，它是地球地面岩石风化过程和母质成土过程的综合作用下形成的。
具有肥力是土壤异于其他物质最本质的特征。
土壤仅是岩石圈上薄薄的一层，大约2m左右，它能提供植物生长所必需的物质和能量。
土壤由固、液、气三相物质组成。
固相包括土壤矿物质和有机质，占土壤总重量的90%～95%，占体积的50%左右。
土壤中还有数量众多的细菌和微生物。
液相指土壤水份及所含的可溶物，也称土壤溶液，占土壤体积的15%～35%。
气相指土壤空气，占土壤体积的15%～35%。
因此，土壤是一个以固相为主的不均质多相体系，三相物质互相联系、制约，构成一个有机整体，如图11-1所示。
土壤中与土壤污染化学行为关系密切的组分主要是矿物质、有机质和微生物。
图11-1 土壤中固相、液相、气相结构示意图一、土壤矿物质土壤矿物质按其成因可分为原生矿物和次生矿物。
原生矿物是指那些在风化过程中未改变化学组成的原始成岩矿物，主要有石英、长石类、角闪石类、云母类等。
原生矿物的粒径较大，如砂粒的粒径为0.02～2 mm，粉砂粒为0.002～0.02mm。
它具有坚实而稳定的晶格，不透水，不具有物理化学吸收性能，不膨胀。
次生矿物是岩石经历化学风化形成的新矿物，其粒径较小，大部分以黏粒和胶体(粒径小于0.002mm)分散状态存在。
许多次生矿物具有活动的晶格、强的吸附和离子交换能力，吸水后膨胀，有明显的胶体特征。
次生矿物是构成土壤的最主要组成部分，对土壤中无机污染物的行为和归宿影响很大。
次生矿物有晶态和非晶态之分。
非晶态次生矿物主要呈胶膜状态，它裹于土粒表面，如水合氧化铁、铝及硅等；也有呈粒状凝胶成为极细的土粒，如水铝类石等；后者是一种无固定组成的硅铝氧化物，并有较高的阳离子和阴离子代换量，特别是无定形氧化物具有巨大的比表面和较高的化学活性。
晶态次生矿物主要是铝硅酸盐类粘土矿物，如伊利石、蒙脱石、高岭石、蛭石等；它们由硅氧四面体(一个硅原子与四个氧原子组成，形成一个三角锥形的晶格单元)和铝氧四面体(一个铝原子与六个氧原子或氢氧原子组成，形成具有八个面的晶格单元)的层片组成。
粘土矿物通常分为1∶1和2∶1两种类型(图11-2)。
根据构成晶层时硅氧四面体(硅氧片)与铝氧八面体(水铝片)的数目和排列方式，粘土矿物可分为三大类：(1) 伊利石类：2∶1型晶格，即两层硅氧片中间夹一层水铝片组成一个晶层。
但伊利石类晶格中有一部分硅被铝代替，不足的正电荷被处在两个晶层间钾离子所补偿；这些钾离子似乎起桥梁作用，把上下相邻的两个晶层连结起来。
(2)蒙脱石类：由两层硅氧片中间夹一层水铝片组成一个晶层，属于2∶1型的三层粘土矿物。
晶层表面都是氧原子，没有氢氧原子组，晶层间没有氢键结合力，只有松驰的联系；晶层间的距离为0.96～2.14nm。
水分子或其他交换性阳离子可以进入层间。
因此，蒙脱石具有较高的阳离子交换容量。
(3)高岭石类：由一硅氧片与一水铝片组成一个晶层，属1∶1型二层粘土矿物。
晶层的一面是氧原子，另一面是氢氧原子组，晶层之间通过氢键相连结。
晶层间的距离很小，仅0.72nm，故内部空隙不大，水分子和其他离子都难以进入层间。
伊利石结构示意图蒙脱石结构示意图高岭石结构示意图图11-2 粘土矿物结构示意图在粘土矿物的形成过程中，常常发生半径相近的离子取代一部分铝(Ⅲ)或硅(Ⅳ)的现象，即同晶替代作用。
如Mg2+、Fe3+等离子取代Al3+，Al3+取代Si4+，同晶替代的结果，使粘土矿物微粒具有过剩的负电荷。
此负电荷由处于层状结构外部的K+、Na+等来平衡。
这一特征决定了粘土矿物具有离子交换吸附等性能。
土壤是由原生矿物和次生矿物按不同粒级的组合比例，并按发生层次构成的。
土体内物质的迁移、转化既可在土壤各组成分内，也可在各发生层次内同时进行。
二、土壤有机质土壤有机质包括生物死亡的残骸、施用的有机肥料、微生物活动生成的有机物等。
土壤有机质的化学组分有腐殖质、糖类、木质素、有机氮、脂肪、蜡质、有机磷等，其中腐殖质占有机质总量的70%～90%。
和土壤矿物质相比，有机质含量不高，只占土壤总量的5%左右。
但有机质对土壤的一系列物理化学性质有很大的影响，对土壤肥力有重大作用。
土壤有机质不但含有丰富的营养元素，而且在自身缓慢的分解过程中，把生释放到空气中，成为光合作用的物质来源；与此同时，产生的有机酸可以成的CO2促进矿物养分的溶出，为作物生长提供丰富的养分。
土壤有机质，尤其是胡敏酸具有芳香族多元酚官能团，能增强植物呼吸，提高细胞膜的渗透性，促进根系的生长。
有机质中的维生素、生长素、抗生素等对植物起促生长、抗病害的作用。
有机质还能促进土壤良好结构的形成，增加土壤疏松性、通气性、透水性和保水性。
腐殖质有巨大的比表面，可强烈吸附土壤中可溶性养分，保持土壤肥力；具有两性胶体性质的有机物可缓冲土壤溶液的pH。
有机物可作为土壤微生物的营养物，而微生物活动又增加土壤养分，促进作物生长。
土壤有机质和微生物是土壤中最活跃的组成部分。
有机质的合成与分解、微生物的代谢和转化活动不仅具有肥力意义，从环境角度看，腐殖质对土壤中有机、无机污染物的吸附、络合或螯合作用，微生物对有机污染物的代谢、降解活动等具有重要意义 。
三、土壤溶液土壤溶液占土壤总体积的20%～30%，含有Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Cl-、NO3-、SO42+、HCO3-等无机离子，还含有机物。
土壤水分是土壤三相(固、液、气)中的要素。
它把土壤、大气中的植物养分溶解成营养溶液，输送到植物根部，最大程度地提供给植物体。
因此，土壤水分是植物吸收养料的主要媒介。
土壤水分主要来源于降雨、雪和灌溉（图11-3 ）。
在地下水位接近于地面(2～3 m)的情况下，地下水也是上层土壤水分的重要来源。
土粒表面的吸附力和微细孔隙的毛细管力可把进入土壤的水分保持住。
土壤固体保持水分的牢固程度，在很大程度上决定了土壤中水分的运动和植物对水分的利用。
当水分进入土壤后，即和其他组成物质发生作用，其中的一些可溶性物质如盐类和空气将溶解在水里。
这种溶有盐类和空气的土壤水即为土壤溶液。
图11-3 土壤水循环土壤水分的动态受重力、土粒表面的分子引力、毛细孔隙的毛管力、植物吸收压力和蒸发力等因素的控制。
按土壤水分存在的形式和状态及其与土壤的关系，可分为以下各主要类型（图7-7）：1.吸湿水土壤依靠土粒与水分子间很强的分子引力，把土壤空气和大气中的汽态水吸附和固定在土粒表面，形成很薄的一层水膜，这叫吸湿水（吸着水）。
土壤保持吸湿水的最大量（吸湿系数），因土壤胶体的数量和质量而不同，质地粘重及含蒙脱土多的土壤含吸湿水量最高。
土壤吸附这种水分子的能力很大，因此它不能为植物所利用。
2.膜状水 当吸湿水充满以后，土粒继续靠分子引力吸收水分，加厚土粒外表的水膜，这种水称膜状水。
其分子引力减弱，稍有活动性；有极少数水分可供植物利用。
植物出现永久性凋萎时的土壤含水率，称凋萎系数。
3.毛管水当膜状水充满后，毛细孔隙靠毛管力（弯液面张力）而保持的水分，称毛管水。
这种土壤水分具活动性，可向蒸发的和低湿度的方向运动；是植物有效水分的基本来源。
毛管水有二种：一是靠降水或灌溉供给并与地下水无联系的毛管悬着水；另一是由地下水层上升的毛管上升水，其上升高度因质地和毛细孔隙的大小而不同。
在降雨过后，土壤平常所能保持的毛管悬着水的最大量，称田间持水量。
当所有毛细孔隙都充满水分时，称毛管持水量或最大毛管持水量。
它们由毛细孔隙的数量所决定。
4.重力水当毛管水达到最大毛管持水量后，若再有水分补充时，则存在于大孔隙中的水因重力作用而下移，成为重力水。
若大小孔隙都充满水分时称为饱和持水量。
当排水良好时，重力水很快消失，成为土壤不能保持、植物不能利用的一种水分。
当水分过多时则成为渍水，只有水生植物可以适应和利用。
四、土壤空气土壤是一个多孔体系，在水分不饱和的情况下，孔隙中充满空气。
土壤空气主要来自大气，其次来自土壤中的生物化学过程。
土壤空气是不连续的，它存在于被土壤固体隔开的土壤孔隙中，其组成在不同处是有差异的。
土壤空气与大气组成有较大的差别：(1)CO2含量一般远比在大气中高，氧的含量则低于大气(表11-1)。
造成这种差别的原因是土壤中植物根系的呼吸作用、微生物活动中有机物的降解及合成时消耗其中的O2，放出CO2。
(2)土壤空气一般比大气含有较高的水量。
土壤含水量适宜时，相对湿度接近100%。
除此之外，由于土壤空气经常被水汽所饱和，在通气不良情况下，厌氧细菌活动产生的少量还原性气体如CH4、H2S、H2也积累在土壤空气中。
表11-1 土壤空气与大气组成（%）土壤空气的含量和组成在很大程度上取决于土水关系。
作为气体混合物的土壤空气，只进入未被水分占据的那些土壤孔隙。
细孔隙比例大的土壤，往往通气条件较差。
在这类土壤中，水分占优势，土壤空气的含量和组成不适于植物的最佳生长。
在土壤孔隙里贮存的水分和空气，它们的相对含量经常随自然条件的改变而变化。
第二节土壤性状一、土壤剖面土壤剖面是指从地表垂直向下的土壤纵剖面，也就是完整的垂直土层序列，是土壤成土过程中物质发生淋溶、淀积、迁移和转化形成的。
每一种成土类型都有其特征性的土层组合在一起，形成不同的土壤剖面。
天然土壤剖面过去通常采用道库恰耶夫的划分方案，即腐殖质聚积层（A）、过渡层（B）和母质层（C）。
1967年国际土壤学会提出了新的土壤发生层次划分方案，将天然土壤划分为六个发生层：有机层（O）、腐殖质层（A）、淋溶层（E）、淀积层（B）、母质层（C）和母岩层（R）（图11-4）。
图11-4 国际土壤协会土壤发生层次划分方案在自然土壤的剖面中，基本的层次有：1.枯枝落叶层（覆盖层），以A0或O表示。