2.1第一节 土壤生态系统的基本组成1
PPT展示-土壤基本组成
c、含磷化合物 植素、核酸、磷脂等
d、含硫化合物 e、脂溶性物质和木质素
2、腐殖质（特异性物质）是指有机生物残体经土壤微生物分解和 再合成作用重新形成的一类特殊的高分子有机化合物。
2.土壤有机质的含量、组成及性质 含量： 土壤有机质在自然土壤中差异很大，高的可超过20%，称为 有机质土壤。比如某些泥炭土，低于20%以下的土壤称为矿 质土壤，矿质土壤占绝大多数，有些低的不足0.5％，主要 为一些漠境或沙漠土壤。 土壤有机质对土壤肥力和植物生长起到良好的作用，在 农业上常把保持土壤有机质平衡和逐步提高有机质含量 作为土壤培肥的中心环节。
低洼、积水有利于有机质的积累
4.通气性 通气不良易有机质累积
5.温度 最适宜温度大约为25-35℃
⑶植物残体的特性 新鲜程度 1、物理状态 破碎程度
紧实程度
2、C/N比（碳氮比大的有机物分解矿化较困难或速度很慢）
微生物自身的碳氮比大约是8:1
（四）土壤有机质的作用及其生态与环境意义 1、有机质与重金属离子的作用
*
土壤中 0.085 0.08 0.085 2.0 0.1 0.002 0.005 0.0008 0.001 0.0003
* 根据克拉克等(1924)、费尔斯曼(1939)和泰勒(1964)的估计,地壳的化学元素组成与此表稍有不同,但总 的趋势是一致的。
分布规律
（1）氧（O）和硅（Si）是地壳中含量最多的二
（二）土壤水的能态
1、土水势及其分势 土壤水在各种力如吸附力、毛管力、重力等的作用下，与 同样温度、高度和大气压等条件的纯自由水相比（即以自 由水作为参比标准，假定其势值为零），其自由能必然不 同，这个自由能的差用势能来表示即为土水势（符号为 ψ ）。 土壤水总是有土水势高处流向土水势低处。
土壤生态系统的结构与功能
土壤生态系统的结构与功能土壤生态系统是地球上最为复杂和多样化的生态系统之一，它承载着无数生物的生存和繁衍。
土壤生态系统的结构与功能息息相关，它们相互作用，共同维持着土壤的健康和可持续发展。
一、土壤生态系统的结构土壤生态系统由土壤有机质、矿物质、水分、空气和生物组成。
这些组成部分相互作用，形成了土壤的结构。
1. 土壤有机质：土壤中的有机质主要来自于植物和动物的残体、分泌物以及微生物的代谢产物。
有机质含量高的土壤通常具有较好的保水性和肥力，能够提供养分和能量供给给土壤生物。
2. 土壤矿物质：土壤矿物质主要由岩石风化和矿物转化形成，包括石英、长石、云母等。
它们的粒径和结构对土壤的透气性、保水性和肥力起着重要作用。
3. 土壤水分：土壤中的水分对土壤生态系统的运行至关重要。
水分的存在与否直接影响土壤中生物的生存和活动。
土壤中的水分含量越高，土壤中的生物活动越活跃。
4. 土壤空气：土壤中的空气对土壤生态系统的呼吸作用至关重要。
空气中的氧气和二氧化碳是土壤中生物呼吸和光合作用的必需物质。
5. 土壤生物：土壤中的生物包括微生物、动物和植物。
微生物是土壤生态系统中最为丰富和多样化的群体，它们参与了土壤中的养分循环、有机质分解和固氮等关键过程。
土壤中的动物如蚯蚓、昆虫等也对土壤结构和养分循环起到了重要作用。
植物通过根系的生长和分泌物质改善土壤结构和提供养分。
二、土壤生态系统的功能土壤生态系统具有多种功能，它们对环境和人类社会都具有重要意义。
1. 养分循环：土壤生态系统通过微生物的作用将有机质分解成无机养分，再通过植物的吸收和动物的摄食循环利用。
这种养分循环维持了生物的生长和繁衍。
2. 水分调节：土壤具有良好的保水性，能够吸收和储存降水，减少水分的流失和表面径流。
同时，土壤中的根系还能够增加土壤的透水性，促进水分的渗透和分布。
3. 碳储存：土壤是地球上最大的碳储库之一，土壤中的有机质含量对碳循环和气候变化具有重要影响。
陆地环境的组成——土壤
陆地环境的组成——土壤引言土壤是地球表面最常见的陆地环境之一。
它是陆地生态系统的重要组成部分，同时也是农业和生态系统可持续发展的关键因素之一。
本文将详细介绍土壤的组成、性质和土壤的功能。
1. 土壤的组成土壤主要由以下几部分组成：1.1 矿质矿质是土壤中最主要的组成部分，占据土壤总质量的大部分。
矿质主要包括砂、粘土和黏土等颗粒。
不同类型的土壤含有不同比例的矿质成分，这也决定了土壤的结构和质地。
1.2 有机质有机质是指土壤中的有机物质，包括残体、腐殖质和微生物等。
有机质的含量对土壤的肥力和持水能力具有重要影响。
有机质的降解和积累过程也对土壤质量的形成与发展起着重要作用。
1.3 水分水分是土壤中不可或缺的组成部分。
适量的水分对植物的生长至关重要。
土壤中的水分含量与土壤类型、降水量、排水状况等因素密切相关。
1.4 空气土壤中存在着大量的气孔，这些气孔为植物根系提供呼吸及养分吸收所需的氧气。
土壤中的空气含量和通气性对植物的生长发育也有着重要影响。
2. 土壤的性质土壤的性质包括物理性质、化学性质和生物性质三个方面。
2.1 物理性质物理性质是指土壤颗粒的大小、结构和排列方式等。
物理性质对于土壤的透气性、持水能力和渗透性等特性起着重要作用。
土壤颗粒的大小和结构直接影响土壤的质地，而排列方式则决定了土壤的孔隙度和通气性。
2.2 化学性质化学性质描述了土壤中各种化学物质的组成和性质。
包括土壤的酸碱性、有机质含量、营养元素含量等。
这些化学性质直接影响着土壤的肥力和适宜的农作物种植。
2.3 生物性质土壤中存在着大量的微生物、动物和植物等，它们构成了土壤生态系统的重要组成部分。
土壤中的微生物参与了有机质的分解和土壤肥力的形成过程。
而土壤中的动植物则对土壤结构和养分循环起着重要作用。
3. 土壤的功能土壤作为生态系统中的一个重要组成部分，具有多种功能。
3.1 植物生长的基质土壤是植物生长的基础和根系的生长环境，提供了植物所需的水分、营养和支撑。
土壤生态系统的基本组成
可溶性腐殖质能增加农药从土壤向地下水的 迁移 腐殖质能作为还原剂而改变农药的结构，比 腐殖质能作为还原剂而改变农药的结构， 如腐殖物质中的羧基、酚羟基、醇羟基、 如腐殖物质中的羧基、酚羟基、醇羟基、杂 半醌等的存在而加强。 环、半醌等的存在而加强。 一些有毒有机化合物与腐殖物质结合， 一些有毒有机化合物与腐殖物质结合，可降 低毒性。 低毒性。
（二）土壤水的能态
1、土水势及其分势 土壤水在各种力如吸附力、毛管力、重力等的作用 下，与同样温度、高度和大气压等条件的纯自由水 相比（即以自由水作为参比标准，假定其势值为 零），其自由能必然不同，这个自由能的差用势能 来表示即为土水势（符号为ψ）。 土壤水总是有土水势高处流向土水势低处
（1）基质势（ψm） 基质势（
2、影响土壤有机质转化的因素
⑴土壤生物的组成与活性
土壤动物促进植物残体的破碎和运输 真菌可促进木质素的分解 细菌和放线菌可促进碳水化合物的分解
⑵土壤特性
1、质地 pH值 2、pH值 3. 水分 粘粒含量越高，有机质含量也越高。 粘粒含量越高，有机质含量也越高。 中性、钙质丰富较好，pH6.5-7.5。 中性、钙质丰富较好，pH6.5-7.5。 最适湿度：土壤持水量的50-80% 最适湿度：土壤持水量的5050 低洼、积水有利于有机质的积累 低洼、 4. 通气性 5. 温度 通气不良易有机质累积
（5）总水势（ψt）
土壤水势是以上各分势之和，又称总水势 土壤水势是以上各分势之和， 用数学表达为： （ψt）,用数学表达为： ψt=ψm+ψp+ψs+ψg 在土壤水饱和状态下： ψt=ψp+ψs+ψg t=ψp+ψs+ψ 在不饱和情况下： ψt=ψm+ψs+ψg t=ψm+ψs+ψ
土壤的结构和组成ppt全篇
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由于各种矿物质抵抗风化的能力不同，它们经受风化后，在各粒级中分布的多少也不相同。矿物的粒级不同，其化学成分也有较大的差异。在较细颗粒中，Ca、Mg、P、K等元素的含量较大。一般而言，土粒越细，所含养分越多，反之则越少。
1.2.2 土壤的质地 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）。土壤质地分类是以土壤中各粒级含量的相对百分比作标准的。
土壤质地在一定程度上反映了土壤矿物组成和化学组成，同时土壤颗粒大小和土壤的物理性质密切相关，并且影响土壤孔隙状况。因此对土壤水分、空气、热量的运动和养分转化均有很大的影响。质地不同的土壤表现出不同的性状，壤土兼有砂土和粘土的优点而克服了二者的缺点，是质地理想的土壤。
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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。
土壤生态系统的结构特点和功能类型
土壤生态系统的结构特点和功能类型一、结构特点：1.土壤的多样性：土壤生态系统中的土壤类型非常丰富，根据土壤的成因、质地、颗粒大小、水分状况和生物组成等因素，可以划分为不同的类型，例如沙质土壤、粘土壤和壤土等。
2.土壤层次结构：土壤生态系统由不同的土壤层次组成，包括表土层、次表土层、底土层和底层等。
每个土壤层次都具有不同的物理、化学和生物特征，对生态系统的功能发挥起着重要作用。
3.土壤微生物群落：土壤中存在大量的微生物群落，包括细菌、真菌、放线菌和原生动物等。
这些微生物对土壤中的有机物分解、养分循环和土壤结构形成等方面具有重要作用。
4.土壤的孔隙结构：土壤中存在各种大小的孔隙，这些孔隙对土壤通气、储水和根系生长起着重要作用。
孔隙结构的形成与土壤的颗粒大小、质地和生物活动等因素密切相关。
5.土壤的物理性质：土壤的物理性质包括颗粒大小、质地、质量和结构等。
这些性质对土壤的通气性、水分保持能力和养分供应等功能有重要影响。
二、功能类型：1.养分循环功能：土壤生态系统中的生物群落参与了养分循环的各个环节，包括有机质降解、矿质养分释放和养分吸收等。
这些过程保持了生态系统中的养分平衡。
2.水分调节功能：土壤通过孔隙结构调节水分的入渗和排水，维持植物和微生物的水分供应。
土壤中的有机物质也能吸附并保持水分，防止水分的过度蒸发和淋失。
3.空气调节功能：土壤的孔隙结构能够调节土壤中的氧气和二氧化碳的含量，为植物根系和土壤微生物提供适宜的环境。
4.营养供应功能：土壤中的无机离子和有机物质为植物提供养分，支持植物的生长和发育。
土壤中的微生物也能合成一些有机物质，为植物和其他生物提供能量。
5.环境净化功能：土壤中的微生物和土壤颗粒能够吸附并降解有害物质，净化水体和大气中的污染物。
土壤也能过滤和分解农药等化学物质，减少对生态系统的影响。
总之，土壤生态系统具有多样性、层次结构、微生物群落、孔隙结构和物理性质等结构特点，同时具有养分循环、水分调节、空气调节、营养供应和环境净化等功能类型。
第一章-土壤的基本组成-有机质ppt课件
植物残体的特性：新鲜的易分解；C/N 土壤特征：粘粒含量（正相关）；pH
植物组织与土壤有机质的组分比较
一些有机质的C、N含量及C/N
适宜土壤微生物活动的pH值
7 有机质在生态环境上的作用
有机质与重金属离子的作用：各种功能基对 金属离子的亲和力：-NH2 （胺基）>-N=N（偶 氮化合物）>N(环氮）>COO-（羧基）>-O（醚基）>-C=O（羰基）
氨态氮被微生物氧化成亚硝酸，并进一步氧化成硝酸 的过程，称硝化作用。
这一作用可分为两个阶段：第一阶段，氨被亚硝酸细 菌氧化成亚硝酸；第二阶段，亚硝酸被硝化细菌氧化 成硝酸。其反应如下：
2NH3＋3O2 2HNO2＋O2
2HNO2＋2H2O＋热量 2HNO3＋热量
反硝化作用
细菌在无氧或微氧条件下以NO3－或NO2－作为呼吸 作用的最终电子受体生成N2O和N2的硝酸盐还原过 程，称反硝化作用。其反应如下：
土壤对酸碱度变化的缓冲性能。
促进微生物的生命活动 土壤有机质能为微生物生活提供能量和养分，同时又能调节
土壤水、气热及酸碱状况。 促进植物的生长发育
胡敏酸具有芳香族的多元酚官能团，可以加强植物的呼吸过 程，提高细胞膜的透性，促进养分进入植物体，还能促进新陈代 谢，细胞分裂，加速根系和地上部分的生长。 其他方面的作用
蛋白质 硫氨基酸
H2S
还原型的无机硫化物被硫化细菌氧化成硫酸的过程，称硫
化作用。其反应如下：
2H2S＋O2
2H2O＋2S
2S＋3O2＋2H2O
2H2SO4
硫化作用产生的硫酸与土壤中的盐基物质作用，形成硫酸
小学科学第一课土壤的组成(课件)学年四年级科学下册同步备课(冀人版)
小学科学第一课土壤的组成（课件）学年四年级科学下册同步备课（冀人版）土壤是地球表面的重要自然资源，它是植物生长和人类农业生产的基础。
那么，土壤是由什么组成的呢？本文将从土壤的组成与作用、土壤主要成分及其功能和土壤层次结构三个方面进行介绍。
土壤的组成与作用土壤是由固体颗粒、液体和气体组成的，它们共同构成了土壤的体积。
土壤具有吸水、保水、呼吸、供养植物等重要作用。
首先，土壤中的固体颗粒主要包括矿物质和有机质。
矿物质是土壤中的无机物质，主要是由矿物颗粒组成的。
有机质则是指土壤中残体、粪便、腐殖质等有机物质。
这些固体颗粒为土壤提供了结构和营养。
其次，液体部分主要是土壤中的水分。
水是植物生长所必需的重要元素，它通过土壤中的多孔空隙和毛细管作用，为植物提供水分和养分。
最后，土壤中的气体主要是包括氧气、二氧化碳等。
氧气对于土壤中的微生物和植物根系的呼吸起着重要的作用，二氧化碳则是植物光合作用的产物。
土壤主要成分及其功能土壤主要成分包括矿物质、有机质、水分和空气。
它们分别担任着不同的功能。
首先，矿物质是土壤的主要组成部分，它提供了土壤的结构和质量。
矿物质中的硅酸盐类物质可以使土壤变得肥沃，提高土壤的保水性和透气性。
此外，矿物质中的钙、镁、钾等元素对于植物生长也起着重要的作用。
其次，有机质是土壤中的重要组成部分，它来源于植物和动物的残体，可以提供植物生长所需的营养物质。
有机质还可以改善土壤的结构，增加土壤的保水性和透气性，促进土壤微生物的活动。
水分是土壤中不可或缺的成分，它可以滋润植物的根部，为植物提供水分和养分。
空气在土壤中起着呼吸作用，为土壤中的微生物和植物根系提供氧气。
土壤层次结构土壤层次结构是指土壤具体划分为不同的层次，它们分别具有不同的特点和功能。
土壤的最上层是有机质含量较高的表层。
在这一层中，有机质可以有效地降解，产生腐殖质，不仅为植物提供了养分，也增加了土壤的保水性和透气性。
紧接着是粘土含量较高的次表层。
第一章 土壤系统的组成结构与功能
磷灰石 Ca5（PO4）3·（F，Cl）
磷灰石呈致密块状、土状等。 灰白、黄绿、黄褐等色，，硬度 5.0。
在矿物上加钼酸铵，再加一滴 硝酸即有黄色沉淀生成，这是鉴别 磷灰石的主要方法。磷灰石以次要 矿物存在于岩浆岩和变质岩中。
较难风化，风化产物是 土壤磷 养分的重要来源。
石膏 CaSO4·2H2O8
③次生硅酸盐矿物
粘土矿物分类 （4）胶体特性突出 ，较细（有效直径0.01-1? m）， 总表面积为600－800×103m 2kg -1，且80％是内表面。 蛭石一般为400×103m2kg-1。
蒙脱石主要发生在铝片中，一般以 Mg 2+代Al3+，蛭 石的同晶替代主要发生在硅片中。
蒙脱石的理想结构式为：
③次生硅酸盐矿物
粘土矿物分类 2、单位晶层
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。这样 2:1型层状硅酸 盐的单位晶层的两个层面都是氧原子面。
③次生硅酸盐矿物 粘土矿物分类
③次生硅酸盐矿物 粘土矿物分类
有机质—动物残体及其转化产物，约占固 体重量的5% 以下。
壤
土壤空气—一部分由地上大气层进入，主 要为O2 、 N2 等，另一部分由土壤内部产
粒间孔隙（约 生，主要为CO 2、水汽等。
占土壤总容积
的50% ）
土壤水分—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）。
? 适于植物生长的典型 壤质土壤 的体积组成为土壤孔 隙占 50％，内含水分和空气；土壤固体占 50% ，其中 矿物质占 38％，有机质占 12% ；土壤生物体均生活在 土壤孔隙之中，如右图所示。
2.1第一节 土壤生态系统的基本组成1
*
土壤中 0.085 0.08 0.085 2.0 0.1 0.002 0.005 0.0008 0.001 0.0003
* 根据克拉克等(1924)、费尔斯曼(1939)和泰勒(1964)的估计,地壳的化学元素组成与此表稍有不同,但总 的趋势是一致的。
分布规律
（1）氧（O）和硅（Si）是地壳中含量最多的二
Aluminum Octahedral Sheet Silica Tetrahedral Sheet
1:1 Clay
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。这样2:1型层状硅酸盐的 单位晶层的两个层面都是氧原子面。
辉石[Ca(Mg,Fe)Si2O6]：
绿黑色,短柱状或近似粒状,硬度5～6,玻璃光泽; 易风化，为土壤提供钙、铁、镁等养分。
角闪石[Ca(Mg,Fe)Si4O12]：
黑绿色，长柱状或近似细长条状，硬度5～6，玻璃光泽； 易风化，为土壤提供钙、铁、镁等养分。
白云母(KH2Al3Si3O12)：
无色，片状，具弹性，硬度2～3，极完全解理。 易发生物理崩解，很发生化学分解，为土壤提供钾。
2. 土壤矿物质的组成
矿物是天然产生于地壳中具有一定化学组 成、物理性质和内在结构的物体，是组成 岩石的基本单位。 矿物种类很多，约3300种以上。
土壤矿物质是岩石经物理风化和化学风化、 生物风化形成的。 按其成因类型可以将土壤矿物质分为两类： 原生矿物； 次生矿物。
成土母质的风化-土壤的形成
5)在还原环境中移动，而在氧化环境中的 惰性元素，例如Fe、Mn、Co；
6)在多数环境中难移动的元素：
第七章土壤生态系统
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北坡 同南坡
南坡 高山冰雪带
山地暖温带针阔混交林山 地棕壤带
1000
南迦巴瓦峰土壤垂直带谱（彭补拙）
高山寒冻风化壳状地衣高山寒漠土带
高山寒带草甸高山草甸土带
亚高山寒带灌丛亚高山灌丛草甸土带
山地寒温带暗针叶林山地漂灰土带 山地暖温带针阔混交林山地暗棕壤带 山地准亚热带半常绿阔叶林山地黄棕壤带 山地亚热带常绿阔叶林山地黄壤带
第6章 土壤 生态系统
第一节 土壤 第二节 生态系统
第一节 土壤
（一）土壤和土壤肥力 （二）土壤的组成、结构 （三）土壤的分类与分布
（一）土壤和土壤肥力
• 土壤：地球陆地表面能够生长植物的疏松 表层
• 土壤肥力：指土壤为植物生长不断地供应 和协调养分、水分、空气和热量的能力
（二）土壤的组成、结构
林下灌木和草本植物相当繁茂。 前苏联采用的是8级土壤分类系统：土类、亚类、土属、土种、亚种、变种、土系、土相。
❖丰富的食物和适宜的环境条件养育着种类繁多的动物。尤 冬季严寒而漫长，夏季温凉而短促。
它们不能利用太阳能制造食物，只能直接或间接依靠生产者植物为食物资源获取所需要的能量，维持其生存。
亚（高一山 ）其寒生带态爬灌系丛统行亚的高概类山念灌、丛草两甸土栖带 类和昆虫的数量和种类最多。此外营树栖 在生态生系统活的食的物网灵中，长凡是目以相动同的物方式也获取比相同较性质多食物，的植而物类大群和型动物食类群草可分动别称物作为比一个较营养贫级。乏。
的降解过程中获得能量和营养物质。
2、生态系统的结构
• （1）食物链
-------图
• （2）食在物生态网系统中以生产者植物为起点，一些生物
有机体以吃和被吃的关系，即通过食物的关系
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三氧化物类（针铁矿、褐铁矿）
次生铝硅酸盐（伊利石、蒙脱石、高岭石）类 ……
（二）、黏粒矿物
1、构造特征
基本结构单元： 硅氧四面体、铝氧八面体
1 硅氧四面体
四面体片
2 铝氧八面体
铝八面体
八面体片
Oxygens Oxygens
Al Al
Si Si
Silicon Tetrahedron
（1）原生矿物
原生矿物：指在土壤形成过程中末改变化学 组成的原始成岩矿物。
①土壤原生矿物以硅酸盐和铝硅酸盐占绝对优势。 ②土壤中原生矿物类型和数量的多少在很大程度上决定 于矿物的稳定性，如长石和石英。 ③土壤原生矿物是植物养分的重要来源。
土壤中原生矿物的种类
1、橄榄石类 ：属岛状结构硅酸盐，其Si-O四 面体以孤岛状排列，典型矿物为橄榄石(Ca， Mg)2SiO4，极易风化。 其中的Si/O=1:4。
1)强移动性，以阴离子形态，包括S、Cl、B、 Br； 2)中移动元素，包括Ca、Na、Mg、Sn、Ra 等元素的阳离子及F元素等阴离子； 3)弱移动元素，其中阳离子有K、Ba、Rb、 Li、Be、Cs、Ti等元素，此外还包括：Si、P、 Sn、As、Ge、Sb等主要以阴离子形态移动的 元素；
伊利石
伊利石的结构示意图
绿泥石组（2:1:1型）
绿泥石为代表，是富含镁、铁及少量铬的硅酸盐粘土矿物 特征： （1）2:1:1型晶层结构 绿泥石的分子式：
(Mg· Al)12(SiAl)8O20(OH)16。 Fe· （2）同晶替代较普遍元素组成变化较大，阳离子交换 量为10－40Cmoles(+)kg-1。 （3）颗粒较小，总面积为70-150×103m2kg-1 土壤的绿泥石大部分是由母质遗留下来，但也可能 由层状硅酸盐矿物转变而来。沉积物和河流冲积物中 含较多的绿泥石。
土壤的组成
岩石风化后的产物
土壤 固相
土壤矿物质 (90% )
土壤有机质 (1-10%)
原生矿物质 (90% ) 次生矿物
土壤
土壤 液相
土壤 气相
(35% V)
植物和动物残体 的分解产物和再 合成的物质；微 生物
一、土壤矿物质
土壤矿物是土壤固相的主体物质，构成了 土壤的“骨骼”，占土壤固相总质量的 90%以上。
Aluminum Octahedral Sheet Silica Tetrahedral Sheet
1:1 Clay
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。这样2:1型层状硅酸盐的 单位晶层的两个层面都是氧原子面。
*
土壤中 0.085 0.08 0.085 2.0 0.1 0.002 0.005 0.0008 0.001 0.0003
* 根据克拉克等(1924)、费尔斯曼(1939)和泰勒(1964)的估计,地壳的化学元素组成与此表稍有不同,但总 的趋势是一致的。
分布规律
（1）氧（O）和硅（Si）是地壳中含量最多的二
对较小，为10－20×103m2kg-1 高岭组粘土矿物是南方热带和亚热土壤中普遍而大量存在的粘土 矿物，在华北、西北、东北及西藏高原土壤中含量很少。
高岭石的矿物结构
高岭石的特点
四面体片与八面体片通过共用氧原子结合成一个晶 片，晶片间以氢键相连，水化时基本不膨胀。
蒙蛭组（2:1型膨胀性矿物）
2. 土壤矿物质的组成
矿物是天然产生于地壳中具有一定化学组 成、物理性质和内在结构的物体，是组成 岩石的基本单位。 矿物种类很多，约3300种以上。
土壤矿物质是岩石经物理风化和化学风化、 生物风化形成的。 按其成因类型可以将土壤矿物质分为两类： 原生矿物； 次生矿物。
成土母质的风化-土壤的形成
正长石(KAlSi3O8)：
钾长石，肉红色，晶体为短柱状， 常具有卡斯巴双晶或穿插双星，硬度6。
易化学分解，为土壤提供钾
肾状（赤铁矿）和黄铁矿
（2） 次生矿物
次生矿物：原生矿物经化学风化后形成的新 矿物，其化学组成和晶体结构都有所改变。
化学风化：溶解、氧化、水解和酸性水解等。 次 生 矿 物
简单盐类(方解石、白云石、石膏、泻盐等)
（一）、硅酸盐粘土矿物的种类及一般特性
四个类组：
高岭组 蒙蛭组 水化云母组 绿泥石组矿物
高岭组（1:1型矿物）
包括：高岭石、珍珠陶土、迪恺石及埃洛石等 特点：(1）1:1型的晶层结构
单位晶胞的分子式可表示为Ai4Si4O10(OH)8。
（2）无膨胀性 两个晶层的层面间产生了键能较强的氢
键，膨胀系数一般小于5％.高岭石层间距约为0.72nm。 （3）电荷数量少阳离子交换量只有3-15Cmoles(+)Kg-1。 （4）胶体特性较弱 较粗（0.2-2m），颗粒的总表面积相
1 物理风化作用
•温度变化-热胀冷缩 •降雨结冰，膨胀 •风和流水 摩擦侵蚀
2 化学风化作用
① ② ③ ④ 溶解作用 水化作用 水解作用 氧化作用
岩石的风化
3 生物风化作用
•树木根系，分泌物产酸 •微生物，产CO2和酸（硫酸、硝酸、 有机酸） •藻类（蓝藻、绿藻、硅藻） •地衣（菌丝体插入、地衣酸）
Montmorillonite
Si Tetra. Al Oct. Si Tetra.
2:1 Clay
100 cmol(+)/kg
2:1:1型单位晶层
在2：1单位晶层的基础上多了一个八面 体片水镁片或水铝片，这样2：1：1型单位 晶层由两个硅片、一个铝片和一个镁片 （或铝片）构成。
3 同晶替代
同晶替代
是指组成矿物的中心离子被电性相同、大小 相近的离子所替代而晶格构造保持不变的现象。
＊同晶替代的结果使土壤产生永久电荷，能吸
附土壤溶液中带相反电荷的离子,使土壤具有保 肥能力。
土壤中同晶替代的规律：
1、高价阳离子被低价阳离子取代的多；因
此，土壤胶体一般其净电荷为阴性。 2、四面体中的Si4+被Al3+离子所替代，八面 体中Al3+被 Mg2+替代。 3、同晶替代现象在 2:1和 2:1:1型的粘土 矿物中较普遍，而 1:1型的粘土矿物中则相对 较少。
橄榄石[(Mg,Fe)2SiO4]：
橄榄绿色，立方形晶粒，断口常为贝壳状，硬度6.5～7。 富含铁，易分解，为土壤提供铁、镁等养分。
孔雀石[Cu2(OH)2(CO3)]
2、辉石、角闪石类 属链状结构硅酸盐，其Si-O四面体沿一 维方向延伸，又可分为单链结构的辉石 类和双链结构的角闪石类。 其中的 Si/O=1:3。 3、云母类 属层状结构硅酸盐，常见的有白云母 和黑云母，土壤中的次生粘土矿物也多 为此类型。
4)在氧化环境中移动，而在还原环境中的 惰性元素：
在氧化环境中，随酸性水强烈迁移；而在中 性、碱性水中移动性低的元素(主要呈阳离子形 态迁移)，例如Zn、Ni、Pb、Ca、Hg、Ag； 在酸性或碱性水中都强烈迁移的元素(主要呈 阴离子形态迁移)，例如V、U、Mo、Se、 RE(稀土总称)；
水化云母组（2:1型非膨胀性矿物）
特征： （1）2:1型晶层结构伊利石是其主要代表。分子 式为K2(AlFeMg)4 (SiAl)8O20(OH)4nH2O。 （2）无膨胀性 在伊利石晶层之间吸附有钾离子， 对相邻两晶层产生了很强的键联效果，使晶层不易膨胀，伊 利石晶层的间距为1.0nm。 （3）电荷数量较大 20－40Cmoles(+)kg-1。 （4）胶体特性一般 总表面积为70－120×103m2kg-1 ，其可塑性、粘结性、粘着性和吸湿性都介于高岭石和蒙脱 石之间。 伊利石广泛分布于我国多种土壤中，尤其是华北干旱地 区的土壤中含量很高，而南方土壤中含量很低。
第二章 土壤的基本组成、 性质
第一节 土壤生态系统的基本组成 第二节 土壤性质 第三节 土壤的形成 第四节 土壤分类与分布 第五节 土壤环境及其功能
第一节 土壤生态系统的基本组成
1. 土壤的组成和性质
根须
土粒上的 吸附水
土粒 土壤空隙 被水饱和 的土壤 排入地下水
图1. 土壤中固、液、气相结构图 （自S.F. Manahan, 1984）
种元素铁、铝次之，四者相加共占88.7％的重 量。在组成地壳的化合物中，以硅酸盐最多。
（2）在地壳中，植物生长必需要的营养元素含
量很低而且分布很不平衡。
（3）土壤矿物的化学组成反映了成土过程中元
素的分散、富集特性和生物积聚作用。
土壤矿物质中元素的组成还与风化产 物的淋溶强度有关。根据风化壳中元素迁 移的特点，可分为以下几类:
Aluminum Octah
由一个硅片和一个铝片构成。硅片顶端的活性 氧与铝片底层的活性氧通过共用的方式形成单位晶 层。这样1:1型层状铝硅酸盐的单位晶层有两个不 同的层面，一个是由具有六角形空穴的氧原子层面， 一个是由氢氧构成的层面。
Kaolinite
Non-Expanding 10 cmol(+)/kg
土壤矿质胶体是土壤矿物质中最活跃的组 分，其主体是黏粒矿物。 土壤黏粒矿物胶体表面在大多数情况下带 负电荷，比表面大，能影响土壤过程与性 质。
1 土壤矿物质的矿物组成和化学组成
土壤中的元素组成
表 1-1 地壳和土壤的平均化学组成（重量%） （维诺格拉多夫，1950、1962） 元 素 O Si 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