土壤礦物質(zhì)和土壤質(zhì)地

第三章土壤礦物質(zhì)和土壤質(zhì)地教學(xué)目標(biāo)：（1）掌握土壤粒級(jí)的概念和了解分級(jí)方案的依據(jù)；（2）重點(diǎn)掌握四大基本粒級(jí)的性狀；（3）掌握土壤質(zhì)地含義、了解幾種不同質(zhì)地分類方案的特點(diǎn)；（4）掌握三種不同質(zhì)地土壤的肥力性狀、不良土壤質(zhì)地改良的基本措施教學(xué)內(nèi)容：

第一節(jié)土壤粒級(jí)及其特性第二節(jié)土壤質(zhì)地的概念及其分類第三節(jié)土壤質(zhì)地與肥力的關(guān)系及其改良

來(lái)源：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)）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)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)土粒分類：原生礦物

直接來(lái)源于母巖的礦物，其中巖漿巖是其主要來(lái)源次生礦物

則是由原生礦物分解轉(zhuǎn)化而成的

一、土粒的來(lái)源土壤中主要的原生礦物組成

次生礦物：高嶺石、蒙脫石、伊利石等礦物質(zhì)土粒和有機(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。

通常所指土粒，是專指礦質(zhì)土粒。二、土粒的種類單粒和復(fù)粒

固相骨架中的礦質(zhì)土粒可以單個(gè)地存在，稱為單粒，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)。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復(fù)粒。也稱單粒為原生土粒，稱復(fù)粒為次生土粒。通常所說(shuō)的土粒，均指礦質(zhì)土粒中的單粒三、土粒的粒級(jí)當(dāng)量粒徑和“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（顆粒分析）時(shí)采用的假設(shè)和方法有效粒徑：以圓篩的孔徑作土粒的直徑如通過(guò)1毫米篩而阻留在0.5毫米篩上的土粒即是1-0.5毫米粒級(jí)，余類推當(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)沉降速率相同的圓球直徑（斯托克斯定律）理想土壤：由光滑實(shí)心圓球各級(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)、土工學(xué)研究及應(yīng)用中這種圓球堆積的“理想土壤”沿用已久這種粒徑劃分就是礦質(zhì)土粒的分級(jí)粒級(jí)（粒組）：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)，每一等級(jí)就叫一個(gè)粒級(jí)。

土粒的大小分級(jí)——粒級(jí)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常見(jiàn)的土壤粒級(jí)制（P70表5-1）當(dāng)量粒徑

(毫米)

中國(guó)制

(1987)

卡欽斯基制

(1957)

美國(guó)農(nóng)部制

(1951)

國(guó)際制

(1930)

3-2

石

礫

石

礫

石

礫

石

礫

2-1

極粗砂粒

1-0.5

粗砂粒

粗砂粒

粗砂粒

粗砂粒

0.5-0.25

物

中砂粒

中砂粒

0.25-0.2

理

細(xì)砂粒

0.2-0.1

細(xì)砂粒

性

細(xì)砂粒

0.1-0.05

砂

極細(xì)砂粒

細(xì)砂粒

0.05-0.02

粗粉粒

粒

粗粉粒

0.02-0.01

粉

粒

0.01-0.005

中粉粒

物

中粉粒

粉

粒

0.005-0.002

細(xì)粉粒

理

細(xì)粉粒

0.002-0.001

粗粘粒

性

0.001-0.0005

粘

粘

粗粘粒

粘

粒

粘

粒

0.0005-0.0001

細(xì)粘粒

粒

粒

細(xì)粘粒

<0.0001

膠質(zhì)粘粒

美國(guó)制蘇聯(lián)制1土粒的礦物組成2土粒的化學(xué)組成和化學(xué)性質(zhì)3土粒的物理性質(zhì)4

不同粒級(jí)土粒的基本特征三、礦物質(zhì)土粒的組成和性質(zhì)1、土粒的礦物組成粗細(xì)土粒的礦物組成示意圖

星際隕石宇宙塵埃2、土粒的化化學(xué)組成和化化學(xué)性質(zhì)不同粒級(jí)土粒粒的化學(xué)組成成注:R2O3代表Fe2O3+Al2O33、土粒的物物理性質(zhì)不同粒級(jí)土粒粒的水分物理理性質(zhì)粒徑(mm)

最大分子持水量(%)

毛管水柱上升高度(cm)

滲水系數(shù)(cm/s)

濕脹(最初體積的%)

可塑性(上限～下限%)

3.0～2.0

0.2

0

0.5

－

不可塑

2.0～1.5

0.7

1.5～3.0

0.2

－

不可塑

1.5～1.0

0.8

4.5

0.12

－

不可塑

1.0～0.5

0.9

8.7

0.072

－

不可塑

0.5～0.25

1.0

20～27

0.056

0

不可塑

0.25～0.10

1.1

50

0.030

5

不可塑

0.10～0.05

2.2

91

0.005

6

不可塑

0.05～0.01

3.1

200

0.0004

16

不可塑

0.01～0.005

15.9

－

－

105

40～28

0.005-0.001

31.0

－

－

160

48～30

＜0.001－－－40587～34A石礫和砂砂粒（>0.05mm）（1）顆粒大大，所含礦物物為原生礦物物。（2）含石礫礫和砂粒較多多的土壤疏松松多孔，通氣氣透水好，排排水通暢，脹縮縮性小。（3）比表面面積小，無(wú)粘粘結(jié)性，粘著著性、可塑性性，耕性好。。（4）吸水保保肥能力弱，，養(yǎng)分易隨水水流失，升溫溫快，養(yǎng)分易易轉(zhuǎn)化。4、不同粒級(jí)級(jí)土粒的基本本特征B粘粒（<0.002mm或<0.001mm）（1）顆粒細(xì)細(xì)小，屬膠體體范圍，礦物物成分主要為為次生礦物。。（2）通氣透透水性弱，排排水不暢，易易造成土壤積積水和內(nèi)澇。。（3）比表面面大，粘結(jié)性性，粘著性、、可塑性均強(qiáng)強(qiáng)，耕性不良良，干時(shí)結(jié)塊龜龜裂，濕時(shí)泥泥濘。（4）粘粒本本身養(yǎng)料豐富富，吸水保肥肥能力強(qiáng)，潛潛在養(yǎng)分儲(chǔ)量量多，但土溫較較低，養(yǎng)分不不易轉(zhuǎn)化。C粉粒（0.05mm~0.002mm）顆粒大小及其其性質(zhì)位于砂砂粒和粘粒之之間。第二節(jié)土壤壤質(zhì)地的概念念及其分類土壤機(jī)械組成成：土壤中各級(jí)土土粒所占的質(zhì)質(zhì)量百分比土壤質(zhì)地對(duì)土土壤性狀如養(yǎng)分含量、通通氣透水性、、保水保肥性性以及耕作性性狀等都有很大的的影響，所以以，在闡明土土壤肥力時(shí)，，質(zhì)地是首先先考慮的因素素之一土壤質(zhì)地：按照土壤中中不同粒級(jí)土土粒的相對(duì)比比例（土壤機(jī)械組成成的差異）把土壤分成成若干組合，，每一組合即即為一種土壤壤質(zhì)地。一、土壤質(zhì)地地分類二、土壤質(zhì)地地與肥力的關(guān)關(guān)系三、不同質(zhì)地地土壤的利用用與改良一、土壤質(zhì)地地分類1、國(guó)際制（2）依據(jù)砂砂粒、粉粒和和粘粒三種粒粒級(jí)的數(shù)量(％)細(xì)分為12級(jí)（1）以粘粒粒(<0.002mm)含量判定4類：<15%砂砂土類15~25% 壤土類25%~45%粘粘壤土類>45%粘粘土土類國(guó)際制土壤質(zhì)質(zhì)地分類（四類十二級(jí)級(jí)）名級(jí)土粒重量量(%)質(zhì)地類別分類質(zhì)地名稱稱粘粒(<0.002mm)粉粒(0.02～0.002mm)砂粒(2～0.02mm)砂土類砂土及壤質(zhì)砂砂土0～150～1585～100砂質(zhì)壤土0～150～4555～85壤土類壤土0～1530～4540～55粉砂質(zhì)壤土0～1545～1000～55砂質(zhì)粘壤土15～250～3055～85粘壤土類粘壤土15～2520～4530～55粉砂質(zhì)粘壤土土15～2545～850～40砂質(zhì)質(zhì)粘粘土土25～450～2055～75壤質(zhì)質(zhì)粘粘土土25～450～4510～55粘土土類類粉砂砂質(zhì)質(zhì)粘粘土土25～4545～750～30粘土45～650～350～55重粘粘土土65～1000～350～35注：：在分分析析工工作作中中不不包包括括大大于于2mm的石石礫礫，，這這一一部部分分含含量量另另行行計(jì)計(jì)算算（（表5-10）。河北北省省土土壤壤普普查查：：（（表表5-11：：壤壤質(zhì)質(zhì)60.2%，，壤壤質(zhì)質(zhì)砂砂土土20.5%））粘粒粒(<0.002mm)含含量量粉粒粒(0.05~0.002mm)含含量量砂粒粒(2~0.05mm)含含量量黏土土美國(guó)國(guó)農(nóng)農(nóng)部部制制土土壤壤質(zhì)質(zhì)地地三三角角圖圖2、、美美國(guó)國(guó)農(nóng)農(nóng)部部制制查詢?cè)兣e舉例例：：砂粒粒35%，，粘粘粒粒25%，，粉粉粒粒40%美國(guó)國(guó)農(nóng)農(nóng)部部制制土土壤壤質(zhì)質(zhì)地地三三角角圖圖壤土土3、、卡卡欽欽斯斯基基制制物理理砂砂粒粒（（>0.01mm）），，物物理理粘粘粒粒（（<0.01mm））卡慶慶斯斯基基土土壤壤質(zhì)質(zhì)地地分分類類(簡(jiǎn)簡(jiǎn)明明方方案案)注：：在在分分析析工工作作中中不不包包括括大大于于1mm的石石礫礫，，這這一一部部分分含含量量另另行行計(jì)計(jì)算算（（表5-8）。4、、中中國(guó)國(guó)質(zhì)質(zhì)地地分分類類共劃劃分分三三類類十十一一級(jí)級(jí)我國(guó)國(guó)土土壤壤質(zhì)質(zhì)地地分分類類標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)（1985,1996））由于于中中國(guó)國(guó)制制的的三三元元粒粒級(jí)級(jí)互互不不銜銜接接，，不不能能構(gòu)構(gòu)成成三三角角質(zhì)質(zhì)地地圖圖，，故故不不便便查查用用一、、土土壤壤質(zhì)質(zhì)地地與與肥肥力力的的關(guān)關(guān)系系土壤壤的的生產(chǎn)產(chǎn)性性狀狀：指指土土壤壤質(zhì)質(zhì)地地的的差差異異在在林林業(yè)業(yè)生生產(chǎn)產(chǎn)中中的的反反應(yīng)應(yīng)，，它它包包括括土土壤壤的的：：肥力力狀狀況況：：植物物在在生生長(zhǎng)長(zhǎng)過(guò)過(guò)程程中中，，土土壤壤的的水水、、肥肥、、氣氣、、熱熱、、扎扎根根條條件件以以及及有有無(wú)無(wú)產(chǎn)產(chǎn)生生毒毒害害物物質(zhì)質(zhì)的的協(xié)協(xié)調(diào)調(diào)程程度度；；耕作作性性狀狀：：耕作作時(shí)時(shí)的的難難易易程程度度、、阻阻力力大大小小、、耕耕作作質(zhì)質(zhì)量量好好壞壞以以及及宜宜耕耕期期的的長(zhǎng)長(zhǎng)短短等等；；林木木反反應(yīng)應(yīng)：：P79-81第三三節(jié)節(jié)土土壤壤質(zhì)質(zhì)地地與與土土壤壤肥肥力力的的關(guān)關(guān)系系及及其其改改良良泛指指與與砂砂土土性性狀狀相相近近的的一一類類土土壤壤，，物理理粘粘粒粒含含量量<15%。主主要要分分布布在在西西北北地地區(qū)區(qū)，，如如新新疆疆、、甘甘肅肅、、寧寧夏夏、、內(nèi)內(nèi)蒙蒙、、青青海海的的山山前前平平原原以以及及各各地地河河流流兩兩岸岸、、濱濱海海平平原原一一帶帶。。1、、砂砂質(zhì)質(zhì)土土類類砂質(zhì)質(zhì)土土的的性性狀狀：：（1））通通透透性性好好（2））保保蓄蓄性性差差（3））潛潛在在養(yǎng)養(yǎng)分分含含量量少少，，養(yǎng)養(yǎng)分分轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化快快（4））土土溫溫變變幅幅大大（5））耕耕性性好好（6））無(wú)無(wú)有有毒毒物物質(zhì)質(zhì)存存在在（7））苗苗木木易易早早衰衰物理理粘粘粒粒含含量量>45%，，質(zhì)地地細(xì)細(xì)(粘重重)，，包括括粘粘土土以以及及和和類類似似粘粘土土性性質(zhì)質(zhì)的的重重壤壤土土和和部部分分中中壤壤土土。。2、、粘粘質(zhì)質(zhì)土土類類（1））通通透透性性差差（2））保保蓄蓄性性強(qiáng)強(qiáng)（3））養(yǎng)養(yǎng)分含含量豐豐富，，轉(zhuǎn)化化速度度慢（4））土溫溫變幅幅?。?））耕耕性差差（6））有有毒物物質(zhì)多多（7））發(fā)發(fā)大苗苗不發(fā)發(fā)小苗苗砂粘比比例6：4主要分分布于于黃土土高原原、華華北平平原、、松遼遼平原原、長(zhǎng)長(zhǎng)江中中下游游平原原、珠珠江三三角洲洲、河河間平平原以以及河河流兩兩岸間間沖積積平原原。3、壤壤質(zhì)土土類（1））大大小孔孔隙比比例分分配較較合理理（2））保保水保保肥（3））養(yǎng)養(yǎng)分含含量充充足，，有機(jī)機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化速速度快快（4））水水肥氣氣熱以以及扎扎根條條件協(xié)協(xié)調(diào)（5））耕耕性好好（6））發(fā)發(fā)大苗苗又發(fā)發(fā)小苗苗黏性土土壤性土土沙性土土4、礫礫質(zhì)土土類土層較較薄，，保水水保肥肥能力力較低低阻礙種種子萌萌發(fā)、、植