K2O?Na2OKO?Na2Oβ=淋溶层 Al O / 母质层 223Al2O3
β值越小表淋溶强度越大。 3、土壤风化指数(μ值):
淋溶层和母质层中氧化钾与氧化钠的比值
K2OK2Oμ=淋溶层 Na O /母质层
μ值都是大于4、土壤样品采集
复习思考题:一、名词解释:1、土壤剖面;2、自然成土因素;3、粘化过程;4、潜育化过程;5、潴育化过程;6、富铝化过程;7、熟化过程;8、土体构型二、土壤的剖面形态特征包括哪些?三、自然土壤剖面包括哪些层次?耕作土壤剖面包括哪些层次四、土壤风化发育的指标有哪些?土壤三相组成:固相固相:矿物质 有机质液相-------土壤液体气相--------粘粒矿物的概念:组成粘粒的次生矿物叫粘粒矿物。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,也非晶型的一、层状硅酸盐粘土矿物
2Na2O1,因土壤胶体对钾的亲和性大于钠,所以:
路线:S型 布点土层厚度数量:
第三章solid、液相liquid 95%(重量)38%(体积) 5% %(重量) 12%(体积)
第一节
,不能太靠近路边离树干要1m以上:5点以上 :20cm 1kg以上gaseous 粘土矿物
16
μ值越大表示土壤风化度越高 ,
每层要取
? 土壤固相组成
和气相土壤气体
(一)构造特征
1、基本结构单位
1.1 硅氧四面体(或简称四面体)
硅氧四面体是硅酸盐矿物的最基本的结构单位,不同的连接组合方式形成不同的硅酸盐矿物。
1.2 铝氧片和铝(氧、水)八面体
铝八面体Aluminum Octahedron为6个氧原子围绕一个铝原子而构成。 许多个铝八面体相互连接成片称为铝氧片。
(二)硅酸盐粘土矿物的种类及一般特性
四个类组:
① 高岭组 ② 蒙蛭组 ③ 伊利石(水化云母)组 ④ 绿泥石组矿物 (1)单位晶层
(A)1:1型单位晶层:由一个硅片和一个铝片构成。硅片顶端的活性氧与铝片底层
的活性氧通过共用的方式形成单位晶层。层面,一个是由具有六角形空穴的氧原子层面,一个是由氢氧构成的层面。1、高岭组(1:1型矿物)包括:高岭石、珍珠陶土、迪恺石及埃洛石等特点:(1)1:1型的晶层结构:单位晶胞的分子式可表示为(2)无膨胀性 两个晶层的层面间产生了键能较强的氢键,岭石层间距约为0.72nm。
(3)电荷数量少,阳离子交换量只有(4)胶体特性较弱 较粗(0.2-2?高岭组粘土矿物是南方热带和亚热土壤中普遍而大量存在的粘土矿物,在华北、西北、东北及西藏高原土壤中含量很少。
(B)2:1型单位晶层
由两个硅片夹一个铝片构成。两个硅片顶端的氧都向着铝片,片通过共用顶端氧的方式形成单位晶层。氧原子面。
2、蒙蛭组(2:1型膨胀性矿物)包括:蒙脱石、绿脱石、拜来石、蛭石等。蒙脱石组在我国东北、华北和西北地区的土壤中分布较广。特征:
(1)2:1型的晶层结构蒙脱石是其典型代表。单位晶胞的分子式可表示Al4Si8O20(OH)42nH2O。
(2)胀缩性大 蒙脱石晶层间距变化在其晶层间距变化在0.96-1.45nm之间。
(3)电荷数量大 同晶替代现象普遍。(4)胶体特性突出 ,较细(有效直径且80%是内表面。蛭石一般为4003103蒙脱石主要由基性火成岩在碱性环境中风化而成,产物。蒙脱石为膨润土的主要成分。膨润土在我国产地很多,河南、浙江等地都有产出。我国具工业价值的蒙脱石矿床多产于中生代火山岩系中。? 1:1型矿物 2:1型矿物 2:1型矿物 2:1:11:1型层状铝硅酸盐的单位晶层有两个不同的3-15Cmoles(+)Kg2:1型层状硅酸盐的单位晶层的两个层面都是0.96-2.14nm之间,蛭虫的膨胀性比蒙脱石小,
0.01-1?m),总表面积为。
也有的是海底沉积的火山灰分解后的17
Al4Si4O10(OH)8。 膨胀系数一般小于5%.高。
10-203103m2kg铝片上下两层氧分别与硅 600-8003103m2kg-1
,
黑龙江、吉林、河北、
型矿物这样-1
-1
m),颗粒的总表面积相对较小,为这样2-1
mkg如辽宁、伊利石
伊利石是一种类似云母的有层状结构的粘土矿物,也被称为水白云母。
伊利石的片状或条状的晶体非常细小,它们一般呈现给我们的是土状。因为含有杂质,伊利石一般为黄、褐、绿等颜色,但如果纯度高则应为白色。
土壤的绿泥石大部分是由母质遗留下来,但也可能由层状硅酸盐矿物转变而来。沉积物和河流冲积物中含较多的绿泥石。
二、含水氧化物和氢氧化物(非硅酸盐粘土矿物)
(一)氧化铁
赤铁矿、针铁矿、褐铁矿、磁铁矿、陵铁矿、兰铁矿 土壤中常见的氧化铁矿物是赤铁矿和针铁矿 针铁矿: 赤铁矿: 在高温、潮湿、风化程度很深的红色土壤中存在较多。 存在方式:赤铁矿:形成于氧化条件下,规模巨大的赤铁矿矿床多与热液作用或沉积作用有关。赤铁矿可成沉积变质型铁矿,主要由磁铁矿、赤铁矿、假像赤铁矿所组成,与石英、绿泥石等共生。接触变质型的赤铁矿主要与磁铁矿、黄铜矿、斑铜矿、磁黄铁矿等硫化物和石榴子石、透辉石、金云母、阳起石等共生。在自然界,磁铁矿和赤铁矿可相互转化。
褐铁矿物。但它的含铁量并不高,是次要的铁矿石。物理性质亦可变痕黄褐色。磁铁矿 磁铁矿的化学成分为面体、集合体呈粒状或块状。(二)氧化铝三水铝石土壤中三水铝石的含量可作为脱硅作用和富铝作用的指标。主要分布在热带和亚热带高度风化的酸性土壤中。起重要作用的主要是非晶质离子,如土壤中磷酸根离子的吸附,使磷被固定,失去其有效性。(三)水铝英石水铝石英由氧化硅、氧化铝和水组成,水铝英石和褐铁矿是常见的两种非晶质矿物,水铝英石是受到风化作用,变质为高岭石之前的中间矿物。(四)氧化硅结晶态氧化硅:主要是石英非晶质的氧化硅:蛋白石(蛋白石经进一步脱水结晶后可变为:玉髓、石英、方英石和磷石英蛋白石呈致密状或钟乳状,纯的蛋白石无色,但因混入不同杂质呈红、黄、褐、绿等各种颜色。
FeOOH):黄色或棕色,呈针状,在温带、亚热带与热带的土壤中大量存在。 Fe2O3):红色,呈六角板状,少量赤铁矿的存在也会使土壤看起来呈红色。呈胶膜质包被在土壤颗粒的表面,或铁盘。
是主要的铁矿物之一,它以含水氧化铁为主要成分的、褐色的天然多矿物混合
magnetite
Fe3O4,晶体属等轴晶系的氧化物矿物,晶体常呈八面体和菱形十二
[Al(OH)3]
(无定形)的铁铝氧化物。
[xAl2O3 ·ySiO2 ·nH2O ]
Si/Al比在1-2之间变化。
SiO2.nH2O)
18
,但总是呈各种色调的褐色,条 非晶质的铁铝氧化物可以吸附阴
((
第二节土壤有机质organic matter
一、土壤有机质的来源:
1)高等植物higher plant(地上部和地下部) 2)土壤中的动物fauna
3)土壤中的微生物microorganism
4)施用的有机肥applying organic fertilizer
高等植物
a. 森林植被(forest vegetation)下有机残体主要来自地上部凋落物,4-5吨/公顷?年; b. 草本植物(herbage)的有机残体主要来自根系,黑土地区达9.3吨/公顷?年(风干根
重);
c. 耕作土壤(cultivated soil),植物残体主要来源根茬,达2-3吨/公顷?年。
由于各地区的气候条件、植被类型及耕作管理不同,进入土壤中的植物残体数量和化学组成有很大的差异。
二、土壤有机质的形态:
1)新鲜有机质fresh(未分解有机质) 2)半分解有机质semi-decompose 3)腐殖质 humus
三、土壤有机质的组成:土壤非腐殖质non-humus+土壤腐殖质humus部分
(1)动、植物和微生物的遗体;
(2)动、植物和微生物的分泌物及排泄物; (3)上述两项物质的部分分解产物; 以上三种为土壤非腐殖质部分。
(4)上述物质经过微生物的作用重新形成的部分,即土壤腐殖质。 1、土壤非腐殖质部分主要有五类有机化合物和灰分物质: 1)碳水化合物carbohydrate:
单糖双糖和多糖类 好气条件 CO2+H2O 单糖双糖和多糖类 厌气条件 有机酸H2、CH4 2)纤维素cellulose、半纤维素semi- cellulose 3)木质素lignin
4)含N化合物( 蛋白质 protein氨基酸amino acid) 5)脂肪fat、树脂resin、蜡质wax和单宁tannis
6)灰分ash物质:Ca、Mg、K、Na、Si、P、S、Fe、Al、Mn
四、土壤有机质的转化
1、有机质的矿(质)化作用mineralization:有机质在微生物作用下分解为简单的无机化合物CO2、H2O和矿质养分的过程。
2、土壤有机质的腐殖化作用humification:有机质在微生物的作用下,形成腐殖质的过程。
通常把每克干重的有机质经过一年分解后转化为腐殖质(干重)的克数,称为腐殖化系数。
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3、影响土壤有机质转化的因素: (一)有机物的组成 (二)外界条件:
(1)土壤水分含量与通气状况, (2)土壤温度, (3)土壤反应, (4)C/N
五、土壤腐殖质:腐殖质是有机物质经微生物作用后,在土壤中新形成 的一类多官
能团的,含氮的,芳香族结构的,酸性的高分子化合物体系。(二) 土壤腐殖质的组成和特性 1)、腐殖质的组成2)、土壤腐殖质中两种成分的性质比较胡敏酸 C、N含量高O、S含量低分子量大 缩合成度高黑色、溶于水水溶液呈弱酸性一价盐溶于水二价盐难溶、三价不溶水稳性团粒结构形成腐殖质是亲水胶体,吸水能力强,最大吸水量可达3)腐殖质的稳定性① 腐殖质具有抵抗微生物分解的能力。② 胡敏酸的平均存留时间为③ 富里酸的平均存留时间为④ 新形成土壤的有机质为⑤ 残体易分解组分为六、土壤有机质对土壤肥力的作用(一) 土壤有机质的作用1)是土壤养分的主要来源;2)促进土壤结构形成,改善土壤物理性质;促进土壤团粒结构形成。3)提高土壤的保水、保肥能力和缓冲性能;4)腐殖质具有生理活性,能促进作物生长5)腐殖质具有络合、螯合作用,有助于消除土壤的污染;同时在酸性土壤中,磷被Al3+固定,腐殖酸能与加磷的有效性。
6)促进土壤微生物的活动。土壤有机质是微生物的生命活动所需的营养和能量来源。七、土壤有机质的积累和调控1)种植绿肥,增施有机肥料;
无色、溶于水 水溶液呈强酸性 一、二、三价盐都溶于水
780~3000年;220~630年;4.7~9年; 0.25年。
N、P、S与有机质含量成线性关系。
发育;Fe3+、Al3+形成络合物、螯合物,从而减少磷与
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富里酸C、N含量低O、S含量高 分子量小
500%以上。 Fe3+、Al3+Fe3+、
缩合成度低
作用,增