土壤学讲稿Word下载.docx
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表面氧化、裂缝；
2、条痕：
矿物粉末的颜色。
作用是消除假色，减弱他色，保持自色。
主要用于鉴别暗色矿物。
3、光泽：
对光反射所呈现出的色彩。
金属光泽——反光很强，很刺眼；
半金属光泽——介于两者之间；
非金属光泽——反光很弱（透明或者半透明矿物）；
可分为玻璃光泽、金钢光泽、脂肪（油脂）光泽、珍珠光泽、丝绢光泽、土状光泽等（属形象化描述）。
4、硬度：
矿物抵抗外力摩擦或刻划的能力。
野外常用代用品代替。
指甲为2～2.5；
铜片3.0；
小铁钉4～4.5；
小刀为5～5.5；
玻璃片5.5；
钢锉6～7。
5、解理：
解理——矿物受外力作用后，沿一定方向的平行面裂开的现象。
解理的等级:
极完全解理：
极易平行裂开，裂开面极光滑。
如云母。
完全解理：
易平行裂开，裂开面光滑。
如方解石。
中等解理：
较难平行裂开，裂开面平整。
如正长石。
不完全解理：
难平行裂开。
裂开面呈阶梯状。
如磷灰石。
极不完全解理：
实际上是断口。
6、断口：
断口——矿物受外力作用后，无规则的裂开。
断口的形状一般有贝壳状断口；
平坦状断口；
锯齿状断口；
参差状断口；
土坦状断口。
二、常见矿物：
1、石英：
SiO2，白色的块（粒）状体；
硬度7，油脂光泽，白色，断口参差状。
透明的六方柱状称为水晶,贝壳状断口，玻璃光泽，晶面有横纹。
2、正长石：
（KAlSi3O8）含钾矿物，肉红色，短柱状，硬度6，分布在岩浆岩中。
3、斜长石：
含Na、Ca，白色或者是灰白色，板状，硬度6，分布在岩浆岩。
4、黑云母：
含K、Mg、Fe，暗色（黑、茶色、墨绿色），片状，极完全解理，硬度3，易分解。
5、白云母：
含K，白色，片状，极完全解理，硬度3,难分解。
6、角闪石：
含Ca、Mg、Fe，黑色，针状（或细长柱状），硬度5—6，分布在岩浆岩中。
7、辉石：
含Ca、Mg、Fe，黑色，短柱状，硬度6，分布在岩浆岩中。
8、高岭石（土）：
土状，白色，硬度是1，加水具可塑性。
是土壤中白色的主要组成物质。
同时是南方土壤中主要的粘土矿物（粘土矿物还包括有蒙脱石、伊利石等，土体中呈细小颗粒）
9、方解石（冰洲石）：
CaCO3，白色，菱面体状，完全解理,硬度3—4。
与稀盐酸有剧烈的发泡反应。
（小刀可划动）
10、白云石：
CaCO3.MgCO3。
物理性质与方解石基本相同。
粉末与稀盐酸有发泡反应。
11、赤铁矿（氧化铁）：
Fe2O3，红色，黑褐色，条痕樱红色。
12、褐铁矿（水化铁）：
Fe2O3.nH2O，黄色、黄棕色，条痕黄棕色。
这两种矿物是以胶体状态存在于土壤中,同时反映土壤的水分特征。
第三节岩石
岩石——矿物的集合体。
岩石按成因划分的三大类型：
岩浆岩——由岩浆冷凝而成。
沉积岩——原岩经风化、搬运、沉积后固结而成。
变质岩——原岩经过变质而成。
一、岩浆岩：
（一）、特点：
由原生矿物所组成，硬度大，无层理，不含化石。
（二）、概念：
1、产状——生成环境条件。
产状类型喷出岩；
侵入岩：
浅成岩、深成岩
喷出岩：
岩在地表冷凝而成。
侵入岩：
岩在地表以下冷凝而成（可分为浅成岩或深成岩）。
2、岩浆岩的结构：
结构——组成岩石的矿物结晶的程度、颗粒大小、形状以及彼此间的结合方式。
结构类型：
（1）、玻璃质结构——断面似玻璃一样光滑。
（非晶质）
（2）、斑状结构——大颗晶体零星分布在非晶质中。
（半晶质）
（3）、隐晶质结构——晶体很小，肉眼无法区分矿物，但手摸有粗糙（颗粒状）感。
（4）、细粒结构：
晶体直径为：
0.2—2mm。
（5）、中粒结构：
晶体直径为：
2—5mm。
（6）、粗粒结构：
晶体直径大于5mm。
粗、中、细粒都属于显晶质。
3、岩浆岩构造类型
构造——岩石中矿物的空间排列方式及填充空间的方式（即外貌特征）。
（1）、流纹状构造：
矿物分布似流水状。
（2）、块状构造矿物无规律分布。
（3）气孔状构造：
岩石中有许多空洞。
（杏仁状构造——岩石中的气孔为其它矿物所充填。
）
4、岩浆岩分类：
岩浆岩分类表
4、主要的岩浆岩：
（1）、辉长岩：
深成岩类、基性岩类；
主要矿物是辉石、斜长石、角闪石；
中、粗粒结构；
所形成的土壤含Na、Mg、P、Ca多；
质地粘重。
（2）、玄武岩：
喷出岩类、基性岩类；
隐晶质、斑状结构；
所形成的土壤含Na、P、Ca多；
（3）、正长岩：
深成岩类、中性岩类，主要矿物是：
正长石、角闪石；
块状构造；
所形成的土壤含钾多，质地粘重。
（4）、安山岩：
喷出岩类、中性岩类；
主要矿物是：
斜长石、角闪石；
所形成的土壤含Na、Mg、Ca多；
（5）、花岗岩：
深成岩类、酸性岩类，主要矿物是石英、正长石、黑云母；
中、粗粒结构，块状构造，所形成的土壤含钾多，砂粘适宜。
（6）、流纹岩：
喷出岩类、酸性岩类，主要矿物是石英、正长石、黑云母；
隐晶质、斑状结构，流纹状构造；
所形成的土壤含钾多，质地粘重。
三、沉积岩类：
1、共同特点：
具有层理构造，含有化石，硬度较低，含有沉积矿物。
2、结构与构造：
（1）、结构类型：
结构——组成岩石的质点的大小、形状及胶结物的数量所形成的特征。
质点是指岩石中碎屑颗粒，它可以是单个矿物也可以是多种矿物。
a、砾状结构：
碎屑颗粒直径大于2mm。
----------------砾岩、角砾岩
b、砂状结构：
碎屑颗粒直径0.1～2mm。
------------------砂岩。
c、粉砂状结构：
碎屑颗粒直径0.01～0.1mm。
-----------------粉砂岩。
d、泥质结构：
碎屑颗粒直径小于0.01mm。
-------------------泥岩、页岩。
e、致密状结构：
化学沉积岩中矿物胶结为紧密状。
--------------------石灰岩。
（2）胶结物类型：
a、铁质胶结物：
红色、黄色、褐色、紫色等。
b、硅质胶结物：
灰白色，硬度大。
c、钙质胶结物：
灰白色，硬度小，与稀盐酸有发泡反应。
d、泥质胶结物：
松软、易湿润。
（3）构造类型：
层理构造——物质成层现象。
（凡是沉积岩必然有层理；
有层理构造的岩石肯定是沉积岩。
3、沉积岩的分类：
原岩经风化、搬运、沉积后固结而成。
（1）、机械沉积岩：
受重力作用。
（2）、化学沉积岩：
化学因素。
（3）、生物沉积岩：
生物机体。
4、常见沉积岩：
（1）砾岩：
砾状结构，主要矿物是石英、长石等，形成的土壤含砂、砾粒多，养分少。
（2）砂岩：
砂状结构，主要矿物是石英、长石、白云母等，形成的土壤含砂粒多，养分少。
（3）粉砂岩：
粉砂状结构，主要矿物是石英、长石、白云母等，形成的土壤含粉砂粒多，养分少。
（4）页岩：
泥质结构，页理（层理薄于1mm）构造,主要矿物是粘土矿物，形成的土壤质地粘重，养分较多。
（5）石灰岩：
致密状结构，主要矿物是方解石，形成的土壤土层浅薄,质地粘重，含Ca多,pH较高,养分有效含量低。
（6）砂页岩：
砂岩与页岩互层出现。
四、变质岩
1、特点：
无层理，无化石，硬度比原岩大，含有变质矿物。
2、结构——矿物重结晶的程度。
（变晶、变余）
结构类型：
（1）隐晶变晶结构
（2）斑状变晶结构（3）粒状变晶结构（4）片状变晶结构
3、构造类型：
（1）块状构造——矿物无规则分布，如大理岩、石英岩。
（2）板状构造——岩石可以劈开成厚板状，如板岩。
（3）千枚状构造——岩石可以劈开成板状，板面上有丝绢光泽，如千枚岩。
（4）片状构造——岩石可以劈开成薄片状，如片岩。
（5）片麻状构造——岩石中矿物排列成条带状，并呈现出麻花斑状，如片麻岩。
4、主要的变质岩：
（1）、石英岩：
致密状变晶结构，块状构造，主要矿物是石英，由砂岩变质而成。
（2）、板岩：
致密状变晶结构，板状构造，主要矿物是粘土矿物，由页岩、泥岩变质而成。
（3）、片麻岩：
粒状变晶结构，片麻状构造，主要矿物是石英、云母、长石，由花岗岩（或页岩）变质而成。
（4）、大理岩：
粒状变晶结构，块状构造，由石灰岩变质而成。
第四节地质年代
一、地质年代：
（一）绝对地质年代：
利用放射性元素锐变计算出的地球年龄；
100g铀生成1g铅需要七千九百万年，如果某个地层中铀矿含有百分之一的铅，则该地层年龄为七千九百万年；
百分之二就是一亿五千八百万年，如此类推即可推算出地球年龄。
（二）、相对地质年代：
根据地层的顺序及地层中所保存的化石来划分的。
把相对的地质年代划分为五代十二纪，纪下分世，世下分期；
而把相应的时间内形成的地层分为界、系、统、阶。
时代单位：
代、纪、世、期；
相对的地层单位：
界、系、统、阶；
地质年代表
第四节地质作用与地貌
一、地质内力作用与地形:
总趋势（特点）是地壳有升有降，加大地表高低差异，造成地表崎岖的地形。
（造山）
表现为：
地壳的升降、岩层的褶皱和断裂。
构造变动——内力作用引起岩层层位的变动。
褶皱——岩石的一个弯曲。
（一）倾斜岩层产状三要素:
走向——岩层在地面延伸的方向.
倾向——岩层倾斜的方向。
倾角——岩层面与水平面的夹角。
（二）断裂：
节理——岩层断裂但没有发生位移。
断层——岩层断裂并发生相对位移。
1、断层的类型有：
正断层：
上盘下降；
下盘上升。
逆断层：
上盘上升；
下盘下降。
平移（横）断层：
两盘发生水平位移。
2、断层的组合：
阶梯状、地堑地垒、叠瓦状等
3、断层的地貌：
三角面山、断层崖、
二、地质外力作用与地形
（一）、总趋势（特点）是：
减少地表高低差异；
削高垫低，以消弥地表的高低崎岖的地形。
通过流水、冰川、风、海流等而进行。
1、地表流水的作用包括：
斜坡流水——片流和股流；
形成的地形是坡积物；
沟谷流水——暂时性洪流；
形成的地形是洪积扇；
河流——常年性流水；
侵蚀的表现是向源、下切、侧方侵蚀。
形成的地形是冲积平原、阶地等。
2、地下水的作用
CaC03+CO2+H2OCa（HCO3）2
（1）、对石灰岩的溶蚀作用：
首先是对围岩的溶蚀作用，另一方面也是对围岩的剥蚀、搬运和沉积的机械作用。
（2）、岩溶地形：
溶沟和石芽、溶蚀漏斗、落水洞、溶蚀洼地、坡立谷（盆地）、溶洞等。
第二章岩石的风化和土壤形成
第一节岩石的风化过程
岩石的风化过程：
可分为物理风化、化学风化和生物风化三种风化作用类型。
一、物理风化（机械破碎）：
1、物理风化的因素：
温度、水的冻融交替。
特点：
使岩石由硬变松、由大变小、增大比表面积，增加水气透过能力，但化学成份不改变。
二、化学风化作用：
（3）、水解作用：
矿物与水发生分解反应生成新的矿物，并释放出养分。
正长石高岭石
KAlSi3O8+CO2+H2O——K++H4Ai2Si2O8H4Ai2Si2O8+XH2O—Al2O3.nH2O+SiO2.ｍH2O
（４）、氧化作用：
FeS2+14H2O+15O2——8H2SO4+Fe2O3.H2O
２、特点：
是养分释放，同时形成新的矿物（粘土矿物）的过程；
但难风化的石英以细小颗粒留存下来。
三、生物风化作用：
通过根的穿扦、挤压使岩石破碎（物理风化）；
产生分泌物（酸、CO2）溶解矿物（化学风化）。
同时具有物理风化作用又具有化学风化作用。
第二节风化产物的类型生态类型、地球化学类型、母质类型
一、生态类型：
划分的依据是风化产物对土壤肥力有影响的性状作为标准。
只要分为：
1、硅质类型：
2、长石质类型；
3、铁镁质类型；
4、钙质类型；
5、未成岩类型。
二、地球化学类型：
划分的依据是风化产物的不同阶段或者称一定的生物气侯条件下的风化产物作为标准。
富铝化类型（第四纪红土）：
是在高温多雨的条件下形成的；
其特点主要是矿物彻底分解，盐基淋失殆尽，硅酸也淋失，矿物主要是二、三氧化物和高岭石为主，酸性强，质地粘重易板结，养分少肥力低。
三、风化产物的母质类型
划分的依据是：
搬运方式和堆积特点。
1、残（定）积母质：
分布于山顶、坡上部；
其性质受母岩的影响较大；
土层薄，养分少，石砾石块多。
2、坡积母质：
分布于坡中下部，土层较厚，养分含量较多。
3、洪积母质：
分布于山谷出口处，近山谷出口处石砾石块多，远处含大石砾少，养分多。
4、海积母质、5、冲积母质（河流旁沙滩）等等。
6、第四纪红土母质（富铝化类型）其特点主要是土层深厚，富含铁铝质的红色粘土，矿物主要是二、三氧化物和高岭石为主，酸性强，质地粘重通气透水性能差，养分少肥力低。
即具有酸、粘、瘦特点。
第三节：
土壤形成
一、土壤形成过程中的大小循环学说：
土壤形成的实质是土壤内部植物营养元素的地质大循环和生物生物小循环的矛盾斗争与统一。
1、地质大循环：
特点是作用范围广，时间长，是养分的释放与淋溶过程，同时也是母质的形成过程。
2、生物小循环：
特点是作用范围小，时间短，是养分的累积过程；
是土壤肥力发生与发展过程。
二、土壤形成因素
（一）、影响土壤形成的自然因素：
（五大因素）
1、母质：
是物质基础，土壤有95%的物质来源于母质。
同时影响着土壤的物理性质（质地、通气透水性、颜色、土层厚度）和化学性质（养分含量、酸碱性、粘土矿物类型、保肥供肥性能）。
尤其是对林木生长的影响更为显著。
2、生物：
是主导作用，累积养分，增加N素，形成土壤结构，产生了肥力。
它包括植物、动物和微生物。
它聚集养分（包括岩石圈、大气圈和水圈），产生腐殖质，形成结构，从而产生肥力。
表现为植物与土壤的能量交换（碳素平衡）；
植物利用光能、CO2、H2O、合成碳水化合物，并释放出O2，同时以有机质的形式累积养分,不同的植被类型在土壤形成过程中的作用是不同的。
如木本（多年生）、草本（一年生）各有特点；
木本植物在成土作用中的主要特点是：
是多年生的、根深、凋落物在地表形成覆盖层；
常形成强酸性的腐殖质，造成成土壤的酸性淋溶（灰化过程）。
森林下不同的植物类型（针叶和竹林富集硅、阔叶富集钙）也不相同。
3、气候：
是水热条件，影响岩石风化和生物作用的强度。
决定着成土过程的水、热条件。
水分和热量不仅直接参与母质的风化过程和物质的淋溶过程，更为重要的是控制着植物和微生物的生长，影响着土壤有机质的积累和分解。
在新的土壤系统分类中，就有水分特征这一诊断特征。
湿度不同，土壤矿物质不同、物质的淋溶迁移不一样；
风化层厚度不同、土色和土壤有机质含量与气候有关（酸碱性、粘土矿物类型、有机质含量、养分含量等）。
4、地形：
是水热条件的再分配，并影响母质类型。
是影响影响土壤和环境之间进行物质和能量交换的一个条件。
是在当地的大气候条件下的水热条件的再分配。
主要体现在海拔高度、坡度、度位、坡向。
地形影响着土壤水分，山地、平原、洼地不同的地形接受降水的状况不同；
对母质的重新分配；
不同的地形接受的太阳辐射能不一样。
可见不同的地形造成土壤温度和湿度的差异。
5、时间：
是土壤的年龄。
时间和空间是一切事物存在的基本形式。
母质、生物、气候和地形对土壤形成的综合作用效果是随着时间的增长而加强的。
值得一提的是：
随着时间的增长，母质对土壤的影响逐渐减退，而生物、气候和地形逐渐加强。
在一定的成土因素综合作用下，其相对年龄愈长，土壤发生层的分化愈显著；
相对年龄轻的，则分化度较弱。
（二）、人为作用：
定向培肥；
使自然土壤变为农业土壤。
土壤剖面
三、土壤剖面及形态特征（P.72.）
（一）、剖面的形成：
土壤剖面—指从地表向下挖掘所裸露的一段垂直断面。
1、自然土壤剖面层次：
2、耕作土壤：
耕作层（A）
犁底层（P）
心土层（B）
底土层（C）
（二）、土壤剖面形态特征：
土壤剖面形态特征是土壤剖面内在物质的外在表现。
是物质在色彩上的表现。
黑色——有机质；
红、黄、棕——铁质；
白色——高岭石、石英；
青灰色——兰铁矿、菱铁矿。
颜色用标准土色卡进行比色。
红棕色（5YR5/8）；
5YR是色调；
5/是亮度；
8是彩度。
2、结构：
3、质地：
4、紧实度：
5、湿度：
6、新生体——在土壤形成过程中新产生的物质。
网纹、铁锰结核、铁盘、胶膜、盐斑、石灰结核、铁锈斑等。
7、侵入体——土体中人为加入的物质。
如砖头、瓦片、水泥块、沥青、玻璃片等。
8、PH：
酸碱度。
9、盐酸反应：
有无游离的CaCO3。
10、其它：
层次、厚度、过渡状况、石砾含量、根系分布状况。
第四章土壤有机质
第一节土壤有机质的来源、组成
一、来源：
1、来源：
动、植物残体；
人为加入。
2、类型：
（1）、新鲜的有机物——末经分解的动、植物及微生物的遗体及其排泄物。
（2）、半分解的有机物——上述物质的部分分解产物。
（3）、腐殖质——上述有机物经过微生物的深刻改造的部分。
二、组成：
元素组成有C、H、O、N、P、S、Ca、Mg、K、Na等。
第二节土壤有机质的转化一、转化过程包括化学的转化、活动物的转化和微生物的转化。
主要是微生物的转化。
微生物的转化途径：
矿质化过程：
有机质在微生物的分解作用下，最终生成二氧化碳、水和简单盐类的过程。
（是养分的释放过程）
腐质化过程：
有机质经过微生物的深刻改造后，形成高分子含氮有机质（腐殖质）的过程。
（是养分的累程过程）
（一）、矿质化过程
1、不含氮有机物的矿质化过程：
（淀粉、纤维素、木质素、多糖类）
（1）、好气条件：
分解较彻底，释放的能量多，分解速度快。
C6H12O6+O2CO2+H2O+686（千卡）
（2）、厌气条件：
分解不彻底，释放的能量少，分解速度慢，并产生一些有毒的中间产物（如：
CH4、H2S、H2）。
C6H12O6有机酸+CO2+H2O+54（千卡）
特点是：
好气、厌气条件都可以分解；
好气条件分解速度快；
厌气条件分解速度慢；
不含养分，仅供给微生物能量。
2、含氮有机物的矿质化过程：
（蛋白质、磷脂、生物碱等）
蛋白质（水解）氨基酸（脱氨）NH4+（硝化）HNO3（反硝化）N2、NO2
（1）、氨化作用（过程）：
含氮的有机质在微生物的作用下，经水解生成氨基酸后，脱氨释放出氨的过程。
氨基酸（脱氨）：
（水解脱氨）醇+NH3+CO2（氧化脱氨）酸+NH3+CO2（还原脱氨）酸+NH3+CO2
（2）、硝化作用：
土壤中的氨在好气、中到微碱性条件下，被微生物氧化为硝酸的过程。
NH3+O2（慢）HNO2（快）HNO3
（3）、反硝化作用：
土壤中的硝酸在厌气、中到微碱性条件下，被微生物还原为氮气、亚硝态氮的过程。
HNO3HNO2N2+N2O
（4）、含P、S有机物的转化：
有机PH3PO4有机SH2SO4
（二）、影响有机质转化的因素：
主要是有机质的物质组成及环境条件
1、有机质的成份：
含难分解的物质（如木质素等）多，就难分解；
反之则然。
2、有机质的C/N比值；
最合适是25：
1；
微生物本身C/N是5：
而每利用1份N就需要消耗20份C为能源。
C/N大于25：
1，则造成植物暂时性缺氮；
C/N小于25：
1，则有多余的速效性氮释放出来。
3、土壤温度：
最合适是30℃；
过高或过低都不利于微生物对有机质的分解。
4、土壤湿度及通气性：
最适是在田间持水量的60~80%。
（水多气少；
气多水少）。
5、土壤酸碱性：
中性最适宜；
过酸或过碱都不利于微生物对有机质的分解。
第三节土壤腐殖质
一、腐殖化（形成）过程：
（生物化学）二、腐殖质的分组、三、腐殖质的性质：
腐殖质一般分为胡敏素、胡敏酸和富里酸三组；
主要是分为胡敏酸和富里酸二组。
其共同特点是高分子含氮化合物，分子量>
2000；
属于亲水的两性胶体；
阳离子交换量可达150~500me/100g；
吸水性很强，可达到本身重量的五倍。
常用胡敏酸与富里酸比值（H/F）来评判腐殖质性质好坏。
四、分布规律：
南方以富里酸为主；
北方以胡敏酸为主；
第四节土壤有机质的作用
一、土壤有机质的在土壤肥力上的作用：
（六大作用）
（一）、是植物营养元素的主要来源：
在自然条件下，有机质的分解为植物提供全面的而且是主要的养分；
并能促进矿物的分解。
（二）、含有某些激素能促进林木的生长发育和增强抗病害能力：
如胡敏酸能促进根的生长；
还有某些维生素、抗生素、生长素等等，能促进植物有生长发育。
（三）、改善土壤物理性质：
促进土壤形成结构的形成，改善通气透水性能；
能提高土壤有效特水量；
色黑吸热性强，有利于土温的提高。
（三）、促进微生物的活动，从而改善营养状况：
有机质多，微生物数量就多，养分转化速度就快；
同时能植物生长的环境条件。
（五）、提高土壤的保肥供肥性能和缓冲性能：
有机质的阳离子交换量大，保肥力强；
腐殖质是两性胶体能冲和一部分酸碱和减缓土壤酸碱的变化。
（六）、具有活化磷的作用：
腐殖质能络合土壤中的钙、铁和铝离子，减少这些离子对磷的固定；
有机酸还能溶解土壤中难溶性磷；
从而增加磷的有效性。
二、土壤有机质的调节
调节措施：
1、增施有机肥；
2、保持森林中的凋落物；
3、通过营林措施调节有机质的分解与积累过程。
合理密植、间伐、营造混交林等。
第五节森林土壤有机质
一、特点：
1、残落物在地表形成林褥；
2、含有较多的不易分解的物
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