第二章 土壤的基本物质组成
第二章 土壤的矿物组成
非晶体石英（蛋白石）
2、正长石和斜长石
－－长石类是最主要的造岩矿物，可占地壳重量的50％
正长石
斜长石
正长石：因为二组解理成90度而得名 斜长石：则因为二组解理成86度而得名
正长石（钾长石）
• 晶体短柱状，肉红色、浅 黄色、浅黄红色等，完全 解理，硬度6.0。正长石在 岩石中呈晶粒，长方形的 小板状，板面具有玻璃光 泽。
4
5
6
7
8
9
10
指甲:2-2.5,铜具:3 小刀:5-5.5 钢锉:6-7
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。
5 解理和断口
解理：矿物受外力作用后，沿一定方向平行裂开的 性能为解理。 裂开后形成的光滑面称解理面。
• 橄榄石呈粒状集合体出现， 橄榄绿色?，玻璃光泽或油 脂光泽。
以上(1-6)介绍的是常见的原生矿物
7 方解石和白云石
• 方解石成分是CaCO3 • 白云石的成分为CaCO3·MgCO3 ✓ 方解石和1:3稀HCl有气泡反应,反应剧烈（此可作为野外
鉴定矿物的简便方法）。 ✓ 白云石遇稀盐酸反应微弱,其粉末加盐酸起泡末反应,这是
闪长岩。
风化比较容易,形成的土壤 一般砂质的,褐色或者红色, 含磷较丰富,钾较少.
(4)安山岩
中性喷出岩，斑状结构(斑晶为 中性斜长石、基质为隐晶质)， 块状或气孔构造，灰、灰绿等。
容易风化,形成的土壤多 为壤土和黏壤土.
（5）正长岩
深成岩，几乎全部由肉红色或灰 白色的正长石组成 ,暗色矿物常有 黑云母、角闪石和辉石，一般无 石英，副矿物有磷灰石、磁铁矿 等。正长岩的颜色多为肉红色、 灰白色，多半是中粒结构，块状 构造。
第二章 土壤的基本物质组成
母质
土壤的形成
土壤的形成是风化作用和成土作用共同 作用的结果。
只有在生物特别是高等绿色植物出现 后，不仅大大加速了风化作用，而且能累积 养分，促进肥力的发展，生物的出现标志着 成土过程的开始。
土壤的形成是多种因素综合作用的结果。
19世纪俄国土壤学家B.B.道库恰耶夫，总结
认为成土因素主要有五个： 母质、气候、
物理风化
岩石风化
（2）化学风化
岩石在水、水溶液和空气中氧、CO2等作 用下由于溶解、水化、水解、碳酸化以及氧 化等作用下发生成分和性质变化的风化作用， 称为化学风化。
主要包括：溶解作用、水解作用、水化作用、 氧化作用等。 其中水解作用能使岩石中的矿物发生彻底分解， 引起岩石内部矿物组成和性质的彻底改变，所以水 解作用被认为是化学风化中最主要的作用。
动物：土壤中的动物从微小的原生动物到高 等脊椎动物在土壤中都有独特的生活方式， 它们参与了一些有机残体的分解破碎作用以 及搬运、疏松土壤和母质的作用，某些动物 还参与土壤结构的形成，有的脊椎动物能够 翻动土壤，改变土壤的剖面层次。
微生物：土壤中的微生物种类多、数量大， 在土壤形成中一方面能促进有机体分解；另 一方面又合成腐殖质，其后再进行分解，这 样就形成了土壤物质的循环。 另外，固氮菌能固定空气中的氮素，有的细 菌能促进矿物的分解、增加养分的有效性。
土壤矿物质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 ，约 3000多种。
按照矿物的起源可分为：
原生矿物：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。 次生矿物：原生矿物在风化和成土作用下， 新形成的矿物。
成土矿物
土壤的物质组成
3．耕翻法 砂土表层下不深处有淤泥层，称 耕翻法 为夹粘层，粘土表层下不深处有砂土层，称 为腰砂地或隔砂地，对作物生长都不利。改 良这种土壤，可采取表土“大锅盖”的办法， 把表土翻到一边，然后把下层的砂土或粘土 翻到表层来，上下砂粘土层搅棍掺和，调剂 土质。深翻的深度，应根据砂层粘层的具体 位置而定
3．壤土类 ． 该土类由于砂粘适中，大小孔隙比例适当， 该土类由于砂粘适中，大小孔隙比例适当， 通透性好，保水保肥性好，养分含量丰富， 通透性好，保水保肥性好，养分含量丰富， 有机质分解快，保肥性能也强，土性温暖， 有机质分解快，保肥性能也强，土性温暖， 耕作方便，宜耕期长，耕作质量好， 耕作方便，宜耕期长，耕作质量好，发小苗 也发老苗，故适宜种植各种作物。 也发老苗，故适宜种植各种作物。
质地名称
砂土
壤土
松砂土 紧砂土 砂壤 轻壤 中壤 重壤 轻粘土 中粘土 重粘土
粘土
国际制
根据砂粒(2-0.02毫米)、粉粒(0.02-0.002毫米) 根据砂粒(2-0.02毫米)、粉粒(0.02-0.002毫米)和粘粒 (<0.002毫米)三粒级含量的比例，划定12个质地名称， (<0.002毫米)三粒级含量的比例，划定12个质地名称， 可从三角图上查质地名称。 查三角图的要点为：以粘粒含量为主要标准， <15%者为砂土质地组和壤土质地组; 15％－25％者为粘壤组; >25%者为粘土组。
4．引洪放淤， 引洪漫砂 在洪水地区可以引 引洪放淤， 引洪放淤 洪放淤，引洪漫砂，这是改良土壤质地行之 有效的办法。山西省河曲县曲峪大队， 引洪 淤没河滩，压住了砂石，淤平了河滩，使沙 石荒滩变成4000亩好地，亩产800多斤。陕西 省榆林地区群众创造了“引水拉砂”、“引 洪淤地”的治砂办法，选出了数万亩良田。
土壤基本物质组成土壤矿物质
土壤基本物质组成土壤矿物质
石 英 SiO2
不易分化，使土壤中砂粒的主要来源
返回
土壤基本物质组成土壤矿物质
正长石 KAlSi3O8
斜长石
Na（AlSi3O8）·CaAl2Si2O8）
较易风化，风化后产生高岭土、二氧化硅和盐基物质， 正长石含钾较多， 是土壤中钾素和粘粒的主要来源
土壤基本物质组成土壤矿物质
土壤基本物质组成土壤矿物质
共性：没有碎屑的块状构造；没有规则的层次排列；不含化石。 例如: 玄武岩、石英、花岗岩、正长岩
花岗岩 喷出性岩浆岩
玄武岩
侵入性岩浆岩土壤基本物质组成土壤矿物质
（2)沉积岩
又称次生岩，是裸露于地表的各种类型的岩石经风 化作用而破坏，经各种地质动力作用搬运后沉积，再 经压力胶结作用重新固结成岩，也有由生物遗体、残 骸堆积沉积而成。
变质岩
土壤基本物质组成土壤矿物质
土壤基本物质组成土壤矿物质
3.岩石的风化
岩石的风化作用：岩石在地表受到种种外力作用，逐 渐破碎成为疏松物质，这一过程叫做风化作用。所产 生的疏松物质就是土壤母质。
土壤基本物质组成土壤矿物质
风化作用的类型
A. 物理风化作用
指使岩石产生物理变化而成为碎屑状态的过程，特点是成 分未变。 1、主要是温度引起岩石的热力学变化--昼夜温差、冻结。 2、盐类结晶的裂胀作用、流水冲刷和磨蚀、风砂磨蚀
返回
土壤基本物质组成土壤矿物质
橄揽石（Mg，Fe）2SiO4
易风化，风化后形成蛇纹石
返回
土壤基本物质组成土壤矿物质
方解石 CaCO3
植物生长环境第二章第二节
植物生长环境第二章第二节（一）、土壤的基本组成土壤是由固体、液体（水分）及气体三相物质组成。
固体部分包括矿物质土粒和土壤有机质以及生活在土壤中的微生物和动物。
固体部分含有植物需要的各种养分并构成支持植物的骨架。
液体及气体存在于土壤的空隙之中。
土壤液体是土壤水分，因溶解着多种养分物质，实际上是稀薄的土壤溶液。
气体是土壤空气。
土壤三相物质的体积比因环境条件的差异有所不同。
一般情况下土壤固体占50％；液体和气体占50％，气体和液体不稳定，其比例为气体占15％～35％。
（二）、土壤的组成及性质1、土壤矿物质土壤矿物质的概念：岩石风化形成的矿物颗粒统称土壤矿物质，土壤中所有无机物质的总和，它全部来自于岩石矿物的风化。
土壤矿物质按重量计，一般占土壤的95%以上，因此，矿物质成为土体的“骨架”，也是植物矿物营养的源泉（土壤矿物质提供植物矿质营养，不包括N元素），是影响土壤肥力高低的一个确定性因素。
风化作用：指地表或接近地表的坚硬岩石、矿物与大气、水及生物接触过程中产生物理、化学变化而在原地形成松散堆积物的全过程。
包括物理分化、化学分化和生物分化。
矿物的类型①原生矿物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。
如石英、长石、云母等。
原生矿物是土壤颗粒的组成成分，而且是土壤养分的基本来源。
主要存在于粒径较大的土壤砂粒和粉砂粒部分。
包括硅酸盐类、氧化物类、硫化物类、磷化物类四类②次生矿物原生矿物经物理、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。
如蒙脱石、伊利石、高岭石等。
主要以黏粒的形式存在于土壤中。
包括硅酸盐类、粘土矿物、氧化物类、简单盐类矿物三类主要成土岩石岩石的概念与类型岩石是一种或数种矿物组成的集合体。
不同的岩石其组成（和组织）有所不同，其组成在一定的范围内有所变动，因而不能以化学式表示（其组成）。
根据岩石的成因可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。
岩浆岩是地球内部岩浆侵入地壳或喷出地表冷凝形成的岩石。
土壤的基本组成
土壤的基本组成土壤是地球表面自然界中最重要的资源之一。
土壤是由各种无机和有机物质组成的，并且经过自然界中水、气、生物、岩石等因素的作用而形成。
本文将对土壤的基本组成进行探讨。
一、土壤的无机物质土壤的无机物质是指土壤中不含有碳元素的化合物，主要包括矿物质、盐类和水分。
其中，矿物质是占土壤重量中最大的一部分，矿物质的主要构成成分是由于地球内部温度和压力的变化而形成的天然矿物质，如石英、长石、膨润土等。
矿物质是影响土壤物理性质的关键因素之一，因其大小、形状、分子结构的不同，直接影响土壤容重、孔隙度、透水率等物理参数。
盐类是指所有可以在水溶液中形成离子的化合物。
土壤中的盐类可以来自外部环境，如海水、气候因素等，也可以来源于土壤本身，如土壤有机质的分解产物。
盐类对植物生长有一定的影响，因为它们会通过根系进入植物体内造成萎蔫和死亡。
水分是指土壤中存在的水分，水分对于土壤生物和植物生长非常重要，因为它提供了植物所需的水分和生物所需的湿度。
水分的存在也直接影响了土壤的物理性质，如土壤颗粒的密度、颗粒度和孔隙度等。
二、土壤的有机物质土壤中的有机物质是指由生物活动形成的碳元素化合物。
有机物质是土壤的重要组成部分，它直接影响了土壤的生物化学性质，如有机质的含量越高，土壤的肥力就越高。
土壤中的有机质来源于植物叶片、根系和枝干等，以及动物的排泄物、尸体和碎屑等。
这些产物在土壤中经过微生物的作用和分解，逐渐形成了有机物质。
有机物质可以提供植物所需的养料、保持水分和改善土壤质地，并且还可以通过与土壤粒子的相互作用达到吸附、钝化和解毒等作用，是一个极为复杂但至关重要的分子体系。
三、土壤中的生物质生物质指土壤中的所有生物活动的成分，包括细菌、霉菌、线虫、昆虫、动物等。
这些微生物和动植物坚信在土壤中，它们可分解有机物质，从而释放出在植物和细菌生长的过程中所需的养料。
生物质对于土壤的形成和土壤的性质有着深远的影响。
结语：所以可以看出，土壤是一个由无机物质、有机物质和生物体系相互作用所形成的复杂体系。
第二章 土壤的基本物质组成
（三）生物化学风化（biochemical weathering)：指 岩石矿物在生物及其分泌物或有机质分解产物的作 用下，进行的机械破碎作用和化学分解过程 1、机械破碎作用 高等植物(high plants) 低等植物(low plants)：地衣（lichen）、苔藓(moss)、菌类
(fungi)等。
如花岗岩granite片麻岩gneiss页岩板岩boardrock石灰岩大理岩砂岩石英岩quartzite三成土岩石和矿物对土壤性质的影响1土壤质地soiltexture浅色矿物石英长石及花岗岩等因含有较多石英易形成砂粒深色矿物及页岩板岩石灰岩等含有较多的黑云母等易风化为深色矿物形成较多粘粒2土壤酸碱度soilacidity花岗岩片麻岩发育土壤多呈酸性石灰岩大理岩含钙多土壤中性微碱性3土壤养分soilnutrients长石云母富含钾素
穴居动物(troglodyte animals ) 原生动物(protozoa) 2、生化作用 动植物生命活动分泌（excrete）有机酸及二氧化碳 等对岩石矿物产生溶蚀作用。
二、土壤母质soil parent material
(一)母质的概念 岩石矿物经过各种风化作用，变成疏松的、粗细不等 的矿物质颗粒。 （二）母质的特点（与岩石矿物比较） 1、具分散性，疏松，但结构仍差。 2、表面积增大，具一定的吸附养分的能力。 3、具有孔隙，通气透水性增强。 4、养分有所释放，但仍处于分散状态。 5、由于没有成土， 故缺乏氮素，不具备完整肥力。
一、土壤无机矿物质颗粒的来源
（一）矿物的概念（Concept of minerals）
1、矿物（ minerals ）：自然存在于地壳中的具有一定物理
性质、化学组成和内部构造的单质或化合物。 • 土壤中的无机矿物质颗粒是陆地表层的岩石、矿物风化
土壤矿物质与岩石的风化
土粒分级：石砾、砂粒、粉砂粒、黏粒
粒径：由大变小 组成：原生矿物
次生矿物
2、 土壤粒级分类
（1）国际制土粒分级： 石砾：1mm; 砂粒：1-0.05mm; 粉粒： 0.05-0.002mm; 粘粒：0.002mm；
（2）前苏联土粒分级： 物理性砂粒：>0.01 mm；物理性粘粒：<0.01 mm 粗、中、细砂粒；粗、中、细粉粒； 粗、细粘粒及胶体
②卡庆斯基质地制
砂土、壤土、粘土
质地组 砂土 壤土
粘土
卡钦斯基土壤质地分类
质地名称
松砂土 紧砂土
砂壤 轻壤 中壤 重壤 轻粘土 中粘土 重粘土
不同土壤类型的<0.01 毫米粒级含量(%)
灰化土
草原土壤、红黄壤 碱化土、碱土
0～5
0～5
0～5
5～10
5～10
5～10
10～20
10～20
10～15
20～30
二、土壤矿物质的化学组成和矿物组成
1、土壤矿物质的化学组成 土壤
SiO2、Al2O3、Fe2O3 占土壤矿质总质量75%
2、土壤中的矿物组成
（1） 矿物分类 根据矿物的结晶状态，矿物可分为：结晶质矿物； 非晶质矿物。 一般常分为：原生矿物；次生矿物。
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。
➢ ห้องสมุดไป่ตู้分：K（正长石、云母）、P（磷灰石）、Ca、Mg、Fe （橄榄石、角闪石等）。
酸碱性：
a. 酸性岩：SiO2>65% 易风化，K丰富，砂粘 适中，花岗岩
b. 中性岩：SiO252-65% 大量粘土矿物，K丰富， 正长岩
c. 基性岩：（碱性）SiO242-52% Ca、Mg、Fe 盐基，辉长岩、玄武岩
土壤的基本物质组成
土壤的基本物质组成包括以下几个方面：
1.矿质物：土壤中矿物质的含量很高，主要包括石英、长石、云
母、白云石等。
矿质物对土壤的结构和性质有很大的影响，可
以影响土壤的水分、气体和养分的存留和运输。
2.有机质：土壤中的有机质含量较少，通常在1%以下，但对土壤
的肥力和生物活性有很大的影响。
有机质主要来源于植物残体、动物残体和微生物的分解产物。
3.水分：土壤中的水分含量是非常重要的，对土壤的肥力和生命
活性有很大的影响。
土壤中的水分含量受到降水量、蒸发散和
土壤渗透性等因素的影响。
4.空气：土壤中的空气对土壤中微生物和植物的生长和发展也非
常重要。
土壤中的空气含量通常在20-30%之间，其含氧量和含
二氧化碳量都会影响土壤中微生物和植物的生长。
5.离子：土壤中的离子是土壤中养分的主要来源，包括氮、磷、
钾、钙、镁、硫等元素。
这些离子对土壤中微生物和植物的生
长和发展都有很大的影响。
土壤肥料学通论知识点汇总
土壤肥料学通论整理(土壤学部分)第一章绪论1. 土壤：陆地表面由矿物、有机物质、水、空气和生物组成、具有肥力且能生长植物的未固结层。
2.肥料：凡是能够直接供给植物生长的必需的营养元素的物料。
分为有机肥料和化学肥料。
3.土壤肥力：在植物生活的全过程中，土壤具有能供应与协调植物正常生长发育所需的水分、养分、空气和热量的能力。
根据肥力产生的原因，可以将土壤肥力分为自然肥力和人为肥力。
四因素：空气、温度、养分、水分。
第二章土壤的基本物质组成1.土壤的三相组成：固相（固体土粒，包括矿物质和有机质）、液相（土壤水和可溶性物质）、气相（土壤空气）。
2.矿物：自然产生于地壳中的具有一定化学成分、物理性质和内部构造的单质或化合物，是组成岩石的基本单位。
原生矿物：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。
次生矿物：原生矿物风化和成土过程中经化学变化，或由分解产物重新结合而成的矿物。
2.成土岩石：一种或数种矿物的集合体。
分为岩浆岩、沉积岩、变质岩。
3.风化作用：岩石、矿物在外界因素和内部因素的共同作用下，逐渐发生崩解和分解的过程。
按照其作用因素和风化的特点可以分为物理风化（温度作用、结冰作用以及水流和大风的磨蚀作用）、化学风化（溶解、水化、水解和氧化）、生物风化三种类型。
4.成土因素：气候、母质、地形、生物、时间因素。
成土母质：岩石矿物经过风化破碎形成的疏松堆积物。
5.土壤的机械组成：据机械分析，分别计算各粒级的相对含量。
是划分土壤质地的依据。
土壤质地：土壤中各粒级土粒含量(质量) 百分率的组合，及其所表现的粘砂性质。
分为砂土类（透水性强、通气性好、热容量较小、养分少、松散易耕）、壤土类（通气透水性良好、保水保肥、耕性较好、宜耕期较长，理想土壤）和粘土类（透水性差、通气性差、热容量较大、养分较丰富、宜耕期短）。
6.土粒分级：石砾、砂粒、粉砂粒和粘粒。
7.土壤质地的改良措施a. 增施有机肥料：有机质的粘结力比砂粒强，比粘粒弱。
土壤肥料学通论土壤学部分各章重点-复习
第一章绪论1、土壤概念2、土壤肥力四因素第二章土壤的基本物质组成1、土壤的三相组成2、成土岩石的种类（三种）3、风化作用及三种类型4、五种成土因素5、土壤机械分析、土壤质地概念及土粒分级（分为哪几级）6、不同质地土壤的利用改良措施7、土壤有机质的转化（1）矿化作用（2）腐殖质化过程（3）土壤呼吸（微生物学解释及通气机制解释）（4）腐殖物质（5）腐殖质化系数8、腐殖质的种类及其人为分离方法9、影响有机质转化的因素10、有机质在土壤肥力中的作用11、土壤空气的组成特点12、通气的两个机制13、土壤热特性、热导率、导温率等概念14、土壤氧化还原电位概念15、水分进入土体时所受的三种力16、土水界面的三种吸附力17、土壤水分的类型特点18、水分含量的表示方法（四种）19、土壤水分能态：（1）四种水势（2）土壤水吸力概念（3）土壤水分特征曲线概念及意义20、水、气、热等的调节第三章土壤的基本发性质1、土壤孔性：（1）孔隙度（2）相对密度（3）土壤容重（4）孔隙类型2、土壤结构性：五种结构，其中团粒结构为重点，包括其形成及其与土壤肥力的关系。
3、土壤耕性、土壤物理机械性概念（1）粘结和粘着性（2）可塑性（3）胀缩性4、土壤胶体概念、种类：（1）2:1型粘土矿物和1:1型粘土矿物、同晶代换5、土壤胶体的结构：微粒核、双电层6、土壤胶体电荷：永久电荷、可变电荷、可变电荷零电点（pH0）7、土壤的吸收性能8、阳离子交换量及其影响因素9、盐基饱和度、交换性阳离子种类、盐基饱和（不饱和）土壤10、影响交换性阳离子有效性的因素11、阳离子非交换吸附中的晶格固定12、土壤活性酸、潜性酸及其表示方法，潜性酸的分类13、土壤缓冲作用的机制第四章1、高产肥沃土壤特征及其培肥措施2、土壤污染源及其防治。
土壤的基本物质组成
（2）前苏联土壤质地分类： 根据物理性粘粒和物理性砂粒的含量，把土壤质地 分为三类九种.
(3) 我国制土壤质地分类: 将土壤分为3大组成12种质 地名称。
2.1.3.3 土壤质地与肥力的关系 土壤质地常常是土壤通气、透水、保水、保肥、供肥、 保温、导温和耕性等的决定性因素。 （1）砂土类(sand soil)： 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： b、矿物成分主要是石英，含养分少，要多施有机肥 料； c、通气性好； d、含水量低，热容量较小； e、松散易耕，缺少有机质的砂土泡水后容易沉淀、 板结、闭气。
各粒级的组成 (1) 矿物组成 由于岩石中的各种矿物抵抗风化的强弱不同，造 成各粒级土粒的矿物组成有较大的差别。 砂粒和粉砂粒主要是由各种原生矿物组成；粘粒 部分主要由次生矿物组成。
(2) 化学组成 砂粒和粉砂粒以石英和长石等原生矿物为主， 二氧化硅含量较高；粘粒中，则以次生硅酸盐矿物 为主，铁、钾、钙、镁等的含量较多。 2.1.3.2 土壤质地(soil texture) 土壤中各粒级土粒含量(质量)百分率的组合, 叫做土 壤质地(或称土壤颗粒组成、土壤机械组成). 土壤质地分类: 根据土壤中各粒级含量的百分率进 行的土壤分类, 叫做土壤质地分类. (1) 国际制土壤质地分类: 按砂粒、粉粒、粘粒三种 粒级所占百分数划分为4类12种。
（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称为原 生矿物。 （2）次生矿物(secondary mineral) ：原生矿物在风 化和成土作用下，新形成的矿物称为次生矿物。 2.1.2.2 土壤矿物质的化学组成 土壤矿物质的化学组成很复杂，几乎包括地壳中 所有的元素。其中氧、硅、铝、铁、钙、镁、钠、 钾、钛、碳等10种元素占土壤矿物质总量的99%以 上，这些元素中以氧、硅、铝、铁四种元素含量最 多。
第2章 土壤的基本物质组成
2014年9月6日
一、土壤生物（soil organisms)
土壤生物：包括动物、植物和微生 物，是土壤生命的本质所在。
土壤生物的类群、数量一般常随它 们相适应的植物而发生变化，土壤的温 度、湿度、通气状况和酸度等环境因子 对它们的分布也有明显影响。
（一）土壤微生物（soil microorganisms）
的暗色小块（轻质有机质，活性有机质）； 腐殖质：有机残体在腐殖化过程中形成的一类褐色 或暗褐色的高分子有机化合物，与矿质土粒紧密结合， 不能用机械方法分离，占有机质总量的85%-90%。
（三）土壤有机质的组成和性质
碳水化合物：主要有淀粉、纤维素、半纤维素等多糖类 物质，易被微生物分解。 含氮化合物：动、植物残体中主要的含氮化合物是蛋白 质，少量比较简单的可溶性氨基酸。植物残体中的叶绿素 等； 单宁、树脂、脂肪、蜡质等：这是一类复杂的有机化合 物，除单宁外，其余都不溶于水而溶于有机溶剂如酒精、 苯等物质中，在土壤中分解缓慢而不彻底。 本质素：是植物木质部的主要组成成分，是复杂的有机 化合物，不易被细菌和化学物质分解，可被真菌、放线菌 分解。 灰分元素 ： 植物经燃烧后，残留在灰分中的元素称灰分 元素。构成灰分的元素由70多种，主要元素有Ca、Mg、K、 Na、S、P、Fe、Al、Mn，以及微量元素I、Zn、Mo、B等。 其中以Si、Ca、K、Al为最多。
植物吸收 土壤酶 厌气
磷酸
亚磷酸 次磷酸 磷化氢
H2S
硫 细 菌 厌 气
土壤酶
含硫氨基酸
植物吸收
硫酸盐类
盐
H2SO4
2、有机质的腐殖化过程（humification process）
两个阶段： 第一阶段：在有机残体分解中形成腐殖质分子的 基本成分，如多元酚、含氮有机化合物； 第二阶段：在各种微生物群分泌的酚氧化酶作用 下，把多元酚氧化成醌。
2第二章 土壤的基本物质组成
37
3、多施有机肥 使土壤松紧度、孔隙状况、吸收性能得 到改善，从而提高土壤肥力。 4、翻砂压淤、翻淤压砂 有的土壤耕层质地过砂或过粘， 但其底层有淤泥层或砂土层，可以通过深翻，把下层的砂 土或粘土翻上来，与表土掺混，以达到改良土壤质地的目 的。
二、岩石的种类 根据成因，可将岩石分为三大类：
岩浆岩
沉积岩
变质岩
2
1.岩浆岩
即火成岩，指地球内部岩浆侵入地壳或喷出地面冷 凝结晶而形成的岩石，前者称侵入岩，后者称喷出岩。
主要有花岗岩、流纹岩、闪长岩、辉长岩、玄武岩 橄榄岩等。
组成岩浆岩的主要矿物有橄榄石、辉石、角闪 石、黑云母、斜长石、正长石石英等7种。
和运积母质相比，残积母质有以下特点： ①没有层次性，母质层薄；②颗粒成分不均匀；③母
质的理化性质深受基岩影响。
20
运积 母质
崩积和坡积母质 洪积母质 冲积母质 湖积母质 海积母质 风积母质 黄土及黄土性母质 冰碛母质
21
2.1.2 土壤矿物质组成 土壤矿物质是土壤中最基本的成分，其总量占土壤
固体物质总重的95-98%左右，被称为土壤的“骨架”。 土壤矿物组成按其成因可分为：
0.01mm是物理性砂粒和物理性粘 粒的分界线。
25
表2 卡庆斯基土壤粒级分类表(书P14)
粒组
粒径（mm）
石砾
1
物理性 砂粒
砂粒
物理性 粘粒
粉砂粒 粘粒
粗 中 细 粗 中 细
土壤基础理 第二章
第一篇 土壤基础理论
• 第二章 土壤的组成
第二章 土壤的组成
•
土壤，作为农业生产的基本资料和作物生长
的重要环境条件，是一种疏松多孔的物体，它是
由大小不等的微细土粒 (固体颗粒) 堆集而成，在
固体颗粒之间是各种大小和形状的孔隙，土壤空
气和水分经常充满着这些孔隙。所以，土壤是由
固、液、气三相物质组成的，在这三相物质中，
体积约占土壤总体积的 2--45％，它是土壤的
“血液”部分。气相物质即土壤空气，其体积约
占土壤总体积的5--48％ 。
第二章 土壤的组成
土壤的三相物质，是土壤各种性质产生 和变化的物质基础，也就是肥力的基础。在 基本农田的建设工作中，改造土壤，首先就 是改造土壤的固相组成，调节三相比，使之 适合于作物丰产的要求。
§2-1 土壤矿物质
• 土粒的形状都是不规则的，特别是薄 片状和棍棒状的细土粒，在长、宽、高三 个方向上相差很大，因此人们把不同形状 的土粒假定为理想的球形土粒，把这个理 想球体的直径叫做“当量直径”或“有效 直径”，以这个“当量直径”作为划分土 粒的标准。所以在土壤学中所说的土粒直 径(粒径)往往是指其“当量直径”。
§2-1 土壤矿物质 • 二、土壤矿物质的化学组成
• 土壤矿物质的化学组成很复杂，几乎包括地壳中 所有的元素。其中氧、硅、铝、铁、钙、镁、钠、钾、 钛、碳等10种元素占土壤矿物质总重的99％以上， 其它元素不过1％。这些元素中，以氧、硅、铝、铁 四种元素含量最多。如以氧化物的形态来表示， SiO2、Al2O3和Fe2O3三者之和通常约占土壤矿物 质部分总重量的75％以上。因此，人们常把它们看成 为土壤的骨干成分。从我国主要土壤的化学组成分析 中也可得到证明(表1-2-1)。
第二章2 土壤机械组成.
石砾
>0.01
砂 粗砂粒 粒 细砂粒
2－0.2 0.20.02 0.02－ 0.002
物理性 砂粒
粉砂粒
<0.01 物理性 黏粒
黏粒
<0.002
黏粒
胶粒
1、国际制（ISSS）：三级分类制 国际制是1930年第二届国际土壤学会提出的，其特点是十进制， 以粒径2 mm为土粒的上限，以小于0.002为土粒的下限。
（三）各粒级矿物组成和化学组成如下：
（1）矿物组成 • 砂粒主要是由各种原生矿物组成的，其中以石英最多，其次 是原生硅酸盐矿物。 • 土壤中原生矿物很少，基本上是次生矿物，主要是高岭石、
蒙脱石和水云母三类以及铁、铝等的氧化物和氢氧化物。
（2）化学组成 • 以石英和长石等原生矿物为主，二氧化硅含量较高； • 则以次生硅酸盐矿物为主，铁、钾、钙、镁等的含量较多。
1．国际制土壤质地分类标准
• (1)砂土及壤土类以黏粒含量在15％以下为其主 要标准；黏壤土类以黏粒含量在15％一25％为其 主要标准；黏土类以含黏粒25％以上为主要标准。 • (2)当土壤含粉粒达45％以上时，在上述4类质 地名称前加“粉质”字样。 • (3)当砂粒含量在55％一85％时，则在各类名称 前加“砂质”字样。如砂粒大于85％，则称壤质 砂土，其中砂粒达90％以上者称为砂土。 ☻ 根据这个分类标准将土壤划分为砂土、壤土、 黏壤土和黏土4类12级
2、粘质土（clayey soil）
(1)水分状况：透水性差，土内排水不畅，低洼处易受渍害 （waterlogging );保水性强，但有效性差；结构不良时，裂 隙大，土内蒸发严重，易受干旱。 (2)空气状况：通气性差， O2少，嫌气性强。 (3)养分状况：潜在养分多；保肥性强；养分转化慢，但有效 性差，肥劲稳长。 (4)热状况：热容量和导热率高，土温稳定，温差小，群众称 之为“冷性土”。 (5)耕性：粘重、坚硬、难耕，阻力大，质量差，适耕期短。 (6)发棵性：“发老不发小，把籽不养苗”。播种质量差，易 造成“缺苗断垄”。作物后期易发生贪青晚熟。 (7)适种性：耐水肥、中晚熟作物品种。禾本科植物。叶菜类。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（三）土壤母质的类型
1、残积母质（residual deposit） 岩石矿物风化后残留在原地未经搬运的碎屑物质。 多分布在山地和丘陵上部，特点是层次薄膜，理化性质 与母岩几乎一致，表层质较细，往下渐粗，逐渐过渡到 岩石层，母岩对基特性影响很大。
第二章 土壤的基本物组成
本章要点
1、主要成土矿物与岩石的鉴别 2、不同岩石矿物与土壤化学组成和物理 性质的影响 3、岩石与矿物的风化过程与影响因素 4、土壤母质类型
第一节 土壤矿物质与岩石
Soil- forming rocks and minerals
土壤的基本物质组成
表 自然界 里的土 壤不论 农地、 林地、 草地还 是荒地， 其基本 土 壤 物质组 成都不 外以下 几种:
• (1)次生硅铝酸盐类
• (2)含水氧化铁、氧化铝等三氧化物类
• (3)简单的硅铝酸盐、硫酸盐和氯化物等盐类
土壤中粗大的矿物质颗粒(如石砾、砂粒)几乎全部 由原生矿物组成，多以石英为主； 粉粒也绝大部分是由石英和原生硅铝酸盐类矿物组 成。 极细小的颗粒中少部分为石英，绝大部分是由次生 矿物组成。 总之矿物质颗粒愈粗大，含石英及原生硅铝酸盐类 矿物愈多；反之，矿物质颗粒愈细小，石英和原生 的硅铝酸盐类矿物含量愈少，而次生矿物的含量愈 多。
（三）生物化学风化（biochemical weathering)：指 岩石矿物在生物及其分泌物或有机质分解产物的作 用下，进行的机械破碎作用和化学分解过程 1、机械破碎作用 高等植物(high plants) 低等植物(low plants)：地衣（lichen）、苔藓(moss)、菌类
(fungi)等。
一、土壤无机矿物质颗粒的来源
（一）矿物的概念（Concept of minerals）
1、矿物（ minerals ）：自然存在于地壳中的具有一定物理
性质、化学组成和内部构造的单质或化合物。 • 土壤中的无机矿物质颗粒是陆地表层的岩石、矿物风化
的产物。
• 2、原生矿物（Primary mineral） ：由地壳深处的岩浆直 接冷凝和结晶而成的矿物。 • 3、次生矿物（Primary mineral） ：在地壳中或地表面， 由原生矿物经风化和变质作用后，改变了原来的形态、性
50-56－30
31-33 38－40 － － － － 18－20 － － 85 65
35－38 － － － － － － －
75－90 － － － － －
三水铝石 －
返回
二、成土岩石的种类和性质 （一）岩石的概念 岩石（rock）: 一种或多种矿物的天然集合体。可分为单质岩 和复成岩。 （二）岩石的种类和性质 1、岩浆岩（火成岩，igneous rock, magma rock） 由熔岩直接冷凝而形成的岩石，其共同的特征是没有层次和 化石。依产状可分为： （1）喷出岩（erupted rock）：岩浆喷出地面而冷凝形成的岩 石，冷却快，结晶细，呈多孔斑状结构，如玄武岩。 （2）侵入岩 (intrusive rock) ：岩浆侵入地壳在深处逐渐冷若 冰霜凝而成，其冷却慢，结晶粗，如花岗岩，正长岩。 按质量，岩浆岩占地壳重量的65%， 但地表出露面积仅20% 左右。我国大兴安岭、阴山、祁连山、秦岭、南岭多为火成岩。 该区蕴藏丰富矿藏（黄金、金刚石、重金属等）。
固 体 的 土 粒 矿 物 质
基本物质组成
由岩石风化而来，一般占固体部分重量的95％以上， 就整个土体容积而言，约占38％以上。
有 机 质
气 体 水 分
由生物残体及其腐败物质组成，一般占固体部分重量 的5％以下，就整个土体容积而言，约占12％左右。
粒 间 的 空 隙 各 种 生 物
一部分由地上大气层进入，主要为氧气、氮气等，另 一部分由土壤内部自己产生，主要为CO2，水汽等。 主要由地上进入土体。由于含有溶解物质（其中包括 许多养料），所以所谓土壤水分，实际上是浓度不等 的土壤溶液。 种类很多，包括动物区系中的昆虫、蠕虫、各种原生动物、 植物区系中的藻类，以及各种微生物等。其中微生物的数量 特别多，1g土中往往可以多至数十亿个，因此其重要性也特 别大。
A12O3、Fe2O3、CaO、MgO、P2O5、K2O等养分元素的含量变
化趋势正相反。 • 但总的比例中仍以SiO2、A12O3、Fe2O3三者为主要成分，如表：
表： 土壤中主要原生矿物的近似化学组成(％)
矿物 石英 正长石 钠长石 钙长石 白云母 黑云母 辉石 橄榄石 磷灰石 磁铁矿 SiO2 100 62－66 61－70 40－45 44－46 33－36 45－55 25－43 － － A12O3 － 18－20 19－26 28－37 34－37 13－30 3－10 － － － Fe2O3 － － － － 0－2 3－11 0－6 0－3 － 69 CaO － 0－3 0－9 10－20 － 0－2 16－26 － 54－ 55 － MgO － － － － 0－3 2－20 6－20 27－51 － － K2O － 9－15 0－4 0－2 8－11 6－9 － － － － Na2O － 9－4 6－11 0－5 0－2 － － － － － P2O3 － － － － － － － － 40－42 －
二、土壤无机矿物质颗粒的矿物组成
★ 土壤矿物质包括原生矿物和由原生矿物经过风化
重新形成的次生矿物，它们的成分和性质对土壤 的形成过程和理化性质均有极大影响。
(一)土壤中的原生矿物组成
(二)土壤中的次生矿物组成
(一)土壤中的原生矿物组成
♣ 土壤原生矿物是指那些在风化过程中末改变化学成 分和结构的原始成岩矿物。一般土壤中所含的主要 原生矿物有石英(SiO2)、钾长石(KAlSi3O8)、钠长石
物理风化的结果： 1、大块岩石变成碎块、碎屑状； 2、比表面积增大： 3、通气透水性增强； 4、化学成分未改变。
（二）化学风化（chemical weathering） 定义：岩石矿物在H2O、O2、CO2等因素的作用 下所发生的一系列化学变化而产生新物质的过程。 1、溶解作用（dissolution）：弱酸对岩石的溶解 2 、水化作用 (hydration) CaSO4 + 2H2O CaSO4.2H2O 硬石膏 软石膏 3、水解作用 (hydrolysis)（碳酸化作用） 4、氧化作用 (oxidation)
如花岗岩（granite） 片麻岩（gneiss） 页岩 板岩（board rock） 石灰岩 大理岩 砂岩 石英岩（quartzite)
三、成土岩石和矿物对土壤性质的影响 1、土壤质地（soil texture） 浅色矿物石英、长石及花岗岩等因含有较多石英，易形成砂粒， 质地偏砂，保水保肥性差； 深色矿物及页岩、板岩、石灰岩等含有较多的黑云母等易风化为 深色矿物，形成较多粘粒 质地偏粘，保水保肥性强 2、土壤酸碱度（soil acidity） 花岗岩、片麻岩发育土壤多呈酸性 石灰岩、大理岩含钙多，土壤中性—微碱性 3、土壤养分（soil nutrients） 长石、云母富含钾素；石英岩、砂岩养分贫乏，而页岩、板岩 地区土壤富含养分；含磷灰石土壤富含磷素。 4、土壤颜色及其它性质(soil color and other properties)： 铁、锰属染色元素。
2、沉积岩（水成岩，sedimentary rock） （1）定义：各种岩石经风化、搬运、沉积、胶结或由生物体 堆积所形成的岩石，沉积岩有层次，常含有生物化石，如砾石、 页岩等。也叫次生岩石。沉积岩仅占地壳重量的5%，但分布面 积占75%。
沉积岩富含矿藏（全部石油、煤炭、天然气）和90%的铁矿及
其它重金属等。 （2）沉积机制（sediment mechanism）
三、土壤无机矿物质颗粒的化学组成
• 土壤无机矿物质颗粒组成的主要元素约有10余种，
包括氧、硅、铝、铁、钙、镁、钾、钠、磷、硫 以及一些微量元素，如锰、锌、硼、钼等等。其 中以氧、硅、铝、铁4种元素所占的比例最多。 • 土壤中主要的原生矿物所含化学成分有一定规律
（如表）。
• 石英、长石、白云母这些矿物的SiO2及K2O、Na2O含量高，含 SiO2愈多的矿物颜色愈浅，愈抗风化。 • 而黑云母、辉石、橄榄石、磁铁矿等深色矿物SiO2含量少，而 Fe、Ca、Mg含量高，这些矿物易风化分解。 • 矿物质颗粒愈粗，SiO2含量愈多，颗粒愈细SiO2含量愈少，但
(NaAlSi3O8)、钙长石(CaAl2Si2O8)、白云母(富含钾)、
黑云母(富含钾、铁、镁)、角闪石及辉石(富含钙、
镁、铁、锰)、橄榄石、磷灰石等。
(二)土壤中的次生矿物组成
土壤中次生矿物是在风化及成土过程中新形成的 矿物，它常被称为黏粒矿物或黏土矿物。
土壤中主要的次生矿物可分三类：
质和成分而形成的新的矿物。
• 岩石矿物经过物理风化作用、化学风化作用、生 物风化作用后，一部分难风化的或是尚未风化的 原生矿物残留下来，成为形成土壤母质的一部分。 一部分岩石矿物在风化过程中生成了结晶质的层
状硅铝酸盐次生矿物和硅、铁、铝的氧化物，这
些矿物统称为土壤次生矿物或黏土矿物。
(二)几种主要成土矿物（Soil-forming minerals) 1、石英（quartz, SiO2）:rock rystal,agate,opal 2、长石（feldspar） 3、辉石和角闪石(picrite and hornblende) 4、云母（mica） 5、方解石和白云石（calcite and dolomite） 6、磷灰石(apatite, phosphorite) 7、铁矿石（黄铁矿 pyrite） 8、粘土矿物(clayey minerals):高岭石（kaolinite）,蒙 脱石（ montmorillionite）,伊利石（ illite）及含水氧 化物（hydrous oxides）
第二节 岩石矿物的风化 （The weathering of rocks and minerals）