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1、土壤肥料学绪论1. 土壤：陆地表面由矿物、有机质、空气、水分和生物组成（由固、液、气三大相组成），具有肥力且能生长植物的未固结层。（农业生态系统重要组成部分）2. 土壤肥力：在植物生长全过程中，土壤为植物生长供应和协调养分、水分、空气和热量的能力。土壤肥力是土壤的基本属性和本质特征，是土壤通气、透水、保水、保肥、供肥、保温、导温和耕性的决定性因素。（肥力四大因素：水、肥、气、热）（1）自然肥力：在土壤母质、气候、生物、地形等自然因素的作用下形成的土壤肥力。人为肥力：又称为人工肥力，是指在土壤自然肥力的基础上，经过长期耕作、施肥、灌溉和其它农业措施、土壤改良措施等培育形成的肥力。经济肥力：土壤肥
2、力和人为肥力的统一，是在同一土壤上两种肥力相结合而形成的。（2）潜在肥力：土壤肥力在生产上没有发挥出来产生经济效益的部分。有效（经济）肥力：土壤肥力在当季生产中表现出来产生经济效益的部分。（3）（土壤生产力：由土壤肥力属性（基础、内因）和发挥肥力作用的环境条件及人为因素（外因）所决定的生产植物收获物的能力。）3. 土壤肥力分级：依据拟定的土壤肥力指标，对土壤肥力水平评定的等级。4. 土壤肥力检测：观测土壤肥力因子动态变化的过程。5. 肥料：供给植物养分，改良土壤、提高肥力、提高产量和改善品质的物质。（直接提供植物生长的必需的营养元素的物料）（农业高产优质的保证）化学肥料：又称无机肥料，是用化学
3、或物理方法生产的肥料，为植物直接供给某种营养元素，培肥地力，提高植物产量。有机肥料：又称农家肥料，含有丰富的有机质和植物所需的各种营养元素，是一种完全肥料。生物肥料：又称菌肥或菌剂，是由一种或数种有益微生物、培养基质和添加物配制而成的生物性肥料，是一种间接性肥料。6. 李比希-农业化学派-“植物矿质营养学说”道库恰耶夫-土壤发生学派-土壤是在母质、气候、生物、地形和时间五大成土因素共同作用下形成的。法鲁-农业地质学派-“土壤矿质淋溶学说”7. 土壤在植物生长繁育中具有下列作用：营养库，养分转化和循环，雨水涵养，支撑，稳定和缓冲环境变化8. 生态系统：植物、动物和微生物以及它们生存环境的集合体总
4、称。第一章 土壤矿物质1. 矿物：一类具有一定化学组成、物理性质和内部构造，并天然产生于地壳中的化合物或单质。（1）原生矿物：经过不同程度的物理风化，未改变化学组成和结晶结构的原始成岩矿物，主要分布在土壤的沙粒和粉砂粒中，如石英，白云母，磷灰石。原生铝硅酸盐矿物有长石、云母、辉石、角闪石。原生矿物是植物养分的重要来源，大量的钙、镁、钾、磷、硫等植物必需的大量元素以及铁、锰、锌、铜微量元素都由原生矿物提供。（2）次生矿物：原生矿物经风化和变质作用后，改变了其形态、性质和成分形成的新矿物，如高岭石、蒙脱石、水云母。成分简单的盐类结构复杂的次生层状铝硅酸盐矿物 土壤黏粒的主要组成部分， 晶质和非晶质
5、氧化物及其水合氧化物 称为次生黏土矿物，粘土矿物、粘粒矿物主要次生矿物的化学组成以Sio2、Al2o3、Fe2o3三者为主要成分。2. 矿物的化学组成主要约有20种，包括氧、硅、铝、铁、钙、镁、钛、钾、钠、磷、硫以及一些微量元素如锰、锌、硼、钼等。3. 岩石：由各种地质作用形成的，由一种或多种矿物组成的集合体。岩浆岩：又称火成岩，由岩浆冷凝固结形成的岩石。特点：没有层次，没有化石，不含有机沉淀物。沉积岩：在地表和接近地表的常温、常压条件下，原有岩石（岩浆岩、变质岩、原有的沉积岩）经过风化剥蚀，在原地或经过搬运到不同环境的地方沉积下来，再经过固结而形成的岩石，生物的遗骸或生物的新陈代谢作用所形成
6、的物质的沉积。特点：成层性，常含有生物化石。变质岩：岩浆岩或沉积岩，受到地壳运动或岩浆运动造成的高温高压的作用，引起结构、构造、化学成分或矿物组成的改变而重新形成的岩石。特点：定向排列性。4. 岩石风化作用：在大气、水、温度变化和生物活动等外界因素的作用下，坚硬的岩石逐渐崩解破碎成块和细粒，同时岩石矿物成分和化学组成发生改变，形成新的矿物。（1）物理风化：岩石崩解而不改变其矿物成分和化学成分的过程，主要是由温度变化、水分冻结、碎石劈裂以及风力、流水、冰川的摩擦力等物理因素的作用所引起的。 热力学风化（温度变化）：由于季节和昼夜温度的变化，引起岩石热胀冷缩而崩解和破碎。 结冰作用 风和流水作用
7、冰川作用（2）化学风化：岩石在水、氧、二氧化碳等大气因素参与下，所发生一系列化学分解作用的过程。 溶解作用：岩石溶解与水的作用。 水化作用：矿物与水化合成为一种含水矿物的作用。 水解作用：水分子解离出的氢原子与矿物中的盐基离子所引起的置换作用。是化学风化中最重要最基本的作用。 氧化作用（3）生物风化：岩石矿物在生物及其分泌物或有机质分解产物作用下，进行机械破碎和化学分解过程。结果：加速岩石的风化，使风化产物中的植物营养元素能在母质表层累积和集中；累积有机物质，提高肥力。成土作用的开始。 机械破碎作用：由生物的生命活动引起的岩石机械破碎作用。 生物化学作用：生物在活动过程中，能分泌出各种无机酸和
8、有机酸，对岩石有分解作用。 人类活动的影响5. 母质：岩石风化作用后形成新的疏松的风化产物。覆盖在地球陆地上的风化产物构成一层厚度不等的外壳称为风化壳，因为它是形成土壤的基础，故称为土壤母质或成土母质。残积物：岩石经过风化后残留在原地未被搬运的风化物，分布在山地和丘陵上部。特点：土层薄，理化性质与母岩比较一致，表层质地较细，往下渐粗，逐渐过渡到岩石层。坡积物：山坡上的风化物在重力或流水作用下，被搬运到山坡中下部的堆积物。特点：层次稍厚，无分选性，棱角明显而大小不一的石块、石砾和泥沙混杂。洪积物：山洪搬运的碎屑在山前平原形成的沉积物，洪积物分布常呈放射状，其地势由中心向外围缓缓倾斜，坡度逐渐变小
9、，形成扇形洪积物。特点：颗粒分选较差，在山出口处（即扇顶）沉积物以砂砾和粗砂为主，向外逐渐过渡到细沙和粘粒。冲积物：河流上游的风化碎屑、泥沙等经长距离搬运到中下游沉积下来，形成冲击物。特点：成层性，成带性。湖积物：由湖泊静水沉积而成。特点：一般质地黏重，夹杂有大量生物遗体。海积物：是海边海相沉积物，由于海岩上升，海退或江河入海的回流淤积物，露出水面而形成。特点：各地粗细不同。风积物：是由风力将其他成因的堆积物搬运沉积而成，多成沙丘或沙岗。黄土：第四纪沉积物。红土：第四季红色黏土。土壤剖面：从地面向下挖掘暴露出来的垂直切面。6. 粒级（粒组）：按照粒径的大小及其性质分为若干等级或若干组。成分分布
10、通透性毛管性能可塑性、黏结性和粘着性胀缩性保水保肥力二氧化硅含量营养元素含量石砾多为岩石碎块 山区土壤和河漫滩土壤中常见砂粒主要是石英颗粒冲积平原的土壤中常见强微弱无湿时不膨胀，干时不收缩弱80%低粉粒在黄土中含较多不强明显小微弱较强60%-80%较多黏粒胶泥土中含量高差很强强显著强40%-60%丰富7. 当量粒径：又称有效粒径，把土壤颗粒的形状、大小进行简化，假定土壤颗粒为理想的圆球体，大小以球状直径表示。8. 土壤机械组成：土壤中各粒级土粒含量百分率组合。9. 土壤质地：各粒级土粒占土壤重量的百分比。土壤质地是土壤最基本形状之一。（砂土：砂粒50%，通气透水性强，保水性差黏土：黏粒高于30
11、%，通气透水性不良，保水保肥，养分含量高壤土：粉粒30%，北方称为二合土，性质介于砂土与黏土之间）10. 土壤质地改良：客土法改良；深耕、深翻、人造塥；施用有机肥。第二章 土壤有机质1. 土壤有机质：土壤中以各种形态和状态存在的所有有机物，主要包括动物、植物残体、微生物体及其分解和合成的各种有机物质。新鲜有机质：进入土壤中仍保留着原有形态结构、尚未被微生物分解的动植物残体。半分解有机质：即新鲜有机质已被微生物部分分解，失去了原有形态结构，多呈 非腐殖质组成分散的褐色小块，包括有机质分解产物和新合成的简单有机化合物。腐殖质：有机质经过土壤微生物彻底分解和再合成的一种褐色或暗褐色的大分子胶体物质。
12、土壤肥力水平指标之一。土壤有机质含量主要受气候、植被、地形等自然因素以及土地利用方式、耕作、施肥及灌溉等人为因素的影响，并取决于有机质合成与分解过程的动态平衡。糖类：土壤有机质中最主要的有机化合物。木质素含氮化合物树脂、蜡质、脂肪、单宁灰分物质：植物残体燃烧后所留下的物质。2. 有机质的矿质化过程：土壤有机质分解变为简单无机化合物并释放出矿质营养的过程，为植物和土壤微生物提供养分和能量。有机质的腐殖化过程：有机质分解所形成的简单化合物重新化合形成新的、较稳定的有机物（即腐殖质）的过程。3. 影响有机质转化的因素：有机残体特性：新鲜多汁的有机物质比干枯秸秆易于分解。土壤水分和通气状况：有机质的分
13、解速率与土壤含水量有关。温度：温度影响到植物的生长和有机质的微生物降解。土壤微生物活动的最适温度为25-35。C。土壤性质：土壤质地在局部范围内影响土壤有机质的含量。大多数细菌的最适pH在中性范围，真菌适合于酸性环境，放线菌适合于微碱性条件。改良土壤的酸碱度可促进有机质的矿化。4. 腐殖质分为胡敏酸（褐腐酸）、富里酸（黄腐酸）和胡敏素（黑腐素）。腐殖质在土壤中的存在状态：游离状态的腐殖质。与矿物中强盐基化合成稳定的盐类，主要为腐殖酸钙和镁。与土壤金属氧化物如Al2o3 xH2o、Fe2o3 yH2o化合成凝胶体。与黏粒结合成有机-无机复合体。结合方式：通过钙离子结合，通过铁、锰、铝离子结合。腐
14、殖质的主要元素组合是碳、氢、氧、氮、硫，少量的钙、镁、铁、硅等灰分元素。腐殖质的主要功能团是羧基、醇羟基、酚羟基、醌基、羰基和甲氧基。腐殖质属于两性胶体。腐殖质是一种亲水胶体，有强大吸水能力。胡敏酸不溶于水，富里酸有相当大的水溶性。腐殖质有很高的稳定性，包括化学稳定性和抗微生物分解的生物稳定性。腐殖质整体上呈黑色。胡敏酸颜色较深，为棕黑色至黑色，富里酸呈浅黄色。腐殖质的变异性HAFA ：胡敏酸与富里酸含量比值（成分变异的指标之一）5. 土壤有机质的作用：（1）提供植物生长所需养分（2）改善土壤物理性质：最直接、最主要的作用是改良土壤结构，促进团粒状结构的形成，从而增加土壤的疏松性，改善土壤的通
15、气性和透气性。腐殖质是土壤团聚体的主要胶结剂。（3）提高土壤的保肥性和缓冲性（4）改善土壤的生物化学性质（5）减少土壤农药和重金属污染（6）土壤有机质在全球碳循环中的作用6. 增加土壤有机质的途径：（1）种植绿肥作物：苕子、苜蓿、草木樨、紫云英等（2）增施有机肥料（3）秸秆还田7. 调节土壤有机质的分解速率的途径：（1）调节土壤水、气、热状况，控制有机质的转化（2）合理的耕作和轮作（3）调节碳氮比和土壤pH8. 土壤生物：生活在土壤中的巨大的生物类群，是土壤具有生命活动的组成成分，主要分为土壤微生物、土壤动物和土壤植物。9. 土壤微生物包括细菌、放线菌、真菌、蓝藻以及没有细胞结构的分子生物（如病毒）。细菌：单细胞生物，个体很小，表面积大，代谢强，繁殖快，是土壤中最活跃的因素。细菌按其营养特性可分为自养型和异养型。异养型细菌按其对氧气的要求可分为好气性、嫌气性和兼气性。细菌以杆菌为主，其次是球菌。藻类：单细胞或多细胞的真核原生生物，细胞内含有各种色素，能进行光能自养或兼性
