土壤的组成和性质..
土壤地理学第一章土壤的组成与性质
三、土壤有机质
（一）土壤有机质的来源、组成和性质 1、土壤有机质的概念：土壤中动植物的残体
及其分解产物和合成产物及活的或死的微生物的 总称叫土壤的有机质，化学成分主要有：碳水化 合物，含氮化合物、纤维素、木质素、灰分物质 （K、Na、Ca等）油、蜡、单宁物质。
2、有机质的来源：来源于动、植（包括微生 物）的残体，主要是绿色高等植物的根、茎（草 本植物）、枯枝落叶（木本植物，水溶性占 10%—15%）等有机残体及分解的中间产物和 代谢产物。（土壤中有机质一般只占百分之几， 最高不过20%）。
（二）土壤空气
1、土壤空气的来源和组成
土壤空气（soil air） 主要来自大气。由于土壤生 物生命活动的影响，二氧化碳比大气中含量高，而氧含量 比大气的低。大气中CO2含量为0.03%，氧在大气中约占 20%，而土壤空气中只有10—12%。
2、土壤与大气间的气体交换
由于土壤中氧气和二氧化碳浓度不同，根据气 体运动规律，气体总是从浓度高的地方向浓度小 的地方扩大，大气中氧的浓度高，可不断进人土 壤中，而土壤中由于生物等的影响，二氧化碳浓 度高，不断向大气中扩散。土壤这种扩散机制称 为“土壤呼吸作用”。
3、土壤的通气性 土壤空气与大气间的气体交换，以及土体内
部允许气体扩散和流通的性能，称为土壤通气性。 4、土壤气体交换速率的指标
土壤呼吸系数（RQ），是指土壤中产生二氧 化碳的容积与消耗氧的容积的比率，两者容积相 当时，RQ＝1，如果RQ＞1，土壤中二氧化碳含 量高，说明土壤通气性差。
氧扩散率（ODR），是指植物吸收，微生物 活动或为水所置换时氧的补充速率，通常以每平 方厘米，每分钟所扩散氧的克数（或微克）来表 示。
符号表示如 下：（图1.3）
土壤的组成和性质
第十一章土壤的组成和性质土壤是环境的要素之一，它介于生物界与非生物界之间，是一切生物赖以生存的基础。
随着现代工农业生产的发展，化肥、农药的大量施用，工矿废水不断侵袭农田，城市工业废物和其他人工合成物质不断进入土壤，导致严重的污染事故不断发生。
污染物进入土壤后，可能对地表水、地下水等造成次生污染，还会影响植物生长发育及土壤内部生物群的变化与物质的转化；污染物可通过土壤植物系统，经由食物链进入人体，危害人类健康。
因此，防治土壤污染是环境科学的重要研究课题之一，而了解污染物在土壤中的存在及迁移转化，则是采取防治措施的重要依据。
本章主要介绍土壤的组成与性质、土壤污染源、主要污染物、主要重金属污染物和农药在土壤上的污染以及迁移转化规律和机制。
要求了解土壤的组成与性质、土壤污染源及土壤污染控制技术；掌握土壤的吸附、酸碱性和氧化还原特性，主要污染物在土壤中的迁移转化规律、影响因素和作用机制。
第一节土壤的组成本节内容要点：土壤矿物质、土壤有机质、土壤溶液、土壤空气等。
土壤是陆地地表具有肥力并能生长植物的疏松层，它是地球地面岩石风化过程和母质成土过程的综合作用下形成的。
具有肥力是土壤异于其他物质最本质的特征。
土壤仅是岩石圈上薄薄的一层，大约2m左右，它能提供植物生长所必需的物质和能量。
土壤由固、液、气三相物质组成。
固相包括土壤矿物质和有机质，占土壤总重量的90%～95%，占体积的50%左右。
土壤中还有数量众多的细菌和微生物。
液相指土壤水份及所含的可溶物，也称土壤溶液，占土壤体积的15%～35%。
气相指土壤空气，占土壤体积的15%～35%。
因此，土壤是一个以固相为主的不均质多相体系，三相物质互相联系、制约，构成一个有机整体，如图11-1所示。
土壤中与土壤污染化学行为关系密切的组分主要是矿物质、有机质和微生物。
图11-1 土壤中固相、液相、气相结构示意图一、土壤矿物质土壤矿物质按其成因可分为原生矿物和次生矿物。
原生矿物是指那些在风化过程中未改变化学组成的原始成岩矿物，主要有石英、长石类、角闪石类、云母类等。
第四章 土壤的组成及基本性质
二、土壤的化学组成
Soil composition by volume
1.继承了岩石和母质的特点： O, Si, Al, Fe 含量在80%以上 2.包含了生物活动的产物，反映地区水热条件所带来的物质迁移、
转化和富集特点 Si（非金属元素）在土壤中相对富集； Al，Fe，Ca，Mg，K，Na（金属元素）倾向淋失； C，N在土壤中含量较岩石高20，10倍。
三、土壤的矿物组成
斜长石（plagioclase）
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。
闪石（amphibole）
石英 (quartz) 云母（mica）
正长石（orthoclase）
辉石（pyroxene）
橄榄石（olivine）
硅酸三盐、粘土土壤（的一矿层物硅组氧成四面体和一层铝氧八面体） 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. 1) 层状硅酸盐黏粒矿物—基本结构
第四章 土壤的组成与基本性质
主讲人：张彬
第一节 土壤的组成
一、土壤的三相组成
1.固体物质—土粒
Soil Composition
土壤矿物质：占重量95%以上，体积38%；
Air
土壤有机质：重量的5%以下，体积12%。
2.液体：溶盐类和简单有机物的水溶液
Water Organic
Mineral
3.气体：土壤孔隙中的各种气体。
铝氧八面 硅氧四
三、土壤的矿物组成
1）层状硅酸盐黏粒矿物—单位晶层结构
★ 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。晶层间通过静电力和范德华力结合。
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。
土壤的组成和性质
土壤的组成和性质一、土壤的组成土壤是环境中特有的组成部分，是位于陆地表面呈连续分布，具有肥力并能生长植物的疏松层，它是一个复杂的体系。
它的组成包括固相（矿物质、有机质）、液相（土壤水分或溶液）和气相（土壤空气）等三相物质四种成分有机地组合在一起构成的一种特殊物质。
按容积计，在较理想的土壤中，矿物质约占38—45%,有机质约占5—12%, 土壤孔隙约占50%, 土壤水分和空气存在于土壤孔隙内，三相之间亦经常变动而相互消长。
按重量计，矿物质可占固相部分的90—95%以上，有机质约占1 —10%左右。
（一）土壤矿物质土壤矿物质来源于地壳岩石（母岩）和母质，它对土壤的性质、结构和功能影响很大。
土壤中的矿物质由岩石风化和成土过程中形成的不同大小的矿物颗粒（或土粒）组成的。
自然界的土壤都是由很多大小不同的土粒，按不同的比例组合而成，各粒级在土壤中所占的相对比例或重量百分数称为土壤的机械组成，也叫土壤质地。
（二）土壤有机质进入土壤中的有机物质包括植物、动物及微生物等死亡残体，经分解转化逐渐形成有机质，即腐殖质，土壤腐殖质是土壤有机质的主要部分，约占有机质总量的50—65%。
腐殖质不是单一分子的有机质，而是在组成、结构和性质上具有共同特征，又有差异的一系列高分子有机化合物，腐殖质在土壤中可以呈腐殖酸或腐殖酸盐类存在，亦可以铁、铝的凝胶状态存在，也可与粘粒紧密结合，以有机-无机复合体等形态存在。
这些存在形态对土壤一系列的物理化学性质有很大影响，对土壤肥力有重大作用。
土壤有机质的化学组成包括：糖类（碳水化合物）、木质素、有机氮、脂肪、蜡质、单宁、木栓质、角质、有机磷及灰分等。
土壤中的有机质组成二、土壤的物理化学性质一）土壤的物理性质土壤结构：一般把土壤颗粒（包括单独颗粒、复粒和团聚体）的空间排列方式及其稳定程度，孔隙的分布和结合的状况称为土壤的结构。
土壤中的ca\卩6!3+等多价阳离子及有机质，腐殖质都有胶结剂的作用，参与土壤颗粒的团聚。
土壤的物理化学性质
土壤的物理化学性质壤是发育于地球陆地表面具有生物活性和孔隙结构的介质，是地球陆地表面的脆弱薄层土壤是各种陆地地形条件下的岩石风化物经过生物、气候诸自然要素的综合作用以及人类生产活动的影响而发生发展起来的。
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土壤的物理性质(1)土壤质地和结构土壤是由固体、液体和气体组成的三相系统，其中固体颗粒是组成土壤的物质基础，约占土壤总重量的85%以上。
根据固体颗粒的大小，可以把土粒分为以下几级：粗砂(直径2.0~0.2mm)、细砂(0.2~0.02mm)、粉砂(0.02~0.002mm)和粘粒(0.002mm以下)。
这些大小不同的固体颗粒的组合百分比称为土壤质地。
土壤质地可分为砂土、壤土和粘土三大类。
砂土类土壤以粗砂和细砂为主、粉砂和粘粒比重小，土壤粘性小、孔隙多，通气透水性强，蓄水和保肥性能差，易干旱。
粘土类土壤以粉砂和粘粒为主，质地粘重，结构致密，保水保肥能力强，但孔隙小，通气透水性能差，湿时粘、干时硬。
壤土类土壤质地比较均匀，其中砂粒、粉砂和粘粒所占比重大致相等，既不松又不粘，通气透水性能好，并具一定的保水保肥能力，是比较理想的农作土壤。
土壤结构是指固体颗粒的排列方式、孔隙和团聚体的数量、大小及其稳定度。
它可分为微团粒结构(直径小于0.25mm)、团粒结构(0.25~10mm)和比团粒结构更大的各种结构。
团粒结构是土壤中的腐殖质把矿质土粒粘结成0.25~10mm直径的小团块，具有泡水不散的水稳性特点。
具有团粒结构的土壤是结构良好的土壤，它能协调土壤中水分、空气和营养物质之间的关系，统一保肥和供肥的矛盾，有利于根系活动及吸取水分和养分，为植物的生长发育提供良好的条件。
无结构或结构不良的土壤，土体坚实，通气透水性差，土壤中微生物和动物的活动受抑制，土壤肥力差，不利于植物根系扎根和生长。
土壤质地和结构与土壤的水分、空气和温度状况有密切的关系。
(2)土壤水分土壤水分能直接被植物根系所吸收。
泥土成分知识点总结
泥土成分知识点总结泥土是地球表面的一种物质，它是由碎石、矿石、有机物质和水混合而成的。
泥土是大自然中的重要资源，是植物生长的基础。
泥土成分的知识点主要包括泥土的物理性质、化学成分和生物组成。
这些知识点对理解泥土的性质和作用有着重要的作用，下面将逐一介绍这些知识点。
1. 泥土的物理性质泥土是由颗粒和空隙组成的。
颗粒主要包括砂、粉砂、粘土和有机质四种。
砂颗粒直径大于0.05毫米，粉砂颗粒直径在0.05毫米到0.002毫米之间，粘土颗粒直径小于0.002毫米。
泥土中的颗粒大多是由矿物质构成的，这些矿物质来源于岩石的风化和分解。
有机质是泥土中的另一个重要成分，它主要来源于植物残渣和微生物的分解。
泥土中的空隙是由颗粒之间的间隙和颗粒周围的空隙组成的。
空隙的大小和分布对泥土的透气性和排水性有着重要的影响。
2. 泥土的化学成分泥土是由多种元素和化合物组成的。
其中，氧、硅、铝、铁、钙、钾、钠是泥土中含量最丰富的元素。
这些元素通常以矿物质的形式存在于泥土中，它们的含量和种类对泥土的化学性质和植物生长有重要的影响。
此外，泥土中还含有一些重金属元素，如铅、镉、铬等。
这些重金属元素的含量过高会对土壤和植物造成危害。
泥土中的有机物质是泥土中的另一个重要成分。
有机物质包括植物残渣、动物残渣和微生物分解产物。
有机物质对泥土的结构和性质有着重要的影响，它可以改善泥土的透气性、保水性和肥力，是植物生长所需的重要营养物质。
3. 泥土的生物组成泥土中存在着大量的微生物和生物体。
微生物主要包括细菌、真菌和放线菌等。
它们在泥土中扮演着重要的角色，可以分解有机物质、改善土壤结构，还可以和植物共生，提供氮、磷、钾等营养物质。
此外，泥土中还存在着各种土壤动物，如蚯蚓、昆虫等。
它们可以改善土壤的通气性和排水性，还可以促进有机物质的分解和转化。
以上是泥土成分的主要知识点，了解这些知识点对理解泥土的性质和作用非常重要。
希望以上内容对您有所帮助。
土壤基本组成土壤物理性质
细砂粒 粗粉粒 中粉粒 细粉粒粗 粘粒 细粘粒
0.005～0.001
－ 15～20
31.0 －
－ －
－ －
160
<0.001
405
（三）土壤质地（soil texture） 1、土壤机械组成(soil mechanical composition)
土壤中各级土粒的百分含量，又称土壤 颗粒组成(soil particle composition)。
0.1～0.01 0.01～0.005
黑 钙 土
0.005 ～ 0.001 <0.001 全ry mineral)为主
随粒径由大到小，SiO2含量由多到少
R2O3(即Fe2O3与Al2O3的总称)与SiO2相 随粒径由大到小，R2O3含量由少到多 反，
一
土壤质地(soil texture)
（一）土粒(soil particle)和粒级(soil particle) 1、土粒(soil particle)
土壤颗粒——土粒，通常专指矿物颗粒。 大小以粒径为标准，土粒形状大多不是球 形，只能用当量粒径（即与其静水沉降 (quiescent settling)速度相同的圆球直径） 代替之。
2、土壤质地概念
按土壤颗粒组成进行分类，将颗粒组成相近 而土壤性质相似的土壤划分为一类并给予一定名 称，称为土壤质地(Soil texture)。
3、土壤质地分类(soil texture classification)制
（1）国际制(international system) 根据粘粒(clay)含量将质地分为三类： < 15%
2、土粒的大小划分—粒级(size fraction)
国际制(international system) 美国制(U.S system) 分级标准 卡庆斯基制(Kachinsky classification system of soil texture)
土壤的组成和性质..
（5）、土壤空气各成分的浓度在不同季节和不同土壤深度内变 化大。
土壤通气性
1、土壤空气与大气不断进行气体交换的能力称为土 壤通气性。
2、土壤通气性调节方法： A、深耕结合使用有机肥料 B、客土【外地土】掺沙掺黏 C、深耕或雨后及时中耕 D、灌溉结合排水 E、科学施肥
1、土壤质地
定义：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）。
4、 土壤中的空气
土壤是一个多孔体系，在水分不饱和的情况下，孔 隙中充满空气。土壤空气主要来自大气，其次来自土 壤中的生物化学过程。
土壤空气是不连续的，它存在于被土壤固体隔开 的土壤孔隙中，其组成在不同位置是有差异的。
土壤空气的含量和组成在很大程度上取决于土水 关系。在土壤孔隙里贮存的水分和空气，它们的相对 含量经常随自然条件的改变而变化。
土壤质量含水量=
土壤水质量
×100%
烘干土质量
土壤水分含量
土壤水分类型——吸湿水、膜状水、毛管水、重 力水等。
土壤水分有效性——为植物生长创造一个良好的 水、气、热环境，增加土壤水分的入渗，减少土 壤水分的非生产性消耗和提高土壤水分的利用率。
土壤水分管理的主要措施—— a、农田基本建设合理化； b、合理灌溉和排水； c、合理耕作保墒； d、正确覆盖，保水保温；
矿物质 90%以上 有机质 10%以内
土壤中的水分 及其水溶物 （包括气体）
孔隙中充满空气
土壤构成ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ微观】
【1】、土壤是由各种大小不同的矿质土粒 组成的，它们单独或相互团聚形成土粒聚 合体。大小不同的土粒的物理、化学性质 不同，对土壤肥力的作用也不同。
土壤与肥料知识点总结
土壤与肥料知识点总结一、土壤的组成1. 土壤的基本组成土壤是地球表面的陆地壳层的一种自然体，是由矿物质颗粒、有机质、水、空气和微生物组成的。
其中，矿物质颗粒是土壤的主要固体部分，有机质则是土壤的有机部分，水和空气在土壤中则占据着孔隙的空间，而微生物则参与了土壤的生物活动。
2. 土壤的物理性质土壤的物理性质主要指的是土壤的颗粒分布以及土壤的孔隙结构。
颗粒分布是指土壤中不同粒径的颗粒的分布情况，通常分为砂、粉砂、粉土、壤土和粘土五种。
而孔隙结构则是指土壤中的孔隙空间的大小、分布和连通性等，对土壤的水分和空气运移以及植物根系的生长都有着重要的影响。
3. 土壤的化学性质土壤的化学性质主要包括土壤的酸碱度、养分含量和微量元素等方面。
土壤的酸碱度通常用pH值表示，而养分含量则主要包括土壤中的氮、磷、钾等植物所需的主要元素。
此外，土壤中的微量元素虽然含量较少，但对植物的生长却有着不可忽视的作用。
4. 土壤的生物性质土壤的生物性质主要指的是土壤中的微生物、动物和植物等生物的活动和作用。
微生物对土壤中的养分循环、有机质分解和土壤呼吸等起着重要的作用，而土壤中的动物和植物则会影响土壤的结构和养分的分布。
二、土壤的分类1. 按成因划分土壤按成因可以划分为天然土壤和人工土壤两大类。
天然土壤是指自然形成的土壤，通常根据土壤的形成过程，可以分为残积土壤、黏土土壤、沉积土壤、风化土壤和盐渍土壤等；而人工土壤则是指通过人工方式建造的土壤。
2. 按物理性质划分根据土壤的物理性质，土壤可以分为砂土、壤土、壤土质地等不同的类型。
3. 按化学性质划分根据土壤的化学性质，土壤可以分为酸性土壤、碱性土壤和中性土壤等。
4. 按养分含量划分根据土壤的养分含量，土壤可以分为肥沃土壤、贫瘠土壤和盐碱土壤等。
5. 按栽培用途划分根据土壤的栽培用途，土壤可以分为耕地土壤、园地土壤、林地土壤和草地土壤等。
三、土壤的改良1. 土壤改良的原则土壤改良的原则主要包括增加土壤有机质、改善土壤结构、提高土壤肥力和调节土壤酸碱度等几个方面。
土壤的组成及性质
我国南方土 壤的名字多 称为“壤”， 如红壤、黄 壤等；北方 的土壤多称 为“土”， 如黑土、褐 土等。
土壤环境机能
（1）培育植物
植物生长支持体、植物生长提供水、空气和养分
（2）推动物质循环
原生矿物和次生矿物的作用
• 原生矿物：
粒径比较大，土壤中1—0.001mm的砂粒和粉粒 几乎全部是原生矿物。原生矿物对土壤肥力的贡 献，一是构成土壤的骨架，二是提供无机营养物 质，除碳、氮外，原生矿物中蕴藏着植物所需要 的一切元素。
• 次生矿物 多数颗粒细小（粒径小于0.001 mm ），具有胶 体特性，是土壤固相物质中最活跃的部分，它影 响着土壤许多重要的物理、化学性质，如土壤的 颜色、吸收性、膨胀收缩性、粘性、可塑性、吸 附能力和化学活性。
• 土壤水分的意义：土壤水分既是植物 营养物的来源，也是污染物向其他圈 层迁移的媒介
• 土壤水分存在的形式：
土壤颗粒表面有很强 的粘附力，土壤颗粒吸 附的水分称吸着水，几 乎不移动，不被植物吸 收。
外层的膜状水称内聚水 或毛细管水，是植物生 长的主要水源。
4．土壤空气 H2O，CO2，O2，CH4，C2H的吸附性 土壤的酸碱性 土壤的氧化还原性 土壤的生物学性质 土壤的自净作用
（一）、土壤吸附性
土壤具有吸附并保持固态、液态和气态物质的能力，称为土 壤的吸附性能
土壤的吸附作用 ： 生物吸附 ——吸收 机械吸附——过滤 物理吸附——分子吸附 化学吸附——生成沉淀物 物理化学吸附——离子交换
全球范围的土壤环境问题
• 土壤酸化、盐碱化、土壤污染 • 土壤沙漠化（石漠化） • 陆地植被破坏 • 水土流失
环境化学南开大学第四章土壤环境化学
土壤中的水分 及其水溶物 （包括气体）
Soil solution is defined as the soil interstitial water,its solutes and dissolved gases.
孔隙中充满空气 porous media
2020/3/3
土壤 soil
2020/3/3
2020/3/3
单位体积的土壤具有的土壤 颗粒表面积很大，因而具有 很强的吸附力，能将周围环 境中水汽分子吸附于自身表 面。这种束缚在土粒表面的 水分即吸湿水。
土壤颗粒间的细小的空隙可 视为毛管，土壤中薄膜水达 最大后，多余的水分是由毛 管力吸持在土壤的细小孔隙 中，称为毛管水。
2020/3/3
当吸湿水大最大数量后，土粒已无 足够力量吸附空气中活动力较强的 水汽分子，只能吸持周围环境中处 于液态的水分子。有这种吸着力吸 持的水分使吸湿水外面的薄膜逐渐 加厚，形成连续的水膜，故称为膜 状水。
2020/3/3
组成
我国标准 mm
国际标准 mm
主要是原生 矿物
主要是次生 矿物
原生与次生 矿物混合
1-0.05 0.05-0.005
<0.005
2-0.02 0.02-0.002
<0.002
2020/3/3
钾等元素含量增加。
2020/3/3
高岭石 kaolinite
0.72nm C轴
铝氧八 面体层
硅氧四 面体层
6(OH)
4Al 4O+2(OH) 4Si 6O
B轴
[O3 Si2 O2 OHAl2 (OH)3]
硅氧片
水铝片
2020/3/代3 表OH群
高岭石类结晶构造示意图
1-1第一章土壤的组成与性质-矿物质
包括K、Na、Ca、Mg的碳酸盐、重碳酸盐、硫酸盐和氯化物； 常见于干旱和半干旱地区以及滨海地区的土壤中。
2.次生氧化物类——由原生矿物风化而形成 Fe2O3 ：多见于湿热地区土壤，是土壤的重要染色物质， 因含结晶水数量不同形成多种矿物：褐红色—赤铁矿 （Fe2O3）、黄棕色—针铁矿（Fe2O3·H2O）、棕褐色— 褐铁矿（Fe2O3·nH2O）等。
2∶1型——蒙脱石类矿物，以蒙脱石、绿泥石、拜来石为代表。晶层 由两层硅氧片和一层铝氧片重叠而成，晶层之间由氧键联结，氧键键 能较弱，晶层间连接松弛，层间距大且可变，遇水易膨胀，为胀缩性 矿物；因普遍具有同晶置换现象，常使矿物颗粒带有负电荷，具有较 强的吸附性、可缩性和胀缩性。
2∶1+K+型——水云母类矿物，以水云母、伊利石为代表。晶层构造 与蒙脱石类矿物相似，也由两层硅氧片和一层铝氧片重叠而成，只是 在相邻晶层之间有K+存在，使晶层结合紧密，层间距缩小，遇水膨胀 受限，胀缩性较弱，同晶置换现象，可使矿物颗粒带有负电荷，其吸 附性介于高岭石类矿物和蒙脱石类矿物之间。
Al2O3 ：多见于湿热地区土壤，是铝硅酸盐矿物的风化 产物，性质极稳定，分为一水氧化铝（Al2O3·H2O）和 三水氧化铝（Al2O3·3H2O）两种类型。
MnO/MnO2 ：是原生矿物在湿热条件下高度风化或在潴 水条件下经氧化还原产生，在土壤结构表面上常呈棕、 黑色胶膜，或呈结核状存在。 SiO2 ：常见于温带森林土壤，由土壤溶液中溶解的 SiO2在酸性介质中凝聚产生，多以粉末状附着于土壤结 构表面。
基本粒级——砾石、砂粒、粉砂粒和粘粒
各粒级的矿物组成和性质
粒级 砾石 砂粒 粉粒 粘粒 粒径（mm） >1 1-0.05 0.05-0.005 <0.005 矿物组成 原生矿物 原生矿物 原生矿物 少量次生矿物 次生矿物 物理性质 肥力特性
4.1 土壤的组成与性质
土壤中农药的迁移转化
1. 土壤的组成和性质 1.1 土壤的组成
土壤矿物质 (90% ) 土壤有机质 (1-10%) 土壤液相：水分及水溶物 土壤气相： (土壤空气) 原生矿物质 (90% ) 次生矿物
根须 土粒上的 吸附水 土粒 土壤空隙
土壤固相
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）
1. 土壤的组成和性质
(2) 潜性酸度：土壤潜性酸度的来源是土壤胶体吸附的可代换 性H+和Al3+ 。当这些离子通过离子交换作用进入土壤溶液中 之后，即可增加土壤溶液的H+浓度。
只有盐基不饱和土壤才有潜性酸度，其大小与土壤代换量和
盐基饱和度有关。
根据测定潜性酸度所用的提取液，可以把潜性酸度分为代换
蒙脱石的特点
两个四面体片夹一八面体片组成 一个晶片，八面体片中，部分Mg 取代Al而使层片带负电，多余电 荷由层间阳离子中和。水化时膨 胀严重。
1. 土壤的组成和性质
高岭石的特点
高岭石是长石和其他硅酸盐矿物天然蚀变的 产物，是一种含水的铝硅酸盐。 其晶型结构：结构单元层由硅氧四面体片与 “氢氧铝石”八面体片连结形成的结构层 高岭石经风化或沉积等作用变成高岭土，而 高岭土则是制作陶瓷的原料。中国江西的景 德镇有一个高岭村，这里盛产高岭土，
+ +
+ +
C
在靠近粒子表面的一层，正离子有较大的浓度，随着与界面距 离的增大，过剩的正离子的浓度逐渐减少，直到距界面为d处，过 剩正离子的浓度等于零。
1. 土壤的组成和性质
反离子层可分为两部分：一部分 为紧靠固体表面的不流动层，称 为紧密层，其中包含了被吸附的 离子和部分过剩的异电离子(在这 里是正离子)，其厚度约有几个水 分子的大小，即由固体表面至虚 线AB处；另一部分包括从AB到距 表面为d处，称为分（扩）散层， 在这层中过剩的异电离子逐渐减 少而至零。这一层是可以流动的。
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来源于动植物和微生物残体。
非腐殖物质（蛋白质、糖类、树脂、有机酸）
腐殖质（腐殖酸、富里酸、腐黑酸等）。
土壤有机质的转化
土壤有机质矿质化过程
分解，提供养分和能量
把复杂的有机物转变为简单的化合物，最后变 成无机物——CO2 、H2O、 NH3、 H2、SO2等的过程。 土壤有机质腐殖化过程 合成，积累养分和能量
4、 土壤中的空气 土壤是一个多孔体系，在水分不饱和的情况下，孔 隙中充满空气。土壤空气主要来自大气，其次来自土 壤中的生物化学过程。 土壤空气是不连续的，它存在于被土壤固体隔开 的土壤孔隙中，其组成在不同位臵是有差异的。 土壤空气的含量和组成在很大程度上取决于土水 关系。在土壤孔隙里贮存的水分和空气，它们的相对 含量经常随自然条件的改变而变化。
★1.3.2土壤胶体的离子交换吸附
在土壤胶体双电层的扩散层中，补偿离子可以和溶液中 相同电荷的离子以离子价为依据作等价交换，称为离子
交换（或代换）。离子交换作用包括阳离子交换吸附作
用和阴离子交换吸附作用。 （1）土壤胶体的阳离子交换吸附：
阳离子交换能力的强弱主要依赖于以下因素：
①电荷数：离子电荷数越高，阳离子交换能力越强。
土壤空气与大气组成有较大的差别
（1）土壤空气是一个不连续的体系 。
（2）CO2含量一般远比在大气中高，氧的含量则低于大气。造 成这种差别的原因是土壤中植物根系的呼吸作用、微生物活 动中有机物的降解及合成时消耗其中的O2，放出CO2。 （3）土壤空气一般比大气含有较高的水量。土壤含水量适宜时， 相对湿度接近100%。
（2）土壤胶体的阴离子交换吸附：
把有机质矿化过程中形成的中间产物合成为比 较复杂的有机化合物---腐殖质的过程,称为腐殖 化过程.
土壤有机质的作用
（1）、提供植物生长所需的养分；
（2）、提高土壤的持水性，减少水土流失；
（3）、提高土壤的保肥性和缓冲性；
（4）、改善土壤的物理性质；
（5）、提高土壤生物和酶的活性，促养分转化； （6）、改善生态环境；
石、伊利石、高岭石、铁铝氧化物、水化氧化物等。
石英 黑云母
辉石
方解石
2、土壤有机质
土壤有机质是土壤中含碳有机化合物的总称。包括
土壤中各种动植物微生物残体、土壤生物的分泌物与
排泄物，及其这些有机物质分解和转化后的物质。
一般占固相总重量的10%以下，是土壤的重要组
成部分，也是土壤形成的主要标志。土壤有机质主要
另一类是盐基离子，Ca2+、Mg2+、NH4+、K+、Na+等。 当土壤胶体上吸附的阳离子均为盐基离子，且已达到吸 附饱和时的土壤，称为盐基饱和土壤。 当土壤胶体上吸附的阳离子有一部分为致酸离子，则这 种土壤为盐基不饱和土壤。 在土壤交换性阳离子中盐基离子所占的百分数称为土壤
盐基饱和度：
交换盐基总量（ cm ol/ kg) 盐基饱和度（ %）＝ 100% 阳离子交换量（ cm ol/ kg)
土壤质地可在一定程度上反映土壤矿 物质组成和化学组成，同时土壤颗粒大小 与土壤的物理性质有密切关系，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有很大影响。质地
不同的土壤表现出不同的性状。
土壤性状
土壤性状 砂 比表面积 紧 密 性 孔隙状况 通 透 性 有效含水量 保肥能力 保水分能力 在春季的土温 触 觉 小 小 大孔隙多 大 低 小 低 暖 砂 土 土 壤 质 地 壤 土 粘 大 大 细孔隙多 小 高 大 高 冷 粘 土
（4）除此之外，由于土壤空气经常被水汽所饱和，在通气不良 情况下，厌氧细菌活动产生的少量还原性气体如CH4、H2S、 H2也积累在土壤空气中。 （5）、土壤空气各成分的浓度在不气与大气不断进行气体交换的能力称为土
壤通气性。
2、土壤通气性调节方法：
对种子出苗、扎根都有重要作用：防止土壤压实；实行粮 肥轮作、水旱轮作，增施有机肥料；深耕结合使用有机肥 料，再配合耙耱、中耕、镇压等措施；采用工程措施改造 或改良铁盘、砂姜、漏沙、黏土等障碍土层。
3、土壤结构 土壤结构包含土壤结构体和土壤结构性。 土壤结构体是指土壤颗粒或颗粒团聚形成的具有 不同形状和大小的土团和土块。常见有7种结构 【见P61页图】。 土壤结构性是指土壤结构体的类型、数量、稳定 性、土壤孔隙状况等。 团粒结构是良好的土壤结构体，具有多孔性和 稳定性。团粒结构多是土壤肥沃的标志之一。促进 土壤团粒结构形成的主要措施有：一是增施有机肥； 二是酸碱性土壤改良；三是合理的精耕细作；四是 合理轮作；五是合理灌溉、晒垡、冻垡；六是使用 土壤结构改良剂。
中 等 中 等 中 等 中 等 中 等 中 等 中 等 凉 滑
壤土兼有砂土和粘土的优点
土壤质地改善措施
增施有机肥，改良土性； 掺沙掺黏；客土调剂； 引洪漫淤，引洪漫沙； 翻淤压沙，翻沙压淤； 种树种草，培肥改土； 因土制宜，加强管理；
2、土壤孔隙性
定义：土壤孔隙性是指土壤孔隙的数量、大小、 比例、性质的总称。 土壤孔隙类型：通气孔隙、毛管孔隙、无效孔隙。 土壤孔隙性调节——有利于创造松紧适宜的土壤环境，
①不同种类胶体的阳离子交换量的顺序为：有机胶体>蒙 脱石>水化云母>高岭土>含水氧化铁、铝。 ②土壤质地越细，阳离子交换量越高。 ③土壤胶体中SiO2/R2O3比值越大，其阳离子交换量越大， 当SiO2/R2O3<2，阳离子交换量显著降低。 ④pH值下降阳离子交换量降低；反之，交换量增大。
可交换性阳离子有两类：一类是致酸离子，H+和A13+；
表4-5 国际制土壤质地分类
各 级 土 粒 重 量 （%） 粘 粒 粉砂粒 砂粒 类别 质地名称 (＜0.002mm) (0.02-0.002mm) (2-0.02mm) 0-15 0-15 85-100 砂土类 砂土及壤质砂土 0-15 0-45 55-85 砂质壤土 壤 土 0-15 35-45 45-55 壤土类 0-15 45-100 0-55 粉砂质壤土 15-25 0-30 55-85 砂质粘壤土 粘壤 粘 壤 土 15-25 20-45 30-55 土类 15-25 45-85 0-40 粉质粘壤土 25-45 0-20 55-75 砂质粘土 25-45 0-45 10-55 壤质粘土 25-45 45-75 0-30 粘土类 粉质粘土 粘 土 45-65 0-35 0-55 重 粘 土 65-100 0-35 0-35 质地分类
A、深耕结合使用有机肥料
B、客土【外地土】掺沙掺黏
C、深耕或雨后及时中耕
D、灌溉结合排水
E、科学施肥
作业
1、名词解释： 原生矿物 次生矿物 粒级 土壤有机质 质量含水量 土壤通气性 2、土壤有机质的作用是什么？ 3、土壤水分管理的具体措施是什么？
(二)、 土壤基本性质
土壤基本性质包括土壤的物理性质和化学性质。其 中物理性质包括土壤质地、土壤孔隙性、土壤结构 性、土壤热性质、土壤耕性等，土壤化学性质包括 土壤吸收性、土壤酸碱性、土壤缓冲性、土壤养分 等。
表4-1 我国土粒分级标准
颗粒名称 粒径(mm) ＞10
孔隙过大，
石
块
石
粗 细
砾
砾 砾
砂
粒
粗砂粒 细粗粒
水和养分易 石英为主，孔隙大， 流失 10-3 通气和透水性强，保 3-1 原生矿物与次生矿物 水保肥能力弱，营养 的混合体。团聚、胶 次生矿物，土壤营养元 1-0.25 元素含量少 0.25-0.05 结性差，分散性强。 素含量丰富，团聚能力 保水保肥能力较好。 较强，保水保肥性好， 0.05-0.01
1、土壤质地
定义：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）。 依据：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。 分类方法：国际制和美国制均采用三级分类法，即按砂粒、 粉砂粒、粘粒三种粒级的百分数，划分为砂土、壤土、粘 壤土和粘土四类十二级。
有机胶体比表面积也大（～700 m2/g）
（2）土壤胶体的电性： 土壤胶体微粒内部一般带负电荷，形成一个负离子层 （决定电位离子层），其外部由于电性吸引而形成一个
正离子层 （反离子层或扩散层），即合称双电层。
（3）土壤胶体的凝聚性和分散性：
凝聚性：由于胶体的比表面和表面能都很大，为减小表 面能，胶体具有相互吸引、凝聚的趋势，这就是胶体 土壤溶液中常见阳离子的 的凝聚性。
3 、土壤水分
土壤水分是土壤的重要组成部分，主要来自大气 降水和灌溉。
土壤水分并非纯水！！！
实际上土壤水是溶解有一定浓度的无机盐离子、
有机离子、分子的稀薄溶液。因此土壤水分既是植
物养分的主要来源，也是进入土壤的各种污染物向
其他环境圈层（如水圈、生物圈等）迁移的媒介。
土壤水分含量
土壤水分含量通常用质量含水量表示。即单位质量的土壤 中水分质量占烘干【105℃】土质量的比值，用百分数表 示。
②离子半径及水化程度：同价离子中，离子半径越大，
水化离子半径就越小，因而具有较强的交换能力。
Fe3＋＞Al3+＞H+＞Ba2+＞Sr2+>Ca2+＞Mg2+＞Cs+＞Rb+ ＞NH4+＞K+＞Na+＞Li+。（三价离子>二价离子>一价 离子 ）
每千克干土中所含全部阳离子总量，称为阳离子交换量
(cmol/kg) ，不同土壤的阳离子交换量不同：
0.01-0.005 但通气和透水性差。 0.005-0.001 ＜0.001
粉
粒
粗粉粒 细粉粒
粘 粒
粗粘粒 细粘粒
★ 1.土壤矿物质
土壤矿物质是岩石经过物理风化和化学风化形成的。 原生矿物：它们是各种岩石（主要是岩浆岩）受到程度不