第一章第一節(jié)土壤形態(tài)

第一節(jié)土壤形態(tài)第二節(jié)土壤組成第三節(jié)土壤性質(zhì)第一章土壤形態(tài)、組成與性質(zhì)學習重點1.掌握土壤剖面結構及土壤形態(tài)特征2.掌握土壤物質(zhì)組成及診斷特性3.了解土壤礦物類型及其風化特征4.認識土壤礦物空間分異規(guī)律5.了解土壤生物群落組成對土壤的影響6.掌握土壤有機質(zhì)轉化與土壤圈物質(zhì)循環(huán)特征。關鍵詞土壤剖面（SoilProfile）單個土體（pedon）土壤聚合體（polypedon）土壤礦物（soilmineral)原生礦物（primarymineral)次生礦物（secondarymineral）土壤腐殖質(zhì)（soilhumus）胡敏酸（humicacids)富啡酸（fulvicacid）有機-礦質(zhì)復合體（organo-mineralcomplex）土壤微生物（soilmicroorganism）土壤質(zhì)地（soiltexture）粒級（particlefraction）土壤結構（soilstructure)土壤顏色（soilcolor)知識結構了解土壤的形成過程，掌握土壤剖面構造和土壤形態(tài)表征1.1土壤形態(tài)掌握土壤組成，分析土壤礦物質(zhì)、有機質(zhì)的轉化，理解土壤水分和空氣的作用1.2土壤組成掌握土壤質(zhì)地、結構、孔隙度等理化性質(zhì)概念及測定方法，熟悉土壤膠體性質(zhì)和土壤熱性質(zhì)的指標1.3土壤性質(zhì)1.1土壤形態(tài)

土壤形態(tài)是土壤的外部特征，包括土壤剖面構造、顏色、結構、質(zhì)地、孔隙特征等。

土壤形態(tài)是土壤形成過程的結果和外部表現(xiàn)，是區(qū)別土壤與風化殼，鑒別土壤類型的依據(jù)之一。

土壤形態(tài)學研究是成土過程和土壤分類研究的的起點，是室內(nèi)土壤理化性質(zhì)分析的基礎。一、土壤剖面（一）土壤剖面：土壤剖面：土壤剖面是自土地表面垂直向下的土壤縱剖面。土壤發(fā)生層（土層）：土壤剖面中由成土作用而形成，與地表大致平行的層次。而非成土作用形成的層次稱土壤層次。單個土體：體積最小，土層性質(zhì)和形態(tài)一致，橫切面呈六邊形的土壤剖面內(nèi)立體化三維實體。聚合土體：兩個以上的單個土體組成的群體，又稱土壤個體或土壤實體。

聚合土體是一個景觀單位，是土壤分類和制圖的基本單位，相當于美國土壤分類的土系或土型，我國土壤分類中的土種或變種。土壤剖面、單個土體和聚合土體的關系如下圖：（二）土層：

土層是成土母質(zhì)在成土作用影響下沿垂直方向產(chǎn)生分異的結果，是根據(jù)顏色、結構、質(zhì)地、新生體等特征進行劃分的。1.土壤發(fā)生層的劃分和命名俄國土壤學創(chuàng)始人B·B·道庫恰耶夫的ABC層劃分法：腐殖質(zhì)聚積層（A)、過渡層(B)和母質(zhì)層(C)。

國際土壤學會OAEBCR劃分法:有機層（O）；腐殖質(zhì)層（A）；淋溶層（E）；淀積層（B)；母質(zhì)層（C）；母巖層（R）。G層：潛育層；P層：犁底層；J層：礦質(zhì)結殼層。過渡層和混合層表示法。2.土壤發(fā)生層特征的劃分：

主要發(fā)生層按其發(fā)生上的特定性質(zhì)可進一步分為一系列特定發(fā)生層。它用大寫英文字母之后附加一個或兩個英文小寫字母做后綴表示。a：高分解有機質(zhì)，粗纖維含量不足整個土壤體積的1/6，該符號與O連用，如Oa。b：被埋藏的礦質(zhì)土層，如Btb。c：中心結核或硬質(zhì)，團聚結核。主要指鐵、鋁、錳質(zhì)結核，不包括硅質(zhì)、石灰質(zhì)或更加易溶性鹽類所形成的結核，如Bck，Ccs。e：半分解有機質(zhì)，研磨后平均纖維含量占體積的1/8~2/5。f：指含有冰棱的永凍層（不包括“干凍層”）。g：因氧化還原交替而形成的銹斑紋，如Bg、Btg、Cg。h:有機質(zhì)在礦質(zhì)層中的聚積，如Ah、Bh。

i:低分解有機質(zhì)，搓后的纖維含量占土壤體積的3/4或更多一點，不包括其他粗碎屑物及礦質(zhì)層，或占土壤體積的2/5以上。

k:碳酸鈣的聚積。

m:強度膠結的土層，根系只能從間隙中穿過，如Ckm。

n:交換性鈉的聚積，如Btn。

p:耕作層。3.土層界線類型土層之間的界線大多數(shù)是平整狀。波狀界線，見于森林土壤的腐殖質(zhì)層下限：袋狀界線見于草原土壤的腐殖質(zhì)層下限：舌狀，見于生草灰化土灰化層下限和草原土壤的腐殖質(zhì)層下限：指狀，亦稱水流狀，見于凍土腐殖質(zhì)層下限，指的長寬比大于5，也可由腐殖質(zhì)沿根孔或掘土動物穴向下流動而成：參差狀，也有稱沖蝕狀，見于強度灰化土的灰化層下限，是強淋溶作用土壤的特征：鋸齒狀，有時見于粘質(zhì)灰化土；柵欄狀，見于堿土脫堿化層與柱狀層之間：

土層的過渡情況可分為以下幾種:

明顯過渡:過渡界線的寬度為1厘米，也有人采用2或3厘米作為標準。

清楚過渡:界線寬1-3厘米，也有人采用2-5厘米或3-6厘米作為標準。

較清楚過渡:界線寬3-5厘米，也有人采用5-12厘米或6-13厘米作為標準。

逐漸過渡:界線寬大于5厘米，也有人采用大于12厘米作為標準。（三）土壤剖面構型土壤剖面構型：因土壤發(fā)育程度不同而形成的構造類型。根據(jù)所含層次可分C剖面、AC剖面等。而根據(jù)復雜程度可分簡單剖面和復雜剖面兩大類。1、簡單剖面1）原始剖面：AC剖面，很薄腐殖質(zhì)層下為母質(zhì)層，如石灰土，石質(zhì)土2）弱分異剖面：層次分異不明顯，ABC各層間無明顯界限，如潮土、黃土性黃綿土3）正常剖面：具有完成土壤發(fā)生層，土壤厚度正常4）侏儒剖面：土壤發(fā)生層完整，但土層厚度甚薄5）巨型剖面：濕潤熱帶氣候下巖石高度風化形成的厚度達數(shù)米甚至上十米的剖面6）侵蝕剖面：剖面上部被侵蝕，又稱截頭剖面，因侵蝕程度不同分為強度、中度和弱度侵蝕剖面2.復雜剖面1）異源母質(zhì)剖面：上層成土物質(zhì)與母質(zhì)、母巖不一致。2）埋藏剖面：由于后來物質(zhì)覆蓋，剖面深處出現(xiàn)一個或一個以上埋藏剖面。3）多元發(fā)生剖面：具有兩個以上的特征發(fā)生層4）堆疊剖面：原有剖面多次被沉積物覆蓋5）翻動剖面：剖面表土以下剖面被人為翻動到地表6）人造剖面：人類活動將混雜的土壤物質(zhì)堆積或填回形成的剖面，如高速公路的邊坡。

土壤剖面特征反映了土壤的發(fā)育程度、成土因素及形成演化過程。二、土壤形態(tài)學特征（一）土壤的顏色：

土壤顏色決定于土壤的化學組成與礦物組成，主要包括有機質(zhì)、礦物質(zhì)、水分、質(zhì)地和生物活動等，其中不同的色彩與不同的礦物組成和成土環(huán)境有關。

黑色：一般與腐殖質(zhì)含量呈正相關，是肥力高的標志。但有些情況除外，如黑粘土、堿土。此外，硫化物、二氧化錳等礦物及土壤濕度和質(zhì)地都對土壤黑色深淺有影響。

白色：與石英、高嶺石、石灰和水溶性鹽類組分有關。此外，長石、潮濕狀態(tài)的藍鐵礦、石膏等也可使土壤呈白色。紅色：主要與赤鐵礦或水化赤鐵礦在土壤中的聚積有關，富含氧化鐵的土壤，排水越好越紅。

黃色：與水化氧化鐵。首先是褐鐵礦在土壤中聚積的結果，土壤中鐵的硫酸鹽在土壤改良過程中硫化物氧化形成的黃鉀鐵釩，呈鮮明的草黃色。

棕色：云母、伊利石及氧化鐵混合的粘質(zhì)土壤

紫色：游離態(tài)的錳氧化物含量高的證據(jù)

純藍色：北方沼澤土類潛育層的普通顏色，藍鐵礦

綠色、橄欖色：過度潮濕條件下形成的土壤中，含有獨特帶有綠色的含鐵高的粘土礦物土壤的顏色的測定：土壤顏色的判斷可以用目力，也可以使用門賽爾土壤比色卡，主要從色調(diào)、亮度和彩度三個屬性來表示顏色。

色調(diào)（色彩、色別）：占優(yōu)勢的光譜色，與占優(yōu)勢的波長有關。紅、黃、綠、藍、紫是5個色調(diào)；黃紅、綠黃、藍綠、紫藍和紅紫則是5個補充色調(diào)。每種色調(diào)還可以以2.5為單位劃分四個等級。

亮度（色值、明亮度）：土壤顏色的相對亮度，以無彩色作為基準，絕對黑為0，絕對白為10。

彩度（飽和度）：光譜色的相對純度或強度，是某種顏色里摻入白色的程度，被白色沖淡。

顏色命名的順序：色調(diào)-亮度-彩度，如10BG8/6。（二）土壤質(zhì)地：土壤質(zhì)地指土壤顆粒粗細的情況。通過手指研磨定性判斷，室內(nèi)通過機械組成的分析法進行，分為砂土、壤土和粘土。比重計（三）土壤結構：

土壤結構是土壤顆粒膠結的狀況。自然狀態(tài)下土壤被手或其他取土工具輕觸而自然散碎成的形狀，稱土壤的結構體。野外調(diào)查中多對土壤結構的形狀、大小和發(fā)育程度進行描述。

土壤結構形狀有片狀、棱柱狀、柱狀、角塊狀、粒狀結構等。結構可分大、中、小。根據(jù)發(fā)育程度可分無結構、弱發(fā)育結構、中度發(fā)育結構和強發(fā)育結構等級別。①塊狀結構體：

近似立方體型，長、寬、高大體相等，一般大于3cm，外形不規(guī)則，多在粘重而乏有機質(zhì)的土中生成。熟化程度低的死黃土常見此結構，由于相互支撐，會增大孔隙，造成水分快速蒸發(fā)跑墑，多有壓苗作用，不利植物生長繁育。

②片狀結構體：

水平面排列，水平軸比垂直軸長，界面呈水平薄片狀；農(nóng)田犁耕層、森林的灰化層、園林壓實的土壤均屬此類。不利于通氣透水，造成土壤干旱，水土流失。

③柱狀結構體和棱狀結構體：

沿垂直軸排列，垂直軸大于水平軸，土體直立，結構體大小不一，堅實硬，內(nèi)部無效孔隙占優(yōu)勢，植物的根系難以介入、通氣不良、結構體之間有形成的大裂隙，既漏水又漏肥。

④團粒結構體：

最適宜植物生長的結構體土壤類型，它在一定程度上標志著土壤肥力的水平和利用價值。其能協(xié)調(diào)土壤水分和空氣的矛盾；能協(xié)調(diào)節(jié)土壤養(yǎng)分的消耗和累積的矛盾；能調(diào)節(jié)土壤溫度，并改善土壤的溫度狀況；能改良土壤的可耕性，改善植物根系的生長條件。（四）土壤結持性：土壤結持性是土壤對機械應力所表現(xiàn)出來的狀態(tài)，包括粘著性和可塑性。在野外，記載干、潤、濕時的結持性。

干時結持性：風干狀態(tài)在手中擠壓的破碎難易程度，分為松散、松軟、堅硬等級別。

潤時結持性：松散、極疏松、疏松、堅實等級別。

濕時結持性：粘著性，在野外以土壤物質(zhì)在拇指與食指間最大粘著程度表示，分為無粘著、稍粘著、粘著等級別。

可塑性：加水濕潤土壤物質(zhì)，在手中搓成直徑3mm的圓條，繼續(xù)搓細，視其改變形狀而至斷裂的能力，分為無塑、稍塑、中塑和強塑等。（五）土壤孔隙狀況：

孔隙的大小、孔隙的多少；通過較大結構體表面進行觀察，分為微孔隙、細孔隙、中、粗孔隙及少孔隙、中孔隙和多孔隙等。（六）土壤干濕度

土壤干濕的程度，反映土壤含水量的多少。在野外，靠人手對土壤感覺涼濕的程度及用手指壓擠土壤是否出水的情況來判斷。分為干、潤、潮、濕等。（七）新生體：

土壤發(fā)育過程中土壤物質(zhì)重新淋溶淀積和集聚的生成物。根據(jù)新生體可判斷土壤類型、起源及發(fā)育程度。新生體分為化學起源和生物起源兩大類。1.化學起源的新生體：

易溶性鹽類：氯化物，白色脈紋、斑點、粉膜，多見鹽漬土，在干旱、半干旱草原區(qū)及荒漠區(qū)。

石膏：白色略帶黃色的結晶體，石膏殼、粉膜、脈紋等，是半干旱和干旱地區(qū)的荒漠土壤。

碳酸鈣：廣布于各自然帶，與石灰?guī)r類廣泛分布及碳酸鹽高度的地球化學遷移能力有關。常見于弱淋溶土、鈣積土、荒漠土等。

二氧化硅：白色的硅土粉膜狀物質(zhì)，多見于冰沼土、灰化土、灰色森林土、熱帶和亞熱帶荒漠土和潮濕熱帶土壤中。

二、三氧化物、錳等化合物：三氧化二鐵、三氧化二鋁、氧化錳等黑色、銹棕色斑紋、結核。多見于灰化土、濕成土、水稻土。亞鐵化合物：碳酸鐵、磷酸鐵水合物，多以離析物狀態(tài)均勻侵染在土體中，呈深藍色或綠色的模糊斑點和斑塊，見于濕成土和水稻土新挖剖面。

腐殖質(zhì)：自表層下滲的腐殖質(zhì)，在結構體表面呈黑色或暗棕色的斑點、結皮或舌狀延伸物，見于灰化土和堿土的下層。2.生物起源的新生體：

糞粒、蠕蟲穴、鼠穴斑、根孔（八）侵入體

侵入體不是由于成土過程形成，是有外界進入的特殊物質(zhì)。包括巖石狀態(tài)、冰凍形態(tài)、人為形態(tài)及生物形態(tài)等四種類型。

如碎石、冰脈紋、冰間層、磚瓦碎塊及動植物化石等。侵入體反應了土壤形成與土地利用狀況。三、土壤微形態(tài)土壤微形態(tài)學是通過光學或電子學放大方法觀察土壤內(nèi)部細微形象的科學。研究內(nèi)容包括土壤微壘結或土壤微構造。

土壤微壘結：借助顯微鏡對未破壞的土壤薄片進行研究的土壤壘結狀況。

土壤微壘結是四相結構系統(tǒng)，固相基質(zhì)為土壤基體，是最簡單的結構體范圍內(nèi)的物質(zhì)，或構成非結構或無結構的塊體。

土壤基體由骨骼顆粒、細粒顆粒、孔隙組成。骨骼顆粒指粒徑大于2微米的礦物質(zhì)顆粒和有機殘遺物,分大于10微米顆粒、2-10微米的微骨骼顆粒。細粒顆粒指成土過程中可移動、再組織和凝聚的部分，包括骨骼顆粒以外的細粉砂、粘粒、腐殖質(zhì)等。土壤微壘結的分類是土壤微形態(tài)學的核心。這種分類主要體現(xiàn)在兩個方面：