(推荐)第2章土壤的基本组成、性质和分类

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.
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Fra Baidu bibliotek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
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 ?
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；
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）
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）。
＊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。
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
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%。
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）
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。
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。
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；