(推荐)第2章土壤的基本组成、性质和分类

元素 Mn P S C N Cu Zn Co B Mo
地壳中 0.10 0.093 0.09 0.023 0.01 0.01 0.005 0.003 0.003 0.003
土壤中 0.085 0.08 0.085 2.0 0.1 0.002 0.005 0.0008 0.001 0.0003
2、 土壤矿物组成
硅氧四面体（SiO4)4-可自聚合，在水平方向上四 面体通过共用底部氧的方式在平面两维方向上无
限延伸，排列成近似六边形蜂窝状的四面体，即 硅片n(Si4O10)4-
⑵ 铝片
铝片由铝氧八面体连接而成；
八面体结构由1个硅离子和6个氧离子组成，6个氧离 子（氢氧离子）排列成两层，每层都有3个氧离子排 成三角形，但上层氧的位置与下层氧交错排列，铝 离子位于两层氧的中心孔穴内。其晶格具有八个面；
第2章 土壤的基本组 成、性质和分类
§1 土壤生态系统的基本组成 §2 土壤性质 §3 土壤的形成与分类
§1 土壤生态系统的基本组成
一、土壤矿物质 二、土壤有机质 三、土壤生物 四、土壤水 五、土壤空气
一、土壤矿物质
（一）土壤矿物质的矿物组成和化学组成
1、土壤矿物质的主要元素组成 2、土壤的矿物组成
③土壤腐殖质 是经微生物改造后的有机物质，是一 类特殊的有机化合物。通常与矿质土粒结合在一 起，是土壤有机质的主要部分 。
⑶ 土壤腐殖质的分类
非腐殖物质是一些较简单、易被微生物分解、并具有 一定物理化学性质的物质。如糖类、有机酸和一些 含N的氨基酸、氨基糖等。约占土壤有机质的20%— 30%。
腐殖物质是经土壤微生物作用后，由酚类和醌类物质 聚合由芳香环状结构和含N化合物、碳水化合物组成 的复杂的多聚体，性质稳定、新形成的暗棕色的高 分子化合物。它是土壤有机质的主体，也是土壤中 比较难分解的物质。约占土壤有机质的60%—80%。
＊农业土壤（农田，牧场，果园，菜地）：来源于 人工施入的各种有机肥料和作物根桩以及根的分 泌物，其次是土壤生物
2、土壤有机质的含量
有机质的含量在不同土壤中差异很大，高 的可达200g/kg，低的不足5g/kg
5%
0.5% 7%
0.5-2.0%
3、土壤有机质的组成与性质
⑴ 土壤有机质化学元素组成 土壤有机质的基本元素组成是C、H、O、N（碳 52%—58%、氧 34%—39%、氢 3.3%—4.8%、氮 3.7%—4.1%），其次是P和S，C/N比大约在10— 12之间。
1、土壤矿物质的主要元素组成
表 地壳和土壤的平均化学组成（重量%）
元素 O Si
88.7% Al
Fe Ca Na K Mg Ti H
地壳中 47.0 29.0 8.05 4.65 2.96 2.50 2.50 1.37 0.45 0.15
土壤中 49.0 33.0 7.13 3.80 1.37 1.67 1.36 0.60 0.40 ?
铁铝氧化物，特别是凝胶态物质，都能与磷酸根 作用固定大量磷酸
பைடு நூலகம்
二、土壤有机质
(soil organic matter)
➢概念： 土壤各含碳有机化合物的总称。 ➢土壤有机质含量一般只占固相总重量的10%以 下，耕作土壤大多在5%以下。
（一）土壤有机质的来源、含量及其组成
1、土壤有机质的来源
＊自然土壤（森林，天然草原，苔原）：来源于生 长于其上的植物残体（地上部的枯枝落叶和地下 的死根与根系分泌物）及土壤生物
3）
4）绿泥石组
这类矿物以绿泥石为代表，富含镁、铁及 少量铬的硅酸盐粘粒矿物。具有2:1:1型晶 层结构，同晶置换较普遍和颗粒较小等特 征。
5）氧化物组
包括水化程度不等的各种铁、铝氧化物及硅的水 化氧化物。有的是结晶型的，如三水铝石、水铝石、 针铁矿、褐铁矿等，也有不少非晶质无定形物质， 如不同水化度的SiO2·nH2O Fe2O3·3H2O Al2O3·nH2O MnO2·nH2O以及它们相互复合所形成的凝胶。 电荷的产生由质子化和表面羟基中H+的离解。
铝氧八面体可自聚合，在水平方向上八面 体通过共用两个氧离子的方式，在平面两 维方向上无限延伸，排列成八面体。
⑶单位晶层（晶格或层组）
由于硅片和铝片都带有负电荷，不稳定， 必须通过重叠化合，共用氧原子后，原子 价达到中和，才能形成稳定的化合物。
两种晶片的配合比例不同，因而构成1:1型、 2:1型晶层.
主要的化合物组成是木质素和蛋白质；其次是半 纤维素、纤维素以及乙醚和乙醇等可溶性化合 物
⑵ 土壤有机质的形态
①新鲜的有机物质 指那些刚进入土壤不久，仍保持 原来生物体解剖学上特征的那些动、植物残体， 基本上未受到微生物的分解作用。
②半腐解的有机物质 指多少受到微生物作用的植物 残体，已失去解剖学上的特征，多为暗褐色的碎 屑和小块，如泥炭（草炭）。
次生粘粒矿物（层状硅酸盐类、含水氧化物）是土 壤矿物中最活跃的组分。
（二）黏粒矿物
1、构造特征
层状硅酸盐黏粒矿物一般粒径<5um，X射线 衍射结果揭示其内部构造由一千多个层组所 构成，而每个层组由硅氧片和水铝片叠合而 成。
⑴ 硅片
硅片由硅氧四面体连接而成； 四面体结构由1个硅离子和4个氧离子组成，砌成 一个三角锥形的晶格单元，共有四个面；
2、同晶置换
定义：矿物形成时，性质相近的元素，在 矿物晶格中相互替换而不破坏晶体结构的 现象，称为同晶置换。
3、粘粒矿物种类及一般特性
硅酸盐粘粒矿物
高岭组 蒙蛭组 水化云母组 绿泥石组 氧化物组
热带土壤中含量较多，而华北、东北、西北以及青藏高原含量较少。
2）
1、原生矿物
经过不同程度的物理风化，未改变化学组成 和结晶结构的原始成岩矿物，以硅酸盐和铝 硅酸盐占绝对优势，如长石、石英、云母等。
石英
黑云母
辉石
方解石
2、次生矿物
原生矿物在母质或土壤的形成过程中，经化学分解、 破坏（包括水合、氧化、碳酸化等作用）而形成次 生矿物。
次生矿物的种类繁多，包括次生层状硅酸盐类、晶 质和非晶质的含水氧化物类及少量简单盐类（碳酸 盐、重碳酸盐、硫酸盐等）
腐殖物质是一类组成和结构都很复杂的天 然高分子聚合物，其主体是各种腐殖酸及 其与金属离子相结合的盐类，它与土壤矿 物质部分密切结合形成有机无机复合体， 因而难溶于水。