土壤礦物化學?主要的土壤礦物包括赤鐵礦、磁赤鐵礦、針鐵礦、纖鐵礦、三水鋁石、一水軟鋁石、水云母、蛭石、綠泥石、蒙皂石、凹凸棒石、埃洛石和高嶺石等。赤鐵礦和針鐵礦是水鐵礦進一步老化的產物,它們在氣候干熱和通氣性好的土壤中較為常見。纖鐵礦則常見于溫帶濕潤地區的水成土中,那么,土壤礦物化學?一起來了解一下吧。
土壤中的礦物是巖石風化和成土過程的產物,占土壤重量的95%,它們富含植物和土壤生物所需的礦質營養元素,對土壤肥力有重大影響。土壤礦物的組成決定了土壤的質地、結構和陽離子交換量等特性。在不同的生物氣候帶,土壤礦物的演變進程各不相同。
主要的土壤礦物包括赤鐵礦、磁赤鐵礦、針鐵礦、纖鐵礦、三水鋁石、一水軟鋁石、水云母、蛭石、綠泥石、蒙皂石、凹凸棒石、埃洛石和高嶺石等。赤鐵礦和針鐵礦是水鐵礦進一步老化的產物,它們在氣候干熱和通氣性好的土壤中較為常見。纖鐵礦則常見于溫帶濕潤地區的水成土中,其形成與氧化還原交替或有機質含量有關。
在熱帶土壤中,纖鐵礦會被磁赤鐵礦取代。次生氧化鐵礦物常散布于土粒表面,使土壤呈現紅、棕、黃色,并與鋁、錳、鈦等的氧化物一起聚集成斑紋或結核。三水鋁石和一水軟鋁石是含鋁礦物分解產物的不同形式。結晶質次生硅酸鹽礦物大多呈層片狀,可視為云母的衍生物,如水云母、蛭石、綠泥石等。蒙皂石和凹凸棒石是高度膨脹性層狀硅酸鹽,廣泛分布于各種土壤中。
高嶺石是成分最簡單、結構最穩定的礦物,常見于風化程度較高的酸性土壤中。埃洛石的含水量高于高嶺石,其結構有序度較低,晶層卷曲成管狀。
土壤有機質含量的高低主要取決于成土因素,如氣候、植被、母質、地形等。
土壤礦物質是土壤的重要組成部分,其化學組成具有以下幾個特點:
1、多樣性:土壤礦物質是由多種元素組成的復雜混合物,包括硅、鋁、鐵、鈣、鎂、鉀、鈉、磷等。這些元素的種類和比例因土壤類型、成土母質、氣候和植被等因素而異。無機性:土壤礦物質主要是由無機物構成的,如硅酸鹽、磷酸鹽等。
2、活性:土壤礦物質中有一部分是具有活性的,如氧化物、氫氧化物、絡合物等。這些物質可以與植物和微生物相互作用,參與土壤中的生物化學過程。穩定性:土壤礦物質具有較高的穩定性,不易被微生物分解和轉化。
3、可變性:在土壤形成和發育過程中,土壤礦物質的組成和比例會發生變化。例如,成土母質的不同會導致土壤中礦物質的種類和比例不同;氣候條件的變化也會影響土壤礦物質的溶解和沉淀;植被類型的變化則會影響土壤中養分的吸收和釋放。
礦物質的價值
1、礦物質是生命的基礎。生命起源于海洋,而海洋中富含各種礦物質,如鈉、鉀、鈣、鎂等。這些礦物質對于海洋生物的生存和進化起到了至關重要的作用。在陸地上的生物也離不開礦物質,它們需要從土壤中吸收礦物質以維持正常的生理機能。
2、礦物質對人體的生理功能有著重要的作用。
土壤中的礦物質是土壤結構的核心組成部分,它們以多種形式存在,并具有獨特的化學組成特征:
1. 多樣性的特點:
土壤礦物質包含了多種元素,如硅、鋁、鐵、鈣、鎂、鉀、鈉、磷等。這些元素的組合及其比例在不同的土壤類型、母質、氣候和植被條件下呈現出差異性。
2. 無機性的特征:
礦物質主要由無機物質構成,其中包括硅酸鹽、磷酸鹽等,它們是土壤中持久存在的成分。
3. 活性的表現:
土壤礦物質中的一部分,如氧化物、氫氧化物、絡合物等,具有化學活性,能夠與植物和微生物相互作用,并參與土壤中的生物化學過程。
4. 穩定性的保持:
盡管存在活性,土壤礦物質整體上顯示出較高的化學穩定性,不易被微生物分解或轉化。
5. 可變性的展現:
在土壤形成和演化的過程中,礦物質的組成和相對比例會隨著成土母質的差異、氣候條件的變化以及植被類型的更替而發生相應的變化。
礦物質在生態系統中的價值不容忽視:
1. 生命活動的基石:
礦物質是生命存在的基礎,無論是海洋生物還是陸地生物,它們都需要從環境中攝取礦物質以維持正常的生理功能。
2. 人體生理功能的保障:
礦物質對人體健康至關重要,例如鈉和氯維持電解質平衡,鉀支持心臟功能,鈣參與骨骼和牙齒的形成等。
土壤礦物質主要由原生礦物和次生礦物構成,其中:
原生礦物:
源自巖石物理風化,如硅酸巖、鋁酸鹽、氧化物、硫化物和磷酸鹽,以及穩定的石英、石膏和方解石等。它們的化學成分和結晶構造保持原樣。
次生礦物:
在成土過程中新生成,包括簡單鹽類、次生氧化物和鋁硅酸鹽。簡單鹽類多在鹽漬土中,而三氧化物和次生粘土礦物(如粘土礦物)是土壤物理化學性質的關鍵因素,如粘著性等。
簡單鹽類:
原生礦物化學風化產物,常見于干旱地區土壤,結晶構造簡單。
三氧化物類:
硅酸鹽礦物風化產物,熱帶和亞熱帶濕熱地區土壤常見,尤其是基性巖土壤中含量高。
次生硅酸鹽類(粘土礦物):
廣泛存在于土壤中,由長石等風化形成,對土壤結構有重要影響。伊利石、蒙脫石和高嶺石是主要類型。
伊利石:
風化程度較低,溫帶干旱土壤中含量多,膨脹性低,陽離子代換量大,富含鉀。
蒙脫石:
伊利石進一步風化產物,堿性環境形成,溫帶干旱土壤中含量高,陽離子代換量極高,植物水分吸收困難。
高嶺石:
風化程度極高,濕熱地區土壤常見,花崗巖殘積母質土壤中含量也高,膨脹性小,陽離子代換量低,透水性好但保肥能力弱。
這些礦物質的類型和含量變化,決定了土壤的性質和植物生長條件。
土壤礦物主要分為兩大類:原生礦物和次生礦物。原生礦物來源于巖石風化后形成的碎屑,其化學成分未變,主要包括硅酸鹽礦物、氧化物類礦物、硫化物和磷酸鹽類礦物。次生礦物則是在原生礦物經過化學風化作用后形成的,它們的化學組成和晶體結構都有所改變,主要包括高嶺石、蒙脫石和伊利石類礦物。
土壤中還含有豐富的無機鹽和礦質元素,這些都是植物生長不可或缺的營養元素。這些元素主要包括碳(C)、氫(H)、氧(O)、氮(N)、磷(P)、鉀(K)、鈣(Ca)、鎂(Mg)、硫(S)、鐵(Fe)、錳(Mn)、銅(Cu)、鋅(Zn)、硼(B)、鉬(Mo)和氯(Cl)。這些元素在土壤中以不同的形式存在,為植物提供必需的營養。
其中,硅酸鹽礦物是土壤中最常見的礦物之一,它們主要由硅氧四面體構成,是土壤結構的重要組成部分。氧化物類礦物則包括氧化鐵、氧化鈦等,它們在土壤中可以提供植物生長所需的鐵、鈦等元素。硫化物和磷酸鹽類礦物則主要提供土壤中的硫和磷元素。
高嶺石、蒙脫石和伊利石類礦物則屬于次生礦物,它們通常在土壤中形成一層薄薄的覆蓋物,可以有效地保持土壤水分,改善土壤結構。此外,它們還能夠吸附土壤中的有機質和無機鹽,對土壤肥力有重要影響。
以上就是土壤礦物化學的全部內容,土壤化學和土壤礦物是土壤固相物質的重要組成部分,占土壤重量的約95%。它們是巖石(礦物的天然集合體)經過風化和成土過程形成的產物,對于土壤的結構、肥力以及生物活動起著關鍵作用。土壤礦物中蘊含著植物和土壤生物生命活動所需的礦質營養元素,這些元素直接影響土壤肥力。內容來源于互聯網,信息真偽需自行辨別。如有侵權請聯系刪除。