上海交大周丕生土壤学第2章 土壤矿物质.ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,土壤与植物营养学,/,第二章 土壤矿物质,土壤与植物营养学,Soil Science and Plant Nutrition,4/30/2026,1.1,2.1,主要成土矿物和岩石,2.2,矿物岩石的风化,2.3,土壤矿物质的组成,2.4,土壤形成和发育,2.5,土壤质地,4/30/2026,4/30/2026,地壳,地球内部圈层构造示意图,4/30/2026,地球内部圈层构造示意图,4/30/2026,地球内部圈层构造示意图,4/30/2026,大气圈,水 圈,岩石圈,生物圈,土壤圈,地球内外圈层构造关系图,4/30/2026,一、矿物,矿物是天然产生于地壳中具有一定化学组成、物理性质和内在结构的物体，是组成岩石的基本单位。矿物的种类很多，共约,3300,种以上,。,2.1,主要成土矿物和岩石,4/30/2026,2.1,主要成土矿物和岩石,矿物,矿物是天然产生于地壳中具有一定化学组成、物理性质和内在结构的物体，是组成岩石的基本单位。矿物的种类很多，共约,3300,种以上。,4/30/2026,金刚石和石墨的结构,4/30/2026,矿,物,次,生,矿,物,原,生,矿,物,直接来源于母岩的矿物，其中岩浆岩是其主要来源,由原生矿物分解转化而成的,4/30/2026,二氧化硅晶体实物与结构示意图,4/30/2026,金刚石,石英,4/30/2026,花岗岩的矿物组成,4/30/2026,方解石 橄榄石 辉石,4/30/2026,岩石是一种或多种矿物按一定规律构成的矿物集合体。,岩石是地壳发展过程中各种地质作用形成的地质体。,根据岩石的成因可分为岩浆岩、沉积岩、变质岩。,二、岩石,4/30/2026,岩石,岩石是一种或多种矿物按一定规律构成的矿物集合体。,岩石是地壳发展过程中各种地质作用形成的地质体。,根据岩石的成因可分为岩浆岩、沉积岩、变质岩。,4/30/2026,沉积成岩,石灰岩,白云岩,方解石,50%,白云石,50%,大,理,岩,大理石,汉白玉,方,解,石,白,云,石,高温高压重结晶,变质作用,矿物岩石的关系,4/30/2026,地质作用,地壳运动（构造运动）,内力地质作用 岩浆活动,变质作用,风化作用,剥蚀作用,外力地质作用 搬运作用,沉积作用,成岩作用,4/30/2026,地质作用,地质作用的能量，有的来自地球内部，有的来自地球以外，据此，可以把,地质作用分为内力地质作用和外力地质作用两类,。,4/30/2026,内力地质作用,。,主要由地球内部的能源,(,以旋转能、重力能、放射性元素衰变产生的热能等为主,),引起的、且作用在整个地壳甚至整个岩石圈的地质作用称为内力地质作用。,根据其动力和作用方式又可分为四种：,构造运动：,促使地壳和岩石圈发生变形、变位的机械作用。在上面一节的地壳发展历史中可以看到构造运动扮演了极为重要的角色。,地震作用：,岩石圈的快速颤动。,岩浆作用：,岩浆的形成、运移直至冷凝固结成岩的全部作用过程。,变质作用：,原来的岩石基本上在固态下因内力而变成一种新岩石的过程。,4/30/2026,外力地质作用,:,主要由地球以外的能源（以太阳辐射能、日月引力能为主）所引起的、并且作用在地壳表层的地质作用称为外力地质作用。,按作用方式可以分为：,风化作用：,在温度、大气、水溶液和生物等因素的作用下，使岩石在原地遭受破坏。,剥蚀作用：,风、地表水和地下水在运动过程中对地表的破坏并剥离原地。,搬运作用：,剥蚀下来的物质被风、刘水、冰川等搬运至他处。,沉积作用：,被搬运的物质在适当地点沉积下来，形成松散沉积物。,固结成岩作用：,松散沉积物固结成为岩石。,4/30/2026,各种地质作用在促进地壳物质运动和变化过程中都包含着破坏和建设两个方面，也就是,地质作用一方面不断形成新的矿物、岩石、构造和地表形态，另一方面又不断破坏原有的矿物、岩石、构造和地表形态,，因此，今天我们所看到的一切景观和风景，只不过是“地球演化”历史连续剧中的一个镜头而已。,4/30/2026,（一）岩浆岩,由岩浆岩直接冷却凝固而成的岩石。,1,、喷出岩：岩浆喷出地表冷却凝固而成的岩石。,2,、侵入岩：深部岩浆向地壳转移，进入地下某一部位而未达地表，逐渐变冷、结晶而形成的岩石。,浅成岩,侵入岩,深成岩,4/30/2026,岩浆岩形成示意图,4/30/2026,火山喷发,日本富士山,4/30/2026,岩浆沿着岩石的裂缝或薄弱处向上运移，侵入岩石圈上部，甚至喷出地表。在向上运移过程中，随着温度、压力的降低，岩浆自身的化学成分与物理性质便会发生一系列的变化，如岩浆中所含的挥发性物质逐渐逸失，并且与围岩发生种种化学反应，最后冷凝固结而成岩浆岩。这种从岩浆的形成、演化、运移，直到冷凝成岩石的整个活动过程就叫岩浆作用。由岩浆作用形成的岩浆岩是地壳和岩石圈的主体，,按重量计算，约占地壳的,65%,，在大陆地表出露普遍,。岩浆岩又可分为侵入岩和喷出岩两类。,4/30/2026,岩浆从地下深处向上运移，最后冲破上覆岩层喷出地表，造成火山爆发，这种运动称为喷出作用或火山活动。喷出地表的岩浆，其挥发成分大部分逸失，称为熔岩。熔岩在地表冷凝而成的岩石，称喷出岩或火山岩。,喷出岩,4/30/2026,火山喷出物有气体、液体和固体三类：,气体为原来溶解于岩浆中的挥发成分，气体逸出的状况能预示火山活动的进程。,固体物质的来源有二：,一为火山通道中原先冷凝的岩浆和通道四周的围岩，经爆炸成碎块或粉末射入空中；,二为喷射空中的液态岩浆冷凝而成。,这些固体物质经胶结、压固而成的岩石称为火山碎屑岩。,液体物质就是熔岩，它可以沿地面斜坡或山谷流动。粘性较小、流动性强的可以形成分布面积广大的,熔岩被,，流动性弱的则形成短而弱的熔岩流。,由熔岩形成的喷出岩中，分布最广的是玄武岩，洋底几乎全部由玄武岩构成，陆地上常形成大面积的高原或台地。,4/30/2026,4/30/2026,4/30/2026,玄武岩,4/30/2026,玄武岩,是一种基性的火山岩，常含有大量气孔，气孔中充填白色方解石或燧石等矿物，形状宛如杏仁，故称杏仁构造。,玄武岩中主要矿物为基性斜长石和辉石，由于岩浆喷出地表后迅速冷凝，所以这些矿物的结晶程度低，多呈隐晶质或玻璃质（非晶质）结构。而且玄武岩在冷凝时，往往产生大量原生节理，使岩体分裂成根根方形柱体。南京桂子山的玄武岩六方节理就因景色奇特，成为“金陵四十景”之一。,4/30/2026,玄武岩六方节理,4/30/2026,玄武岩,六方,柱状节理,4/30/2026,玄武岩六方柱状节理,4/30/2026,火烧山熔岩冲破火山锥体向外溢流痕迹,火烧山,火烧山东北部大片熔岩,表皮呈波状的熔岩,4/30/2026,坠入熔岩中的火山蛋,4/30/2026,绳状熔岩及火山蛋,4/30/2026,岩舌,4/30/2026,岩龙,4/30/2026,岩被前端 远处火口为火烧山,4/30/2026,爬虫状熔岩,4/30/2026,侵入岩,深部岩浆向地壳浅处转移，进入地下某一部位而未达地表，逐渐变冷、结晶而形成的岩石叫侵入岩。,花岗岩是分布最广的深成侵入岩。我国花岗岩出露面积达,86,万平方千米，约占全国总面积的,9%,。南岭地区分布尤广，湘、粤、赣三省有,30,的地表为花岗岩所覆盖。,4/30/2026,花岗岩是重要的含矿岩石，许多重要的有色金属和贵金属矿床，都产于花岗岩体中。同时，花岗岩也是风景的主要组成之一。我国东南沿海和东北兴安岭、长白山一带，花岗岩成群出露，往往构成危崖峭壁、峰林深谷等景色。黄山、九华山、普陀山、天台山、横山、崂山、华山、千山等名山都是花岗岩山体。花岗岩质地坚硬、色彩美丽，是风景建筑、纪念性建筑的良材，我国古代以及现代的一些著名工程建筑都取材于花岗岩。上海外滩一带的西洋建筑的下部墙面，用的都是苏州西郊采出的金山花岗岩。,侵入岩中较重要的岩类还有闪长岩、辉长岩、橄榄岩、正长岩等。,4/30/2026,花岗岩,4/30/2026,花岗岩,是由长石、石英、云母三种矿物为主要成分构成的一种侵入岩，前两种矿物在花岗石中均成粒状晶体，晶体大小和均匀程度取决于冷凝形成时岩浆在地壳中所处的深度。花岗岩一般呈肉红或灰白色，如普陀山即为肉红色粗粒花岗石构成，在蓝天碧海的映托下显得十分美丽。,4/30/2026,4/30/2026,4/30/2026,4/30/2026,岩 类,超基性岩,基性岩,中性岩,酸性岩,化学成分,SiO,2,含量,/,65,饱和度,不饱和,饱和,过饱和,FeO,Fe,2,O,3,MgO,CaO,多 少,Na,2,O K,2,O,少 多,矿 物 成 分,岩浆岩密度,大 小,岩浆岩颜色,黑,-,绿黑,黑灰,-,灰,灰,-,灰绿,肉红,-,灰红,肉红,-,灰红,指示矿物石英,/,无,无,-,极少,5,20,正长石含量,/,无,无,极少,40,3040,斜长石含量,%,基性,（少）,50,中性为主,50,极少,酸性（少）,主要暗色矿物,极其含量比,/,橄榄石（主）辉石（次）,95,辉石（主）橄榄石（次）,4050,角闪石（主）黑云母（次）,2540,角闪石（主）黑云母（次）,1020,黑云母（主）角闪石（次）,010,4/30/2026,岩 类,超基性岩,基性岩,中性岩,酸性岩,岩石,产状,构造,结构,岩石类型,喷,出,岩,气孔,杏仁,流纹,块状,玻璃质,火山玻璃岩（黑曜岩、珍珠岩、松脂岩、浮岩）,隐晶质,斑纹,苦橄岩,玄武岩,安山岩,粗面岩,流纹岩,侵,入,岩,浅成岩,块状,斑状,细粒,金伯利岩,辉绿岩,辉绿玢岩,闪长,玢岩,正长,斑岩,花岗,斑岩,深成岩,块状,中粒粗粒似斑状,橄榄岩,辉岩,辉长岩,闪长岩,正长岩,花岗岩,注：,1.,斑岩和玢岩是浅成岩中具斑状结构岩石的通称。但前者多用于含有正长石的岩石 中，后者用于含斜长石斑晶的岩石中。,2.,粗面岩、正长岩类，含碱族元素（,K,，,Na,）,比其它岩石高，故又称碱性岩。,4/30/2026,沉积岩,沉积岩占地壳岩石总体积的,7.9%,，主要分布在地壳表层。在大陆地表露出的三大类岩石中，它占总面积的,75%,。沉积岩是地壳发展历史的重要纪录，一层层的沉积岩犹如万卷诗书向人们展示了地壳的发展历程。沉积岩中含有丰富的矿产，它提供了全部可燃性矿产（煤、石油、天然气）和,90%,的铁矿。另外，所有的古代生物化石也几乎全部保存在沉积岩中。,4/30/2026,沉积岩是地表及地表下浅处各种沉积物经成岩作用形成的新岩石。,它是在常温常压条件下由原来已经形成的岩石经过风化、剥蚀、搬运、沉积和固结成岩等外力地质作用而成的产物，是原生岩石经过破坏和再建设形成的次生岩石。,沉积岩由于是在地表附近形成，在形成过程中有生物参加，所以含有生物和有机质组分。常见的沉积岩有：,4/30/2026,碎屑岩类：,是陆源碎屑沉积物经压实、胶结而成的岩石。,按照碎屑的粒径分为砾岩、砂岩、粉砂岩和泥岩。,我国南方湿热气候下形成的砂岩和砾岩，往往构成绮丽的丹霞风景，质地坚硬的石英质砂岩构成的山峰，雄伟挺拔，如张家界的石英砂岩峰林。泥岩质地细腻，含高岭石,90%,以上的泥岩是良好的橡胶工业和陶瓷工业的原料，我国瓷都景德镇的瓷器就是用它烧制的。,4/30/2026,硅质岩类：,指由化学作用、生物作用和某些火山作用所形成的富含,SiO,2,的岩石。岩石坚硬而脆，化学性质稳定，不易风化分解。重要岩石有硅藻土、燧石岩、碧玉岩等。山东临朐所产硅藻土有薄如纸状的层理，翘起后成美丽的翻卷书页状，有“万卷书”之雅称。,碳酸盐岩类：,分布很广，在我国约占沉积岩分布的面积的,55%,。碳酸盐岩类大都是化学沉积和生物化学沉积的产物，主要有石灰岩和白云岩。石灰岩是构成岩溶风景的素材。桂林山水、路南石林和千姿百态的溶洞都位于石灰岩地区。园林珍品“太湖石”就是石灰岩中的佼佼者。,4/30/2026,变质岩,岩浆岩,砾岩,砂岩,页岩,石灰岩,石砾,砂粒,粉粒,粘粒,原来地形,风化破碎,搬运,沉积,河流,海洋,可溶性盐,沉积岩形成过程示意图,4/30/2026,沉积岩岩层,4/30/2026,砾岩,4/30/2026,砂岩,4/30/2026,页岩,4/30/2026,石灰岩,4/30/2026,沉积岩的基本特征及风化产物,岩类,成 岩 特 征,矿物成分,风化产物,砾岩,岩石风化碎块经长距离搬运，磨蚀成浑圆形,2mm,。,石英及,次生,SiO,2,粗砂粒，养分贫乏。,砂岩,颗粒直径,20.1mm,的砂粒经胶结而成。,石英为主，长石、白云母,硅质，石英质难风化，质地粗，泥质，钙质易风化，质地中等。,页岩,直径,0.01mm,颗粒经压实，脱水，并胶结硬化而成。占,80%,。,粘土矿物较多，细粒石英、白云母,含粘土较多，质地细，并含有较多养分。,石灰岩,海洋中贝壳类动物残骸经堆积，压实和固结而成。,CaCO,3,夹有粘土，硅质、铁质,质地较粘，富含,Ca,质，,pH,较高，中性至碱性。,4/30/2026,（三）变质岩,岩石在固体状态下，由于温度、压力及化学活动性流体的作用，发生化学成分、矿物成分或结构构造变化而形成的岩石就是变质岩。变质岩主要产与地壳较下层位，由于地壳不均匀抬起并遭剥蚀才露出地面。它在地面分布范围较小，也不均匀。,4/30/2026,变 质 岩 的 基 本 特 征 及 风 化 产 物,岩类,原岩,矿物成分,风化产物,片麻岩,花岗岩,石英、长,石、云母,砂粘适中，物理性质好；盐基,少，酸度大。与花岗岩类似。,石英岩,砂岩,硅质岩,次生石英,难风化。风化后产生砂质或砾质土，质地粗，营养元素贫瘠,大理岩,石灰岩,白云岩,方解石,白云石,质地较粘，富含,Ca,质，,pH,值较高，中性至碱性。,片岩类,页岩,长石砂岩,泥质岩石,云母滑石,绿泥石,细粒石英,风化初期为片状角砾碎屑。彻底风化后产生大量粘土矿物，质地较细。,4/30/2026,大理岩,4/30/2026,风化作用的类型,物理风化,：凡是由物理作用使岩石发生物理变化而成碎屑的过程，称为物理风化。,物理风化主要是温度的变化而造成的热力风化。,化学风化,：岩石的矿物成分受到化学作用，发生化学成分和性质的变化，以及产生新的矿物和化合物的过程，称为化学风化。,参与化学风化的主要因素有水、氧、二氧化碳以及各种无机酸和有机酸等。,4/30/2026,飞来石,4/30/2026,4/30/2026,4/30/2026,鼓浪屿上的日光岩,4/30/2026,天涯,海角,4/30/2026,4/30/2026,氧化作用：,FeS,2,+7,O,2,+2H,2,O 2FeS,O,4,+2H,2,S,O,4,溶解作用：,NaCl,+H,2,O Na+,Cl,-+H,2,O,水化作用：,CaSO,4,+2,H,2,O,CaSO,4,2,H,2,O,水解作用,K,2,Al,2,Si,6,O,16,+,H,2,O,K,H,Al,2,Si,6,O,16,+K,OH,K,H,Al,2,Si,6,O,16,+,H,2,O H,2,Al,2,Si,6,O,16,+K,OH,H,2,Al,2,Si,6,O,16,+5,H,2,O H,2,Al,2,Si,2,O,8,H,2,O,+,4,H,2,SiO,3,H,2,Al,2,Si,2,O,8,H,2,O+3 H,2,O,2,Al,(OH),3,+,2,H,2,SiO,3,碳酸化作用：,CaCO,3,+H,2,CO,3,Ca(H,CO,3,),2,化 学 风 化,4/30/2026,二、风化产物,1.,原生矿物碎屑,：石英、长石（正长石、斜长石）、云母（白云母、黑云母）等碎屑。,主要组成土壤的砂粒、粉粒；,2.,次生矿物,：高岭石、蒙脱石、水云母、蛭石、次生石英、三水铝石、方解石、白云石等。,主要组成土壤的粘粒；,3.,可溶盐基离子,：,K,+,、,Na,+,、,Ca,2+,、,Mg,2+,、,Fe,3+,等。,主要溶于土壤溶液。,4/30/2026,风化产物,原生矿物碎屑,：石英、长石（正长石、斜长石）、云母（白云母、黑云母）等碎屑。,主要组成土壤的砂粒、粉粒；,次生矿物,：高岭石、蒙脱石、水云母、蛭石、次生石英、三水铝石、方解石、白云石等。,主要组成土壤的粘粒；,可溶盐基离子,：,K+,、,Na+,、,Ca,2+,、,Mg,2+,、,Fe,3+,等。,主要溶于土壤溶液。,4/30/2026,三、成土母质,地壳表面的岩石经过风化，变为疏松的堆积物，覆盖着地球的大部分陆地表面，这种风化物堆积层称为,风化壳,。,母质,是指原生基岩经过风化、搬运、堆积等过程于地表形成的一层疏松、最年轻的地质矿物质层，它是形成土壤的物质基础，是土壤的前身。,4/30/2026,成土母质,地壳表面的岩石经过风化，变为疏松的堆积物，覆盖着地球的大部分陆地表面，这种风化物堆积层称为,风化壳,。,母质,是指原生基岩经过风化、搬运、堆积等过程于地表形成的一层疏松、最年轻的地质矿物质层，它是形成土壤的物质基础，是土壤的前身。,4/30/2026,变质岩,岩浆岩,砾岩,砂岩,页岩,石灰岩,石砾,砂粒,粉粒,粘粒,原来地形,风化破碎,搬运,沉积,河流,海洋,可溶性盐,成土母质形成过程示意图,4/30/2026,成土,搬运,沉积,残积物、重积体和坡积物、洪积物、河流冲积物、,湖泊沉积物、浅海沉积物、风积物、冰碛物,风化产物,成土母质,重力,水流,风力,冰川,4/30/2026,2.3,土壤矿物质的组成,铝,(Al),7.13,铁,(Fe),3.80,硅,(Si),33.0,氧,(O),49.0,92.93,一、土壤与植物营养学组成,4/30/2026,1.,氧,(O),和,硅,(Si),是地壳中含量最多的两种元素，分别占了,47,29,，两者合计占地壳重量的,76.0,；,铝（,Al,）,、,铁（,Fe,）,次之，四者相加共占,88.7,的重量。地壳中其余,90,多种元素合在一起，也不过占地壳重量的,11.3,；,2.,地壳所含的营养元素远远不能满足植物和微生物营养的需要；,3.,土壤矿物的化学组成，一方面继承了地壳化学中组成的遗传特点，另一方面有的化学元素是在成土过程中增加的如氧、硅、碳、氮等，有的显著下降了如钙、镁、钾、钠。这反映了成土过程中元素的分散、富集特性和生物积聚作用。,4/30/2026,氧,(O),和,硅,(Si),是地壳中含量最多的两种元素，分别占了,47,29,，两者合计占地壳重量的,76.0,；,铝（,Al,）,、,铁（,Fe,）,次之，四者相加共占,88.7,的重量。地壳中其余,90,多种元素合在一起，也不过占地壳重量的,11.3,；,地壳所含的营养元素远远不能满足植物和微生物营养的需要；,土壤矿物的化学组成，一方面继承了地壳化学中组成的遗传特点，另一方面有的化学元素是在成土过程中增加的如氧、硅、碳、氮等，有的显著下降了如钙、镁、钾、钠。这反映了成土过程中元素的分散、富集特性和生物积聚作用。,4/30/2026,二、土壤矿物组成,1.,原生矿物,：石英、长石（正长石、斜长石）、云母（白云母、黑云母）。,主要组成土壤的砂粒、粉粒。,2.,次生矿物,：高岭石、蒙脱石、水云母、蛭石、次生石英、三水铝石、方解石、白云石等。,主要组成土壤的粘粒。,4/30/2026,粘土矿物的分布,中国南方地区温度高，风化强烈，以高岭石为主，其次为氧化铁铝矿物。,北方气候干旱，淋溶弱，粘土矿物以伊利石（水云母）和蒙脱石为主。,4/30/2026,土壤中各粒级的矿物组成示意图,砂粒,粉粒,粘粒,石英,其它次生矿物,原生硅酸盐矿物,次生硅酸盐矿物,4/30/2026,2.4,土壤形成和发育,土壤形成因素又称成土因素，,是影响土壤形成和发育的基本因素,一、土壤形成因素及其作用,4/30/2026,俄国土壤学家,BB,道库恰耶夫提出五大成土因素学说,气,候,母,质,地,形,时,间,生,物,土壤好象一面镜子，可反映自然地理景观土壤是成土因素综合作用的产物，成土因素在土壤形成中,起着同等重要和相互不可替代的作用，成土因素的变化,制约着土壤的形成和演化，土壤分布由于受,成土因素的影响而具有地理规律性。,4/30/2026,母质对土壤发生的作用,母质对土壤发生的作用,母质不同于岩石，它已有肥力因素的初步发展，具物质颗粒的分散性，疏松多孔，有一定的吸附作用、透水性和蓄水性；可释放出少量矿质养分，但难以满足植物生长的需要。母质又不同于土壤，其缺乏养分，几乎不含氮、碳，通气性和蓄水性也不能同时解决。,4/30/2026,气候的作用,二是控制植物,生长和微生物,的活动，影响,有机质的积累,和分解，决定,养料物质循环,的速度。,2,一是直接参与,母质的风化，,水热状况直接,影响矿物质的,分解与合成及,物质积累和淋,失。,1,气候,4/30/2026,温度状况将影响矿物的风化和合成、,有机物质的合成与分解。温度每增加,10,，,反应速率可成倍增加。,德国土壤学家,(,Ramann,),提出“风化因子”的概念：,风化因子,=,风化天数,水解离度,风化天数指日均温在一定温度以上的全年天数。,根据这种见解，赤道带的风化强度约,3,倍于温带，,9-10,倍于极地寒冷带此，热带与寒带的成土速率,有很大的差异。,温度对土壤形成的作用,4/30/2026,中国土壤图,(,城市,),中国土壤图,4/30/2026,不同气候带下的土壤分布（城市）,砖红壤,红 壤,黄棕壤,棕 壤,暗棕壤,黑钙土,栗钙土,棕钙土,棕漠土,灰漠土,褐 土,不同气候带,下的土壤分布,4/30/2026,中国土壤图,4/30/2026,砖红壤,红 壤,黄棕壤,棕 壤,暗棕壤,黑钙土,栗钙土,棕钙土,棕漠土,灰漠土,褐 土,不同气候带,下的土壤分布,不同气候带下的土壤分布,4/30/2026,各种土壤剖面,砖红壤,红 壤,黄 壤,黄棕壤,棕 壤,暗棕壤,黑钙土,栗钙土,灰漠土,棕漠土,4/30/2026,生物因素在土壤发生中的作用,土壤形成的生物因素,包括植物、土壤动物和土壤微生物,生物因素是促进土壤发生发展最活跃的因素,4/30/2026,自然植被和水热条件的演变，引起土壤类型的演变,中国东部由东北往华南的森林植被和土壤的分布依次为,针叶林,棕色针叶林土,暗棕壤,针阔混交林,棕壤,落叶阔叶林,黄棕壤,落叶常绿阔叶林,常绿阔叶林,雨林、季雨林,红壤,砖红壤,自,东,北,向,华,南,4/30/2026,地形是影响土壤和环境,之间进行物质、能量交换的一个重要条件，,它主要通过影响其他成土因素对土壤形成起作用,把在相同气候、母质、成土年龄下，由于地形条件差异引起的具有不同特征的一系列土壤称为土链,(Catena),地形对土壤水分状况的影响,地形与土壤发生的关系,4/30/2026,时间因素对土壤形成没有直接的影响，但时间因素可体现土壤的不断发展。成土时间长，受气候作用持久，土壤剖面发育完整，与母质差别大；成土时间短，受气候作用短暂，土壤剖面发育差，与母质差别小。,土壤年龄,绝对年龄,相对年龄,成土时间对土壤发育的影响,是指该土壤在当地新鲜风化,层或新母质上开始发育时算,起迄今所经历的时间，通常,用年表示。,相对年龄则是指土壤的发育,阶段或土壤的发育程度。土,壤剖面发育明显，土壤厚度,大，发育度高，相对年龄大；,反之相对年龄小。,4/30/2026,生物小循环是植物营养元素在生物体与土壤之间的循,环；植物从土壤中吸收养分，形成植物体，后者供动,物生长，而动植物残体回到土壤中，在微生物的作用,下转化为植物需要的养分，促进土壤肥力形成和发展,二、土壤形成过程,地质大循环是指地面岩石,的风化、风化产物的淋溶,与搬运、堆积，进而产生,成岩作用，这是地球表面,恒定的周而复始的大循环,土壤的形成是物质的,地质大循环与生物小,循环矛盾统一的结果,4/30/2026,4/30/2026 5:24 PM,母质,沉积物,河流,沉积岩,风化壳,海洋,土壤,有机物,分解,有机物,合成,变质岩,岩浆岩,岩浆,生物学小循环,微生物活动,生物积累,选择吸收,养分释放,元素淋溶,养分富集,地质学大循环,高温,高压,养分释放,淋洗泾流,搬运作用,沉积作用,搬运作用,沉积作用,剥蚀作用,风化作用,胶结,压实重结晶,成岩作用,再生,（,D,）,岩石母质土壤关系图,岩石 母质 土壤关系图,重熔,4/30/2026,4/30/2026 5:24 PM,母质,沉积物,河流,沉积岩,风化壳,海洋,土壤,有机物,分解,有机物,合成,变质岩,岩浆岩,岩浆,生物学小循环,微生物活动,生物积累,选择吸收,养分释放,元素淋溶,养分富集,地质学大循环,高温,高压,养分释放,淋洗泾流,搬运作用,沉积作用,搬运作用,沉积作用,剥蚀作用,风化作用,胶结,压实重结晶,成岩作用,岩石母质土壤关系图,重熔,岩石 母质 土壤关系图,4/30/2026,4/30/2026 5:24 PM,母质,沉积物,河流,沉积岩,风化壳,海洋,土壤,有机物,分解,有机物,合成,变质岩,岩浆岩,岩浆,生物学小循环,微生物活动,生物积累,选择吸收,养分释放,元素淋溶,养分富集,地质学大循环,高温,高压,养分释放,淋洗泾流,搬运作用,沉积作用,搬运作用,沉积作用,剥蚀作用,风化作用,胶结,压实重结晶,成岩作用,岩石母质土壤关系图,重熔,岩石 母质 土壤关系图,4/30/2026,淹育层,耕作土壤剖面土层示意图,旱地,水田,潴育层,潜育层,耕作层,A,犁底层,P,耕作层,Aa,犁底层,Ap,心土层,B,斑纹层,W,底土层,C,青泥层,G,覆盖层,CaCO,3,聚积层,未分解枯枝落叶层,半分解有机层,暗色腐殖质层,灰化层,向,B,层过渡，多似,A,层,向,A,层过渡，多似,B,层,淀积层,向,C,层过渡，多似,B,层,CaSO,4,聚积层,潜育层（灰粘层）,可出现的特殊层次,淋溶层,淀积层,母质层,基 岩,Cc,Cs,G,C,R(D),O,1,(A,00,),O,2,(A,0,),A(A,1,),E(A,2,）,A B,B A,B,B A,自然土壤剖面发生层模式图,土壤剖面示意图,腐殖质层,4/30/2026,4/30/2026 5:24 PM,淹育层,耕作土壤剖面土层示意图,旱地,水田,潴育层,潜育层,耕作层,A,犁底层,P,耕作层,Aa,犁底层,Ap,心土层,B,斑纹层,W,底土层,C,青泥层,G,覆盖层,CaCO,3,聚积层,未分解枯枝落叶层,半分解有机层,暗色腐殖质层,灰化层,向,B,层过渡，多似,A,层,向,A,层过渡，多似,B,层,淀积层,向,C,层过渡，多似,B,层,CaSO,4,聚积层,潜育层（灰粘层）,可出现的特殊层次,淋溶层,淀积层,母质层,基 岩,Cc,Cs,G,C,R(D),O,1,(A,00,),O,2,(A,0,),A(A,1,),E(A,2,）,A B,B A,B,B A,自然土壤剖面发生层模式图,土壤剖面示意图,腐殖质层,4/30/2026,4/30/2026 5:24 PM,淹育层,绿地土壤剖面土层示意图,潴育层,潜育层,原旱地,原水田,犁底层,P,犁底层,Ap,心土层,B,斑纹层,W,底土层,C,青泥层,G,覆盖层,CaCO,3,聚积层,未分解枯枝落叶层,半分解有机层,暗色腐殖质层,灰化层,向,B,层过渡，多似,A,层,向,A,层过渡，多似,B,层,淀积层,向,C,层过渡，多似,B,层,CaSO,4,聚积层,潜育层（灰粘层）,可出现的特殊层次,淋溶层,淀积层,母质层,基 岩,Cc,Cs,G,C,R(D),O,1,(A,00,),O,2,(A,0,),A(A,1,),E(A,2,）,A B,B A,B,B A,自然土壤剖面发生层模式图,土壤剖面示意图,腐殖质层,耕作层,A,混合土层,耕作层,Aa,混合土层,4/30/2026,4/30/2026 5:24 PM,绿地土壤剖面土层示意图,原旱地,Cc,Cs,G,C,R(D),O,1,(A,00,),O,2,(A,0,),A(A,1,),E(A,2,）,A B,B A,B,B A,原自然土壤,土壤剖面示意图,犁底层,P,心土层,B,底土层,C,耕作层,A,原水田,犁底层,Ap,斑纹层,W,青泥层,G,耕作层,Aa,覆盖厚层,混合土层,混合土层,混合土层,犁底层,P,心土层,B,底土层,C,耕作层,A,覆盖厚层,混合土层,原旱地,4/30/2026,母质,沉积物,河流,沉积岩,风化壳,海洋,土壤,有机物,分解,有机物,合成,变质岩,岩浆岩,岩浆,生物学小循环,微生物活动,生物积累,选择吸收,养分释放,元素淋溶,养分富集,地质学大循环,高温,高压,养分释放,淋洗泾流,搬运作用,沉积作用,搬运作用,沉积作用,剥蚀作用,风化作用,胶结,压实重结晶,成岩作用,再生,（,D,）,岩石母质土壤关系图,岩石 母质 土壤关系图,重熔,4/30/2026,母质,沉积物,河流,沉积岩,风化壳,海洋,土壤,有机物,分解,有机物,合成,变质岩,岩浆岩,岩浆,生物学小循环,微生物活动,生物积累,选择吸收,养分释放,元素淋溶,养分富集,地质学大循环,高温,高压,养分释放,淋洗泾流,搬运作用,沉积作用,搬运作用,沉积作用,剥蚀作用,风化作用,胶结,压实重结晶,成岩作用,再生,（,D,）,岩石母质土壤关系图,岩石 母质 土壤关系图,重熔,4/30/2026,母质,沉积物,河流,沉积岩,风化壳,海洋,土壤,有机物,分解,有机物,合成,变质岩,岩浆岩,岩浆,生物学小循环,微生物活动,生物积累,选择吸收,养分释放,元素淋溶,养分富集,地质学大循环,高温,高压,养分释放,淋洗泾流,搬运作用,沉积作用,搬运作用,沉积作用,剥蚀作用,风化作用,胶结,压实重结晶,成岩作用,再生,（,D,）,岩石母质土壤关系图,岩石 母质 土壤关系图,重熔,4/30/2026,2.5,土壤质地,一、土壤粒级及其性质,土壤粒级,按土粒的大小，,分为若干组，,称为土壤粒,级,(,粒组,),石砾,砂粒,粉粒,粘粒,基本粒级,4/30/2026,常见的土壤粒级制,中国制,卡钦斯基制,美国农部制,国际制,4/30/2026,各粒级重要的分界点,0.01mm,物理性砂粒,0.01mm,物理性粘粒,4/30/2026,砂粒,粉粒,粘粒,其它次生矿物,原生硅酸盐矿物,次生硅酸盐矿物,石 英,土壤中各粒级的矿物组成示意图,DH,土壤中各粒级的矿物组成示意图,4/30/2026,二、,土,壤,的,机,械,组,成,和,质,地,机械组成,根据土壤机械,分析，分别计,算其各粒级的,相对含量，即,为机械组成,(,或,称颗粒组成,),，,并可以由此确,定土壤的质地,质地,是根据机械组,成划分的土壤,类型。是土壤,的基本物理性,质。分为：砂,土、壤土、粘,土三大类。再,细分质地名称,二、土壤的机械组成和质地,4/30/2026,主要质地分类制,国际制、美国农部制、中国制和卡钦斯基制,基本的质地类型,砂土,壤土,粘土,4/30/2026,粘粒,#,美国农部制土壤质地分类三角图,美国农部制土壤质地分类三角图,100,90,80,70,60,50,40,30,20,10,0,0,10,20,30,40,50,60,70,80,90,100,100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0,粘粒,(0.002mm)%,砂粒,(20.05mm)%,粉粒,(0.050.002mm)%,粉壤土,粘 土,粉,粘土,砂,粘土,粉粘,壤土,粘壤土,砂粘,壤土,壤土,砂壤土,粉土,壤砂土,砂土,土壤机械组成为,:,砂粒,15,粉粒,20,粘粒,65,4/30/2026,粘粒,100,90,80,70,60,50,40,30,20,10,0,0,10,20,30,40,50,60,70,80,90,100,100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0,粘粒,(0.002mm)%,砂粒,(20.05mm)%,粉粒,(0.050.002mm)%,粉壤土,粘 土,粉,粘土,砂,粘土,粉粘,壤土,粘壤土,砂粘,壤土,壤土,砂壤土,粉土,壤砂土,砂土,.,美国农部制土壤质地分类三角图,美国农部制土壤质地分类三角图,4/30/2026,粘粒,国际制土壤质地分类三角图,国际制土壤质地分类三角图,100,90,80,70,60,50,40,30,20,10,0,0,10,20,30,40,50,60,70,80,90,100,100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0,粘粒,(0.002mm)%,砂粒,(20.02mm)%,粉粒,(0.020.002mm)%,粉壤土,重粘土,壤,土,砂,粘土,砂,及壤,砂土,砂壤土,粘 土,粉粘土,壤粘土,砂粘壤土,粘壤土,粉粘壤土,.,4/30/2026,粘粒,国际制土壤质地分类三角图,国际制土壤质地分类三角图,100,90,80,70,60,50,40,30,20,10,0,0,10,20,30,40,50,60,70,80,90,100,100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0,粘粒,(0.002mm)%,砂粒,(20.02mm)%,粉粒,(0.020.002mm)%,粉壤土,重粘土,壤,土,砂,粘土,砂,及壤,砂土,砂壤土,粘 土,粉粘土,壤粘土,砂粘壤土,粘壤土,粉粘壤土,.,4/30/2026,粘粒,国际制土壤质地分类三角图,国际制土壤质地分类三角图,100,90,80,70,60,50,40,30,20,10,0,0,10,20,30,40,50,60,70,80,90,100,100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0,粘粒,(0.002mm)%,砂粒,(20.02mm)%,粉粒,(0.020.002mm)%,粉壤土,重粘土,壤,土,砂,粘土,砂,及壤,砂土,砂壤土,粘 土,粉粘土,壤粘土,砂粘壤土,粘壤土,粉粘壤土,.,4/30/2026,卡钦斯基土壤质地基本分类,(,简制,),类 别,质地,名称,不同土壤类型的物理性粘粒含量,(80,85,65,4/30/2026,肥 力 砂 质 土 粘 质 土,透水性好，内排水畅，不易滞水受渍，蓄水量小。,保肥性差，养分少且易淋失，肥效猛而不长，前劲足而后劲不足。,孔隙粗大，通气性好，有机物质易分解，不易积累。,热容量小，昼夜温差大，早春升温快，晚秋降温快，为“暖土”。,防止漏水漏肥，增施有机肥，增强其保水保肥性。适时追肥，勤浇薄施。水田应边耕边栽，混水栽种。,透水性差，内排水慢，易滞水受渍，蓄水量大。,保肥性好，养分多且不易淋失，肥效缓而稳长。,孔隙细小，通气性差，有机物质不易分解，易积累。,热容量大，昼夜温差小，早春升温慢，晚秋降温也慢，为“冷土”。,深沟、密沟、高畦，以免涝害，精耕细作，增施有机肥，改善土壤结构和耕性。水田应及时中耕，适时搁田。,水,肥,气,热,改良,利用,措施,三、土 壤 质 地 与 肥 力 的 关 系,4/30/2026,四、不同质地土壤的利用和改良,（一）主要植物对土壤质地的要求,（二）土壤质地的改良措施,1.,增施有机肥料,2.,客土法,3.,翻淤压砂、翻砂压淤,4.,引洪放淤、引洪漫砂,4/30/2026,主要植物的适宜土壤质地范围,植物,土壤质地,植物,土壤质地,植物,土壤质地,水稻,粘土、粘壤土,萝卜,砂壤土,花生,砂壤土,小麦,壤土、粘壤土,莴苣,轻壤,粘壤土,雪梨,壤土、粘壤土,粟米,砂壤土,甘蓝,砂壤,粘壤土,枇杷,粘壤土、粘土,玉米,粘壤土,白菜,粘壤土、壤土,葡萄,砂壤、,砾,壤土,棉花,砂壤土、壤土,大豆,粘壤土,苹果,壤土、粘壤土,烟草,砂壤土,豌豆,粘土、粘壤土,蜜桃,砂壤,粘壤土,甘薯,砂壤土、壤土,油菜,粘壤土,茶树,砾质粘壤土,茄子,砂壤土、壤土,甘蔗,粘壤土、壤土,桑树,壤土、粘壤土,黄麻,砂壤,粘壤土,西瓜,砂壤土,柑桔,砂壤,粘壤土,4/30/2026,END,THE END,4/30/2026,