土壤学总结

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1、土壤学总结绪论土壤是陆地表面由矿物质、有机质、水、空气和生物组成，具有肥力， 能生长植物的未固结层。简明定义：土壤是在地球表面生物、气候、母质、地形、时间等因素 综合作用下所形成能够生长植物的、处于永恒变化中的疏松矿物质与 有机质的混合物。:土壤能供应与协调植物正常生长发育所需要的养分和水、空气 、热的能力。(狭义的土壤肥力仅指养分):从地表向下垂直挖掘后露出的一个切面。般挖到母岩，如果太深则挖到1米即可。1、土壤剖面是观察土壤的一个窗口，土壤剖面上的不同颜色的层次是土壤发生层。2、从土壤剖面也可以了解土壤所处的环境第一章层状硅酸盐粘土矿物：种类：1:1型2： 1型2： 1： 1型基本构造单位

2、硅氧四面体、铝氧八面体硅酸盐矿物的种类及一般特性1、高岭(石)组(Kaolinite ):包括高岭石、埃洛石、珍珠陶土等特点： (1) 1:1 型 单位晶胞(层)化学式： Al4Si4O10(OH)8SiO2/Al2O3=4/2=2膨胀性小晶层间距约0.72nm,硅片和铝片之间存在氢键 电荷数量少只有3-15 Cmoles(+).Kg-1,同晶替代极少 胶体特性较弱，颗粒较大(有效直径0.22“m)颗粒的总表面积相 对较小，为1020X103 m2.kg-1.可塑性、粘结性、吸湿性、粘着性弱.高岭组粘土矿物是南方热带和亚热土壤中普遍而大量存在的粘土矿物，在华北、西北、东北及西藏高原土壤中含量很

3、少。2、蒙脱石组(Montmorillonite)包括蒙脱石、绿脱石、蛭石等特点：2:1型 单位晶胞的理论化学式:AI4Si8O20(OH)4 -nH2O 蒙 脱石理论硅铝率 SiO2/Al2O3=8/2=4(2) 膨胀性大 晶层以分子引力联结，晶层间距：蒙脱石0.962.14nm 蛭石 0.961.45nm(3) 电荷数量大 同晶替代现象普遍(4) 胶体特性突出，较细(有效直径0.01-1惻m,总表面积 为600 800x103m2kg-1，且80%是内表面。蛭石一般为 400x103m2kg-1。可塑性、粘结性、吸湿性、粘着性显著, 对耕作不利蒙脱石在我国北方土壤分布较广，蛭石分布在风化不

4、太强而排水良好的土壤中3、水化云母(伊利石)组(Hydromica)(又称2 :1型非膨胀性矿物)特 点 ：(1)2:1 型 单 位 晶 胞 化 学 式K2(AI Fe Mg)4(Si AI)8O20(OH)4 nH2OSiO2/AI2O3:3 4(2) 非膨胀性晶层之间吸附的K+的强吸附力，层间距1.0nm(3) 电荷数量大 同晶替代现象普遍，主要发生在硅片，电 荷量较大，但部分被层间K+中和，有效电荷量少于蒙脱 石(4) 可塑性等性质介于高岭组和蒙脱组之间。伊利石主要存 在于我国北方干旱地区土壤中四川盆地紫色土和河流冲积土一般以伊利石为主4、绿泥石组(Chlorite)(以绿泥石为代表，富

5、含镁、铁)特 点 ：(1)2:1:1 型 三 八 面 体 ， 化 学 式 为Mg Fe AI)12(Si AI)8O20(OH)16(2)同晶替代现象普遍硅片、水铝片和水镁片上均有发生，硅片中Al3+代Si4+、铝片中Mg2+代AI3+产生负电荷，水 镁片中Al3+代Mg2+产生正电荷，两者相抵为净负电荷, 介于伊利石与高岭石之间(3) 颗粒较小 可塑性、粘结性、吸湿性、粘着性居中 土壤中绿泥石大部分来自母质遗留，沉积岩和沉积物中较多 同晶替代的结果使土壤产生永久电荷，能吸附土壤溶液中带相反电荷 的离子,使土壤具有保肥能力。第二章土壤有机质：土壤有机质是存在于土壤中的所以含碳的有机物质，它包括

6、动植物残体、微生物体及其分解和合成的各种有机物质。元素组成(elementary composition)(水=75，干物质 = 25)干物质CHON+灰分兀素%44840 8有机质转化的两个过程：(了解)矿质化(mineralization)：指复杂的有机质在微生物酶的作用下，彻底 分解而生成简单的无机物如二氧化碳及水等的过程。腐殖化过程：各种有机化合物通过微生物的合成或在原植物组织中的 聚合转变为组成和结构比原来有机化合物更为复杂的新的有机化合 物，这一过程称为腐殖化过程。腐殖化系数(humification coecient):有机物质转化成土壤有机质 的换算系数，它是单位重量的有机碳在

7、土壤中分解一年后残留的碳 量。通常变动在0.140.68之间。土壤有机质在土壤肥力中的作用 有机质在土壤肥力中的作用是多方面的，它的含量是土壤肥力水平的 一项重要指标。1、养分较完全。植物生长所需养分大部分为有机态，由有机质提供。2、促进养分有效化(effectuation)。OM矿质化过程中产生的有机酸， 腐殖化过程中产生的腐殖酸，一方面促进土壤矿质养分溶解释放养 分；另一方面可以络合金属离子，减少金属离子对P的固定，提高P 的有效性。3、提高土壤保肥性(nutrient preserving capability)。土壤腐殖质是一 种有机胶体，有巨大的表面积和表面能，吸附能力大于矿质胶体，

8、从 而大大提高土壤保肥性。4、提高土壤缓冲性（impact absorption）。腐殖质含有多种功能团， 遇 OH 时，电离出 H 与之作用生成水对碱緩冲；遇 H 时则由于 带负电荷而吸附H+对酸緩冲；同时，由于腐殖质胶体带负电荷，可 吸附土壤溶液中盐基离子，对肥料起緩冲作用。5、促进团粒结构（aggregate structure）的形成，改善土壤物理性质 （physical property）。粘结力（binding force）：砂V有机胶体V粘粒，因 此，有机质能改变砂粒的分散无结构状态，又能改善粘粒的粘重大块 结构，促进土壤良好结构的形成，从而改善土壤的通透性等物理性质。第四章土粒

9、密度:土粒密度是单位容积固体土粒（不包括粒间孔隙的容积） 的质量。土粒密度曾称土壤比重，单位是 gcm2。土壤密度：土壤密度又称“土壤容重”指田间自然垒结状态下单位 容积土壤（包括土粒和孔隙）的质量。单位是g/cm2。三相比计算通常，土粒是指矿质土粒中的单粒，以单粒为基础才能讨论粒径、粒 级（粒组）。大小以粒径为标准，土粒形状大多不是球形，只能用当 量粒径（即与其静水沉降（quiescent settling）速度相同的圆球直径）代 替之。土壤粒级（粒组）：通常根据矿质土粒（单粒）粒径大小及其形状上 的变化，将其划分为若干组。通常将土粒分为四个基本粒级“石砾(gravel)砂粒(sand)粉粒

10、(siIt)一粘粒(clay)”(大小)。但实际上，土粒大小是连续分布的)。卡庆斯基简易分级：1mm，称为石砾10.01mm，称为物理性砂粒卡庆斯基制(三组)0.01mm，称为物理性粘粒土壤质地:按土壤颗粒组成进行分类，将颗粒组成相近而土壤性质相似的土壤划分为一类并给予一定名称，称为土壤质地(Soil texture)。不同质地土壤的肥力特点和利用改良1. 砂质土壤主要特性：砂粒大于 50%；通气透水，养分少，不保水肥；易耕，温度变化快，暖性土；发小苗不发老苗2. 粘质土壤主要特性：粘高于 30%，通气透水不良；保水保肥，养分含量高；升温慢，冷性土，耕性差，发老苗不发小苗，适合于禾谷类作物3.

11、 壤质土壤主要特性：砂粘适中；大小孔隙比例适当，通气透水性好；养分丰富；耕性表现良好；壤质土壤中水、肥、气、热以及植物扎根条件协调，适种范围较广，是农林业生产较为理想的质地类型土壤结构体或称结构单位，它是土粒(单粒和复粒)互相排列和团聚 成为一定形状和大小的土块或土团。团粒：10-0.25mm, 土壤中近于圆状小团聚体，其农业生产上最理想的团粒结构粒径为2-3mm。微团粒 0.25mm土壤团粒结构体(soil configuration)的形成机制多级团聚说第一阶段是土粒在自身的粘结、凝聚或和外物胶结作用下粘聚形成致密土体或次生复粒(secondary compound particle)(微

12、团聚体(microaggregate)；第二阶段是团聚体(aggregate)进一步粘结形成结构体或致密土体。团粒结构(granular structure)在土壤月肥力(soil fertility)上的意义为什么说粒状团粒状结构是农业生产上比较理想的结构?培育良 好结构的有效途径是什么?团粒结构具有小水库、小肥料库、空气走廊的作用，协调水气状况能 力强，因而是理想的结构体。1、大小孔隙兼备，具有多级孔性空气走廊。水、气并存小 水库。(粒内)保肥(粒间)供肥协调小肥料库。耕性：耕作 阻力小，宜耕期长。有良好的耕层构造(土壤耕层的三相搭配以 及上下垒结1、空气走廊由于团粒之间的孔隙较大，有利于

13、空气流通(ventilation)2、小水库(reservoir)团粒结构透水性好，可接纳大量降水和灌溉水，而团粒内部保水性强，天旱时还可防止水分蒸发。天旱时表层蒸发失水后，土体收缩切断与下层毛管连通性，水分不会由大孔隙流向小孔隙而蒸发损失。3、小肥料库具有团粒结构的土壤，通常有机质含量丰富。团粒结构表面为好 气作用，有利于有机质的矿质化（mineralization）,释放养分。团粒内 部则有利于腐殖化（humification）,保存养分。土壤良好结构体的培育1、大量施用有机肥2、实行合理耕作3、实行合理轮作4、施用石膏或石灰5、施用土壤结构改良剂（soil conditioner）孔隙与

14、孔度计算第五章 根据被保持力的划分土壤水的类型1、吸湿水（紧束缚水） 2、膜状 水（松束缚水）3、毛管水 4、重力水1. 吸湿系数：当空气湿度近饱和,吸湿水达最大时的土壤含水量。2. 凋萎系数（萎蔫系数）：植物永久凋萎时的土壤含水量,是植物可 利用的土壤有效水的下限。（当土壤水分吸力大于或等于植物根系的 吸力（15atm）,植物在土壤中无法吸水而发生永久萎蔫，此时的土壤 含水量叫萎蔫系数）。通常用吸湿系数的1.52.0倍来衡量。质地愈 粘重，凋萎系数愈大。3. 田间持水量：毛管悬着水达到最大值时的土壤水含量。它是旱地灌 溉水量的上限。在数量上它包括吸湿水、膜状水和毛管悬着水。在一定土壤中田持是

15、一定值，增加灌水，只能增加湿润深度（重力作用)，而田持不变。它是反映土壤保水能力大小的一个指标。田间持水量的变化范围：砂土为：160220g/kg；壤土为：220300 g/kg ；粘土为：280350 g/kgo 4饱和持水量(全蓄水量):土壤孔隙全部充满水时的含水量。包括 吸湿水、膜状水、毛管水、重力水。是计算水稻田淹灌水量的依据， 根据土壤孔度可计算出来。土壤水的有效性是指土壤水能否被植物吸收利用及其难易程度。土水 势大于-15atm (或吸力小于15atm的水才是有效水 不能被植物吸收利用的水称为无效水，能被植物吸收利用的水称为有 效水。有效水分类型：部分膜状水和全部毛管水。最大有效水含是凋萎系数至田间持水量的水分。土面蒸发：土壤水不断以水汽的形式由表土向大气扩散而逸失的现象 称为土面蒸发。水的运动、吸力、水势了解第六章土壤空气与近地表大气组成，主要差别：(三高一低)( 1)土壤空气中的 CO2 含量高于大气( 2)土壤空气中的 O2 含量