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04 土壤矿物质.ppt

页数:30页文件大小:1.11 MB来源: 土壤学ppt课件

本课件介绍土壤矿物质的化学组成与颗粒组成,比较国际制、前苏联制与中国制的土粒分级标准,图示硅氧四面体与铝氧八面体及高岭石、蒙脱石、伊利石的晶层结构,并系统分析砂土、粘土、壤土的肥力特性、质地层次性与改良措施。

土壤矿物质化学组成页,指出氧、硅、铝、铁等10种元素占矿物质总量99%以上,其中氧硅铝铁四种含量最多
土壤矿物质章节示意图页,以图表形式展示土壤矿物质中各化学元素的含量比例,具体数值见图中标注
颗粒组成概念页,说明土壤机械组成即各粒级土粒的组合比例,土粒分为石砾、砂粒、粉砂粒和粘粒四级
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第1页:土壤矿物质的化学成分

§1 土壤矿物质的化学成分

土壤矿物质的化学组成很复杂,几乎包括地壳中所有的元素。其中氧、硅、铝、铁、钙、镁、钠、钾、钛、碳等10种元素占土壤矿物质总量的99%以上,以氧、硅、铝、铁四种元素含量最多。

第2页:土壤矿物质化学组成示意图

本页以示意图形式展示土壤矿物质的化学组成,各元素的含量比例与排序见图中标注。

第3页:土壤矿物质的颗粒组成

§2 土壤矿物质的颗粒组成

土壤颗粒组成(机械组成)
土壤中不同粒径矿质颗粒的组合比例,一般以各粒级所占百分比表示。
土壤粒级
土粒大小的等级,一般分为石砾、砂粒、粉砂粒和粘粒四级。

第4页:国际制土粒分级标准

土粒分级标准:国际制

本页为国际制土粒分级标准表,各粒级(石砾、砂粒、粉砂粒、粘粒)的粒径分界值见图中表格。

第5页:前苏联制土粒分级标准

土粒分级标准:前苏联制

本页为前苏联制土粒分级标准表,各粒级的粒径分界值见图中表格,其分级口径与国际制有所差别。

第6页:中国制土粒分级标准

土粒分级标准:中国制

本页为中国制土粒分级标准表,各粒级的粒径分界值见图中表格。

第7页:各粒级土粒的矿物组成

各粒级土粒的矿物组成

本页为各粒级土粒矿物组成表,砂粒与粉砂粒以石英、长石等原生矿物为主,粘粒以次生层状硅酸盐矿物为主,具体组成见图中表格。

第8页:各粒级土粒的化学组成

各粒级土粒的化学组成

  • 砂粒和粉砂粒:以石英和长石等原生矿物为主,二氧化硅含量较高
  • 粘粒:以次生层状硅酸盐矿物为主,铁、钾、钙、镁等含量较多

第9页:硅四面体与硅氧片

§3 次生层状硅酸盐矿物

硅四面体由四个氧原子和一个硅原子组成。许多硅四面体可共用氧原子形成一层,氧原子排列成为中间有空的六角形,称为硅氧片。

第10页:硅四面体与铝八面体结构图

本页为硅氧四面体与铝氧八面体的结构示意(Silicon Tetrahedron / Aluminum Octahedron),图中标注氧、硅、铝原子的空间排布。

第11页:硅四面体共用一个氧原子

本页示意相邻硅四面体共用1个氧原子(Share 1 oxygen)的连接方式,即硅氧片的形成机理。

第12页:铝氧片和铝八面体

铝氧片和铝八面体

铝八面体为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。

第13页:硅氧片与铝氧片结构图

本页示意硅氧四面体片与铝氧八面体片的结构(Silicon Tetrahedron / Aluminum Octahedron),含层内原子连接与层状排列方式。

第14页:八面体片共用两个氧原子

本页示意铝氧八面体之间共用2个氧原子(Octahedral Sheet, Share 2 oxygens)的连接方式。

第15页:高岭石的1:1型晶层结构

1:1型粘土矿物——高岭石(Kaolinite)

  • 晶层结构:1片硅氧片 + 1片铝氧片
  • 非膨胀型(Non-Expanding)
  • 阳离子交换量约10 cmol(+)/kg

第16页:蒙脱石的2:1型晶层结构

2:1型粘土矿物——蒙脱石(Montmorillonite)

  • 晶层结构:硅氧片—铝氧片—硅氧片
  • 膨胀型(Expanding),层间可进入大量水分子(H₂O)
  • 阳离子交换量约100 cmol(+)/kg

第17页:伊利石的2:1型晶层结构

三种主要粘土矿物的晶层结构与性质对比

高岭石、蒙脱石与伊利石的晶层类型、膨胀性与阳离子交换量
矿物晶层类型膨胀性阳离子交换量 cmol(+)/kg
高岭石 Kaolinite1:1非膨胀10
蒙脱石 Montmorillonite2:1膨胀100
伊利石 Illite2:1非膨胀(层间K⁺固定)40

2:1型伊利石的晶层之间由层间钾离子(Interlayer K⁺)连接,晶层不易张开,故为非膨胀型。

第18页:土壤质地的概念与分类

§5 土壤质地及其与土壤肥力的关系

土壤质地
土壤中各粒级土粒含量(质量)百分率的组合,及其所表现的粘砂性质。
土壤质地分类
根据土壤中各粒级含量的百分率进行的土壤分类。

第19页:国际制土壤质地分类

国际制土壤质地分类

本页为国际制土壤质地分类三角坐标图,按砂粒、粉砂粒、粘粒的含量比例划分质地类别,具体分区见图中标注。

第20页:前苏联制土壤质地分类

前苏联制土壤质地分类

本页为前苏联制质地分类图,按粒级含量划分质地类别,具体分区见图中标注。

第21页:中国制土壤质地分类

中国制土壤质地分类

本页为中国制土壤质地分类三角坐标图,各质地类别的粒级含量区间见图中标注。

第22页:土壤质地与土壤肥力

3. 土壤质地与土壤肥力

  • 土壤质地是土壤的重要物理性质之一,对土壤肥力有重要影响
  • 质地常常是通气、透水、保水、保肥、供肥、保温、导温和耕性等的决定性因素

第23页:砂土类的肥力特性

(1)砂土类

  • a 粒间孔隙大,毛管作用弱,通气透水性强,有机质分解快,易释放有效养分
  • b 矿物成分主要是石英,含养分少,保肥性差,施肥后易随灌水降雨淋失,应多施有机肥
  • c 含水量低,热容量较小,易增温也易降温
  • d 松散易耕,缺少有机质的砂土泡水后容易沉淀、板结、闭气

第24页:粘土类的肥力特性

(2)粘土类

  • a 粒间孔隙小,多为极细毛管孔隙和无效孔隙,通气透水性差,易受渍害和积累还原性有毒物质,有机质分解慢
  • b 含养分较丰富,特别是钾、钙、镁等含量较多,保肥力强
  • c 含水量多、热容量较大,升温慢降温也慢
  • d 干时紧实坚硬,湿时泥烂,耕作费力,宜耕期短

第25页:壤土类的肥力特性

(3)壤土类

这类土壤由于砂粘适中,兼有砂土类、粘土类的优点,消除了砂土类和粘土类的缺点,是农业生产上质地比较理想的土壤。

第26页:土壤质地的层次性

4. 土壤质地的层次性

土壤质地的层次性表现为上砂下粘、上粘下砂或砂粘相间。

  • 产生对象:冲积性母质发育的土壤
  • 自然因素:水分在剖面中的淋洗作用
  • 人为因素:耕作

第27页:蒙金土与质地层次

质地层次与肥力

  • 上砂下粘:胶泥底、上浸地,托水又托肥
  • 上粘下砂:砂砾底、菜蓝地,漏水又漏肥
  • 上部轻壤质、下层中壤—重壤:既利于种子出苗,又利于苗期根系下扎吸水吸肥,对水、肥、气、热状况调节能力强,称为「蒙金土」

第28页:土壤质地与作物土宜

5. 不同质地土壤的利用和改良

1)土壤质地与作物生长:

土宜
适宜作物种植的土壤条件。各种作物的生物学特性及耕作栽培要求不同,所需的最适宜土壤条件也不同,土壤质地是重要的土宜条件之一。

第29页:质地与作物适宜性示意图

本页以示意图形式展示不同质地土壤与作物生长的对应关系(土宜),具体作物与质地组合见图中标注。

第30页:土壤质地的改良措施

2)土壤质地的改良措施

  • (1)增施有机肥料
  • (2)掺砂掺粘、客土调剂
  • (3)翻淤压砂、翻砂压淤
  • (4)引洪放淤、引洪漫沙
  • (5)根据不同质地采用不同的耕作管理措施
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