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土壤里有什么——土壤矿物的种类和成分(附图)

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2024-09-18
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一、土壤里有什么

土壤里的成分

一、矿物质

土壤中含有各种矿物质,包括大量的硅、铝、铁、钙等元素。这些矿物质是构成土壤的基础,为植物提供必要的营养元素。

二、有机质

有机质是土壤的重要组成部分,包括动植物残体、微生物及其分解产生的各种物质。有机质能够改善土壤的通气性和保水性,同时为微生物活动提供所需的能量。

三、水分

土壤中含有一定的水分,是植物生长不可或缺的部分。水分参与土壤中的许多化学反应,如溶解矿物质、有机质的分解等。

四、空气与微生物

土壤中存在大量的空气微孔,这些微孔为土壤微生物提供生存空间。微生物在土壤中起到分解有机质、改善土壤结构的重要作用。同时,这些微生物还是土壤生态系统中的关键组成部分,有助于维持土壤的健康与活力。

五、土壤颗粒

土壤由不同大小的颗粒组成,这些颗粒的排列与组合方式影响土壤的质地和结构性。土壤颗粒之间形成的空隙有助于水分的储存和空气的流通。

综上所述,土壤是一个复杂的生态系统,其中包含多种成分,为植物的生长提供必要的条件。这些成分之间相互作用,共同维持着土壤的健康与活力。

二、土壤的成分是什么

土壤的成分由矿物质、有机质、水分、空气等组成。

1、矿物质

矿物质是土壤中的无机物质,主要来源于岩石的物理破碎和化学风化。常见的矿物质包括石英、长石、云母、黏土矿物等。它们决定了土壤的颗粒大小和结构,影响土壤的透气性、保水性和肥力。

2、有机质

有机质是土壤中的有机物质,主要来自植物和动物残体的分解、微生物代谢以及有机肥料的添加。有机质含有丰富的碳、氢、氧等元素,对土壤具有重要的生物和化学作用。它能提供养分、改善土壤结构、增强土壤保水能力,并促进土壤微生物活动。

3、水分

土壤的成分之一是水分。水分在土壤中以不同形式存在,包括结合水、毛细水和地下水等。结合水是指吸附在土壤颗粒表面的水分。这种水分与土壤颗粒的化学性质相关,能够以静力势或毛细作用保持在土壤中,并对植物起到供水作用。

毛细水是指土壤孔隙中的水分。由于毛细现象,水分可以在细小孔隙中上升或下降,填充土壤孔隙系统,并满足植物根系对水分的需求。毛细水的存在使得土壤具有保水性,能够在干旱条件下为植物提供持续的水源。

4、空气

土壤的成分之一是空气。空气是填充在土壤孔隙中的气体组分,主要由氮气(约占空气的78%)、氧气(约占空气的21%)和少量的二氧化碳、氩气、甲烷等组成。空气在土壤中占据了孔隙系统的一部分。

土壤中的空气对植物和土壤生态系统具有重要影响。首先,植物根系需要通过土壤中的空气进行呼吸作用。氧气是植物呼吸所需的重要气体,它在土壤中与根系进行氧化反应,释放出能量,并参与植物的新陈代谢过程。

土壤矿物的种类和成分(附图)

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土壤里的成分

土壤矿物占土壤的绝大部分,约占土壤固体总重量的90%以上,构成了土壤的“骨架”。土壤矿物主要由原生矿物和次生矿物组成,其中原生矿物是指各种岩石受到不同程度的物理风化而未经化学风化,其原来的化学组成和结晶构造都没有发生改变的碎屑物;由原生矿物经化学风化后,其化学组成和晶体结构都有所改变而形成的新矿物即为次生矿物。

土壤原生矿物包含以下4大类:

1)硅酸盐矿物:常见长石类、云母类、辉百类和角闪石等,大都不稳定,比较容易风化而释放出钠、钾、钙、镁、铁等元素,同时形成次生矿物。

绿帘石(硅酸盐矿物)

2)氧化物类矿物:包括石英(SiO2)、赤铁矿(Fe2O3)、金红石(TiO2)等,相当稳定,不易风化。石英是土壤中分布最广的一种矿物,是砂粒的主要成分。

金红石(TiO2-氧化物类矿物)


石英(SIO2-氧化物类矿物)

3)硫化物类矿物:在土壤中通常只有铁的硫化物矿物,即黄铁矿和自铁矿,极易风化,是土壤中硫的主要来源。

黄铁矿(硫化物类矿物)

4)磷酸盐类矿物:土壤中分布最广的是磷灰石,包括氟磷灰石[Ca5(PO4)3F]和氯磷灰石[Ca(PO4)3Cl]两种,是土壤中无机磷的重要来源。

氟磷灰石(磷酸盐类矿物)

次生矿物一般风化程度较高,按照性质与结构可分为以下3类:

1)简单盐类:主要包括方解石(CaCO3)、白云石[Ca、Mg(CO3)2]、石膏(CaSO4·2H2O)、泻盐(MgSO4·7H2O)、芒硝(Na2SO4·10H2O)、水氯镁石(MgC12·6H2O)等,简单盐类矿物是原生矿物经化学风化后的最终产物,结晶构造较简单,属水溶性盐,易淋溶流失,一般土壤中含量较少,常见于干旱和半干旱地区的盐渍土中。

方解石(简单盐类)


水氯镁石(简单盐类)

2)三氧化物类:土壤矿物质中最细小部分,粒径小于0.25μm,称之为次生粘土矿物。如针铁矿(Fe2O3·H2O)、褐铁矿(Fe2O3·3H2O)、三水铝石(Al2O3·3H2O),是硅酸盐矿物彻底风化后的产物,结晶构造较简单,常见于湿热的热带和亚热带地区土壤中。

三水铝石(A12O3·3H2O-三氧化物类)

3)次生铝硅酸盐类:由长石等原生硅酸盐矿物风化后形成,粒径小于0.25μm。土壤很多重要物理、化学过程和性质都和次生铝硅酸盐种类和数量有关。这类矿物在土壤中普遍存在,种类很多,比如伊利石、蒙脱石和高岭石等,是构成土壤的主要成分,又称为粘土矿物。

蒙脱石(次生铝硅酸盐类)


伊利石(次生铝硅酸盐类)


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