第二章--土壤矿物质7PPT课件.ppt

第二章土壤矿物质1.2.1 2.1 土壤矿物 土壤母质来源于岩石、矿物的风化产物，岩石是由矿物所构成，是矿物的天然集合体。2.1.1几种主要岩石类型与特性地壳中的岩石可分为岩浆岩（火成岩）、沉积岩和变质岩三大类。岩浆岩（火成岩）由岩浆冷却凝固形成，如花岗岩、闪长岩、玄武岩等，它们含有石英、长石、深色矿物（如黑云母、辉石、角闪石等原生矿物）。沉积岩是由岩石风化物经搬运、沉积再胶结而形成的，如花岗岩风化形成的石英沙沉入海底经地质变化胶结成的岩石，称为沙岩。变质岩是火成岩或沉积岩在高温、高压下发生质变而形成的，如花岗岩变质形成片麻岩、沙岩和页岩变质形成石英岩和板岩，石灰岩变质可形成大理岩。2.岩石类型与特性2.1.1.1岩浆岩（1）花岗岩：（2）流纹岩：（3）正长岩：（4）玄武岩、（5）橄榄岩3.（1）花岗岩(SiO265%)为粗粒、中粒或细粒全晶质的岩石，呈红色、灰色或浅灰色。岩浆岩（花岗岩）主要矿物石英正长石 黑云母也有角闪石 斜长石由于矿物结晶颗粒较大，组成复杂，容易发生物理风化。4.岩浆岩（流纹岩）化学成分与花岗岩基本相似，因结晶颗粒较小，难以发生物理风化。灰白、浅黄或浅红色。斑状结构斑晶为圆柱状的石英和长方形长石。颜色5.岩浆岩（正长岩）其矿物组成以正长石和角闪石为主不含石英 有少量的灰石、磁铁矿浅红色呈块状或粒状构造。颜色6.是基性(SiO20.05mm)1.2.3.2黏粒(0.001mm)1.2.3.3粉粒(0.050.001mm)69.2.2.1矿物质土粒的分级2.2 2.2 矿物质土粒 自然界中任何一种土壤，主要是由矿物质土粒构成的。这些大小、形状、组成和性质不同的矿物质土粒在土壤中的配合比例千差万别。为了研究大小土粒的性质以及它们在土壤中的配合比例对土壤性质产生的影响，有必要对土粒的大小进行划组分级单粒：在自然状况下，这些大小不一的土粒，有的单个地存在于土壤中，称为单粒 复粒：大部分则相互黏结在一起，叫复粒。机械分析：土粒分级是以单粒大小进行的，对颗粒大小进行分级的测定方法称为机械分析。当量粒径：人为的把土粒直径看成理想球体的直径对待,以便于研究。更确切地说叫做“当量粒径”。粒级：根据粒径的大小和理化性质上的差异，把矿质土粒分为若干组，每组就是一个粒级；组内粒径大小、成分及性质基本相近，而组间有明显的差异。70.2.2 2.2 矿物质土粒 0.050.02物理性粘粒物理性沙粒当量粒径(mm)32石砾石砾石砾石砾21极粗沙粒10.5粗沙粒粗沙粒粗沙粒中国制卡庆斯基制美国农部制国际制(1987)(1957)(1951)(1930)0.50.25粗沙粒中沙粒中沙粒0.250.2细沙粒0.20.1细沙粒细沙粒0.10.05极细沙粒细沙粒粗粉粒粗粉粒0.020.010.010.005中粉粒中粉粒粉粒粉粒0.0050.002细粉粒0.0020.001粗黏粒细粉粒0.0010.0005黏粗黏粒0.00050.0001细黏粒细黏粒0.0001粒胶质黏粒黏粒黏粒(引自黄昌勇土壤学，2000)表2-1几种土壤粒级分级方案71.2.2.2矿物质土粒的组成和性质2.2.2.1矿物质土粒的矿物学组成（1）原生矿物2.2 2.2 矿物质土粒 土壤中含的原生矿物种类和数量,依母质类型、风化强度和成土过程不同而异。一般土壤中含有的原生矿物除石英外，还有长石、白云母和少量的角内石和辉石其次还有磷灰石、赤铁矿、黄铁矿等。土壤中的石砾、沙粒几乎全部由原生矿物所组成，多以石英为主。粉粒绝大多数也是由石英和原生硅酸盐矿物组成由此可见，矿物质土粒愈粗含石英及原生硅酸盐矿物愈多；反之，矿物质土粒愈细，石英和原生硅酸盐矿物含量愈少，而次生矿物的含量则逐渐增多72.2.2 2.2 矿物质土粒73.（2 2）次生矿物2.2 2.2 矿物质土粒它们是由原生矿物经风化过程新形成的矿物，称为次生矿物。也称次生黏粒矿物。次生黏粒矿物有：简单的盐类，如碳酸盐、硫酸盐和氯化物等；含水的氧化铁、氧化铝、氧化硅等氧化物类；次生层状铝硅酸盐，如高岭石、蒙脱石和水化云母类等。74.1.2.2.2矿物质土粒的化学组成2.2 2.2 矿物质土粒 其主要元素有氧、硅、铝、铁、钙、镁、钾、钠、钛、磷、硫以及一些微量元素锰、锌、硼、钼、铜等。氧、硅、铝、铁四种元素占的比例最大。二氧化硅(SiO(SiO2 2)、氧化铝(Al(Al2 2O O3 3)、氧化铁(Fe(Fe2 2O O3 3)三者之和一般占土壤矿物质部分的7575以上，是土壤矿物质的主要成分。矿物质土粒愈粗,含SiOSiO2 2愈多,而AlAl2 2O O3 3、FeFe2 2O O3 3、CaOCaO、MgOMgO、P P2 2O O5 5、K K2 2O O等养料元素含量则愈少由于原生矿物所含营养元素可溶性很小，以致几乎没有提供有效养分的能力。75.2.2 2.2 矿物质土粒 76.2.2.2.3矿物质土粒的水分物理性质土粒粒径大小不同,性质上有明显的差异,主要表现在土壤的水分物理性质上,如黏性、黏着性、可塑性、胀缩性。随着土粒由大变小，这些性质由不显著到显著，由弱到强。2.2 2.2 矿物质土粒 77.2.2 2.2 矿物质土粒 2.01.51.51.03.02.01.00.50.00.250.250.10.100.050.050.010.010.0050.0050.0010.05mm)2.2 2.2 矿物质土粒 2.2.3不同粒级土粒的基本性状土壤中的粗骨部分严格地讲，它们只是侵入土壤中的母岩碎屑，还不能算是土粒。所含矿物均为原生矿物，矿物组成与母岩基本一致它本身为非疏松多孔体,无通透性和蓄水性，也不能提供有效养分。含石砾和沙粒较多的土壤疏松多孔，粒间孔隙大,通气透水好，排水通畅。由于颗粒粗比表面积小，无黏结性、黏着性、可塑性和胀缩性，吸水保肥能力弱大孔隙多，养分转化快，但容易随水流失，耕性较好。79.2.2.3.2黏粒(0.001mm)2.2 2.2 矿物质土粒2.2.3不同粒级土粒的基本性状通气透水性弱，排水不畅黏结性、黏着性、可塑性、胀缩性均强 养料含量丰富，且吸水保肥能力强，潜在养分贮量多 土温较低，土温变幅小，养分不易转化颗粒细小,属于胶体范畴,是化学风化的产物其矿物成分主要为次生矿物，与母岩成分相差很大。颗粒小，比表面大，粒间孔隙小80.2.2.3.3粉粒(0.050.001mm)2.2 2.2 矿物质土粒2.2.3不同粒级土粒的基本性状颗粒大小介于黏粒和沙粒之间，矿物成分有原生矿物，也有次生矿物粉粒很多性质介于沙粒和黏粒之间含粉粒较多的土壤具有一定的可塑性、黏结性、黏着性和吸附性。81.2.3 2.3 土壤质地 2.3.1土壤质地分类2.3.2不同土壤质地的生产性状2.3.3土壤质地层次性及其评价2.3.4不良土壤质地的改良82.1.3.1.1国际制土壤质地分类2.3 2.3 土壤质地 2.3.1土壤质地分类83.2.3.1.2美国土壤质地分类制2.3 2.3 土壤质地2.3.1土壤质地分类84.2.3.1.3卡庆斯基土壤质地分类制2.3 2.3 土壤质地2.3.1土壤质地分类85.2.3.1.4我国土壤质地暂行分类方案2.3 2.3 土壤质地2.3.1土壤质地分类86.土壤质地不同，对土壤的各种性状影响较大2.3 2.3 土壤质地 2.3.2不同土壤质地的生产性状土壤的肥力性状(作物在生长过程中,土壤的水、肥、气、热、扎根条件以及有无产生毒害物质的协调程度)耕作性状(耕作时的难易程度、阻力大小、耕作质量好坏以及宜耕期的长短等)作物反应(出苗难易、快慢、整齐度、早发苗或发晚苗以及成熟早晚等)87.2.3.2.1沙质土类2.3 2.3 土壤质2.3.2不同土壤质地的生产性状 沙粒含量高,颗粒粗,比表面积小,组成的粒间大孔隙数量多。保蓄性差。保水、持水、保肥性能弱，雨后容易造成水肥流失，水分蒸发速率快，失墒多易引起土壤干旱 土壤中原生矿物以石英、长石为主，潜在养料含量少，但养分转化快。土温变幅大,但晚秋也容易造成霜冻。沙性土耕性好,宜耕期长，耕作阻力小,耕后质量好。这种土又称“轻质土”。沙性土大孔隙多,氧气充足,以氧化过程为主,土壤中无毒害物质存在。发小苗不发老苗。沙性土“口松”，出苗快、齐、全。但因养分贫乏容易造成作物中后期脱肥，早熟，早衰。88.2.3.2.2黏质土类2.3 2.3 土壤质地2.3.2不同土壤质地的生产性状 (1)(1)通透性差 颗粒细微，粒间孔隙小(2)(2)保蓄性强 土粒细小，胶体物质含量多，土壤固相比表面积巨大，表面能高，吸附能力强。肥效缓慢。(3)(3)养分含量丰富土壤中以次生矿物为主，其本身养分和吸附外界养分多，潜在养分贮量丰富。但养分转化速度慢。(4)(4)土温变幅小 黏性土水分含量高，空气相对少，地温上升下降均缓慢，故常把黏质土称为冷性土。(5)(5)耕性差由于黏质土比表面积大，土壤的黏结性、黏着性、可塑性、湿胀性强，耕作阻力大，耕作质量差，易起土坷垃或土垡，宜耕期也短。(6)(6)有毒物质多由于大孔隙数量少，造成还原性状态 (7)(7)发老苗不发小苗 89.2.3.2.3 2.3.2.3 壤质土类2.3 2.3 土壤质地2.3.2不同土壤质地的生产性状 壤土由于沙粒、粉粒和黏粒含量比例较适宜它兼有沙质土和黏质土的优点 克服了二者的不足其性状表现均适合农作物的生长发育的要求是农业上较为理想的土壤质地90.除了以上提到的土壤表层(耕层)质地粗细有较大差别外,在同一土壤上下层之间,其质地粗细和厚度亦有很大差异。土壤质地剖面：土壤不同质地层次在土体中的排列状况,称为土壤质地剖面。主要有三个方面：一是母质本身排列的层次性；二是成土过程中物质的淋溶和淀积；三是人为耕作管理活动。2.3 2.3 土壤质地 2.3.3土壤质地层次性及其评价91.母质本身：2.3 2.3 土壤质地2.3.3.1母质本身原有的层次性 华北平原主要由冲积物多次冲积构成,质地剖面层次复杂多样一般的模式有：通体均一型(通体沙、通体黏或通体壤)上粗下细型(蒙金型)上细下粗型中间夹沙型和夹黏型92.图2-19华北平原土壤质地剖面示意图2.3 2.3 土壤质地2.3.3.1母质本身原有的层次性 93.土壤在长期风化和成土过程中2.3 2.3 土壤质地 2.3.3.2成土过程中形成的层次性黏粒或细土粒随水渗漏向下移动下层化学风化使黏粒增多致使土体各层出现不同质地的分异现象一般剖面上部较轻，下部在一定深度黏粒增多，形成黏化层(如华北地区的褐色土)雨水长期冲洗、地表径流也可出现表层黏粒大量流失，形成上沙下黏的剖面层次这种层次具有托水托肥的优点，但过于靠上不利作物生长94.农具的重压2.3 2.3 土壤质地 2.3.3.3长期耕作形成的层次性经常不断的耕、耙、耱、中耕及农具的重压使土壤在耕层底下形成犁底层这层土壤变得紧实，土粒呈成层排列通气透水不良，在土体中影响上下土层水、气、热、肥的交换对旱地来说应该相隔4-54-5年加深耕作一次或深松以除之95.水田与旱地，都要求有一个合适的质地剖面构型2.3 2.3 土壤质地 2.3.3.4土壤质地层次评价为作物生长提供一个良好的土壤环境，保证作物稳产高产。表层以下心土层和底土层的质地状况,有无障碍层次。出现的深度和厚度(如砾石层、沙礓层、黏土层、铁磐层、石膏层等)不同作物品种对土壤质地的适应性不同大多数作物适合表层为轻壤土其厚度不少于151520 cm,20 cm,能达到30 cm30 cm更好下层质地为中壤至重壤，以404050 cm50 cm为佳,这种质地构型北方农民常说的“蒙金土”土壤所处的环境条件要注意水地、旱地的差别。96.1.3.4.1 1.3.4.1 掺沙掺黏，客土调剂2.3 2.3 土壤质地 2.3.4不良土壤质地的改良1.3.4.2 1.3.4.2 翻淤压沙或翻沙压淤1.3.4.3 1.3.4.3 引洪漫淤或引洪漫沙1.3.4.4 1.3.4.4 增施有机肥，改良土性 1.3.4.5 1.3.4.5 种树种草，培肥改土 1.3.4.6 1.3.4.6 因土制宜,加强管理 97.