土壤学(第二章) 土壤矿物质
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土壤地理学教学大纲第一部分:土壤地理理论教学大纲一、教学目的和要求土壤地理学是自然地理学与土壤学之间的边缘科学,它是以土壤与地理环境之间的特殊矛盾为对象,研究土壤的发生、发育、分异和分布规律的科学。
《土壤地理学》作为地理与资源环境系地理科学专业的专业必修课,重点阐述土壤剖析、土壤发生、土壤分类、土壤类型、土壤分布以及土壤资源的合理利用与保护等内容。
通过系统学习,使学生掌握土壤地理学的基本知识、基本原理和技能,为后续课程的学习及日后从事相关工作打下基础。
二、课程内容与学时分配课程内容与学时分配表内 容 学 时第一章 绪论 4第二章 土壤矿物质 5第三章 土壤有机质 4第四章 土壤生物 2第五章 土壤水分 4第六章 土壤空气和热量 4第七章 土壤物理性质 4第八章 土壤胶体与土壤吸收性能 4第九章 土壤溶液 2第十章 土壤形成和发育 4第十一章 土壤分类 2第十二章 土壤主要类型 2第十三章 土壤空间分异规律与土壤分区 4合计 45第一章 绪论土壤与人类,土壤与地理环境,土壤概念(重点),土壤性质(重点),土壤剖面划分(重点),土壤地理学研究对象、内容和方法(难点),21世纪土壤科学发展展望作业:1.人类应该以什么样的态度来看待和利用土壤?2.怎样理解土壤在地理环境中的地位和作用,以及土壤和人的关系?3.试从地理环境要素相互联系、相互作用的角度证明地理圈中包含着土壤圈。
4.请亲自观察校园绿地或者附近农田林地,选择一个具体的单个土体,运用所学的知识阐述土壤是一个开放系统,并说明该土壤开放系统中的主导物质能量迁移转化过程。
第二章 土壤矿物质土壤矿物质的来源和组成,土壤原生矿物,土壤矿物质形成与转化(难点、重点),土壤次生矿物(重点),土壤矿物质地理分布作业:1.土壤的基本组成是什么?如何看待它们之间的关系?2.试分析地壳和土壤中元素组成的异同点。
3. 试说明土壤次生粘土矿物的构造特征和共同特性。
4. 如何确定土体硅铁铝率与迁移系数,阐述其土壤地理意义。
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》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。
《土壤肥料学》第二章土壤有机质课后思考题解析1、什么是矿质土壤和有机质土壤?矿质土壤简称矿质土,主要是由矿物质组成的、其特性主要由矿物质所决定的土壤.通常含有不到20%的有机质,具有30厘米厚的有机质表土层.有机质土壤是指在土壤学中,一般把耕层含有机质20%以上的土壤。
2、不同土壤中的有机质的来源途径有哪些?对于原始土壤来说,微生物是土壤有机质的最早来源;自然植被条件下,土壤有机质主要来源于地面植物残落物、根系残体和根系分泌物,其次来源于生活在土内的动物和微生物。
农业土壤的有机质主要来源于施入土壤的各种有机肥料,植物遗留的根茬、还田的秸秆以及翻压的绿肥等有机物质。
3、什么是土壤有机质的矿质化过程和腐殖化过程?土壤有机质的矿化过程是指在微生物作用下,复杂的有机物质分解成为简单无机化合物的过程。
土壤腐殖化过程是指土壤有机质在微生物作用下,不仅可以分解成为简单的无机物,同时经过生物化学作用,又可以重新合成更为复杂而且比较稳定的特殊的高分子有机物,即腐殖质。
4、含氮有机物的矿质化过程分为哪几个阶段?具体阶段的条件、过程、结果如何?含氮有机物的矿质化过程可分为4个阶段,水解过程、氨化过程、硝化过程和反硝化过程。
水解过程是,蛋白质在微生物所分泌的蛋白质水解酶的作用下,分解成为简单的氨基酸类含氮化合物。
氨化过程是经水解生成的氨基酸在多种微生物的作用下,产生氨气的过程,条件是在好气、厌氧条件下均可进行,只是不同种类微生物的作用不同。
硝化过程是在通气良好的条件下,氨化作用产生的氨气在土壤微生物的作用下,可经过亚硝酸的中间阶段,进一步氧化成硝酸。
反硝化过程是硝态氮在土壤通气条件不良的情况下,受反硝化细菌作用还原成气态氮(N2,N2O)的过程.5、土壤腐殖质的形成经历哪几个阶段?土壤腐殖质的形成经历两个阶段,为动植物残体分解阶段和新高分子有机物合成阶段。
6、土壤腐殖质酸的组分和性质如何?腐殖酸的主要组成是胡敏酸和富里酸,通常占腐殖酸总量的60%左右。
第二章土壤母质和矿物质第二章 土壤母质和矿物质主要内容(重点):1.土壤矿物质的矿物组成和化学组成2.粘土矿物(重点)3.我国土壤粘土矿物分布规律教学目标与要求:1.了解常见的土壤原生矿物和次生矿物的种类2.重点掌握土壤黏土矿物的结构单元、结构类型、同晶代 换以及不同类型黏土矿物的特性。
教学方式与手段:幻灯,动画演示;举例分析;分子模型演示主要内容(重点):课时数:3课时第一节土壤母质土壤母质:岩石的风化产物,又称成土母质,简称母质。
㈠几种主要岩石类型和特性㈡主要成土矿物的组成和特性㈢岩石的风化作用及其影响因素㈣风化作用的类型㈤风化作用的产物㈥风化产物的类型第一节土壤母质一、几种主要岩石的类型和特性岩浆岩岩浆岩:指地球内部熔融岩浆上浸地壳的一定深度或喷出地表冷却凝固所形成的岩石。
共 性:岩浆岩:玄武岩非碎屑壮的块状构造;没有规则的层次排列;不含化石。
第一节土壤母质一、几种主要岩石的类型和特性沉积岩沉积岩:地壳表面的岩石经风化、搬运、沉积等作用后,在一定条件下胶结硬化所形成的岩石。
其约占地表总面积的75%。
共性:有明显的层理构造;矿物成分复杂并呈碎屑状组织;有时含有化石。
第一节土壤母质一、几种主要岩石的类型和特性变质岩变质岩:沉积岩、岩浆岩经过高温高压或受岩浆侵入的影响,其矿物组成、结构、构造,以至化学成分发生剧烈改变后形成的。
共性:一般具有片理及片麻构造;矿物质地致密,坚硬;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)(一)长石类矿物长石类矿物正长石,又称钾长石,是土壤中钾元素的重要来源。
(二)(二)云母类云母类白云母,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。
(三)角闪石与辉石类矿物含盐基丰富,化学稳定性低,容易被彻底分解。
(四)石英矿物不易风化,是土壤中砂粒的主要来源。
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(五)(五)氧化铁类矿物氧化铁类矿物赤铁矿(Fe 2O 3) ,常使土壤染成红色。
土壤学第二单元质量百分比最大的是土壤矿物质石英是最稳定的土壤矿物橄榄石最容易风化土壤含量最多元素是氧蒙脱石所带负电荷最多在伊利石晶石之间吸附有钾离子同晶替代是指组成矿物的中心离子被电性相同蒙脱石是2:1型矿物水镁片或水铝片是由硅片或铝片通过同晶替代作用形成。
原始土壤有机质最早来源是微生物土壤有机质中含量最多是碳土壤有机质分解和转化的主要驱动力来源于土壤微生物淀粉最容易分解土壤矿物质的元素组成以铁、氧、铝、硅为主。
在强烈风化的土壤中,针铁矿、三水铝石、赤铁矿等次生矿物在土壤中很稳定。
土壤矿物质的组成、结构和性质对土壤的生物学性质、化学性质、物理性质、生物化学性质均有深刻影响。
土壤矿物按来源可以分为次生矿物、原生矿物层状硅酸盐黏土矿物类型2:1:1、1:1、2:1常见的非硅酸盐黏土矿物油氧化硅、水铝英石、氧化铝、氧化铁构成层状硅酸盐黏土矿物晶格的基本结构单位是硅氧四面体、铝氧八面体农耕地土壤有机质微生物、作物根、有机肥料、根系分泌物土壤有机质含量与气候、植被土壤类型、地形有关有机质绝大部分直接来源于根系分泌物、动物排泄物、植物残体、动物残体影响分解和转化的因素有机残体特性、土壤温度、土壤水分、干湿交替判断题:(还没有答案)土壤原生矿物是植物养分的重要来源。
√土壤中的矿物质主要由岩石中矿物变化而来。
√土壤黏土矿物的同晶替代作用,以低价离子取代高价离子最为普遍,使黏土矿物更易带负电。
√高岭组矿物是硅酸盐黏土矿物中结构最简单的一类。
√土壤有机质矿化分解的最终产物全部是CO2和H2O。
×土壤腐殖物质简称土壤腐殖质。
×高岭组矿物是1:1吗√同晶替代中,替代和被替代离子的大小相近、电荷相同?√土壤有机质的主体:腐殖质的主体是:。