（3）植物必需营养元素含量低，分布不平衡。
0.08 0.085
2.0 0.1 0.002 0.005 0.001 0.0003
土壤矿物按其成因类型分类：
原生矿物 —— 经过物理风化而未经化学风化的 碎屑物，其原来的化学组成和结晶构造都没有改 变；
次生矿物 ——它们大多数是由原生矿物经化学风 化后形成的新矿物，其化学组成和晶体结构都有 所改变。
第1章 土壤系统组成、结构与功能
第1节 土壤系统的组成 第2节 土壤系统的结构 第3节 土壤系统的功能
思考题与个案分析
• 土壤是由那些物质组成的？
土壤是由固相（矿物质、有机质）、液相（土壤水分、 溶液、胶体）、气相（土壤空气）和土壤生物体四部分 组成。
适于植物生长的典型壤质土壤的体积组成为土壤孔 隙占50％，内含水分和空气；土壤固体占50%，其中 矿物质占38％，有机质占12%；土壤生物体均生活在 土壤孔隙之中，如下图所示。
② 原生矿物多以砂粒和粉砂粒存在，使土壤具有良 好的通气透水性。
4、种类：
① 硅酸盐和铝硅酸盐类（长石类矿物、云母类矿物、
橄榄石类矿物、辉石与角闪石类矿物）
② 氧化物类（石英、赤铁矿、金红石、蓝晶石）
③ 硫化物类（黄铁矿和白铁矿） ④ 磷灰石类（磷灰石）
土壤中常见的原生矿物：石英、长石、辉石和角闪石、橄榄 石、云母等（p13）。
氧化铁和氧化锰是土壤中重要的染色矿物。如褐红色 的赤铁矿（Fe2O3）、黄棕色的针铁矿(Fe2O3·H2O)、棕褐色的 褐铁矿(Fe2O3·nH2O)；氧化锰常以棕色、黑色胶膜或结核状态 存在与土壤颗粒表面。（结核、铁盘）
③次生硅酸盐矿物：这类矿物在土壤中普遍存在，
种类很多，是由长石等原生硅酸盐矿物风化后形成。 它们是构成土壤的主要成分，分为三大类，即水云 母类、蒙脱石类和高岭石类。
（二） 次生矿物
它们是土壤矿物中最细小的部分，许多次生 矿物具有活动的晶格、呈现高度分散性，并具有强 烈的吸附代换性能、能吸收水分和膨胀，因而具有 明显的胶体特性，又称为黏土矿物。
通常根据其性质与结构可分为三类：简单盐 类、次生氧化物矿物和次生铝硅酸盐矿物
①简单盐类：如方解石(CaCO3)、白云石[Ca、Mg(CO3)2]、石
2、形态： 1）新鲜有机质（未分解有机质） 2）半分解有机质
3、 土壤非 特异性有机 质的组成：
(2) 脱硅阶段：
H2 Al2Si6O16 5HOH H2 Al2Si2O8 H2O(高岭石) 4H2SiO3
(3) 富铝化阶段：
H2 Al2Si2O8 H2O 4HOH 2Al(OH )3 2H2SiO3
2、土壤矿物风化过程的特征：
原生矿物的风化过程不仅在时间上有阶 段性，在空间上也有地带性，如图2-3所示。
(T为年均气温/℃，R为年均降水量/mm) 图2-3 中国地表风化壳及风化类型分异断面图
3、影响矿物风化的因素：
① 内在因素——土壤矿物的组成、结晶结构及 物理性质。
② 外在因素——地理环境中的水分、温度、及 环境介质的PH值和Eh值(氧化还原电位)。
③ 生物因素
二、土壤有机质
土壤有机质是土壤中重要的固相成分 之一，是土壤肥力、缓冲及净化功能的物 质基础，也是土壤形成发育的主要标志。
土壤有机质
非特异性土壤有机质
普通有机化合物
土壤腐殖质
土壤所特有的， 结构极为复杂的 高分子有机化合 物
土壤腐殖质是暗色无定形的高分子化合物，是有机物 质的微生物降解产物，或者是微生物的再合成产物。
（一） 土壤非特异性有机质
1、来源： 1）高等植物（地上部和地下部） 2）土壤中的动物 3）土壤中的微生物 4）施用的有机肥
第1节 土壤系统的组成
1.1 土壤固相组成 1.2 土壤液相组成 1.3 土壤气相组成
1.1 土壤固相组成
一、土壤矿物
主要来自成土母质或母岩。 是土壤的主要组成物质，土壤矿物构成 了土壤的“骨骼”。
土壤矿物质的元素组成
1-1 地壳和土壤的平均化学组成（重量%）
元素 地壳中 土壤中 元素 地壳中 土壤中
（一） 原生矿物
1、来源：直接来源于母岩特别是岩浆岩。
母岩只受不同程度的物理风化作用，土壤中的原生矿 物主要存在于粗粒组分中。
2、功能：原生矿物风化后释放出矿质营养元素， 如K、S、Ca、Mg 、P ，及一些微量元素。
3、性质：
① 原生矿物具有坚实而稳定的晶格，基本不吸水、 不膨胀、不具有物理化学的吸收性能；
（三） 土壤矿物的形成与转化
1、土壤矿物的风化过程 物理风化——机械破碎（冻融风化） 化学风化——化学分解作用，产生新的
矿物（溶解、水化、水解） 生物风化——根劈作用；分泌CO2和有机
酸加速化学风化。
以正长石的水解为例：
(1) 脱盐基阶段：
K2 Al2Si6O16 (正长石)+2HOH H2 Al2Si6O16 (游离铝硅酸盐) 2KOH
O
47.0
49.0
P
0.093
Si
29.0
33.0
S
0.09
Al
8.05
7.13
C
0.023
Fe
4.65
3.80
N
0.01
Na
2.50
1.67
Zn
0.005
K
2.50
1.36
B
0.003
（1）M几g 乎包括1元.37素周期表0.6中0 所有元M素o ； 0.003
（2）MOn 、Si、A0.1l、0 Fe为主0.0，85四者共占88.7%以上；
膏(CaSO4·2H2O)等，它们都是原生矿物经化学风化后的最终 产物，结晶构造也较简单，常见于干旱和半干旱地区的土壤 中，许多滨海地区的土壤中也会大量出现。 （菌丝体、姜石、 石灰华）
②次生氧化物矿物：氧化铁、氧化铝、氧化锰、氧化 硅矿物。它们是硅酸盐矿物彻底风化后的产物，结晶构造较
简单，常见于湿热的热带和亚热带地区土壤中。
A、 次生硅酸盐类矿物的基本结构单元示意图 Si Al
B、次生硅酸盐矿物的两种基本晶片
这两种片层以不同排列和组合，就形成了铝硅酸盐矿物的基本 构造单元(晶体结构)。
图2-7 1:1型高岭石类晶体结构模型图
图2-8 2:1型蒙脱石类晶体结构模型图
图2-4 不同地理环境中次生矿物形成的一般模式