土壤學(xué)全套課件

土壤學(xué)soilsciences（Pedology）緒論preface土壤在農(nóng)業(yè)、自然環(huán)境以及社會(huì)其他領(lǐng)域內(nèi)的作用於地位“土壤”的基本概念土壤科學(xué)發(fā)展史簡(jiǎn)介土壤科學(xué)體系、研究?jī)?nèi)容和方法、任務(wù)緒論

preface第一節(jié)土壤在農(nóng)業(yè)、自然環(huán)境和社會(huì)其他各領(lǐng)域內(nèi)作用與地位

土壤是每個(gè)國家最有價(jià)值的自然資源之一。除了土壤，有誰還能找到其他什麼東西對(duì)人類更為重要？聖經(jīng)創(chuàng)世的作者這樣講：“上帝用泥土捏了一個(gè)人，就是這個(gè)泥人變成了活人”。所以，過去和現(xiàn)在，人們對(duì)土壤是無限的崇敬。只所以如此，這是因?yàn)?一．土壤是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基地：“民以食為天，食以土為本”（一）土壤是植物生長(zhǎng)繁育的基地（Soil-plantrelationship）植物生長(zhǎng)的基本要素和條件（plantgrowthrequirements）

1．日光（light）

2．熱量（heat）

3．空氣（air；O2andCO2）

4．水分（water）

5．養(yǎng)分（nutrients）（16種）

6．機(jī)械支撐（mechanicalsupport）

7．不得有不利的因素（absenceofadverseconditions）植物要良好地生長(zhǎng)要求“吃的飽、喝的足、站的穩(wěn)、住的舒服”宇宙因素universefactors土壤因數(shù)soilfactors土壤對(duì)植物生長(zhǎng)方面的作用與功能歸納起來有以下方面1．營養(yǎng)庫的作用（resourceofnutrients）：研究得出植物有機(jī)體組成需要16種必需營養(yǎng)元素和一些有益營養(yǎng)元素，其中C、O、H來源於水和光呼吸CO2，其他均依賴於土壤供給。植物對(duì)土壤營養(yǎng)庫的要求是：供應(yīng)要足量、供應(yīng)速率適可、供應(yīng)品種多元化、各種元素比例要協(xié)調(diào)等。這裏需要強(qiáng)調(diào)的是土壤這個(gè)庫絕不是一個(gè)簡(jiǎn)單的儲(chǔ)藏庫，它有一定的協(xié)調(diào)作用。土壤的養(yǎng)分涉及的環(huán)境問題就是水資源的富營養(yǎng)化問題。2．養(yǎng)分轉(zhuǎn)化與協(xié)調(diào)作用：cyclesandbalanceofnutrients

主要靠土壤中時(shí)刻進(jìn)行的物理、化學(xué)和生物變化進(jìn)行不斷的調(diào)整與平衡作用，如有機(jī)物質(zhì)的礦化與腐殖化作用（生物）、土壤的吸附與解吸（物理化學(xué)）、氧化與還原（化學(xué)）、固定與釋放、養(yǎng)分形態(tài)的轉(zhuǎn)化、養(yǎng)分間的協(xié)同與拮抗等。3．雨水涵養(yǎng)作用（conservewaterorwaterretention）土壤接納天然降水，解決了保水與供水的問題，使得“天旱而地不旱”。懂得“土壤水庫”的概念與理論。土壤在自然界水迴圈（植物水、地下水、地表水、大氣水、土壤水5水轉(zhuǎn)換）中作用與地位。土壤水分迴圈過程與機(jī)制？4．生物支撐作用（mechanicalsupport）：根系的伸展有利於在更大範(fàn)圍覓水覓肥，有利於植物進(jìn)行光合作用。土壤的容重、孔隙度等表示土壤鬆緊性是保證這個(gè)條件的關(guān)鍵，要注意植物的根冠比問題。5．穩(wěn)定與緩衝環(huán)境的變化（soilbuffering）：抗溫度、濕度、酸堿、氧化與還原的劇烈變化過程。土壤條件保證了植物能夠適應(yīng)環(huán)境因素的劇烈變化要求。第一節(jié)土壤在農(nóng)業(yè)、自然環(huán)境和社會(huì)其他各領(lǐng)域內(nèi)作用與地位

4m10米以下（二）植物生產(chǎn)、動(dòng)物生產(chǎn)與土壤管理間的關(guān)係

relationshipofplantproduceandanimalproduceandsoilmanagement

土壤管理soilmanagement動(dòng)物生產(chǎn)animal

production植物生產(chǎn)plantproduction農(nóng)業(yè)生產(chǎn)agriculture

production

土壤管理是關(guān)鍵，是基礎(chǔ)，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)兩大部門生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)！用養(yǎng)結(jié)合，地力可以常新。土壤管理與植物生產(chǎn)、動(dòng)物生產(chǎn)之間的關(guān)係

植物生產(chǎn)，也叫種植業(yè)，屬於初級(jí)生產(chǎn)（primaryproduction)（一級(jí)生產(chǎn)）產(chǎn)生植物收穫物滿足人們吃、穿，住。據(jù)研究，人們可以直接利用物體的43%，57%的以穀糠、秸稈等廢棄掉。植物的殘?bào)w、枯枝落葉、根系以及分泌物一部分殘留給土壤，培肥土壤。一部分地上部分作為飼料，促進(jìn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展。

動(dòng)物生產(chǎn)，也叫養(yǎng)殖業(yè)，屬於次級(jí)生產(chǎn)（secondaryproduction）動(dòng)物利用植物殘?bào)w，轉(zhuǎn)化為肉、奶、蛋、皮、毛等供給人們生活之需要。也有人提出了生物反應(yīng)器概念。動(dòng)物的糞便等作為土壤有機(jī)肥料。土壤管理（soilmanagement）為了作物生產(chǎn)而實(shí)施或應(yīng)用到土壤中的耕作、栽培措施、施肥措施、石灰或其他措施的總和叫土壤管理。也有人這樣定義的：通過耕作、栽培、施肥、灌溉等保持和提高土壤生產(chǎn)力的技術(shù)。土壤管理有許多改良和保護(hù)措施，如防止沙化、鹽鹼化、酸化等，也有許多產(chǎn)品，土壤調(diào)理劑、結(jié)構(gòu)改良劑、保墑劑、消毒劑、增溫劑、氮肥增效劑、反硝化抑制劑、松土劑等，除此，還有覆蓋膜、紙等,這些形成了土壤管理的產(chǎn)業(yè)化內(nèi)容。（二）植物生產(chǎn)、動(dòng)物生產(chǎn)與土壤管理間的關(guān)係

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當(dāng)前土壤管理方面存在的問題土壤退化（soildegradation）：1．土壤侵蝕soilerosion2．土壤沙化soildesertification3．土壤鹽漬化soilsalinization4．土壤肥力退化soilfertilitydiminution5．土壤污染soilpollution全國已有20多萬失地農(nóng)民。改良低產(chǎn)田是土壤管理的重要內(nèi)容和任務(wù)（二）植物生產(chǎn)、動(dòng)物生產(chǎn)與土壤管理間的關(guān)係

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品質(zhì)退化數(shù)量退化

土壤首先是生產(chǎn)生物物質(zhì)的基地-----人類食品（植物、動(dòng)物、微生物）供應(yīng)的源泉。他為人類提供了無窮的食物、纖維等生活必需品，人們的生活水準(zhǔn)取決於土壤的品質(zhì)以及靠土壤生存的動(dòng)植物的種類和品質(zhì)。（二）植物生產(chǎn)、動(dòng)物生產(chǎn)與土壤管理間的關(guān)係

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二．土壤是地球表層系統(tǒng)自然地理環(huán)境的重要組成部分

soilisimportantcomponentpartofnaturalenvironment

在地球表面人類或生物生存的環(huán)境成為自然環(huán)境（naturalenvironment）。自然環(huán)境有5大要素，分別稱為不同圈層大氣圈（atmosphere）生物圈（Biosphere）巖石圈（Lithosphere）水圈（hydrosphere）土壤圈（pedosphere）關(guān)於土壤圈的概念早在1938年由英國著名土壤學(xué)家S.Mastson根據(jù)自然界物質(zhì)迴圈的觀點(diǎn)提出來的，並且對(duì)它的內(nèi)涵作了概述。近10多年來獲得了很快的發(fā)展，特別是1990年Arnold對(duì)土壤圈的定義、結(jié)構(gòu)、功能及其地球表面系統(tǒng)中的地位作了深刻的闡述與發(fā)展。自然環(huán)境有5大要素

（一）土壤圈[Pedosphere]概念是地球系統(tǒng)的重要組成部分，其位置處於地球系統(tǒng)，即氣圈、水圈、生物圈與巖石圈的交接介面，它既是這些圈層的支撐者，又是它們長(zhǎng)期共同作用的產(chǎn)物．[1938年，S.Matson曾提出圈層觀點(diǎn)]（二）土壤圈的特性propertiesofpedosphere1．永恆的物質(zhì)迴圈與能量交換：土壤作為植物生長(zhǎng)的基地，以光合作用的形式積累太陽能。地球上靠光合作用合成的有機(jī)物質(zhì)，每年能量積累量為0.5

1015千瓦小時(shí)。地球上每年以燃燒、食物和飼料的形式消耗得能量為7

1012千瓦小時(shí)。人類燃燒由過去地質(zhì)年代的植物轉(zhuǎn)化形成的礦物燃料（煤、泥炭、石油）所利用的能量約為16.2

1012千瓦小時(shí)，利用的其他形式能（水能、風(fēng)能、核能、潮水能、地?zé)幔┖苌佟Ｄ屈N，目前和今後很長(zhǎng)一段時(shí)間，土壤—植物—?jiǎng)游锵到y(tǒng)在人類生活中仍然是輸送太陽能的主要傳遞者。2．最活躍最富有生命力的圈層：

陸地生命物質(zhì)包含“植物生物物質(zhì)”（植物及根部）、“動(dòng)物生物物質(zhì)”（動(dòng)物和昆蟲）和“微生物生物物質(zhì)”，土壤圈對(duì)各種物質(zhì)迴圈與物質(zhì)流起著維持、調(diào)節(jié)和控制作用，土壤肥力是土壤圈層所固有的性質(zhì).3．對(duì)環(huán)境的交互作用（淨(jìng)化-污染）4．記憶塊與基因庫：通過這些記憶資訊，有助於區(qū)別過去和現(xiàn)在的土壤變化，並可對(duì)，”土壤圈"未來變化進(jìn)行預(yù)測(cè)．5．時(shí)空變化（資源多樣性和再利用性）二．土壤是地球表層系統(tǒng)自然地理環(huán)境的重要組成部分

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（三）土壤圈與其它圈層的關(guān)係

relationofpedosphereandothers1．與大氣圈的關(guān)係：與大氣進(jìn)行著頻繁的水、氣、熱交換。土壤接納了大氣的降水，吸收大氣中的氧氣，供給土壤中植物根系、微生物和其他土壤動(dòng)物。同時(shí)，土壤釋放氣體到大氣中，成為大氣中一些痕量氣體和溫室氣體的來源。如CH4，CO2，N2O，H2S等。大氣的化學(xué)成分在很大的程度上依賴於土壤於近地層植被。在這方面充分體現(xiàn)了土壤與環(huán)境關(guān)係。與大氣進(jìn)行氣體的平衡與交換土壤管理內(nèi)容之一，就是要考慮環(huán)境效應(yīng)。如當(dāng)前研究的土壤氮迴圈和碳迴圈問題。稻田不再提倡秸稈還田技術(shù)，稻田與濕地防止甲烷的產(chǎn)生、土壤反硝化防止等都是土壤圈與大氣圈關(guān)係所研究的內(nèi)容。（東京協(xié)議）——土壤管理與氣候變遷研究注意：土壤與全球環(huán)境變化關(guān)係：溫室效應(yīng)、臭氧層保護(hù)（皮膚癌）、厄爾尼若現(xiàn)象（海平面升遷），酸雨對(duì)土壤品質(zhì)影響。二．土壤是地球表層系統(tǒng)自然地理環(huán)境的重要組成部分

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2．與生物圈的關(guān)係：

存在有機(jī)體的範(fàn)圍便構(gòu)成了地球的生物圈。生命物質(zhì)存在於地殼和海洋數(shù)十米到數(shù)千米深和空中二萬到三萬米的高度。土壤包含在生命體存在的空間以內(nèi)。土壤是陸生植物、動(dòng)物和微生物生存的環(huán)境和條件。土壤是生命物質(zhì)、如根系和陸生無脊椎動(dòng)物的主要貯藏室；是代謝產(chǎn)物和生物殘?bào)w的容器；是植物和其他許多有機(jī)體的水分、營養(yǎng)物質(zhì)的源泉。支持和調(diào)節(jié)生物過程;決定自然植被的分布與演替．但土壤圈的各種限制因素對(duì)生物也起不良影響。每年陸地上由高等植物合成約n×1010噸植物幹物質(zhì)，同時(shí)，約有0.5%的植物體完全礦化。平均每200~500年能使每年由陸生植物和土壤所形成的植物體礦化完成一個(gè)迴圈。用作人類食物只占合成的植物的很少一部分，約3.6×108噸/年，即占總重量的百分之幾。因此，生物圈範(fàn)圍內(nèi)的土壤-生物系統(tǒng)中進(jìn)行著全球性的能量和物質(zhì)的迴圈轉(zhuǎn)化，同化—礦化---腐殖化不斷進(jìn)行著。土壤類型多樣性，決定了生物資源多樣性，為人們提供了豐富多彩的生活。研究熱點(diǎn)問題：生物資源多樣性、生態(tài)環(huán)境建設(shè)理論基礎(chǔ)研究、土壤條件與農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)研究、土壤生物資源開發(fā)研究（微生物資源）、生物種群的保護(hù)是、碳迴圈、氮迴圈。（生物小迴圈）二．土壤是地球表層系統(tǒng)自然地理環(huán)境的重要組成部分

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3．與水圈的關(guān)係

地球上水的迴圈，土壤水是很重要的一環(huán)。陸地上土壤承受大氣降水，並通過蒸發(fā)和植物蒸騰。將它歸還與大氣。土壤水的特性在很大程度上決定於水的移動(dòng)、徑流和蒸發(fā)。地表徑流和地下水是河水的主要來源，它們徑流陸地而匯合到海洋，隨河水進(jìn)入海洋的上上有礦物溶液。河水平均約含有0.2~0.4克/升無機(jī)鹽。含有從土壤表面沖刷下來的腐殖質(zhì)和礦物顆粒。河水中固體懸浮物含量達(dá)2~10克/升。所以，土壤圈影響降水在陸地的重新分配，影響元素的生物地化學(xué)行為，水分平衡，分異，轉(zhuǎn)化及水圈的化學(xué)組成。土壤水分管理與江河湖泊的富營養(yǎng)化有很大關(guān)系。我國黃河水土流失嚴(yán)重，危害流域環(huán)境，治理核心在於土壤水分管理。農(nóng)業(yè)是用水大戶，但利用效率低仍是未得到解決的問題，因此，土壤的水迴圈與自然水資源關(guān)係研究（黃河水?dāng)嗔鲉栴}）、提高土壤水分高想利用的理論與技術(shù)體系研究、土壤水徑流產(chǎn)生的面源和點(diǎn)源污染問題、土壤水對(duì)地下水的污染（硝態(tài)氮淋溶）是當(dāng)今研究的重點(diǎn)。二．土壤是地球表層系統(tǒng)自然地理環(huán)境的重要組成部分

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4．與巖石圈的關(guān)係：

土壤是巖石圈的保護(hù)層，前蘇聯(lián)科學(xué)家В.И.Вернадский

(1926，1933，1934，1940，1965）說土壤是“地球的貴重鏽層”。貴重在於它具有肥力，具有生產(chǎn)植物收穫物的能力。鏽層是指土壤是巖石風(fēng)化的產(chǎn)物。地球上的生命及土壤形成過程持續(xù)了數(shù)十億年之久。在此期間地殼內(nèi)形成了很厚的受海洋和大陸成因的沉積層。沉積層中具有最有價(jià)值的礦物：煤、石油、泥炭、鐵、錳和鋁、陶質(zhì)粘土、鹽類、磷鈣土等。在當(dāng)今發(fā)掘的沉積巖中形成過程中，受到古代土壤形成與發(fā)育的影響，巖石中含有有機(jī)物質(zhì)，如煤、草炭、油葉巖、高嶺土和蒙脫土石粘土，鐵鋁化合物膠結(jié)層（赤地礦，磚紅壤、鋁土礦）

因此，土壤圈作為地球圈層的“皮膚”，對(duì)巖石圈具有一定的保護(hù)作用，以減少其遭受各種外營力破壞；與巖石圈進(jìn)行互為交換與地質(zhì)迴圈。應(yīng)用：1.探月計(jì)畫中找是否有過水的判物

2.黃土高原古土壤層與氣候變遷—?jiǎng)|生教授

3.作為地質(zhì)年代確定依據(jù)和地殼變遷過程的判據(jù)等

4.找礦的依據(jù)二．土壤是地球表層系統(tǒng)自然地理環(huán)境的重要組成部分

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地質(zhì)大循環(huán)三．土壤是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分

soilisimportantcomponentpartofecosystems（一）生態(tài)系統(tǒng)概念（ecosystem）：生態(tài)系統(tǒng)理論是英國科學(xué)家坦斯列（A.G.Tansley）於1935年提出來的。經(jīng)過林德曼（R.L.Lindeman，1942）的繼承和發(fā)展，奠定了穩(wěn)定的基礎(chǔ)。上個(gè)世紀(jì)59年代，美國生態(tài)學(xué)家奧德姆（E.P.Odum）才建立了比較完善的生態(tài)系統(tǒng)概念和體系。他指出：生態(tài)系統(tǒng)是指由環(huán)境和佔(zhàn)據(jù)該環(huán)境並聯(lián)系在一起的生命有機(jī)體所構(gòu)成的動(dòng)態(tài)整體。生態(tài)系統(tǒng)生物組分（生命體）環(huán)境系統(tǒng)三．土壤是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分

soilisimportantcomponentpartofecosystems植物（生產(chǎn)者）動(dòng)物（消費(fèi)者）微生物（還原者）太陽輻射無機(jī)成分有機(jī)成分來自於大氣的O2，CO2，N2，H2O來自於土壤的N，P，K等（二）生態(tài)系統(tǒng)基本組成

1．生產(chǎn)者（producers）：主要是綠色植物，除此，包括有一些光合細(xì)菌，屬於自養(yǎng)型。使生態(tài)系統(tǒng)的主體。

2．消費(fèi)者（consumers）：動(dòng)物類，異養(yǎng)型

3．分解者（decomposers）：還原者，主要有細(xì)菌、真菌、放線菌等微生物和原生動(dòng)物和腐生動(dòng)物，如螞蟻、蚯蚓和一些軟體動(dòng)物。產(chǎn)生一些激素、生理活性物質(zhì)。人們依據(jù)生物主體不同，將生態(tài)系統(tǒng)分為農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)、森林生態(tài)系統(tǒng)、草原生態(tài)系統(tǒng)、荒漠生態(tài)系統(tǒng)等許多類型。無論是哪類型生態(tài)系統(tǒng)，土壤始終是生物與環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)與能量交換的場(chǎng)所、媒介。三．土壤是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分

soilisimportantcomponentpartofecosystems（三）土壤在生態(tài)系統(tǒng)中功能有1.保持生物活性，多樣性和生產(chǎn)性。2.對(duì)水體和物質(zhì)流動(dòng)起調(diào)節(jié)作用3.對(duì)有機(jī)物質(zhì)、無機(jī)物質(zhì)起過濾、緩衝、降解、固定和解毒作用4.具有儲(chǔ)存養(yǎng)分、水分功能。土壤是生態(tài)系統(tǒng)中極為重要的因素，土壤品質(zhì)的破壞，都會(huì)影響生態(tài)系統(tǒng)的平衡，土壤品質(zhì)也同時(shí)受環(huán)境與生物的作用，各項(xiàng)指標(biāo)不斷地發(fā)生著不同方向和強(qiáng)度的變化過程。人類對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響往往是通過土壤管理的手段進(jìn)行的。如沙漠——綠洲，鹽鹼土——良田。開溝排水將低濕田變?yōu)楦弋a(chǎn)田。相反，也可以向相反方向發(fā)展。毀林開荒——水土流失——洪、旱災(zāi)害，土壤過渡開荒——土壤沙化。過渡灌溉——次生鹽鹼化。土壤污染——無植被。人們已經(jīng)有多次自然懲罰的極為慘痛教訓(xùn)，也有豐富的管理經(jīng)驗(yàn)。維護(hù)生態(tài)平衡，進(jìn)行生態(tài)建設(shè)關(guān)鍵必須以土壤管理為基礎(chǔ)，因地制宜，宜林則林、宜牧則牧，宜農(nóng)則農(nóng)。三．土壤是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分

soilisimportantcomponentpartofecosystems三．土壤是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分

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土壤是污水和廢棄物的淨(jìng)化場(chǎng)所與歸宿，土壤成為環(huán)境的淨(jìng)化器，是污染物質(zhì)的源和匯；土壤也是人類飲用水的篩檢程式和淨(jìng)化器，保護(hù)土壤不受污染，也就保護(hù)了水資源。四．土壤是最珍貴的自然資源

Soilisbestvaluablenaturalresource（一）資源的概念conceptofresource

資源在《辭海》中定義為“資財(cái)?shù)膩碓础?。?qiáng)調(diào)的是能帶來財(cái)富的一切東西，包括天然的和人為的。馬克思指出：勞動(dòng)力和土地是形成財(cái)富的兩個(gè)原始要素，是一切財(cái)富的源泉?！痹诟鼜V義概念上講，“資源”是自然界中能被人們所利用的物質(zhì)和條件的總稱。這裏包括了有形的物質(zhì)和無形的條件。資源分類方法很多，往往按照形成的原因分為自然資源和社會(huì)經(jīng)濟(jì)資源兩個(gè)大的部分往往按照形成的原因分為自然資源和社會(huì)經(jīng)濟(jì)資源兩個(gè)大的部分。資源社會(huì)經(jīng)濟(jì)資源自然資源耗竭性的非耗竭性的可更新的（土壤）不可更新的土壤資源（soilresource）：具有生產(chǎn)生物產(chǎn)品的能力的各種土壤類型的總稱人類消耗的80%以上的熱量來源於土壤，75%以上的蛋白質(zhì)、大部分纖維都直接來源於土壤。土壤資源和水、大氣資源一樣是維持人類生存與發(fā)展的必要條件，是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展最基本的物質(zhì)基礎(chǔ)。（二）土壤資源的特點(diǎn)propertiesofsoilresource土壤資源的珍貴性在於他具備下了特點(diǎn)1．整體性：土壤與生物、環(huán)境始終構(gòu)成一個(gè)完整的整體，一方遭到破壞都會(huì)導(dǎo)致其他變更與毀滅，所以，不得拋棄其他二者單獨(dú)地看土壤，相互聯(lián)繫決定了珍貴性。2．有限性：從數(shù)量上講，土壤是極為有限的資源，顯示出了珍貴性。地球上現(xiàn)有耕地15億公頃（1.5

109），其餘可開墾為農(nóng)用的土地約10億公頃，在這些土壤資源中，11%土壤對(duì)於農(nóng)業(yè)沒有障礙或嚴(yán)重限制因數(shù)。中國國土面積雖然為世界第三位，但人口多，人均土壤資源數(shù)量更少。我們用占世界7%土地養(yǎng)育世界1/4的人口。可見土壤資源是多麼珍貴。當(dāng)今存在的問題：土壤數(shù)量退化和品質(zhì)退化嚴(yán)重，有人估計(jì)。近20年內(nèi)世界有1/3耕地被退化消失殆盡。3．地域性：土壤資源數(shù)量和品質(zhì)分佈及不平衡，地域性非常強(qiáng)，地區(qū)差異大。這是不同區(qū)域土壤形成因素和條件不同，水、熱分配不平衡。人們按照土壤資源分成了許多區(qū)域，如紅土區(qū)、黑土區(qū)、黃土區(qū)等等4．動(dòng)態(tài)性：土壤品質(zhì)和數(shù)量時(shí)刻在進(jìn)行著變化許多複雜過程，品質(zhì)演化時(shí)刻進(jìn)行著。人類一切活動(dòng)度影響著土壤資源可利用價(jià)值。5．層次性：在大的地理空間上呈現(xiàn)規(guī)律分佈（垂直分佈）6．多用性：作物生長(zhǎng)、建材、路基、垃圾歸宿、微生物富集，食品、醫(yī)藥菌種的源。7．國際性：一般講，自然資源的開發(fā)、利用和保護(hù)、管理屬於國家主權(quán)，應(yīng)有各個(gè)國家自己去解決，但由於人類對(duì)自然資源的影響愈來愈大，一個(gè)國家一個(gè)地區(qū)對(duì)自然資源的破壞所產(chǎn)生的後果往往超出國家範(fàn)圍與界限，還可能產(chǎn)生難民危機(jī)其他國家安全。所以，國家間常常聯(lián)合攻關(guān)。四．土壤是最珍貴的自然資源

Soilisbestvaluablenaturalresource土壤資源利用潛力非常大：在遊牧社會(huì)，需要518公頃地才能養(yǎng)活一口人，那時(shí)，地球只能供養(yǎng)1千萬人口?，F(xiàn)在地球人口是那時(shí)的400~500倍。農(nóng)業(yè)社會(huì)時(shí)期，採用了馴化植物和動(dòng)物，發(fā)展灌溉，輪墾（刀耕火種）。每口人還需耕地20公頃。在現(xiàn)代的科技社會(huì)土地承載力如此之高，靠的是各種科技力量，不斷地挖掘土壤的生產(chǎn)潛力。馬克思說：土壤是世代相傳的、人類所不能出讓的生存條件和再生作用資源。四．土壤是最珍貴的自然資源

Soilisbestvaluablenaturalresource五．土壤在其他領(lǐng)域內(nèi)作用於地位

Positionandroleofsoilinothersfield（一）在地質(zhì)工作中作用1.找礦:土壤一系列過程對(duì)沉積巖的形成作用很大：許多鐵、錳礦床成因是古代的沼澤過程和鐵、錳在沿海的淺水地區(qū)沉積形成。鋁土礦床大多數(shù)與古代熱帶土壤形成過程有關(guān)。以前地質(zhì)年代的風(fēng)化和成土過程共同作用，形成工業(yè)用粘土礦物（高嶺土）和磷鈣土。硝酸鹽、蘇打、石膏、石灰、食鹽、和其他鹽都依賴於古代鹽類聚集和鹽漬土壤形成。土壤形成過程與碘（I）化物、溴（Br）化物和其他稀有元素聚集有作用。掌握這個(gè)規(guī)律，可以預(yù)測(cè)元素集中區(qū)、預(yù)測(cè)可勘探礦藏走向。地殼中石油、燃?xì)庖约熬奂承┰兀╟u，Co，Ni），也影響土壤特性，可以作為勘探礦床的依據(jù)。尋找和勘探礦床的“土壤地球化學(xué)”方法，其原理利用土壤特徵作為礦床的指標(biāo)，在勘探石油、銅、鈾等礦床方面很有用途。2.地基勘探和工程

建築物耐久性與土壤形狀有關(guān)道路建設(shè)要測(cè)定土壤物理、化學(xué)、生物性質(zhì)。物理方面有顆粒組成、容重、透水性、脹縮性、可塑性等。化學(xué)性質(zhì)：鹽分問題，鹽分易損壞瀝青路面、腐蝕鋼筋混凝土。生物性質(zhì)：有機(jī)物質(zhì)含量，腐泥土易下沉，不適宜作道路和建築物的地基於材料。特別是在灌區(qū)鹽漬化對(duì)建築影響很大。機(jī)場(chǎng)與航太發(fā)射基地建設(shè)：機(jī)場(chǎng)底土的生塵性、起飛降落地帶的堅(jiān)固和耐久性、機(jī)場(chǎng)栽培草皮能否成功依賴於土壤特性。在潮濕的酸性土壤上，混凝土覆蓋層和金屬結(jié)構(gòu)很容易損壞。建設(shè)好的機(jī)場(chǎng)離不開精確的土壤資料。

公路沿線的滑坡和山崩等自然災(zāi)害性與土質(zhì)有關(guān)。3.推測(cè)古環(huán)境：研究古土壤或其殘跡研究古氣候環(huán)境、古地形地勢(shì)等。（黃土古土壤研究）(二）在醫(yī)學(xué)和獸醫(yī)學(xué)方面

地方病是由於土壤中某些元素太多或貧乏影響了水質(zhì)和食物和飼料所產(chǎn)生。酸性淋溶強(qiáng)的土壤缺Ca、Co、Ni、Cu、以及碘化物。是許多病的病因。貝殼氏病骨骼發(fā)育失常和嚴(yán)重畸形、缺鈣造成佝僂病、缺碘造成甲狀腺腫大病。土壤缺銅會(huì)使動(dòng)物患癆病，缺鈷是牛不生育和發(fā)育失常。土壤過量砷、硒會(huì)中毒，過量鉛則是牲畜血尿原因，人的骨痛病由於重金屬緣故。黃牙由於氟的緣故。還有大骨節(jié)病等。癌癥的分佈和土壤微量元素的地理分佈狀況有關(guān)。土壤中生存的億萬微生物，有的從土壤中分離出來後，供制取很貴重藥劑——抗生素，如鏈黴素、金黴素、青黴素、黴菌素等、工業(yè)上還制取劇毒劑、興奮劑等。有些微生物區(qū)系可以引起嚴(yán)重疾?。ㄆ苽L(fēng)），有些是由於生活在土壤中動(dòng)物如傳染病菌。如鼠疫、兔熱病、瘧疾、寄生蠕蟲病等。（地球化學(xué)研究?jī)?nèi)容）土壤科學(xué)與醫(yī)療衛(wèi)生關(guān)係密切。五．土壤在其他領(lǐng)域內(nèi)作用於地位

Positionandroleofsoilinothersfield種類糧食蔬菜肉蛋合計(jì)病區(qū)5．950．849．4816．28非病區(qū)23．180．8814．7440．171989年內(nèi)蒙古呼倫貝爾盟病區(qū)與非病區(qū)糧食作物硒含量對(duì)比表（Ng/人.天）

根據(jù)近幾十年的研究，人們已查明大維27種元素是生物正?；顒?dòng)必不可分的元素，其中能明確引起動(dòng)物和人類產(chǎn)生疾病的有10餘種，最主要的是碘、氟、硒、銅、鈷、鎳、鉛、硼等。譬如，水土中碘元素分異異常可引起甲狀腺腫或地方性克汀病，氟元素分佈過多可引起地方性氟中毒，克山病與低硒因素有明顯的正相關(guān)系。（三）在體育方面：運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地建設(shè)和高爾夫球場(chǎng)建設(shè)（四）在考古方面：（五）在刑偵方面—刑偵土壤學(xué)（六）在城市建設(shè)方面：城市綠地土壤學(xué)，人造土壤（七）在水利工程方面（八）在人文社會(huì)方面：關(guān)中農(nóng)業(yè)文明的佐證林年豐《淮南字》：土地各以類生人：堅(jiān)土人剛，弱圖熱儒，虛土人大，沙土人細(xì)，息土人美，耗土人醜，輕土多利，重土多遲。（九）其他方面：如陶瓷工,稅收征稽（土地品質(zhì)評(píng)價(jià)）等五．土壤在其他領(lǐng)域內(nèi)作用於地位

Positionandroleofsoilinothersfield

土壤是人類活動(dòng)的場(chǎng)所。各種建築物、道路、休閒娛樂場(chǎng)所的基礎(chǔ)，決定了這些基礎(chǔ)的適宜性；用作道路和公路的路基，決定著它的壽命等等。五．土壤在其他領(lǐng)域內(nèi)作用於地位

PositionandroleofsoilinothersfieldBlum認(rèn)為在持續(xù)發(fā)展的社會(huì)和環(huán)境中，土壤的作用是複雜的，他總結(jié)了土壤的6大功能（見土壤2002第34期）：

生產(chǎn)生物量

環(huán)境保護(hù)

基因庫

建築物的基礎(chǔ)

原材料

對(duì)歷史的記憶功能

五．土壤在其他領(lǐng)域內(nèi)作用於地位

Positionandroleofsoilinothersfield屬於生態(tài)範(fàn)疇與文化、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)及技術(shù)有關(guān)第二節(jié)土壤的基本概念

conceptofsoil一．土壤概念：conceptofsoil

關(guān)於土壤的概念在不同類型的教科書中都不同的解釋和描述，這是因?yàn)橥寥婪?wù)的對(duì)象和功能非常多的緣故。關(guān)於土壤的定義因?yàn)槿藗儗?duì)它的利用角度不同而就有許多中解釋：1．美國土壤保持局（1975）對(duì)土壤的定義是：土壤是地球表面上含有活質(zhì)的、撫育著或能撫育植物的自然體的集合體（土壤與土壤管理1984）。由此可見它主要強(qiáng)調(diào)土壤作用與功能。2．美國土壤學(xué)會(huì)定義；土壤是能夠產(chǎn)生植物收穫物的陸地疏鬆表層

Soil-TheunconsolidatedmineralmaterialontheimmediatesurfaceoftheEarththatservesasanaturalmediumforthegrowthoflandplants。3．我國：陸地表面由礦物、有機(jī)物質(zhì)、水、空氣和生物組成，具有肥力，能生長(zhǎng)植物的為固結(jié)（unconsolidated）層（土壤學(xué)名詞，1998）。強(qiáng)調(diào)了土壤的功能以外，還說明了土壤的組成有有機(jī)和無機(jī)的，有固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)三相，並指出土壤本質(zhì)是有肥力。關(guān)於土壤概念核對(duì)土壤的認(rèn)識(shí)，我國勞動(dòng)人民造就有了比較深刻認(rèn)識(shí)。從漢字“土壤”二字的構(gòu)型和讀音上人們就能充分地體現(xiàn)出我國古代人民對(duì)土壤基本概念的認(rèn)識(shí)。第二節(jié)土壤的基本概念

conceptofsoil

從字型看，“二橫”分別代表土壤的兩個(gè)基本層次，即表層和底層。二橫的比例長(zhǎng)短也有它的科學(xué)內(nèi)涵，即表層和底層土壤比例。上層能生長(zhǎng)植物的好土占得比例要較少；下層是堅(jiān)硬的不能生長(zhǎng)植物底土或基巖，土壤位於巖面之上，根系未能穿透底土層?！柏Q”：直立顯然表示植物。說明土壤是能生產(chǎn)植物收穫物的介質(zhì)，土壤與巖石有很大區(qū)別。植物地上部分partofplantabovesoil土壤表層soilsurface植物根系roots底層土壤groundlayerofsoil植物體plant土“土”---與吐同音從讀音上講：“說文解字”中注釋為：“土者，是地之吐生物也”?！巴痢比　巴隆蓖簟Ｒ馕渡L(zhǎng)為“吐出來”之意。

《周禮》中指出：“萬物自生焉則曰土”“壤”

所謂“壤”在古籍：

《說文解字》中講，“壤”柔土也，無塊曰壤”。

《禹貢》中注釋到：“壤”天性和美也”

《周禮》中講到：“壤和緩之貌”，說明“壤”比“土”品質(zhì)好，“壤”本來就是“土”；“壤”字是從“土、從壤”。故把“土”放在“襄”前，構(gòu)成“壤”。第二節(jié)土壤的基本概念

conceptofsoil英文的土壤soil是經(jīng)由法語從拉丁文SOlum衍生來的，Solum的原義是指土地二．土壤的組成

compositionofsoil

（一）土壤容積組成compositionofsoilbyvolume

土壤三相體系滿足了植物生長(zhǎng)對(duì)各營養(yǎng)因素和環(huán)境因素的需求，使土壤區(qū)別於其他一切自然物質(zhì)。評(píng)級(jí)土壤品質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)不同應(yīng)用方面有所不同，工程上要求孔隙度（porosity）愈小愈好。但“理想的”草地、園子或大田土壤中，各種成分從體積而言大體比例是：礦物質(zhì)占45%，有機(jī)質(zhì)5%，水占25%，空氣占25%。建立一個(gè)概念：土壤孔隙占總體積一半。評(píng)價(jià)土壤品質(zhì)的指標(biāo)之一—“固、液、氣三相比（容積比）”。2．土壤物質(zhì)組成compositionofsoilbymatter二．土壤的組成

compositionofsoil土壤soil氣相gases液相l(xiāng)iquids固相solidSoilair,co2,O2,N2,H2S,CH4等watersaltsSoilsolutioninorganicorganicmineralsHumus及植物殘?bào)wmicroorganisms三．土壤形態(tài)特徵——土壤形態(tài)學(xué)

soilmorphology

巖石經(jīng)過漫長(zhǎng)的風(fēng)化作用，形成土壤母質(zhì)（parentmaterial），再經(jīng)過成土作用（soil-formingprocess）形成的土壤。但是，土壤與巖石有著本質(zhì)區(qū)別：

1.有機(jī)物質(zhì)含量高,由沒有到有，由少到多，有簡(jiǎn)單到複雜。

2.有大量的高等植物根系和低等微生物以及動(dòng)物。生物活動(dòng)成為主要區(qū)別。

3.有強(qiáng)烈的物質(zhì)風(fēng)化、淋溶與澱積過程。

4.出現(xiàn)了特殊的層次組合

土壤是一個(gè)獨(dú)立的歷史自然體，是由氣候、母質(zhì)、生物、地形、時(shí)間等5大自然因素聯(lián)合作用下形成的產(chǎn)物。每個(gè)土壤類型有各自的形成發(fā)展歷史，構(gòu)成了形態(tài)、組成、結(jié)構(gòu)與功能不同的可以剖析的物質(zhì)實(shí)體。土壤在垂直方向上具有明顯的異質(zhì)性，形成各自的形態(tài)特徵——土壤形態(tài)學(xué)研究的內(nèi)容，也是在野外進(jìn)行觀察的主要內(nèi)容。我們?cè)谝巴馑吹降耐寥蓝际怯刹煌锢硖匦?、顏色、外形特徵和層?shù)的層次組合成一個(gè)完整整體。三．土壤形態(tài)特徵—土壤形態(tài)學(xué)

soilmorphology（一）土壤剖面（soilprofile）：沿地表垂直下切所暴露出的斷面叫土壤剖面。土壤剖面是由不同層次按照不同次序疊加而成，這些層次分別叫土壤發(fā)生層（soilgenetichorizon）。土壤發(fā)生層次分為：

（1）O層：有機(jī)層（organichorizon）：枯枝落葉和苔蘚地被物或草本植物活體層次，有機(jī)物未遭到分解或分解程度很差。基本上沒有礦物質(zhì)。

（2）A層：腐殖質(zhì)層（humushorizon）：有機(jī)物徹底分解成會(huì)黑色腐殖質(zhì)，與礦物結(jié)合在一起，也有人叫腐殖質(zhì)聚集層。特徵黑色。礦物與有機(jī)物結(jié)合在一起。這一層幾乎每個(gè)土壤都有，普遍存在。A1，A2，A3為亞表層分類。

（3）B層：澱積層（illuvialhorizon）：在A層以下澱積著上層淋溶下來的粘粒、CaCO3和鐵、猛等物質(zhì)，形成了獨(dú)特的特徵。（4）E層：淋溶層（eluvialhorizon）：淋溶作用形成的土層。

（5）C層：母質(zhì)層（parentmaterialhorizon）。除此，還有P層（犁底層plowpan）、G層（潛育層gleyhorizon）、w層（瀦育層（waterloggogenichorizon）、AB層，Ap層BC層（過渡層）土壤分類是往往依據(jù)這些層次進(jìn)行，把土壤分類中用以鑒定土壤類別、性質(zhì)上有一系列定量規(guī)定的土層叫診斷層（diagnostichorizon）。三．土壤形態(tài)特徵—土壤形態(tài)學(xué)

soilmorphology

（二）土壤剖面（soilprofile）類型：

1.按照來源分為：

2.按照不同厚度分為：

(1)侏儒剖面（nanoprofile）：高山地區(qū)、荒漠地區(qū)、陡坡地或緊實(shí)塊狀結(jié)晶巖上形成的土壤發(fā)生層雖完整，每土層厚度甚薄的土壤剖面。

(2)巨型剖面（giantprofile）：形成高度風(fēng)化、厚度很深的土壤剖面。挖掘土壤剖面供觀察和研究用（關(guān)於挖掘方法在實(shí)習(xí)時(shí)再講）。三．土壤形態(tài)特徵—土壤形態(tài)學(xué)

soilmorphology人為剖面自然剖面（二）土壤形態(tài)特徵（三）土體：由母質(zhì)層以上土層所構(gòu)成的整體叫土體（solum）。土壤形態(tài)特徵：指土壤及土壤剖面所顯示的各個(gè)土層的外部特徵。土壤形態(tài)特徵主要體現(xiàn)在：1.剖面構(gòu)型(profilepattern)：土壤發(fā)生層或土壤層次（如沖積層次）的有規(guī)律的排列組合型式。反映著土壤發(fā)生過程與演變的歷史過程。2.層次外觀特徵：主要有顏色、結(jié)構(gòu)、結(jié)持狀態(tài)等各層次外觀特徵有時(shí)也可以反映土壤形成的歷史進(jìn)程，有時(shí)僅反映著土壤形成發(fā)育的某一個(gè)階段的環(huán)境因素和人為因素。土壤的形態(tài)特徵意義在於反映了土壤的內(nèi)在性質(zhì)以及他的起源和發(fā)展歷史。為人們研究自然、社會(huì)變遷的歷史進(jìn)程提供了很好的佐證。(1)土層顏色：土壤顏色是土壤很重要的形態(tài)特徵，反映著內(nèi)在的理、化性狀。有時(shí)成為土壤命名的主要依據(jù)（如紅壤、黃壤、紫色土，棕壤）。土壤基本色（С.И.Тюремнов（1927）研究）——黑色、紅（黃）色、白色。土壤不同色由3種基本組合而成。

土壤顏色的量化研究用3個(gè)定量化參數(shù)

A.色彩（hue）:（光譜原色：紅、黃、綠、藍(lán)、紫）是指光佔(zhàn)優(yōu)勢(shì)的波長(zhǎng)的顏色。

B.色的亮度（顯色性）:也有人叫色值或叫光度（Value）,指光的總量，由暗到亮而增加。

C.色素：也有人叫色度（chroma），光譜色的純度和強(qiáng)度。芒氏（Munsell）記色法是對(duì)顏色的三種易變性質(zhì)的每一種系統(tǒng)的數(shù)量化的和文字化標(biāo)記。這三種性質(zhì)按照色彩、色值、色度的順序標(biāo)出。如在芒氏記色法中的10YR6/4,10RY色彩，6是色值，4是色度。在野外把待測(cè)土壤樣與表準(zhǔn)色卡相比較?？梢院芸斓贸鏊念伾＃ǘ┩寥佬螒B(tài)特徵土壤顏色多種多樣土壤物質(zhì)組成與顏色：（1）黑色：腐殖質(zhì)色；當(dāng)

5~4%時(shí)，為灰色；8~10或更高時(shí)呈深黑色。某些化合物的顏色；FeS.H20，MnO2，F(xiàn)e3O4（磁鐵礦），黑色主要決定了腐殖質(zhì)多少，所以，可以反映了土壤肥沃度。（2）紅（黃）色：主要是鐵的各種氧化物。土壤礦物中的鐵會(huì)被氧化和水化為紅色和黃色的化合物。高度水化的氧化鐵是黃色的，在氫氧化鐵的成分中，一般含水越多顏色越黃。當(dāng)水化作用減少時(shí)，則紅色代替了黃色。赤鐵礦和含水赤鐵礦分別是紅色和紅棕色；褐鐵礦為不同色度黃色。

某些與氧化鐵相結(jié)合的氧化錳的特點(diǎn)具有櫻紅的顏色。黃壤、紅壤、磚紅壤、紅色石灰土在通氣良好、氧化狀態(tài)下呈現(xiàn)紅、黃、橙色、紅棕色等。但在淹水還原情況下，呈現(xiàn)氧化亞鐵顏色，即會(huì)藍(lán)色、淺綠色、淡青色等。沼澤土風(fēng)乾後仍呈深藍(lán)色，是因?yàn)楦缓{(lán)鐵礦緣故。（3）白色：起淡化劑作用。取決於土壤母質(zhì)。水鋁英石、高嶺土、氫氧化鋁、矽土化合物（石英）。碳酸鹽、石膏、無機(jī)鹽分等。（二）土壤形態(tài)特徵白色+紅、黃色=草色

黑色+白色=暗灰色、灰色、淡灰色黑色+紅色=栗色、褐色

紅色+白色=橙色、黃色。

黑色+白色+紅色=棕色土壤顏色與土壤性質(zhì)關(guān)係

a.土壤顏色與有機(jī)質(zhì)含量：有機(jī)質(zhì)越高，顏色越深越暗。

b.土壤顏色與土壤溫度：深色易吸熱增溫，土壤溫度回升快，溫度高。

c.土壤顏色與母質(zhì)關(guān)係：由鐵鎂巖形成的土壤比由矽鋁性母質(zhì)形成的土壤顏色深，養(yǎng)分也多。

d.土壤顏色與含水量：由於土壤含鐵的緣故，受水的影響顏色變化明顯紅色、黃色——排水性好，氧化態(tài)的旱地------藍(lán)色、灰色——排水不暢的濕地、水地和沼澤地。含水量高顏色深，也有人以土壤顏色深度半段土壤墑情（黑墑、黃墑、白墑）。

野外判斷土壤顏色有標(biāo)準(zhǔn)色卡（國外）。芒氏（Munsell）記色法，對(duì)光的3種易變性值得每一種系統(tǒng)的數(shù)量化的和文字化的標(biāo)記。按照色彩、色值、色度的順序標(biāo)出。如10YR6/4，其中10YR是色彩，色值是6，色度為4。把一個(gè)指定的土樣與帶有標(biāo)準(zhǔn)色階卡片相比較，可以很快的按Munsell（MusellColorSystem）記色法定出顏色。（二）土壤形態(tài)特徵MunsellHueCirclePrimaryHueCircleHueSymbolHueSymbolRedRRedRYellow-RedYRYellow-RedYRYellowYYellowYGreen-YellowGYGreen-YellowGYGreenGGreenGBlue-GreenBGCyanCBlueBBlue-CyanBCPurple-BluePBBlueBPurplePMagenta-BlueMBRed-PurpleRPMagentaMFigure1:TheHueCircleFigure2:MunsellHueDesignationsConditionDark(darkgrey,browntoblack)ModeratelyDark(browntoyellowbrown)Light(palebrowntoyellow)OrganicmatterhighmediumlowErosionfactorlowmediumhighAerationhighmediumlowAvailableNitrogenhighmediumlowFertilityhighmediumlowDark

ColoursNearthesurfaceindicateshighorganicmatter(OM).HighOMisassociatedwithbetterdrainage,goodstructure&nutrientlevels.Notalldarksoilsarewelldrained.Reds&OrangesInsub-soilsindicateironoxideinaerobicconditions.

Thisindicatesgooddrainageandlowleaching.

Withsufficientwaterthesesoilsaregenerallyfertile.Dullyellow&mottlesSeasonalwaterloggingcausinganaerobicconditions.Possiblyhighlevelsoflime.Palecolours&whitesLowOMandpoorfertility.Atthesurfacereflectsheat,slowtowarm&cool.Overaclaymayindicateaperchedwatertableforpartoftheyearwithhighleachingduetowaterlogging.Maybeduetolargeamountsofcalciumcarbonateorminerals(2)土壤結(jié)構(gòu)——看形狀和大小及緊實(shí)度（在土壤結(jié)構(gòu)部分講）(3)土壤結(jié)持度：包括緊實(shí)度、孔隙度和裂隙性等。常見的結(jié)持度有很緊、緊實(shí)、疏鬆和散碎。裂隙性按裂隙的寬度分為：細(xì)龜裂土、龜裂土、大龜裂土。易形成裂隙的土壤有粘合土、堿土、龜裂土。(4)土壤水分：看土壤含水量、地下水位高低、地下水質(zhì)（礦化度）。(5)土壤新生體（soilnewgrowth）：成土過程中在土壤剖面上新形成的物質(zhì)叫新生體。新生體的意義：判斷土壤類型推測(cè)它的起源和發(fā)育（發(fā)生）的歷史。常見的土壤新生體：A.鹽分：鹽霜（saltefflorescence）、鹽結(jié)皮（thinsaltcrust）（

2cm）、鹽結(jié)殼（saltcrust）（

2cm）B.碳酸鹽類：假菌絲體（pseudomycelium）、假菌膜、石灰結(jié)核（calcareousconcretions）、砂薑（Shajiang，irregularcalcareousconcretions）、鈣磐（calcareouspan）石灰反應(yīng)化學(xué)鑒定

HCl+CaCO3=CaCl2+CO2

+H2OC.鐵錳化合物：鏽紋（ruststreak）、鏽斑（rustspot）、膠膜（cutan，coating）、鐵錳結(jié)核（iron-manganeseconcretion）D.石膏：石膏層（gypsichorizon）、石膏晶簇（gypsumcrystalcluster）、石膏磐（gypsumpan）（二）土壤形態(tài)特徵（6）土壤侵入體（soilintrusions）：由外力或人為活動(dòng)加入到土壤中的物體。意義：從發(fā)生學(xué)上講，與現(xiàn)代成土過程無關(guān)，有時(shí)繼承了母質(zhì)、侵入體可以幫助弄清楚成土的條件和環(huán)境、特別是作為認(rèn)為活動(dòng)歷史見證。

巖石碎片、軟體動(dòng)物的貝殼、根和莖幹的殘?bào)w、動(dòng)物生命活動(dòng)的遺?。ǘ囱ǎ┖腿祟惏l(fā)生學(xué)方面的侵入體（骨骼、器皿、磚、瓦塊、炭屑、錢幣）。（7）土壤質(zhì)地：（後講）學(xué)會(huì)試驗(yàn)測(cè)量技術(shù)和野外判斷技術(shù)。以上7個(gè)方面基本上可以完整地描述了土壤的形態(tài)特徵，給人們推測(cè)土壤發(fā)生、演變、和土壤一系列性質(zhì)提供了素材。注意：描述土壤剖面特徵時(shí)，記錄土層厚度，從上到下，每層要有上限和下限，單位取釐米。逐層地以上屬形態(tài)特徵指標(biāo)去描述。（二）土壤形態(tài)特徵四．土壤肥力（soilfertility）

土壤與其他自然界物質(zhì)不同之處在於土壤具有肥力，構(gòu)成了土壤的本質(zhì)屬性、是土壤與其它自然界物質(zhì)的本質(zhì)區(qū)別、是土壤能夠生長(zhǎng)萬物的根源。（一）土壤肥力的概念人們對(duì)土壤肥力認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的過程，使其不斷的深入和完善。

1．美國土壤學(xué)會(huì)的觀點(diǎn)：在GlossaryofSoilScienceTerms中對(duì)土壤肥力定義為：土壤肥力是：土壤供給植物所必需的各種養(yǎng)分的能力。---西方土壤學(xué)家觀點(diǎn)屬於狹義土壤肥力的概念。這裏：肥—營養(yǎng)或養(yǎng)分（物質(zhì)的概念和因素）；力—是指養(yǎng)分的儲(chǔ)存或供給的能力（強(qiáng)度概念和因素）。這個(gè)能力包含的內(nèi)容有養(yǎng)分的含量、存在的形態(tài)、對(duì)植物有效性和供給能力，也包含了影響土壤養(yǎng)分供給力的因素以及土壤調(diào)控措施等。2．前蘇聯(lián)土壤學(xué)家觀點(diǎn)：威廉姆斯（Вильямс）：土壤在植物生活的全過程中，同時(shí)而又不斷地供給植物以最大量的有效養(yǎng)分和水分的能力。

該觀點(diǎn)特點(diǎn)；

a．強(qiáng)調(diào)了肥力的兩個(gè)基本要素：水分和養(yǎng)分，且特指“有效”

b．供給的水準(zhǔn)和品質(zhì)為在全生育期，不斷地供應(yīng)。3．我國土壤學(xué)家觀點(diǎn)：1）中國農(nóng)業(yè)土壤概論：土壤肥力就是土壤體質(zhì)和生命力：在一定自然條件下，土壤穩(wěn)、勻、足、適地對(duì)植物供應(yīng)水分和養(yǎng)分的能力。--侯光炯（1982）肥力包含的因素：養(yǎng)分、水分；肥力的水準(zhǔn)：穩(wěn)、勻、足、適產(chǎn)生肥力的條件：自然條件四．土壤肥力（soilfertility）2）中國土壤（1978）：肥力是土壤的本質(zhì)（屬性），是指土壤為植物生長(zhǎng)供給和協(xié)調(diào)營養(yǎng)條件和環(huán)境條件的能力。注意：協(xié)調(diào)能力，說明土壤肥力要素間有一定相互關(guān)係，並不是孤立存在的。3）．我國土壤學(xué)界一般認(rèn)識(shí)：土壤肥力：土壤水、肥、氣、熱四大因素的綜合表現(xiàn)。水、肥、氣——是肥力的物質(zhì)基礎(chǔ)；熱——是肥力的能量條件。小結(jié)：以上關(guān)於肥力的觀點(diǎn)認(rèn)識(shí)還不統(tǒng)一，肥力因素有“一元論”——養(yǎng)分［西方）；“二元論”——養(yǎng)分和水分（前蘇聯(lián)）；“四元論”——水、肥、氣、熱（中國）。四．土壤肥力（soilfertility）養(yǎng)分水分空氣溫度營養(yǎng)條件環(huán)境條件肥力4個(gè)要素肥力與肥沃度區(qū)別：肥沃度皆是指土壤養(yǎng)分含量（一元論概念）肥力與生產(chǎn)力（productivity）區(qū)別：土壤生產(chǎn)力（productivity）：有土壤肥力屬性和發(fā)揮肥力作用的環(huán)境條件所決定的生產(chǎn)植物收穫物的能力。

“肥力”是決定生產(chǎn)力的基礎(chǔ)，其次生產(chǎn)力還依賴於環(huán)境條件：氣候條件、光照條件、地形、水文條件、人為耕作、栽培等土壤管理措施，病蟲害、有害元素、汙染程度等。問題：土壤愈肥沃，生產(chǎn)力就一定愈高嗎？為什麼？四．土壤肥力（soilfertility）（二）肥力水準(zhǔn)：

各個(gè)肥力因素都有水準(zhǔn)差異，有不同組合，形成了不同程度費(fèi)力水準(zhǔn)。人們可以定量測(cè)定，也可以直觀地描述?！胺释痢⑹萃痢?；“好土、壞土”；“‘粳性土和糯性土“；“澱漿”與“起漿”；“口松”和“口緊”；“冷漿”與“熱燥”；“暖性土”和“冷性土”；“輕土”和“重土”；“發(fā)小苗，不發(fā)老苗”、“發(fā)老苗不發(fā)小苗”、“既發(fā)小苗也發(fā)老苗”等。有些反映了某一方面性質(zhì)、有些反映全部性質(zhì)。四．土壤肥力（soilfertility）（三）土壤肥力類型：1．按照肥力因素的有效性分為：（1）有效肥力：（activefertility，Usefulfertility）：在當(dāng)季作物生產(chǎn)上能夠表現(xiàn)出來的肥力叫有效肥力。有效肥力已經(jīng)產(chǎn)生了經(jīng)濟(jì)效益，也有人叫經(jīng)濟(jì)肥力。

在土壤性質(zhì)描述中，如土壤有效養(yǎng)分、有效氮、磷、鉀等、有效水分、活性酸度都屬於有效肥力具體概念。有效肥力與作物產(chǎn)量一般有極強(qiáng)的相關(guān)性。（2）潛在肥力（potentialfertility）：

在當(dāng)季作物生產(chǎn)中不能直接表現(xiàn)出來的肥力叫潛在肥力。

全量養(yǎng)分、全氮、磷、鉀等，無效鉀等、土壤總含水量、潛性酸度等屬於潛在肥力概念的具體體現(xiàn)。

有效肥力和潛在肥力並沒有明確的界限，二者可以互相轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化的條件是環(huán)境因素與人為因素。2．按照肥力的來源分為（成因）：（1）自然肥力（Naturalfertility）：在自然因素的聯(lián)合作用下所形成的肥力。是成土過程的產(chǎn)物。---自然土壤（2）人為肥力（man-caused，artificialfertility）：人類各種生產(chǎn)、管理活動(dòng)作用所形成的肥力?！?農(nóng)業(yè)土壤。本節(jié)小結(jié)

土壤基本概念——土壤相組成和物質(zhì)組成——土壤形態(tài)特徵——土壤本質(zhì)屬性（肥力）第三節(jié)

土壤科學(xué)發(fā)展史簡(jiǎn)介

HistoryofSoilSciences一．世界土壤科學(xué)發(fā)展史

Historyofsoilsciencesintheworld

土壤科學(xué)發(fā)展經(jīng)歷了極為漫長(zhǎng)的道路，因?yàn)槿藗儗?duì)土壤的認(rèn)識(shí)從最初的神學(xué)觀點(diǎn)逐漸發(fā)展到今天的科學(xué)時(shí)代，歸結(jié)起來，作為科學(xué)含義，土壤科學(xué)發(fā)展歷史有3個(gè)明顯不同的學(xué)派（School）（一）農(nóng)業(yè)化學(xué)派

Schoolofagriculturalchemistry

代表人物德國的化學(xué)家李比希（J．F．Liebig，1803~1873）在1840年出版了《化學(xué)在農(nóng)業(yè)和植物上理上的應(yīng)用》專著提出了“礦質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說（theoryof

mineral）”和“養(yǎng)分歸還學(xué)說（theoryofreturns）”。打破了長(zhǎng)期神學(xué)束縛，從科學(xué)角度看待土壤生產(chǎn)力這個(gè)問題，建立的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)核心是把土壤當(dāng)作植物養(yǎng)料的貯存庫，土壤生產(chǎn)力就決定寓所貯存礦之養(yǎng)料的多寡，這就是“礦質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說”。

他隨後的著作中，又進(jìn)一步闡述，“作物產(chǎn)量的減少或增加，和廄肥所帶入的礦質(zhì)養(yǎng)料的多少成嚴(yán)格的比例關(guān)係”，進(jìn)而認(rèn)為只要把植物所吸收的養(yǎng)料以肥料的形式如數(shù)歸還給土壤，肥力就可以維持不變——養(yǎng)分歸還學(xué)說（theoryof

returns）。貢獻(xiàn)：

1.開闢了用化學(xué)理論、方法研究土壤問題，開闢了土壤分析化學(xué)、土壤化學(xué)、和農(nóng)業(yè)化學(xué)等學(xué)科分支，促進(jìn)土壤科學(xué)發(fā)展。

2．迅速推進(jìn)了化工、化肥工業(yè)的發(fā)展，在化肥發(fā)展史上產(chǎn)生了具有劃時(shí)代的意義。喚醒了人們培肥土壤，進(jìn)行施肥思想觀念。到今天，這個(gè)理論仍然在發(fā)揮著巨大的作用，化肥對(duì)全世界糧食增產(chǎn)的貢獻(xiàn)率在50%以上。馬克思和恩克斯曾給過他極高的評(píng)價(jià)。缺點(diǎn)：在他的以後著作中把原來“礦質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說”引向了錯(cuò)誤的方向

1．以純化學(xué)理論看待複雜的土壤問題，簡(jiǎn)單、機(jī)械地把土壤當(dāng)作養(yǎng)料的“貯存庫”。忽視了土壤本身的調(diào)節(jié)，物質(zhì)迴圈與轉(zhuǎn)化關(guān)係。--被人們稱為農(nóng)業(yè)化學(xué)派。

2．片面地看待土壤與植物的相互關(guān)係，僅強(qiáng)調(diào)植物是土壤養(yǎng)分的消耗著，卻忽視了植物對(duì)土壤養(yǎng)料的積聚和對(duì)肥力提高也有極為積極的作用（固氮植物）。在大量施用化肥造成作物減產(chǎn)的事實(shí)面前，又得出了（土壤肥力遞減律）的錯(cuò)誤結(jié)論，變成發(fā)反動(dòng)的馬爾薩斯“人口論”的主要依據(jù)（一）農(nóng)業(yè)化學(xué)派

Schoolofagriculturalchemistry（二）農(nóng)業(yè)地質(zhì)學(xué)派

（schoolofgeology）

19世紀(jì)後半葉德國科學(xué)家法魯F.A.Fellow)、李?；舴遥‵.V.Richthofen）、拉曼（E.Ramann）等用地質(zhì)學(xué)觀點(diǎn)研究土壤—形成了地質(zhì)學(xué)派。他們把土壤看成是巖石風(fēng)化的碎屑物質(zhì)，土壤本身是地層構(gòu)造的一部分，過於強(qiáng)調(diào)了成土母質(zhì)的作用，忽視了生物對(duì)土壤形成與發(fā)育的主體作用，錯(cuò)誤地解釋土壤腐殖質(zhì)來源。認(rèn)為土壤形成過程是風(fēng)化和淋溶過程的結(jié)果，也就是土壤肥力發(fā)展過程。風(fēng)化過程釋放的養(yǎng)分為植物生長(zhǎng)創(chuàng)造了營養(yǎng)條件。同時(shí)由於水的淋溶，養(yǎng)分不斷流失而肥力將趨於枯竭，因此土壤肥力必然是逐漸減退的，最終變?yōu)椴幻?。他不了解生物?duì)提高土壤肥力的作用，更不了解人為因素對(duì)耕作土壤肥力變化的主導(dǎo)作用。導(dǎo)致土壤科學(xué)脫離了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際。（三）發(fā)生學(xué)派

（schoolofsoilgenetic）

19世紀(jì)70~80年代，俄羅斯科學(xué)家道庫恰耶夫В.В.Докучаев，1846~1902）在發(fā)表的著作《俄羅斯黑鈣土》中，全面地闡述了土壤發(fā)生、發(fā)展過程，創(chuàng)立了土壤發(fā)生學(xué)派。

其主要觀點(diǎn)有：

1．土壤形成過程是由礦物和巖石經(jīng)過風(fēng)化作用（weathing）和成土過程（soilformation）所形成的。2．土壤是一個(gè)獨(dú)立的歷史自然體，在母質(zhì)（parentmaterial）、氣候（climatic

factors)、生物(biota)、地形(relief)、時(shí)間(time)等5大成土因素的聯(lián)合作用下形成。土壤分佈規(guī)律都是受5大成土因素（Soilformingfactors）作用。為土壤地帶性分佈、農(nóng)業(yè)區(qū)劃奠定了科學(xué)基礎(chǔ)。

道庫卡耶夫的發(fā)生學(xué)觀點(diǎn)對(duì)學(xué)術(shù)界產(chǎn)生了深刻的影響。（三）發(fā)生學(xué)派

（schoolofsoilgenetic）

道庫卡耶夫的繼任者威廉姆斯（В.Р.Вильямс）進(jìn)一步發(fā)展了該學(xué)說，創(chuàng)立了統(tǒng)一形成理論。他特別指出：

1．強(qiáng)調(diào)了土壤形成過程是以生物為主導(dǎo)。更加強(qiáng)調(diào)了生物在土壤發(fā)生和肥力發(fā)展上的作用。

2．土壤形成是以地質(zhì)大循環(huán)和生物小迴圈共同形成的。進(jìn)一步完善了土壤形成與發(fā)生的基本理論。他建立了“統(tǒng)一形成學(xué)說”和“土壤肥力學(xué)說”、“土壤結(jié)果學(xué)說“

由於土壤發(fā)生學(xué)觀點(diǎn)構(gòu)築了現(xiàn)代土壤科學(xué)理論基礎(chǔ)，所以，道庫恰耶夫被世界上公認(rèn)地奉為土壤學(xué)的鼻祖。二．我國土壤科學(xué)發(fā)展史

HistoryofsoilsciencesintheChina（一）古代土壤科學(xué)發(fā)展史

在我國許多古籍中都記載著我國勞動(dòng)人民對(duì)土壤知識(shí)的積累，如戰(zhàn)國時(shí)期的《禹貢》、秦漢到唐朝時(shí)期管仲的《管子.地員篇》、西漢的《氾勝之書》、後魏賈思勰的《齊民要術(shù)》、宋、元、明、清時(shí)期的一些農(nóng)書、如《農(nóng)桑輯要》、《王禎農(nóng)書》、《農(nóng)政全書》、《授時(shí)通考》《陳曹農(nóng)書》《知本提綱》等。

5色土壤——黑土、紅土、白土、青土、黃土（二）近代土壤科學(xué)發(fā)展史1.進(jìn)行了兩次全國土壤普查。查清了資源和現(xiàn)狀2.中低產(chǎn)田改良：防沙治沙、水土保持、鹽漬土壤改良、南方紅壤改良等成績(jī)顯著3.土壤學(xué)基礎(chǔ)理論研究：特別是土壤電化學(xué)研究據(jù)國際領(lǐng)先地位—於天仁教授第四節(jié)

土壤科學(xué)體系、

研究?jī)?nèi)容和方法、任務(wù)一.土壤科學(xué)基本體系與學(xué)科分支土壤物理學(xué)土壤化學(xué)土壤微生物學(xué)土壤生物化學(xué)土壤生態(tài)學(xué)土壤發(fā)生與分類學(xué)土壤地理學(xué)土壤改良學(xué)土壤侵蝕學(xué)土壤調(diào)查與製圖土壤肥力學(xué)森林土壤學(xué)草原土壤學(xué)城市綠地土壤學(xué)土壤污染與防治（環(huán)境土壤學(xué)）土壤資訊學(xué)一.土壤科學(xué)基本體系與學(xué)科分支

土壤科學(xué)不斷成熟。學(xué)科體系不斷完善，它既是一門應(yīng)用科學(xué)。也是一門基礎(chǔ)科學(xué)，與其它科學(xué)具有非常密切聯(lián)繫。二.研究?jī)?nèi)容

土壤科學(xué)從研究的對(duì)象和任務(wù)可分為發(fā)生土壤學(xué)（Pedology）和農(nóng)業(yè)土壤學(xué)（Edaphology）兩個(gè)方面。發(fā)生土壤學(xué)研究土壤的發(fā)生、演變、特性、分類、分佈和利用潛力等內(nèi)容；農(nóng)業(yè)土壤學(xué)研究土壤的物質(zhì)組成、性質(zhì)及其與植物生長(zhǎng)的關(guān)係，通過耕作管理提高土壤的生產(chǎn)力。土宜（soilfeasibility）：適宜於某種植物種或品種正常生長(zhǎng)發(fā)育的土壤條件或一定土壤條件對(duì)某植物種或品種的適宜程度。影響作物生長(zhǎng)的條件有：土壤物理?xiàng)l件：剖面層次、結(jié)構(gòu)、質(zhì)地、水分、溫度、空氣等。土壤化學(xué)條件：粘土礦物組成、離子交換、酸鹼度、營養(yǎng)物質(zhì)的含量及其有效性等土壤生物性質(zhì)：微生物區(qū)系、動(dòng)物區(qū)系、殘落物和腐殖質(zhì)、抗生素等。各種作物的土宜共性特徵：土層深厚、質(zhì)地適中、pH中性、通透性強(qiáng)、有機(jī)質(zhì)含量豐富，結(jié)構(gòu)良好、養(yǎng)分供應(yīng)力強(qiáng)個(gè)性因作物而已作物的立地條件：作物不受脅迫的土壤與環(huán)境條件綜合。當(dāng)前在全球建立土壤資源資料庫正在進(jìn)行。微觀土壤學(xué)正在誕生。1．土壤的歷史地貌研究法：研究某種土壤發(fā)育的地形部位和形成條件、途徑和年齡。地貌類型不同、年齡和歷史不同，生成了不同的土壤類型。類似的地貌條件具有類似的或同型的土壤——這種方法叫比較地理法。經(jīng)常採用進(jìn)行野外調(diào)查方法。2．土壤地球化學(xué)研究法：研究土壤在時(shí)間和空間上的化學(xué)過程，描述個(gè)景觀中土壤中物質(zhì)的遷移、分化和累積的方式。研究的方法有：

（1）剖面法：綜合地研究土壤各發(fā)生層次及整個(gè)剖面，而不是研究土壤的表層和耕層。土壤學(xué)中採用的形態(tài)學(xué)研究方法從外部特徵（顏色、結(jié)構(gòu)、結(jié)持狀態(tài)、新生體、侵入體、層次配置的深度和順序）研究土壤特性的有效方法。（2）製圖法：用來描繪土壤及其組合的空間配置的方法。三.土壤學(xué)研究方法methodofresearchsoil

三.土壤學(xué)研究方法

methodofresearchsoil3．定位研究法：研究土壤一系列性質(zhì)演變的動(dòng)態(tài)過程，瞭解土壤性質(zhì)的季節(jié)性變化規(guī)律。如水分、氣體、鹽分、微生物和營養(yǎng)物質(zhì)的狀態(tài)。研究土壤侵蝕、土壤沙化、水鹽動(dòng)態(tài)、土壤肥力演變方面的試驗(yàn)。（1）滲漏測(cè)定法—滲漏計(jì)（lysimeter）：不破壞土壤，收集到經(jīng)過土壤淋失的營養(yǎng)物質(zhì)等。（2）田間試驗(yàn)的方法：進(jìn)行肥料試驗(yàn)、養(yǎng)分平衡試驗(yàn)、土壤改良試驗(yàn)。4．實(shí)驗(yàn)室研究方法：應(yīng)用化學(xué)分析的手段和技術(shù)在室內(nèi)測(cè)定土壤理化性狀。在溫室人工控制條件下進(jìn)行的盆栽試驗(yàn)，研究土壤性質(zhì)與植物的關(guān)係。5．土壤模擬及模型研究：

土壤礦物質(zhì)是土壤的主要物質(zhì)組成成分，占到土壤總重量的95%左右，礦物質(zhì)的大小、組成比例、礦物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特徵和土壤的礦物組成等對(duì)土壤一系列性質(zhì)起著決定性作用。

本章重點(diǎn)要掌握：

1.土壤礦物顆粒的粒級(jí)分類及不同粒級(jí)的形狀

2.土壤質(zhì)地分類制與不同質(zhì)地土壤的性狀特徵。我國土壤質(zhì)地分佈規(guī)律。

3.土壤礦物基本組成

4.不同類型礦物的基本特徵.我國土壤礦物組成及分佈規(guī)律。

第一節(jié)

土壤質(zhì)地

soiltexture瞧！顆粒大小多麼不勻一.礦質(zhì)土粒（soilparticle）

巖石

Rock

礦物mineral風(fēng)化作用weathering母質(zhì)Parentmaterial成土作用soilformation土粒Soilparticle物理風(fēng)化physical化學(xué)風(fēng)化chemical生物風(fēng)化biological原生礦物primary次生礦物secondary？？

由於風(fēng)化的強(qiáng)弱不同，成土條件不同，形成的土壤顆粒大小是否相同？答案=否（一）礦質(zhì)土粒的來源一.礦質(zhì)土粒（soilparticle）（二）土粒概念soilparticle土粒soilparticle：土壤中各種粒徑的固相顆粒依據(jù)存在的狀態(tài)：?jiǎn)瘟＃簊ingleparticle複粒：compoundparticle依據(jù)粒徑大小（單粒）（三）土壤粒級(jí)particlesizes1.粒級(jí)概念（fraction)：土壤顆粒的大小分級(jí)2.粒級(jí)劃分依據(jù)：粒級(jí)化分的表觀依據(jù)（或依賴的指標(biāo)）：依據(jù)單個(gè)顆粒的粒徑大小進(jìn)行。

那麼土壤顆粒的粒徑有何實(shí)際含義（？），顆粒的形狀（？）一.礦質(zhì)土粒（soilparticle）

土壤顆粒絕非標(biāo)準(zhǔn)球形，是各種不規(guī)格形狀的，那麼，粒徑的含義就並非它們的真實(shí)直徑或半徑。-----當(dāng)量直徑

當(dāng)量直徑（有效直徑）equivalentdiameteroreffectivediameterofsoilparticle:與同質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)球形顆粒沉降速度相同的土粒直徑或半徑（建立在顆粒分析方法上）3.粒級(jí)分類制（classificationsystemsofsoilseparates)

土壤顆粒大小是連續(xù)分佈的，要確定土壤顆粒的分級(jí)需要研究土壤顆粒大小和性狀間關(guān)係，找到由量變到質(zhì)變分界點(diǎn)，突變點(diǎn)，就可以作為化分類別的依據(jù)。受人為因素的影響，當(dāng)前土壤立即分類制有：

Sizeisacontinuousvariable.Althoughdividingparticlesizeintodi