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1、土壤学复习资料土壤的概念及其物质组成土壤：土壤是指覆盖于地球陆地表面，能够生长植物的疏松物质层。土壤的基本物质组成：自然界的土壤均是由矿物质、有机质、水分、空气和生物等基本物质所组成。土壤是由固、液、气三相物质组成的多相分散的复杂体系。土壤肥力：土壤肥力是土壤能经常适时供给并协调植物生长所需的水分、养分、空气、温度、支撑条件和有无毒害物质的能力。是土壤供应植物所必需养料的能力（水、肥、气、热）。肥力又有自然肥力与人工肥力之分。自然肥力是土壤在自然成土因素（气候、生物、母质、地形和年龄）的综合作用下形成的肥力，它是自然成土过程的产物。 人工肥力是在人为因素（耕作、灌溉、施肥及其他技术措施）影响作

2、用下形成的肥力。 肥力还可分为潜在肥力与有效肥力。 有效肥力在当季作物生产中表现出来，产生经济效益，没有直接反映出来的肥力叫做“潜在肥力”。土壤中的矿物土壤中的原生矿物：原生矿物是指由熔融的岩浆直接冷凝所形成的矿物。包括：（1）长石类矿物，又称钾长石，颜色多呈肉红色，广泛分布于浅色岩浆岩中，如花岗岩、正长岩、斑岩等。是土壤中钾元素的重要来源。（2）云母类矿物（包括白云母和）也土壤中钾元素的来源之一（3）角闪石与辉石类矿物（铁镁矿物，属于偏硅酸盐矿）二者属于深色矿物，含盐基丰富，化学稳定性低，容易被彻底分解（4）石英矿物（SiO2）不易风化，常以颗粒状残留于土壤中，是土壤中沙粒的主要来源（5）氧

3、化铁类矿物。较易风化，分解后形成硫酸盐（6）磷酸盐类矿物 ，是制造磷肥的主要原料（7）方解石（CaCO3）方解石是大理岩、石灰岩的主要组成矿物，是土壤中碳酸钙的主要来源（8）褐铁矿（Fe2O33H2O）；是土壤黄色和棕色染色剂，以胶状包被于土粒的表面石膏（CaSO4）是土壤中钙和硫元素的重要来源次生矿物：由原生矿物经风化过程新形成的矿物，称为次生矿物，也称次生黏粒矿物。次生黏粒矿物有：1、次生层状铝硅酸盐，如高岭石、蒙脱石、水化云母类、间层型黏粒矿物等。通过对粘土进行化学分析表明粘土主要含有氧化硅 SiO2、氧化铝Al2O3 和水，还含有少量的铁、碱金属和碱土金属。 实际上粘土矿物就是含水的铝

4、硅酸盐 。（1）高岭石组黏粒矿物 又叫11型矿物 其共同特点是：1.一层硅氧片和一层水铝片重叠而成 2.晶架内部水铝片和硅氧片中没有或极少同晶代换 3.相邻的两个底面由氢键相联 4.颗粒一般较蒙脱石组矿物粗 5.南方热带、亚热带土壤中普遍存在（2）蒙脱石组黏粒矿物（又叫21型矿物）其共同特点是：1.晶架结构都是由两层硅氧片和一层水铝片相间重叠而成 2.晶架内普遍存在着同晶代换现象 3.此类矿物胀缩性大，吸湿性强 4.矿物外形呈片状，且颗粒微细.在东北的黑钙土和华北地区的褐色土、栗钙土和西北地区灰钙土中含量较多。同晶代换现象：同晶代换（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代换（

5、替代），而晶格构造保持不变的现象。这种替代结果，使矿物带有永久的负电菏。(3)水化云母组黏粒矿物；主要代表为伊利石。伊利石的 保肥性和吸湿性介于蒙脱石组和高岭石组之间。代换量为2040cmol(+)/kg。(4) 间层型黏粒矿物：在风化作用强的土壤中含量很少。可作为土壤风化程度的标记此外、还包括含水的氧化铁、氧化铝、氧化硅等氧化物类；简单的盐类，如碳酸盐、硫酸盐和氯化物等风化作用的产物岩石矿物遭到风化后，逐渐破碎成松散物质，产生了三种风化产物。 1、风化残体：在风化过程中，一些难风化的矿物如石英、白云母和一部分长石被保留下来，由它们构成风化残积物的主体，成为土壤固相粗土粒的主要来源。2、易溶于

6、水的简单盐类：这些盐类物质都是植物的矿质营养元素的最初来源，而母质中含盐基的数量也是影响土壤肥力的一个十分重要的因素，如 等。风化可使矿物中难溶态的养分磷、钾、钙、镁、铁、锰、锌、钠等释放出来，成为可溶或可被植物利用形态。另一方面，强烈的风化与淋溶作用可导致土壤养分贫化，土壤中云母类含钾矿物随风化强度加深依次形成的次生矿物含钾浓度g/kg如下：云母的另一种风化顺序是：云母蛭石高岭石三水铝石。温带风化弱，富含云母及水化云母类矿物，含钾丰富。热带风化强烈，钾大量淋失，形成含K低的高岭石、三水铝石等。3、形成各种不同风化程度的次生矿物：次生黏粒矿物的形成途径，可以是化学风化作用的产物，如氧化铁、氧化

7、硅、氧化铝等胶体；也可是原生铝硅酸盐不同风化阶段的产物，还可通过生物，尤其微生物的作用，产生的次生矿物如高岭石、蒙脱石水化云母（伊利石）、水铝矿针铁矿以及非晶质的游离硅酸氢氧化铁、氢氧化铝等，它们是在不同条件下形成的。因此，不同母质或母质的不同层次中，次生矿物的种类也不同。次生矿物的形成，是风化作用由量变到质变的主要特征，是化学风化和生物风化作用的结果。次生矿物颗粒大小一般均0.001mm，大多数呈胶体分散状态存在，由于颗粒小，有巨大的表面积和表面能，使母质产生吸附能力，由此也产生一定的黏结性、可塑性和毛管现象，可使水分、养分在一定程度上得以保蓄，为土壤肥力的发展创造了必要条件。土壤母质残积物

8、（定积母质）定积母质又称残积物，是指岩石矿物经过风化后残留在原地未经搬运的碎屑物质运积母质：据不同搬运作用的外力方式，可分为：流水沉积母质、静水沉积母质、海水沉积母质、风积母质、重积母质/塌积物。坡积物山坡上部风化的碎屑物质，经雨水或雪水的侵蚀冲刷，并在重力作用下，被搬运到山坡的中、下部而形成的堆积物，称为坡积物，多分布在山坡或山麓地带。冲积母质指风化碎屑受河流（经常性水流）侵蚀、搬运，在流速减缓时沉积于河床的沉积物。黄土母质黄土是第四纪的一种特殊沉积物。黄土为淡黄或暗黄色，土层厚度可达数十米，粉砂质地，粗细适宜，通体颗粒均匀一致，疏松多孔，通透性好，具有发达的直立性状，含有10%15%的碳酸

9、钙，常形成石灰质结核。矿物质土粒和土壤质地矿物质土粒的分级：自然界中任何一种土壤，主要是由矿物质土粒构成的。土壤中的石砾、沙粒几乎全部由原生矿物所组成，多以石英为主，粉粒绝大多数也是由石英和原生硅酸盐矿物组成。土壤矿物质的化学组成：极其复杂，其主要元素以氧、硅、铝、铁四种元素占的比例最大。它们大多数均以氧化物的形式存在，二氧化硅、氧化铁、氧化铝三者之和一般占土壤矿物质部分的75%以上，是土壤矿物质的主要成分。二氧化硅的比例最大，其次是氧化铁、氧化铝，这和与地壳固体部分的岩石矿物的化学组成大体相似。土壤中主要原生矿物所含化学成分有一定的规律性，矿物质土粒愈粗，含二氧化硅愈多，而等养料元素含量则愈

10、少（如表所示）。由于原生矿物所含营养元素可溶性很小，以致几乎没有提供有效养分的能力。矿物质土粒的水分物理性质：土粒粒径大小不同，性质上有明显的差异，主要表现在土壤的水分物理性质上，如黏结性、黏着性、可塑性、胀缩性。随着土粒由大变小，这些性质由不显著到显著，由弱到强。从表看出，粒径1mm的土粒（石砾），几乎不表现以上性质。不同粒级土粒的基本性状：石砾和沙粒（0.05mm）:这是土壤中的粗骨部分，严格地讲，它们只是侵入土壤中的母岩碎屑，还不能算是土粒。所含矿物均为原生矿物，矿物组成与母岩基本一致，它本身为非疏松多孔体，无通透性和蓄水性，也不能提供有效养分。含石砾和沙粒较多的土壤疏松多孔，粒间孔隙大

11、，通气透水好，排水通畅。由于颗粒粗比表面积小，无黏结性、黏着性、可塑性和胀缩性，吸水保肥能力弱，大孔隙多，养分转化快，但容易随水流失，耕性较好。粉粒（0.05mm 0.001mm）：颗粒大小介于黏粒和沙粒之间，矿物成分有原生矿物，也有次生矿物。粉粒很多性质介于沙粒和黏粒之间。粉粒的主要原生矿物成分是石英，有时被称为粉沙粒。含粉粒较多的土壤具有一定的可塑性、黏结性、黏着性和吸附性。黏粒（0.001mm）： 颗粒细小，属于胶体范畴，是化学风化的产物，其矿物成分主要为次生矿物，与母岩成分相差很大。颗粒小，比表面大，粒间孔隙小。因而通气透水性弱，排水不畅，常常易造成土壤积水和内涝。土壤物理机械性如黏结

12、性、黏着性、可塑性、胀缩性均强，造成耕性不良，干时结块龟裂，湿时泥泞。黏粒本身养料含量丰富，且吸水保肥能力强，潜在养分贮量多，但土温较低，土温变幅小，养分不易转化。土壤质地分类：年中国科学院南京土壤研究所，在总结我国群众经验的基础上，拟定出了中国土壤质地分类的暂行方案，一般把土壤质地划分为沙土、壤土和黏土三大类十一级。粘性土分为粉质粘土和粘土粉质粘土定义：塑性指数大于10且小于或等于17的土应定名为粉质粘土，肉眼观察，细土中有砂粒，干时不坚硬，用锤可打成细土粒，湿时有塑性有粘结力，能搓成0.5-2mm的土条，长度较小，用手搓、捻感觉有少量细颗粒，稍有粘滞感觉。粘土定义：塑性指数大于17的土定为

13、粘土，肉眼观察较细腻，一般无砂粒，干时很坚硬，用锤可打成碎块，湿时塑性粘性大，土团压成饼时，边部不裂，能搓成=0.5mm的土条，长度不少于手掌，用手搓捻有滑润感觉，当水分较大时，极为粘手，感觉不到有颗粒存在。三、描述内容：颜色、状态、包含物、光泽反应、摇震反应、结构及层理特征1、颜色：主色在后，次色在前。2、状态： 坚硬：干而坚硬，很难掰成块。 硬塑：用力捏先裂成块后显柔性，手捏感觉干，不易变形，手按无指印。 可塑：手捏似橡皮有柔性，手按有指印。 软塑：手捏很软，易变形，土块掰时似橡皮，用力不大就能按成坑。 流塑：土柱不能直立，自行变形。3、包含物：贝壳、铁锰结核、高岭土姜结石等。4、光泽反应

14、：用取土力切开土块，视其光滑程度分为 切面粗造为无光泽。 切面略粗造（稍光滑）为稍有光泽。 切面光滑为有光泽。5、摇震反应：试验对应将软塑流动的小土块或土球，放在手掌中反复摇晃，并以另一手掌振击此手掌，土中自由水将渗出，球面呈现光泽。用手指捏土球，放松后水又被吸入，光泽消失，根据土球渗水和吸水反应快慢可区分为： 立即渗水及吸水者为反应迅速。 渗水及吸水中等者为反应中等。 渗水和吸水慢及不渗，不吸者为反应慢或无反应。4、韧性试验：将含水率略在于塑性的土块在手中揉捏均匀，然后在手掌中搓成直径3mm的土条，再揉成土团，根据再次搓条的可能性，可分为：能揉成土团，再搓成条，捏而不碎者为韧性高可再揉成团，

15、捏而不碎者为韧性中等勉强或不能再揉成团，稍捏或不捏即碎者为韧性差5、干强度：试验时将一小块土捏成小土团，风干后用手指捏碎，根据用力大小区分为很难或用力才能捏碎或掰断者为干强度高稍用力即可捏碎或掰断者为干强度中等易于捏碎和捻成粉未者为干强度低6、结构及层理特征：对同一土层中相间呈韵律沉积，当薄层与厚层的厚度比大于1/3时，宜定为“互层”；厚度比为1/101/3时，宜定为“夹层”；厚度比小于1/10的土层，且多次出现时，宜定为“夹薄层”。7、对具有互层、夹层、夹薄层特征的土，尚应描述各层的厚度和层理特征。粉质黏土：黄褐色，流塑/软塑/硬塑/坚硬，含约10%角砾，粒径为1020mm，棱角状，成分主要

16、为灰岩及砂岩，分布不均匀，中下部角砾含量约为30%，其中在0.50.6m夹粉砂。 1_a!h&!$9 黏 土：褐黄色，5.3m以下为灰黄色，流塑/软塑/硬塑/坚硬，含约10%角砾，成分主要为灰岩及砂岩，粒径为1225mm，棱角状，分布不均匀，其中4.24.6m角砾含量较多，粒径最大为40mm，黏性较好，可搓细条。 8_say_Qz 二、淤泥质粉质粘土：灰色灰黑色，流塑，部分夹有机质；无摇振反应，稍有光滑，干强度低，韧性低，有腐味 三、粘土：灰黄色，可塑，无摇振反应、光滑，干强度高，韧性高，局部分布。 四、粘土：灰黄褐黄色，硬塑，含少量的铁，锰质结核，可塑，无摇振反应，光滑，干强度高，韧性高。

17、五、粉质粘土：青灰色，软可塑状，为后期沉积，摇振反应无，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。 六、粉质粘土：灰黄褐黄色，硬塑，含青灰色粘土团块无摇振反应，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。 七、粉质粘土：灰黄褐黄色，可塑，无摇振反应，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。 八、粉质粘土：灰黄色，可塑，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。局部含团块状密实粉土。 九、粉质粘土：灰黄褐黄色，钙质结核，硬塑，无摇振反应，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。 十、粉质粘土：灰黄灰色，软可塑，粉粒含量高，无摇振反应，稍有光滑，干强中等，韧性中等。 十一、粉质粘土：上部浅灰色，中下部褐黄色，硬塑，含少量铁锰质结核，无摇振反应，

18、切面光滑，干强度高，韧性高。 十二、粉质粘土夹粉土：灰黄青灰色，可塑，含少量云母片，无摇振反应，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。 粉土定义：粒径大于0.075mm的颗粒质量不超过总质量的50%，且塑性指数等于或小于10的土应定名为粉土。肉眼观察绝大部分是粉粒，砂粒少，干时土块结合不够坚固，微力即散成粉末，湿时有流动性，土球经振动可成饼状，在手中可捏成团，能搓成3mm的短土条。用手搓捻无粘滞感觉，较粗糙，大部分是粉末。二、描述内容：颜色、包含物、湿度、光泽反应、摇震反应、层理特征1、颜色：主色在后，次色在前。2、包含物：云母、贝壳、石英、氧化铁浸染条纹（带）、高岭土条纹（团块）等。3、湿度：分稍

19、湿、湿、很湿。 稍湿：土扰动后不易握成团，一摇即散。 湿：土扰动后能握成团，摇动时土表面稍出水，手中有湿印，用手捏水即吸回。 很湿：水位以下，用手摇动时有水流出，土体塌流成扁圆形。4、层理特征：层厚及夹层情况,对同一土层中相间呈韵律沉积，当薄层与厚层的厚度比大于1/3时，宜定为“互层”；厚度比为1/101/3时，宜定为“夹层”；厚度比小于1/10的土层，且多次出现时，宜定为“夹薄层”。粉 土：灰黄色，6.26.7m为灰白色，潮湿，稍密，手捏有砂感，不能搓条，含约5%细砂，局部夹黏土。 4#Y_klVm_ 粉土：灰黄，含云母片，很湿，稍密。摇振反应中等，无光泽反应，干强度低，韧性低粉土：浅灰色，

20、含云母片，摇振反应中等，无泽反应，干强度低，韧性低。砂 土定义：粒径大于2mm的颗粒质量不超过总质量的50%，粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量50%的土、应定名为砂土，肉眼观察绝大部分是砂粒，干时松散，湿时无塑性，搓不成条，用水搓捻时感觉砂粒，无滑润感觉。二、描述内容：砂土应描述颜色、矿物组成、颗粒级配、颗粒形状、粘粒含量、湿度、密实度等、层理特征。1、颜色：主要颜色在后，次要颜色在前，如黄褐、青灰等。2、矿物组成：砂土主要矿物组成：石英、云母、长石等。3、颗粒级配： 砾砂：粒径大于2mm的颗粒质量占总质量25%-50%； 粗砂：粒径大于0.5mm的颗粒质量超过总质量的50%； 中砂

21、：粒径大于0.25mm的颗粒质量超过总质量的50%； 细砂：粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量的85%； 粉砂：粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量的50%。4、颗粒形状：描述颗粒的磨圆度。5、粘粒含量：所含粘性土占总质量的百分比。6、湿度：稍湿、很湿、饱和 稍湿：呈松散状，用手握时感到湿、凉，放在纸上不会浸湿，加水时吸收很快。 很湿：可以勉强握成团，放在手上有湿感、水印，放在纸上浸湿很快，加水时吸收很慢。 饱和：钻头上有水，放在手掌上水自由渗出。7、密实度：砂土的密实度应根据标准贯入试验锤击数实测值N划分为密实、中密、稍密和松散，并应符合下表的规定。标准贯入锤击数N密 实 度标

22、准贯入锤击数N密实度N1010N15松 散稍 密1530中 密密 实粉砂/细砂/中砂/粗砂/砾砂：灰白色，松散/稍密/中密/密实（根据标贯试验确定），稍湿/潮湿（初见水位以下）/饱和（稳定水位以下），砂粒成分为长石，石英，粒径为58mm，偶见卵石，粒径为1050mm，其中7.07.3m夹粉质黏土。 m_D_mWTq 粉砂：黄色，含云母片，中密。主要由石英等矿物组成，饱和状态。 粉砂：上部灰黄色，底部浅灰色，含云母片，饱和状态，密实。碎石土定义：粒径大于2mm的颗粒质量超过总质量50%的土，应定名为碎石土，并按下表进一步分类；土的名称颗 粒 形 状颗 粒 级 配漂 石圆形及亚圆形为主粒径大于20

23、0mm的颗粒质量超过总质量50%块 石棱角形为主卵 石圆形及亚圆形为主粒径大于20mm的颗粒质量超过总质量50%碎 石棱角形为主圆 砾圆形及亚圆形为主粒径大于2mm颗粒质量超过总质量50%角 砾棱角形为主二、描述内容：颗粒级配、颗粒形状、颗粒排列、母岩成分、风化程度、充填物性质和充填程度、密实性、层理特征。 1、颗粒级配：不同粒径碎石占总质量的百分比 漂石、块石、粒径大于200mm超过总质量的50%； 卵石、碎石、粒径大于20mm小于200mm超过总质量的50%； 圆砾、角砾、粒径大于2mm小于20mm超过总质量的50%。2、颗粒形状 块石、碎石、角砾：以棱角形为主。 漂石、卵石、圆砾：以圆形

24、及亚圆形为主。3、颗粒排列：颗粒间排列、接触方式。4、母岩成分： 岩浆岩：代表性岩石 玄武岩 花岗岩、流纹岩、辉绿岩等；沉积岩：代表岩石 泥岩、砂岩、页岩、灰岩、砾岩等；变质岩：代表岩石 千枚岩、板岩、片麻岩等。5、风化程度： 未风化：岩质新鲜，偶见风化痕迹； 微风化：结构基本未变，仅节理面有渲染或略有变色，有少量风化裂隙，用手锤不易击碎； 中等风化：结构部分破坏，沿节里有次生矿物，风化裂隙发育，岩体被切割成岩块，用镐难挖，用手锤易击碎，岩芯钻方可钻进； 强风化：结构大部分破坏，矿物成分显著变化，风化裂隙很发育，岩体破碎，用镐可挖，手可折断，干钻不易钻进； 残积土：组织结构全部破坏，已风化成土

25、状，锹镐易挖掘，干钻易钻进，具可塑性。6、充填物性质和充填程度：当充填物为粘性土、粉土、砂土充填应按充填物性质分别描述颜色、状态、密实度、湿度等。7、密实性 按N63.5分类；重型动力触探锤击数N63.5密实度重型动力触探锤击数N63.5密实度N63.55松散10N63.520中密520密实 按N120分类超重型动力触探锤击数N120密实度超重型动力触探锤击数N63.5密实度N1203松散11N12014密实314很密640cm岩体完整、短长柱状20L40、短柱状10L20较破碎 饼状扁柱状3L10cm破碎、碎裂状砂状L3cm 很破碎。岩石的力学表观特征：（锤击，手捏，手折）锤击声脆（硅质岩，

26、钙质砂岩，）较难击碎。锤击声不清脆（砂质泥岩，泥灰岩）较易击碎浸水后指可划痕。锤击声哑，有凹痕（泥岩，页岩）易击碎手可折断。锤击声哑：有较深的凹痕（半成岩或全风化岩），手可捏碎,浸水后捏成团。中风化灰岩：灰深灰色，隐晶质结构中厚层状构造，岩石结构致密坚硬，裂隙发育大部分闭合，由方解石充填，岩芯多呈短柱状，长柱，少量呈碎石块状，碎粒状，土状，长度2040cm局部溶蚀现像严重，岩芯表面呈峰窝状，溶径520mm,最大50mm. 全风化粘土岩：褐灰色，黄褐色，棕红色。结构构造完全破坏岩芯呈土状，含风化碎屑，碎块，手捏易碎，遇水易分解。 强风化粘土岩：褐灰色，黄褐色。棕红色，结构构造大部分破坏，岩芯呈碎块状，节理裂隙较发育。 不同土壤质地的生产性状沙质土类 ：沙粒含量高,颗粒粗,比表面积小,组成的粒间大，孔隙数量多。 保蓄性差。保水、持水、保肥性能弱，雨后容易造成水肥流失，水分蒸发速率快，失墒多易引起土壤干旱 土壤中原生矿物以石英、长石为主，潜在养料含量少，但养分转化快。土温变幅大, 但晚秋也容易造成霜冻。沙性土耕性好,宜耕期长，耕作阻力小, 耕后质量好。这种土又称“轻质土”。沙性土大孔隙多, 氧气充足,