中國農(nóng)業(yè)大學(xué)自編教材實驗指南-文庫吧

【正文】 ；濕時有可塑性。這種礦物在我國南方土壤中分布很廣。我國著名的瓷都——景德鎮(zhèn)所產(chǎn)的瓷土，就是正長石風(fēng)化后的產(chǎn)物——高嶺石（又叫高嶺土）。 （2）蒙脫石（又叫微晶高嶺石）()2(Si4O10)(OH) 通常為白色或黃、綠、紅等色的土塊狀，晶形為極細(xì)的鱗片晶體，它是粘粒礦物中最細(xì)的一種。硬度1；比重為2；收水性強(qiáng)，吸水后體積膨脹。在我國北方土壤中分布較多。 （3）水化云母（又叫伊利石）KAl2[()4O10](OH) 一般為鱗片狀或薄片狀的白色塊體；有油膩感；通常與方解石和其它礦物混合，在酸性、中性火山巖風(fēng)化后形成的粘土中出現(xiàn)。我國中部土壤中含伊利石粘土礦物較多。 高嶺石、蒙脫石和水化云母三種粘粒礦物是沉積巖中的主要組成部分和特有的礦物。它們個體極微小，晶形不能用肉眼辨認(rèn)，是土壤無機(jī)膠體的主要組成部分。它們的存在對土壤的吸附性、粘結(jié)性、粘著性、可塑性、膨脹性、帶電性等多種理化性質(zhì)，有著極為深刻的影響。 （二）觀察下列幾種成土巖石的標(biāo)本 巖石是礦物的天然集合體，大多數(shù)巖石是由兩種以上礦物所組成；也有巖石只含一種礦物，如大理巖是由單一的方解石組成（古代稱漢白玉）。巖石是組成地殼的主要成分，它是地殼發(fā)展一定階段不同地質(zhì)作用的地質(zhì)體。人們很早就開始利用它做建筑材料、筑堤、修壩、建橋等等。 巖石種類很多，按其成因可將地殼中的巖石分為三類：即巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖。 1．巖漿巖 巖漿冷凝固結(jié)而形成巖漿巖。隨冷穎時所處地殼部位的深淺，則礦物結(jié)晶粗細(xì)亦不同。在地殼深處冷凝散熱慢，形成較粗晶粒；淺處冷凝快，有的礦物聚合較快，形成斑晶；噴出地表的巖漿因冷卻快，礦物一般來不及結(jié)晶，而呈致密狀或玻璃狀。巖漿巖分類見表2。表2 巖漿巖的分類產(chǎn)出狀況噴出巖碎屑狀凝灰?guī)r、凝灰礫巖、火山巖玻璃狀黑耀巖、珍珠巖、松脂巖、浮巖、玄武巖玻璃隱晶狀流紋巖粗面巖安山巖玄武巖淺成巖斑晶狀花崗斑巖正長斑巖閃長斑巖輝綠巖深成巖粗晶體花崗巖正長巖閃長巖輝長巖橄欖巖、輝巖礦物成分主要石 英正長石正長石角閃石斜長石輝 石斜長石輝 石橄欖石次要黑云母角閃石斜長石透長石(無石英)角閃石黑云母(無石英)角閃石黑云母橄欖石斜長石成分SiO270%60%59%48%40%鹽基Fe、Mg 少174。多 K、Na 多174。少其他顏色淺淺深深深比重小174。大按硅酸在礦物中飽和度的分類酸性巖中性巖中性巖基性巖超基性巖 （1）花崗巖 花崗巖是巖漿在地殼深處冷凝而成。在地殼分布很廣，由石英、正長石、云母和少量斜長石、角閃石等礦物組成。各種礦物結(jié)晶較好，晶體顆粒粗大。由于礦物組成復(fù)雜，結(jié)晶較粗，比較容易風(fēng)化。 （2）流紋巖 礦物成分與花崗巖相同，由巖漿噴出地面冷凝而成，屬于噴出巖。結(jié)晶顆粒很小或玻璃狀，帶有流紋和氣孔構(gòu)造，故不易風(fēng)化。 （3）閃長巖 由斜長石和閃長石組成，有時含少量角閃石和黑云母，無石英。礦物結(jié)晶顆粒粗大，屬于深成巖，較易風(fēng)化。 （4）安山巖 礦物成分與閃長巖相似，結(jié)晶顆粒細(xì)小，屬于噴出巖。一般呈灰、紫或灰綠色，較閃長巖分布廣，較難風(fēng)化。 （5）粗石巖 由正長石和角閃石所組成，無石英，結(jié)晶顆粒小，呈淡紅、淺黃或灰色。常夾有小塊正長石結(jié)晶，晶面粗糙。屬于噴出巖，較難風(fēng)化。 （6）輝長巖 由輝石、角閃石和黑云母等深色礦物組成為主，也有少量斜長石淺色礦物。結(jié)晶粗大，屬于深成巖，較易風(fēng)化。 （7）玄武巖 礦物成分與輝長巖相似，屬于噴出巖。其特點比重較大，帶有很多氣孔，組織致密，氣孔中為淺色礦物所填充，形成杏仁結(jié)構(gòu)。風(fēng)化后質(zhì)地較粘，含鹽基物質(zhì)較多。 巖漿巖的共同特點：非碎屑狀的塊狀構(gòu)造；無有規(guī)則的層次排列；不含化石。 2．沉積巖 早期形成的各種巖石（巖漿巖、變質(zhì)巖），經(jīng)風(fēng)化、搬運(yùn)、沉積再經(jīng)膠結(jié)作用而成的巖石。其特點具有層次性；物質(zhì)組成復(fù)雜；有時具有化石。在地殼表面分布最廣，是構(gòu)成地殼表面的主要巖石。 （1）礫巖 由多種巖石碎屑膠結(jié)而成，由于巖石種類、搬運(yùn)距離遠(yuǎn)近和巖性軟硬不同而形成礫巖或角礫巖。風(fēng)化后多成礫質(zhì)或砂質(zhì)母質(zhì)。 （2）砂巖 由石英顆粒膠結(jié)而成，~2mm。風(fēng)化后形成的土壤，土層薄，砂性強(qiáng)，通透性好，但養(yǎng)分缺乏。 （3）頁巖 由細(xì)土粒等沉積物經(jīng)壓實、脫水、膠結(jié)硬化而成。其特點是具有薄而平的層次，硬度小，斷面較平坦。較砂巖易風(fēng)化，在濕潤地區(qū)風(fēng)化后形成的土壤，土質(zhì)粘重，養(yǎng)分含量較豐富；在干旱地區(qū)風(fēng)化后多形成石渣土。 （4）石灰?guī)r 由方解石組成，一般成灰或深灰色；遇稀酸HCl有強(qiáng)烈泡沫反應(yīng)；風(fēng)化以化學(xué)溶解作用為主，形成的土層薄，稍粘，富含Ca質(zhì)。在山地亦往往形成石渣土。 3．變質(zhì)巖 由巖漿巖或沉積巖經(jīng)高溫高壓作用發(fā)生變質(zhì)而形成的巖石。使原來巖石中礦物成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及化學(xué)成分發(fā)生質(zhì)變，形成一種新的巖石。一般出現(xiàn)巖漿巖的周圍或巖漿浸入帶部位。 （1）片麻巖 由花崗巖變質(zhì)而來，主要礦物除含有長石、石英、云母及角閃石外，還含有石墨、石榴子石、十字石及堇青石等變質(zhì)礦物。具有片麻構(gòu)造。礦物結(jié)構(gòu)因變質(zhì)作用成片狀，并排列成連續(xù)和斷續(xù)的波浪式黑白相同的帶狀。較易風(fēng)化，風(fēng)化后質(zhì)地較粗。 （2）片巖 多由頁巖變質(zhì)而成，片狀構(gòu)造，且相互交錯排列，片面不平坦，結(jié)晶細(xì)小，由云母、綠泥石、滑石、角閃石等片狀或柱狀礦物組成。風(fēng)化較難，風(fēng)化后形成的土壤質(zhì)地較粘。 （3）板巖 由泥質(zhì)頁巖變質(zhì)而成，板狀構(gòu)造，易裂成薄片狀，致密堅硬。一般呈灰色和灰黑色。片薄且平坦，表面有一層似漿糊狀物質(zhì)（絹云母）薄片能被完整分離。當(dāng)?shù)厝罕娪脕硖娲吒采w房頂。 （4）石英巖 由砂巖變質(zhì)而成，礦物組成以石英為主，并有少量長石、云母等，粒狀結(jié)構(gòu)。質(zhì)地堅硬，是很好的建工細(xì)材。純石英巖可制作石英玻璃。但風(fēng)化較難，風(fēng)化后形成的土壤質(zhì)地粗，偏砂，養(yǎng)分貧乏。 變質(zhì)巖的共同特點是：一般具有片理或片麻狀構(gòu)造；礦物質(zhì)地致密、堅硬；難于風(fēng)化，常見于巖漿巖的接觸帶上。作業(yè)題 1．根據(jù)室內(nèi)標(biāo)本觀察并結(jié)合課堂講授內(nèi)容描述主要成土礦和成土巖石的特征。 2．分析巖石、礦物——成土母質(zhì)——土壤三者之間的相互聯(lián)系以及母質(zhì)對土壤理化性質(zhì)帶來哪些影響？ 3．如何理解巖石礦物的風(fēng)化作用是土壤形成過程不可分割的重要階段？實驗三 室內(nèi)土壤形態(tài)特征標(biāo)本的觀察一、實驗?zāi)康暮鸵饬x 土壤形態(tài)特征是指土壤基本性狀的外在表現(xiàn)，包括土壤的顏色、物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)性以及土層構(gòu)造等。辨認(rèn)和熟悉土壤的形態(tài)特征，是認(rèn)識土壤的基礎(chǔ)；也是在田間區(qū)分不同土壤類型和性質(zhì)的重要依據(jù)。對于認(rèn)土、用土和改土等方面均具有重要意義。二、實驗內(nèi)容和說明 在室內(nèi)辨認(rèn)已備好的幾種土壤不同形態(tài)標(biāo)本，以增強(qiáng)感性認(rèn)識，為下一實驗“田間認(rèn)土”進(jìn)行剖面觀察做好準(zhǔn)備。 具體講，土壤的形態(tài)特征的外部性狀，包括土壤顏色、質(zhì)地粗細(xì)、松緊和孔隙狀況、結(jié)構(gòu)性、墑情、新生體、侵入體、植物根系分布、土壤動物和石灰反應(yīng)等。 （一）土壤顏色 是土壤最顯著的特征之一，它是土壤內(nèi)在特性的外部表現(xiàn)。有的土壤就是以顏色命名的，如黃土、紅壤、黑土、紫色土等。通過土壤顏色的感觀就可初步判斷土 壤的固相組成和性狀。例如： 1．在我國北方土壤腐殖質(zhì)含量高時，土壤顏色就深。一般腐殖質(zhì)含量達(dá)1%上下，則土壤為灰色；2~3%時則為深灰；3~5%時則為黑色。在腐殖質(zhì)含量相近時，則質(zhì)地愈粗，染色愈明顯。 2．土壤濕度愈大（土壤含水量愈高），土色愈深。故在鑒定土色時必須注意其濕度。 3．Fe2O3. nH2O常使土壤呈黃色，失水后成紅棕色或紅色。Fe的氧化物常呈膠膜形態(tài)包被土粒表面，成為土壤的染色劑。在還原條件下，鐵的化合物常呈深蘭、蘭綠、青灰、灰白顏色。 4．SiOCaCOCaSONaCl、Na2SO4等結(jié)晶或粉末；高嶺石、石英、氧化鋁、白云母等礦物都為白色或無色，它們在土壤中含量較多，使土色變淺，極多時則呈灰色，甚至白色。土色愈淺說明養(yǎng)分含量較貧乏。 在描述土壤顏色時，一般把主色放在后，副色放在前，并冠以深、暗、淺等詞以形容顏色的深淺程度。如淺黃棕色，即主色為棕色，副色為黃色，前面冠以淺加以形容。 土壤由多種成分組成，故顏色并非單一，各種土壤顏色之間的相互關(guān)系（如圖）。還可用邁歇爾色標(biāo)系統(tǒng)制成的土色卡進(jìn)行判定。圖 土壤顏色之間變換關(guān)系 （二）土壤質(zhì)地 土壤質(zhì)地粗細(xì)程度對土壤水、肥、氣、熱狀況、植物扎根難易及耕性影響很大，不同粗細(xì)土層在剖面上的排列狀況對土壤肥力，乃至土壤的生產(chǎn)力有極其重要的意義。粗質(zhì)地土壤疏松，通氣透水，有利于植物扎根，但不保水不保肥，養(yǎng)分貧乏；細(xì)質(zhì)地土壤緊實，扎根困難，通氣透水不良，養(yǎng)分含量較多，但可利用的養(yǎng)分較少；壤質(zhì)土水、肥、氣、熱協(xié)調(diào)，是一種良好的土壤質(zhì)地。 質(zhì)地分類各國標(biāo)準(zhǔn)不一。近年來，隨著國際交往增多，又開始采用美國農(nóng)業(yè)部分類制（詳見教材47~50）。 在田間采用簡易“眼看手摸”估測土壤質(zhì)地，此法雖不太準(zhǔn)確，熟練后也能滿足生產(chǎn)要求，其特點是簡單、實用、快速。 田間辨認(rèn)質(zhì)地的方法是：取一小把（塊）土，加水少許至半飽和狀態(tài)，即粘手又不粘手或半干半濕狀態(tài)，然后按以下規(guī)格辨認(rèn)（詳見實驗四手測法練習(xí)標(biāo)準(zhǔn)圖）。 砂土——無論加多少水，也不能搓成球。 砂壤土——可搓成小球，但球面不平，有裂口易碎。 輕壤土——可搓成粗約3mm小細(xì)條，但拿起來時立即碎成數(shù)段。 中壤土——可搓成細(xì)條，但當(dāng)彎成直徑2~3cm小園環(huán)時，即刻裂口和碎斷。 重壤土——可搓成粗約2~3mm小條，易成2~3cm小環(huán)，將小環(huán)壓偏時出現(xiàn)裂隙。 粘土——可搓成小球——細(xì)長條——彎成小環(huán)，壓扁后無裂隙。 （三）土壤結(jié)構(gòu) 指土粒相互團(tuán)聚或膠結(jié)而成的團(tuán)聚體。其大小、形狀和性質(zhì)不同，所反映的生產(chǎn)性狀也不一樣。根據(jù)布魯爾的定義，把土壤結(jié)構(gòu)看成是“根據(jù)土粒和孔隙的大小、形狀以及排列方式等特征構(gòu)成土壤物質(zhì)的物理性結(jié)構(gòu)”較為恰當(dāng)。由此可見，土壤結(jié)構(gòu)與土壤孔隙密不可分，認(rèn)為結(jié)構(gòu)是土壤孔隙的調(diào)節(jié)器。土壤結(jié)構(gòu)分類如下表。 土壤結(jié)構(gòu)分類表 單位：mm塊狀結(jié)構(gòu)體具有平直式變曲面的立體乃至多面體，相鄰的結(jié)構(gòu)團(tuán)粒的表面相互連接，三軸發(fā)育相近塊狀表面平、邊緣棱角明顯極小 5小5~10中10~20大20~50極大50亞塊狀表面平稍有園拱邊緣圓滑無棱角極小 5小5~10中10~20大20~50極大50柱狀結(jié)構(gòu)體垂直軸比其它兩軸發(fā)育良好，呈垂直排列棱柱狀柱頭部棱角明顯極小 10小10~20中20~50大50~100極大100圓柱狀柱頭部圓形極小 10小10~20中20~50大50~100極大100片狀結(jié)構(gòu)體水平兩軸發(fā)育良好成水平排列片狀最薄 1薄1~2中2~5厚5~10最厚10團(tuán)粒結(jié)構(gòu)體幾乎為等邊多角形乃至球形粒狀團(tuán)粒本身排列較緊密最小 1小1~2中2~5大5~10最大10團(tuán)塊狀團(tuán)粒本身為多孔性最小 1小1~2中2~5大5~10最大10 常見的土壤結(jié)構(gòu)，耕層有團(tuán)粒、坷垃、板結(jié)和結(jié)皮；犁底層有片狀；底土層有核狀（或粒狀）、柱狀和棱柱等結(jié)構(gòu)。 團(tuán)粒結(jié)構(gòu)是農(nóng)業(yè)上最優(yōu)良的結(jié)構(gòu)體，近似圓形，無棱角，其中以直徑1~3mm大小較好，多出現(xiàn)在熟化程度較高的耕層（或表層）。 坷垃、板結(jié)和結(jié)皮是不良的結(jié)構(gòu)體。坷垃多因質(zhì)地粘重、腐殖質(zhì)含量少和耕作不當(dāng)引起的。形成的坷垃堅硬有棱角、用手捏不易散碎，農(nóng)民稱為“生坷垃”或“死坷垃”；反之，易捏碎較松散的稱為“熟坷垃”或“活坷垃”。坷拉常引起壓苗、漏風(fēng)跑墑。其危害程度決定于坷垃的大小和數(shù)量。 板結(jié)和結(jié)皮是在灌溉或降雨之后出現(xiàn)，潮濕而粘重的土壤因脫水干燥而使地表龜裂，質(zhì)地粘重程度和干燥速度，影響龜裂的厚度和寬度，厚度5~10mm者稱為板結(jié)； 5mm者稱為結(jié)皮。底土層的柱狀、棱柱狀結(jié)構(gòu)，一般在堿土的堿化層出現(xiàn)，質(zhì)地粘重，脫水后堅硬，通氣透水不良，影響扎根。 （四）土壤濕度 墑即表示水分，墑情表示土壤含水量的多少，又稱土壤濕度。土壤墑情是土壤基本組成成分，也是土壤肥力因素之一，墑情好壞不僅影響土壤的物理、化學(xué)和生物學(xué)的變化過程，而且直接影響土壤肥力及植物生長發(fā)育。俗話說：“多收少收在于肥，有收無收在于水”。道出了水分與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的依速關(guān)系。 一般在田間采用手測法加以判斷，常用干、潤、潮、濕等墑情分級表示。即干土、潮干土（灰墑）、黃墑、黑墑、汪水等區(qū)別不同的土壤濕度（詳見土壤墑情測定部分）。 （五）土壤松緊狀況 土壤松緊表示土粒與土粒或土團(tuán)與土團(tuán)之間相互連接或堆積的狀態(tài)方式。它影響作物、出苗、扎根難易以及后期生長。判斷土壤松緊程度一般在田間用鐵銑掘入土壤的難易程度表示： 1．極緊實——用鐵銑很難掘入土壤。 2．緊實——用鐵銑十分費(fèi)力才能掘入土壤。 3．稍緊——稍用力就可掘入土壤。 4．稍松——鐵銑很小用力就可掘入土壤。 5．極松——不用力和鐵銑自垂即可進(jìn)入土壤。 在科學(xué)研究中也可用土壤緊實度計（土壤硬度計）測定土壤的松緊度；也可用容重大小表示土壤的松緊度。土壤的松緊與孔隙狀況有密切的關(guān)系，疏松的土壤，孔隙度大，容重小，緊實的土壤則相反（見下表）。容重、孔隙度與土壤松緊度的關(guān)系土壤松緊度容重（g/cm3）孔隙度（%）最松 60松~60~56合適~56~52稍緊~52~50緊 50 （六）土壤孔隙狀況 土壤是一個極其復(fù)雜的多孔體系。其孔隙的粗細(xì)、形狀以及連通情況復(fù)雜多樣，目前還不能直接測定出來。一般在土壤剖面各土層中