土壤礦物質(zhì)和土壤質(zhì)地

1、第三章第三章 土壤礦物質(zhì)和土壤質(zhì)地土壤礦物質(zhì)和土壤質(zhì)地 教學(xué)目標(biāo)：教學(xué)目標(biāo)：（1）掌握土壤）掌握土壤粒級(jí)粒級(jí)的概念和了解的概念和了解分級(jí)方案分級(jí)方案的依據(jù)；的依據(jù)；（2）重點(diǎn)掌握）重點(diǎn)掌握四大基本粒級(jí)四大基本粒級(jí)的性狀；的性狀；（3）掌握土壤）掌握土壤質(zhì)地質(zhì)地含義、了解幾種不同質(zhì)地含義、了解幾種不同質(zhì)地分類(lèi)方案的特點(diǎn)分類(lèi)方案的特點(diǎn)；（4）掌握三種不同質(zhì)地土壤的）掌握三種不同質(zhì)地土壤的肥力性狀肥力性狀、不良土壤質(zhì)地、不良土壤質(zhì)地改良改良的基本措施的基本措施 教學(xué)內(nèi)容：教學(xué)內(nèi)容： 第一節(jié)第一節(jié) 土壤粒級(jí)及其特性土壤粒級(jí)及其特性 第二節(jié)第二節(jié) 土壤質(zhì)地的概念及其分類(lèi)土壤質(zhì)地的概念及其分類(lèi) 第三節(jié)第三

2、節(jié) 土壤質(zhì)地與肥力的關(guān)系及其改良土壤質(zhì)地與肥力的關(guān)系及其改良 來(lái)源來(lái)源：礦物質(zhì)土粒來(lái)源于巖石礦物的風(fēng)化產(chǎn)物（礦物質(zhì)土粒來(lái)源于巖石礦物的風(fēng)化產(chǎn)物（土壤母質(zhì)土壤母質(zhì)）過(guò)程過(guò)程：土壤母質(zhì)在成土因素的影響下，經(jīng)過(guò)成土作用把母質(zhì)土壤母質(zhì)在成土因素的影響下，經(jīng)過(guò)成土作用把母質(zhì)逐漸變成土壤，母質(zhì)中的礦物質(zhì)顆粒漸漸變成礦物質(zhì)逐漸變成土壤，母質(zhì)中的礦物質(zhì)顆粒漸漸變成礦物質(zhì)土粒土粒分類(lèi)分類(lèi)：原生礦物原生礦物 直接來(lái)源于直接來(lái)源于母巖母巖的礦物，其中巖漿巖的礦物，其中巖漿巖 是其主要來(lái)源是其主要來(lái)源次生礦物次生礦物 則是由則是由原生礦物分解轉(zhuǎn)化原生礦物分解轉(zhuǎn)化而成的而成的 一、一、 土粒的來(lái)源土粒的來(lái)源土壤中主要的

3、原生礦物組成土壤中主要的原生礦物組成 原生礦物原生礦物 分子式分子式 穩(wěn)定性穩(wěn)定性 常量元素常量元素 微量元素微量元素 橄欖石橄欖石 角閃石角閃石 輝輝 石石 黑云母黑云母 斜長(zhǎng)石斜長(zhǎng)石 鈉長(zhǎng)石鈉長(zhǎng)石 石榴子石石榴子石 正長(zhǎng)石正長(zhǎng)石 白云母白云母 鈦鐵礦鈦鐵礦 磁鐵礦磁鐵礦 電氣石電氣石 鋯英石鋯英石 石石 英英 (Mg,Fe)2SiO4 Ca2Na(Mg,Fe)2(Al,Fe3+)(Si,Al)4 O11(oH)2Ca(Mg,Fe,Al)(Si,Al)2O6 K(Mg,Fe)(Al,Si3O10)(OH)2 Ca Al2 Si2 O8 NaAlSi3O8 KAlSi3O8 KAl2(AlSi

4、3O10)(OH)2 SiO2 易風(fēng)化易風(fēng)化 較穩(wěn)定較穩(wěn)定 極穩(wěn)定極穩(wěn)定 Mg,Fe,Si Mg,Fe,Ca,Al,Si Ca,Mg,Fe,Al,Si K,Mg,Fe,Al,Si Ca,Al,Si Na,Al,Si Cu,Mg,Fe,Al,Si K,Al,Si K,A,Si Fe,Ti Fe Cu,Mg,Fe,Al,Si Si Si Ni,Co,Mn,Li,Zn,Cu,Mo Ni,Co,Mn,Li,Se,V,Zn,Cu,Ga Ni,Co,Mn,Li,Se,V,Pb,Cu,Ga Rb,Ba,Ni,Co,Se,Li,Mn,V,Zn Sr,Cu,Ga,Mo Cu,Ga Mn,Cr,Ga Ra,Ba,

5、Sr,Cu,Ga F,Rb,Sr,Ga,V,Ba Co,Ni,Cr,V Zn,Co,Ni,Cr,V Li,Ga Zn,Hg 次生礦物：高嶺石、蒙脫石、伊利石等次生礦物：高嶺石、蒙脫石、伊利石等礦物質(zhì)土粒礦物質(zhì)土粒和和有機(jī)質(zhì)土粒有機(jī)質(zhì)土粒 前者的數(shù)目占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，而且在土壤中長(zhǎng)期前者的數(shù)目占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，而且在土壤中長(zhǎng)期地穩(wěn)定地存在，構(gòu)成土壤固相骨架；地穩(wěn)定地存在，構(gòu)成土壤固相骨架； 后者或者是有機(jī)殘?bào)w的碎屑，極易被小動(dòng)物后者或者是有機(jī)殘?bào)w的碎屑，極易被小動(dòng)物吞噬和微生物分解掉，或者是與礦質(zhì)土粒結(jié)合吞噬和微生物分解掉，或者是與礦質(zhì)土粒結(jié)合而形成復(fù)粒，因而很少單獨(dú)地存在。而形成復(fù)粒，因而很少單獨(dú)地存在。

6、 通常所指土粒，是專(zhuān)指礦質(zhì)土粒通常所指土粒，是專(zhuān)指礦質(zhì)土粒。二、二、 土粒的種類(lèi)土粒的種類(lèi)單粒單粒和和復(fù)粒復(fù)粒 固相骨架中的礦質(zhì)土?？梢詥蝹€(gè)地存在，固相骨架中的礦質(zhì)土?？梢詥蝹€(gè)地存在，稱(chēng)為稱(chēng)為單粒單粒，在質(zhì)地輕而缺少有機(jī)質(zhì)的土壤中，在質(zhì)地輕而缺少有機(jī)質(zhì)的土壤中，單粒在數(shù)目上占優(yōu)勢(shì)。，單粒在數(shù)目上占優(yōu)勢(shì)。 在質(zhì)地粘重及有機(jī)質(zhì)含量較多的土壤中，在質(zhì)地粘重及有機(jī)質(zhì)含量較多的土壤中，許多單粒相互聚集成許多單粒相互聚集成復(fù)粒復(fù)粒。也稱(chēng)單粒為原生。也稱(chēng)單粒為原生土粒，稱(chēng)復(fù)粒為次生土粒。土粒，稱(chēng)復(fù)粒為次生土粒。通常所說(shuō)的土粒，均指礦質(zhì)土粒中的單粒通常所說(shuō)的土粒，均指礦質(zhì)土粒中的單粒三、三、 土粒的土粒的粒級(jí)

7、粒級(jí)當(dāng)量粒徑當(dāng)量粒徑和和“理想土壤理想土壤” 當(dāng)量粒徑、有效粒徑、理想土壤當(dāng)量粒徑、有效粒徑、理想土壤的概念來(lái)自土壤機(jī)械分析的概念來(lái)自土壤機(jī)械分析（顆粒分析）時(shí)采用的假設(shè)和方法（顆粒分析）時(shí)采用的假設(shè)和方法有效粒徑：有效粒徑：以圓篩的孔徑作土粒的直徑以圓篩的孔徑作土粒的直徑 如通過(guò)如通過(guò)1毫米篩而阻留在毫米篩而阻留在0.5毫米篩上的土粒即是毫米篩上的土粒即是1-0.5毫毫米粒級(jí)，余類(lèi)推米粒級(jí)，余類(lèi)推當(dāng)量粒徑：當(dāng)量粒徑：細(xì)粒部分看作光滑的實(shí)心園球，取與此粒級(jí)沉降細(xì)粒部分看作光滑的實(shí)心園球，取與此粒級(jí)沉降速率相同的圓球直徑（斯托克斯定律）速率相同的圓球直徑（斯托克斯定律）理想土壤：理想土壤：由由光

8、滑實(shí)心圓球光滑實(shí)心圓球各級(jí)土粒堆積的土壤各級(jí)土粒堆積的土壤與實(shí)際情況相差甚遠(yuǎn)（尤其是對(duì)片狀粘粒來(lái)說(shuō)），但在土壤學(xué)、與實(shí)際情況相差甚遠(yuǎn)（尤其是對(duì)片狀粘粒來(lái)說(shuō)），但在土壤學(xué)、土工學(xué)研究及應(yīng)用中這種圓球堆積的土工學(xué)研究及應(yīng)用中這種圓球堆積的“理想土壤理想土壤”沿用已久沿用已久這種粒徑劃分就是這種粒徑劃分就是礦質(zhì)土粒的分級(jí)礦質(zhì)土粒的分級(jí)粒級(jí)（粒組）粒級(jí)（粒組）：根據(jù)土粒直徑的大小和性質(zhì)上的：根據(jù)土粒直徑的大小和性質(zhì)上的差異，將礦物質(zhì)土粒劃分為若干粒徑等級(jí)，每一差異，將礦物質(zhì)土粒劃分為若干粒徑等級(jí)，每一等級(jí)就叫一個(gè)等級(jí)就叫一個(gè)粒級(jí)粒級(jí)。 土粒的大小分級(jí)土粒的大小分級(jí)粒級(jí)粒級(jí) 組內(nèi)粒徑大小、成分及性質(zhì)基本

9、相近組內(nèi)粒徑大小、成分及性質(zhì)基本相近 而組間則有明顯的差異而組間則有明顯的差異常見(jiàn)的土壤粒級(jí)制常見(jiàn)的土壤粒級(jí)制 （P70 表表5-1）當(dāng)量粒徑當(dāng)量粒徑 (毫米毫米) 中國(guó)制中國(guó)制 (1987) 卡欽斯基制卡欽斯基制 (1957) 美國(guó)農(nóng)部制美國(guó)農(nóng)部制 (1951) 國(guó)際制國(guó)際制 (1930) 3-2 石石 礫礫 石石 礫礫 石石 礫礫 石石 礫礫 2-1 極粗砂粒極粗砂粒 1-0.5 粗砂粒粗砂粒 粗砂粒粗砂粒 粗砂粒粗砂粒 粗砂粒粗砂粒 0.5-0.25 物物 中砂粒中砂粒 中砂粒中砂粒 0.25-0.2 理理 細(xì)砂粒細(xì)砂粒 0.2-0.1 細(xì)砂粒細(xì)砂粒 性性 細(xì)砂粒細(xì)砂粒 0.1-0.05

10、 砂砂 極細(xì)砂粒極細(xì)砂粒 細(xì)砂粒細(xì)砂粒 0.05-0.02 粗粉粒粗粉粒 粒粒 粗粉粒粗粉粒 0.02-0.01 粉粉 粒粒 0.01-0.005 中粉粒中粉粒 物物 中粉粒中粉粒 粉粉 粒粒 0.005-0.002 細(xì)粉粒細(xì)粉粒 理理 細(xì)粉粒細(xì)粉粒 0.002-0.001 粗粘粒粗粘粒 性性 0.001-0.0005 粘粘 粘粘 粗粘粒粗粘粒 粘粘 粒粒 粘粘 粒粒 0.0005-0.0001 細(xì)粘粒細(xì)粘粒 粒粒 粒粒 細(xì)粘粒細(xì)粘粒 0.05 mm）（1）顆粒大，所含礦物為原生礦物。）顆粒大，所含礦物為原生礦物。（2）含石礫和砂粒較多的土壤疏松多孔，通氣透水好，排）含石礫和砂粒較多的土壤疏松

11、多孔，通氣透水好，排 水通暢，脹縮性小。水通暢，脹縮性小。（3）比表面積小，無(wú)粘結(jié)性，粘著性、可塑性，耕性好。）比表面積小，無(wú)粘結(jié)性，粘著性、可塑性，耕性好。（4）吸水保肥能力弱，養(yǎng)分易隨水流失，升溫快，養(yǎng)分易轉(zhuǎn)化。）吸水保肥能力弱，養(yǎng)分易隨水流失，升溫快，養(yǎng)分易轉(zhuǎn)化。4 4、不同粒級(jí)土粒的基本特征、不同粒級(jí)土粒的基本特征B 粘粒（粘粒（0.002 mm或或0.001 mm ）（1）顆粒細(xì)小，屬膠體范圍，礦物成分主要為次生礦物。）顆粒細(xì)小，屬膠體范圍，礦物成分主要為次生礦物。（2）通氣透水性弱，排水不暢，易造成土壤積水和內(nèi)澇。）通氣透水性弱，排水不暢，易造成土壤積水和內(nèi)澇。（3）比表面大，粘結(jié)

12、性，粘著性、可塑性均強(qiáng)，耕性不良）比表面大，粘結(jié)性，粘著性、可塑性均強(qiáng)，耕性不良 ，干時(shí)結(jié)塊龜裂，濕時(shí)泥濘。，干時(shí)結(jié)塊龜裂，濕時(shí)泥濘。（4）粘粒本身養(yǎng)料豐富，吸水保肥能力強(qiáng)，潛在養(yǎng)分儲(chǔ)量）粘粒本身養(yǎng)料豐富，吸水保肥能力強(qiáng)，潛在養(yǎng)分儲(chǔ)量 多，但土溫較低，養(yǎng)分不易轉(zhuǎn)化。多，但土溫較低，養(yǎng)分不易轉(zhuǎn)化。C 粉粒（粉粒（0.05 mm0.002 mm） 顆粒大小及其性質(zhì)位于砂粒和粘粒之間。顆粒大小及其性質(zhì)位于砂粒和粘粒之間。第二節(jié)第二節(jié) 土壤質(zhì)地的概念及其分類(lèi)土壤質(zhì)地的概念及其分類(lèi) 土壤機(jī)械組成：土壤機(jī)械組成：土壤中各級(jí)土粒所占的質(zhì)量百分比土壤中各級(jí)土粒所占的質(zhì)量百分比 土壤質(zhì)地對(duì)土壤性狀如土壤質(zhì)地對(duì)土

13、壤性狀如養(yǎng)分含量、通氣透水性、保水保肥養(yǎng)分含量、通氣透水性、保水保肥性以及耕作性狀性以及耕作性狀等都有很大的影響，所以，在闡明土壤肥等都有很大的影響，所以，在闡明土壤肥力時(shí)，質(zhì)地是首先考慮的因素之一力時(shí)，質(zhì)地是首先考慮的因素之一 土壤質(zhì)地土壤質(zhì)地：按照土壤中不同粒級(jí)土粒的相對(duì)比例（：按照土壤中不同粒級(jí)土粒的相對(duì)比例（土壤土壤機(jī)械組成的差異機(jī)械組成的差異 ）把土壤分成若干組合，每一組合即為）把土壤分成若干組合，每一組合即為一種土壤質(zhì)地。一種土壤質(zhì)地。 一、土壤質(zhì)地分類(lèi)一、土壤質(zhì)地分類(lèi)二、土壤質(zhì)地與肥力的關(guān)系二、土壤質(zhì)地與肥力的關(guān)系三、不同質(zhì)地土壤的利用與改良三、不同質(zhì)地土壤的利用與改良一、土壤質(zhì)

14、地分類(lèi)一、土壤質(zhì)地分類(lèi)1、國(guó)際制、國(guó)際制（2 2）依據(jù)砂粒、粉粒和粘粒三種粒級(jí)的數(shù)量）依據(jù)砂粒、粉粒和粘粒三種粒級(jí)的數(shù)量() 細(xì)分為細(xì)分為12級(jí)級(jí) （1）以粘粒）以粘粒(0.002mm)含量判定含量判定4類(lèi)類(lèi)：45% 粘土類(lèi)粘土類(lèi)國(guó)際制土壤質(zhì)地分類(lèi)（四類(lèi)十二級(jí)）（四類(lèi)十二級(jí)）名級(jí)土粒重量名級(jí)土粒重量(%) 質(zhì)地質(zhì)地 類(lèi)別類(lèi)別 分類(lèi)質(zhì)地名稱(chēng)分類(lèi)質(zhì)地名稱(chēng) 粘粒粘粒( 0.002mm) 粉粒粉粒 (0.020.002mm) 砂粒砂粒 (20.02mm) 砂土類(lèi)砂土類(lèi) 砂土及壤質(zhì)砂土砂土及壤質(zhì)砂土 015 015 85100 砂質(zhì)壤土砂質(zhì)壤土 015 045 5585 壤土類(lèi)壤土類(lèi) 壤壤 土土 015

15、 3045 4055 粉砂質(zhì)壤土粉砂質(zhì)壤土 015 45100 055 砂質(zhì)粘壤土砂質(zhì)粘壤土 1525 030 5585 粘壤土粘壤土類(lèi)類(lèi) 粘壤土粘壤土 1525 2045 3055 粉砂質(zhì)粘壤土粉砂質(zhì)粘壤土 1525 4585 040 砂質(zhì)粘土砂質(zhì)粘土 2545 020 5575 壤質(zhì)粘土壤質(zhì)粘土 2545 045 1055 粘土類(lèi)粘土類(lèi) 粉砂質(zhì)粘土粉砂質(zhì)粘土 2545 4575 030 粘粘 土土 4565 035 055 重粘土重粘土 65100 035 035 注：注：在分析工作中不包括大于在分析工作中不包括大于2 mm的石礫，這一部分含的石礫，這一部分含量另行計(jì)算（量另行計(jì)算（表表5

16、-105-10）。河北省土壤普查：（表河北省土壤普查：（表 5-11：壤質(zhì)：壤質(zhì)60.2%，壤質(zhì)砂土，壤質(zhì)砂土20.5%） 粘粒粘粒(0.01mm），物理粘粒（），物理粘粒（0.01mm）卡慶斯基土壤質(zhì)地分類(lèi)(簡(jiǎn)明方案) 物理性粘粒物理性粘粒(0.01mm)() 物理性砂粒物理性砂粒(0.01mm)() 質(zhì)地名稱(chēng)質(zhì)地名稱(chēng) 灰化土類(lèi)灰化土類(lèi) 草原土及草原土及紅黃壤類(lèi)紅黃壤類(lèi) 柱狀堿土及柱狀堿土及強(qiáng)堿化土類(lèi)強(qiáng)堿化土類(lèi) 灰化灰化 土類(lèi)土類(lèi) 草原土及草原土及 紅黃壤類(lèi)紅黃壤類(lèi) 柱狀堿柱狀堿土及土及強(qiáng)堿化土類(lèi)強(qiáng)堿化土類(lèi) 松砂土松砂土 05 05 05 10095 10095 10095 砂土砂土 緊砂土

17、緊砂土 510 510 510 9590 9590 9590 砂壤土砂壤土 1020 1020 1020 9080 9080 9085 輕壤土輕壤土 2030 2030 1520 8070 8070 8580 中壤土中壤土 3040 3045 2030 7060 7055 8070 壤土壤土 重壤土重壤土 4050 4560 3040 6050 5540 7060 輕粘土輕粘土 5065 6075 4050 5035 4025 6050 中粘土中粘土 6580 7585 5065 3520 2515 5035 粘土粘土 重粘土重粘土 80 85 65 20 15 35 注：在分析工作中不包括大

18、于注：在分析工作中不包括大于1mm的石礫，這一部分含量另的石礫，這一部分含量另行計(jì)算（行計(jì)算（表表5-85-8）。 4、中國(guó)質(zhì)地分類(lèi)、中國(guó)質(zhì)地分類(lèi)共劃分三類(lèi)十一級(jí)共劃分三類(lèi)十一級(jí) 我國(guó)土壤質(zhì)地分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn) （1985, 1996） 顆粒組成顆粒組成%（粒徑：毫米）（粒徑：毫米） 質(zhì)地組質(zhì)地組 質(zhì)地名稱(chēng)質(zhì)地名稱(chēng) 砂粒砂粒(1-0.05) 粗粉粒粗粉粒(0.05-0.01) 細(xì)粘粒細(xì)粘粒(80 7080 6070 5060 砂粉土砂粉土 粉土粉土 20 20 40 30 壤土壤土 砂壤砂壤 壤土壤土 20 20 60 由于中國(guó)制的三元粒級(jí)互不銜接，不能構(gòu)成三角質(zhì)地圖，由于中國(guó)制的三元粒級(jí)互不銜接，不能

19、構(gòu)成三角質(zhì)地圖，故不便查用故不便查用一、土壤質(zhì)地與肥力的關(guān)系一、土壤質(zhì)地與肥力的關(guān)系土壤的土壤的生產(chǎn)性狀生產(chǎn)性狀：指土壤質(zhì)地的差異在林業(yè)生產(chǎn)中的反：指土壤質(zhì)地的差異在林業(yè)生產(chǎn)中的反應(yīng)，它包括土壤的：應(yīng)，它包括土壤的：肥力狀況：肥力狀況：植物在生長(zhǎng)過(guò)程中，土壤的水、肥、氣、熱、植物在生長(zhǎng)過(guò)程中，土壤的水、肥、氣、熱、扎根條件以及有無(wú)產(chǎn)生毒害物質(zhì)的協(xié)調(diào)程度；扎根條件以及有無(wú)產(chǎn)生毒害物質(zhì)的協(xié)調(diào)程度；耕作性狀：耕作性狀：耕作時(shí)的難易程度、阻力大小、耕作質(zhì)量好壞耕作時(shí)的難易程度、阻力大小、耕作質(zhì)量好壞以及宜耕期的長(zhǎng)短等；以及宜耕期的長(zhǎng)短等；林木反應(yīng)：林木反應(yīng)：P 79-81第三節(jié)第三節(jié) 土壤質(zhì)地與土壤肥

20、力的關(guān)系及其改良土壤質(zhì)地與土壤肥力的關(guān)系及其改良 泛指與砂土性狀相近的一類(lèi)土壤，泛指與砂土性狀相近的一類(lèi)土壤，物理粘粒含量物理粘粒含量45%，質(zhì)地細(xì)質(zhì)地細(xì)(粘重粘重)， 包括粘土包括粘土以及和類(lèi)似粘土性質(zhì)的重壤土和部分中壤土。以及和類(lèi)似粘土性質(zhì)的重壤土和部分中壤土。 2、粘質(zhì)土類(lèi)、粘質(zhì)土類(lèi)（1） 通透性差通透性差（2）保蓄性強(qiáng)）保蓄性強(qiáng)（3） 養(yǎng)分含量豐富，轉(zhuǎn)化速度慢養(yǎng)分含量豐富，轉(zhuǎn)化速度慢（4）土溫變幅?。┩翜刈兎。?） 耕性差耕性差（6） 有毒物質(zhì)多有毒物質(zhì)多（7） 發(fā)大苗不發(fā)小苗發(fā)大苗不發(fā)小苗砂粘比例砂粘比例6：4 主要分布于黃土高原、華北平原、松遼平原、主要分布于黃土高原、華北平原、松遼平原、長(zhǎng)江中下游平原、珠江三角洲、河間平原以及河流長(zhǎng)江中下游平原、珠江三角洲、河間平原以及河流兩岸間沖積平原。兩岸間沖積平原。3、壤質(zhì)土類(lèi)、壤質(zhì)土類(lèi)（1 ）大小孔隙比例分配較合理）大小孔隙比例分配較合理（2 ）保水保肥）保水保肥（3 ）養(yǎng)分含量充足，有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化速度快）養(yǎng)分含量充足，有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)