北京林業(yè)大學(xué)土壤學(xué)大全(潘之偉)

緒論根據(jù)利用方式，可劃分為農(nóng)業(yè)土壤和林業(yè)土壤；森林土壤具有：森林凋落物、林木根系和依賴于現(xiàn)有森林生存的特有生物這三大特征。一、土壤肥力的概念：土壤為植物生長供應(yīng)和協(xié)調(diào)營養(yǎng)和環(huán)境條件的能力。土壤肥力是土壤內(nèi)在的、可被植物利用和轉(zhuǎn)化的物質(zhì)和能量。其高低取決于土壤內(nèi)在物質(zhì)和能量的存在狀況以及可被植物利用和轉(zhuǎn)化的程度。營養(yǎng)條件：水分、養(yǎng)分；環(huán)境條件：水、氣、熱。衡量土壤肥力高低的指標采用植物的干物質(zhì)重采用上層林木的平均樹高采用土壤肥力因子采用經(jīng)濟林木的平均產(chǎn)量土壤的概念：數(shù)學(xué)角度：土壤＝巖石＋外界環(huán)境（風(fēng)吹、日曬）；地質(zhì)學(xué)角度：土壤是破碎了的陳舊的巖石；生態(tài)學(xué)角度：土壤是陸地植物生長的自然介質(zhì)；物質(zhì)能量角度：土壤能生長植物，是土壤內(nèi)在物質(zhì)和能量通過植物轉(zhuǎn)化的外在表現(xiàn)，凡是具有這種物質(zhì)和能量生物轉(zhuǎn)化形式的地表物質(zhì)，就稱為土壤。生物經(jīng)濟學(xué)角度：土壤是地球陸地表面能夠生產(chǎn)植物收獲物的那一疏松表層。土壤的基本形態(tài)是陸地表面的疏松層；土壤的功能是能夠生產(chǎn)植物收獲物。二、土壤肥力的生態(tài)相對性生態(tài)上不同的植物所要求的土壤生態(tài)條件不同，某種肥沃或不肥沃的土壤只是針對某種（或某些）生態(tài)要求上相同植物而言的，而非任何植物。三、簡述土壤的特征。1、土壤是在母質(zhì)、生物、氣候、地形、時間、人為活動等多種因素綜合作用下形成的；2、土壤是一個三相系統(tǒng)：固體，液體，氣體并存；3、土壤是一個多元分散體系；4、土壤是一個生態(tài)系統(tǒng)；5、土壤具有巨大的比表面積；6、土壤具有一定的空間位置；7、土壤不斷地進行著物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化；8、土壤具有一定的層次構(gòu)造。第1章土壤形成第一節(jié)礦物和巖石風(fēng)化一、風(fēng)化作用地表的礦物巖石處于和它形成時不相同的外界條件時，穩(wěn)定性被破壞，從而發(fā)生變化，這就是礦物巖石的風(fēng)化。風(fēng)化作用是地表或近地表的巖石在各種營力作用下所產(chǎn)生的物理化學(xué)變化。二、風(fēng)化類型物理風(fēng)化：機械崩解作用，由溫度變化、水分凍結(jié)、碎石劈裂以及風(fēng)力、流水、冰川的摩擦力等物理因素的作用引起，使巖石由大塊變成碎塊，再逐漸變成細粒，其形狀、大小改變(增大接觸面)?；瘜W(xué)風(fēng)化：化學(xué)分解作用，由水、二氧化碳和氧氣等參與下進行的各種過程，包括(1)溶解-礦物和巖石在水中溶解的過程。(2)水化－礦物與水化合。如赤鐵礦變成褐鐵礦。(3)水解－由于水的H+從硅酸鹽礦物中，部分取代了堿金屬和堿土金屬的鹽基離子，生成可溶性鹽類。(4)氧化－濕潤條件下，含鐵、硫的礦物，進行著氧化過程。二價鐵氧化成三價鐵。使許多礦物和巖石表面染成紅褐色。生物風(fēng)化：生活在巖石表面和土壤中的各種生物的生命活動，可直接參與巖石礦物的分解破壞，且加強了物理和化學(xué)風(fēng)化的作用。(1)根系的擠壓；(2)地衣、苔蘚保蓄水分，加強化學(xué)風(fēng)化；(3)呼吸產(chǎn)生的二氧化碳和有機酸，分解礦物等。三、巖石風(fēng)化的產(chǎn)物可溶性鹽：硫酸鹽、磷酸鹽、碳酸鹽、氯化物等。合成次生礦物：如伊利石、蒙脫石、高嶺石等粘土礦物，以及鐵鋁的氧化物和氫氧化物。殘余的碎屑：難風(fēng)化的礦物和各種巖屑。四、影響風(fēng)化的主要因子礦物的組成、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造形成時的熱力條件與目前所處環(huán)境的差異巖石的節(jié)理和裂隙發(fā)育狀況在有棱和角的地方，巖石的自由表面積最大，首先遭受風(fēng)化，棱角首先消失變成球形，這種現(xiàn)象稱為球狀風(fēng)化。五風(fēng)化產(chǎn)物的母質(zhì)類型1、母質(zhì)：地表巖石風(fēng)化后形成的疏松的、粗細不同的礦物顆粒的地表堆積體，是形成土壤的母體。2、類型：根據(jù)搬運方式和沉積特點將分為定積母質(zhì)和運積母質(zhì)。定積母質(zhì):又叫殘積母質(zhì)，就地風(fēng)化而未經(jīng)搬運的巖石風(fēng)化物，多分布在山區(qū)較平緩的高地。母質(zhì)特點為：顆粒粗，厚度薄，母質(zhì)疏松，通透性好。運積母質(zhì)（1）坡積母質(zhì)：山坡上部的風(fēng)化物，在雨水的沖刷下，其中一些較細小的碎屑發(fā)生搬運，并在山坡的中下部發(fā)生堆積，形成坡積母質(zhì)。母質(zhì)特點：顆粒粗細不勻，其中石礫含量較高，礦物成分不穩(wěn)定。（2）洪積母質(zhì)：又叫洪積物或洪積扇，主要是由于洪水搬運沉積。母質(zhì)特點：粗細混雜，分選性差，在山口處以礫石、粗砂為主，向外逐漸為細砂和粘土，土層薄，易透水。（3）沖積母質(zhì)或沖積物：這種母質(zhì)是由于風(fēng)化物在河水的侵蝕、搬運和堆積作用下形成的。母質(zhì)特點：有明顯的層理，而且各層中的顆粒粗細均勻。（4）第四紀沉積物：第四紀距今一百萬年左右。在第四紀有多次的冰川活動。沉積物包括黃土、次生黃土、紅土和冰磧物黃土：黃色風(fēng)積沉積物，由風(fēng)力搬運、堆積形成，以粉砂為主，質(zhì)地均一，垂直節(jié)理顯著，是沒有被固結(jié)的黃色堆積物。分布在陜西,山西,甘肅,寧夏,河南,河北等。次生黃土：黃土經(jīng)流水搬運后的沉積物，常帶有礫石，稱次生黃土。紅土：礦物巖石強烈風(fēng)化，富含鐵、鋁的紅色粘土。質(zhì)地粘重，通透性差，常呈酸性反應(yīng)。冰磧物：冰川攜帶的物質(zhì)沉積形成。第二節(jié)土壤的形成因素一、土壤形成的實質(zhì)土壤形成的實質(zhì)：地質(zhì)大循環(huán)和生物小循環(huán)的矛盾統(tǒng)一地質(zhì)大循環(huán)(海洋?大陸，元素流失)風(fēng)化產(chǎn)物流入海洋后，與流入海洋的巖塊和泥沙等在濃縮、沉淀、堆積的過程中，經(jīng)膠結(jié)和硬化的成巖作用，形成沉積巖。在地殼上升的運動中，沉積巖由海洋底部上升形成大陸；沉積巖暴露于地表之后，又重新進行風(fēng)化和淋溶，反復(fù)進行。植物營養(yǎng)物質(zhì)由大陸流到海洋，海洋又變?yōu)榇箨懞?，這些物質(zhì)又由新的大陸流向新的海洋。生物小循環(huán)(植物?植物，元素富集)風(fēng)化產(chǎn)生的母質(zhì)給植物生長提供水分、空氣、養(yǎng)分等條件。原始幼年土壤上生活的、養(yǎng)分需求較少的低等植物，能吸收保存地質(zhì)大循環(huán)過程中的一些可溶性養(yǎng)分，來建造自身的有機體。植物死亡后，經(jīng)微生物的分解作用，有機殘體中的營養(yǎng)元素又變成無機物質(zhì)，一部分又重新進入地質(zhì)大循環(huán)的過程中，另一部分可為植物重新吸收利用。通過植物(包括所有參與這一過程的生物)的反復(fù)吸收利用和累積營養(yǎng)物質(zhì)的過程。二土壤形成因素分析（簡答:影響土壤形成的因素及其機理(<180字)）（一）氣候因素氣候是土壤形成的能量源泉。土壤與大氣之間經(jīng)常進行水分和熱量的交換，氣候直接影響著土壤的水熱狀況、土壤中物質(zhì)的遷移轉(zhuǎn)化過程，并決定著母巖風(fēng)化與土壤形成過程的方向和強度。氣候要素如氣溫、降水及風(fēng)力對土壤形成發(fā)育具有重要的影響(二)生物因素的成土作用分析生物將太陽輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能引入成土過程，并合成土壤腐殖質(zhì)。在土壤中生活著有數(shù)百萬種植物、動物和微生物，它們的生理代謝過程構(gòu)成了地表營養(yǎng)元素的生物小循環(huán)，使得養(yǎng)分在土壤中保持與富集，從而促使了土壤的發(fā)生與發(fā)展.綠色植物是土壤有機質(zhì)的初始生產(chǎn)者，可吸收土壤中的營養(yǎng)元素，利用光能制造有機體；土壤動物的生命活動和機械擾動，參加物質(zhì)與能量轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)換過程，影響土壤的形成和發(fā)育；土壤微生物促進生理生化活動的進行，導(dǎo)致土壤腐殖質(zhì)的形成和累積。（三）母質(zhì)因素的成土作用分析母質(zhì)是形成土壤的物質(zhì)基礎(chǔ)，母質(zhì)對土壤的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的影響極為明顯。年輕土壤的某些性質(zhì)主要是繼承母質(zhì)的。1）母質(zhì)與土壤質(zhì)地的關(guān)系母質(zhì)質(zhì)地直接決定土壤的顆粒組成，從而影響土壤的物理性質(zhì)和養(yǎng)分含量；母質(zhì)質(zhì)地影響土壤發(fā)育的速度和程度。2）母質(zhì)層理對土壤發(fā)育的影響上砂下粘——蒙金土；上粘下砂——漏風(fēng)土3）母質(zhì)組成和土壤性質(zhì)的關(guān)系母質(zhì)組成決定土壤性質(zhì)（四）地形因素的成土作用分析地形是影響土壤與環(huán)境之間進行物質(zhì)和能量交換的重要場所，它通過對物質(zhì)和氣候條件的再分配影響土壤的形成。1）地形通過影響降水和輻射的再分配而影響土壤發(fā)生一般地，陽坡熱量條件好，陰坡水分條件好。2）地形影響土壤形成過程中的物質(zhì)再分配重力導(dǎo)致土壤物質(zhì)運移；水分淋洗導(dǎo)致土壤養(yǎng)分含量差異及土壤鹽化。（五）時間因素在成土過程中的作用1、時間作為成土因素是闡明土壤形成發(fā)展的歷史動態(tài)過程。母質(zhì)、氣候、生物和地形等對成土過程的作用隨著時間延續(xù)而加強.2、隨著時間的進展，土壤發(fā)育經(jīng)歷幼年、成熟和老年等階段。（六）人為活動對土壤發(fā)展的影響1、人為活動的特點：人為活動具有快速性；人為活動具有兩重性；人為活動具有目的性2、影響途徑:一是通過改變成土條件，二是通過改變土壤組成和性狀來影響成土過程第三節(jié)土壤形成過程一基本成土過程基本成土過程可概括為：有機物與無機物以固體、液體或氣體的形式加到土壤中（addition）這些物質(zhì)從土壤中喪失(loss)；在土壤內(nèi)部有機物或無機物的遷移(translocation)；在土壤內(nèi)部物質(zhì)或能量的轉(zhuǎn)化(transformation).二形成土壤發(fā)生層的成土過程1、原始成土過程從巖石露出地表而有微生物著生開始到高等植物定居前的土壤發(fā)生過程，稱為原始成土過程，一般可分為三個階段：1）巖漆階段：出現(xiàn)自養(yǎng)型微生物如綠藻、藍綠藻、硅藻等，還有與他們共生的固氮微生物；2）地衣階段：各種異樣型微生物如細菌、真菌、地衣等共同組成原始植物群落，著生于巖石表面及細小孔隙中，通過生命活動使礦物進一步分解，使細土和有機質(zhì)增加；3）苔蘚階段：生物風(fēng)化和成土過程加快，為高等綠色植物的生長儲備了肥沃的基質(zhì)。2、腐質(zhì)化過程（humification）指土壤中的粗有機物質(zhì)，如根、莖、葉等分解轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)的過程。3粘化過程（clayization）指土體中的礦貭顆粒由粗變細而形成粘粒，以及粘粒在剖面中積聚的過程，具體可分為殘積粘化和淋溶粘化。1）殘積粘化:土體內(nèi)的原生礦物進行原地的土內(nèi)風(fēng)化形成粘粒，沒有產(chǎn)生粘粒的機械移動。2）淋溶粘化：在濕潤和半濕潤的溫暖地帶，土體上層風(fēng)化的粘粒隨滲漏水活動在土體內(nèi)遷移，也稱懸遷或粘粒的機械淋溶。4鈣化過程特指土壤剖面中碳酸鹽的淋溶和淀積過程，其一般反應(yīng)式為：CaCO3+H2O+CO2=====Ca(HCO3)2脫鈣作用:在水和CO2存在的情況下，反應(yīng)式向右移動，形成可溶的重碳酸鹽，并隨水分淋溶出某一土層或土體；鈣積發(fā)生于土壤脫水CO2或在堿性的情況下，溶液中的重碳酸鹽轉(zhuǎn)化為難溶的碳酸鹽在土壤中淀積下來。5鹽化過程鹽化過程多發(fā)生于干旱、半干旱地區(qū)，蒸發(fā)量大于降水量的情況下，地下水中的鹽分被上行水?dāng)y帶到土體表層聚集的過程；脫鹽指由于淋洗，可溶鹽從某一土層或從整個土壤剖面中移去的過程。6堿化過程（alkalization）指鈉離子在土壤膠體上的累積，使土壤呈強堿性反應(yīng)，并形成物理性質(zhì)惡化的堿化層。脫堿化（dealkalization）指鈉離子脫離土壤膠體進入土壤溶液的過程7灰化過程灰化過程指在土體上部二氧化硅的富集，在土體下部三、二氧化物相對富集的過程。寒濕氣候，郁閉的針葉林內(nèi)，有機酸溶液在下滲過程中，使礦物中的硅鋁酸鹽蝕變并析出鋁、鐵、錳等離子，并與有機酸絡(luò)合后隨下滲水淋溶，在土體下部淀積。于土體下部形成三、二氧化物和腐殖質(zhì)富集的紅棕色淀積層，稱灰化淀積層；土體上部，蝕變分解的硅鋁酸鹽留下二氧化硅，形成一個富集層次，成為漂白層8富鋁化過程（fersialitization）濕熱的生物氣候條件下進行的脫硅作用和鐵鋁相對富集的作用。在濕熱的生物氣候條件下，原生硅鋁酸鹽礦物發(fā)生強烈水解，形成大量堿金屬和堿土金屬，使風(fēng)化溶液呈中性到微堿性，形成堿性淋溶；風(fēng)化鹽基離子和硅酸隨風(fēng)化液大量淋失，而鐵、鋁等元素確在風(fēng)化液中發(fā)生沉淀，滯留于原來的土層中而相對富積，使土體呈紅色，即脫硅富鋁化；9白漿化過程（albicbleaching）土體中出現(xiàn)滯水還原鐵錳作用而使某一土層漂白的過程。當(dāng)土濕以還原過程為主時，鐵錳被還原為低價狀態(tài)，并隨水移動，一部分隨側(cè)滲水流淋洗到土層外；大部分在水分消失時因氧化而變成高價狀態(tài)，原地固定下來，形成鐵錳結(jié)核和膠膜。由于鐵錳不斷被淋洗和重新分配的結(jié)果，使原來的土壤亞表層脫色形成灰白色土層—白漿層，10水成土壤過程指在水位較高的影響下，在底土中進行的以還原或氧化還原交替進行為主的成土過程，具體包括：1）潛育化過程（gleization）在還原性條件下，土壤中的鐵錳處于還原低價狀態(tài)，形成磷鐵礦、菱鐵礦等次生礦物，從而使土體呈灰藍色或青灰色；2）潴育化過程（redoxing）：由于土體干濕交替從而使土壤中變價的鐵錳物質(zhì)淋溶與淀積交替，使土壤中出現(xiàn)繡斑、結(jié)核等新生體；3）泥炭化過程（paludification）水生生物殘體在低濕條件下不易分解，日積月累形成有機質(zhì)分解很差的纖維、木質(zhì)的泥炭。11熟化過程人為干預(yù)下，土壤在自然因素和人為因素綜合作用下進行的土壤發(fā)育過程。具有快速、定向的特征；分為旱耕熟化和水耕熟化。第四節(jié)土壤剖面一土壤剖面（一）定義：土壤剖面是指從地面向下挖掘直到母質(zhì)層所裸露的一段垂直切面，深度一般在兩米以內(nèi)。根據(jù)調(diào)查目的，有時土壤剖面深度可能會有差異。（二）典型土壤剖面的構(gòu)造1、定義：土壤剖面構(gòu)造指土壤剖面從上到下不同土層的排列方式。一般情況下，這些土層在顏色、結(jié)構(gòu)、緊實度和其他形態(tài)特征上是不同的。各個土層的特征是與該層的組成和性質(zhì)一致的，是土壤內(nèi)在性狀的外部表現(xiàn)，是在土壤長期發(fā)育過程中形成的。2、自然土壤發(fā)生層次1）O層：枯落物層據(jù)分解程度不同，可分為三個亞層。L層：分解較少的枯枝落葉層。F層：分解較多的半分解的枯枝落葉層。H層：分解強烈的枯枝落葉層，已失去其原有植物組織形態(tài)。2）A層A1層：腐殖質(zhì)層可分為兩個亞層。A11層：聚積過程占優(yōu)勢（當(dāng)然也有淋溶作用）、顏色較深的腐殖質(zhì)層。A12層：顏色較淺的腐殖質(zhì)層。A2層：灰化層，主要通過淋溶作用形成3）AB層：腐殖質(zhì)層和淀積層的過渡層。4）B層：淀積層，里面含有由上層淋洗下來的物質(zhì)，所以一般較堅實。據(jù)發(fā)育程度的不同12345678可分為B1、B2、B3等亞層。5）BC層：淀積層和母質(zhì)層的過渡層。6）G層：潛育層。7）C層：母質(zhì)層。據(jù)鹽的不同有：CC層：母質(zhì)層中有碳酸鹽的聚積層；CS層：母質(zhì)層中有硫酸鹽的聚積層。8）D(R)層：母巖層。ps:根據(jù)土壤剖面發(fā)育的程度不同可以有不同的土壤類型。上面介紹的模式剖面，在實際工作中，往往不會出現(xiàn)那么多的層次，而且層次間的過渡情況也會各有不同，有的層次明顯，有的不明顯，有的是逐漸的。層次間的交線有平直的、曲折的、帶狀的、舌狀的等多種形式。3耕作土壤人類生產(chǎn)活動和自然因素的綜合作用，使耕作土壤產(chǎn)生層次分化。典型的耕作土壤剖面層次，從上到下大體可以分為三層：表土層，心土層和底土層。1）表土層可分為兩層：耕作層：受耕作、施肥、灌溉影響最強烈的土壤層，厚度一般約20厘米左右；耕作層易受生產(chǎn)活動和地表生物、氣候條件的影響，一般疏松多孔，干濕交替頻繁，溫度變化大，通透性良好，物質(zhì)轉(zhuǎn)化快，含有效態(tài)養(yǎng)分多；根系主要集中分布于這一層中，一般約占全部根系總量的60%以上。犁底層：位于耕作層之下，厚約6-8厘米。典型的犁底層很緊實，孔隙度小，非毛管孔隙（大孔隙）少，毛管孔隙（小孔隙）多，所以通氣性差，透水性不良，結(jié)構(gòu)常呈片狀，甚至有明顯可見的水平層理。這是經(jīng)常受耕畜和犁的壓力以及通過降水，灌溉使粘粒沉積而形成的。2）心土層位于犁底層以下，厚度約為20-30厘米，該層也能受到一定的犁、畜壓力的影響而較緊實，但不象犁底層那樣緊實。在耕作土壤中，心土層是起保水保肥作用的重要層次，是生長后期供應(yīng)水肥的主要層次。在這一層中根系的數(shù)量約占根系總量的20-30%。3）底土層在心土層以下，一般位于土體表面50-60厘米以下的深度。此層受地表氣候的影響很少，同時也比較緊實，物質(zhì)轉(zhuǎn)化較為緩慢，可供利用的營養(yǎng)物質(zhì)較少，根系分布較少。一般常把此層的土壤稱為生土或死土二土壤剖面形態(tài)特征土壤形態(tài)即土壤的外部特征。在土壤形成以后，各土層在組成和性質(zhì)上是不相同的，所以反映在剖面形態(tài)特征上，各層也是有差別的。土壤重要的形態(tài)特征有：顏色、結(jié)構(gòu)、質(zhì)地、堅實度、孔隙、濕度、新生體、侵入體、動物孔穴等。三土壤剖面調(diào)查1、目的：了解土壤肥力狀況了解土壤發(fā)生、發(fā)育土壤分類土壤污染——環(huán)境背景值2、土壤剖面地點選擇土壤剖面地點選擇的關(guān)鍵是代表性，應(yīng)注意以下幾點：1、地面景觀上具有代表性2、避免人為擾動3、自然斷面可作參考，但不能作正式的土壤剖面4、山地應(yīng)平行于等高線，無林地應(yīng)使觀察面向陽3、土壤剖面的挖掘1、規(guī)格:寬1.0～1.5m，長2m左右，為便于觀察時上下，需挖成逐級臺階式。2、注意事項：剖面必須垂直表土與底土分別堆放于土坑兩側(cè)一旦選定剖面，觀察面上方禁止擾動觀察完成后需回填4土壤剖面樣品采集1)土壤分析樣品的采集在觀察和記錄完土壤剖面資科后，如需進一步作精確的實驗分析，則要采集土壤分析樣品。采樣時應(yīng)由下向上逐層采集，采集的部位應(yīng)位于各層的中間位置。每層土壤納采1kg左右。裝入布袋或塑料袋中。并應(yīng)填寫一式三份標簽，一份放于袋中，一份掛于袋外，一份存根備查、然后將同一剖面的土袋拴在一起，以免混亂（樣品運回室內(nèi)后要倒出風(fēng)干，以防變霉）。2）土盒標本采集采集土盒標本主要是為了一般展示和作土壤剖面的對比。土盒標本的采集也是由下往上的順序逐層采集。并且也是采集土層的中間部位。采集后分裝于特制的有機玻璃土盒（圖6.4）的相應(yīng)各層中，注意不要將各層土壤相混（裝入某層時最好遮住其他格子）。不要用力按壓，以免破壞原土的結(jié)構(gòu)特性。第二章土壤生物與土壤有機質(zhì)第一節(jié)土壤生物一、植物根系1、根的種類根是從植物根基發(fā)出的，依據(jù)其延伸的方向，可分為：水平根、垂直根、斜生根、下垂根、下斜根2、根系的種類根系是單株植物全部的根總稱為根系,可分為:垂直狀根系：垂直根發(fā)達；油松、栓皮櫟輻射狀根系：沒有垂直主根,初生或次生的自由電子根由根莖向四周延伸扁平狀根系:側(cè)根沿水平方向發(fā)展,不具垂直主根串聯(lián)狀根系：變態(tài)的地下莖,如竹類須狀根系：主根不發(fā)達,從莖的基部生長出許多粗細相似的須狀不定根3．根系對土壤耕作的影響1、根系對土壤物理性狀的影響：增加土壤的孔隙度改善土壤的結(jié)構(gòu)改善土壤的通氣性，透水性2、根系對土壤化學(xué)性狀的影響：增加土壤的有機質(zhì)，分泌有機物質(zhì)，改變酸度3、根系對土壤生物方面的影響：在土壤表面增加土壤微生物，增加土壤養(yǎng)分的釋放，加強氨化作用，微生物活動產(chǎn)生生長素，刺激根系生長。二、土壤動物1、土壤動物的種類（1）以植物為食的大型動物：小哺乳動物（松鼠、老鼠、田鼠）、昆蟲（螞蟻、甲蟲、蠐螬、蝗蟲）、螨類、蚯蚓（2）食肉性的大型動物：鼴鼠、螞蟻、蜈蚣、蜘蛛等（3）微形的：線蟲、原生動物、輪蟲2、蚯蚓的作用促進有機質(zhì)的腐殖質(zhì)化以及土壤結(jié)構(gòu)體的形成。土壤中蚯蚓數(shù)量是評價土壤肥力高低的一個指標。三、土壤微生物土壤微生物包括：細菌、真菌、放線菌和藻類特點：在土壤中數(shù)量高，繁殖快。作用：影響土壤的形成和發(fā)育、有機質(zhì)的礦化和腐殖化、養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化和循環(huán)、氮素的生物固定、植物的根部營養(yǎng)等1、細菌土壤細菌占土壤微生物總數(shù)的70~90%。個體小，代謝強，繁殖快，是土壤中最活躍的因素。土壤中細菌的生理類群：A)碳水化合物分解細菌——分解糖、淀粉、纖維素等；B)氨化細菌——有機含N化合物中的N素，通過氨化細菌的作用轉(zhuǎn)化形成氨；C)硝化細菌——氨經(jīng)硝化細菌作用轉(zhuǎn)化為亞硝酸，然后轉(zhuǎn)化為硝酸。D)反硝化細菌——硝態(tài)氮在反硝化細菌作用下，使硝酸還原成還原態(tài)氮。2、真菌真菌的數(shù)量小，但生物量大，在森林土壤和酸性的環(huán)境中，真菌是分解土壤有機質(zhì)的主要微生物類群。根據(jù)真菌的營養(yǎng)過程將真菌分為三類：寄生真菌：引發(fā)植物的病害；腐生真菌：分解有機殘體；共生真菌：與植物體共生，也叫菌根菌。3、放線菌：屬單細胞微生物，在土壤中以菌絲體存在.由放線菌產(chǎn)生的抗生素有2000種，在臨床和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上有使用價值的有數(shù)十種。鏈霉素，土霉素，金霉素，慶大霉素，卡那霉素，春雷霉素，滅瘟素等。“5406”抗生菌肥料，屬于放線菌肥料。另外，放線菌能產(chǎn)生各種酶和維生素，在污水處理，石油脫蠟等方面有很大的用途。4、藻類土壤藻類是土壤生物的先行者，可通過光能自養(yǎng)的能力。成為土壤上最先有機物質(zhì)制造者之一?；牡睾透稍锏纳衬寥乐械母迟|(zhì)多來自土壤藻類。它們主要生活在土壤表層。地表藻類能夠和土壤顆粒粘結(jié)在一起，增加土壤表面的強度，可使土壤侵蝕明顯減輕。另外藍綠藻可固定N素。四、幾種重要的土壤生物學(xué)現(xiàn)象1、根際與根際效應(yīng)根際：就是植物根與土壤的交界面，目前根際的范圍并不十分明確?，F(xiàn)一般是距根面1—4毫米厚的土壤范圍內(nèi)。在根際土壤中，根系除直接吸收養(yǎng)分外，還將各種有機和無機物釋放到這部分土壤中，如碳水化合物、氨基酸、腐殖酸等，使得根際土壤中的營養(yǎng)物質(zhì)比根外土壤豐富。根際效應(yīng)：根際土壤的營養(yǎng)物增加，使根際土壤的微生物大量繁殖，這種現(xiàn)象稱為根際效應(yīng)。2、生物固氮生物固氮是在常溫、常壓下，通過固氮生物體內(nèi)固氮酶的作用，將游離氮素轉(zhuǎn)變成氨的過程。固氮的微生物：70多個屬。主要為細菌、放線菌和藍、綠藻類。生產(chǎn)應(yīng)用：在綠地建植中，要適當(dāng)培植一些共生固氮植物，適當(dāng)進行根瘤菌接種。第二節(jié)土壤有機質(zhì)的來源、組成和類型一、土壤有機質(zhì)的來源1）植物殘體2）動物、微生物殘體3）動物、植物、微生物的排泄物和分泌物4）人為施入土壤中的各種有機肥二、土壤有機質(zhì)的化學(xué)組成進入土壤的有機物質(zhì)按其有機化學(xué)組成可分為1、單糖與有機酸2、多糖類3、木質(zhì)素4、單寧、樹脂、脂肪、蠟質(zhì)5、含氮化合物（蛋白質(zhì)及其衍生物）6、灰分物質(zhì)Ca、Mg、K、Na、Si、P、S、Fe、AL、Mn，以及微量元素I、Zn、Mo、B等。其中以Si、Ca、K、Al為最多。三、有機質(zhì)的類型土壤有機質(zhì)包括兩大類1、非特殊性土壤有機質(zhì)，即為動植物殘體及其分解的中間產(chǎn)物如有機酸、蛋白質(zhì)、糖類等等。2、特殊性土壤有機質(zhì)，即土壤腐殖質(zhì)，它是動植物殘體通過微生物作用轉(zhuǎn)化合成的土壤中特有的有機化合物，并沒有在植物體中存在。第三節(jié)土壤有機質(zhì)的轉(zhuǎn)化土壤有機質(zhì)在水分、空氣、土壤動物、土壤微生物等的作用下發(fā)生極其復(fù)雜的變化過程。其轉(zhuǎn)化過程包括兩個方面：一是土壤有機質(zhì)的礦質(zhì)化過程，復(fù)雜的有機質(zhì)經(jīng)過微生物的分解作用，最終生成簡單的無機物質(zhì)如二氧化碳、水、無機離子等。另一個是腐殖質(zhì)化過程，有機質(zhì)經(jīng)過微生物的深刻改造后成為另一類特殊的高分子含氮有機質(zhì)---腐殖質(zhì)一、土壤有機質(zhì)的礦質(zhì)化過程復(fù)雜的有機質(zhì)經(jīng)過微生物的分解作用，最終形成簡單的無機物質(zhì)如水、二氧化碳、硫酸鹽、硝酸鹽等就是有機質(zhì)的礦質(zhì)化過程1、單糖的分解：在有氧條件下徹底分解，形成二氧化碳和水，在缺氧條件下，形成有機酸類的中間產(chǎn)物，并產(chǎn)生甲烷及氫氣等。2、纖維素的分解：首先分解為單糖，然后進一步分解。3、含氮有機質(zhì)的分解：主要是蛋白質(zhì)的分解，是土壤氮素循環(huán)的主要過程。包括4個過程：（1）水解過程：蛋白質(zhì)在水解酶作用下分解成簡單的氨基酸；（2）氨化作用：在氨化細菌作用下，有機態(tài)氮變成無機態(tài)氮即氨或銨的過程。（3）硝化作用：氨在微生物作用下，經(jīng)過亞硝酸的中間階段，進一步氧化為硝酸。需在有氧條件下進行。（4）反硝化作用：在厭氣條件如水淹、有機質(zhì)含量過高情況下。硝態(tài)氮在反硝化細菌作用下，轉(zhuǎn)化為還原態(tài)氮如氨、NO、N2、HNO等。4、有機態(tài)P的分解：含磷的有機物在磷細菌的作用下，經(jīng)過水解過程形成磷酸（H3PO4）。在嫌氣條件下，許多微生物引起磷酸還原，產(chǎn)生亞磷酸或次磷酸。在有機質(zhì)豐富時，進一步還原為磷化氫。5、含S有機物的轉(zhuǎn)化與有機含氮化合物的轉(zhuǎn)化過程相似。含S有機物在腐解作用下產(chǎn)生的硫化氫，在通氣良好時，在硫細菌作用下氧化形成硫酸。硫酸在不良通氣條件下發(fā)生反硫化作用，形成硫化氫，對植物產(chǎn)生毒害。二、土壤有機質(zhì)的腐殖化過程有機質(zhì)分解過程中的中間產(chǎn)物，在微生物的作用下，經(jīng)過生物化學(xué)過程，合成的一種暗色的含N的、穩(wěn)定的、復(fù)雜的高分子化合物（腐殖質(zhì)），這一過程就是腐殖化過程。第一階段：微生物將動植物殘體轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)組成的簡單的有機化合物，如多元酚、氨基酸等。第二階段：在微生物的作用下，含N的有機化合物縮合成腐殖質(zhì)。三、影響有機質(zhì)轉(zhuǎn)化的因素1、有機殘體的物理狀態(tài)：一般情況下，多汁幼嫩新鮮的綠肥易分解。2、有機殘體的化學(xué)成分。一般情況下，闊葉比針葉快；葉片比殘根快，豆科比禾本科快。3、有機殘體的碳氮比用C/N表示。微生物分解需有機質(zhì)的C/N為25：1左右。如有機殘體C/N小于25：1，微生物積極分解有機質(zhì)，如大于25：1，則微生物細胞合成受氮素限制，有機殘體分解較慢。4、外界條件外界條件通過制約微生物的活動，而影響有機質(zhì)的轉(zhuǎn)化。1、最適溫度：20～30度。2、濕度和通氣狀況：在田間持水量的60%最好。3、土壤pH：細菌最適pH6.5—7.5，放線菌中性到弱堿性，真菌酸性到中性條件第四節(jié)土壤腐殖質(zhì)一、土壤腐殖質(zhì)的分組二、土壤腐殖質(zhì)的性質(zhì)1、物理性質(zhì)(1)是一種復(fù)雜的抗分解性強的棕色或暗棕色無定形有機膠體。(2)分子量大。700-2550。(3)比表面積（2000m2/g）和吸附量（150-300cmol/kg）大。腐殖質(zhì)可從大氣中吸收其自身重量80-90%的水分，最大可吸收水的重量達其本身重的500%，粘粒只能吸收15-20%。2、化學(xué)性質(zhì)腐殖質(zhì)是由C、H、O、N、S、P等元素組成。主要功能團：-COOH，酚羥基，羥基，-NH2等，還有與芳香核有聯(lián)系的肽和糖類等支鏈。顏色：胡敏酸棕色到黑色，富里酸黃色。分子量：700-2550，胡敏酸大，富里酸小。水溶解度：胡敏酸不溶或難溶，富里酸溶于水胡敏酸一價鹽溶于水，二價或三價鹽不溶于水，富里酸都溶。第五節(jié)土壤有機質(zhì)的作用與調(diào)節(jié)一、土壤有機質(zhì)的作用1、是植物營養(yǎng)的主要來源有機質(zhì)含有極為豐富的氮、磷、鉀和微量元素。分解后產(chǎn)生的二氧化碳是供給植物的碳素營養(yǎng)。2、刺激根系的生長腐殖質(zhì)物質(zhì)以很稀的濃度以分子態(tài)進入到植物體，可刺激根系的發(fā)育，促進植物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。3、腐殖質(zhì)可改善土壤的物理狀況促進土壤團粒結(jié)構(gòu)的形成，是良好的土壤膠結(jié)劑。4、腐殖質(zhì)具有高度保水、保肥能力和緩沖性腐殖質(zhì)是一種土壤膠體，有巨大的比表面積，有巨大的吸收代換能力。腐殖質(zhì)的吸水率是粘土顆粒吸水率的十幾到二十倍。腐殖質(zhì)鹽類具有兩性膠體的作用，有很強的緩沖酸堿變化的能力5、腐殖質(zhì)具有絡(luò)合作用腐殖質(zhì)能和磷、鐵、鋁離子形成絡(luò)合物或螯合物，避免難溶性磷酸鹽的沉淀，提高有效養(yǎng)分的數(shù)量。6、促進微生物的活動為微生物提供營養(yǎng)物質(zhì)。7、提高土壤溫度的作用有機質(zhì)為暗色物質(zhì)，一般是棕色到黑褐色，吸熱能力強，可改善土壤熱狀況。8、土壤有機物在生態(tài)環(huán)境上的作用1）有機質(zhì)可降低或延緩重金屬污染2）有機質(zhì)對農(nóng)藥等有機污染物具有固定作用3）有機質(zhì)對全球碳平衡的影響。二、土壤有機質(zhì)的調(diào)節(jié)1、增施有機肥料：草炭（泥炭）、草屑、作物秸桿、糞肥、廄肥、綠肥、堆肥、漚肥。2、調(diào)節(jié)有機質(zhì)的分解速率。通過澆水、翻土措施。調(diào)節(jié)土壤的溫度、濕度、通氣等，調(diào)節(jié)有機質(zhì)的積累和分解。另外可以通過施加N肥來改變土壤中的C/N比來調(diào)節(jié)有機質(zhì)分解速率。有機肥料概述一、有機肥料的定義廣義：含有有機質(zhì)，既能為農(nóng)作物提供各種有機、 無機養(yǎng)分，又能培肥土壤的一類肥料狹義：農(nóng)村中利用各種有機物質(zhì)就地積制或直接耕埋施用的一類自然肥料(農(nóng)家肥)二、有機肥料的特點1.來源廣2.含有機質(zhì)3.完全肥料4.肥效緩長5.養(yǎng)分含量少（用量大）三、有機肥料的分類1.糞尿肥：人糞尿、畜糞尿、禽糞、廄肥等2.堆漚肥：秸稈還田、堆肥、漚肥和沼氣池肥3.綠肥：野生綠肥和栽培綠肥4.雜肥：城市垃圾、泥炭、腐殖酸類肥料、油粕類肥料、污水污泥等有機肥料與化學(xué)肥料性質(zhì)和特點的比較有機肥料含有一定數(shù)量的有機質(zhì)，有顯著的改土作用養(yǎng)分種類多，但含量低供肥時間長，但肥效緩慢既能促進作物生長，又能保水保肥，有利于化學(xué)肥料發(fā)揮作用化學(xué)肥料不含有機質(zhì)，只供給礦質(zhì)養(yǎng)分，沒有直接的改土作用養(yǎng)分含量高，但種類較單一供肥強度大，肥效快，但肥效不持久養(yǎng)分雖豐富，但某些養(yǎng)分易揮發(fā)、淋失或發(fā)生強烈的固定作用有機肥料與無機肥料配合施用的好處：1.有機肥料和無機肥料所含養(yǎng)分的種類和含量個不相同，能互補長短2.有機肥料和無機肥料的肥效快慢、長短各異，能相互禰補3.有機肥料和無機肥料配合，能培肥改土，協(xié)調(diào)天然養(yǎng)分供應(yīng)第三章土壤物理性質(zhì)第一節(jié)土壤質(zhì)地一、土壤單粒與粒級1、單粒的基本概念相對穩(wěn)定的土壤礦物質(zhì)的基本顆粒，不包括有機質(zhì)單粒。注意：單粒并不是我們所見到的各種土團。土團是由若干個單粒團聚而成的。2、粒級：把土壤單粒，按一定的直徑范圍，劃分為若干組合，這些組合就叫土壤粒級。3、我國的粒級分級制（1）前蘇聯(lián)卡慶斯基制土粒分級（簡明系統(tǒng)）把0.01mm作為土粒劃分的界限。直徑1-0.01mm的顆粒，稱為物理性砂粒；而<0.01mm的顆粒，稱為物理性粘粒。（2）我國第二次全國土壤普查采用的標準2-0.2mm為粗砂粒0.2-0.02mm為砂粒0.02-0.002mm為粉砂粒<0.002mm為粘?；九c目前國際標準相一致。（3）土壤科研工作中常用的分級標準(1995年制訂)2～1mm極粗砂；1～0.5mm粗砂；0.5～0.25mm中砂；0.25～0.10mm細砂；0.10～0.05mm極細砂；0.05～0.02mm粗粉粒；0.02～0.002mm細粉粒；小于0.002mm粘粒。4、各粒級的主要特性各國粒級劃分在名稱上可歸納為石礫、砂粒、粉粒和粘粒四大粒級組。1、石礫。多為巖石碎塊。2、砂粒。常以單粒存在。主要成分為石英或礦物顆粒。通透性好、保水肥能力差。礦質(zhì)養(yǎng)分含量低。（3）粉粒：和砂粒相比，它的比表面積大，保水性加強，透水性減弱。礦質(zhì)營養(yǎng)較砂粒高。（4）粘粒：多呈片狀，常以復(fù)粒存在，具很強的粘性、可塑性，但通透性差，保水保肥能力很強，礦質(zhì)養(yǎng)分含量豐富。二、土壤的機械組成與土壤質(zhì)地1、土壤的機械組成又叫土壤的顆粒組成，土壤中各種粒級所占的重量百分比。如在某一土壤中，2-0.2mm粗砂粒含量為5%，0.2-0.02mm砂粒含量為20%，0.02-0.002mm粉砂粒的含量為40%，請計算<0.002mm粘粒的含量。2、土壤質(zhì)地：就是將土壤的顆粒組成區(qū)分為幾種不同的組合，并給每個組合一定的名稱。這種分類命名稱為土壤質(zhì)地。如：砂土、砂壤土、輕壤土、中壤土、重壤土、粘土等三、主要的土壤質(zhì)地分類系統(tǒng)1、國際三級制，根據(jù)砂粒(2-0.02mm)、粉砂粒(0.02mm-0.002mm)和粘粒(<0.002mm)的含量確定。三角坐標圖。2、簡明系統(tǒng)二級制，根據(jù)物理性粘粒的數(shù)量確定。在我國較常用。把0.01mm作為土粒劃分的界限。直徑1-0.01mm的顆粒，稱為物理性砂粒；而<0.01mm的顆粒，稱為物理性粘粒。3、石礫性土壤質(zhì)地分類標準：結(jié)合我國土壤的特點，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，對石礫含量較高的土壤制定了石礫性土壤質(zhì)地分類標準。將礫質(zhì)土壤分為無、少和多礫質(zhì)三級，可在土壤質(zhì)地前冠以少礫質(zhì)或多礫質(zhì)的名稱不同土壤質(zhì)地分類系統(tǒng)中土壤質(zhì)地名稱并不十分一致。砂土、砂壤土、輕壤土、中壤土、重壤土、粘質(zhì)壤土、粘土等?？蓺w納為三大質(zhì)地組：砂土、壤土和粘土。四、土壤質(zhì)地對土壤肥力的影響從兩個方面來論述1、土壤質(zhì)地與土壤營養(yǎng)條件的關(guān)系肥力性狀砂土壤土粘土保持養(yǎng)分能力小中等大供給養(yǎng)分能力小中等大保持水分能力小中等大有效水分含量少多中-少2、土壤質(zhì)地與環(huán)境條件的關(guān)系肥力性狀砂土壤土粘土通氣性易中等不易透水性易中等不易增溫性易中等不易另外，土壤中石礫對土壤肥力有一定的影響。五、簡易土壤質(zhì)地測定方法砂土：能見到或感覺到單個砂粒。干時抓在手中，稍松開后即散落；濕時可捏成團，但一碰即散。砂壤土：干時手握成團，但極易散落；潤時握成團后，用手小心拿不會散開。壤土：干時手握成團，用手小心拿不會散開；潤時手握成團后，一般性觸動不至散開。粉壤土：干時成塊，但易弄碎；濕時成團或為塑性膠泥。濕時以拇指與食指撮捻不成條，呈斷裂狀。粘壤土：濕土可用拇指與食指撮捻成條，但往往受不住自身重量。粘土：干時常為堅硬的土塊，潤時極可塑。通常有粘著性，手指間撮捻成長的可塑土條。六、土壤質(zhì)地改良（一）不良土壤質(zhì)地的缺點粘質(zhì)土：粘重緊實、通透性差，早春土溫不易升高，稱“冷性土”。早春不利于播種出苗，在起苗時容易斷根。砂質(zhì)土：養(yǎng)分含量低，保肥性差，在炎熱季節(jié)可導(dǎo)致幼苗“灼傷”、失水，肥料濃度過高易“燒苗”。渣礫質(zhì)土壤也有嚴重的土壤肥力缺陷。（二）粘重土壤的改良1、摻沙子或砂土－最根本方法。改良前，應(yīng)先測定土壤的機械組成，計算摻沙(砂)量。河沙(0.5－0.1mm)最好。風(fēng)積沙，應(yīng)去除>2mm的部分。海岸沙，應(yīng)將鹽分洗掉。2、翻砂壓淤。在沖積母質(zhì)中，粘土層的下面有砂土層(腰砂)，可采用深翻措施。3、引洪漫沙4、施用膨化巖石類。珍珠巖、膨化頁巖、巖棉、陶粒、浮石、硅藻土等。5、施有機肥。（三）砂質(zhì)土壤的改良1、摻入粘土、河泥、塘泥等。2、翻淤壓砂。3、引洪放淤。4、施用腐熟的細質(zhì)有機肥、泥炭。5、翻壓綠肥。（四）渣礫質(zhì)土壤的改良1、對耐旱的樹木、灌木，渣礫含量<30%時，可以不改良。2、栽花、種草時，大的渣礫應(yīng)盡量挖走。必要時要過篩，去除渣礫。3、渣礫過多如超過50%時，植物無法生長，應(yīng)摻土或采用換土的方法。第二節(jié)土壤結(jié)構(gòu)一土壤結(jié)構(gòu)土壤顆粒的排列方式及由此而表現(xiàn)的結(jié)構(gòu)體形式?！巴寥澜Y(jié)構(gòu)”實際有兩個方面的意義：土壤結(jié)構(gòu)體；土壤結(jié)構(gòu)性。土壤結(jié)構(gòu)體：由于種種原因土粒相互團聚成形狀、大小、數(shù)量和穩(wěn)定程度都不同的土團、土塊或土片，稱為“土壤結(jié)構(gòu)體”。穩(wěn)定程度包括：水穩(wěn)性、力穩(wěn)性、生物穩(wěn)定性。土壤結(jié)構(gòu)性：由土壤結(jié)構(gòu)體的種類、數(shù)量（尤其是團粒結(jié)構(gòu)的數(shù)量）及結(jié)構(gòu)體內(nèi)外的孔隙狀況等產(chǎn)生的綜合性質(zhì)。二土壤結(jié)構(gòu)體的分類塊狀:形狀不規(guī)則，表面不平整，裂面與棱角不明顯直徑/厚度（mm）＞5核狀:形狀大致規(guī)則，裂面較平滑，棱角明顯直徑/厚度（mm）＞5粒狀:形狀:大致規(guī)則，近圓形，表面粗糙或平滑直徑/厚度（mm）＜5團粒狀:形狀近圓形，表面平滑，大小均勻直徑/厚度（mm）:＜5柱狀:形狀規(guī)則，具明顯的光滑垂直側(cè)面，橫斷面形狀不規(guī)則棱柱狀:表面平整光滑，棱角尖銳，橫斷面略呈三角形板狀:有水平發(fā)育的節(jié)理平面,厚度＞3（mm）片狀:有水平發(fā)育的節(jié)理平面,厚度＜3（mm）單粒:土粒不膠結(jié)，呈分散單粒狀三土壤結(jié)構(gòu)形成的因素1、足夠小的顆粒直徑土粒愈細，土壤總體粘結(jié)力愈大2、土粒間聚合的陽離子能力Fe3＋>Al3＋>Ca2＋>Mg2＋>H＋>NH4＋>K＋>Na＋3、膠結(jié)物質(zhì)簡單的無機膠體如含水的氧化鐵、氧化鋁、氧化硅等有機質(zhì)、腐殖質(zhì)如多糖（線性的高分子聚合體）葡萄糖、胡敏酸等4、外力的推動作用主要是促使較大土壤顆粒破碎成細小顆粒，同時促進小顆粒之間的粘結(jié)。土壤生物：根系的生長(穿插、擠壓、分泌物及根際微生物)、動物的活動；大氣變化：干濕、凍融交替；人為活動：耕作、施肥。四、土壤結(jié)構(gòu)與土壤肥力1、具有團粒結(jié)構(gòu)或粒狀的土壤，透氣性、滲水性和保水性好，有利于根的生長。2、土壤結(jié)構(gòu)可以改變質(zhì)地對土壤孔隙的影響。質(zhì)地為砂土、砂壤土、輕壤土的土壤，土壤結(jié)構(gòu)的影響較小；而質(zhì)地為粘土、重壤土、中壤土或沉積緊實的砂土，土壤結(jié)構(gòu)的影響較大。五、土壤結(jié)構(gòu)的改良1、不良的土壤結(jié)構(gòu)塊狀結(jié)構(gòu)：漏風(fēng)、跑墑、壓苗、妨礙根系穿插；片狀結(jié)構(gòu)：通透性差、易滯水，扎根阻力大；散砂結(jié)構(gòu)：漏水漏肥、貧瘠易旱，水蝕嚴重。2、創(chuàng)造土壤團粒結(jié)構(gòu)的措施合理的耕作。一般土壤外白(干)、里暗(濕)，或干一塊、濕一塊呈花臉時為宜耕；用手摸時，當(dāng)捏不成團，手松不粘手，落地即散時為宜耕期。合理灌溉。噴灌、滴灌好，避免大水漫灌、太急的噴灌等不良方式。圍欄保護。避免人為的踐踏，通過生物措施改良。深翻施用有機肥。施用結(jié)構(gòu)改良劑。人工提取或人工合成的高分子有機化合物。第三節(jié)土壤孔性一、土粒密度1、概念單位體積的土壤固體物質(zhì)質(zhì)量，稱為土粒密度(g/cm3)。2、影響因素土壤礦物質(zhì)的種類、數(shù)量以及有機質(zhì)的含量(腐殖質(zhì)較小，在1.25-1.40之間)3、一般土壤的土粒密度平均值2.65g/cm3。二、土壤容重(土壤密度)1、概念單位體積原狀土壤(田間自然狀態(tài)下)烘干土的質(zhì)量(g/cm3)。2、影響因素土壤質(zhì)地、礦物質(zhì)／有機質(zhì)含量和孔隙狀況一般礦質(zhì)土壤的容重為1.33g/cm33、容重的用途計算題：一畝地，耕層深度為20cm，土壤容重為1.15g/cm3，土粒密度為2.65g/cm31)計算耕層土重和總孔隙度?？偪紫抖龋篜=(1-容重/土粒密度)*1002)經(jīng)測定，土壤有機質(zhì)含量為2%，計算土壤有機質(zhì)的重量。三、土壤孔隙狀況1、定義單位原狀土壤體積中土壤孔隙體積所占的百分率?？偪紫抖炔恢苯訙y定，而是計算出來?？偪紫抖?=(1-容重/土粒密度)*1002、孔隙的類型(1)非毛管孔隙：孔隙直徑>0.02mm，水受重力作用自由向下流動，植物幼小的根可在其中順利伸展，氣體、水分流動；通氣孔隙(2)毛管孔隙：孔隙直徑0.02-0.002mm，毛管力發(fā)揮作用，植物根毛可伸入，同時可以保存水分，水分可以被植物利用；持水孔隙(3)非活性毛管孔隙：<0.002mm，即使細菌也很難在其中居留，這種孔隙的持水力極大，水分移動的阻力很大，水分不能被植物利用（有效水分含量低）。無效孔隙3、適宜的土壤孔隙狀況土壤中大小孔隙同時存在，土壤總孔隙度在50%左右，而毛管孔隙在30-40%之間，非毛管孔隙在20-10%，非活性毛管孔隙很少，則比較理想；若總孔隙大于60-70%，則過分疏松，難于立苗，不能保水；若非毛管孔隙小于10%，不能保證空氣充足，通氣性差，滲水性也差。計算題：若1000m2地的耕層深度為20cm，土壤容重為1.15g/cm3，試求：1）這塊地耕層土壤的總孔隙度是多少？2）耕層總土重是多少？3）已知現(xiàn)有土壤含水量（烘干基）是5%，要求灌水后達25%，則應(yīng)灌多少水？4）若測定土壤的有機質(zhì)含量為2%，則這塊地含有多少有機質(zhì)？第四章土壤水、空氣和熱量第一節(jié)土壤水一、土壤水分的類型：1、吸濕水土壤顆粒具有吸收空氣中水氣分子的能力，土壤以這種方式所吸著的水，稱為吸濕水。決定其大小因素：土壤顆粒大小、空氣相對濕度一般地：砂土<1%砂壤土1~1.5%輕壤土1.5~2%中壤土2~3%重壤土3~5泥炭土18%內(nèi)層有幾十到上百萬帕，外層有3141.08（>1520）kPa，故無效。2、膜狀水概念：土粒吸足了吸濕水后，還有剩余的吸引力，可吸引一部分液態(tài)水成水膜狀附在土粒表面，這種水分稱為膜狀水性質(zhì)：重力不能使膜狀水移動，但其自身可從水膜較厚處向水膜較薄處移動，植物可以利用此水。但由于這種水的移動非常緩慢,不能及時供給植物生長需要，當(dāng)植物發(fā)生永久萎蔫時，往往還有相當(dāng)多的膜狀水。3、毛管水當(dāng)把一個很細的管子（毛細管）插入水中后，水分可以上升的較高于水平面，并保持在毛細管中（在介紹土壤孔隙狀況時，我們曾談到毛管孔隙中能夠保存液態(tài)水）。1）概念：毛管水：由于毛管力的作用而保持在土壤中的液態(tài)水。2）性質(zhì)：毛管水可以由毛管力小的方向移向毛管力大的方向，毛管力的大小可用Laplace公式計算：P=2T/r上式中，P為毛管力，（達因/厘米2），T為水的表面張力（達因/厘米），r為毛管半徑（厘米）。3）類型：由于土壤中孔隙系統(tǒng)十分復(fù)雜，毛管水也有多種存在狀態(tài)，簡單分為兩類：毛管懸著水：下雨或灌溉后，由地表進入土壤中、保存在土壤中的毛管水毛管上升水：土壤中受到地下水源支持并上升到一定高度的毛管水。水分分布是在毛管水上升高度范圍內(nèi)由下往上逐漸減少。其大小取決于：地下水水位（地下水位較高，如鹽堿土）毛管孔隙狀況H=75/d4、重力水降水或灌溉后，不受土粒和毛管力吸持，而在重力作用下向下移動的水，稱為重力水。植物能完全吸收重力水，但由于重力水很快就流失（一般兩天就會從土壤中移走），利用率很低。5、地下水在土層或很深的母質(zhì)層中，如果有一個不透水層存在，那么在這層就會聚集起水分，這就是地下水。在干旱條件下，土壤水分蒸發(fā)快，如地下水位過高，就會使水溶性鹽類向上集中，使含鹽量增加到有害程度，即所謂的鹽漬化在濕潤地區(qū)，如地下水位過高，就會使土壤過濕，植物不能生長，有機殘體不能分解，這就是沼澤化二、土壤水分常數(shù)土壤水分常數(shù)：又叫水分特征值，它是一些與植物吸收水分有關(guān)系的數(shù)值。1、吸濕系數(shù)（最大吸濕水量）在相對濕度接近飽和空氣時，土壤吸收水汽的最大量與烘干土重量的百分率。土壤含水量等于吸濕系數(shù)時，水吸力為31個大氣壓，pF=4.52、凋萎系數(shù)當(dāng)植物產(chǎn)生永久凋萎時的土壤含水量。此時土壤水主要是全部的吸濕水和部分膜狀水。土壤含水量等于凋萎系數(shù)時水吸力約為15個大氣壓，pF=4.2凋萎系數(shù)=吸濕系數(shù)*1.343、田間持水量當(dāng)土壤被充分飽和后，多余的重力水已經(jīng)滲漏，滲透水流已降至很低甚至停止時土壤所持的含水量。吸濕水、膜狀水和毛管懸著水的全部，土壤持水的最大可能性，與自然含水量不同。水吸力為0.1~0.2個大氣壓，pF在2~2.5田間持水量=吸濕系數(shù)*2.54、全容水量土壤完全為水所飽和時的含水量，此時土壤水包括吸濕水、膜狀水、毛管水和重力水。水分基本充滿了土壤孔隙，pF=0在自然條件下，水稻土、沼澤土或降雨、灌溉量較大時可達到全容水量。三、土壤水分的有效性1、有效水：能被植物吸收利用的土壤水分。一般說來最大有效含水量（%）=田間持水量—凋萎系數(shù)有效水分含量（%）=自然含水量—凋萎系數(shù)2、土壤水有效性的表示方法土壤水有效性可用土壤水吸力和pF值來表示1）土壤水吸力：土壤水承受一定吸力的情況下所處的能態(tài)在概念上并不是土壤對水的吸力，但在實際應(yīng)用中仍用土壤對水的吸力來表示。用壓力作單位，即大氣壓或厘米水柱高；由于厘米水柱高數(shù)據(jù)太大，用起來不方便，這里采用了pF值，即用厘米水柱高的對數(shù)值來表示2）pF曲線：定義：土壤水吸力和土壤水分含量之間的相關(guān)曲線。性質(zhì)：土壤的水吸力或pF值越大，土壤水所受的吸力也越大，對植物的有效性就越小，當(dāng)土壤對水的吸力超過了植物根系對土壤水的吸力時，即pF值大于4.2時，土壤水分就處于無效狀態(tài)。土壤水由水吸力小向水吸力大的方向流動四、土壤含水量的表示方法自學(xué)要求：1、了解重量含水量和體積含水量及換算關(guān)系2、一切重量含水量的分母都是烘干土重（烘干基）五、土壤水分平衡1、土壤水的運動土壤中存在3種類型的水分運動，即飽和水流、非飽和水流和水汽移動。土壤液態(tài)水運動的動力是水勢梯度，即從較高水勢流向較低水勢；土壤氣態(tài)水的運動的動力是擴散作用。推動力為水勢梯度或溫度梯度溫度梯度作用大于土壤水吸力梯度，故總是由水汽壓高處向水汽壓低處，由溫度高處向溫度低處擴散。當(dāng)水汽由暖處向冷處擴散遇冷時便可凝結(jié)成液態(tài)水，這就是水汽凝結(jié)。導(dǎo)致兩個現(xiàn)象：“夜潮”“凍后聚墑”2土壤水分平衡1）土壤水來源：大氣降水凝結(jié)水地下水人工灌溉2)土壤水的消耗土面蒸發(fā)葉面蒸騰林冠截留地表徑流土內(nèi)下滲3）土壤水分平衡方程△W＝P＋I＋U－E－T－R－In－D△W表示計算時段末與時段初土體儲水量之差，P表示計算時段內(nèi)降水量，I表示灌水量，U表示上行水量，E表示土面蒸發(fā)量，T表示植物液面蒸騰量，R表示地面徑流損失量，In表示內(nèi)植物冠層截留量，D表示下滲水量。六土壤水的測定方法1、洪干法（標準法）2、中子儀法3、時域反射儀（TimeDomainReflectometryTDR）4、張力計、電阻法、石膏法5、壓力膜七土壤水分管理與調(diào)節(jié)一、中耕松土二、鎮(zhèn)壓三、地表覆蓋四、灌溉五、排澇六、森林學(xué)措施第二節(jié)土壤空氣和熱量一、土壤空氣的來源：主要為大氣，其次為土壤動物、微生物及植物根系的活動。二、土壤空氣的組成：1、CO2含量高于大氣2、O2含量低于大氣3、水汽含量高于大氣4、較多的還原性氣體三土壤空氣的運動1、土壤空氣的擴散在氣體壓力梯度下進行氣體交換；2、土壤空氣的對流隨著土壤水分及溫度、氣壓等的變化，土壤空氣整體發(fā)生變化。四土壤熱量的來源太陽輻射微生物活動種子發(fā)芽干土吸水地?zé)嵊绊懸蛩兀旱乩怼⑼寥?、植被第三?jié)土壤水氣熱的調(diào)節(jié)1、土壤孔隙中要么是空氣，要么是土壤水，對于特定的土壤來說，什么是主導(dǎo)因素，取決于土壤的實際狀況。2、土壤水含量不同，導(dǎo)致導(dǎo)熱性和比熱不同，從而影響到土壤溫度狀況，反之，土壤溫度也影響土壤的水分和空氣狀況。3、采取任何耕作措施，都會影響到土壤水分、空氣和熱量等多方面的變化（牽一發(fā)而動全身），因此，要全盤考慮。第五章土壤膠體第一節(jié)土壤膠體概述一、概念具有膠體性質(zhì)的土壤細小顆粒部分(粒徑小于2μm/1μm的土壤固體微粒部分)。二、組成和來源無機膠體：礦質(zhì)粘粒部分有機膠體：腐殖質(zhì)膠體有機-無機復(fù)合膠體：土壤中的腐殖質(zhì)膠體和礦質(zhì)粘粒通過化學(xué)鍵緊密結(jié)合形成來源粘土礦物直接由云母等礦物經(jīng)風(fēng)化或成土作用演變；由礦物的分解產(chǎn)物在一定條件下合成；在一定條件下，由粘土礦物互相演化形成。腐殖質(zhì)膠體：土壤有機質(zhì)經(jīng)微生物的分解和再合成作用形成(微生物的細胞外進行)三、構(gòu)造(一)粘土礦物的晶格構(gòu)造結(jié)晶構(gòu)造，最基本單位是硅氧四面體和鋁水八面體。（1）硅氧四面體硅氧四面體形成的原因：一是硅具有正原子價，而氧具負原子價，二者可相互吸引。二是與原子大小有關(guān)，四個氧原子堆積成四面體時，其間所形成的空隙與硅原子的大小基本相似。（2）鋁氧八面體是由六個氧原子圍繞一個鋁原子構(gòu)成。(3)單位晶層硅片和鋁片以不同的方式化合，形成層狀鋁硅酸鹽的單位晶層。由于硅片和鋁片的配合比例不同，分為1：1型礦物:由一層硅氧片和一層水鋁片疊合而成的,主要為高嶺石類礦物2：1型礦物:由兩層硅氧片中間夾一層水鋁片疊合而成的,主要有蒙脫石、蛭石類、和水云母類（二）腐殖質(zhì)膠體凝膠質(zhì)，呈三維空間網(wǎng)狀構(gòu)造。四、土壤膠體的雙電層構(gòu)造膠核：膠體顆粒的中心部分決定電位離子層：雙電層的內(nèi)層，負電荷補償離子層：雙電層的外層，陽離子(Na+/Ca2+/Mg2+/K+/Al3+等)非活性亞層－緊靠決定電位離子層的那一部分，受強大的凈電引力而失去絕大部分活性活性亞層－擴散層，可與土壤溶液中的其他陽離子發(fā)生代換反應(yīng)，也可直接向稀溶液中擴散。五、土壤膠體的性質(zhì)1.巨大的比表面積和表面能單位質(zhì)量的固體物質(zhì)與液體或氣體之間，全部界面積的總和。單位m2/g能吸附大量的水分子、養(yǎng)分和其他分子態(tài)物質(zhì)。有些微生物也被吸附在表面。2.帶電性和離子吸收代換性能一般情況下，土壤膠體帶負電，可吸附大量的陽離子，且擴散層中的陽離子在一定條件下可以與土壤溶液中的陽離子相互代換。這對養(yǎng)分的供應(yīng)與保存以及土壤的酸堿、緩沖性有重要意義；若土壤膠體帶正電荷，則可吸附陰離子并具有陰離子吸收代換性能。3.分散性和凝聚性土壤膠體可呈溶膠或凝膠狀態(tài),電解質(zhì)是使土壤膠體凝聚的重要因素。凝聚作用對土壤結(jié)構(gòu)的形成極為重要。不同陽離子的凝聚能力：Fe3+>Al3+>>Ca2+>Mg2+>>K+>NH4+>Na+4.物理機械性質(zhì)土壤膠體具有粘結(jié)性、粘著性和可塑性,影響土壤的耕性。六、幾種主要的土壤膠體及性質(zhì)（一）高嶺石（kaolinite）1、分布:是強烈化學(xué)風(fēng)化條件下的產(chǎn)物,比較穩(wěn)定，2、晶格構(gòu)造：是二層型（1：1）粘土礦物，硅酸鹽層之間由氫鍵連接，作用力很強，間隙小，水分子或其他離子很難進入層間。3、比表面積：高嶺石比表面積較小，僅為5～20m2/g。只有外表面，沒有內(nèi)表面，無脹縮性.4、帶電性：（1）帶電原因：一部分電荷是晶格破裂產(chǎn)生的；另外晶格表面的—OH和—OH2在土壤呈強堿性條件下，釋放出氫質(zhì)子，導(dǎo)致高嶺石帶負電荷。這種電荷稱可變電荷。（2）帶電量的多少高嶺石所帶電荷數(shù)量較少。（二）伊利石1、分布：主要分布在干旱半干旱地區(qū)。2、晶格構(gòu)造：屬三層型（2：1）粘土礦物，硅酸鹽層間由鉀離子連接，晶格距離比較穩(wěn)定。3、比表面積：晶格的邊緣具有脹縮性，比表面積為100m2/g，其中的外表面小，內(nèi)表面比大；4、帶電性：伊利石帶有的電荷是由同晶代換產(chǎn)生的。其中有一部分負電荷被鉀離子中和，伊利石的帶電量比高嶺石多。（三）蒙脫石1、分布：主要分布在干旱和半干旱地區(qū)的土壤中。2、晶格構(gòu)造：屬三層型（2：1）粘土礦物，硅酸鹽層之間由鈣離子和鎂離子連接。3、比表面積：硅酸鹽層之間全部脹縮性，內(nèi)表面積非常大，比表面積為800m2/g；4、帶電性：帶有的電荷是由同晶代換產(chǎn)生的，帶電量比伊利石多。(四）含水氧化物1、含水氧化物的種類：包括非晶質(zhì)的硅酸和含水氧化鐵或氧化鋁。2、硅酸的帶電性：非晶質(zhì)的硅酸是各種鋁硅酸鹽經(jīng)過化學(xué)風(fēng)化過程的最后產(chǎn)物，其所帶電荷是由H+解離產(chǎn)生的。3、含水氧化鐵或氧化鋁的種類有褐鐵礦、赤鐵礦、針鐵礦、水鋁石和三水鋁石。它們均屬兩性膠體，所帶電荷隨pH值變化有很大不同，在溶液偏酸時，解離出—OH—，成為(OH)2+帶正電。在溶液偏堿時，解離出H+，成為(OH)2O—帶負電。（五）腐殖質(zhì)膠體1、結(jié)構(gòu)：高分子有機化合物，呈球形，具三維空間的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。2、帶電性：負電荷主要是由羧基和酚羥基解離的氫離子引起，與pH相關(guān)；3、腐殖質(zhì)膠體中的NH2可接受氫離子，導(dǎo)致腐殖質(zhì)膠體帶正電荷第二節(jié)土壤陽離子交換一、土壤陽離子交換過程土壤膠體表面吸附的陽離子，在一定條件下，與土壤自由溶液中的陽離子進行互相取代的過程。參與土壤交換過程的陽離子稱為交換性陽離子。特點：可逆反應(yīng)陽離子交換作用按等當(dāng)量數(shù)進行受溫度影響較小，而與交換點位置直接相關(guān)二、土壤陽離子交換量(CEC)CationExchangeCapacity在一定pH值(=7)時，每千克土壤中所含有的全部交換性陽離子(K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+、H+、Al3+等)的厘摩爾數(shù)(potentialCEC)。常用單位：cmol(+)/kg土國際單位：mmol/kg土CEC的大小，基本上代表了土壤可能保持的養(yǎng)分數(shù)量，即保肥性的高低。一般認為：小于10cmol/kg，保肥力弱；10~20cmol/kg，保肥力中等；大于20cmol/kg，保肥力強。影響土壤陽離子交換量的因素1.土壤質(zhì)地土壤質(zhì)地越粘，土壤的交換量也就越大土壤質(zhì)地砂土輕壤土中、重壤土粘土CECmol/kg土1~27~815~1820~302.腐殖質(zhì)含量腐殖質(zhì)含量越高，CEC越大。3.無機膠體種類高嶺石（6cmol/kg）伊利石（30mol/kg）蒙脫石（100cmol/kg）4.土壤的酸堿性土壤腐殖質(zhì)、含水氧化物所帶電荷為可變電荷，受土壤酸堿環(huán)境的影響。三、土壤鹽基飽和度(BS)BaseSaturation土壤膠體上的交換性鹽基離子占全部交換性陽離子(總量)的百分比。酸基離子：H+、Al3+鹽基離子：K+、Na+、Ca2+、Mg2+等BS真正反映土壤有效(速效)養(yǎng)分含量的大小，是改良土壤的重要依據(jù)之一。鹽基飽和度>80%的土壤，一般是很肥沃的；鹽基飽和度50%~80%的土壤，為中等肥力水平。鹽基飽和度<50%的土壤肥力較低。需要采取措施對土壤加以改良，如施肥或用石灰中和。單一鹽基離子的飽和度%=交換性該離子數(shù)量/CEC*100第三節(jié)土壤膠體對陰離子的吸附一、土壤吸附陰離子的原因1.兩性膠體帶正電荷堿性Al(OH)3+HCl=Al(OH)2++Cl-+H2O酸性Al(OH)3+NaOH=Al(OH)2O-+Na++H2O2.土壤腐殖質(zhì)中的-NH2在酸性條件下吸收H+成為-NH3+而帶正電。3.粘粒礦物表面上的-OH原子團可與土壤溶液中的陰離子代換。二、土壤中各種陰離子代換吸收能力不同陰離子代換吸收順序如下：草酸根>檸檬酸根>磷酸根≥砷酸根≥硅酸根>鉬酸根>>硫酸根>氯離子>硝酸根離子磷酸根離子和某些有機酸根離子易被土壤吸收。實際上，磷酸根常被某些陽離子如鈣、鎂、鐵、鋁所固定，而失去有效性。而土壤氯離子和硝酸根離子代換吸收能力最弱，甚至不能吸收。磷肥施用時應(yīng)防止固定，硝態(tài)氮肥應(yīng)防止流失.第四節(jié)離子交換在土壤肥力上的意義一、具有較好的保肥性和供肥性離子態(tài)的養(yǎng)分被土壤膠體吸附保持在土壤中，供植物吸收利用，這就是土壤的保肥性。土壤膠體吸附的離子與土壤溶液中的離子能進行可逆性交換，植物可隨時從土壤中得到養(yǎng)分，這就是土壤的供肥性。土壤具有一定數(shù)量的膠體，較高CEC的土壤具備較好的養(yǎng)分保持與供應(yīng)能力，使土壤保肥性和供肥性矛盾得到統(tǒng)一。土壤的陰離子吸收交換性強，對土壤肥力和施肥也有重要影響。二、使土壤具備較佳的緩沖性一方面，對土壤來說，局部的酸堿污染經(jīng)常發(fā)生，土壤膠體的緩沖作用很重要。一般來說，CEC和BS都高的土壤，抗酸性干擾的能力較強；而BS低的土壤，抗堿性干擾的能力較強。另一方面，在施用無機肥料時，局部的養(yǎng)分濃度過高，會導(dǎo)致燒根現(xiàn)象，較高的離子代換量可使此種危害減輕或消除。在一定范圍內(nèi)，此作用能協(xié)調(diào)植物對土壤營養(yǎng)的吸收，使土壤能較穩(wěn)、均、足、適地供應(yīng)植物生長所需的養(yǎng)分，使植物既不瘋長，又不脫肥(穩(wěn)肥性)。三、使土壤的物理狀況得到調(diào)節(jié)土壤膠粒之間的凝聚作用是土壤具有結(jié)構(gòu)的根本原因，當(dāng)土壤膠體表面吸附大量Na+時，因Na+的水膜厚，帶電量少，膠體擴散層厚度大，促使膠粒分散；而當(dāng)土壤膠體特別是有機膠體吸附Ca2+/Mg2+后，因Ca2+/Mg2+帶電量高，水膜薄，膠粒易于凝聚，有助于形成較好的土壤結(jié)構(gòu)。在堿性土壤上施石膏，結(jié)合排水洗鹽，可改良土壤的不良性狀。酸性土壤施用石灰，可促進團粒結(jié)構(gòu)的形成(中和)。第六章土壤酸堿性第一節(jié)土壤酸堿性一、土壤酸堿度1、土壤酸度類型活性酸：由土壤溶液中的H+所引起的酸度，其大小用pH值表示。潛性酸：土壤膠體所吸附的H+或Al3+所引起的酸度，土壤潛性酸比活性酸一般大3～4個數(shù)量級，通常單位為cmol(+)/kg表示。包括：代換性酸：用過量的中性鹽，通常是1mol/LKCl、NaCl或BaCl2的溶液，與土壤膠體發(fā)生代換作用，使代換性氫或鋁離子進入土壤溶液所表現(xiàn)的酸度。水解性酸：弱酸強堿鹽水解時，從土壤膠體上代換出來的H+(有時包含Al3+)所產(chǎn)生的酸度。CH3COONa水解產(chǎn)生NaOH，Na+可以把絕大部分的代換性的氫離子和鋁離子代換下來，形成醋酸。土壤膠體吸附的Al3+被代換到溶液中水解而產(chǎn)生的H+，是引起酸性土壤酸度更重要的原因。改變土壤的酸性，必須中和全部酸度，其中潛性酸是最主要的。通常用水解酸度指示土壤中潛性酸和活性酸的總量，也是計算石灰施用量的依據(jù)。pH值是土壤酸性強度的指標。對同一土壤，鹽基飽和度高則土壤酸性就弱。2、土壤堿度土壤溶液的堿性主要決定于土壤中碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈣以及土壤膠體上的代換性鈉的含量。pH值越大表示堿性越強。我國的石灰性土壤，其pH值主要是由碳酸鈣、鎂的水解所決定。第二節(jié)、土壤酸堿性對土壤養(yǎng)分和作物生長的影響一、土壤酸堿性對作物生長的影響1.大多數(shù)植物在pH>9.0或<3.5的情況下都難以生長。植物可在很寬的范圍內(nèi)正常生長，但有適宜的pH。喜酸植物：杜鵑屬、茶花屬、杉木、松樹、橡膠樹、帚石蘭；喜鈣植物：紫花苜蓿、草木犀、柏屬、椴樹、榆樹等；喜鹽堿植物：檉柳、沙棗、枸杞等。2.植物病蟲害與土壤酸堿性直接相關(guān)：地下害蟲往往要求一定范圍的pH環(huán)境條件。如竹蝗喜酸而金龜子喜堿；有些病害只在一定的pH值范圍內(nèi)發(fā)作，如悴倒病往往在堿性和中性土壤上發(fā)生。3.土壤活性鋁對自然植被的分布、生長和演替有重大影響；在強酸性土壤中含鋁多，生活在這類土壤上的植物往往耐鋁甚至喜鋁（帚石蘭、茶樹）；但對于一些植物來說，如三葉草、紫花苜蓿，鋁是有毒性的，土壤中富鋁時生長受抑制；二、土壤酸堿性對土壤養(yǎng)分的影響1.土壤中的有機態(tài)養(yǎng)分要經(jīng)過微生物參與活動，才能轉(zhuǎn)化為速效養(yǎng)分以供植物吸收，適合大多數(shù)微生物生長發(fā)育的土壤酸堿度為弱酸性至弱堿性，因此土壤養(yǎng)分的有效性一般以pH6-8的范圍內(nèi)有效性最高。2.氮在6-8時有效性較高，是由于在小于6時，固氮菌活動降低，而大于8時，硝化作用受到抑制；3.磷在6.5-7.5時有效性較高，由于在小于6.5時，易形成磷酸鐵、磷酸鋁，有效性降低，在高于7.5時，則易形成磷酸二氫鈣；4.鉀、鈣、鎂容易流失，因此酸性土壤容易缺乏。在pH高于8.5時，土壤鈉離子增加，鈣、鎂離子被取代形成碳酸鹽沉淀，因此鈣、鎂的有效性在pH6-8時最好，鉀pH大于6時有效性良好；5.鐵、錳、銅、鋅、鈷五種微量元素在酸性土壤中因可溶而有效性高；6.鉬酸鹽不溶于酸而溶于堿，在酸性土壤中易缺乏;7.硼酸鹽在pH5-7.5時有效性較好。第三節(jié)、土壤酸堿性的調(diào)節(jié)一、我國土壤酸堿性概況從全國范圍看，土壤的酸堿性主要取決于土壤中的鹽基狀況，這種狀況取決于淋溶、復(fù)鹽基、富鋁化和生物吸收等過程的強弱，因此，土壤酸堿性是由母質(zhì)、生物、氣候、地形、時間及農(nóng)林業(yè)措施等條件所控制的。從平面上看，我國土壤的pH值，有從北向南、從西向東漸低的趨勢，由南方的強酸土到北方的堿性土壤，pH值約相差7~8個單位（2.2~10.5）二土壤酸堿性調(diào)節(jié)1、土壤酸性土改良經(jīng)常使用石灰，達到中和活性酸、潛性酸、改良土壤結(jié)構(gòu)的目的。沿海地區(qū)使用含鈣的貝殼灰，也可用紫色頁巖粉、粉煤灰、草木灰等。石灰需用量＝土重×陽離子交換量×（1－鹽基飽和度）2、中性和石灰性土壤的人工酸化露地花卉可用硫磺粉(50g/m2)或硫酸亞鐵(150g/m2)，可降低0.5-1個pH單位。也可用礬肥水澆制。3、堿性土壤施用石膏，硫磺粉、或明礬（硫酸鋁鉀）來改良例:若一公頃地的耕層土重（烘干土）為2×106kg/h㎡，灌水后含水量達到25%,若土壤pH值為5.0，CEC值為10cmol/kg土，鹽基飽和度為60％，試計算該土壤達到pH＝7時，中和活性酸和潛性酸的石灰需用量（理論值）。pH值為5.0和7.0時，每公頃土壤分別含有氫離子為：2×106×25%×10-5＝5.0mol(H+)/hm22×106×25%×10-7＝0.05mol(H+)/hm2中和活性酸為：5.0－0.05＝4.95mol(H+)/hm2以CaO中和：需要量為：4.95×（56/2）=138.6g=0.1386kg中和潛性酸：2×106×（10/100)×（1－60％）＝80000mol(H+)/hm2生石灰需用量：80000×(56/2)=2240kg石灰總用量:2240.1386kg第七章土壤養(yǎng)分與土壤肥料第一節(jié)土壤養(yǎng)分一、概述1、什么是土壤養(yǎng)分由土壤提供的植物生長所必需的營養(yǎng)元素。(1)必要性；（2）專一性；（3）直接性。2、土壤養(yǎng)分的來源1）來源于礦物質(zhì)；2）來源于有機質(zhì)的養(yǎng)分；3）其它：如降水、人工施肥等。3、土壤養(yǎng)分的分類1）大量元素和微量元素；2）大量元素、中量元素和微量元素C、H、O是植物體的基本組成成分，占植物體重量的90％左右。N、P、K、Ca、Mg、S為大量元素，一般占植物體干重的0.05～5％。Fe、Mn、Cu、Mo、Zn、Cl等為微量元素，一般占植物體干重的10-5~10-1%。4、土壤養(yǎng)分的形態(tài)（1）水溶態(tài)養(yǎng)分：土壤溶液中的離子和少量的低分子有機化合物。（2）代換態(tài)養(yǎng)分：土壤膠體表面吸附的離子。（3）礦物態(tài)養(yǎng)分：大多數(shù)是難溶性養(yǎng)分，有少量是弱酸溶性的（對植物有效）。（4）有機態(tài)養(yǎng)分：必須經(jīng)過礦質(zhì)化過程的轉(zhuǎn)化，植物才能吸收利用。根據(jù)植物對營養(yǎng)元素吸收利用的難易，分為速效性養(yǎng)分和遲效性養(yǎng)分。一般情況下，速效養(yǎng)分不足全量的1%.應(yīng)該注意的是速效養(yǎng)分和遲效養(yǎng)分總處于動態(tài)平衡之中。5、土壤養(yǎng)分的消耗1）植物體吸收；2）隨下滲水淋失；3）以氣態(tài)形式逸出；4）地表徑流的水土流失。二、土壤中的氮素(Nitrogen)1、氮的形態(tài)：（1）無機態(tài)氮：銨離子和硝酸根離子(1—50mg/kg)（2）有機態(tài)氮：（3）氣態(tài)氮：2、氮的轉(zhuǎn)化:氨化過程：有機質(zhì)→CO2+NH3+其它產(chǎn)物硝化過程：NH4++3/2O2→NO3-+4H+反硝化過程：NO3-→NON2ON2NH4+的固定：土壤溶液中的NH4+與土壤膠體吸附的陽離子進行交換。NH3的揮發(fā)：NH4++OH-→NH3+H2O增加途徑施肥(有機肥、化肥)礦化作用硝化作用(喜硝作物)生物固氮雷電降雨減少途徑植物吸收帶走氨的揮發(fā)損失硝化作用(喜銨作物)反硝化作用硝酸鹽淋失生物和吸附固定(暫時)化學(xué)氮肥的當(dāng)季利用率：20%~50%三、土壤中的磷(Phosphorus)1、形態(tài)（土壤全磷0.01%——0.2%）（1）有機態(tài)磷：占全磷總量的15%——80%；（2）無機磷：（占全磷20%——85%）A、水溶性磷：數(shù)量僅為0.01—1mg/kg。易被植物吸收，但在土壤中不穩(wěn)定，容易變成難溶態(tài)。B、弱酸溶性磷：不溶于水而溶于弱酸溶液中，植物可吸收利用；數(shù)量為幾十mg/kg。水溶性和弱酸溶性磷為速效磷。C、難溶性的無機磷化合物，占無機磷的絕大部分。植物很難利用。2、轉(zhuǎn)化(1)土壤磷素的有效化過程：土壤中的遲效難溶性的無機磷在碳酸和有機酸的作用下，可轉(zhuǎn)化為速效磷；遲效的有機磷在微生物的作用下，進行水解，逐漸釋放出磷酸（根），被微生物和植物吸收利用。(2)土壤磷素的固定在石灰性土壤中，速效磷容易和鈣形成磷酸三鈣，如鈣數(shù)量較多，可進一步形成磷酸八鈣以及磷灰石等難溶性鹽。在酸性土壤中，與氫氧化鐵、氫氧化鋁膠體形成磷酸鐵和磷酸鋁。土壤pH在6.5——7.5時，土壤磷素的有效化程度較高。土壤有效磷增加和減少的途徑增加途徑：施肥(有機、無機)礦物礦化難溶性磷釋放減少途徑：植物吸收生物固定化學(xué)沉淀閉蓄態(tài)固定淋失吸附固定我國磷肥的利用率平均為10%~25%四、土壤中的鉀K(Potassium)1、形態(tài)（以K2O計為0.5%——2.5%之間）(1)水溶性鉀；(2)交換性鉀（幾十到幾百mg/kg）；(3)緩效性鉀：在2：1型粘土礦物中固定的鉀和黑云母中的鉀；有機體中的鉀。(4)礦質(zhì)態(tài)鉀：在原生礦物如鉀長石、白云母中的鉀。占全鉀數(shù)量的95%以上。2、土壤中鉀素的轉(zhuǎn)化增加途徑施肥緩效性鉀釋放礦化減少途徑作物吸收淋洗損失逕流損失固定鉀肥的當(dāng)季利用率約為40%~70％第二節(jié)植物對土壤養(yǎng)分的吸收一、根系對養(yǎng)分的吸收吸收形態(tài)主要是離子態(tài)養(yǎng)分吸收機制：養(yǎng)分通過根系截獲、質(zhì)流和擴散三種方式到達根系表面，然后通過主動和被動吸收進入到根系細胞的內(nèi)部。二、葉片對養(yǎng)分的吸收－根外營養(yǎng)主要是分子態(tài)、離子態(tài)特點：吸收快、利用率高、效果明顯，但持續(xù)的時間短。第三節(jié)植物營養(yǎng)診斷一、營養(yǎng)診斷的過程：營養(yǎng)診斷就是應(yīng)用可靠的技術(shù)，來正確評價植物體內(nèi)的營養(yǎng)狀況。在實際應(yīng)用中，一個完整的營養(yǎng)診斷包括‘診斷’、‘解釋’與‘處方’三個步驟?！\斷’就是各項指標的測定；‘解釋’就是針對所得數(shù)據(jù)，結(jié)合樹木的生態(tài)環(huán)境與栽培管理過程等多方面的因素，對數(shù)據(jù)進行分析與判斷；‘處方’就是依據(jù)解釋結(jié)果結(jié)合以往施肥經(jīng)驗和實際情況，提出矯正措施。二、營養(yǎng)診斷的方法可以分為土壤診斷和植物營養(yǎng)診斷兩個相互有關(guān)，而又各有特色的診斷技術(shù)。應(yīng)該指出的是，由于樹木生長發(fā)育的復(fù)雜性，迄今為止的營養(yǎng)診斷，都只能是定性而不能定量地進行施肥指導(dǎo)。1、土壤診斷采集土樣，進行土壤理化分析，將分析結(jié)果和土壤養(yǎng)分含量分級標準或土壤養(yǎng)分供應(yīng)標準結(jié)合起來，對土壤的養(yǎng)分狀況作出綜合評價。2、植物診斷（1）植物形態(tài)診斷缺素診斷和生育診斷是形態(tài)診斷的兩種主要方法。只有林木葉內(nèi)營養(yǎng)元素降低到一定限度時，植株才表現(xiàn)出缺素癥狀。植物的營養(yǎng)失調(diào)癥狀不僅因營養(yǎng)元素而異，而且不同樹種乃至不同品系往往也會表現(xiàn)出迥然不同的特征。（2）植物的組織分析診斷目前主要是葉分析。這是因為：葉內(nèi)營養(yǎng)水平能較準確地反映植物的營養(yǎng)狀況；營養(yǎng)元素含量比較穩(wěn)定；對營養(yǎng)元素的缺乏或過剩反映最敏感；取樣方便、代表性強，對植株生長影響不大。第四節(jié)土壤肥料一、概述1、什