授课内容：
第一章 土壤 第二节 土壤矿物质
岩石风化形成的矿物颗粒统称为土壤矿物质。土壤是由固相、液相和气相三种物质组成的疏松多孔体。固相物质即固体土粒，约占土壤总体积的50%，其中包括矿物质和有机质，矿物质占总体积的38%以上，有机质占12%左右。土壤总体积中的另外50%为土壤孔隙，孔隙中分布着液相的土壤水和可溶性物质，还有气相的土壤空气。土壤三相物质直接影响土壤肥力，是土壤肥力的物质基础。
土壤矿物质，如按重量计，一般占土粒的95%以上。因此，矿物质就成为土体的“骨架”，它是植物矿质营养的源泉，也是影响土壤肥力的决定性因素之一。
一、岩石的风化
1、地壳的元素组成
地壳中的矿物质来自岩石的风化物，岩石是构成地壳的基本物质。地壳的成分极其复杂，几乎包括绝大多数已知元素，但以氧、硅、铝、铁四种元素为主。
2、主要成土矿物
自然界的矿物岩石经风化作用及外力搬运形成母质，母质经成土作用形成土壤。
矿物的种类很多，目前已经发现的约在三千种以上，与土壤有关的不过数十种。有石英、正长石、斜长石、白云母、黑云母、角闪石、辉石、橄榄石、方解石、白云石、磷灰石、各种铁矿、高岭石、蒙脱石、水云母等。
3、主要成土岩石
岩石是一种或数种矿物的集合体。据其成因可分为三类：
（1）岩浆岩
由岩浆冷凝而成。岩浆岩的共同特征是没有层次和化石。当岩浆侵入地壳在深处逐渐冷凝而成的岩石叫侵入岩，冷却慢，结晶粗，如花岗岩、正长岩等；岩浆喷出地面而冷凝形成的岩石叫喷出岩，冷却快，结晶细，呈多孔斑状结构，如玄武岩等。
（2）沉积岩
由各种先成的岩石经风化、搬运、沉积、重新固积而成或由生物遗体堆积而成的岩石称为沉积岩。有层次性，常含有生物化石，如砾岩、页岩、砂岩、石灰岩等。
（3）变质岩
在高温高压下岩石中的矿物发生重新结晶或结晶定向排列而形成的岩石称为变质岩。岩石致密坚硬，不易风化，呈片状组织，如片麻岩、石英岩、大理岩、板岩等。
4、岩石风化种类
风化是指岩石、矿物在外界因素和内部因素的共同作用下，逐渐发生崩解和分解的过程。按其作用因素和风化特点，可分为以下三种类型：
（1）物理风化：指外力作用使岩石、矿物发生崩解破碎，但不改变其化学成分和结构的过程。这种外力作用可分为：温度作用、结冰作用以及水流和大风的磨蚀作用等。
（2）化学风化：指岩石、矿物在水、二氧化碳等因素作用下，发生化学变化而产生新物质的过程。这种风化过程包括：溶解、水化、水解和氧化。
（3）生物风化：指岩石矿物在生物及其分泌物或有机质分解产物的作用下，进行的机械破碎和化学分解过程。
5、母质的类型及分布规律
岩石矿物的风化物形成的母质，有的残留在原地堆积，有的受风、水、重力和冰川等外力作用搬运到别的地方重新沉积下来，形成各种沉积物。按其搬运动力与沉积特点的不同可分为以下几种类型：
（1）残积物：指岩石经过风化后残留在原地未经搬运的风化物，多分布在山地和丘陵上部。
（2）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。 （4）冲积物：河水中挟带的泥沙，在中下游两岸与入海口沉积而成。 （5）湖积物：由湖泊的静水沉积而成。
（6）海积物：是海边的海相沉积物。由于海岸上升，海退或江河入海的回流淤积物露出水面而形成。
（7）风积物：是由风力将其它成因的堆积物搬运沉积而成。
（8）黄土：黄土为第四纪沉积物。其成因有的认为是风力搬运堆积而成，也有的认为是水流搬运堆积而成。
（9）红土：又称第四纪红色粘土，分布在我国南方，多呈红色、红棕色，质地粘重，养分少。
二、土壤的矿物组成和化学组成
1、土壤矿物组成
壤矿物质来自土壤母质,其矿物组成按其成因可分为原生矿物和次生矿物两类。
（1）原生矿物：在风化过程中没有改变化学组成而遗留在土壤中的一类矿
物称为原生矿物。土壤中的原生矿物主要是石英和原生铝硅酸盐类。
（2）次生矿物：原生矿物在风化和成土作用下，新形成的矿物称次生矿物。次生矿物种类很多，有成分简单的盐类，包括各种碳酸盐、重碳酸盐、硫酸盐、氯化物等；也有成分复杂的各种次生铝硅酸盐；还有各种晶质和非晶质的含水硅、铁、铝的氧化物。
2、土壤矿物质的化学组成
土壤矿物质的化学组成很复杂，几乎包括地壳中所有的元素。其中氧、硅、铝、铁、钙、镁、钠、钾、钛、碳等10种元素占土壤矿物质总重量的99%以上，这些元素中以氧、硅、铝、铁四种元素含量最多。
3、土壤的机械组成 （1）土壤粒级
土壤粒级分类
土粒分级一般是将土粒分为石砾、砂粒、粉砂粒和粘粒四级。石砾，粒径＞2mm；砂粒，粒径2—0.02mm;粉砂粒，0.02—0.002mm;粘粒，粒径＜0.002mm。
（2）土壤质地
任何一种土壤，都是由粒径不同的各种土粒组成的, 土壤中各粒级土粒含量（重量）百分率的组合，叫做土壤质地（或称土壤颗粒组成、土壤机械组成）。
我国土壤质地分类标准：将土壤质地按石砾含量分为三级，砂土（粗砂、细沙、面沙）；壤土（砂粉土、粉土，沙壤土、壤土，砂粘土）；粘土（粉粘土、壤粘土、粘土、重粘土）。
三、土壤质地与肥力的关系
1、砂土类：由于粒间孔隙大，毛管作用弱，通气透水性强。砂性土水份不宜保持，因此土壤容易干燥、不耐旱。砂质土主要矿物成分是石英，含养分少，
砂土保肥性差，一时不被吸收的养分，土壤保持不住，故肥效常表现为猛而不稳，前劲大而后劲不足。砂质土因含水量低，热容量较小。
2、粘土类：粘质土由于粒间孔隙很小，多为极细毛管孔隙和无效孔隙，故通气不良，透水性差。粘土一般矿质养分较丰富，特别是钾、钙、镁等含量较多。因粘土通气性差，好气性微生物受到抑制，有机质分解较慢，易于积累腐殖质。表现为肥效迟缓，肥劲稳长。粘土保水力强，含水量多，热容量较大，升温慢降温也慢，昼夜温差小。
3、壤土类：土壤由于砂粘适中，兼有砂土类、粘土类的优点，消除了砂土类和粘土类的缺点，它既有一定数量的大孔隙，又有相当多的毛管孔隙，故通气透水性良好，又有一定的保水保肥性能，含水量适宜，土温比较稳定，粘性不大，耕性较好。
