土壤学课件：第一章 地学基础知识
土壤学
第一章土壤母质和矿物质一、名词●原生矿物，指那些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。
●次生矿物，原生矿物在水、二氧化碳、氧气、生物等作用下，矿物组成、结构、性质发生改变形成的矿物。
●四面体，在硅酸盐结构中，每个Si一般被4个0所包围，构成sio4四面体，它是硅酸盐的基本构造单位。
●八面体，是层状硅酸盐晶体结构中的基本构造单元之一。
它是铝离子等距离地配上六个氧，三个在上，三个在下，相互错开作最紧密的堆积，配位形成八面体的形式。
●同晶替换，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。
●硅铝铁率，土壤黏粒中氧化硅和氧化铝、氧化铁的摩尔比率，又叫Saf值。
二、思考题●1、什么叫做矿物？分析原生矿物和次生矿物在土壤中的主要作用是什么？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，是岩石的基本单位。
土壤矿物按来源分为原生矿物和次生矿物。
土壤原生矿物是植物养分的重要来源，经过风化作用释放供植物和微生物吸收利用；上壤很多物理、化学性质，如都和土壤所含的粘土矿物，特别是次生铝硅酸盐的种类和数量有关。
●3矿物的Si02/R203比值大小说明什么问题？土壤黏粒的氧化硅与氧化铝、氧化铁的摩尔比率。
以Si02 /(Al203+Fe203)或SiO2IR2O3表示，为硅铝铁率又称Saf值。
土壤胶中Si02/R203比值越打，阳离子交换量越高。
第二章土壤有机质●土壤有机质，指存在于土壤中的所有含碳的有机物，它包括土壤中各种动植物残体，微生物及其分解和合成的各种有机物质。
●土壤腐殖质，是指未分解和半分解动植物残体及微生物体以外的有机物质的总称。
土壤腐殖质由非腐殖物质和腐殖物质组成。
●矿化作用，有机化合物进入土壤后，一些在微生物酶的作用下发生氧化反应，彻底分解而最终释放出二氧化碳、水和能量，所含N、P、K等元素在一系列特定反应后，释放成为植物可利用的矿质养料。
土壤学
第一章土壤矿物质土壤三相组成：固相（矿物质95%、有机质5%）、液相（土壤液体）、气相（土壤气体）矿物：是经各种地质作用，自然产生于地壳中的化合物或化学元素，是具有一定化学成分和物理性质的自然均质体，是组成岩石的基本单位。
原生矿物：是指那些经过不同程度的物理风化，为改变化学组成和结晶结构的原始成岩矿物。
土壤原生矿物以硅酸盐、铝硅酸盐占绝对优势。
次生矿物：原生矿物在风化和成土作用下，新形成的矿物，如各种盐类CO32-、SO42- 、SiO42- 、Cl-等。
次生粘土（粒）矿物：层状硅酸盐类和含水氧化物类，是土壤粘粒的主要组成。
粘粒（土）矿物：组成粘粒的次生矿物，主要包括：层状的硅酸盐矿物和氧化物类。
前者是晶型矿物，后者有晶型的，也有非晶型的。
粘土矿物分类：（一）层状硅酸盐a。
硅氧四面体b。
铝氧八面体单位晶层：（1:1型单位晶层铝氧片和硅氧片特点：晶层与晶层间距离稳定，连接紧密内部空隙小，电荷量少，单位个体小，分散度低。
多出现与酸性土壤，如高岭石类。
2:1型单位晶层两层硅氧片夹一层铝氧片，特点：胀缩性大，吸湿性强，易在两边硅氧片中以Al3+代Si4+，有时可在硅铝片中，一般以Mg2+代Al3+→带负电→吸附阳离子。
如蒙脱石，这类矿物多出现于北方土壤。
2:1:1型单位晶层）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结构保持不变的现象。
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。
（可变电荷）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。
硅酸盐粘土矿物的种类及一般特性：（1）高岭组1:1型矿物无膨胀性电荷数量少阳离子交换量小胶体特性较弱华北、西北、东北（2）蒙蛭组2:1型胀缩性大电荷数量大同晶替代胶体特性突出东北、华北、西北蒙脱石主要发生在铝片中，一般以Mg2+代Al3+，蛭石的同晶替代主要发生在硅片中。
《土壤学》第一章地学基础(矿物岩石)
全文电子教材土壤与土壤资源学（上篇：土壤学）林学专业第一章地学基础知识第一节矿物学知识一、概述矿物的定义有狭义和广义之分。
狭义的矿物即通常人们所说的矿物，即指岩石圈中的化学元素的原子或离子通过各种地质作用形成的，并在一定条件下相对稳定的自然产物。
随着科学技术的进步，人们对宇宙的认识范围不断扩大，对矿物的认识也不断加深，因此，矿物还包括地幔矿物、陨石矿物、宇宙矿物和人造矿物等，这是广义的矿物概念。
矿物绝大部分是结晶质的单质或化合物，具有比较固定的化学成分和晶体构造，表现出一定的几何形态和物理化学性质，并以各种形态（固态、液态、气态，多为固态）存在于自然界中。
极少数的矿物以非晶质的液态、气态和胶态存在，其几何形态与其成分、结构之间没有明显的依赖关系。
目前已经发现的矿物有3000多种，其中绝大多数是晶质固态的无机物。
液态、气态及有机矿物总共只有几十种。
按形成矿物的地质作用，主要矿物分成三种成因类型。
1．岩浆矿物：即原生矿物，是由地下深处高温高压条件下的岩浆上升冷凝结晶而成的各种矿物。
如：橄榄石、辉石、角闪石、长石、石英、云母等。
2．表生矿物：是原生矿物在地表常温常压条件下，经过风化、沉积作用所形成的一类矿物。
如：岩盐、石膏、碳酸盐矿物、铁铝的氢氧化物和粘土矿物等。
3．变质矿物：是早期形成的矿物经过变质作用（一般是在高温高压下）所形成的矿物。
如：石榴石、红柱石、蛇纹石等。
变质矿物和表生矿物又成为次生矿物。
二、矿物的概念1、矿物是地壳中的化学元素在各种地质作用下所形成的自然均质体。
地质作用指火山爆发，地震，岩石风化等。
2、矿物数量世界上矿物有3000多种，常见的有50多种，而和土壤形成有关的造岩矿物有20～30多种。
3、类型根据矿物形成原因可分为：原生矿物——由地壳内部岩浆冷却后形成的矿物。
次生矿物——由原生矿物进一步风化形成的新的矿物。
如：方解石是有碳酸钙溶液沉淀而来的；高岭石是由钾长石风化来的。
三、矿物的主要特征(一)、物理性质矿物的物理性质是多方面的。
《土壤学》章节笔记
《土壤学》章节笔记第一章土壤概述一、土壤的定义与功能1. 土壤的定义：土壤是地球陆地表面的一层复杂自然体，它是由矿物质、有机质、水分、空气和生物等多个组成部分相互作用形成的。
土壤不仅是植物生长的介质，也是地球生态系统的重要组成部分。
2. 土壤的功能：（1）生产功能：- 提供植物生长所需的水分和养分。
- 为植物根系提供支持和固定。
- 作为农业生产的基础，直接影响作物产量和品质。
（2）生态环境功能：- 维持生物多样性，为微生物、动物和植物提供栖息地。
- 参与地球上的水循环，影响地表水和地下水的质量和数量。
- 吸收、转化和降解环境中的污染物，具有自净能力。
- 固定碳素，对全球气候变化有重要影响。
（3）水文功能：- 调节降水径流，减少水土流失。
- 储存水分，缓解干旱对植物生长的影响。
- 过滤和净化水分，影响水质。
（4）社会功能：- 提供建筑和工程用地的基础。
- 作为文化和历史遗产的一部分，反映人类活动的历史。
- 为人类提供休闲娱乐的场所。
二、土壤的形成与分类1. 土壤的形成：土壤的形成是一个长期的地质过程，主要包括以下几个阶段：（1）成土过程：母质经过物理、化学和生物作用形成土壤的过程。
（2）土壤风化：母质在气候因素作用下发生物理和化学变化。
（3）土壤侵蚀：水流、风力等自然因素和人类活动导致土壤流失。
（4）土壤沉积：侵蚀后的土壤物质在低洼地带沉积。
土壤形成的主要因素：（1）气候：温度和降水影响土壤的风化和生物活动。
（2）母质：提供土壤的矿物质和部分养分。
（3）生物：植物、动物和微生物通过其生命活动影响土壤的形成。
（4）地形：影响土壤的水分、温度和侵蚀程度。
2. 土壤的分类：土壤分类系统多样，以下是一些常见的分类方法：（1）按土壤质地分类：- 砂土：颗粒粗糙，通透性好，但保水保肥能力差。
- 壤土：颗粒适中，通透性和保水保肥能力较好。
- 粘土：颗粒细小，保水保肥能力强，但通透性差。
（2）按土壤酸碱度分类：- 酸性土壤：pH值小于7，常见于湿润气候区。
土壤学第一章、第三章重点
第一章土壤的特征（1）具有生产力：含有植物生长所必需的营养元素、水分等适宜条件；建筑物的基础和工程材料；（2）具有生命力：生物多样性；（3）具有环境净化力：是具有吸附、储存、分散、中和、降解环境污染物的能力；（4）具有交换力：物质交换和能量循环。
土壤在地球陆地生态系统中的作用(1)保持生物活性、多样性和生产性(2)对水体和溶质的流动起着调节作用(3)对有机、无机污染物具有过滤、缓冲、降解、固定和解毒作用(4)具有贮存并循环生物圈及地表养分和其它元素的功能水圈：指地球表面和接近地球表面的各种形态的水的总称，在水循环的作用下，各个特征不同的水体相联系而形成了水圈。
大气圈：指包围地球的空气层或大气层的总体。
大气是以氮、氧为主的多成分均匀混合气体，按其在各个高度的特征可分为若干层次岩石圈：指地球的刚性外壳层，是由一些能够相互独立运动的离散板块构成的。
大陆岩石圈的厚度约在100~400km之间。
生物圈：指地球上所有生命与其生存环境的整体，它在地球表面上至平流层，下到十几公里的地壳，形成一个有生物存在的包层。
土壤圈：覆盖于地球陆地表面和浅水域底部的一种疏松而不均匀的覆盖层及其相关的生态与环境体系。
它是地球系统的重要组成部分，处于大气圈、水圈、生物圈和岩石圈的界面和中心位置，既是它们所长期共同作用的产物，又是对这些圈层的支撑。
功能（1）对生物圈：支持和调节生物过程，提供植物生长的养分、水分与适宜的物理条件，决定自然植被的分布与演替。
但土壤圈的各种限制因素对生物也起不良影响。
（2）对大气圈：影响大气圈的化学组成、水分与热量平衡，吸收氧气，释放CO2、CH4、H2S 和N2O等，对全球大气变化有明显影响。
（3）对水圈：影响水的溶质组成及其在陆地、水体和大气的重新分配；影响水分平衡、分异、转化及水圈的化学组成。
（4）对岩石圈：作为地球的“皮肤”，对岩石圈有一定的保护作用，可减少各种外营力。
第三章各粒级的组成和特性矿物组成：砂粒和粉粒以石英和长石等原生矿物为主；在粘粒中，则以次生硅酸盐矿物为主。
环境土壤学第一章 (第1节)
4、蛭石（Vermiculinite）
• 2:1型矿物，属于半胀缩型矿物； • 三 八 面 体 （ Mg 八 面 体 ） X1.1(Al2.3Si5.7) (Al0.5Fe3+0.7Mg4.8)O20(OH)4； • 同晶替代：蛭石中四面体片和八面体片都 有同晶置换作用，但主要发生在四面体片 中，Si被Al置换的数量比蒙脱石高，所以电 荷密度比蒙皂石类高 • 补偿离子不确定。 • 晶层间距为140nm
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)]
一、原生矿物
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。
2:1型层状硅酸盐晶体结构
3、伊利石（Illite）
2:1型矿物，属于非胀缩型矿物； 分子式： (OH)4Al4Si8O20 ； 同晶替代：K1.33Al4(Si6.67Al1.33)O20(OH)4同晶 替代现象主要以Al3+代Si4+(发生在硅氧片中)； 存在补偿离子K+； 在我国分布最为广泛的次生矿物； c轴间距为100nm。
1、氧化铁
Fe3+
OH--
Fe (OH) 3 老 化
高温老化
α-Fe2O3
低pH、缓慢沉淀
α-FeOOH
〔
失
水
O〕
〔O〕 γ-Fe2O3
Fe2+
OH--
中国农业大学_815土壤与植物营养学_讲义 第一章到第六章
内容提要
• 土壤在农、林、草业和自然环境中的 重要性 • 土壤与土壤肥力 • 土壤科学的发展概况 • 学习土壤学的目的与要求
一、土壤在农林业和自然环境中的重要性——（一）土壤是人类农林业的生产基地
土壤
植物生产
动物生产
在人类赖以生存的物质生活中，人类消耗的约80
％以上的热量，75％以上的蛋白质和大部分的纤维都
土 壤 圈
地球生态系统
生 命 系 统
陆地生态系统 农业生态系统
生态系统：在一定空间 范围内各生物成分和非 生物成分通过能量流动 和物质循环而相互作用， 相互依存所形成的一个 功能单位。
环 境 系 统
林业、 气 、 热 、 土
二、土壤在农林业和自然环境中的重要性——（三）土壤是陆地生态系统的重要组成部分
直接来源于土壤。
民以食为天，食以土为本！
土壤是人类不可出让的赖以生存和发展的宝贵资 —马克思
一、土壤在农林业和自然环境中的重要性——（一）土壤是人类农林业的生产基地
1、 植物生长的要素
植物的生活因子
与土壤环境条件
一、土壤在农林业和自然环境中的重要性——（一）土壤是人类农林业的生产基地
2、 植物生长的载体
土壤污染
无声的定时炸弹
二、土壤在农林业和自然环境中的重要性——（四）土壤是最珍贵的自然资源
2、土壤资源数量的有限性（ 1cm厚需300年） 土壤资源的破坏＝吃祖宗的饭，断子孙的路
表 1.2 中国土壤资源的总量，人均占有量及其与世界和部分国家比较 中国的总 土地类型 土地总面积(hm2) 耕地与园地面积(hm2) 永久草地面积(hm2) 森林和林地面积(hm2) 6.8 9.0 占有量(%) 世界 2.77 0.31 0.66 0.84 中国 0.91 0.10 0.27 0.13 人均占有量 美国 3.92 0.80 1.01 1.11 巴西 6.28 0.56 1.22 4.15 印度 0.43 0.22 0.02 0.09
土壤的基本知识ppt课件
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三、土壤的基本物质组成
矿物质：由岩石风化而来的各种碎屑、矿物质颗粒、
固相
无机盐组成，占固相的 90％－98％。
有机质：由动物、植物、微生物等生物残体及其腐败
的物质组成，占固相的 2％－10％。还有 各种土壤生物。 土壤包括 液相：土壤水（土壤溶液）：由地上水、地下水进入土壤中
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一、 矿物质土粒的分级
2．各级土粒的物理性质和化学性质 （1）砂粒： a.粒径＞0.05mm，通透性能好，但毛管水上升 高度低。 b.单位体积的比表面积小，土粒间成对物质间的吸 持力弱，故土壤松散，易于耕耙，保水力差，易 干旱，胀缩性小，无可塑性等。 c.无吸附Ca、Mg、K、NH4＋等离子的能力。
（二）土壤肥力
土壤肥力：指土壤能够同时地、不断地供应和 调节植物生长发育所必需的水分、养料、空气 和热量等生活因素的能力。
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一、土壤及土壤肥力的概念
土壤肥力可分为： 自然肥力：单纯受自然因素的影响而形成的土壤肥力。
自然肥力是自然成土过程的产物。
人为肥力：人类通过生产活动而创造出来的土壤肥力。
随着生物量增加，各种营养元素、能量也逐渐聚集在 母质表层，从而逐渐使母质中积累和保存了植物生长 发育所必需的全部营养元素，并具备肥力因素，从而 使母质发展为土壤。
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成土过程
冰
坡
积
积
物
物
湖 积 物
海 积 物
洪 积 物
风 积 物
各种类型母质
各种泥土
各类土壤 16
（二）农业土壤的形成
1. 农业土壤的含义
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二、土壤矿物质
（二）次生矿物
次生矿物：指岩石风化过程和成土过程中，由原 生矿物进一步分化后再重新形成的矿物。
土壤学——母质及矿物
第一章土壤母质和矿物质
第三节粘土矿物
粘土矿物分类
第一章土壤母质和矿物质
第三节粘土矿物
粘土矿物分类
特征：
（1）2:1型的晶层结构蒙脱石是其典型代表。单位晶
胞的分子式可表示Al4Si8O20(OH)4·nH2O。
（2）胀缩性大蒙脱石晶层间距变化在之
间，蛭虫的膨胀性比蒙脱石小，其晶层间距变化
约为。
（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（m），颗粒的总表
面积相对较小，为10－20×103m2kg-1
第一章土壤母质和矿物质
第三节粘土矿物
粘土矿物分类
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。
硬；不易风化。例如片
麻岩，石英岩，板岩，
片岩，千枚岩，大理岩
等。
第一章土壤母质和矿物质
第一节土壤母质
一、几种主要岩石的类型和特性
土壤中的原生矿物
（一）长石类矿物
正长石，又称钾长石，
是土壤中钾元素的重要
来源。
（二）云母类
白云母，又称钾云母，
是土壤中钾元素的来源
之一。黑云母也是钾元
素的来源，更易分解，
风化。
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、单位晶层
第一章土壤母质和矿物质
第三节粘土矿物
粘土矿物分类
第一章土壤母质和矿物质
第三节粘土矿物
粘土矿物分类
第一章土壤母质和矿物质
第三节粘土矿物
粘土矿物分类
2:1:1型单位晶层
第一章-土壤形成
我国土壤形成中主要成土过程
原始成土过程 有机质聚合过程 粘化过程 钙积与脱钙过程 盐化脱盐过程 碱化与脱碱过程 富铝化过程 灰化过程 潜育化和潴育化过程 白浆化过程 熟化过程 退化过程
1 原始成土过程：从岩石地表着生微生物和低 等植物开始到高等植物定居之前形成的土壤过 程。三个阶段：岩漆阶段、地衣阶段和苔藓阶 段
土壤发生中普遍存在的3种基本成土作用
主要有有机质的形成和分解 原生矿物的分解和粘粒矿物的形成 物质的迁移
原生矿物的风化和粘粒矿物的形成
原生矿物的风化主要包括物理风化作用、 化学风化作用、生物风化
由原生矿物形成粘粒矿物的作用分为转 变和新生两种方式，转变是指同一结构 类型的层状硅酸盐矿物之间的互变，也 包括2：1型向1：1型矿物的改变；而新 生则是晶体结构瓦解后再从溶液中合成 出的另一种矿物的作用
生物迁移：植物的庞大根系从土体中吸收养料元素形成植物的 有机体，并以其有机残落物及死亡根系残留在表土，矿化后补 偿了土壤矿物质成分的淋溶损失，且有所积累
主要的4种成土过程
成土过程按照物质迁移和转化的特征， 可分为4大类： 物质加入土体者 物质迁出土体者 物质在土体内迁移者 物质在土体内转化者
土壤形成中物质迁移和转化示意图
土壤能量转换示意图
土壤形成中的成土过程
两个循环是土壤形成的内因，五大自然成土因素 是土壤形成的外因。自然界中土壤的形成过程是非常 复杂的（一系列生物，物理，化学和生物化学过程构 成），其基本规律又是统一的（两个循环）。由于成 土条件的复杂性，决定了土壤形成过程总体的内容、 性质及其表现形式也是多种多样的。根据土壤形成中 物质能量迁移、转化的各自特点，我们可将土壤形成 过程总体，区分出各个具体的成土过程。
土壤学
第一章土壤的形成和发育矿物的概念：矿物是地壳中的化学元素在各种地质作用下形成的自然产物。
它们具有一定的化学性质，内部构造和物理特性，并以各种形态，存在于自然界中成土的主要矿物：原生矿物、次生矿物原生矿物：由地壳深处的岩浆冷凝而成的矿物，在风化过程中没有改变原来的化学成分和结构，只遭到物理性的破坏，而留存于土壤中。
（石英、长石、云母、角闪石、辉石、橄榄石、磷灰石等）。
次生矿物：由原生矿物经过化学变化，形成的新矿物。
它的性质、成分、形态都发生了变化。
由于这些次生矿物颗粒很细，又称粘土矿物。
（高岭石、蒙脱石、水云母（伊利石），含水氧化物和二、三氧化物，铝土矿Al2O3·3H2O、褐铁矿2Fe2O3·3H2O、针铁矿等）岩石的概念：岩石是由一种或数种矿物组成的自然集合体。
由多种矿物集合而成的岩石称为复成岩，由一种矿物组成的岩石称为单成岩成土的岩石：岩浆岩、沉积岩、变质岩岩浆岩：岩浆岩是由地下的岩浆，经熔融作用以后上升到地表或地壳内，经过冷凝以后形成的岩石。
在地壳深处冷凝的叫侵入岩，岩浆流出地表形成的叫喷出岩。
特点是不具层理、不含化石，侵入岩多具大形的矿物结晶，喷出岩则具玻璃质结晶与气孔构造。
沉积岩：沉积岩是由地壳上早期形成的各种岩石，经风化、搬运、沉积、胶结作用形成的岩石。
其特点是有明显的层理，常含有化石、所含矿物成分极其复杂变质岩：变质岩是由岩浆岩、沉积岩在高温高压下发生变质作用所形成的，其矿物组成、结构和化学成分较岩浆岩、沉积岩有显著改变。
一般特点是片状（或片麻状）组织，变质后的岩石较变质前致密、坚硬、比较不容易风化。
矿物岩石对土壤性质的影响：影响土壤颗粒的粗细、影响土壤的酸碱性、影响土壤养分状况风化过程概念：岩石风化指的是露出地面的大块岩石，在地表各种自然因素的作用下，逐渐由大块散碎成小块，同时化学成分也发生了改变，岩石所发生的这一切变化，就叫岩石的风化过程。
风化作用的类型：物理风化、化学风化、生物风化物理风化：岩石在外力影响下，机械地分裂成碎屑，只改变大小与形状，而不改变其成分的过程。
《土壤学基础》
生物圈
生态系统恶化
人类是生态系统的 重要干扰者
土壤圈
岩石圈
风化壳
最新课件
水圈7
二、土壤与作物是生态系统的重要组成部分
最新课件
8
土壤是地球陆地最新课生件 态系统的基础 9
土壤的重要性
三、保护土壤资源的意义
1、土壤资源的有限性要求我们必须要保护好土壤资源 表 1.2 中国土壤资源的总量，人均占有量及其与世界和部分国家比较 (摘自“土壤学”，黄昌勇主编)
最新课件
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第一节 土壤在农业生产和生态环境中的重要性
一、土壤是农业生产的基础 植物生产
农业生产
动物生产
土壤是农业最基本的生产资料
在人类赖以生存的物质生活中，人类消耗的约80％以上的热量， 75％以上的蛋白质和大部分的纤维都直接来源自土壤。
土壤是具有再生意义的自然资源
治之得宜，地力常新，可永续利用；是农业可持续发展的基础。
土壤质地：根据不同机械组成所产生的特性而划分的土壤 类别。
一般将土壤质地分为砂土、壤土和黏土。
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3、不同质地土壤的生产特性
（1）砂质土（热性土）： a 粒间孔隙大，毛管作用弱，通气透水性强，内部排
水通畅，不易积聚还原性有害物质，有机质分解快， 易释放有效养分； b 矿物成分主要是石英，含养分少，要多施有机肥料； 保肥性差，施肥后因灌水降雨而易淋失； c 含水量低，热容量较小，易增温也易降温； d 松散易耕，缺少有机质的砂土泡水后容易沉淀、板 结、闭气。
短期内不可逆转的趋势： 1、耕地减少不可逆转；
2、人口增长不可逆转；
粮食供应压力加大！
3、消费水平的提高不可逆转；
我国要跨进可持续发展的“大门”还需要：30-50年？
土壤学土壤的形态描述
二、 土壤结构
➢土壤是由许多大小、形状各异的土团、土块或土片等构成 的,它们被称为土壤团聚体或土壤结构体； ➢土壤团聚体是在土壤形成和发育过程中,由更小的无机和 有 机颗粒以一定空间排列,垒结成了一定空间范围内的土壤体,这 就是形态学上所指的土壤结构； ➢评价土壤结构往往是根据团聚体的形状、大小、空间排列 形式以及稳定性等特征.
结构体类型及特性
结构体类型及特性
块状结构
1.基本特征：
1长、宽、高三轴大体近似等长.
2结构体棱角不明显,呈不规则浑圆形.
3内部较紧实
北方群众称作土坷垃.
2.形成条件和过程：条件：有机物质缺乏、 质地粘重中壤质以上土壤表层.
3.过程：形成的原因和过程是不合理耕作 过干或过湿耕作的结果.
坷垃过多、过大会影响植物生长,尤其是 在苗圃和草坪建植时,一定要将这些大块 打碎.
团粒结构
单个土粒
形
成
团聚体
阶 段
微团粒
与 步
骤
团粒结构
腐殖质
粉
砂粒
粒
粘粒
粉粒
砂粒
团粒构
Ca2+
土粒
腐 殖
质
土粒
土粒
团粒结构
Fe2+ 土粒
土粒 腐 殖 质
土粒 Fe3+
Al3+
团粒结构
团粒结构对土壤肥力的作用
能协调水分和空气的矛盾；能协调土壤有机质中养分的消耗和 积累的矛盾；能稳定土壤温度,调节土热状况；改良耕性和有 利于作物根系伸展 .
块状结构
4. 特性： 保水性差：大块互相支撑,形成较大空洞,加速了土壤水分的丢失. 难保全苗：块状结构压苗,使幼苗不能顺利出土.农民常说：麦子 不怕草,就怕坷垃咬 5.管理措施： 1人工机械打碎 2在降雨或灌水后适时耙耱,使之破碎平整. 3根本方法：增施有机肥,改良质地性状.
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
土壤学 第一章第二节
一般将土壤质地分为砂土、壤土和黏土。
3、不同质地土壤的生产特性
（1）砂质土（热性土）： a 粒间孔隙大，毛管作用弱，通气透水性强，内部排
水通畅，不易积聚还原性有害物质，有机质分解快， 易释放有效养分； b 矿物成分主要是石英，含养分少，要多施有机肥料； 保肥性差，施肥后因灌水降雨而易淋失； c 含水量低，热容量较小，易增温也易降温； d 松散易耕，缺少有机质的砂土泡水后容易沉淀、板 结、闭气。
通过合理的灌排措施，不仅可以调节土壤温 度，而且也可以调节农田内部一定空气层的 气温、空气湿度等因素。
复习思路
谢谢同学们的聆听！
ANHUI AGRICULTURAL UNIVERSITY
第一章 第2节 土壤的组成
工学院 17农机教研室
什么是土壤？？？
目录
一、土壤矿物质 1.土壤矿物质的种类与化学组成 2.土壤的机械组成 二、土壤有机质 1.土壤有机质的组成 2.土壤有机质的转化 3.土壤有机质的转化条件 4.土壤有机质的作用 三、土壤空气与土壤溶液 1.土壤的空气的组成及其特点 2.土壤溶液
第五题
砂土、壤土和粘土是根据土壤质地而划分的。一般来讲砂土 的砂粒含量超过50％，粘粒含量小于30％。因此，其土壤 颗粒间孔隙大，小孔隙少，毛细管作用弱，保水性差。但砂 土通透性良好，不耐旱，土壤微生物以好气性的占优势。由 于其质地疏松，故耕作方便 。砂土的有机质分解快、积累 少，养分易淋失，致使各种养分都较贫乏。砂土中施肥见效 快，作物早生快发，但无后劲，往往造成后期缺肥早衰，结 实率低，籽粒不饱满。这类土壤既不保肥，也不耐肥。若一 次施肥过多，不但会造成流失浪费，还会造成作物一时疯长 。因此，在施肥上要注意少量多施，要多施有机肥和泥肥。
土壤学第一章 矿物
第一章土壤学中的地质学基础主要教学内容：第一节矿物学知识第二节岩石学知识第一节矿物学知识一、矿物的概念及分类1、什么是矿物？矿物是地壳中的化学元素在各种地质作用下所形成的自然均质体。
一、矿物的概念及分类2、造岩矿物能够形成岩石的矿物为造岩矿物.世界上矿物有3000多种，常见的有50多种，而和土壤形成有关的造岩矿物有20～30多种。
有50多种矿物可以作宝石.3、矿物的类型（1）根据矿物形成原因可分为：原生矿物——由地壳内部岩浆冷却后形成的矿物。
次生矿物——由原生矿物进一步风化形成的新的矿物。
3、矿物的类型（2）根据矿物的化学组成划分自然元素矿物硫化物类矿物卤化物类矿物氧化物和氢氧化物类矿物含氧盐类矿物二、矿物的主要特征1、颜色矿物的颜色是最容易引起注意的。
自色——矿物本身所固有的颜色；它色——矿物中混入杂质，带色的气泡所导致的颜色。
2、条痕条痕就是矿物粉末的颜色。
它比颜色稳定,更具有意义。
3、光泽矿物表面对光线反射所呈现出的光亮.金属光泽：如黄铜矿、黄铁矿等。
非金属光泽：可细分为：脂肪光泽，如石英；玻璃光泽，如正长石、方解石；4、硬度矿物抵抗外力刻划的能力。
在野外工作中，常用指甲2.5,铜板3.0,小刀5.5,玻璃5.5,钢锉6.5.硬度计5、解理:矿物在外力的作用下,沿一定方向裂开。
可分为:极完全解理完全解理中等解理不完全解理极不完全解理6、断口在外力作用下，破裂成不平坦、不规则的断面。
7、其它特性：弹性；与盐酸反应的程度；磁性等。
四、主要的矿物类型（一）自然元素矿物这类矿物较少，包括人们熟悉的矿物，如金、自然银、自然汞、自然铜、硫磺、金刚石、石墨等。
（二）硫化物类矿物本类是金属元素与硫的化合物。
大约有200多种，许多铜、铅、锌、钼、锑等金属矿床，就是由这类矿物富集而成的。
1、辰砂（HgS）又叫朱砂，颜色和条痕为朱红色，硬度2～2.5，比重为8.09～8.20。
暴露在空气中比较稳定，为重要的炼汞矿物。
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物理性质
(2)玻璃光泽：象玻璃表面一样光泽（方解石）。
(3)珍珠光泽： 象珍珠表面一样光泽（云母）。
(4)脂肪光泽：光线呈散射现象，有油状的感觉（石英断口）。
硬度 矿物抵抗摩擦或刻划的能力。
常用二个矿物相对刻划的方法即得出其相对硬度。
表示硬度的大小，以摩氏硬度计的十种矿物作标准，从滑石到 金刚石依次定为十个等级，其排列次序是：
2）矿物具有一定的化学成分。 3）矿物还具有一定的晶体结构，它们的
原子呈规律的排列。 4）矿物具有较为稳定的物理性质。 5）矿物是组成矿石和岩石的基本单位。
土壤中的矿物质来自岩石的风化物。而岩石又是由 矿物组成的，不同的矿物构成不同的岩石。不同的岩 石经过风化作用，形成土壤中的矿物质。所以矿物能
影响土壤的理化性质和土壤养分状况。
原生矿物和次生矿物
1．原生矿物(original mineral) （岩浆） 由地壳深处熔融状态的岩浆冷凝固结而 形成的矿物称原生矿物。
2．次生矿物(secondary mineral) （表生或 变质） 原生矿物经物理、化学风化作用 ，组成和性质发生化学变化，形成的新 矿物称次生矿物。
地质作用
内动力地质作用： 地壳运动 岩桨作用 变质作用 地震作用
其外形仍与原来的晶形相似，如方解石。
中等解理—在矿物碎块上，既可看到解理面，又可看到断口。如长
石、辉石、角闪石。
不完全解理—在矿物的碎块上，很难看到明显的解理面，大部分为
断口，如磷石。
无解理一矿物碎块中除晶面外，找不到其他光滑的面，如石英。
解理按其完善程度分为：
极完全解理 如云母
中等解理 如普通辉石
第一章 地学基础知识
内容提要
矿物的概念 矿物的物理性质及常见种类鉴定 岩石的概念 岩浆岩、沉积岩和变质岩的鉴定特征（包括
主要矿物成分、结构、构造） 三大类岩石的常见类型
岩石与土壤的关系
土壤固体成份中绝大部分是矿物质（占总质 量的95%），它是岩石通过风化而形成的。
因而，学习土壤学必须先认识形成土壤矿 物质的岩石。
外动力地质作用： 风化作用 剥蚀作用 搬运作用 沉积作用 硬结成岩作用
内力地质作用
沿断层
火 山 பைடு நூலகம் 发
矿物的分类
组成
成因
矿物
颜色
晶体
单质矿物 化合物矿物
原生矿物 次生矿物
深色矿物 浅色矿物
晶体矿物 非晶体矿物
矿物的鉴定依据
物理性质
形状 颜色与条痕 光泽与透明度 硬度 解理及断口 比重 其它物理性质
鲜断面。但有时由于矿物混入了杂质，即使是新鲜面也不是真
正的颜色，为了避免他色、假色，可引入条痕。注：光泽是指矿
光泽
物的晶面或解理 面来说的 ！！
矿物表面对入射光线的反射能力称光泽，按其表现可分为：
金属光泽—如黄铁矿 半金属光泽—如赤铁矿 非金属光泽－如石棉、白云母、高岭石
常见的矿物光泽：
(1)金属光泽： 表面象金属器皿一样光亮。
生物
Organism
水圈
岩石圈
Lithosphere
Hydrosphere
生物圈
Biosphere
土壤 圈
Pedosphere
土壤
Soil
岩石
Rock
地壳 地幔 地核
第二节 矿物
一、矿物的概念
矿物(Mineral)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 。
1）矿物是各种地质作用形成的天然化合 物或单质。
完
全
解
理
如 方 解 石
不完全解理，如磷灰石、锡石 等
极不完全解理 ，如石英
断口
矿物受击后，产生不规则的破裂面，称为断口。
在解理不发达以及非结晶矿物受击后，容易发生断口 。断口可按形状分为：贝壳状、锯齿状（纤维石膏）、参 差状（黄铁矿）、土状(高岭石）及平坦状（蛇纹石）断 口。
同一矿物，解理与断口表现出互为消长的关系，如极 完全解理的云母，则不易见到断口。
第一节 地球的一般特征
地球的形成已有46亿年 的历史
人类从出现的第一天起， 雅鲁藏布大峡谷 就在不停地探索自身周围 的环境以及宇宙
Where to go?
地球表面70%是海洋， 30%是陆地—其中大部 分适合人类生存（土 地）
How to do ?
土地—人类生存的主 要空间
大气圈
Aerosphere
解理
矿物受击后沿一定方向裂开成光滑平面的性质称为解理，矿物破裂时 呈现有规则的平面称为解理面。注：结晶质的矿物才具有解理，非结晶质 的矿物不具解理 。
按其裂开的难易、解理片之厚薄、大小及平整光滑程度，可分为下列 等级：
极完全解理—解理面极平滑，可以裂开成薄片状，如云母。
完全解理—解理面平滑不易发生断口，住往沿解理面裂开成小块，
物理性质
6.相对密度（比重） 单矿物在空气中的重量与同体积水在4°C时重量之比。比 重大小决定于组成矿物的元素的原子量和构造的紧密程度。 矿物的比重差别很大（从1到23，一般在2.5-4之间）。 轻矿物： 小于2.5 ， 中等矿物： 2.5-4之间 重矿物： 大于4
只有当两种矿物的比重有很大差异时，才能作为鉴定特征。
的石英(水晶)因锰的混入被染成紫色。
假色—矿物表面、解理面及裂缝因氧化而产生氧化膜产生光
的干涉效应而呈现出的颜色。
条痕
矿物粉末的颜色。将矿物在无釉瓷板上擦划，（注意矿物
硬度小于瓷板）所留在瓷板上的颜色即为条痕。
条痕对有色矿物具有鉴定意义。可以消除假色、减弱他色而
显现自色。因此，要正确确定矿物的颜色，必须观察矿物的新
矿物 滑石 石膏 方解石 萤石 磷灰石 正长石 石英 黄玉 刚玉 金刚石
硬度 1 2
3
4
5
在野外工作中：
6
7 89
10
指甲2.5, 铜板3.0,小刀5.5, 玻璃5.5,钢锉6.5.
那么： 玻璃刀的材料 可能 是什么？
注：摩氏硬度计仅是硬度的一种等级，它只表明硬度 的相对大小，不表示其绝对值的高低，根据力学数据, 石英的硬度是滑石的3500倍，而金刚石的硬度是石英 的1150倍。
化学性质
特殊化学反应
晶体矿物
颜色 条痕 硬度 比重 晶体形状 晶体表面光泽 解理情况
非晶体矿物
颜色 条痕 硬度 比重 块体形状 块体表面光泽
一、矿物的物理性质 颜色、条痕、光泽、解理、断口、硬度等
颜色
根据其发生的物质基础不同，可以有自色、他色和假色
自色—矿物自身具有的色素表现出来的颜色，如石英的白色。 他色—含有外来的带色素的杂质而产生的颜色，如无色透明