土壤矿物质和土壤质地

第三章土壤矿物质和土壤质地教学目标：（1）掌握土壤粒级的概念和了解分级方案的依据；（2）重点掌握四大基本粒级的性状；（3）掌握土壤质地含义、了解几种不同质地分类方案的特点；（4）掌握三种不同质地土壤的肥力性状、不良土壤质地改良的基本措施教学内容：

第一节土壤粒级及其特性第二节土壤质地的概念及其分类第三节土壤质地与肥力的关系及其改良

来源：矿物质土粒来源于岩石矿物的风化产物（土壤母质）过程：土壤母质在成土因素的影响下，经过成土作用把母质逐渐变成土壤，母质中的矿物质颗粒渐渐变成矿物质土粒分类：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次生矿物

则是由原生矿物分解转化而成的

一、土粒的来源土壤中主要的原生矿物组成

次生矿物：高岭石、蒙脱石、伊利石等矿物质土粒和有机质土粒

前者的数目占绝对优势，而且在土壤中长期地稳定地存在，构成土壤固相骨架；后者或者是有机残体的碎屑，极易被小动物吞噬和微生物分解掉，或者是与矿质土粒结合而形成复粒，因而很少单独地存在。

通常所指土粒，是专指矿质土粒。二、土粒的种类单粒和复粒

固相骨架中的矿质土粒可以单个地存在，称为单粒，在质地轻而缺少有机质的土壤中，单粒在数目上占优势。在质地粘重及有机质含量较多的土壤中，许多单粒相互聚集成复粒。也称单粒为原生土粒，称复粒为次生土粒。通常所说的土粒，均指矿质土粒中的单粒三、土粒的粒级当量粒径和“理想土壤”

当量粒径、有效粒径、理想土壤的概念来自土壤机械分析（颗粒分析）时采用的假设和方法有效粒径：以圆筛的孔径作土粒的直径如通过1毫米筛而阻留在0.5毫米筛上的土粒即是1-0.5毫米粒级，余类推当量粒径：细粒部分看作光滑的实心园球，取与此粒级沉降速率相同的圆球直径（斯托克斯定律）理想土壤：由光滑实心圆球各级土粒堆积的土壤与实际情况相差甚远（尤其是对片状粘粒来说），但在土壤学、土工学研究及应用中这种圆球堆积的“理想土壤”沿用已久这种粒径划分就是矿质土粒的分级粒级（粒组）：根据土粒直径的大小和性质上的差异，将矿物质土粒划分为若干粒径等级，每一等级就叫一个粒级。

土粒的大小分级——粒级组内粒径大小、成分及性质基本相近而组间则有明显的差异常见的土壤粒级制（P70表5-1）当量粒径

(毫米)

中国制

(1987)

卡钦斯基制

(1957)

美国农部制

(1951)

国际制

(1930)

3-2

石

砾

石

砾

石

砾

石

砾

2-1

极粗砂粒

1-0.5

粗砂粒

粗砂粒

粗砂粒

粗砂粒

0.5-0.25

物

中砂粒

中砂粒

0.25-0.2

理

细砂粒

0.2-0.1

细砂粒

性

细砂粒

0.1-0.05

砂

极细砂粒

细砂粒

0.05-0.02

粗粉粒

粒

粗粉粒

0.02-0.01

粉

粒

0.01-0.005

中粉粒

物

中粉粒

粉

粒

0.005-0.002

细粉粒

理

细粉粒

0.002-0.001

粗粘粒

性

0.001-0.0005

粘

粘

粗粘粒

粘

粒

粘

粒

0.0005-0.0001

细粘粒

粒

粒

细粘粒

<0.0001

胶质粘粒

美国制苏联制1土粒的矿物组成2土粒的化学组成和化学性质3土粒的物理性质4

不同粒级土粒的基本特征三、矿物质土粒的组成和性质1、土粒的矿物组成粗细土粒的矿物组成示意图

星际陨石宇宙尘埃2、土粒的化化学组成和化化学性质不同粒级土粒粒的化学组成成注:R2O3代表Fe2O3+Al2O33、土粒的物物理性质不同粒级土粒粒的水分物理理性质粒径(mm)

最大分子持水量(%)

毛管水柱上升高度(cm)

渗水系数(cm/s)

湿胀(最初体积的%)

可塑性(上限～下限%)

3.0～2.0

0.2

0

0.5

－

不可塑

2.0～1.5

0.7

1.5～3.0

0.2

－

不可塑

1.5～1.0

0.8

4.5

0.12

－

不可塑

1.0～0.5

0.9

8.7

0.072

－

不可塑

0.5～0.25

1.0

20～27

0.056

0

不可塑

0.25～0.10

1.1

50

0.030

5

不可塑

0.10～0.05

2.2

91

0.005

6

不可塑

0.05～0.01

3.1

200

0.0004

16

不可塑

0.01～0.005

15.9

－

－

105

40～28

0.005-0.001

31.0

－

－

160

48～30

＜0.001－－－40587～34A石砾和砂砂粒（>0.05mm）（1）颗粒大大，所含矿物物为原生矿物物。（2）含石砾砾和砂粒较多多的土壤疏松松多孔，通气气透水好，排排水通畅，胀缩缩性小。（3）比表面面积小，无粘粘结性，粘着着性、可塑性性，耕性好。。（4）吸水保保肥能力弱，，养分易随水水流失，升温温快，养分易易转化。4、不同粒级级土粒的基本本特征B粘粒（<0.002mm或<0.001mm）（1）颗粒细细小，属胶体体范围，矿物物成分主要为为次生矿物。。（2）通气透透水性弱，排排水不畅，易易造成土壤积积水和内涝。。（3）比表面面大，粘结性性，粘着性、、可塑性均强强，耕性不良良，干时结块龟龟裂，湿时泥泥泞。（4）粘粒本本身养料丰富富，吸水保肥肥能力强，潜潜在养分储量量多，但土温较较低，养分不不易转化。C粉粒（0.05mm~0.002mm）颗粒大小及其其性质位于砂砂粒和粘粒之之间。第二节土壤壤质地的概念念及其分类土壤机械组成成：土壤中各级土土粒所占的质质量百分比土壤质地对土土壤性状如养分含量、通通气透水性、、保水保肥性性以及耕作性性状等都有很大的的影响，所以以，在阐明土土壤肥力时，，质地是首先先考虑的因素素之一土壤质地：按照土壤中中不同粒级土土粒的相对比比例（土壤机械组成成的差异）把土壤分成成若干组合，，每一组合即即为一种土壤壤质地。一、土壤质地地分类二、土壤质地地与肥力的关关系三、不同质地地土壤的利用用与改良一、土壤质地地分类1、国际制（2）依据砂砂粒、粉粒和和粘粒三种粒粒级的数量(％)细分为12级（1）以粘粒粒(<0.002mm)含量判定4类：<15%砂砂土类15~25% 壤土类25%~45%粘粘壤土类>45%粘粘土土类国际制土壤质质地分类（四类十二级级）名级土粒重量量(%)质地类别分类质地名称称粘粒(<0.002mm)粉粒(0.02～0.002mm)砂粒(2～0.02mm)砂土类砂土及壤质砂砂土0～150～1585～100砂质壤土0～150～4555～85壤土类壤土0～1530～4540～55粉砂质壤土0～1545～1000～55砂质粘壤土15～250～3055～85粘壤土类粘壤土15～2520～4530～55粉砂质粘壤土土15～2545～850～40砂质质粘粘土土25～450～2055～75壤质质粘粘土土25～450～4510～55粘土土类类粉砂砂质质粘粘土土25～4545～750～30粘土45～650～350～55重粘粘土土65～1000～350～35注：：在分分析析工工作作中中不不包包括括大大于于2mm的石石砾砾，，这这一一部部分分含含量量另另行行计计算算（（表5-10）。河北北省省土土壤壤普普查查：：（（表表5-11：：壤壤质质60.2%，，壤壤质质砂砂土土20.5%））粘粒粒(<0.002mm)含含量量粉粒粒(0.05~0.002mm)含含量量砂粒粒(2~0.05mm)含含量量黏土土美国国农农部部制制土土壤壤质质地地三三角角图图2、、美美国国农农部部制制查询询举举例例：：砂粒粒35%，，粘粘粒粒25%，，粉粉粒粒40%美国国农农部部制制土土壤壤质质地地三三角角图图壤土土3、、卡卡钦钦斯斯基基制制物理理砂砂粒粒（（>0.01mm）），，物物理理粘粘粒粒（（<0.01mm））卡庆庆斯斯基基土土壤壤质质地地分分类类(简简明明方方案案)注：：在在分分析析工工作作中中不不包包括括大大于于1mm的石石砾砾，，这这一一部部分分含含量量另另行行计计算算（（表5-8）。4、、中中国国质质地地分分类类共划划分分三三类类十十一一级级我国国土土壤壤质质地地分分类类标标准准（1985,1996））由于于中中国国制制的的三三元元粒粒级级互互不不衔衔接接，，不不能能构构成成三三角角质质地地图图，，故故不不便便查查用用一、、土土壤壤质质地地与与肥肥力力的的关关系系土壤壤的的生产产性性状状：指指土土壤壤质质地地的的差差异异在在林林业业生生产产中中的的反反应应，，它它包包括括土土壤壤的的：：肥力力状状况况：：植物物在在生生长长过过程程中中，，土土壤壤的的水水、、肥肥、、气气、、热热、、扎扎根根条条件件以以及及有有无无产产生生毒毒害害物物质质的的协协调调程程度度；；耕作作性性状状：：耕作作时时的的难难易易程程度度、、阻阻力力大大小小、、耕耕作作质质量量好好坏坏以以及及宜宜耕耕期期的的长长短短等等；；林木木反反应应：：P79-81第三三节节土土壤壤质质地地与与土土壤壤肥肥力力的的关关系系及及其其改改良良泛指指与与砂砂土土性性状状相相近近的的一一类类土土壤壤，，物理理粘粘粒粒含含量量<15%。主主要要分分布布在在西西北北地地区区，，如如新新疆疆、、甘甘肃肃、、宁宁夏夏、、内内蒙蒙、、青青海海的的山山前前平平原原以以及及各各地地河河流流两两岸岸、、滨滨海海平平原原一一带带。。1、、砂砂质质土土类类砂质质土土的的性性状状：：（1））通通透透性性好好（2））保保蓄蓄性性差差（3））潜潜在在养养分分含含量量少少，，养养分分转转化化快快（4））土土温温变变幅幅大大（5））耕耕性性好好（6））无无有有毒毒物物质质存存在在（7））苗苗木木易易早早衰衰物理理粘粘粒粒含含量量>45%，，质地地细细(粘重重)，，包括括粘粘土土以以及及和和类类似似粘粘土土性性质质的的重重壤壤土土和和部部分分中中壤壤土土。。2、、粘粘质质土土类类（1））通通透透性性差差（2））保保蓄蓄性性强强（3））养养分含含量丰丰富，，转化化速度度慢（4））土温温变幅幅小（5））耕耕性差差（6））有有毒物物质多多（7））发发大苗苗不发发小苗苗砂粘比比例6：4主要分分布于于黄土土高原原、华华北平平原、、松辽辽平原原、长长江中中下游游平原原、珠珠江三三角洲洲、河河间平平原以以及河河流两两岸间间冲积积平原原。3、壤壤质土土类（1））大大小孔孔隙比比例分分配较较合理理（2））保保水保保肥（3））养养分含含量充充足，，有机机质转转化速速度快快（4））水水肥气气热以以及扎扎根条条件协协调（5））耕耕性好好（6））发发大苗苗又发发小苗苗黏性土土壤性土土沙性土土4、砾砾质土土类土层较较薄，，保水水保肥肥能力力较低低阻碍种种子萌萌发、、植