土壤學課程教學大綱

土壤學課程教學大綱一、基本概況課程名稱：土壤學（soilscience）課程代碼：234010051課程類別：專業(yè)必修課學時/學分：50/3（其中理論40學時，實驗10學時）需預修課程：有機化學、分析化學、生物化學、地質(zhì)地貌學等課程適用專業(yè)：適用農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)的本科教學。課程簡介土壤學是農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)的必修課，屬于學科基礎(chǔ)課。土壤學是論述土壤對生物（特別是植物）及其環(huán)境影響的理論和方法的學科；課程全面介紹土壤的基本構(gòu)成，物理、化學和生物學性質(zhì)，土壤的形成過程、演變和肥力特征，土壤與植物生長和環(huán)境的相互關(guān)系。是資源環(huán)境科學專業(yè)必修課程。土壤學作為農(nóng)業(yè)科學的應用基礎(chǔ)學科，廣泛服務于農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展、環(huán)境生態(tài)建設(shè)、區(qū)域治理、資源利用與保護等。二、教學目標學生通過本課程的學習，在知識和能力等方面達到以下要求：認識和掌握土壤的基本物質(zhì)構(gòu)成（有機質(zhì)和礦物質(zhì)）、基本性質(zhì)（物理性質(zhì)，化學性質(zhì)，生物學性質(zhì)）。認識和掌握土壤的形成因素、形成過程、土壤分類方法和分布規(guī)律。掌握土壤的結(jié)構(gòu)性、耕性和肥力性質(zhì)以及土壤與植物生長之間的關(guān)系。了解和掌握土壤與環(huán)境之間的關(guān)系以及相互作用，土壤與水圈、與巖石圈、與大氣圈、與生物圈之間的相互影響。掌握土壤的科學管理和利用，如土壤質(zhì)地改良、結(jié)構(gòu)改良，耕性改良、水氣熱調(diào)控措等。理論、知識目標：通過學習學生必須掌握土壤的基本概念、特性，能夠靈活運用土壤學基本知識進行分析與解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與資源環(huán)境中遇到的土壤學方面的科學問題。土壤基本物質(zhì)構(gòu)成（礦物質(zhì)、有機質(zhì)）；土壤基本性質(zhì)（物理性質(zhì)-水、氣、熱，化學性質(zhì)-酸堿性、離子交換性質(zhì)、膠體性質(zhì)，生物學性質(zhì)—有機質(zhì)轉(zhuǎn)化、氮轉(zhuǎn)化，物理機械性—耕性）；土壤肥力因素和養(yǎng)分性質(zhì)（大量元素、微量元素）；土壤形成條件、形成過程、土壤分類方法和分布規(guī)律；土壤的改良和管理利用。能力目標：使學生能夠利用土壤學知識去解決農(nóng)、林業(yè)生產(chǎn)中的土壤問題，進一步利用、控制和改造土壤，改善生態(tài)環(huán)境條件，為社會主義經(jīng)濟建設(shè)，不斷提高人民物質(zhì)文化生活水平服務。具備掌握土壤基本性質(zhì)，進行土壤改良和合理利用；進行土壤野外調(diào)查和分類；開展土壤的評價和開發(fā)利用；掌握土壤基本性質(zhì)的分析技術(shù)；明確土壤作為材料的深度開發(fā)及在環(huán)境中的功能開發(fā)；確立農(nóng)業(yè)土壤的持續(xù)利用和科學管理的思維。達成目標：本課程對應人才培養(yǎng)方案中畢業(yè)要求的專業(yè)知識、專業(yè)技能、協(xié)作能力和創(chuàng)新性思維。要求全面認識和了解土壤性質(zhì)和功能；科學利用土壤的素質(zhì)；科學管理和保護土壤的素質(zhì)。三、教學內(nèi)容及教學要求第一章緒論（講課4學時；實驗0學時）教學內(nèi)容：土壤在人類農(nóng)業(yè)和生態(tài)系統(tǒng)中的重要性；土壤的概念及其物質(zhì)組成；土壤學科學發(fā)展簡史；土壤科學研究的內(nèi)容和任務。教學要求：掌握土壤和土壤肥力的概念，土壤的物質(zhì)組成，理解土壤在生態(tài)系統(tǒng)中的地位和功能，了解認識土壤學課程的特點、內(nèi)容及任務。本章重點、難點：土壤和土壤肥力的概念。第二章土壤礦物質(zhì)（講課4學時；實驗2學時）教學內(nèi)容：礦物質(zhì)土粒，包括土粒的分級、組成、性質(zhì)及基本性狀等；土壤質(zhì)地，包括土壤質(zhì)地的概念、分類制度、不同土壤質(zhì)地的生產(chǎn)性狀和改良方法。教學要求：掌握土壤質(zhì)地的概念、不同土壤質(zhì)地的生產(chǎn)性狀；理解土壤質(zhì)地的不同分類制度、不同土壤質(zhì)地的改良方法。本章重點、難點：土壤質(zhì)地的概念、不同土壤質(zhì)地的生產(chǎn)性狀。第三章土壤有機質(zhì)（講課6學時；實驗2學時）教學內(nèi)容：土壤有機質(zhì)的含量、來源及其組成；土壤有機質(zhì)的轉(zhuǎn)化；土壤腐殖質(zhì)的形成和性質(zhì)；土壤有機質(zhì)的轉(zhuǎn)化；提高土壤有機質(zhì)的途徑和措施。教學要求：掌握土壤有機質(zhì)和土壤腐殖質(zhì)的概念，了解不同地帶土壤有機質(zhì)的差異及其影響因素，了解有機質(zhì)的來源和組成，包括化學組成和化合物組成；掌握有機質(zhì)（包括碳水化合物和含氮化合物）的轉(zhuǎn)化過程和產(chǎn)物3.掌握土壤腐殖質(zhì)的組分和性質(zhì)；掌握土壤有機質(zhì)對土壤肥力、農(nóng)作物產(chǎn)量、品質(zhì)以及環(huán)境保護所產(chǎn)生的影響；了解提高土壤有機質(zhì)的原則和途徑。本章重點、難點：重點：土壤有機質(zhì)和土壤腐殖質(zhì)的概念，土壤腐殖質(zhì)的組分和性質(zhì)，土壤有機質(zhì)對土壤肥力、農(nóng)作物產(chǎn)量、品質(zhì)以及環(huán)境保護所產(chǎn)生的影響，提高土壤有機質(zhì)的原則和途徑；難點：有機質(zhì)（包括碳水化合物和含氮化合物）的轉(zhuǎn)化過程和產(chǎn)物。第四章土壤生物（講課2學時；實驗0學時）教學內(nèi)容：土壤生物在土壤生態(tài)系統(tǒng)中的地位，重點講解土壤動物種類及它們在土壤中的作用；土壤微生物種群及其功能；土壤微生物對動植物殘體的消化分解作用，以及在有機質(zhì)形成、養(yǎng)分循環(huán)、改善土壤物理性狀和促進植物生長中的作用。教學要求：掌握土壤動物種類及它們在土壤中的作用；掌握土壤微生物種群及其功能；掌握土壤微生物對動植物殘體的消化分解作用，以及在有機質(zhì)形成、養(yǎng)分循環(huán)、改善土壤物理性狀和促進植物生長中的作用。本章重點、難點：重點：土壤動物種類及它們在土壤中的作用，土壤微生物種群及其功能，土壤微生物對動植物殘體的消化分解作用；難點：在有機質(zhì)形成、養(yǎng)分循環(huán)、改善土壤物理性狀和促進植物生長中的作用第五章土壤水分（講課4學時；實驗2學時）教學內(nèi)容：土壤水的類型及性質(zhì)；土壤含水量的表示方法和土壤水分測定；土壤水的能態(tài)；土壤水分運動；土壤水分平衡；土壤水有效性。教學要求：了解土壤水能態(tài)的含義，土水勢及分勢的物理意義及產(chǎn)生條件、影響因素及應用范圍，了解土水勢與土壤水吸力的概念和主要區(qū)別。土壤水分特征曲線說明什么問題及影響因素，熟悉測定水分能態(tài)的方法。掌握土壤液態(tài)水和氣態(tài)水的運動，掌握土壤水平衡的表達式，各項所代表的含義以及影響土壤水分平衡的主要因素。掌握土壤水分的有效性、有效水、最大有效水的含義及其影響因素。本章重點、難點：重點：土壤水分特征曲線說明什么問題及影響因素，熟悉測定水分能態(tài)的方法；難點：土壤水能態(tài)的含義，土水勢及分勢的物理意義。第六章土壤空氣和熱量狀況（講課2學時；實驗2學時）教學內(nèi)容：土壤空氣狀況；土壤熱量狀況。教學要求：了解土壤空氣的組成特點與大氣的差異以及產(chǎn)生的原因。掌握土壤空氣運動的方式以及調(diào)節(jié)土壤空氣狀況的農(nóng)業(yè)措施。了解土壤熱量的來源，掌握土壤的熱性質(zhì)以及它們在土壤中的變化和相互關(guān)系，掌握土壤溫度的日變化、年變化和對植物生長和土壤肥力的影響。了解調(diào)節(jié)土壤溫度狀況的農(nóng)業(yè)措施。本章重點、難點：重點：土壤空氣運動的方式以及調(diào)節(jié)土壤空氣狀況的農(nóng)業(yè)措施；難點：土壤的熱性質(zhì)以及它們在土壤中的變化和相互關(guān)系。第七章土壤養(yǎng)分（講課6學時；實驗0學時）教學內(nèi)容：土壤中的氮素；土壤中的磷素；土壤中的鉀素。教學要求：了解土壤氮素的來源、含量及其影響因素。掌握土壤氮素各形態(tài)相互轉(zhuǎn)化之間關(guān)系和條件。重點掌握土壤氮素的揮發(fā)、化學分解、反硝化、淋失的損失過程及影響因素。一般了解土壤中磷素的來源、含量及影響因素。重點掌握磷在土壤中容易發(fā)生“化學固定”的過程、機理以及與土壤pH的關(guān)系。重點掌握礦物態(tài)鉀、緩效鉀、速效鉀之間的平衡關(guān)系，以及緩效鉀發(fā)生的條件和機理。本章重點、難點：土壤氮素各形態(tài)相互轉(zhuǎn)化之間關(guān)系和條件。土壤氮素的揮發(fā)、化學分解、反硝化、淋失的損失過程及影響因素。第八章土壤的物理性質(zhì)（講課4學時；實驗2學時）教學內(nèi)容：土壤的空隙狀況；土壤的結(jié)構(gòu)性；土壤的耕性。教學要求：掌握土壤的孔隙、孔隙度、孔隙比和容重的基本含義，以及孔隙度、容重與土壤松緊狀況之間的相互關(guān)系；掌握土壤孔隙的類型和相應的功能；理解土壤孔隙狀況對土壤肥力性狀和作物生長產(chǎn)生的影響；掌握土壤的結(jié)構(gòu)性、結(jié)構(gòu)體的概念，不同結(jié)構(gòu)體的成因，以及對土壤性質(zhì)和作物生長產(chǎn)生的影響；著重了解團粒結(jié)構(gòu)的形成過程、機制及其對調(diào)節(jié)土壤肥力所做出的貢獻；掌握宜耕期的概念及其應用。本章重點、難點：重點：土壤的孔隙、孔隙度、孔隙比和容重的基本含義，以及孔隙度、容重與土壤松緊狀況之間的相互關(guān)系。土壤孔隙的類型和相應的功能。土壤的結(jié)構(gòu)性、結(jié)構(gòu)體的概念，不同結(jié)構(gòu)體的成因，以及對土壤性質(zhì)和作物生長產(chǎn)生的影響。團粒結(jié)構(gòu)的形成過程、機制及其對調(diào)節(jié)土壤肥力所做出的貢獻；難點：土壤比重與容重的區(qū)別。第九章土壤膠體及其對離子的吸附交換作用（講課2學時；實驗0學時）教學內(nèi)容：1.土壤膠體；2.土壤膠體對離子的吸附作用。教學要求：掌握土壤膠體的含義、類型和基本構(gòu)造；重點了解土壤膠體的性質(zhì)及其在土壤物理、化學和生物學過程中的重要作用；了解土壤的保肥供肥性與組成的關(guān)系；了解土壤產(chǎn)生吸收（吸附）性的根本原因、吸收類型及其產(chǎn)生的機理；掌握陽離子交換作用產(chǎn)生的機理以及對土壤性狀產(chǎn)生的影響。本章重點、難點：重點：土壤膠體的含義、類型和基本構(gòu)造；難點：陽離子交換作用產(chǎn)生的機理以及對土壤性狀產(chǎn)生的影響。第十章土壤的化學性質(zhì)和過程（講課2學時；實驗0學時）教學內(nèi)容：土壤離子交換作用；土壤酸堿性；土壤的氧化還原電位；土壤緩沖性。教學要求：1.掌握離子交換作用、離子吸附、離子解吸和離子平衡，及其在反應過程中所遵循的規(guī)律；2.掌握土壤酸性產(chǎn)生原因、酸性物質(zhì)的來源、類型及調(diào)節(jié)的有效方法和措施；掌握土壤氧化還原作用、氧化還原電位的概念；掌握土壤中酸堿緩沖體系的過程和作用，以及影響土壤酸堿緩沖體系的因素。本章重點、難點：重點：離子交換作用、離子吸附、離子解吸和離子平衡，及其在反應過程中所遵循的規(guī)律。土壤酸性產(chǎn)生原因、酸性物質(zhì)的來源、類型及調(diào)節(jié)的有效方法和措施；難點：土壤氧化還原作用、氧化還原電位的概念。第十一章土壤形成與分布（講課4學時；實驗0學時）教學內(nèi)容：1.土壤形成因素；2.土壤形成過程；3.不同土壤成土過程的特點；我國土壤分布概況。教學要求：了解土壤成土因素的含義和內(nèi)容，掌握主要成土因素在土壤形成過程中的作用以及各成土因素之間的相互關(guān)系；掌握自然土壤的形成過程和實質(zhì)，并要區(qū)別與農(nóng)業(yè)土壤形成的不同之處；了解我國自然土壤類型多樣性的原因；掌握土壤分布的概念，包括緯度地帶性、經(jīng)度地帶性、垂直地帶性和區(qū)域地帶性等；了解我國土壤類型分布的基本規(guī)律。本章重點、難點：重點：土壤成土因素的含義和內(nèi)容，主要成土因素在土壤形成過程中的作用以及各成土因素之間的相互關(guān)系。土壤分布的概念，包括緯度地帶性、經(jīng)度地帶性、垂直地帶性和區(qū)域地帶性等。我國土壤類型分布的基本規(guī)律；難點：自然土壤的形成過程和實質(zhì)。四、考核方式及成績評定本課程的成績將由平時成績（考勤、作業(yè)及課堂提問）、實驗成績（參與情況+實驗報告）和期末考試成績?nèi)糠纸M成，其中平時成績占50%（含實驗成績、栽培作業(yè)、專業(yè)技能測試）、考試成績占50%；期末考試采用閉卷筆試。五、教材及參考書目教材：《土壤學》第三版，黃昌勇主編，中國農(nóng)業(yè)出版社，2010年，標準書號：ISBN9787109062573。參考書目：《土壤學》，朱祖祥主編，農(nóng)業(yè)出版社，1983年；Brady,N.C.andWeil,R.R.Thenatureandpropertiesofsoils,15thedition.PearsonEducation,Harlow,2016；Hans-PeterBlumeetal.Scheffer/SchachtschabelSoilScience,Springer-VerlagBerlinHeidelberg2016；MaMOHTE0.Br.naHoH.n,.MrHaTHeO6mneHB0BegKH0Py,CMOCKB,龍015；Kyp6aHOBC.A.,