西北农林科技大学.ppt
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1、土壤学论坛土壤学论坛土壤学论坛土壤学论坛土壤矿物质是土壤的主要物质组成成分,占到土壤总重量的95%左右,矿物质的大小、组成比例、矿物质的结构特征和土壤的矿物组成等对土壤一系列性质起着决定性作用。本章重点要掌握:1.土壤矿物颗粒的粒级分类及不同粒级的形状2.土壤质地分类制与不同质地土壤的性状特征。我国土壤质地分布规律。3.土壤矿物基本组成4.不同类型矿物的基本特征.我国土壤矿物组成及分布规律。土壤学论坛土壤学论坛土壤学论坛土壤学论坛瞧!颗粒大小多么不匀土壤学论坛土壤学论坛一.矿质土粒(soil particle)岩石Rock矿物mineral风化作用weathering母质Parentmater
2、ial成土作用soilformation土粒Soilparticle物理风化physical化学风化chemical生物风化biological原生矿物primary次生矿物secondary?由于风化的强弱不同,成土条件不同,形成的土壤颗粒大小是否相同?答案=否(一)矿质土粒的来源土壤学论坛土壤学论坛一.矿质土粒(soil particle)(二)土粒概念 soil particle土粒 soil particle:土壤中各种粒径的固相颗粒依据存在的状态:单粒:single particle复粒:compound particle依据粒径大小(单粒)(三)土壤粒级 particle size
3、s1.粒级概念(fraction):土壤颗粒的大小分级2.粒级划分依据:粒级化分的表观依据(或依赖的指标):依据单个颗粒的粒径大小进行。那么土壤颗粒的粒径有何实际含义(?),颗粒的形状(?)那么土壤颗粒的粒径有何实际含义(?),颗粒的形状(?)土壤学论坛土壤学论坛一.矿质土粒(soilparticle)土壤颗粒绝非标准球形,是各种不规格形状的,那么,粒径的含义就并非它们的真实直径或半径。-当量直径当量直径(有效直径)equivalentdiameteroreffectivediameterofsoilparticle:与同质的标准球形颗粒沉降速度相同的土粒直径或半径(建立在颗粒分析方法上)3.
4、粒级分类制(classificationsystemsofsoilseparates)土壤颗粒大小是连续分布的,要确定土壤颗粒的分级需要研究土壤颗粒大小和性状间关系,找到由量变到质变分界点,突变点,就可以作为化分类别的依据。受人为因素的影响,当前土壤立即分类制有:Sizeisacontinuousvariable.Althoughdividingparticlesizeintodiscretesizerangesisarbitrary,itisalsouseful.Individualsoilparticlesrangeinsizefrombouldersthataremetersindiam
5、etertoclayparticlesthatarelessthan0.002mm(lessthan2m)indiameter.Particlessodifferentinsizealsohavedifferentproperties.Thetermsusedtodividethecontinuoussizevariable,diameter,intodiscreteunitsareconsiderednext.土壤学论坛土壤学论坛土壤粒级分类系统(三级分类制)classificationsystemsofsoilseparates国际制(ISSS)InternationalSoilScien
6、ceSociety(1930)Atterberg(1912)美国制(USDA)U.SDepartmentofagriculture(1956)苏联制(1965)粒级名称粒径/mm粒级名称粒径/mm粒级名称粒径/mm石砾gravel2石块stone粗砾gravel3.023石块石砾313粗砂coarsesand细砂finesand20.20.20.02极粗砂粒verycoarsesand粗砂粒coarsesand中砂粒mediumsand细砂粒finesand极细砂粒veryfinesand120.510.250.50.10.250.050.1粗细砂中细砂细砂粒0.510.250.50.050.
7、02粉粒silt0.020.002粉粒silt0.0020.05粗粉砂中粉砂细粉砂0.010.050.0050.010.0010.005粘粒clay0.002粘粒clay0.002粘粒胶粒胶体0.0050.0010.00010.00050.0001土壤学论坛土壤学论坛土壤学论坛土壤学论坛土壤学论坛土壤学论坛石砾石砾砂粒砂粒粉粒粉粒粘粒粘粒基本粒级基本粒级Textural GroupParticlesize(mm)Clay0.02土壤学论坛土壤学论坛土壤粒级分类系统(二级分类制)苏联制:由卡庆斯基()依据土粒的矿物组成和化学组成及其某些理化性状,如阳离子交换量、最大吸湿量、持水量、膨胀和收缩性的
8、变化规律与1957年将11级分类制归并为两个大组。被我国和东欧诸国普遍采用。注意:采用不同的分类制,颗粒分析时样品处理要求通过不同级别的筛孔。以上粒级划分都是以当量直径为依据.注意:物理性砂粒和砂粒的区别;物理性粘粒和粘粒的区别砂泥上限为1mm土壤学论坛土壤学论坛有中国分类制吗?有!(?)经常用哪个?土壤学论坛土壤学论坛粒级分类制Thereisnonaturalclassificationofparticlesize;thelimitsarebasedonthecontributionthatparticlesofdifferentsizesmaketothephysicalandchemic
9、alpropertiesofsoil.Asaresult,severalclassificationsystemshavebeendevelopedaroundtheworld如:0.002mm颗粒在悬液中无布朗运动,而0.002mm颗粒则显示出明显布朗运动.故粘粒界限定于0.002mm。粒级分类的实质依据是(?)土壤学论坛土壤学论坛一.矿质土粒(soil particle)(四)土粒的基本性状1.粒级不同矿物组成不同土壤学论坛土壤学论坛一.矿质土粒(soilparticle)(四)土粒的基本性状2.表面特性不同:表面积极表面能土壤学论坛土壤学论坛一.矿质土粒(soilparticle)(四)
10、土粒的基本性状3.物理性状不同土壤学论坛土壤学论坛一.矿质土粒(soilparticle)(四)土粒的基本性状4.化学组成不同粒径mm化学成分SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OP2O510.283.929.341.121.790.381.781.210.080.20.0473.8713.474.213.051.051.731.530.120.040.0170.1514.045.862.151.051.483.890.210.010.00267.2118.917.851.451.632.511.270.290.00244.0827.6721.810.581.611.100.9
11、60.36颗粒愈小,氧化物多,营养程度高;颗粒愈粗,SiO2多,土壤愈贫瘠。土壤学论坛土壤学论坛一.矿质土粒(soilparticle)(四)土粒的基本性状4.生物性状不同不同粒级颗粒上微生物类型和数量、酶等的差异是当今研究的热点大颗粒是土壤的骨骼,细小的粘粒是肌肉,要特别重视小颗粒尤其是胶体颗粒(纳米土壤或土壤中纳米材料研究)土壤学论坛土壤学论坛重视土壤中粘粒(clay)Mineralpropertieschangeradicallywithdecreasingsizebelowabout1to5m(0.005).Claymineralsarethemostabundantoftheclay
12、-sizedminerals.Clayhasthreemeaninginsoilscience,andtheyareeasytoconfuse,asthespecificmeaningdependsonthecontext.Clayis(1)afractionofthesoil,(2)atextureclassname,and,(3)aclassofminerals.Particlessmallerthan1m(0.001)arecolloidalparticles.Themineralcolloidsarethemostimportantmineralfractionofthesoilbec
13、auseoftheirphysicalandchemicalreactivity.Claydescribesagroupofmineralshavingspecialpropertiesthatmakethemimportanttosoilschemicalandphysicalproperties,evenwhentheyarepresentonlyinsmallamounts.土壤学论坛土壤学论坛土壤学论坛土壤学论坛二.土壤质地(soiltexture)一.概念:1.机械组成(mechanical composition):不同粒级(sand,silt,clay)颗粒的组成比例(百分比)。
14、注意:这里仅仅是一个定量化的概念,实质就是三种粒级颗粒的重量百分比。简单地从历经大小把土壤颗粒分为砂粒、粉砂粒,粘粒3级,在分别称重,获得百份含量比。没有依赖任何其它性状:故叫机械组成。自然界各地土壤由于盛土条件不同,机械组成肯定都有不同之处。这就是土壤性质的空间变异性,是一种客观存在。各类土壤严格地讲,机械组成不同,但当机械组成相近似,土壤基本性状可能有相似之处;只有机械组成差异很大时,它们基本性状才有很大差异。因此,有必要按照机械组成相似性进行土壤分类-质地有土壤学论坛土壤学论坛2.质地(soil texture):按照机械组成相近似进行归类,这些类别叫质地。Soils are a com
15、bination of sand,silt,and clay whose relative proportions determine the soils texture.注意:质地既有定量概念(以机械组成为依据划分的),也有定性的内容(如人的感觉和它的生产性状)A textural class is a defined range of particle size distribution with similar behavior and management needs.质地主要表达的是土壤中占优势粒级的颗粒(predominant size,or size range of parti
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