土壤矿物质

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 肥料第二节 土壤矿物质与土壤质地一、土壤的组成土壤由固相、液相和气相三相物质组成。

1、固相的物质是土壤矿物质、土壤有机质及土壤生物（土壤微生物），2、土壤液相的主要成分是土壤水分与溶解在水分中的各种物质3、土壤气相的主要成分是氧气、二氧化碳等气体。

在具体的某种土壤中，由于其孔隙体积相对稳定，所以土壤 水分与土壤空气为一种相互消长的关系，即水多气少或水少气多。

三相物质相互影响土壤肥力四因素。

共同决定土壤肥力高低。

土壤的基本组成概况：见P2图1-1 典型农业土壤的物质组成P16表2-3 表2-3列出了典型农业土壤的物质组成。

表2-3 土壤物质组成二、土壤矿物质（一）.土壤矿物质的概念：1、概念：指土壤中无机物质的总和，是组成土壤的骨架物质。

2、作用（1）土壤的主要组成物质，占95%以上； （2）提供植物矿质营养，不包括N 元素。

2.土壤的矿物组成：按其产生的方式不同：（1）原生矿物：原生矿物是指来源于岩浆岩中的矿物质，在风化过程中没有改变化学组成和结晶结构而遗留在土壤中的原始成岩矿物，是由熔融的岩浆直接冷凝所形成的矿物，例如长石、石英、云母等，岩浆岩、沉积岩、变质岩中均含有原生矿物。

土壤中的原生矿物主要存在于沙粒、粉沙粒等较粗的土粒中。

虽然土壤中原生矿物的种类很多，但主要类型为表2-4中的那几类。

表2-4土壤中常见原生矿物的性质意义：①原生矿物是土壤黏土矿物的主要来源，②其风化释放出的无机盐是土壤养分的最初来源，也是最重要的来源。

③原生矿物的性质及其风化产物对土壤理化性质也有重要作用。

2．次生矿物①概念次生矿物是指原生矿物经过风化作用使其组成和性质发生变化而新形成的矿物。

②在土壤中，次生矿物主要存在形式：土壤黏粒，故次生矿物又称为黏土矿物。

③土壤中常见的黏土矿物类型可分成三大类，一是次生层状铝硅酸盐黏土矿物，例如蒙脱石、伊利石、高岭石等（最重要的）(原因见表2-5)；二是结构比较简单、水化程度不等的铁、锰、铝和硅的氧化物及其水合物，如针铁矿(Fe2O3·H2O)、褐铁矿(2Fe2O3·3H2O)、三水铝石 (A12O3·3H2O)、水铝石(A12O3·H2O)、蛋白石(SiO2·nH2O)等；三是一些简单盐类，如石膏、方解石、白云石等。

土壤的物质组成土壤中不同组分的作用土壤中的矿物质被称为土壤的“骨骼”；土壤有机质被称为土壤的“肌肉”或肥力的“精华”。

土壤水分和溶解于其中的养分构成的土壤液相被称为土壤的“血液”。

各种生物是土壤中多种生物过程的驱动力。

土壤三相的物质组成和特性，是土壤肥力的基础，调节三相的比例，可以改变土壤肥力条件。

第二章节土壤矿物质第一节土壤矿物质的矿物组成和化学组成一、土壤矿物基本组成（一）原生矿物1.原生矿物概念：在风化和成土过程中未改变化学组成和结晶结构的原始成岩矿物。

2.原生矿物类型：土壤原生矿物以硅酸盐和铝硅酸盐占绝对优势，常见的有石英、长石、云母、辉石、角闪石、橄榄石等。

3.原生矿物对土壤肥力的贡献(1)构成了土壤的骨骼—粗的土粒(2)提供潜在养分—通过风化作用逐渐释放另外，原生矿物能说明成土母质成因特征：如果土壤中原生矿物丰富，说明土壤相当年轻；随着土壤年龄增长，原生矿物含量和种类逐渐减少。

（二）次生矿物1.次生矿物的概念在风化和成土过程中新形成的矿物。

次生矿物一般比较小，属于粘粒范围，因此，也有人叫它粘土矿物或者粘粒矿物。

粘土矿物（粘粒矿物）：粒径大小在粘粒范围内的次生矿物称之。

2.粘土矿物意义（1）可以帮助人们了解各种土壤在发生学上的地位，在土壤分类学中，次生矿物成为鉴别土类的主要依据。

（2）有助于了解土壤一系列理化性状（吸湿性、可塑性、胀缩性、离子吸附性），判断土壤肥力特征。

（必须更加关注粘土矿物）二、土壤矿物质主要元素组成（一）土壤矿物质元素组成特点1.土壤矿物质主要元素组成为O、Si、Al、Fe.其中，O+Si=76%, O+Si+Fe+Al=88.7%2.不同粒级颗粒的矿物质化学组成有所不同：(1) 随粒径由大到小，SiO2含量由多到少；(2) R2O3(即Fe2O3与Al2O3的总称)与SiO2相反，随粒径由大到小，R2O3含量由少到多；(3)? CaO、MgO、P2O5、K2O随土粒由大到小，含量增加3.在地壳中植物生长的必需营养元素含量很低，其中P+S<0.1% 、N<0.001%，且分布不均匀。