固、液、气三相构成的土壤分散体系
三大来物质构成了土壤的“骨骼”
——浅析土壤的固相组成
昨天写了一篇《敬土爱土!土壤三性(物理-化学-生物)同等重要》的文章,今天我在新疆南疆的新城图木舒克市,为兵团科特派培训班上午讲解了《从灌溉和施肥角度谈水肥一体化》,下午为大家讲解了《盐碱地改良实用技术》。今天晚上时间允许我将谈一谈,土壤三相物质组成中的固相组成,也是土壤的骨架问题。
土壤是由固、液、气三相构成的分散体系。众多的土粒堆聚成了一个多孔的松散体系,称为土壤固相骨架,或者称为土壤基质(或基模)。水、空气以及固相中的土壤微生物在骨架内部的孔隙中移动、生活。下面我将先谈一下固相组成,其他俩相以后将分别阐述。
土壤矿物是土壤的主要组成物质,构成了土壤的“骨架”,一般占到土壤固相部分重量的95%到98%左右。土壤有机质和土壤微生物占土壤的比重虽然很小,但是土壤有机质在土壤肥力、环境保护、农业可持续发展的方面有很重要意义;土壤微生物是土壤具有生命力的主要成分,在土壤形成和发育过程中起主导作用,也是评价土壤质量和健康的重要指标之一。
一、土壤矿物质
矿物是天然产生于地壳中的具有一定物理、化学性质和内在结构的物质。矿物的种类很多,多达3300种以上。不过从我们土壤学的角度我们更多关心的是成土矿物。
土壤中的矿物主要由岩石中的矿物变化而来,包括了氧、硅、铝、铁、钙、镁、钛、钾、钠、磷、硫、锰、锌、铜等20多种元素,其中氧硅最多,铁铝次之。
土壤中的矿物安来源分分为原生矿物和次生矿物,原生矿物是那些经过不同程度的物理分化,未改变化学组成和结晶结构的原始成岩矿物,他们主要分布在土壤沙粒和粉粒中,即土壤的大颗粒中。常见的有石英、长石、云母、辉石、角闪石、橄榄石等。
次生矿物一般也称为粘土矿物,包括层状硅酸盐粘土矿物和非硅酸盐粘土矿物。层状硅酸盐粘土矿物根据其构造特点和性质,可归纳为4大类:(1)、高岭石组,主要是1:1型矿物,是硅酸盐粘土矿物中最简单的一类,包括高岭石、珍珠陶土、迪恺石、埃洛石等;(2)、蒙蛭石组,又叫2:1型膨胀性矿物,包括蒙脱石、蛭石、绿泥石、拜来石;(3)、水化云母组又叫伊利石组,主要分布在西北华北干旱区的土壤中。(3)、绿泥石组,这类矿物以绿泥石为代表,绿泥石是富含镁铁及硅酸盐的粘土矿物。非硅酸盐粘土矿物,是一类矿物结构简单、水化程度不等的铁锰铝硅的氧化物及其水合物和水石英。常见的有:氧化铁、氧化铝、水铝英石、氧化硅等。
二、土壤有机质
在原始成土过程中,微生物是土壤有机质的最早来源,随着生物的进化和成土过程的发展,动植物残体已经成为土壤有机质的基本来源。进入土壤的有机质的组分相当复杂,各种动植物残体的化学组分和各种成分的含量,因动植物的种类、器官、年龄等不同而差异很大。其中土壤有机质中主要的一种物质是土壤腐殖质。土壤腐殖质,是未分解和半分解动植物残体及微生物体以外的有机物质总称。分为非腐殖物质和腐殖物质。通常占土壤有机质的90%以上。腐殖酸是土壤腐殖物质中重要的一部分。仅仅腐殖酸的性质就相当复杂,分子量胡敏酸为890——2550,富啡酸为675——1450,整体呈黑色,分子结构复杂。
三、土壤生物
土壤生物有多细胞的后生生物,单细胞的原生动物,真核细胞的真菌(酵母、霉菌)和藻类,原核细胞的细菌、放线菌、和蓝藻、病毒等。(1)后生动物:由小的土居行多细胞的原生动物,主要包括线虫、蚯蚓、蜗牛、千足虫、蜈蚣、轮虫、蚂蚁、螨、环节动物、蜘蛛和昆虫混合组成。(2)原生动物为单细胞真核生物,其细胞结构简单,数量多,分布广。一般每克土约为104到105个,多达107个。包括鞭毛虫、变形虫、纤毛虫等。(3)微生物:分布广、数量大、种类多,是土壤最活跃的部分,一克土含有约五亿个细菌,100亿个放线菌和10亿个真菌,5亿个微小动物。目前人们能够从土壤中实际分离驯化选育出来的微生物只占土壤微生物的10%。
以上我概述了一下土壤中固相组成的一些重要成分,由于时间和篇幅的关系没有特别详尽的进行阐述。以后我将会进我的能力,对土壤的专题知识进行论述分析的。
关于土壤利用与改良修复的时候,请大家觉得土壤三项组成,记得土壤物理,想想如何用土壤物理本身改良土壤?
土壤物理性质的测定:包括孔隙度、土壤容重等土壤结构方面性质的测定,应采用原状样品,可直接用环刀在各土层中取样。在取样过程中,尽量保持土壤的原状,保持土块不受挤压,避免样品变形;采样时不宜过干或过湿,注意土壤湿度大小,最好在经接触不变形、不粘铲时分层取样,如有受挤压变形的部分则不宜采用。土样采后要装入铁盒中保存,其他项目土壤根据要求装入铝盒或环刀,携带到室内进行分析测定。
因此,多一点土壤物理性质和土壤三相检测,也许对于节水和节肥有重要帮助!
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