第一章 土壤矿物质土粒

通过学习，要求了解形成土壤母质的主要成土矿物、岩石及其基本特性；理解由矿物岩石至形成母质的过程中，各种风化过程的作用；掌握不同粒径矿质土粒在矿物组成，化学组成及元素组成上的变化规律，深刻理解这些规律与矿质土粒的粒级分类与质地分类的关系以牢固地掌握不同粒级与质地类型土壤的肥力性状及生产特性，了解不良质地土壤利用改良的基本原理，为利用改良不良质地土壤提供理论依据。

重 点

难 点

1 ． 土壤矿物质土粒
1.1 形成土壤母质的矿物、岩石
重点： 土壤矿物质和岩石的性质、类型。
难点： 主要矿物、岩石风化特点、产物。
1.2 矿物岩石的风化作用与土壤母质
重点： 风化作用的类型及我国主要成土母质的类型及特点，以残积物、坡积物、洪积物风积物等成土母质为重点。
难点： 怎样区别不同类型的母质。
1.3 土壤矿物质土粒的组成与特性
重点： 粒径对矿质土粒的矿物组成与化学组成的影响及掌握不同质地土壤的肥力特点和利用改良的基本原理。
难点： 矿物质土粒的机械组成和质地分类的关系。

1 ． 土壤矿物质土粒
1.1 形成土壤母质的矿物、岩石
学时分配： 30 分钟
教法： 创设问题情景，启发学生自主思维，增加学生的能动性
内容：
一、主要成土矿物
导入：
提出问题：为什么土壤矿物质土粒构成了土壤的“骨骼”？
1 ．矿物的概念
土壤矿物质：岩石风化形成的矿物颗粒统称土壤矿物质。
土壤是由固相、液相和气相三种物质组成的疏松多孔体。
土壤矿物质按重量计，一般占土壤的 95% 以上，因此，矿物质成为土体的 “ 骨架 ‘ ，也是植物矿物营养的源泉，是影响土壤肥力高低的一个确定性因素
2 ．矿物的类型
①原生矿物
包括硅酸盐类、氧化物类、硫化物类、磷化物类四类
②次生矿物
包括硅酸盐类、粘土矿物、氧化物类、简单盐类矿物三类
3 ．主要成土矿物的性质
不同矿物的化学成分、性质不同，风化特点与产物也不同，见课本 p21 。

二、主要成土岩石
1 ．岩石的概念与类型
    岩石是一种或数种矿物组成的集合体。不同的岩石其组成（和组织）有所不同，其组成在一定的范围内有所变动，因而不能以化学式表示（其组成）。根据岩石的成因可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。见课本 p23 。
1.2 矿物岩石的风化作用与土壤母质
学时分配： 40 分钟
教法： 回顾上节内容，提出问题，进入本节内容。
内容：
一、风化作用的概念及类型
导入：
问题：矿物岩石的风化与土壤母质的形成有什么关系？
1 ．风化作用的概念
地壳表层的岩石在大气圈、生物圈作用下，所引起的破碎和分解，通常称为岩石的风化作用。即岩石的风化作用是在大气、水、温度变化和生物活动等外界因素作用下，使坚硬的岩石逐渐崩解破碎成碎块和细粒，同时也会使岩石的矿物成分和化学组成发生变化，形成新的矿物。
2 ．风化类型
① 物理风化作用
是指岩石崩解破碎而不改变其矿物成分和化学组成的过程。
物理风化的结果，虽然岩石的矿物组成和化学组成没有改变，但它使岩石产生机械破碎，成为大小不等的石砾和碎屑，表面积增加成为疏松多孔的堆积物，产生了岩石所不具有的对水分和空气的通透性，为化学风化创造了条件。
②化学风化作用
是指岩石在水、氧、 CO2 等风化因素的参与下，所发生的一系列化学分解作用的过程，
一般包括溶解作用、水化作用、水解作用，氧化作用，重点掌握这四种作用的特点。
③生物风化
是指在生物的作用下，岩石发生机械破碎和化学分解的过程。
   低等植物如地衣的菌丝和高等植物的根系对岩石的穿插；土壤中各种动物如鼠类、蚯蚓、昆虫等对岩石引起的机械破碎作用。藻类、地衣、硝化细菌等可在岩石表面生长，分泌出酸液分解岩石，从中摄取所需的养分，从而使岩石矿物遭到分解和破坏。
以上三种风化作用相互联系，相互影响，同时同地对岩石进行作用。
    土壤母质的形成及我国的主要成土母质
   裸露的岩石经过风化作用的结果便形成了新的疏松的、粗细不同的风化产物覆盖在地壳表面的堆积体，是形成土壤的母体，称为母质。
    风化壳是形成土壤的基础，故称之为土壤母质或成土母质。所以土壤母质的形成过程即岩石矿物的风化过程。土壤母质与原来岩石相比，具有很大区别     首先：由岩石坚硬致密状态破碎为粘散多孔的状态，产生了对水分与空气的通透性。

其次：岩石彻底分解，形成了粘粒，粘粒之间具有毛管孔隙，产生了蓄水性，增加了表面积，使其具有胶体的性质，如吸附性能出现，可保蓄风化所释放的可溶性盐基物质，为植物所需的矿质养分提供最初来源。因此，岩石风化形成母质，使其初步具备水、气、热和养分等肥力因素。而区别于原来的岩石。但母质的这些因素常常不能满足植物的需要。如母质的通透性与蓄水性矛盾尖锐而不能协调。

①残积物 指岩石经风化后残留在原地未经搬运的风化物。

坡积物 指风化物在重力或流水的作用下，被搬运到山坡的中下部的堆积物。

③ 洪积物 指山洪搬运的碎屑物在山前平原形成的沉积物。由于形状如扇，又称洪积扇。

④ 冲积物 河水中挟带的泥沙，在中下游两岸与如海口沉积而成。

⑤ 湖积物 由湖泊的静水沉积而成。

⑥ 海积物 是海边海相沉积物。由于海岸上升、海退等回流淤积物露出水面而形成。

⑦ 风积物 是由风将其它成因的堆积物搬运沉积而成。

⑧ 黄 土 是第四纪（近 100 万年以内的地质年代）沉积物。其成因可能是风力搬运堆积而成，也可能是水流搬运沉积而成，看法不一。在我国是广布的一种成土母质。

1.3 土壤矿物质土粒的组成与特性

学时分配： 40 分钟

教法： 讲授与图表相结合

内容：

一、 粒径对矿物质土粒的矿物组成与化学组成的影响

土壤矿物质的化学组成极为复杂，几乎包括地壳中所有的元素，但氧、硅、铝、铁、钙、镁、钠、钾、钛、磷等 10 种元素占土壤矿物质总重的 99% 以上，其它元素不过 1% ，以 O 、 Si 、 Al 、 Fe 为最多，以氧化物来表示， SiO 2 +Al 2 O 3 +Fe 2 O 3 通常约占土壤矿物质部分总重量的 75% 以上 . 又称之为土壤的骨干部分 。

矿物质土粒的大小分级――粒级与粒级分类

粒级的概念

土粒大小不同 , 性质也随之而异 . 因此按照土粒直径 ( 粒径 ) 的大小及其性质分成若干个等级或若干组 , 这些等级就叫做粒级 ( 或粒组 ). 相同粒级的土粒 , 其成分和性质基本一致 . 不同粒级之间 , 则有明显的差异 . 砂粒、粉砂粒和粘粒是粒级的名称。

2． 粒级的分级

常用的有三种：国际制、卡庆斯基制、中国制。

了解这三种分级标准。砂粒、粉粒、粘粒的分类标准。

三、 矿物质土粒的机械组成（颗粒组成）和质地分类

1. 机械组成的概念

土壤中各粒级矿物质土粒所占的百分质量分数叫 矿物质土粒的机械组成。 

土壤质地： 任何一中土壤，均是由粒径不同的各级土粒所组成的，根据 机械组成划分的土壤类型称质地。

2．土壤质地分类制

常用的有三种：国际制、卡庆斯基制、中国制。参见书 p31

了解这三种土壤质地分类的标准。

四、 不同质地土壤的肥力特点和利用改良

学时分配： 40 分钟

教法： 讲授与举例结合

内容：

1．不同 质地土壤肥力的特点和利用

砂质土

例子： “发小苗而不发老苗”

特点与利用：

从物理性状来看：粒间孔隙大，毛管作用弱，通气透水性强，不易积累还原性有害物质。砂土的水分易于蒸发，因此土壤容易干燥、不耐旱。（毛管水上升高度小，地下水上升湿润表土的可能性小）。

从矿物组成来看：砂质土主要矿物组成是石英，含养分少，要多施有机肥料。砂土保肥性差，施肥后因灌水，降雨易淋失，因此，施用化肥时，要少量多次，肥效表现为 “ 猛而不足 ” ，前劲大而后劲不足。

如只施基肥而不注意追肥，会产生 “ 发小苗而不发老苗 ” 的现象。因此，砂土施肥除增施有机肥作基肥外，还必须适时追肥。

由于砂土通气性好，有助于好气性微生物的活动，土壤中有机质易于分解，释放有效养分，促使作物早发，但有机质不易积累，其含量比粘土类少。

砂质土因含水量少，热容量小，易增温也易降温，所以昼夜温差大，作物易受冷害。（如小麦返青后），但对薯类及其它块根块茎类作物，有利于其淀粉的累积。

粘土类

特点：粘质土粒间孔隙大，多为毛管孔隙，故通气不良，透水性差，易受渍害和积累还原性物质。

粘土一般矿质养分丰富，特别是 K 、 Ca 、 Mg 含量较多，主要由于（ 1 ）粘粒本身的养分含量少（ 2 ）粘粒有较强的吸附能力，使养分不易淋失，由于粘土通气性差，好气性微生物受到抑制，有机质分解较慢，易于积累腐殖质，故粘土中有机质和氮素一般比砂土高，在试用有机肥和化肥时，由于分解慢和土壤保肥性强，表现为肥效迟缓，肥劲稳长。

粘土保水力强，含水量大，热容量较大，增温、降温慢，昼夜温差大，表现为 “ 发老苗，不发小苗 ” 。

粘土干时紧实坚硬，湿时？烂，耕作费力，宜耕期短，对顶土力弱的种子不易发芽出苗，容易产生缺苗断垄现象。

③ 壤质土

这类土壤砂粘适中，兼备砂土和粘土的优点，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。既有一定数量的大孔隙，又有相当多的毛管孔隙，故有较好的通气透水性，又有一定的保水保肥性能。
    壤土含水量适宜，土温比较稳定，粘性不大，耕性较好，宜耕期较长，适宜种植各种作物， “ 即发小苗也发老苗 ” 。
     我国土壤质地的地理分布特点，在水平方向上，自西向东，从北向南由粗变细的趋势，在垂直方向上，从高到低也有相同的变化趋势（由高到低，由粗变细）。
    2. 土壤质地剖面类型及特征
3．不同 质地土壤的改良 改良土壤质地是提高土壤肥力的一个重要方面，实践表明：只要发会人的积极因素，任何不好的土壤质地都是可以改好的，一般而言，改良土壤质地有以下措施： 增施有机肥料 增施有机肥料可提高土壤有机质的含量，即可改良砂土，也可改良粘土，是改良土壤质地最有效的方法。因此有机质的粘结力和粘着力比砂粒强，比粘粒弱。可以改善砂土过砂，粘土过粘的缺点。 有机质可以使土壤形成团粒结构，使土体疏松，增加砂土的保肥性。 如果砂土地附近有粘土、河沟淤泥（客土），可搬来掺混；粘土地（本土）附近有砂土（客土）可搬来掺混，以改良本土质地的方法，称为客土法。 掺砂掺粘的方法有遍掺、条掺和点掺三种。 “翻淤压砂”、“翻砂压淤”法 有的地区砂土下面有淤粘土或粘土下面有砂土，这样可以采取表土 “ 大揭盖 ” 翻倒一边，然后使底土 “ 大翻身 ” ，把下层的砂土或粘土翻到表层，使砂粘混合，改良土性。
对于沿江沿河的土壤，可以采用
1.总结本章内容，强调重点和难点
2.列出本章提纲，以便学生复习。
3.布置习题，见本章思考题。

思考题

1. 土壤矿物质土粒
1.1 形成土壤母质的矿物、岩石
1.1 主要成土矿物
1 ．矿物的概念
2 ．矿物的类型
3 ．主要成土矿物的性质
1.2 主要成土岩石
    岩石的概念与类型
1.2 矿物岩石的风化作用与土壤母质
1.2.1 风化作用的概念及类型
      化作用的概念
      风化类型

1.朱祖祥 . 土壤学 . 北京：农业出版社， 1983

2.王荫槐 . 土壤肥料学 . 北京：农业出版社， 1992

3.朱祖祥 . 中国农业百科全书（土壤卷）北京：中国农业出版社， 1992

4.黄昌勇 . 土壤学 . 北京：农业出版社， 2000

5.林成谷 . 土壤学 . （北方本，第二版） . 北京：农业出版社， 1996

1. 课后总结，布置思考题。

2. 采用彩色图片、幻灯，以便对岩石、矿物、母质加深认识。

3. 鼓励学生多看参考文献。