第一章-土壤组成

第一章土壤基本物质组成（Soilphysicalcomposing）Soilmineralmatter(38%,v/v)(95%,w/w)Soilorganicmatter(12%,v/v)(5%,w/w)SoilAtmosphere(15-35%,v/v)Soilwater(solution)(15-35%,v/v)Basicphysicalcomposingofsoil土壤固相土壤孔隙§1-1土壤矿物质§1-1SoilmineralMineral–anelementorcombinationofelementsthatformnatural,inorganiccompoundsofspecificformulationand[often]crystallinestructure.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，是岩石的组成单位。矿物都具有一定的化学成分和物理性质，并以各种形态（固、液、气）存在于自然界中。矿物可以是单一元素所组成的，也可以是几种元素组成的化合物。自然界的矿物绝大多数是固态，少数为液态或胶体状态。一、土壤矿物质的组成（一）土壤矿物组成土壤矿物：由土壤中所有无机物质的总和，是土壤的主要组成物质，构成“土壤骨骼”，是土壤具有各种物理、化学、生物学性质的物质基础。次生矿物Secondaryminerals原生矿物Primaryminerals土壤矿物磷化物类(phosphides)氧化物类(oxides)硫化物类(sulfides)硅酸盐类(silicates)原生矿物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。如石英、长石、云母、辉石、角闪石等。Primaryminerals：formedfrommolten(igneous)materials.石英(quartz)，SiO2石英晶簇(quartzdruse)正长石(orthoclase)KAlSi3O8斜长石(plagioclase)Na(AlSi3O8)·Ca(Al2Si2O8)白云母(muscovite)KH2Al3Si3O12黑云母(biotite)辉石(augite)Ca(Mg,Fe)Si2O6角闪石(hornblende)Ca(Mg,Fe)3Si4O12方解石(calcite)CaCO3磷灰石(apatite)Ca5(PO4)3(F,Cl)赤铁矿(hematite)Fe2O3黄铁矿(hematite)FeS22.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。如蒙脱石、高岭石、伊利石等。Secondaryminerals：mineralsformedfromweatheringorsoil-formingprocessesfromprimaryminerals.次生硅铝酸盐类氧化物类简单盐类次生矿物粘土矿物蒙脱石（montmorillonite）伊利石（illite）高岭石（kaolinite）方解石（calcite）1.四大元素：氧(O)、硅(Si)、铝(Al)、铁(Fe)占总质量的88.7％以上（二）土壤矿物质的化学组成2.三大化合物：二氧化硅(SiO2)三氧化二铝(Al2O3)三氧化二铁(Fe2O3)占总质量的75％以上土壤矿物质的化学组成矿物SiO2A12O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OP2O3石英100－－－－－－－正长石62－6618－20－0－3－9－159－4－斜长石61－7019－26－0－9－0－46－11－白云母44－4634－370－2－0－38－110－2－黑云母33－3613－303－110－22－206－9－－辉石45－553－100－616－266－20－－－二、土壤质地（土壤机械组成）土壤质地：土壤中各粒级土粒的比例组合Soiltexture：theproportionsofsands,silts,andclaysinasoilSoiltextureisanimportantvariableincontrollingporosity,permeability,waterstoragecapacity,aeration,rootpenetration,andotherfunctionalcharacteristics.1.概念按照土粒的大小，将其分为若干组称为土壤粒级，一般分为石砾、砂粒、粉砂粒和粘粒Soilparticlefraction：grouppartitionofsoilparticleaccordingtoitsdiameter（一）土壤粒级（soilparticlefraction）石砾（gravel）砂粒（sand）粘粒（clay）粉砂粒（silt）土壤团聚体土壤分散为单粒土壤粒级划分石砾1mm砂粒1-0.05mm粉砂粒0.05-0.002mm粘粒0.002mm2.土粒分级标准(1)国际制原为瑞典土壤学家爱特伯拟定，1930年第二届国际土壤学会提出。粒级分类标准为十进位，简明易记，但人为性强，西欧多采用。粒级粒径（mm）石砾（gravel）砂粒（sand）粗砂粒（coarsesand）细砂粒（finesand）粉砂粒（silt）粘粒（clay）2.02.0～0.022.0～0.20.2～0.020.02～0.0020.002(2)卡庆斯基制前苏联的分类标准。将大于1mm的划为石砾；1mm～0.01mm的称为物理性砂粒，0.01mm的称为物理性粘粒。两大粒级进一步细分。粒级粒径（mm）石块（block）石砾（gravel）物理性砂粒（physicalsand）粗砂粒（coarsesand）中砂粒（mediumsand）细砂粒（finesand）粗粉粒（coarsesilt）物理性粘粒（physicalclay）中粉粒（mediumslit）细粉粒（finesilt）粗粘粒（coarseclay）细粘粒（fineclay）胶粒（colloidalparticle）33～11～0.011～0.50.5～0.250.25～0.050.05～0.010.010.01~0.0050.005~0.0010.001~0.00050.0005~0.00010.0001(3)中国制中国科学院南京土壤所等单位编制。把粘粒分为粗和细两个粒级。粒级粒径（mm）石块（block）石砾（gravel）砂粒（sand）粗砂粒（coarsesand）细砂粒（finesand）粉粒（silt）粗粉粒（coarsesilt）中粉粒（mediumslit）细粉粒（finesilt）粘粒（clay）粗粘粒（coarseclay）细粘粒（fineclay）33～11～0.051～0.250.25～0.050.05～0.0020.05～0.010.01～0.0050.005～0.0020.0020.002~0.0010.0013.各粒级的组成(1)矿物组成砂粒和粉粒以原生矿物为主，粘粒以次生硅酸盐矿物为主(2)化学组成砂粒和粉粒中二氧化硅（SiO2）含量高，粘粒中Al2O3、Fe2O3含量较高1.土壤质地分类按照各土粒含量的百分组合，一般将土壤分为砂土、壤土、粘土三大类（二）土壤质地（soiltexture）砂土（sandy）粘土（clay）壤土（loam）砂粒1-0.05mm粗粉砂粒0.05-0.01mm细粘粒0.001mm粒级名称26%52%22%各粒级含量分类标准中国土壤质地分类标准质地名称？？粉砂土(1)国际制分为砂土、壤土、粘壤土、粘土四大类，以粘粒含量为主要标准：15％为砂土、壤土组；15％～25％为粘壤组；25%为粘土组。粉砂粒含量45%，冠以“粉砂质”；砂粒含量55％～85％，冠以“砂质”；砂粒含量85%，称“砂土或壤砂土”国际制质地分类三角图重粘土粘土壤质粘土砂质粘土砂质粘壤土粘壤土粉砂质粘壤土粉砂质壤土砂质壤土粉砂质粘土壤土砂土及壤质砂土粉砂粒0～100％粉砂粒0.02～0.002mm砂粒2～0.02mm粘粒0.002mm(2)卡庆斯基制（简制）根据物理性粘粒的含量划分为砂土、壤土、粘土三类九种；同时考虑到土壤类型的差别。质地组质地名称物理性粘粒含量（％）灰化土草原土壤、红黄壤碱化土、碱土砂土松砂土紧砂土0～55～100～55～100～55～10壤土砂壤土轻壤土中壤土重壤土10～2020～3030～4040～5010～2020～3030～4545～6010～1515～2020～3030～40粘土轻粘土中粘土重粘土50～6565～808060～7575～858540～5050～6565对于石砾（1mm）含量高的土壤，应将其取出称重后计算比例，在原质地名称前冠以石砾含量分级。石砾含量（%）石质程度0.5非石质0.5-5轻石质5-10中石质10重石质(3)中国制结合国际制、卡制及我国土壤情况，粗质土以砂粒（1～0.05mm）含量为依据，粘质土以粘粒（0.001mm）含量为依据，而壤土则综合考虑砂粒、粉砂粒与粘粒比例，共划分为3类12种。质地组质地名称颗粒组成（％）砂粒(1～0.05mm)粗粉粒(0.05～0.001mm)细粘粒(0.001mm)砂土粗/重砂土细/中砂土面/轻砂土7060～7050～6030壤土砂粉土粉土≥2020≥40砂壤土壤土≥202040粘土粉/轻粘土壤/中粘土粘土重粘土30～3535～4040～6060中国土壤质地分类标准（三）土壤质地与肥力的关系1.砂土类（sandy）：轻、薄、暖特点：俗称“白土”、“白塘土”通气透水性强保水保肥性差养分含量低，肥效快，“发小苗不发老苗”升温降温快，热性土耕性好，亦耕期长宜：适种抗旱耐瘠作物，保证水源，及时灌溉，多施有机肥，少施勤施化肥，保证养分、水分供给。2.粘土类（clay）：重、壮、冷特点：俗称“红土”、“红泥土”通气透水性差保水保肥性强养分含量高但释放较慢，肥效时间长，“发老苗不发小苗”升温降温慢，冷性土耕性较差宜：适种小麦、水稻、玉米等禾本科作物，多施有机肥，加强水分管理。3.壤土类（loam）：柔、沃、温特点：俗称“两合土”、“连合土”兼具砂土、粘土类的优点，消除了砂土和粘土的缺点，是农业生产中质地较理想的土壤通气透水性适中，保水保肥性好，土温比较稳定，“发小苗又发老苗”宜：适种作物种类多。（四）不同质地土壤的利用与改良1.不同作物对土壤质地的要求不同作物因其生物学特性及耕作栽培要求的不同，对土壤条件的需求也不一样——土宜生长期短、耐旱耐瘠、块根块茎类作物，如蔬菜、高梁、花生、马铃薯、西瓜等，宜砂质土水稻、小麦等生育期较长的作物宜壤土、粘壤土果树宜土层深厚、排水良好的砂壤－中壤土茶树宜含砾石的壤土、粘壤土2.土壤质地改良措施（1）增施有机肥料（2）客土法（3）翻淤压砂，翻砂压淤（4）引洪放淤、引洪漫沙（5）因地制宜的耕作管理措施（1）增施有机肥料有机肥料中，含有大量有机质，有机质的粘结力和粘着力都比砂粒强，而比粘粒弱。施用有机肥可以克服砂土过砂，粘土过粘的缺点；有机质还可改善土壤结构状况，使土壤松紧程度、孔隙状况、吸收性能都得到改善，从而提高土壤的肥力。（2）客土法客土是改良土壤质地较有效的方法。一般要就地取材，因地制宜。在砂地附近有粘土或胶粘土、河沟淤泥，可采用搬粘压砂的办法；粘土地块附近有砂土或河砂可采用搬砂压泥的办法，通过耕作使砂粘掺合。逐年改良达到三成泥七成砂或四成泥六成砂的范围内。（4）引洪放淤、引洪漫砂在有条件的大河中下游地区，可利用河流不同季节所携带泥沙的粗细不同，分别将河水引入过砂或过粘的土壤上，使之沉积下来，对本土进行改良。（3）翻淤压砂，翻砂压淤砂土表层下不深处有淤泥层（夹粘层），或粘土表层下不深处有砂土层（腰砂地或隔砂地），都不利作物生长。可通过将表土“大揭盖”、底土“大翻身”的办法，将上下砂粘土层搅混掺和，调剂土质。原生矿物次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，形成的新矿物蒙脱石伊利石正长石高岭石辉石白云母石英土壤矿物四大元