【土壤矿物质】
土壤是地球表面生物生存的基础，其矿物质组成部分是土壤的骨架，占据了土壤固体重量的95%以上。矿物质的特性对土壤的肥力、结构和植物生长至关重要。本节将深入探讨土壤矿物质的矿物组成和化学组成。
一、土壤矿物质的元素组成
1. 土壤矿物质几乎包含了元素周期表中的所有元素，尤其是氧（O）、硅（Si）、铝（Al）和铁（Fe），这四种元素占比超过88.7%，其中氧和硅就占据了约76%的比例。
2. 植物必需的营养元素如磷（P）、硫（S）、钾（K）、钙（Ca）等在土壤中的含量相对较低，且分布不均。
3. 土壤矿物质的化学组成反映了地壳中元素的继承，同时在成土过程中某些元素如氧、硅、碳、氮等的含量会有所增加。
二、土壤矿物质的矿物组成
1. 原生矿物：这些是地壳自然形成的矿物，主要包括硅酸盐和铝硅酸盐。它们的类型和数量取决于矿物的稳定性，对植物养分的供应起着重要作用。
2. 次生矿物：主要为粘土矿物，例如层状硅酸盐，它们在土壤形成过程中通过风化和化学反应形成。粘土矿物是土壤结构的重要组成部分，对土壤的物理和化学性质有显著影响。
3. 结晶质和非晶质矿物：前者具有明显的晶体结构，如石英、长石等，后者没有明显的结晶结构，如火山灰。
三、粘土矿物的构造和特性
1. 层状硅酸盐粘土矿物：由硅氧四面体和铝氧八面体构成，形成单位晶片，进一步叠加形成单位晶层。不同类型的层状硅酸盐包括：
- 1:1型，如高岭石，结构稳定，膨胀性小，电荷数量少。
- 2:1型，如蒙脱石，具有较大的膨胀性，电荷数量多，对土壤结构影响显著。
- 2:1:1型，如绿泥石，结构更复杂，对土壤性质有特定影响。
2. 同晶替代：这是矿物质形成过程中的常见现象，指一种离子被电性相同或相近的离子替换，而不改变矿物的晶体结构。同晶替代分为等价替代（电性不变）和不等价替代（电性改变），如铝离子（Al3+）替代硅离子（Si4+）。
了解土壤矿物质的组成和特性对于农业实践、环境保护和地质研究具有重要意义。不同的矿物质影响着土壤的肥力、水分保持能力、空气流通性和微生物活性，进而影响植物的生长和发展。因此，对土壤矿物质的研究有助于我们更好地管理和利用土地资源，促进可持续农业的发展。
