土壤学(第二章)-土壤矿物质

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。

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》教学大纲一、基本信息二、教学目标及任务要求学生掌握土壤学的基本概念，了解并掌握土壤的基本组成份和土壤主要特性。

牢固树立土壤作为一种资源在农业生产乃至整个国民经济发展以及在整个生态圈中的地位和作用。

掌握土壤资源形成的自然要素及社会经济特征、掌握环境对土壤形成的影响、掌握土壤的主要形成过程、土壤的发生学分类制、系统分类法的分类依据、掌握中国土壤资源的地理优势、开发特点、中国土壤资源的数量、质量、开发对策、世界土壤资源的现状及变化。

土壤资源利用的限制因素、系列规划和多目标决策、全国土壤资源的类型、各土纲、土类的主要形成条件和过程、土壤性质以及利用改良途径、掌握全国的土壤地理分布规律。

三、学时分配以表格方式说明各章节的学时分配，表格如下：教学课时分配四、教学内容及教学要求绪论（土壤学部分）本章重点、难点：土壤的基本概念、土壤在农业生产中的重要意义本章教学要求：需要牢固掌握“土壤”和“土壤肥力”的概念，了解土壤所具有的独特性质，认识土壤在农业生产中的重要性，了解土壤科学的发展简史，以及研究的内容和方法。

习题要点：1、什么是土壤和土壤肥力？2、土壤在农业生产中有哪些的重要意义？3、土壤学有哪些研究内容？与相邻学科的关系如何?第一章土壤矿物质第一节土壤矿物质的矿物组成和化学组成1、土壤矿物质的主要元素组成2、土壤矿物质组成习题要点：土壤矿物质由哪些元素组成的？第二节粘土矿物1、层状硅酸盐粘土矿物2、非硅酸盐粘土矿物习题要点:层状硅酸盐粘土矿物的结构如何？第三节我国土壤粘土矿物分布规律1、风化和成土作用与粘土矿物组成的关系2、我国土壤粘土矿物分布规律习题要点：什么是风化作用？我国土壤粘土矿物分布规律如何?本章重点、难点：土壤矿物质的主要元素组成;层状硅酸盐粘土矿物的结构；我国土壤粘土矿物分布规律本章教学要求：通过本章学习，了解土壤母质的来源，土壤母质与岩石、矿物间的相互关系，重点掌握土壤母质的形成过程，通过风化作用将岩石逐渐解体的分解破碎的过程,了解各种风化作用的类型、作用特点、风化产物以及影响风化作用强度的因素，了解岩石风化物在各种外力作用下搬运一沉积下来的堆积物。

《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。

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：。