第 一 章 土壤固相组成 教学目标： 掌握主要土壤矿物质和土壤有机质，且对土壤矿物质 组成及特性、土壤矿物质组成及特性有一定的了解。本章 名词多且内容抽象枯燥，在教学过程中借助多媒体教学和 实习实验来完成。 教学内容： 第一节 土壤的形成 第二节 土壤土壤粒级与土壤质地 第三节 土壤有机质
第一节 土壤的形成 一、主要成土矿物及性质 （一）、土壤矿物的概念 矿物是存在地壳中具有一定的物理性质，化学成分和 内部构造的天然化合物。 土壤矿物质是土壤的主要组成部分，构成土壤的骨架。 土壤中的矿物按来源可分为原生矿物和次生矿物两种类型。 1、原生矿物 是指那些在岩浆岩中原来就有，且在风化过 程中化学成分未经改变的矿物。原生矿物对土壤肥力的贡 献是：(1)、构成土壤的骨骼——土粒；(2)、通过风化作 用供给矿质养料。 2、次生矿物 是原生矿物在土壤形成过程中经分解破坏后 再次形成的矿物，它是土壤粘粒矿物(或粘土矿物)的主要 组成部分。
土壤无机矿物质颗粒的矿物组成
土壤矿物质包括原生矿物和由原生矿物经过风化重新形成的次生矿物，它们的成
分和性质对土壤的形成过程和理化性质均有极大影响。 1、土壤中的原生矿物 土壤原生矿物是指那些在风化过程中末改变化学成分和结构的原始成岩矿物。 主要类型有： （1）硅酸盐类 包括长石类、云母类、闪石类、辉石类。 （2）氧化物类 （3）硫化物类 （4）磷酸盐类 主要有石英类、其次是赤铁矿类、氧化钛类 主要有黄铁矿类。 主要有氟磷灰石、氯磷灰石。
岩浆岩
沉积岩
沉积岩
变质岩
二、岩石矿物的风化、母质的形成及类型
风化作用是指地壳表层的岩石、矿物,在大气和水的联合作用以及
温度变化和生物活动影响下,所发生的一系列崩解和分解作用. 风化过程是形成土壤母质的先决条件 ：分为物理风化、化学风化、 和生物风化。
（一）物理风化 指在物理因素作用下，岩石、矿物破碎 崩解成大小不同的颗粒而不改变其化学成分的过程.它为 进一步风化提供了条件。 影响物理风化的因素有如下几种:
岩石按其成因可分为三大类：岩浆岩(又称火成 岩)、沉积岩(又称水成岩)和变质岩。 岩石矿物的种类对土壤的化学组成，物理性 质关系密切。首先对土壤质地影响很大，物理性 质关系密切。首先对土壤质地影响很大，如花岗 岩、砾岩、石英岩、片麻岩地区的土壤，因岩石 含石英矿物较多，抗风化力强，形成很多砂粒和 砾石，质地偏砂，通气透水性好，保水保肥能力 差。玄武岩、页岩、板岩地区的土壤，因岩石中 含较多的易风化的深色矿物，如辉石，角闪石， 橄榄石黑云母，氧化铁等，形成很多粘粒，而且 页岩本身也含有许多粘土矿物，所以一般土壤偏 粘，通气透水性差，但保水保肥能力强。
3.水化作用 矿物与水化合成含水矿物造成体积膨大，硬度降低。 CaSO4+2H2O CaSO4` 2H2O 4.氧化作用 空气中的氧在湿润的条件下，对矿物的氧化作用促使 矿物风化。例： 2FeS2+2H2O+7O2 2FeSO4+2H2SO4 2FeSO4+2H2SO4+O2 2Fe2(SO4)3+2H2O Fe2(SO4)3+6H2O 2Fe(OH)3+3H2SO4 Fe(OH)3脱水可形成褐铁矿： 4Fe(OH)3 2Fe2O3· 3H2O+3H2O 化学风化使矿物岩石得到化学分解产生了盐基养分，同时生成了 粘土矿物。 （三）生物风化 指岩石在生物作用下进行的崩解和分解。 包括直接引起的风化如地衣苔藓、植物根对岩石的直接破坏，间 接引起的风化如生物放出CO2光合作用产生O2 在自然界，三种风化同时并存互相影响互相促进各有侧重。
有结晶态的和非结晶态的。
（3）简单盐类 土壤中最常见盐类有碳酸盐、硫酸盐类、氯化物盐
类等。
• 同晶替代 • 同晶替代是指组成矿物的中心离子被电性 相同、大小相近的离子所替代而晶格构造 保持不变的现象。 • 替代和被替代的离子大小要相近，只有这 样才能保证替代后的晶形不发生改变。
（二）成土的岩石与性质
三、风化壳与土壤母质
1、土壤母质概念 岩石矿物经各种风化作用使之成为疏松 的粗细不同的矿物颗粒叫母质。因为母质 是形成土壤的物质基础，所以又叫成土母 质。土壤母质与岩石矿物相比已发生了质 的变化，使土壤母质获得了新的特性。土 壤母质的这些性质标志着肥力因素的发生 和发展，因而为形成土壤创造了条件。
(1) 温度（2）结冰 (3) 风 （4）流水
（二）化学风化指在化学因素作用下,岩石、矿物等 发生的一系列化学分解的过程.化学风化的结果使岩 石、矿物的化学成分、性质发生变化,并释放盐基、 磷、铁、硫等养分,同时生成新的次生矿物.
1.溶解作用 滴水穿石 ,1份滑石可溶于110000份水中 2.水解作用 由于水是弱电解质，更因为水中总是或多或少溶解空气中
水晶
白云母
黑云母
方解石
2、土壤中的次生矿物－粘土矿物
（1）结晶次生层状铝硅酸盐类矿物
土壤中粘粒的主体，主要 有1 ：1型的高岭石组和2 ：1型的蒙脱石、伊利石组。
（2）二、三氧化物类矿物 有针铁矿（Fe2O3 .H2O ）、褐铁矿
（2Fe2O3 .3H2O）、三水铝石（ AI2O3 .3H2O ）、水铝石 （Al2O3 .H2O ）、水锰矿（MnO(H2O)）、软锰矿（ MnO2）等，
其次，对土壤酸碱反应的影响也很大，如石灰 岩地区，岩石内含碳酸钙多，土壤偏碱性，我国南 方温热多雨，土中盐基物质多被淋溶，一般易呈酸 性，但石灰岩地区形成的黑色石灰土，因矿物影响， 却保持着碱性反应；花岗岩地区的土壤，由于含大 量酸性硅酸盐，土壤多呈酸性。 还有，不同的岩石矿物对土壤养分含量也有较 大的影响。如母质中含长石，云母较多时，土壤中 遗留的钾素较多；含有磷灰石矿物，则土壤中磷素 含量增高；含辉石，角闪石，橄榄石，褐铁矿则土 壤中的钙，镁，铁等养分物质较多；含石英较多时， 则土壤中养分含量较为贫乏。
的二氧化碳，因此这种由于水的电离作用和溶于水的二氧化碳所产生的 碳酸对岩石的分解坏作用称水解作用。 例：钾长石的水解
2KAlSi3O8+H2CO3
钾长石
KHAl2Si6O16+KHCO3
酸性铝硅酸盐
KHAl2Si6O16+H2CO3 H2Al2Si6O16+ KHCO3 进一步风化，脱硅富铝形成高岭石： H2Al2Si6O16+H2CO3 H2Al2Si2O8 ·H2O+4SiO2+CO2