《土壤肥料学》第一章 土壤矿物质 思考题解析

编者按：刘春生版《土壤肥料学》第一章 土壤矿物质 学习和思考题解析。

1、试比较不同类型风化作用的特点。
物理风华是指岩石因受物理因素作用而逐渐崩解破碎，但不改变其矿物组成和化学成 
分的过程。物理风化的主要原因是地球表面温度的变化。物理风化只能引起岩石形状 
大小的改变，而不改变其矿物组成和化学成分。
化学风化是指岩石在化学因素作用下，其组成矿物有化学成分发生分解和改变，直至 
形成在地表环境中稳定的新矿物。引起化学风化的因素有水、CO2和O2等大气因素。 
经溶解、水化、水解和氧化等作用后，进一步分解岩石，彻底改变原来的岩石内部矿 
物的组成和性质，并产生一批新的次生黏土矿物。
生物风化是指岩石和矿物在生物的影响下发生的物理和化学的变化。特点是植物营养 
元素在母质表层集中，同时积累了有机质，发展了肥力。

2、试述岩石、母质、土壤三者的区别和联系。
岩石是指由一种或数种矿物组成的天然集合体。母质是指岩石经风化作用而形成的疏 
松的、粗细不同的矿物颗粒的地表堆积体，是形成土壤的母体。土壤母质是土壤形成 
的物质基础，构成土壤的骨架。岩石经风化作用后形成母质，继续在有机物作用下形 
成土壤。

3、试比较不同土壤质地分类和特点。
国际制土壤质地分类是根据土壤中砂粒、粉粒和黏粒三种粒级的含量将土壤分四类12 
个质地名称。卡钦斯基简制是根据物理性黏粒的含量以及不同土壤类型将土壤划分为 
三类9级。我国土壤质地分类经过进一步演变，将土壤类型分为三类12级。

4、试述土壤质地与土壤肥力的关系。
砂质土捍卫砂粒多，黏粒少，粒间多为大孔隙，透水排水快，因而土壤持水量小、抗 
旱能力差；主要矿物为石英，养分贫乏，因缺少黏土矿物，保肥能力弱，养分易流失 
。
黏质土含砂粒少，黏粒多，毛管孔隙特别发达，大孔隙少，土壤透水通气性差，排水 
不良，不耐涝，因水分损失快而耐旱能力差；含矿质养分较丰富，保肥能力强，养分 
不易淋失，肥效来得慢，平稳而持久。壤质土由于所含砂粒、黏粒比例较适宜，因而 
既有砂质土的良好通透性和耕性，发小苗等优点，又有黏土对水分养分的保蓄性，肥 
效稳而长的优点。是农业生产上较为理想的耕作土壤。

5、不同土壤质地的土壤如何进行改良和利用？
对过砂或过黏的土壤，可分别采用“泥掺砂”或“砂掺泥”的办法，来调整土壤的黏 
砂比例，以达到改良质地，改善耕作，提高肥力的目的。对砂土层下不深处有黏土层 
或黏土层不深处有砂土层，可采用深翻，使砂黏掺和，以达到合适的砂黏比例，改善 
土壤物理性质，从而提高土壤肥力。对于面积大、有条件放淤和漫砂的地区，可利用 
洪水中的泥沙改良砂质土和黏质土，即通过有目的的把洪流有控制地引入农田，使其 
细泥沉积于砂质土壤中，以达到改良质地和增厚土层的目的。增施有机肥，提高土壤 
中的有机质含量，既可以改良砂质土，也可以改良黏质土。

6、比较高岭石、蒙脱石和水云母等黏土矿物在晶层构造和性质上的特点。
(１) 高岭石（１：１型铝硅酸盐矿物），由一个硅氧片和一个水铝片，通过共用硅 
氧顶端 的氧原子连接起来的片状晶格构造。每个晶层的一面是OH 离子组（水铝片上 
的），另一面是O 离子（硅氧片上的），因而叠加时晶层间可形成氢键，使各晶层之 
间紧密相连从而形成大颗粒，晶粒多呈六角形片状。 高岭石的性质特点：晶格内的 
水铝片和硅氧片很少发生同晶替代， 因此无永久性电荷。但水铝片上的--ＯＨ 在一  
定条件下解离出氢离子，使高岭石带负电。晶片与晶片之间形成氢键而结合牢固，水 
分子及其他离子难以进入层间，并且形成较大的颗粒。因此其吸湿性、粘结性和可塑 
性较弱，富含高岭石的土壤保肥性差。

（2）蒙脱石类（ ２：１型铝硅酸盐矿物）由两片硅氧片和一片水铝片结合成的一个 
晶片（层）单元，再相互叠加而成的。每个晶层的两面均由O 离子组（硅氧片上的） 
，因而叠加时晶层间不能形成氢键，而是通过“氧桥”联结，这种联结力弱，晶层易 
碎裂，其晶粒比高岭石小。 特点：胀缩性大，吸湿性强，易在两边硅氧片中以Al3+ 
代Si4+，有时可在硅铝片中，一般以Mg2+代Al3+→带负电→吸附负离子。

（３）水云母类 （２：１型粘土矿物）结构与蒙脱石相类似，只是同晶替代产生的 
负电荷主要被钾离子中和, 而少量被钙镁离子中和. 特点：
a 、永久性电荷数量少于蒙脱石。b 、层与层之间由钾离子中和，使得各层相互紧密 
结合。形成的颗粒相对比蒙脱石粗而比高岭石细。其粘结性、可塑、胀缩性居中。 c  
、钾离子被固定在硅氧片的六角形网孔中，当晶层破裂时，可将被固定的钾重新释放 
出来，供植物利用。 三种主要粘土矿物的性质比较