南京大學(xué)土壤學(xué)復(fù)習(xí)提綱-2014

1、土壤學(xué)復(fù)習(xí)提綱第一章 土壤圈的地位和功能1. 土壤：陸地表面具有一定肥力，能夠生長(zhǎng)植物的疏松表層。 2. 土壤功能新認(rèn)識(shí)： 吸收、容納、轉(zhuǎn)化與凈化環(huán)境污染物的地表介質(zhì)。 3. 地球表層系統(tǒng)： 地球表面由大氣圈、水圈、生物圈、土壤圈和巖石圈所共同組成的環(huán)境系統(tǒng)。 4. 土壤圈處于大氣圈、水圈、巖石圈及生物圈的交接地帶，是聯(lián)系無(wú)機(jī)界和有機(jī)界的樞紐，對(duì)地球生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)起首至關(guān)重要的作用，是人類賴以生存的自然資源。 5. 土壤圈的功能：l 生物所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的主要來(lái)源：養(yǎng)分轉(zhuǎn)化與循環(huán) l 土壤中擁有種類繁多、數(shù)量巨大的生物群 l 土壤是容量巨大的水庫(kù)：雨水涵養(yǎng)作用 l 毒害物質(zhì)在土壤的轉(zhuǎn)

2、化：緩沖、調(diào)節(jié)和凈化功能 l 土壤是廉價(jià)而可靠的天然建筑材料 l 土壤對(duì)環(huán)境變化信息十分敏感：記憶塊功能（人類活動(dòng)，自然變遷）6. 土壤功能的發(fā)揮取決于：土壤質(zhì)地、土壤結(jié)構(gòu)、物質(zhì)組成、土壤年齡、環(huán)境條件等7. 土壤生態(tài)學(xué)：土壤生態(tài)學(xué)是土壤學(xué)、生態(tài)學(xué)、地理學(xué)以及環(huán)境科學(xué)相互交叉的一門(mén)具有廣泛研究領(lǐng)域的新興科學(xué)，以土壤生物為中心，研究土壤生物之間、土壤生物與土壤非生命環(huán)境間的相互作用。8. 研究的主要內(nèi)容：土壤生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和人類活動(dòng)對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)的影響過(guò)程。第二章 土壤物質(zhì)組成礦物質(zhì)：土壤的物質(zhì)基礎(chǔ)，土壤中礦物養(yǎng)分的主要來(lái)源 有機(jī)質(zhì)：土壤肥力的重要標(biāo)志 水分和空氣：土壤能通氣透水、蓄水保溫

3、，廣義的肥力包括水分和空氣。 第一節(jié) 土壤礦物礦物質(zhì)是土壤固相的重要組成部分，約占干土重量的95%左右。 土壤礦物質(zhì)深刻影響土壤的物理和化學(xué)性質(zhì) 一、主要成土礦物 原生礦物 ：在風(fēng)化過(guò)程中未改變化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)的原始成巖礦物。土壤中的粗粒部分如砂粒和石礫，其原生礦物幾乎都是以石英為主。粉粒部分則以石英和原生硅酸鹽礦物為主。次生礦物：在風(fēng)化和成土過(guò)程中原生礦物改變了形態(tài)、成分和性質(zhì)而形成的新礦物。土壤中的粘粒部分主要由次生粘土礦物組成。1、原生礦物 (Primary Mineral) ： （1）石英（SiO2）：質(zhì)地堅(jiān)硬，性質(zhì)穩(wěn)定，抗風(fēng)化能力極強(qiáng)，是土壤砂粒的主要成分。 （2）長(zhǎng)石類：包括鉀長(zhǎng)石（

4、正長(zhǎng)石K(AlSi3O8)）和斜長(zhǎng)石（鈉長(zhǎng)石Na(AlSi3O8)、鈣長(zhǎng)石Ca(Al2Si2O8)）。長(zhǎng)石較易風(fēng)化，形成高嶺石、二氧化硅和鹽基物質(zhì)。（3）云母類：片狀，化學(xué)成份變化大，主要有：白云母KAl2(AlSi3O10)(OH)2，抗風(fēng)化力很強(qiáng)；黑云母K(Mg,Fe)3(AlSi3O10)(OH,F)2，易風(fēng)化，分解后釋放出鹽基，形成鐵、鋁氫氧化物和綠泥石等。 鮑溫反應(yīng)系列（結(jié)晶分異作用）：2、次生礦物 (Secondary Mineral) 為原生礦物分解轉(zhuǎn)化形成的礦物。 以粘土礦物為主，又以結(jié)晶層狀硅酸鹽礦物為主；此外有Si、Al、Fe的氧化物及其水合物。主要次生礦物有高嶺石、水云母

5、、綠泥石、蛭石、蒙脫石，以及各種氧化物。 二、粘土礦物 (Clay Minerals)直徑小于2m、含水的層狀鋁硅酸鹽礦物。 1、基本結(jié)構(gòu)單位 (1) 硅氧四面體 (SiO44-Si2O52-Si4O104- ) (2) 鋁氧八面體 (AlO69-Al4O1212-Al4(OH)8O44- ) 2、單位晶片：硅氧片與水鋁片 鋁氧八面體: 鋁層（水鋁片） 硅氧四面體: 硅層（硅氧片） 3、單位晶層：由單位晶片重疊組合而成1:1型：硅鋁，e.g.高嶺石2:1型：硅鋁硅，分為膨脹型（蒙脫石、蛭石）和非膨脹型（伊利石）2:1:1型粘土礦物：2:1型基礎(chǔ)上增加一鋁層(或鎂層)，e.g.綠泥石硅氧片與水鋁

6、片的不同組合 形形色色的粘土礦物 三、硅酸鹽粘土礦物的種類 1、高嶺石組(Kaolinite )：包括高嶺石、埃洛石、珍珠陶土等。 (1) 1:1型 單位晶胞（層）化學(xué)式：Al4Si4O10(OH) (2) 膨脹性小 晶層間距約0.72nm, 硅片和鋁片之間存在氫鍵(3) 電荷數(shù)量少 同晶替代極少【同晶替代 (Isomorphous substitution)：硅酸鹽礦物的中心離子被電性相同、大小相近的其它離子所代替而礦物晶格構(gòu)造保持不變的現(xiàn)象】2、蒙脫石組(Montmorillonite)：包括蒙脫石、綠脫石、蛭石等 (1) 2:1型 單位晶胞的理論化學(xué)式：Al4Si8O20(OH)4

7、83;nH2O (2) 膨脹性大 晶層以分子引力聯(lián)結(jié)，晶層間距：蒙脫石 0.962.14nm 蛭石 0.961.45nm (3) 電荷數(shù)量大 同晶替代現(xiàn)象普遍 3、水化云母 (伊利石) 組 (1) 2 :1型 單位晶胞化學(xué)式： K2(Al·Fe·Mg)4(Si·Al)8O20(OH)4·nH2O (2) 非膨脹性 晶層之間吸附的K+的強(qiáng)吸附力，層間距1.0nm (3) 電荷數(shù)量大 同晶替代現(xiàn)象普遍，主要發(fā)生在硅片，電荷量較大，但部分被層間K+中和，有效電荷量少于蒙脫石。4、綠泥石組(Chlorite) 以綠泥石為代表，富含鎂、鐵 (1) 2:1:1型 化

8、學(xué)式為Mg·Fe·Al)12(Si·Al)8O20(OH)16 (2) 同晶替代現(xiàn)象普遍 硅片、水鋁片和水鎂片上均有發(fā)生，硅片中Al3+代Si4+、鋁片中Mg2+代Al3+產(chǎn)生負(fù)電荷，水鎂片中Al3+ 代Mg2+產(chǎn)生正電荷。 四、非硅酸鹽粘土礦物 鐵、鋁、錳等的氧化物及其水合物等。分為結(jié)晶質(zhì)和非晶質(zhì) 1、氧化鐵(Iron oxide)：土壤主要礦質(zhì)染色劑 l 針鐵礦(-FeOOH) (Goethite) 晶體較大者為黃色，較小者為棕色 l 赤鐵礦(-Fe2O3) 紅色，存在于干燥的氧化性表土層及膠膜 l 磁鐵礦（Fe3O4） 棕黑色，多存在于母質(zhì)中 l 無(wú)定形鐵（

9、Fe(OH)3） 棕色，膠膜，銹水 2、氧化鋁(Aluminum oxide) 硅酸鹽礦物徹底分解的產(chǎn)物，常見(jiàn)的有三水鋁石Al2O3·3H2O，Al(OH)3 l 濕熱強(qiáng)度風(fēng)化脫硅富鋁化的指標(biāo)之一l 我國(guó)北緯30度以南土壤（紅壤、磚紅壤等）中才出現(xiàn) l 無(wú)定形鐵鋁氧化物比表面大，包被土粒，改變表面性質(zhì)可吸附固定H2PO4等陰離子，減低其有效性 3、氧化硅(Silicon oxide) 4、水鋁英石(Allophane) 五、粘土礦物的形成和分布規(guī)律 1、粘土礦物形成途徑（1）原生礦物風(fēng)化、分解、淋溶直接演變而成 +H2O-K -K -Mg -Si -Si 云母類 à 伊利石

10、 à 蛭石 à 蒙脫石 à 高嶺石 à 三水鋁石 （2）自然合成：原生礦物徹底風(fēng)化的產(chǎn)物重新組合而成（原生礦物分解后其成分的去向：蛻變、淋失、重組）2、粘土礦物的形成條件 粘土礦物形成與氣候等成土條件密切相關(guān) 南方熱帶磚紅壤、亞熱帶紅壤礦物風(fēng)化程度高，粘土礦物以1:1型為主，并有三水鋁石，粘粒硅鋁鐵率為2左右；北方溫帶地區(qū)，粘粒礦物為各種2:1型(伊利石、蒙脫石等)，粘粒硅鋁鐵率多在3以上。風(fēng)化度低?！竟桎X鐵率：土壤粘粒部分SiO2和Fe2O3+ Al2O3含量的分子比；硅鋁率：土壤粘粒部分SiO2和Al2O3的分子比；硅鐵率：土壤粘粒部分SiO2和Fe

11、2O3的分子比】3、土壤粘土礦物分布規(guī)律 不同的生物氣候帶，土壤中礦物質(zhì)分布有所不同： l 一般在干冷氣候條件下，土壤中含有較多的原生礦物； l 濕熱氣候條件下的土壤中含有較多的氧化鐵、氧化鋁和氧化鈦等較為穩(wěn)定的礦物； l 過(guò)渡氣候帶的土壤中有較多的層狀硅酸鹽礦物； 次生粘土礦物的分布： l 在強(qiáng)烈化學(xué)風(fēng)化的熱帶和亞熱帶地區(qū)，土壤中含有較多的高嶺石、水鋁石、氧化鐵、氧化鋁等； l 干旱寒冷地區(qū)以伊利石、蛭石、蒙脫石較為普遍。 土壤礦物構(gòu)成了土壤的“骨骼”，決定了土壤組成、性狀和功能。 六、地殼和土壤的平均化學(xué)組成 1. 土壤礦質(zhì)組分中常量元素和微量元素的含量Most common elemen

12、ts in soil: O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg 第二節(jié) 土壤有機(jī)質(zhì)(SOM) 土壤中的各種含碳有機(jī)化合物，包括動(dòng)植物殘?bào)w、微生物體和這些生物殘?bào)w的不同分解階段的產(chǎn)物，以及由分解產(chǎn)物合成的腐殖質(zhì)(humus)等。l SOM是土壤固相的重要組成部分； l 一般土壤中，其含量在5%以下； l 對(duì)土壤肥力具有極其重要的意義。 一、土壤有機(jī)質(zhì)的作用 1、提供植物營(yíng)養(yǎng) . 提供碳素營(yíng)養(yǎng)：有機(jī)質(zhì)分解釋放CO2，根系可以直接吸收少量CO2。 . 提供礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)：植物吸收的N，三分之二來(lái)自土壤，其中8097%存在于有機(jī)質(zhì)中。有機(jī)質(zhì)分解釋放出各種大量或微量元素，各種元素的比例更符合

13、植物的需要。 2、提高土壤保水、保肥能力 . 腐殖質(zhì)有極強(qiáng)的吸水能力，可以大大提高土壤的保水能力； . 腐殖質(zhì)的CEC是粘粒的2-3倍，可以明顯提高土壤吸附陽(yáng)離子的能力。 . 通過(guò)基團(tuán)上H+離子的解離或吸附，可以緩沖土壤酸堿性的變化。 . 減輕重金屬、農(nóng)藥等污染物的危害 3、改善土壤物理性質(zhì) . 腐殖質(zhì)的粘結(jié)力大于砂粒，小于粘粒，因此可以改善砂土或粘土的粘結(jié)性及耕性。 . 促進(jìn)團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，從而改善通透性； . 加深土色，提高土壤吸熱能力，增溫。 4、促進(jìn)土壤養(yǎng)分有效化 . 有機(jī)質(zhì)分解產(chǎn)生有機(jī)酸，有機(jī)酸通過(guò)絡(luò)合作用和溶解作用而提高土壤養(yǎng)分的有效性。 5、為土壤微生物和小動(dòng)物提供食物和能量二、

14、土壤有機(jī)質(zhì)的來(lái)源 1、土壤有機(jī)質(zhì)的來(lái)源 植物殘?bào)w（最主要的來(lái)源）； 動(dòng)物殘?bào)w； 微生物的殘?bào)w； 有機(jī)肥料； 有機(jī)廢物； 2、SOM的含碳量平均為58%，所以SOM的含量大致是有機(jī)碳含量的1.724倍。腐殖物質(zhì) （Humic Substance)非腐殖物質(zhì) （Non-Humic Substance)常見(jiàn)的非腐殖物質(zhì)：纖維素、半纖維素、蛋白質(zhì)、木質(zhì)素及脂類。3、土壤腐殖質(zhì)(soil humus)通過(guò)土壤微生物的作用，在土壤中新合成的一類分子量很大的、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的有機(jī)化合物 腐殖質(zhì)。土壤腐殖質(zhì)是除未分解的動(dòng)、植物組織和土壤生命體等以外的土壤中有機(jī)化合物的總稱。腐殖質(zhì)是由多種有機(jī)化合物組成的混合物，而不

15、是單一的化合物。其主要成分為碳、氫、氧、氮、硫、磷等。腐殖質(zhì)的主體是腐殖酸，約占腐殖質(zhì)的85%-90%。4、土壤腐殖質(zhì)的形成第一階段：有機(jī)殘?bào)w在微生物分解作用下，其中一部分徹底礦化，最終生成CO2、H2O、NH3、H2S等無(wú)機(jī)化合物。另一部分轉(zhuǎn)化為較簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物和含氮化合物（氨基酸、肽等），提供了形成腐殖質(zhì)的材料。第二階段：上述土壤腐殖質(zhì)的組成部分，在微生物的作用下經(jīng)縮合形成腐殖質(zhì)的基本單元。先是多元酚在微生物的作用下氧化為醌，然后醌再與含氮化合物縮合成原始腐殖質(zhì)。5、土壤有機(jī)質(zhì)含量及其影響因素 一般把耕層含有機(jī)質(zhì)20%以上的土壤，稱為有機(jī)土壤(organic soil) 。含量20%以下

16、的土壤，稱為礦質(zhì)土壤(mineral soil)。 影響因素：土壤有機(jī)質(zhì)含量與氣候、植被、土壤性質(zhì)、地形、農(nóng)耕措施等密切相關(guān)。l 森林植被下有機(jī)殘?bào)w主要來(lái)自地上部凋落物，4-5t/ha a；l 草本植物的有機(jī)殘?bào)w主要來(lái)自根系，黑土地區(qū)達(dá)9.3 t/ha a （風(fēng)干根重）；l 耕作土壤，植物殘?bào)w主要來(lái)源根茬，達(dá)2-3 t/ha a 。植物殘?bào)w數(shù)量與分解速度的綜合影響 土壤有機(jī)含量 土壤水分狀況對(duì)有機(jī)質(zhì)含量的影響（排水不良排水良好）6、土壤粘粒的影響間接影響：土壤通氣透水性 直接影響：OM與粘土礦物形成穩(wěn)定的復(fù)合體7、我國(guó)土壤有機(jī)質(zhì) 我國(guó)土壤有機(jī)質(zhì)含量普遍偏低（與歐洲相比）。 總體而言, 北方土壤

17、有機(jī)質(zhì)含量高于南方土壤。 三、土壤有機(jī)質(zhì)元素組成 水%75，干物質(zhì)%25干物質(zhì)（從高到低）：C、H、O、N灰分元素 ，C/N大約為10左右土壤有機(jī)質(zhì)化學(xué)組成成分：纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、 蛋白質(zhì)、脂肪、樹(shù)脂等 第三節(jié) 土壤空氣 一、土壤空氣組成及其特點(diǎn) 表層土壤空氣組成接近于大氣，但隨深度的增加，差異逐漸增大。土壤空氣中含有較多的CH4、H2S等還原性氣體（O2含量小于近地表大氣，CO2、N2大于，其他含量相當(dāng)）。二、土壤通氣性 1、土壤通氣性：土壤空氣與大氣進(jìn)行交換、不同土層之間氣體擴(kuò)散或交換的能力。 2、土壤通氣性重要性在于補(bǔ)充氧氣。 有機(jī)物質(zhì)的分解不斷消耗土壤中的氧氣。缺氧將嚴(yán)重影響根

18、系的正常生長(zhǎng)，影響好氣微生物的活動(dòng)，從而影響土壤養(yǎng)分的有效化。一些有毒的還原性物質(zhì)的累積將毒害根系，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使植物死亡。 3、土壤通氣性的衡量指標(biāo)：氧化還原電位和土壤的空氣孔隙度 【土壤空氣孔隙度 = 總孔隙度 容積含水量】第四節(jié) 土壤水.土壤水是植物吸收水分的主要來(lái)源，是絕大部分植物生存的重要條件； .土壤水是土壤內(nèi)部化學(xué)、生物和物理過(guò)程不可缺少的介質(zhì)； .土壤水是土壤肥力的重要因素。 一、土壤水分的類型、性質(zhì) 1、吸濕水 干燥土粒通過(guò)分子引力和靜電引力的作用，從空氣中吸持汽態(tài)水后在土粒表面形成的水膜。吸濕水對(duì)植物無(wú)效!2、膜狀水 當(dāng)土壤含水量達(dá)到最大吸濕量時(shí)，土粒對(duì)周圍水分子還有剩余引力，

19、可以在吸濕水外層又吸附一層新的液態(tài)水膜。這層新的水膜稱為膜狀水。膜狀水對(duì)植物的有效性很低！ 3、毛管水 存在于毛管孔隙中為彎月面力所保持的水分。毛管水具有自由水的特點(diǎn)，能溶解溶質(zhì)，移動(dòng)速度快，可以滿足植物的需要，是植物可以利用的土壤水分的主要形態(tài)。4、重力水 當(dāng)土壤水分超過(guò)田間持水量時(shí)，多余的水分不能為毛管所保持而在重力作用下沿大孔隙向下滲漏，這部分水稱為重力水。 重力水對(duì)作物是有效的，但由于它滲漏很快，不能被保持，所以對(duì)旱作而言是基本無(wú)效的。 【田間持水量 (Field Capacity)：充分灌溉或降水后，允許水分充分下滲后土壤所能維持的較穩(wěn)定的土壤水含量】二、土壤水量平衡 土體水分收入：

20、大氣降水；地表徑流；土內(nèi)側(cè)流；毛管上升水、汽態(tài)水；灌溉水 土體水分支出：土壤蒸發(fā)；植物蒸騰；地表徑流輸出；土內(nèi)徑流輸出；土壤滲漏 三、土壤水分平衡的類型 淋溶型：年降水量大于蒸發(fā)量，土壤水分在土體內(nèi)以向下流為主，使土體中的物質(zhì)受到淋溶或機(jī)械遷移。 非淋溶型：降水量低于蒸發(fā)量，降水只能到達(dá)土體的有限深度，土體中的物質(zhì)只能被淋洗到一定的深度而淀積下來(lái)。 上升型：降雨量小于蒸發(fā)量，因蒸發(fā)強(qiáng)烈，下層可溶性鹽隨毛管水帶到表層，從而引起土壤鹽漬化。 滯水型：在地勢(shì)低洼排水不良地區(qū)，土壤水分長(zhǎng)期停滯，發(fā)生土壤沼澤化。 凍結(jié)型：在高緯地帶或高山、高原地區(qū)。土壤溫度較低，常形成永凍層。 四、土壤水分含量的表示方

21、法（質(zhì)量含水量）1、含義：土壤中水分的質(zhì)量與干土質(zhì)量的比值。 2、公式：土壤含水量(%) = 土壤水質(zhì)量/干土質(zhì)量*100 m = (W1-W2)/W2*100 【m: 土壤質(zhì)量含水量(%)；W1: 濕土質(zhì)量；W2: 干土質(zhì)量】第三章 土壤基本性質(zhì)與過(guò)程第一節(jié) 土壤物理性質(zhì)一、土壤質(zhì)地：土壤固體顆粒按粒徑大小的組合比例，亦稱土壤機(jī)械組成。1、土壤質(zhì)地分類標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際制（礫石 >2mm; 砂粒 0.02-2mm; 粉砂粒0.02-0.002mm; 粘粒<0.002mm）根據(jù)粘粒(clay)含量將質(zhì)地分為三大類：l < 15%砂土(sand)類、壤土( loam)類l 15%25%粘

22、壤土(clay loam)類l > 25%粘土(clay)類土壤質(zhì)地分類三角圖：2、各級(jí)土粒的組成和性質(zhì)l 砂粒 以原生礦物為主，最多的是石英。l 粉粒 除原生礦物外,還有一些風(fēng)化后形成的次生礦物l 粘粒 以次生礦物為主性質(zhì)：隨粒徑由大到小，SiO2含量由多到少；R2O3(Fe2O3與Al2O3等的總稱)與SiO2相反，隨粒徑由大到小，R2O3含量由少到多；CaO、MgO、P2O5、K2O隨土粒由大到小,含量增加。3、土壤顆粒粒級(jí)與土壤物理性質(zhì)的關(guān)系：隨著粒徑的減小，土壤孔隙度、比表面面積、吸濕量、持水量、膨脹潛能、吸附性能、塑性和粘結(jié)性將增加，而土壤通氣性、透水性、密度將降低。4、砂質(zhì)

23、土類【土壤過(guò)于粘重時(shí)情況相反】水 粒間孔隙大，毛管作用弱，透水性強(qiáng)保水性弱，水氣易擴(kuò)散，易干不易澇。氣 大孔隙多，通氣性好，一般不會(huì)累積還原物質(zhì)。熱 水少氣多，溫度容易上升，有利于早春作物播種。肥 養(yǎng)分含量少，保肥力弱，肥效快，但不持久。耕性 松散易耕5、土壤質(zhì)地的野外鑒定砂土： 砂土的粒徑最大，潮濕的砂土不能攥團(tuán)，摸上去磨手。壤土： 潮濕的壤土可以攥團(tuán)。粘土： 粘土的粒徑最小，潮濕的粘土，可以搓條，手感粘膩。二、土壤結(jié)構(gòu)：土粒在膠結(jié)物(有機(jī)質(zhì)、碳酸鈣、氧化鐵)的作用下，相互團(tuán)聚在一起形成大小、形狀、性質(zhì)不同的土團(tuán)。1、土壤結(jié)構(gòu)類型：片狀、棱柱狀、柱狀、角塊狀、團(tuán)塊狀、粒狀、團(tuán)粒狀等·

24、; 塊狀結(jié)構(gòu)形狀：結(jié)構(gòu)體沿長(zhǎng)、寬、高三軸平均發(fā)展，表面平滑、棱角明顯。產(chǎn)生條件：多現(xiàn)于中等質(zhì)地和細(xì)密質(zhì)地土壤的中下層，其形成和發(fā)育與土壤排水、通氣性和植物根的穿插作用有關(guān)。· 粒狀結(jié)構(gòu)形狀：近球形，直徑一般0.2510mm。產(chǎn)生條件：多出現(xiàn)于土壤表層，易受耕作影響。是含有機(jī)質(zhì)豐富肥沃土壤的標(biāo)志特征。· 片狀結(jié)構(gòu)形狀：橫軸遠(yuǎn)大于縱軸，呈扁平狀結(jié)構(gòu)體。產(chǎn)生條件：多出現(xiàn)于沖積性母質(zhì)層和耕作土壤犁底層，土粒排列堅(jiān)實(shí)，常妨礙通氣透水和根系生長(zhǎng)。· 棱柱狀結(jié)構(gòu)形狀：結(jié)構(gòu)體沿垂直軸方向發(fā)展，棱角尖銳明顯，橫斷面略呈三角形。產(chǎn)生條件：多出現(xiàn)于粘質(zhì)土壤的中層和底層，為干濕交替作用的

25、產(chǎn)物，反映土壤水分狀況的變化。· 柱狀產(chǎn)生條件：柱狀結(jié)構(gòu)是堿化土壤的標(biāo)志特征，常在干旱半干旱地帶含粉砂較多的底土出現(xiàn)。一個(gè)土壤剖面上可以是單一結(jié)構(gòu)，但更常見(jiàn)的是二種以上結(jié)構(gòu)并存。通常是土壤表層呈團(tuán)塊狀或粒狀，中下層呈塊狀、柱狀，而片狀和其它結(jié)構(gòu)則常出現(xiàn)于特定土壤中。2、土壤結(jié)構(gòu)的形成：必須具有膠結(jié)物質(zhì)和成型的外力推動(dòng)作用。l 膠結(jié)物質(zhì)及其作用：無(wú)機(jī)膠體的凝聚作用、有機(jī)膠體的膠結(jié)作用l 外力作用：生物作用、干濕交替作用、凍融交替作用、耕作作用三、土壤比重和容重1、土壤比重（土壤相對(duì)密度，單位為g/cm3、t/m3）土壤比重?cái)?shù)值的大小主要與兩個(gè)因素有關(guān)：土壤礦物組成和含量；土壤有機(jī)質(zhì)含量

26、表土層有機(jī)質(zhì)含量高，比重小于心土、底土。由于土壤比重差別較小，一般2.6 2.7，通常用2.65作為土壤比重。2、土壤容重（單位體積自然土壤的重量（干重），單位: g/cm3 、t/m3）土壤容重影響因素：土壤的礦物組成和含量；土壤有機(jī)質(zhì)含量；土壤結(jié)構(gòu)；外界干擾土壤容重是農(nóng)業(yè)、環(huán)境、建筑、筑路、橋梁工程常用基本數(shù)據(jù)。 判斷土壤耕性：1.11.3較疏松，1.5以上緊實(shí) 計(jì)算土壤重量、水分、養(yǎng)分、鹽分含量四、土壤顏色1、非常容易識(shí)別的土壤性質(zhì)，反映土壤形成過(guò)程、水分狀況、物理性質(zhì)、化學(xué)組成（如紫色土含氧化錳含量高）等。2、土壤染色劑：l 有機(jī)物質(zhì)（有機(jī)膠膜）表土層顏色取決于有機(jī)質(zhì)含量l 礦物質(zhì)（鐵

27、、錳氧化物）心土層含量與氧化鐵含量及類型有關(guān)3、Munsell比色卡：根據(jù)色調(diào)、明度和色度描述土壤顏色。4、影響因素：母質(zhì)類型、成土?xí)r間、坡度、水分、特殊物質(zhì)成分第二節(jié)土壤膠體一、土壤溶液1、除H2O外的其它成分： 自然降水中所帶的可溶物：CO2、O2、NO3、NH3 土壤中存在的其它可溶物：K+、Na+、Cl-、PO4、胡敏酸、富里酸 土壤分散系2、土壤分散系及其特征土壤是由多相態(tài)物質(zhì)（固相、液相、氣相及生命體）構(gòu)成的復(fù)雜綜合體。土壤物質(zhì)微粒分布在土壤液態(tài)水之中，構(gòu)成了土壤分散系。二、土壤膠體1、土壤膠體的概念: 一般指土壤粘粒，其粒徑多在1-2m之間，其上限一般取2 m。2、土壤膠體的類型

28、：l 土壤無(wú)機(jī)膠體（次生粘土礦物）包括：層狀（鋁）硅酸鹽礦物、含水氧化硅膠體、含水氧化鐵、鋁膠體、水鋁英石l 土壤有機(jī)膠體（腐殖質(zhì)、多糖、蛋白質(zhì)等）腐殖質(zhì)膠體由各種腐殖酸的分子團(tuán)所組成。膠體表面的基團(tuán)在pH升高時(shí)帶負(fù)電荷，pH降低時(shí)帶正電荷。有機(jī)膠體會(huì)被微生物分解。l 有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合膠體。土壤中有機(jī)膠體和無(wú)機(jī)膠體很少獨(dú)立存在，大部分是以有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合膠體的形式存在的。復(fù)合膠體的核心部分是粘土礦物，外面是被吸附在礦質(zhì)膠體表面的有機(jī)膠膜。 3、土壤膠體的特性· 具有巨大的比表面和表面積· 土壤膠體的帶電性· 膠體的分散性和凝聚性· 土壤膠體的吸收代換性3、土壤

29、膠體的表面能（由于表面的存在而產(chǎn)生的能量）在物體的表面，由于表面分子的四周不都是相同的分子，受到的力就不均衡，使表面分子對(duì)外表現(xiàn)有剩余能量。土壤膠體具有巨大的表面積，因而具有巨大的表面能。表面能可以做功，能夠吸附其他物質(zhì)，物質(zhì)的比表面積越大，吸附能力也越強(qiáng)。4、土壤膠體的帶電性l 膠體帶電的主要原因：（1）同晶代換（組成礦物的中心離子被電性相同大小相近的離子所替代而晶格構(gòu)造保持不變的現(xiàn)象）（2）斷鍵SiOSi、Al OAl SiO、Al O（3）表面分子的解離Al(OH)3 + H+ Al(OH)2+ + H2OAl(OH)3OH- Al(OH)2O-H2Ol 土壤膠體所帶的電荷可以分為兩類：

30、永久電荷：指由于層狀硅酸鹽礦物晶格中的同晶替代作用所產(chǎn)生的剩余負(fù)電荷。這種負(fù)電荷不受介質(zhì)pH值的影響?？勺冐?fù)電荷：指隨介質(zhì)pH的變化而變化的負(fù)電荷。有機(jī)膠體、氧化物膠體的電荷屬可變電荷，層狀硅酸鹽礦物的電荷有永久電荷也有可變電荷。5、膠體的分散性和凝聚性膠體有兩種狀態(tài)：溶膠狀態(tài)：膠粒帶同種電荷，彼此互相排斥，所以可以穩(wěn)定地分散在介質(zhì)中。凝聚狀態(tài)：膠粒與膠粒之間互相凝聚在一起形成絮狀或無(wú)定形沉淀。凝聚作用順序：Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>NH4+>K+>Na+膠體凝聚促進(jìn)土壤結(jié)構(gòu)的形成。6、土壤膠體的吸收代換性帶電荷的土壤膠體會(huì)吸附土壤溶液中的帶相

31、反電荷的離子，以補(bǔ)償膠體電性的不平衡。一部分被吸附的離子，可以和土壤溶液中的離子進(jìn)行交換。這種現(xiàn)象就稱為土壤膠體的吸收交換性能。第三節(jié) 土壤的離子吸附與交換一、土壤陽(yáng)離子交換吸附作用1、土壤中帶負(fù)電荷的膠體所吸附的陽(yáng)離子，在靜電引力、離子本身的熱運(yùn)動(dòng)或濃度梯度的作用下，可以和土壤溶液或其它膠體表面的陽(yáng)離子進(jìn)行交換。這種作用就稱為陽(yáng)離子交換作用。能互相交換的陽(yáng)離子就稱為交換性陽(yáng)離子。2、交換性陽(yáng)離子可分為兩種：致酸離子H+、Al3+鹽基離子Ca2+ 、Mg2+、K+、NH4+、Na+3、陽(yáng)離子交換作用的特點(diǎn)（1）陽(yáng)離子交換作用是可逆反應(yīng)。（2）交換是等當(dāng)量進(jìn)行的。（3）陽(yáng)離子交換受質(zhì)量作用定律的

32、支配。4、陽(yáng)離子交換作用的意義：保持土壤肥力的作用: 給土壤溶液補(bǔ)充養(yǎng)分離子 (類似自動(dòng)售貨機(jī)的方式)；防止養(yǎng)分淋失 凈化環(huán)境作用: “鈍化”毒害物質(zhì)（金屬類、有機(jī)污染物）；過(guò)濾滲漏水 5、陽(yáng)離子交換量(CEC)：在一定的pH條件下，土壤所含有的交換性陽(yáng)離子的最大量。單位: 每千克土壤中交換性陽(yáng)離子的厘摩爾數(shù)，cmol(+)/kg.6、影響土壤CEC的主要因素：l 膠體含量質(zhì)地粘重則CEC大l 膠體類型有機(jī)膠體CEC遠(yuǎn)比礦質(zhì)膠體大施有機(jī)肥可大幅度提高土壤保肥能力和環(huán)境容量。l 土壤pH值影響可變電荷的多少，一般pH值升高，H+解離，可變負(fù)電荷逐漸增多，CEC也隨之增加。二、土壤中的陰離子吸附1

33、、土壤吸附陰離子的原因（1）兩性膠體帶正電荷酸性Al(OH)3 + HCl = Al(OH)2+ + Cl- + H2O堿性Al(OH)3 + NaOH = Al(OH)2O-+ Na+ H2O（2）土壤腐殖質(zhì)中的-NH2 在酸性條件下吸附H+成為-NH3+ 而帶正電。（3）粘粒礦物表面上的-OH原子團(tuán)可與土壤溶液中的陰離子代換。2、陰離子吸收的機(jī)制（1）靜電吸附：土壤帶正電荷的膠體表面對(duì)陰離子的吸附。具有交換性。如Cl-，NO3-的吸附。（2）配位體交換吸附：指陰離子取代氧化物表面羥基而被吸附的過(guò)程。屬于專性吸附。（3）化學(xué)沉淀作用：指陰離子與土壤礦物質(zhì)形成沉淀的過(guò)程。如磷酸根與鐵、鋁的沉淀

34、。3、一般將土壤中存在的陰離子按被土壤吸附保持的難易程度分為：（1）易于被土壤吸附的陰離子 如磷酸根（H2PO4-、HPO42-、PO43-)、硅酸根和某些有機(jī)酸的陰離子（如草酸根）。（2）吸附作用很弱的離子 如Cl-、NO3- 、NO2-，極易隨水流失。（3）中間類型的陰離子 如SO42-、CO32-、HCO3-、及某些有機(jī)酸（如醋酸根）的陰離子常見(jiàn)陰離子被土壤吸收的難易順序：F- > 草酸根> 檸檬酸根> H2PO4-> HCO3- > H2BO3-> CH3COO- > SCN- > SO42- > Cl-> NO3-硝酸根容易

35、被淋失，而磷酸根容易被固定。這是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)十分需要注意的問(wèn)題。4、離子從溶液轉(zhuǎn)移到膠體表面的過(guò)程，稱為離子的吸附過(guò)程。吸附的離子從膠體表面轉(zhuǎn)移到溶液去的過(guò)程，稱為離子的解吸過(guò)程。第四節(jié)土壤酸堿性一、土壤酸性與土壤酸度1、土壤顯酸性一方面和土壤溶液中的H+有關(guān)，另一方面又和土壤膠體上吸附致酸離子有關(guān)。2、土壤酸度是土壤中氫離子數(shù)量的反映。3、土壤酸堿度的表示：土壤pH值二、土壤酸堿性差異的原因l 氣候因素決定成土過(guò)程的淋溶強(qiáng)度。氣溫高、降雨量大的氣候條件下，母質(zhì)、土壤中的鹽基成分易于遭受淋失，土壤逐漸酸化。干旱氣候，降雨量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于蒸發(fā)量，鹽基成分積累于土壤及地下水，使土壤向堿化方向演化。

36、導(dǎo)致“南酸北堿”。l 母質(zhì)因素母質(zhì)的組成性質(zhì)影響土壤酸堿度。如酸性巖上發(fā)育的土壤容易向酸性發(fā)展，基性巖則相反。l 生物因素生物呼出的CO2溶于水產(chǎn)生H+。植物吸收鹽基離子導(dǎo)致土壤酸性增強(qiáng)。植被不同，殘?bào)w成分不同，影響土壤酸堿性：R-COOH R-COO- + H+l 施肥和灌溉的影響l 酸雨及其它三、土壤酸堿度的生態(tài)學(xué)意義l 直接影響植物生長(zhǎng)l 影響有益和毒害元素的轉(zhuǎn)化和有效性l 影響土壤微生物活性l 影響土壤其它理化性質(zhì)四、土壤酸度分為兩種類型1、活性酸度指與土壤固相處于平衡狀態(tài)的土壤溶液中游離的H濃度所直接顯示的酸度，通常用pH值表示。一般用水浸出液來(lái)測(cè)定。2、潛在酸度指土壤膠體上吸附的H

37、和Al3所引起的酸度。一般情況下它不顯示出來(lái)，只有當(dāng)被吸附的H和Al3被交換到溶液中后才顯示。通常用1 mol/L KCl溶液浸提，用pH(KCl)表示。五、土壤酸性形成的機(jī)理（1）土壤中氫離子的來(lái)源：水的解離；碳酸解離；有機(jī)酸的解離；酸雨；其它無(wú)機(jī)酸 （2）土壤中鋁離子的活化六、土壤緩沖性與緩沖容量1、在自然條件下，土壤pH值不因環(huán)境條件的改變而發(fā)生劇烈的變化，而是保持在一定的范圍內(nèi)。土壤這種特殊的抵抗酸堿度變化的能力稱土壤緩沖性。2、土壤緩沖容量：使土壤溶液改變一個(gè)單位pH值時(shí)所需要的酸或堿的厘摩爾數(shù)(cmol)。土壤緩沖容量決定于土壤膠體的類型與含量。 3、土壤緩沖作用的機(jī)制l 交換性陽(yáng)

38、離子的緩沖作用：由于土壤膠體表面吸附有各種陽(yáng)離子，當(dāng)土壤溶液中的H+增加時(shí)，膠體表面的交換性鹽基離子與其交換使土壤溶液中的H+濃度基本不變。當(dāng)土壤溶液中的鹽基離子增加時(shí)，膠體表面的致酸離子與其交換，使土壤溶液中OH-濃度基本不變。l 弱酸及其鹽類的緩沖作用：土壤中大量存在的碳酸、磷酸、硅酸、腐殖酸和其他有機(jī)酸及其鹽類構(gòu)成許多緩沖對(duì)，也可以緩沖酸和堿的作用。§ 加入酸時(shí)：CaCO3+H2SO4 CaSO4+H2CO3§ 加入堿時(shí)：H2CO3KOH KHCO3+H2Ol 兩性物質(zhì)的緩沖作用：土壤中的一些兩性膠體物質(zhì)，對(duì)酸、堿都有中和緩沖作用。4、土壤的緩沖能力是有限的第五節(jié) 土

39、壤中的氧化還原反應(yīng)一、土壤中的氧化還原體系1、土壤中主要的氧化劑是大氣中的氧和高價(jià)金屬離子。土壤中生物化學(xué)過(guò)程的方向與強(qiáng)度，在很大程度上決定于土壤空氣和溶液中氧的含量。2、土壤中的還原劑主要是有機(jī)物質(zhì)和低價(jià)金屬。二、土壤的氧化還原電位1、由于土壤溶液中氧化態(tài)物質(zhì)和還原態(tài)物質(zhì)的濃度關(guān)系而產(chǎn)生的電位(Eh，mv)。式中，E0：標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位，即指體系中氧化劑濃度和還原劑濃度相等時(shí)的電位，n為氧化還原反應(yīng)中的電子轉(zhuǎn)移數(shù)目。2、土壤Eh的變化范圍Ø 旱地土壤Eh在200750 mv之間Ø Eh大于750 mv，標(biāo)志著土壤完全處于好氣狀態(tài)Ø Eh低于200 mv，則表明土

40、壤水分過(guò)多，通氣不良。Ø Eh在400700 mv之間，多數(shù)作物可以正常發(fā)育。水田土壤Eh變動(dòng)較大，在排水種植旱作物期間，其Eh可達(dá)500mv以上，在淹水期間，可低至-150mv以下。水稻一般適宜在Eh值200400mv的條件下生長(zhǎng)。如果Eh經(jīng)常處在180mv以下或低于100mv，水稻分就會(huì)發(fā)育受阻。如果長(zhǎng)期處于-100mv以下水稻甚至?xí)劳觥?、土壤的Eh值決定著土壤中可能進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。測(cè)知土壤的Eh值后，就可以根據(jù)各種離子氧化還原反應(yīng)的Eh0值，判斷該離子大致處于何種狀態(tài)。三、影響土壤Eh的主要因素 土壤通氣性：在通氣良好的土壤中，土壤空氣與大氣中的氣體交換迅速，致使土壤中

41、氧濃度較高，Eh值較高。 土壤中的易分解有機(jī)質(zhì)：在淹水條件下施用新鮮的有機(jī)物料，土壤Eh值急劇下降。 土壤中易氧化物質(zhì)或易還原物質(zhì)數(shù)量 植物根系的代謝作用四、典型氧化還原反應(yīng)及其意義Corganic + 2H2O CO2 + 4H+ + 4e-Corganic + 2H2O CO2 + CH4NH3 + O2 NO2- + 3H+ + 2e-NO2 - + H2O NO3 - + 2H+ + 2e-2NO3- + 12H+ + 10e- 2N2 + 6H2O2NO3- + 12H+ + 10e- 2N2 + 6H2O5Corganic + 4NO3- + 4H+ 2N2 + 5CO2 + 2H

42、2OFe(OH)3 + 3H+ + e- Fe2+ + 3H2OMnO2 + 4H+ + 2e- Mn2+ + 2H2OSO42- + 10H+ + 8e- H2S + 4H2O土壤發(fā)生學(xué)意義；氮、磷的轉(zhuǎn)化與釋放；重金屬元素的形態(tài)轉(zhuǎn)化及毒性；有機(jī)碳的轉(zhuǎn)化；與土壤酸化的關(guān)系硝化過(guò)程(Nitrification)：氨在微生物作用下氧化為硝酸鹽的過(guò)程。通常發(fā)生在通氣良好的土壤、廄肥、堆肥和活性污泥中。反硝化過(guò)程：反硝化細(xì)菌在缺氧條件下，還原硝酸鹽，釋放出分子態(tài)N2或N2O的過(guò)程。第四章土壤形成與發(fā)育第一節(jié)土壤母質(zhì)1、風(fēng)化作用使巖石破碎，理化性質(zhì)改變，形成結(jié)構(gòu)疏松的土壤母質(zhì)(Parent Materi

43、al)；土壤母質(zhì)也可以是不同來(lái)源的表層沉積物和有機(jī)物。l 風(fēng)化殼保留在原地，形成殘積物，稱為殘積母質(zhì)；l 運(yùn)積母質(zhì)：風(fēng)化物質(zhì)在重力、流水、風(fēng)力、冰川等作用下遷移形成坡積物、沖積物、湖積物、風(fēng)積物和冰磧物等。2、成土母質(zhì)是土壤形成的物質(zhì)基礎(chǔ)和大部分植物養(yǎng)分元素（氮除外）的最初來(lái)源。母質(zhì)對(duì)土壤的物理性狀和化學(xué)組成均產(chǎn)生重要的作用。隨著成土過(guò)程進(jìn)行得愈久，母質(zhì)與土壤間性質(zhì)的差別也愈大。盡管如此，土壤中總會(huì)保存有母質(zhì)的某些特征。3、土壤母質(zhì)會(huì)影響土壤的：物質(zhì)組成和化學(xué)性質(zhì)、土壤質(zhì)地、土體層次構(gòu)造4、不同土壤母質(zhì)類型：冰磧物：土壤發(fā)育程度往往較低，較高的礫石含量決定了土壤的持水能力較差。河流沖積物：土壤

44、質(zhì)地往往較粗，易形成片狀結(jié)構(gòu)。風(fēng)成母質(zhì)：粉砂質(zhì)為主，粘粒、有機(jī)質(zhì)含量低，疏松、結(jié)構(gòu)不明顯第二節(jié) 主要成土過(guò)程1、土壤形成過(guò)程：成土母質(zhì)在各種物理、化學(xué)和生物作用影響下發(fā)生物質(zhì)遷移和轉(zhuǎn)化，致使土壤發(fā)育程度不斷提高的過(guò)程。 2、基本成土過(guò)程：· 原始成土過(guò)程從巖石露出地表著生微生物和低等植物開(kāi)始到高等植物定居之前的土壤形成過(guò)程。出現(xiàn)自養(yǎng)微生物，如：綠藻、硅藻等，及與其共生的固氮微生物。吸收營(yíng)養(yǎng)元素，并使之進(jìn)入生物地球化學(xué)循環(huán)。出現(xiàn)異養(yǎng)型微生物，如細(xì)菌、真菌、地衣組成的原始植物群落，進(jìn)一步促進(jìn)礦物分解，增加土壤有機(jī)質(zhì)，為高等綠色植物的生長(zhǎng)準(zhǔn)備了物質(zhì)基礎(chǔ)。· 灰化過(guò)程在寒溫帶、寒帶

45、針葉林植被和濕潤(rùn)條件下，土壤中鐵鋁與有機(jī)酸性物質(zhì)螯合淋溶淀積的過(guò)程。在強(qiáng)酸性淋溶作用下，土壤礦物遭受破壞。鐵、鋁和有機(jī)質(zhì)發(fā)生化學(xué)遷移，二氧化硅在表層殘留，形成灰白色的淋溶層（稱灰化層）和鐵、鋁氧化物的淀積層。· 粘化過(guò)程一定深度土層粘粒的生成或淋溶、淀積而導(dǎo)致粘粒含量增加的過(guò)程。尤其在溫帶、暖溫帶的半濕潤(rùn)、半干旱地區(qū)，土體中的水熱條件較穩(wěn)定，發(fā)生強(qiáng)烈的原生礦物分解和次生粘土礦物的形成，或表層粘粒向下機(jī)械淋洗而淀積，形成粘粒明顯聚積的粘化層。· 脫硅富鋁化過(guò)程在濕熱氣候條件下，土壤中原生礦物遭受強(qiáng)烈分解，鹽基離子和硅酸移動(dòng)并大量淋失，鐵、鋁、錳等次生粘土礦物不斷形成氧化物并在

46、土體內(nèi)相對(duì)聚積的過(guò)程。· 潛育化過(guò)程指低洼積水地區(qū)的土體發(fā)生的還原過(guò)程。土壤長(zhǎng)期漬水、空氣缺乏，處于缺氧狀態(tài)，有機(jī)質(zhì)嫌氣分解，鐵錳化合物在嫌氣條件下被還原為低價(jià)鐵、錳。由于鐵、錳還原的脫色作用，使上層顏色變?yōu)榛宜{(lán)色或青灰色的潛育層；同時(shí)，低價(jià)鐵、錳流動(dòng)性強(qiáng)，極易流失，使?jié)撚龑诱沉２糠值墓桎X率和硅鐵率都較高。· 潴育化過(guò)程主要發(fā)生在直接受地下水浸潤(rùn)的土層中，也是在漬水影響下發(fā)生的，但處于干濕交替狀況，即是一個(gè)氧化還原交替的過(guò)程。從而使土壤中的鐵、錳處于氧化還原交替的過(guò)程。漬水時(shí)鐵、錳被還原遷移；水位下降時(shí)鐵、錳又被氧化而淀積，使土體內(nèi)出現(xiàn)銹紋、銹斑、鐵錳結(jié)核和紅色膠膜等物質(zhì)。

47、· 腐殖化過(guò)程在動(dòng)植物和水、熱等成土因素的綜合作用下,在土體中特別是土層上部大量積累有機(jī)物的過(guò)程。微生物在此過(guò)程中起主導(dǎo)作用。3、土壤退化過(guò)程 由于不利的自然因素和人為利用不當(dāng)而引起的土壤肥力下降、植物生長(zhǎng)條件惡化和土壤生態(tài)功能減退的過(guò)程。 退化類型：物理退化：堅(jiān)實(shí)硬化、土壤生產(chǎn)力減退 化學(xué)退化：酸化、堿化、肥力減退、化學(xué)污染 生物退化：有機(jī)質(zhì)降低、動(dòng)植物區(qū)系減少 第三節(jié) 土壤剖面發(fā)育一、剖面發(fā)育與土壤剖面1、土壤母質(zhì)在環(huán)境因素的作用下，形成具有一定剖面形態(tài)和肥力特征的土壤的過(guò)程，稱為剖面發(fā)育。2、土壤剖面是土壤內(nèi)在性質(zhì)的外部表現(xiàn)，是成土因素長(zhǎng)期作用的歷史記錄，是認(rèn)土、用土、改土的主

48、要依據(jù)之一。土壤剖面:自地表向下到土壤母質(zhì)的垂直切面。一個(gè)完整的土壤剖面應(yīng)包括土壤形成過(guò)程中產(chǎn)生的發(fā)生學(xué)層次和母質(zhì)層。3、土壤發(fā)生層是指土壤形成過(guò)程中所產(chǎn)生的、具有特定組成和性質(zhì)的、大致與地面平行的、并具有成土過(guò)程特征的層次。土壤發(fā)生層分化越明顯，表示土壤的發(fā)育程度越高。4、典型的土壤層次結(jié)構(gòu)：依據(jù)土壤剖面中物質(zhì)累積、遷移和轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)，土壤顏色、土壤質(zhì)地、土壤結(jié)構(gòu)、土壤孔隙等構(gòu)成情況的差異，可以在土壤剖面上劃分出六個(gè)主要發(fā)生層次：O（枯枝落葉層）、A（腐殖質(zhì)層）、E、B、C、R（基巖）5、土壤剖面的三個(gè)基本層次l 淋溶層(E)：處于土體最上部，又稱為表土層它包括有機(jī)質(zhì)的累積層和物質(zhì)的淋溶層。在

49、比較濕潤(rùn)的地區(qū)，該層內(nèi)發(fā)生著物質(zhì)的淋溶。l 淀積層(B)：處于A層的下面，是物質(zhì)淀積作用造成的。一個(gè)完全發(fā)育的土壤剖面必須具備這一個(gè)土層。l 母質(zhì)層(C)：處于土體最下部，沒(méi)有發(fā)生明顯的成土作用，其組成物就是母質(zhì)。第四節(jié) 土壤形成與地理環(huán)境的關(guān)系氣候、生物、地形、母質(zhì)、時(shí)間、人為因素一、母質(zhì)因素1、土壤質(zhì)地與土壤母質(zhì)2、影響土壤礦質(zhì)養(yǎng)分的儲(chǔ)量和化學(xué)性質(zhì)3、影響土體層次構(gòu)造二、氣候因素?zé)崃亢徒涤曛苯佑绊懲寥赖乃疅釥顩r和土壤的風(fēng)化-淋溶過(guò)程，同時(shí)對(duì)地表植被分布起決定性影響。§ 在干旱寒冷地區(qū)，降雨少，溫度低，風(fēng)化作用進(jìn)行緩慢，鹽基的淋溶程度低。因此土壤常呈鹽基飽和狀態(tài)，偏堿性。§

50、; 在濕潤(rùn)溫暖地區(qū)，風(fēng)化作用進(jìn)行的迅速而強(qiáng)烈，多呈鹽基不飽和狀態(tài)，呈酸性。三、地形因素海拔、坡度、坡向影響地表物質(zhì)與能量的再分配。主要影響母質(zhì)與水熱分配。四、生物因素植物、微生物對(duì)土壤均有影響。微生物：參與土壤有機(jī)物的礦化和腐殖化，以及各種物質(zhì)的氧化-還原反應(yīng)；光合微生物能增加某些環(huán)境中有機(jī)碳素的含量，幫助土壤形成或恢復(fù)；參與土壤營(yíng)養(yǎng)元素的循環(huán)，促進(jìn)植物營(yíng)養(yǎng)元素的有效性。五、時(shí)間因素時(shí)間影響其它因素的作用程度：在其它因素相同的條件下，時(shí)間越長(zhǎng)，土壤的發(fā)育程度就越高。 在一定條件下，土壤發(fā)育到一定程度，就會(huì)與環(huán)境達(dá)成平衡，即達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。六、人為因素人為活動(dòng)主要是農(nóng)業(yè)耕作活動(dòng)。農(nóng)業(yè)活動(dòng)的歷史越長(zhǎng)

51、，生產(chǎn)力水平越高，對(duì)土壤的影響就越深刻。農(nóng)業(yè)活動(dòng)以外的人為活動(dòng)對(duì)土壤的影響也越來(lái)越廣泛，越來(lái)越深刻。e.g.水稻土：發(fā)育于各種自然土壤之上、經(jīng)過(guò)人為水耕熟化、淹水種稻而形成的耕作土壤。由于長(zhǎng)期水旱交替，鐵錳還原淋溶和氧化淀積交替進(jìn)行，形成耕作層、犁底層、滲育層、潴育層或有潛育層的土壤。 七、人類活動(dòng)對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)的影響 1、土壤生態(tài)系統(tǒng)：土壤中生物與非生物環(huán)境的相互作用通過(guò)能量轉(zhuǎn)換和物質(zhì)循環(huán)構(gòu)成的整體。2、人類活動(dòng)對(duì)土壤環(huán)境的影響：對(duì)土壤無(wú)機(jī)環(huán)境的影響；對(duì)土壤生物的影響；對(duì)能量轉(zhuǎn)換和物質(zhì)循環(huán)的影響 有利影響：水土保持措施；平衡施用各種肥料；酸性土壤施用石灰；合理灌溉；種植綠肥 不利影響：使用各

52、種農(nóng)業(yè)化學(xué)品；加劇土壤侵蝕；土壤壓實(shí)；毒害物質(zhì)的大量輸入；單一種植 Monocropping；作物秸稈的收獲/焚燒 3、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分循環(huán)特點(diǎn)(1) 養(yǎng)分輸出率和輸入率較高 (2) 養(yǎng)分的庫(kù)存量低，但流量大，周轉(zhuǎn)快 (3) 養(yǎng)分供求同步機(jī)制較弱。 (4) 養(yǎng)分保持能力較弱，流失率較高 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)商品生產(chǎn)的特點(diǎn)：容易導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)養(yǎng)分虧缺、生產(chǎn)效率降低和非生產(chǎn)性養(yǎng)分流失增多的現(xiàn)象（土壤肥力退化、水質(zhì)惡化）。第六章 土壤生物一、土壤生態(tài)系統(tǒng) 1、土壤生物與非生物環(huán)境通過(guò)物質(zhì)循環(huán)和通量流動(dòng)相互聯(lián)系、相互影響，組成土壤生態(tài)系統(tǒng)。 l 非生命無(wú)機(jī)環(huán)境：陽(yáng)光、礦物、大氣、水 l 生命有機(jī)體部分：土壤動(dòng)

53、物、植物、微生物2、土壤生態(tài)系統(tǒng)的生物部分，根據(jù)其在系統(tǒng)物質(zhì)和能量遷移轉(zhuǎn)化中的作用可分為三個(gè)機(jī)能群： l 生產(chǎn)者: 主要指含有葉綠素，能利用太陽(yáng)輻射能和光能合成有機(jī)體的植物（從無(wú)機(jī)物合成有機(jī)物）；l 消費(fèi)者: 以生物有機(jī)體為食的異養(yǎng)性生物，包括土壤動(dòng)物在內(nèi)的所有草食動(dòng)物和肉食動(dòng)物（利用有機(jī)物生活）；l 分解者: 依靠分解有機(jī)質(zhì)維持生命的土壤微生物（分解有機(jī)物成無(wú)機(jī)物）二、土壤生物類型和土壤生物多樣性1、土壤生物分類2、土壤是微生物生活的最適宜環(huán)境土壤是微生物的天然培養(yǎng)基。土壤具有微生物所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和生長(zhǎng)、繁殖和發(fā)育所需要的各種條件。 l 土壤中的動(dòng)植物遺體是異養(yǎng)型微生物最好的碳氮能源 l

54、土壤礦質(zhì)成分中，可為微生物提供S、P、Fe、Mg、Ca、B、Mo、Zn、Mn等無(wú)機(jī)元素 l 土壤的酸堿度接近中性 l 土壤的滲透壓與微生物細(xì)胞的滲透壓相近 l 土壤的含氣量（78%）可保證好氧微生物的生長(zhǎng) 三、土壤生物的功能1、土壤生物在土壤形成和發(fā)育過(guò)程中起主導(dǎo)作用。對(duì)土壤肥力的形成和演變，以及高等植物的營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)有重要作用。 2、土壤生物與土壤生物之間、土壤生物與地上動(dòng)植物之間存在著共生、互生、寄生和捕食等生態(tài)聯(lián)系，形成錯(cuò)綜復(fù)雜的食物鏈網(wǎng)系統(tǒng)，維護(hù)著土壤生態(tài)系統(tǒng)乃至區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的平衡。l 土壤動(dòng)物：土壤動(dòng)物積極參與生物小循環(huán)。某些環(huán)節(jié)動(dòng)物對(duì)土壤腐殖質(zhì)的形成、養(yǎng)分的富集、土壤結(jié)構(gòu)的形成、土壤發(fā)

55、育及通氣透水性能等均有重要作用。土壤動(dòng)物在其生命活動(dòng)過(guò)程中，對(duì)土壤有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行強(qiáng)烈的破碎和分解，將其轉(zhuǎn)化為易于植物利用或易礦化的化合物，并能釋出許多活性鈣、鎂、鉀、鈉和磷酸鹽類，對(duì)土壤理化性質(zhì)產(chǎn)生顯著影響。l 土壤微生物：土壤中微生物分布廣、數(shù)量大、種類多，是土壤生物中最活躍的部分。它們參與土壤有機(jī)質(zhì)分解，腐殖質(zhì)合成，養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和推動(dòng)土壤的發(fā)育和形成。土壤微生物功能：參與土壤有機(jī)物的礦化和腐殖化，以及各種物質(zhì)的氧化-還原反應(yīng)；光合微生物能增加某些環(huán)境中有機(jī)碳素的含量，幫助土壤形成或恢復(fù)；參與土壤營(yíng)養(yǎng)元素的循環(huán)，促進(jìn)植物營(yíng)養(yǎng)元素的有效性，為植物直接提供氮(生物固氮)、磷(有效磷)和其他礦質(zhì)元素及各

56、種有機(jī)營(yíng)養(yǎng)。生物固氮在地球的氮循環(huán)中具有十分重要的作用， 而且對(duì)維持生態(tài)系統(tǒng)平衡有重要意義。每年生物固氮總量約占地球上固氮總量的90。第七章 土壤養(yǎng)分與土壤養(yǎng)分循環(huán)一、土壤養(yǎng)分（主要靠土壤提供的植物必需營(yíng)養(yǎng)元素）高等植物所必需的營(yíng)養(yǎng)元素，除C、H、O主要來(lái)自大氣之外，其余元素主要靠土壤供應(yīng)。l 大量營(yíng)養(yǎng)元素：N、P、K l 中量營(yíng)養(yǎng)元素：Ca、Mg、S l 微量營(yíng)養(yǎng)元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo、Cl、 二、土壤生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán) 1、生物地球化學(xué)循環(huán)：化學(xué)元素沿著土壤圈 水圈 大氣圈之間的循環(huán)過(guò)程。 2、生物小循環(huán)：生物從土壤吸收無(wú)機(jī)養(yǎng)分 生物殘?bào)w歸還土壤形成有機(jī)質(zhì) 土壤微生物分解有機(jī)質(zhì)、釋放無(wú)機(jī)養(yǎng)分 養(yǎng)分再次被生物吸收 3、土壤養(yǎng)分循環(huán)是在生物參