土壤肥料學(xué)復(fù)習(xí)資料

土壤肥料學(xué)復(fù)習(xí)資料

第一章土壤的物質(zhì)組成

四部分組成成分相互混合構(gòu)成極其復(fù)雜的單個土體：

礦物質(zhì)（土壤固相）38%

有機質(zhì)（土壤固相）12%

土壤空氣（土壤氣相）25-30%

土壤水（土壤液相）12-25%

第一節(jié)土壤礦物質(zhì)

1.主體物質(zhì)——“骨骼”——959r98%

2.土壤母質(zhì)'經(jīng)風(fēng)化成土作用2形成

3.對土壤的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)J以及生物與生物化學(xué)性質(zhì)s均有深刻的影響

一、土壤礦物質(zhì)的來源

（-）主要的成土巖石

-、土壤礦物質(zhì)的來源

（-）主要的成土巖石

?、土壤礦物質(zhì)的來源

（-）主要的成土巖石

＞沉積巖和巖漿巖通過變質(zhì)作用形成變質(zhì)巖。

＞巖漿巖和變遜:通過母巖的風(fēng)化、剝蝕和一系列的沉積作用而形成沉積巖。

＞變質(zhì)巖和沉積巖進入地下深處后，在高溫高壓條件下發(fā)生熔融形成巖漿，經(jīng)結(jié)晶作

用而變成巖漿巖

（二）巖石的風(fēng)化

風(fēng)化作用：巖石、礦物在外界因素和內(nèi)部因素的共同作用下，逐漸發(fā)生分解和崩解的過程。

可分為：

a.物理風(fēng)化：物理崩解、T、結(jié)冰、水流、風(fēng)

b.化學(xué)風(fēng)化：化學(xué)變化產(chǎn)生新物質(zhì)的過程，HQ,CO2.02

c.生物風(fēng)化：生物作用+分泌+有機產(chǎn)物物理+化學(xué)作用

■1.物理風(fēng)化

■因溫度變化和孔隙中水的凍融以及鹽類的結(jié)晶而產(chǎn)生的機械崩解過程。只有物理形狀的

改變，由大變小，而不會引起巖石的成分和性質(zhì)的改變。

?1）熱力作用受熱因晝夜和季節(jié)的不同而變化，因而氣溫與地表溫度均有相應(yīng)的日變

化和年變化。

-2）冰劈作用在寒冷地帶、巖石的孔隙或裂隙中的水在凍結(jié)成冰時，由于體積的膨脹,

產(chǎn)生960kg/cm，的壓力，使巖石逐漸崩解為巖屑。

-3）鹽崩作用隨著水分的蒸發(fā)，濃度逐漸達到飽和，對周圍裂隙壁產(chǎn)生巨大的壓力，

使巖石崩裂。

物理風(fēng)化

是機械力作用的結(jié)果

流水的沖擊、風(fēng)、冰川等自然動力對巖石的磨蝕，樹根生長時對巖石造成的擠壓作用，

均能加速巖石的破碎。物理風(fēng)化的結(jié)果，產(chǎn)生許多巖石碎屑和細粒，獲得了巖石所沒有的透

水性和通氣性。但由于物理風(fēng)化只是巖石在機械力作用下的破碎，產(chǎn)生的巖屑一般都大于

0.1mm,沒有毛管作用，所以對水的保蓄性能很差。增加了與大氣和水的接觸面積，為化學(xué)

風(fēng)化創(chuàng)造了有利的條件。

2.化學(xué)風(fēng)化

化學(xué)風(fēng)化指巖石在水、CO2、氧等作用下所發(fā)生的溶解、水化、水解、碳酸化和氧化等

一系列復(fù)雜的化學(xué)變化作用，而水、氧、COz對巖石作用的結(jié)果常是交叉進行的。

化學(xué)風(fēng)化-水解作用

水解作用是水中呈離解狀態(tài)的H.和0H離子與風(fēng)化礦物中的離子發(fā)生交換的反應(yīng)，影

響水的解離平衡，有兩大因素：一為溫度。二為水中溶解的C02和各種酸類，

LA水解的結(jié)果使??些金屬離子與0H離子一道溶解于水被淋失，還有?部分金屬離子可被

土壤膠體吸附。水解作用是化學(xué)風(fēng)化中最主要的作用與基本環(huán)節(jié)。

化學(xué)風(fēng)化-水化作用

水化作用指無水的礦物與水結(jié)合，成為含水礦物的作用。

CaSOK硬石膏）+2H2（）fCaSCh,2HzO（石膏）

2Fe￡3（赤鐵礦）+nHz（）fFeB?nHQ（褐鐵礦）

礦物經(jīng)水化后，硬度降低，體枳增大，溶解度增加，從而促進物理風(fēng)化。

化學(xué)風(fēng)化-溶解作用

溶解作用水是一種極性溶劑，巖石中的礦物都是無機鹽，在水中都將產(chǎn)生一定程度的

溶解。

Ca（PO4）2+2H20+2C02-Ca（^PO.）2+2CaC03

礦物在水中的溶解度，巖石中易溶解礦物的含量愈多，愈易風(fēng)化。

化學(xué)風(fēng)化-碳酸化作用

碳酸化作用指溶解在水中的C0?成為溶液后，其可以促進對巖石的水解作用。

CaCO3（方解石）+C02+II20--Ca（IIC03）2（重碳酸鈣）

KAlSisOK正長石）+4HZ0+2C0L

2K2CO3+8SiO2+A14[Si4Oio][0嘰（高嶺石）

這一反應(yīng)在含CO2的水溶液中的速度要比在純水中快得多。

化學(xué)風(fēng)化-氧化作用

氧化作用：空氣中的氧，在有水的情況下氧化能力很強，如：

2Fe￡iO,（橄欖石）+3H20+02-

2Fe203?3HQ（含水氧化鐵）+2Si（U氧化硅膠狀）

4FeSz（黃鐵礦）+14HzO+l502f

2（Fe203?3H2O）（含水氧化鐵）+8H2soi

3.生物風(fēng)化

■1）生物的物理風(fēng)化主要表現(xiàn)為機械破碎作用，如樹根在巖隙中的穿插與長大，穴居幼物

的挖掘作用等。

■2）生物的化學(xué)作用，其表現(xiàn)為多方面。如生命活動與動植物殘體的分解所產(chǎn)生的大量CO2,

在水解和溶解作用中起著重要作用；而使巖石礦物更易發(fā)生風(fēng)化。

■另外，人類活動如開礦、筑路、耕作等都會對風(fēng)化作用有影響。

（三）成土母質(zhì)的類型及分布規(guī)律

母質(zhì)主要可分以下類型：

1殘積物是指巖石礦物經(jīng)過風(fēng)化后殘留在原地未經(jīng)搬運的碎屑。

2坡積物是指山坡上部的風(fēng)化碎屑母質(zhì)，經(jīng)重力作用，雨水和融雪水的侵蝕沖刷，搬運

到山坡的中，下部而成的堆積物。

3洪積物是指山洪搬運的碎屑物質(zhì)在山前平原地區(qū)沉積而成的山洪沉積體，在干旱與半

干旱地帶的山區(qū)，間歇性的暴雨形成流速較大的洪水，將山區(qū)長期累積的風(fēng)化碎屑搬運到山

谷出口處，因地勢高平緩，水流由集中分散，所帶的物質(zhì)即沉積下來，形成扇形，稱為洪積

扇。

4沖積物是指風(fēng)化碎屑經(jīng)河流（經(jīng)常性水流）侵蝕，搬運和在河流兩岸沉枳的沉積物。

A、成層性由于不同時期河流流速不一致，其搬運和沉積物質(zhì)顆粒大小也不一

致，這就造成了在一個地方上下層在質(zhì)地上發(fā)生變化，而且有明顯的成層性。

B、成帶性因流速不同，還有區(qū)域變化。上游粗，下游細，近河粗，離河遠則

細。

C、成分復(fù)雜礦物種類多，營養(yǎng)成分也較豐富，近代河流沖積物上，往往形成

很肥沃的土壤。

5湖積物是指湖泊的靜水沉積物，質(zhì)地較細，主要是粘土，并且夾雜著在湖水中生活

的藻類和動物遺體。

6海積物是指海相的海機沉積物，由于海岸上升露出水面而成，在海濱地區(qū)可以見到。

7風(fēng)積物是由風(fēng)力將貫地成因的堆積物搬運沉積而成。

8黃土黃土及黃土狀物質(zhì)是屬第四紀（近一百年以內(nèi)的地質(zhì)年代）沉積物。

9紅土在我國南方，多呈紅色、紅棕色、質(zhì)地黏重，養(yǎng)分少。

二、土壤礦物質(zhì)的組成與性質(zhì)

礦物質(zhì)顆粒越粗大，含石英及原生原生鋁硅酸鹽類愈多；反之，礦物質(zhì)顆粒愈小，含石英及

原生原生鋁硅酸鹽類愈少，而次生礦的含量愈多。

（-）土壤礦物質(zhì)的化學(xué)組成

0、Si、Al、Fe、Ca、Mg、K、Na、Ti、C等

Si0a->AI2O3、FeaOs

占土壤礦質(zhì)總質(zhì)量75%

四、土壤質(zhì)地及其利用改良

（-）土壤質(zhì)地分類

前蘇聯(lián)制土壤質(zhì)地分類標準(1957)

質(zhì)地2稱不同土髏型的〈0.01毫米粒^含量(%)

灰化土草原土壤、紅黃壤WE±、M±

妊松砂土0-50~50-5

緊砂土5?105?105?10

嵋10-2010-2010-15

輕壤20-3020?3015?20

中壤3g4030?4520?30

40?5045?6030?40

替吐50-6560?7540-50

中*壯65?8075?8550?65

重粘土80>85)65

三、土壤的顆粒組成

(-)土壤粒級分類

常見的土壤粒級制

當(dāng)量粒徑中國制卡欽斯基制美國農(nóng)部制國際制

(毫米)(1987)(1957)(1951)(1930)

3-2石礫石礫石礫石礫

2-1極粗砂檢

1-0.5粗砂粒粗砂粒相砂粒粗砂粒

0.5-0.25物中砂粒中砂粒

0.25-0.2理細砂粒

0.2-0.1細砂粒性細砂松

0.1-0.05砂極細砂粒細砂粒

0.05-0.02粗粉粒校粗粉粒

0.02-0.01粉粒

0.01-0.005中粉粒物中粉檢粉粒

0.005-0.002細粉粒理細粉粒

0.002-0.001粗粘粒性

0.001-0.0005粘粘粗粘粒粘粒粘粒

0.0005-0.0001細粘粒粒粒細粘粒

<0.0001膠質(zhì)粘粒

四、土壤質(zhì)地及其利用改良

(-)土壤質(zhì)地分類

前蘇聯(lián)制土壤質(zhì)地分類標準(1957)

質(zhì)地s稱不同土壤類型的〈0.01毫米粒級含量(%)

灰化土草原土壤、紅黃壤堿

松砂土0-50-50-5

緊^±5?105?105?10

w10?2010?2010-15

20?3020?3015?20

中壤30?4030?4520-30

重壤40?5045?6030?40

粘土輕和L50?6560?7540?50

中和t65?8075?8550?65

重木吐80>85)65

三、土壤的顆粒組成

(-)土壤粒級分類

各級土粒的主要特征

■1.石礫及砂粒它們是風(fēng)化碎屑，其所含礦物成分和母巖基本一致，粒級大，抗風(fēng)化，

養(yǎng)分釋放慢，比表面積小，無可塑性、粘結(jié)性、粘著性和吸附性。無收縮性和膨脹性。SiO2

含量在80%以上，有效養(yǎng)分貧乏。

-2.粉粒顆粒較小，容易進一步風(fēng)化，其礦物成分中有原生的也有次生的，有微弱的可

塑性、膨脹性和收縮性。濕時有明顯的粘結(jié)性，干時減弱。粒間孔隙毛管作用強，毛管水上

升速度快。SiO2含量在60%—80冬之間，營養(yǎng)元素含量比砂粒豐富。

-3.粘粒顆粒極細小，比表面積大，粒間孔隙小，吸水易膨脹，使孔隙堵塞，毛管水上

升極慢?？伤苄浴⒄持?、粘結(jié)性極強，干時收縮堅硬，濕時膨脹，保水保肥性強，Si02

含量在40%—60%之間，營養(yǎng)元素豐富。

土壤質(zhì)地

指各粒級土粒占土壤重量的百分數(shù)，也叫土壤的機械組成。

國際制：

根據(jù)砂粒(2-0.02毫米)、粉粒(0.02-0.002毫米)和粘粒(<0.002毫米)三粒級含量的比

例，劃定12個質(zhì)地名稱，可從三角圖上查質(zhì)地名稱.

查三角圖的要點為：以粘粒含量為主要標準，

<15%者為砂土質(zhì)地組和壤土質(zhì)地組；

15%—25%者為粘壤組；

>25%者為粘土組。

當(dāng)土壤含粉粒>45%時，“粉質(zhì)”；

當(dāng)砂粒含量在55285%時，“砂質(zhì)”,

當(dāng)砂粒含量>85%時，則稱壤砂土或砂土

土壤質(zhì)地與肥力關(guān)系

■砂土類

質(zhì)地特點：松散的土壤固相骨架，砂粒多，粘粒少粒間空隙大

肥力特點：

通氣性、透水性強，易耕作

蓄水弱，抗旱能力弱

養(yǎng)分含量少，保肥能力差，有機質(zhì)分解快，養(yǎng)分供應(yīng)快

土溫變化快

■對植物生長影響：發(fā)小苗不發(fā)老

2、粘質(zhì)土壤主要特性：

粘質(zhì)土類

質(zhì)地特點：孔隙小，多為極細的毛管孔隙。

肥力特點：

保水保肥性強，養(yǎng)分含量豐富（肥效緩慢，勁長），土溫較穩(wěn)定，溫差小。

透水、透氣性差，耕作困難，宜耕期短

對植物生長的影響：發(fā)老不發(fā)小

3、壤質(zhì)土壤主要特性

含有適量的砂粒、粉粒和粘粒，兼砂質(zhì)土和粘質(zhì)土的優(yōu)點，是理想的農(nóng)'業(yè)土壤。

特點：含水量適宜，耕性好，通透性好，相當(dāng)?shù)拿芸紫丁?/p>

（三）土壤質(zhì)地的評價與其合理利用（自修）

（四）不同質(zhì)地土壤的利用和改良

（1）土壤質(zhì)地和作物生長的關(guān)系

各種作物所需的最適宜的作物生長環(huán)境不同土壤環(huán)境要求：水、肥（供肥、

保肥能力）、扎根難易，保溫等

砂土：宜種植生長期短根莖類作物，耐旱耐瘠作物，需肥較多；粘土：生長期長的作物

（2）土壤質(zhì)地的改良措施

增施有機肥料：有機質(zhì)的粘結(jié)力比砂粒強，比粘粒弱，家畜糞便，綠肥，秸桿還田

客土法：泥入砂，砂摻泥，以改良質(zhì)地，改善耕性

引洪漫淤法：農(nóng)田表層土壤，肥，含養(yǎng)料豐富，改良砂質(zhì)土壤

翻砂壓淤，翻淤壓砂

第二節(jié)土壤有機質(zhì)

土壤有機質(zhì)的組成

土壤有機質(zhì)是土壤中所有有機物質(zhì)的總稱（C占52-58%）、H占3.3-4.8%、0占34-39%、

N占37-4.1%,C/N比在10-12之間。

■（1）動植物殘體；

■（2）微生物體（生物量占土壤有機質(zhì)的2%—5%）；

■（3）上述二類物質(zhì)的中間分解物以及微生物生命活動的代謝產(chǎn)物，如多肽、簡單有機酸、

脂蠟物質(zhì)、碳水化合物等；

■（4）進入土壤的有機殘體，經(jīng)一系列復(fù)雜的生物化學(xué)變化后生成的穩(wěn)定的高分子化合物

腐殖質(zhì)。

（三）土壤有機質(zhì)的分解與轉(zhuǎn)化-生物化過程

■1>礦化作用（Mineralization）

土壤有機質(zhì)在土壤微生物及其酶的作用下，分解成二氧化碳和水，并釋放出其中的礦

質(zhì)養(yǎng)分的過程。

腐殖質(zhì)化過程：進入土壤的有機物質(zhì)在微生物的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)楸仍镔|(zhì)組成更為復(fù)雜、結(jié)

構(gòu)更為穩(wěn)定的腐殖質(zhì)的過程。

腐殖物質(zhì)：土壤中特有的、分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜的一類有機大分子。

腐殖物質(zhì)(humus)：土壤中特有的、分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜的一類有機大分子。

腐殖質(zhì)的化學(xué)功能基團

酸性功能基：竣基(R-COOH和酚羥基(酚-0H);

中性功能基：醇羥基(R-C&-OH)、醛基(R-CHz-O-CHz-R)、酮基(R-C=O-R)、醛基(R-C=O

-H)和酯(R-C=O-R-0)；

堿性功能基：胺(R-CH「NHJ、酰胺(R-C=O-NH-R);

3.影響土壤有機質(zhì)轉(zhuǎn)化的因素

溫度微生物活動響應(yīng)于溫度變化

無分解：W0℃；

分解隨溫度而加強：0-35℃；升溫10℃分解速率提高2~3倍。

最適分解溫度：20~35c

水分

微生物適宜的含水量

<-0.03Mpa,厭氣分解；

-0.03"-0.1Mpa,適宜分解;

>0.3MPa,分解迅速降低；

>-4MPa,onlyfungi(真菌)

但是，頻繁的干濕交替，強烈促進分解

二、土壤有機質(zhì)的作用

(-)對肥力的影響

a.提供作物及微生物需要的養(yǎng)分N、C源及微量元素等，植物生長所需氮：土壤，肥料

b.增強土壤的保肥性能

帶電性主要是帶負電，吸附陽離子

c.促進團粒結(jié)構(gòu)的形成，改善物理性質(zhì)

腐殖質(zhì)是種膠體，包被于礦質(zhì)土粒的外表，松軟，絮狀，多孔

d.促進作物生長

極低濃度的腐殖質(zhì)分子，對植物有刺激作用

e.消除土壤污染

與農(nóng)藥、重金屬絡(luò)合，減少毒害。

(-)提高土壤的蓄水保肥和緩沖能力

腐殖質(zhì)本身疏松多孔，具有很強的蓄水能力。土壤中的粘粒吸水力一般為50%?60%,

而腐殖質(zhì)可高達400%?600%。

(三)改善土壤的物理性質(zhì)

新鮮有機質(zhì)是土壤團聚體主要的膠結(jié)劑，在鈣離子的作用下，能夠形成穩(wěn)定性團聚體，

腐殖質(zhì)顏色深，能吸收大量的太陽輻射熱，同時有機質(zhì)分解時也能釋放熱，所以有機質(zhì)在一

定條件下能提高土壤溫度。

(四)促進微生物的生命活動

土壤有機質(zhì)能為微生物生活提供能量和養(yǎng)分，同時又能調(diào)節(jié)土壤水、氣熱及酸堿狀況。

(五)促進植物的生長發(fā)育

胡敏酸具有芳香族的多元酚官能團，可以加強植物的呼吸過程，提高細胞膜的透性，促

進養(yǎng)分進入植物體，還能促進新陳代謝，細胞分裂，加速根系和地上部分的生長.

(六)其他方面的作用

腐殖質(zhì)中含維生素、抗生素和激素，可增強植物抗病免疫能力，胡敏酸還有助于消除土

壤中農(nóng)藥殘毒及重金屬離子的污染。另外，腐殖質(zhì)還有利于鹽、堿土的改良。

第三節(jié)土壤生物和土壤前

一、土壤生物

土壤生物有：

多細胞的后生動物

單細胞的原生動物

真核細胞的真菌(酵母、霉菌)和藻類

原核細胞的細菌、放線菌和藍細菌

沒有細胞結(jié)構(gòu)的分子生物(如病毒)

2.土壤微生物

-1)土壤微生物的概念和類型

土壤微生物是一種非常微小的生物，要用顯微鏡才能看見。土壤中的微生物

很多，一兩土壤就有幾十億到上千億個。

(1)、細菌

包括有桿菌，球菌等。它們的主要特點是單細胞，個體小，繁殖快，分布廣。土壤細

菌大部分都是異養(yǎng)性的，靠分解各種不同的有機物獲得能量及養(yǎng)分以進行生活和繁殖。

(2)、真菌

真菌大多數(shù)是多細胞的，菌體呈絲狀分枝，叫菌絲體。它們在土壤中，特別在通氣良

好的酸性土壤中，是有機質(zhì)轉(zhuǎn)化的主力，且能利用或分解木質(zhì)，單寧等復(fù)雜的有機物質(zhì)。真

菌一般是需氧的，以腐生或寄生方式生活，在表土最活躍。

根據(jù)土壤微生物的形態(tài)構(gòu)造和生理活動特點，一般可分為：細菌、真菌、放線菌

(3)、放線菌

這是一種放射性的微生物，它介于細菌和真菌之間，其主要特征是單細胞的菌絲體。

放線菌的菌絲相當(dāng)長，但是很細。放線菌一般在酸性土壤中較少，多存在于干燥的桔桿和土

壤中?？购的芰^細菌大。

(4)、藻類和原生動物

土壤藻類主要有藍藻中的念珠藻，顫藻，綠藻中的衣藻，小球藻以及裸藻，硅藻等。

它們的主要特點是具有葉綠素，可進行光合作用，能自營生活和積累有機質(zhì)。它們多棲于多

水的表土，往往使表土呈綠色。

微生物對空氣的喜愛不同，有的要在空氣流通的環(huán)境下才能生活,稱為好氣性微生物,

真菌,放線菌及大部分細菌是屬于這一類。有的微生物不喜歡或不能在空氣流通條件下生活,

稱為嫌氣性微生物。例如，乳酸細菌是源于這一類。還有一些對空氣要求并不嚴格，有無、

空氣均能生活，稱為兼氣性微生物。例如，反硝化細菌就屬于此類微生物。

2)土壤微生物與土壤肥力的關(guān)系

土壤微生物在土壤中的巨大作用，主要表現(xiàn)在時土壤物質(zhì)的轉(zhuǎn)化上，從而豐

富了植物營養(yǎng)，提高了土壤肥力。

1、分解土壤中有機質(zhì)成為植物可吸收的無機鹽，供給植物營養(yǎng)；如腐生細菌的作用。

2、分解植物不能吸收的礦物質(zhì)（如磷礦粉、骨粉），使其轉(zhuǎn)化成植物可以吸收的狀態(tài)。

如磷細菌、鉀細菌等。3、同化大氣游離氮，供給植物氮素營養(yǎng)。如根瘤菌，自生固氮菌等。

4、微生物合成腐殖質(zhì)，增加土壤團粒結(jié)構(gòu)，協(xié)調(diào)土壤肥力狀況。

5、微生物吸收養(yǎng)料，使養(yǎng)料免于流失，死亡后分解為植物利用。

5.土壤生物對土壤和植物的影響

1.有利于土壤結(jié)構(gòu)的形成和養(yǎng)分的循環(huán)

2.無機物的轉(zhuǎn)化作用

3.生物固氮

4、土壤微生物對土壤污染的凈化作用

6.土壤管理對土壤生物的影響

1）耕作制度對土壤生物的影響

（1）常規(guī)耕作：有利于生命周期短，代謝率高，擴散迅速的生物發(fā)展；

（2）頻繁耕作：不利真菌、蚯蚓、中、大型動物。

2）施肥措施：有機肥有利于土壤微生物和動物繁衍，無機肥會使土壤微生物數(shù)量下降；

3）化學(xué)物質(zhì)：農(nóng)藥、除草劑、殺蟲劑：不利于土壤動物

4）其他：改變土壤pH：有利于蚯蚓（酸性土壤）

二、土壤酶

（―）來源

土壤微生物、動物和植物

（-）種類與功能

1）種類：P33

2）功能：p33

（四）土壤酶的作用

1.腐殖質(zhì)的形成

2.C、N、P等化學(xué)元素在生物地球化學(xué)循環(huán)

3.保持土壤的生物化學(xué)穩(wěn)定和平衡

（五）影響土壤酶活性的因素

1.土壤的物理性狀一質(zhì)地；結(jié)構(gòu)組成；濕度

2.土壤的化學(xué)性狀一土壤的酸堿性

3.土壤管理-施肥；耕作

4.土壤污染

第四節(jié)土壤膠體

一、膠體的組成及結(jié)構(gòu)

礦物顆粒：鋁硅酸鹽，鐵、鋁、鐳、鈦的氧化物

有機態(tài)顆粒：膜狀或游離態(tài)的腐殖質(zhì)

（-）土壤膠體的組成

三類：1.無機膠體2.有機膠體3.有機無機復(fù)合膠體

二、土壤膠體的性質(zhì)

（-）土壤膠體電荷

可分為永久電荷和可變電荷兩種。

1.永久電荷(內(nèi)電荷)：粘粒礦物晶層內(nèi)的同晶代換所產(chǎn)生的電荷。

電荷數(shù)量取決于同晶替的多少。

特點：不受pH的影響。

2：1型礦物帶負電的主要原因。

2.可變電荷

■定義：電荷的數(shù)量和質(zhì)量隨介質(zhì)的pH而改變的電荷。

■可變電荷零點(pHO):土壤的可變正、負電荷數(shù)量相等時的pH

■來源：膠核表面分子(或原子團)的解離

?1、黏土礦物晶面上-0H的解離

?2、含水鐵、鋁氧化物的解離(A12O3.3H2O)

?3、腐殖質(zhì)上某些官能團的解離(COOH)

?4、含水氧化硅的解離

?帶電：凈電荷

總之，土壤電荷總體上帶負電荷，使得它能夠緊密結(jié)合土壤溶液中的等陽離子,

使這些陽離子被吸附在表面而不被流失，這是土壤具有保肥性的原因所在

(二)土壤膠體的吸收性

指土壤能夠吸收和保持土壤溶液中的分子和離

子，懸液中的懸浮顆粒、氣體及微生物的能力。

土壤吸收性能：

1、機械吸收：機械阻隔

2、物理吸收性

3、化學(xué)吸收性

4、物理化學(xué)吸收性

5、生物吸收性

1.機械吸收性

是指土壤對物體的阻留。如施有機肥時，其中大小不等的顆粒，均可被保留在土壤中；

污水、洪淤灌溉時，其土粒及其他不溶物，也可固機械吸收性而被保留在土壤中?

主要決定于土壤的孔隙狀況。

2.物理吸收性

這種吸收性能是指土壤對分子態(tài)物質(zhì)的保持能力，它表現(xiàn)在某些養(yǎng)分聚集在膠體表面,

其濃度比在溶液中為大,另一些物質(zhì)則膠體表面吸附較少而溶液中濃度較大，前者為正吸附,

后者為負吸附、

3.化學(xué)吸收性

是指易溶性鹽在土壤中轉(zhuǎn)變?yōu)殡y溶性鹽而沉淀保存在土壤中的過程，這種吸收作用是以

純化學(xué)作用為基礎(chǔ)的。

4.物理化學(xué)吸收性

是指土壤對可溶性物質(zhì)中離子態(tài)養(yǎng)分的保持能力，由于土壤膠體帶有正電荷或負電荷,

能吸附溶液中帶異號電荷的離子，這些被吸附的離子又可與土壤溶液中的同號電荷的離子交

換而達到動態(tài)平衡。這一作用是以物理吸附為基礎(chǔ)，而又呈現(xiàn)出化學(xué)反應(yīng)相似的特性。

5.生物吸收性

是指土壤中植物根系和微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，這種吸收作用的特點是有選擇性和

創(chuàng)造性，并且具有累積和集中養(yǎng)分的作用。只有此種吸收才能吸收硝酸鹽，生物吸收對于

提高土壤肥力方面有著重要意義。

第五節(jié)土壤溶液

定義：含有溶質(zhì)和可溶性氣體的土壤間隙水，被稱為“土壤的血液”

意義：土壤與環(huán)境之間物質(zhì)交換，是物質(zhì)遷移與運動的基礎(chǔ)，也是提供作物有效養(yǎng)分的重要

途徑?？煞从惩寥雷钚聞討B(tài)。

（一）組成：水+溶質(zhì)（包含哪些物質(zhì)？）

二、土壤溶液的特性

主要體現(xiàn)在：濃度、活度、離子強度、導(dǎo)電性、酸堿性、氧化還原性及時空變異等。

（?）土壤溶液的表示方法

1.濃度：kg/n?、g/cm'、g/L>mg/L;

mol/m3、mol/L>mmol/L

2.活度：a="c

3.離子強度：1=1/2C"

。為物質(zhì)的量濃度；Z為離子價數(shù)，i為離子種類

四、土壤溶液的動態(tài)平衡與調(diào)節(jié)

（-）影響土壤溶液動態(tài)平衡的因素

1.土壤水熱狀況：土壤微生物活動和植物根系生長都要求適宜的溫度范圍，土壤溫度對土壤

溶液動態(tài)平衡的影響主要在于溫度對土壤微生物和根系群體活性的影響，從而間接影響土壤

溶液的組成和濃度。

2.土壤溶液的化學(xué)特性：溶質(zhì)組成不同所產(chǎn)生的吸附與解吸、溶解與沉淀、氧化與還原、配

合與螯合等化學(xué)反應(yīng)各異，均對土壤溶質(zhì)運移有不同的影響。

3.介質(zhì)pH和E力（氧化還原電位）的影響：

土壤中的許多生物化學(xué)反應(yīng)，都是在一定的pH和E方條件下進行的：

pH：改變土壤的電荷性質(zhì)和土壤膠體的物理狀況；

EA：對溶質(zhì)元素的遷移等產(chǎn)生影響。

■4.土壤生物有機體的影響

與土壤溶液有關(guān)的有機體：土壤有機質(zhì)；土壤生物；酶；植物根系等。土壤有機質(zhì)的分解與

轉(zhuǎn)化過程，影響土壤溶質(zhì)中的數(shù)量、配合比例、存在狀態(tài)、動態(tài)變化，對土壤溶液中的溶質(zhì)

運移產(chǎn)生重大影響。

第二章土壤的形成、分類及分布

第一節(jié)土壤的形成

■一、風(fēng)化作用及母質(zhì)類型

■地表的巖石在外界因素的作用下，發(fā)生形態(tài)、組成和性質(zhì)變化的過程，稱為風(fēng)化作用。

1.物理風(fēng)化

因溫度變化和孔隙中水的凍融以及鹽類的結(jié)晶而產(chǎn)生的機械崩解過程。只有物理

形狀的改變，由大變小，而不會引起巖石的成分和性質(zhì)的改變。

1）熱力作用受熱因晝夜和季節(jié)的不同而變化，因而氣溫與地表溫度均有相應(yīng)的日變化

和年變化。

2）冰劈作用在寒冷地帶、巖石的孔隙或裂隙中的水在凍結(jié)成冰時，由于體枳的膨脹，

產(chǎn)生960kg/Cm2的壓力，使巖石逐漸崩解為巖屑。

3）鹽崩作用隨著水分的蒸發(fā)，濃度逐漸達到飽和，對周圍裂隙壁產(chǎn)生巨大的壓力，使

巖石崩裂。

2.化學(xué)風(fēng)化-水解作用

水解作用是水中呈離解狀態(tài)的H,和0H離子與風(fēng)化礦物中的離子發(fā)生交換的反應(yīng)，影

響水的解離平衡，有兩大因素：-為溫度。二為水中溶解的CO2和各種酸類，

K2A水解的結(jié)果使一些金屬離子與OH離子一道溶解于水被淋失，還有?部分金屬離子可被

土壤膠體吸附。水解作用是化學(xué)風(fēng)化中最主要的作用與基本環(huán)節(jié)。

2.化學(xué)風(fēng)化-水化作用

水化作用指無水的礦物與水結(jié)合，成為含水礦物的作用。

CaSOu（硬石膏）+21bOfCaSCh?2H2。（石膏）

2Fea（赤鐵礦）+n1WfFeB?nHQ（褐鐵礦）

礦物經(jīng)水化后，硬度降低，體積增大，溶解度增加，從而促進物理風(fēng)化。

2.化學(xué)風(fēng)化-溶解作用

溶解作用水是?種極性溶劑，巖石中的礦物都是無機鹽，在水中都將產(chǎn)生一定程度的

溶解。

Ca（PO,）2+2H20+2C02-Ca（H2P01）2+2CaC03

礦物在水中的溶解度，巖石中易溶解礦物的含量愈多，愈易風(fēng)化。

2.化學(xué)風(fēng)化-碳酸化作用

碳酸化作用指溶解在水中的CO?成為H￡（h溶液后，其可以促進對巖石的水解作用。

CaCOs（方解石）+C02+Hz0fCa（HCO3）2（重碳酸鈣）

KAlSisOK正長石）+4H20+2C02f

2K2co3+8Si02+Ak[SiOo][OH]8（高嶺石）

這一反應(yīng)在含C02的水溶液中的速度要比在純水中快得多o

2.化學(xué)風(fēng)化-氧化作用

氧化作用：空氣中的氧，在有水的情況下氧化能力很強，如：

2Fe2SiOt（橄欖石）+3上0+。2-

2Fe203?3n2。（含水氧化鐵）+2SiO2（氧化硅膠狀）

4FeSz（黃鐵礦）+1440+156-

2（Fe203?3IW）（含水氧化鐵）+8H2sO4

3.生物風(fēng)化

■1）生物的物理風(fēng)化主要表現(xiàn)為機械破碎作用，如樹根在巖隙中的穿插與長大，穴居幼物

的挖掘作用等。

■2）生物的化學(xué)作用，其表現(xiàn)為多方面。如生命活動與動植物殘體的分解所產(chǎn)生的大量C0”

在水解和溶解作用中起著重要作用；而使巖石礦物更易發(fā)生風(fēng)化。

■另外，人類活動如開礦、筑路、耕作等都會對風(fēng)化作用有影響。

二、土壤形成

(-)土壤形成因素

1.母質(zhì)-形成土壤的物質(zhì)基礎(chǔ)

2.氣候-影響土體物理、化學(xué)、生物化學(xué)作用，土壤形成方向、速率

3.生物-有機質(zhì)的積累和腐殖質(zhì)的形成

4.地形-多方面綜合

5.時間-土壤的形成和發(fā)展需要時間

(-)土壤形成過程

1.物質(zhì)的地質(zhì)大循環(huán)過程

堅硬塊狀的結(jié)晶巖出露地表后，受太陽輻射能及大氣降水作用進行風(fēng)化，形成疏松多

孔體的母質(zhì)。在生物未出現(xiàn)之前，地球表面的物質(zhì)循環(huán)，可認為一直就是這樣進行的。

2.物質(zhì)的生物小循環(huán)過程

物質(zhì)的生物小循環(huán)是有機物質(zhì)的合成與分解的對立統(tǒng)一過程。它從地球上出現(xiàn)生物有

機體時起，就存在于自然界。生物小循環(huán)過程是一個生物學(xué)過程，其特點是時間短，范圍小,

植物營養(yǎng)元素有向上富集的趨勢。是地質(zhì)大循環(huán)和生物小循環(huán)相互作用的結(jié)果。

第二節(jié)土壤分類

一、土壤分類的原則和級別

(-)分類原則

1.以土壤發(fā)生演變?yōu)榛A(chǔ)

2.辯證地看待和運用土壤地帶分布規(guī)律

3.重視成土母質(zhì)的內(nèi)動力作用

4.耕作土壤在統(tǒng)一的分類系統(tǒng)中，依質(zhì)變和量變的差異程度，作合理安排

5.土壤屬性差異是劃分土壤類型的主要依據(jù)

(-)分類級別

我國第二次土壤普查，1978年公布草案，1987、1992、1998結(jié)合土壤普查進行修訂，我們

書上是1992年，第??次土壤普查資料匯總階段，專家制定，共分7級。

高級分類：土綱、亞綱、土類、亞類

低級分類：土屬、土種、變種

(-)土綱

土綱為最高級土壤分類級別，反映了土壤不同發(fā)育階段中，土壤物質(zhì)移動累積所引起

的重大屬性的差異，是土壤重大屬性的差異和土類屬性的共性的歸納和概括。

(二)亞綱

亞綱是在同一土綱中，根據(jù)土壤形成的水熱條件和巖性及鹽堿的重大差異來劃分。

(三)土類

土類是高級分類的基本單元。它是在一定的自然或人為條件下獨特的成土過程及其

相適應(yīng)的土壤屬性的一群土壤。每一類土壤均要求：

1.具有一定的特征土層或其組合；

2.具有一定的生態(tài)條件和地理分布區(qū)域；

3.具有一定的成土過程和物質(zhì)遷移的地球化學(xué)規(guī)律；

4.具有一定的理化屬性和肥力特征及改良利用方向。

（四）亞類

亞類是土類范圍內(nèi)的進一步細分，反映主導(dǎo)成土過程以外其他附加的成土過程。

（五）土屬

土屬為中級分類單元。主要根據(jù)成土母質(zhì)的成因、巖性及區(qū)域水分條件等地方性因素的

差異進行劃分。

（六）土種

土種是土壤基層分類的基本單元。它處于一定的景觀部位，是具有相似土體構(gòu)型的一群

土壤。同一土種要求：L景觀特征、地形部位、水熱條件相同；2.母質(zhì)類型相同；3.±

體構(gòu)型一致；4.生產(chǎn)性和生產(chǎn)潛力相似，而且具有一定的穩(wěn)定性，在短期內(nèi)不會改變。

（七）亞種

是土種的輔助分類單元，是根據(jù)土種范圍內(nèi)由于耕層或表層性狀的差異進行劃分，如

根據(jù)表層耕性、質(zhì)地、有機質(zhì)質(zhì)量分數(shù)和耕層厚度等進行劃分。

第三章土壤的基本性狀

第一節(jié)土壤的孔性

一、土壤的相對密度和容重

1.土壤相對質(zhì)量密度（比重）

是指單位容積的固體土粒（不包括粒間孔隙）的干重與同體積水的質(zhì)量之比。

多數(shù)土壤礦物比重在2.6-2.7左右，（將2.65作為土壤礦物的平均值），而般

土壤有機質(zhì)的比重為1.25-1.40。由于表層土壤有機質(zhì)含量較多，其比重通常都低于心土及

底土層。

2.土壤容重是指單位容積土壤體（包括粒間空隙）的烘干重，單位為g/cm3?土壤容重大

體為1.00T.70g/cm3之間，是土壤肥力的重要標志之一。

3.土壤容重的應(yīng)用

（1）計算土壤總孔度

（2）配合水分常數(shù)計算各級孔度

（4）計算土壤固、液、氣三相容積比率，用以反映土壤自身調(diào)節(jié)肥力因素的功能

（5）將土壤某些以質(zhì)量為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)換算為以容積為基礎(chǔ)。

（6）計算一定面積與深度的土壤質(zhì)量

（7）計算一定土層內(nèi)各種土壤成分的儲量

二、土壤空隙度與空隙比（各公式及計算）

土壤孔隙：土壤中土粒或團聚體之間及團聚體內(nèi)部形成空隙。

土壤總孔隙度：指單位容積土壤中孔隙容積占整個土體容積的百分數(shù)。

土壤總孔隙度=孔隙容積X100%/土壤容積

=（1-容重/相對密度）Xioo%

土壤容重：單位容積土體（包括孔隙在內(nèi)的原狀土）的干重，g/cm3?

特點：土壤的緊實程度，適宜范圍1.14~L26g/cm3

土壤孔隙度=孔隙容積/土壤容積Xioo%

=（土壤容積-土粒容積）/土壤容積X100%

=（1-土粒容積/土壤容積）X100%

=（1-（土壤重量/相對密度）/（土壤重量/容重））Xloo%

=（1-容重/相對密度）Xwo%

舉例：

1、某土壤耕層容重為1.33g/cm3,土壤相對密度為2.65,求該土壤的總孔隙度？

將上述參數(shù)代入公式即得：

土壤總孔隙度=(1T.33/2.65)X100%=50%

土壤孔隙比：孔隙容積與土粒容積的比值。

孔隙比=孔隙度/(1-孔隙度)=孔隙容積/土粒容積

三、土壤孔隙類型

①非活性孔隙：當(dāng)量孔徑＜0.002mm,土壤水吸力＞1.5X105Pa。

特點：最細的孔隙，束縛水，非活性，無效孔，移動慢，難被植物吸收，粘質(zhì)土中非活性孔

隙多，耕性差，粘著力強。

②毛管孔隙：d在0.02~0.002mm,土壤水吸力為1.5X104'1.5X105Pao

具有毛管作用，孔隙中水的毛管傳導(dǎo)率大，易于被植物利用。

③通氣孔隙：孔隙粗大，d＞0.02mm

孔隙中的水分在重力作用下排出，或為通氣的通道，稱通氣孔隙(空氣孔隙)。旱地土壤

通氣孔隙在8~10%以上，植物正常生長。

第二節(jié)土壤的結(jié)構(gòu)性

二、土壤結(jié)構(gòu)類型

(1)塊狀結(jié)構(gòu)：立方體型，縱軸與橫軸大體相等，內(nèi)部緊實，多出現(xiàn)于有機質(zhì)含量低，耕

性不良的粘質(zhì)土壤中。

(2)柱狀和棱柱狀結(jié)構(gòu)體：在土體中直立，棱角不顯的叫做柱狀結(jié)構(gòu)，棱角明顯的叫棱柱

狀結(jié)構(gòu)體。

(3)核狀結(jié)構(gòu)：長、寬、高大致相近，邊面棱角明顯，較塊狀結(jié)構(gòu)小。

(4)片狀結(jié)構(gòu)：橫軸大于縱軸，呈扁平狀，出現(xiàn)于老耕地的犁底層。

(5)團粒結(jié)構(gòu):

團粒結(jié)構(gòu)是指近似球形的較疏松的多孔的小團聚體，直徑約為0.25~10mm。

微團聚結(jié)構(gòu)指0.25ram以下的團聚體。

三、土壤結(jié)構(gòu)性評價和管理

1、增施有機肥：

――有機質(zhì)是形成團粒的良好的膠結(jié)劑，可以明顯改善土壤結(jié)構(gòu)性。

--有機質(zhì)用量大時效果較好，秸桿直接回用比近制的效果好。

2、實行合理輪作：

一作物根系的活動及耕作活動對土壤結(jié)構(gòu)有重要影響。不管什么作物，只要根系發(fā)達，都

能促進團粒的形成。

一不同的輪做制對土壤結(jié)構(gòu)有不同影響。冬季種植-季豆科綠肥有利于團粒的形成，其中

以紫云英為最好。

3、合理耕作:

--選擇合適的含水量時期進行耕作，避免爛耕爛耙。

--水田實行水旱輪作，有利于土壤結(jié)構(gòu)的改善。

一酸性土壤施用石灰，有利于結(jié)構(gòu)的改善。

4、土壤結(jié)構(gòu)改良劑的應(yīng)用：

-土壤結(jié)構(gòu)改良劑指能改善并穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的制劑。可分為天然結(jié)構(gòu)改良劑、人工合成高分子

聚合物和無機制劑等三類。

(1)人工合成高分子聚合物：

上世紀五十年代在美國問世。主要種類有四類。特點是用量少，形成的結(jié)構(gòu)體穩(wěn)定。

(2)天然有機制劑：由自然有機物料加工而成。與合成制劑比較，用量較大，穩(wěn)定性較差，

穩(wěn)定時間較短。

(3)無機制劑：如硅酸鈉、澎潤土、沸石、氧化鐵(鋁)硅酸鹽等。利用他們某一方面的

特性來改良土壤結(jié)構(gòu)。如澎潤土的膨脹性強，可以減少水份滲漏。氧化鐵(鋁)制劑的孔隙

多，可以改善土壤的通透性。

四、土壤耕性

?指土壤耕作時表現(xiàn)出來的土壤物理性質(zhì)。包括：

(1)耕作時土壤對農(nóng)具操作的機械阻力，即耕作的難易問題；

(2)耕作后與植物生長有關(guān)的土壤物理性狀，即耕作質(zhì)量問題；

(3)宜耕期長短

第四節(jié)土壤的酸堿性

一、土壤酸性

--游離于土壤溶液中的H+所表現(xiàn)出來的酸度。

-H+活度越大，活性酸度越強。

通常用pH值表示活性酸度。

土壤酸堿性的分級

強酸性pH<5.0

酸性pH5.0-6.5

中性pH6.5-7.5

堿性pl17.5-8.5

強堿性pH>8.5

2、潛性酸

(1)概念與成因

土壤膠粒上吸附的氫離子和鋁離子進入土壤溶液后表現(xiàn)出來的酸度，稱為潛性酸。

在一般礦質(zhì)土壤中，由交換性鋁離子產(chǎn)生的酸度，比由交換性氫離子產(chǎn)生的酸度

重要。紅壤的交換性酸度，90%以上是山交換性鋁所引起。

只有鹽基不飽和的土壤，才有潛性酸。

二、土壤堿性

土壤堿性是由于土壤中0H濃度高于H'離子濃度而造成的。

土壤中0H主要來自于強堿弱酸鹽的水解和土壤吸附的鈉離子的解離。

土壤中的強堿弱酸鹽主要是碳酸鹽或重碳酸鹽的堿金屬(K'，Na)或堿土金屬(C/，Mg")

的鹽類。

三、影響土壤酸堿性的因素

1、氣候的影響：

氣候?qū)ν寥浪釅A性有深刻的影響。

--南方多雨，鹽基淋失強烈，土壤鹽基飽和度低，土壤多呈酸性。

--西北雨量較少，鹽基淋失較弱，鹽基飽和度較高，土壤多呈堿性。

2、母質(zhì)的影響：

一石灰?guī)r、基性巖、超基性巖的鹽基含量較高。當(dāng)土壤的淋溶程度較弱時，土壤pH會比附

近其它母質(zhì)上發(fā)育的土壤高。

――濱海鹽土含有豐富的易溶鹽類及碳酸鈣，加之地下水礦化度較高。因此，發(fā)育的土壤的

pH?般較高，土壤常呈堿性。

3、自然植被

不同植被凋落物的分解產(chǎn)物對土壤酸堿性產(chǎn)生不同影響。

針葉林凋落物分解后形成的有機酸較多，鹽基較少，故其下的土壤?般呈酸性。

濱海紅樹林殘體分解后形成大量SO：,使土壤呈強酸性。

一些耐鹽、耐堿的植物會選擇性地富集鹽基離子，其殘體分解后會促進土壤堿性的發(fā)展。

4、地形

不同地形部位的鹽基淋失和富集狀況不同，土壤pH也有差異。

地形高處的土壤的鹽基淋失較強烈，pH可能較低；

低洼處的土壤多接受鹽基的淀積，所以pH可能較高；

內(nèi)陸一些閉流區(qū)域或集水洼地，由于大量富集徑流水帶來的Ca,Mg,K,Na的重碳酸鹽類，

pH可能較高。

5、人類耕作活動

施肥和灌溉會改變土壤酸度：

酸性肥料降低土壤pH（KC1）；

施用石灰提高土壤pH；

污染水的灌溉；

大氣污染；

淹水耕作；

三、土壤緩沖性能

概念及其意義

-、土壤緩沖性的概念和意義

當(dāng)土壤溶液中的H或0H離子濃度發(fā)生較大變化時，土壤通過自身的調(diào)節(jié)能力使土壤酸堿性

不致于發(fā)生太大變化的能力，稱為土壤緩沖性。

土壤緩沖性為植物和微生物創(chuàng)造一個比較緩和的生長環(huán)境，意義十分重大。

產(chǎn)生機制

二、產(chǎn)生緩沖性能的機制

1、土壤溶液中弱酸及其鹽類的存在

土壤溶液中的硅酸、碳酸、磷酸、腐植酸以及其它有機酸及其鹽類，可以構(gòu)成良好的緩

沖體系：____

Na￡0a+2HC1?~H￡0*+2NaCl（酸緩沖）

H￡0+Ca（0ll）2<-eaC0；（+2【卜0（堿緩沖）

2、土壤膠體的陽離子交換作用

吸附的交換性陽離子對酸起緩沖作用;

(S)-M+HC1N(S)-H+MCI(M=鹽基離子)

吸附的H‘，Al”對堿性物咿緩沖作用

(S)-H+NaOH?——(S)-Na+&0

3、酸性土壤鋁離子聚合對堿的緩沖作用

在pH<5的土壤中，A1"被6個水分子所環(huán)繞，形成水合鋁離子。當(dāng)土壤中0H增多時,

水合鋁離子聚合成更大的離子團，釋放出H'：

4t

2Al(HQ”"+20H------?[Al2(OH)2(H2O)8]+4H20

四、土壤酸堿性對土壤肥力

及植物生長的影響

(一)土壤酸堿性與土壤肥力的關(guān)系

1.表現(xiàn)在土壤養(yǎng)分的有效性方面；

2.對膠體帶電性的影響，pH升高，可變負電荷增多，陽離子交換量大，保肥能力增強pH

低，則反之。

3.對土壤物理性質(zhì)的影響。土壤反應(yīng)影響土壤膠體上吸附的陽離子種類，進而影響土壤的物

理性質(zhì)。

?如：紅壤膠體上氫、鋁離子多，鈣離子少，所以結(jié)構(gòu)不良；東北黑土中鈣離子多，加之有

機質(zhì)含量高，形成了豐富的團粒結(jié)構(gòu)，物理性狀好。

(-)土壤酸堿性與植物生長的關(guān)系

?不同作物對土壤酸堿性都有一定的要求，這是植物長期的自然選擇的結(jié)果。常見植物對土

壤pH的要求見下表：

四、土壤酸堿性對土壤肥力

及植物生長的影響

(--)土壤酸堿性與土壤肥力的關(guān)系

1.表現(xiàn)在土壤養(yǎng)分的有效性方面；

2.對膠體帶電性的影響，pH升高，可變負電荷增多，陽離子交換量大，保肥能力增強pH

低，則反之。

3.對土壤物理性質(zhì)的影響。土壤反應(yīng)影響土壤膠體上吸附的陽離子種類，進而影響土壤的物

理性質(zhì)。

?如：紅壤膠體上氫、鋁離子多，鈣離子少，所以結(jié)構(gòu)不良；東北黑土中鈣離子多，加之有

機質(zhì)含量高，形成了豐富的團粒結(jié)構(gòu)，物理性狀好。

施用石灰的益處

1、降低酸度，提高鹽基飽和度；

2、促進團粒結(jié)構(gòu)的形成；

3、提高磷酸鹽、鋁酸鹽等的有效性；

4、提高微生物的活性；

5、抑制鐵、鋁、錦的毒性；

過度施用石灰的負面影響

土壤板結(jié)，結(jié)構(gòu)變劣；

部分微量元素有效性降低；磷的有效性也下降。

因此，施用石灰要適量。

影響石灰施用量的因素有：

土壤潛性酸和pH：鹽基的和度；質(zhì)地；有機質(zhì)含量；石灰的種類和施用方法；作物的要

求等；

石灰需要量的估算

石灰需要量=土壤體枳*容重*CEC*（1-鹽基飽和度）

單位：千克/公頃

例子：某紅壤的pH為5.0,耕層土壤重為2250000kg/hm）土壤含水量為20%,CEC為

lOcmol/kg,鹽基飽和度為60%,試計算達到pH=7時，中和活性酸和潛性酸的石灰需要量

（理論值）.

中和活性酸：

pH=5時，每升土壤溶液所含H?為105mol,

每公頃土壤水份所含的H'為：

2250000*20%*105=4.5moi/hn?

pH=7時,每升土壤溶液所含H'為107mol,

每公頃土壤水份所含的H*為：

2250000*20%*107=0.045mol/hm2

需要中和的H,的量為：

4.5-0.045=4.455mol

所需CaO為:4.455*56/2=124.74g

中和潛性酸：

每公頃土壤所含的潛性酸量為：

2250000*1/100*4=90000molH*

需要CaO量：

90000*56/2=2520kg/hm2

一從上述計算可知，中和活性酸所需的石灰量極少，而中和潛性酸所需的石灰很多。

--計算出的理論值，實際用量一般低于理論需要量。

第五節(jié)土壤電性與離子交換

4、土壤吸收性能

指土壤能夠吸收和保持土壤溶液中的分子和離

子，懸液中的懸浮顆粒、氣體及微生物的能力。

土壤吸收性能：

1、機械吸收：機械阻隔

2、物理吸收性

3、化學(xué)吸收性

4、物理化學(xué)吸收性

5、生物吸收性

(1)機械吸收性：是指土壤對物體的阻留。如施有機肥時，其中大小不等的顆粒，均可被

保留在土壤中：污水、洪淤灌溉時，其土粒及其他不溶物，也可固機械吸收性而被保留在土

壤中。主要決定于土壤的孔隙狀況。

(2)物理吸收性：這種吸收性能是指土壤對分子態(tài)物質(zhì)的保持能力，它表現(xiàn)在某些養(yǎng)分聚

集在膠體表面，其濃度比在溶液中為大，另一些物質(zhì)則膠體表血吸附較少而溶液中濃度較大,

前者為正吸附，后者為負吸附。

(3)化學(xué)吸收性：是指易溶性鹽在土壤中轉(zhuǎn)變?yōu)殡y溶性鹽而沉淀保存在土壤中的過程，這

種吸收作用是以純化學(xué)作用為基礎(chǔ)的。

(4)物理化學(xué)吸收性：是指土壤對可溶性物質(zhì)中離子態(tài)養(yǎng)分的保持能力，由于土壤膠體帶

有正電荷或負電荷，能吸附溶液中帶異號電荷的離子，這些被吸附的離子又可與土壤溶液中

的同號電荷的離子交換而達到動態(tài)平衡。

這一作用是以物理吸附為基礎(chǔ)，而又呈現(xiàn)出化學(xué)反應(yīng)相似的特性。

(5)生物吸收性：是指土壤中植物根系和微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，這種吸收作用的特點

是有選擇性和創(chuàng)造性，并且具有累積和集中養(yǎng)分的作用。

只有此種吸收才能吸收硝酸鹽，生物吸收對于提高土壤肥力方面有著重要意

義。

土壤物理化學(xué)吸收性能

即土壤離子交換作用。土壤離子交換可分為兩類：一類為陽離子交換作用，另一類為陰離子

交換作用。

陽離子交換作用：帶負電膠體所吸附的陽離子與溶液中的陽離子進行交換。

陰離子交換作用：帶正電膠體吸附的陰離子與溶液中陰離子互相交換的作用。

(1)陽離子交換作用

概念：土壤膠體吸附陽離子，在一定條件下，與土壤溶液中的其他陽離子發(fā)生交換，這就是

土壤陽離子的交換過程。

能夠參與交換過程的陽離子，就成為交換性陽離子。

特點：

1、是可逆反應(yīng)任何一方的反應(yīng)都不能進行到底，反復(fù)浸提(交換性陽離子測定)，才能把

膠體表面上的鈣離子和鉀離子全部交換出來；

2、等量交換，等摩爾交換，20克Ca"可以和39.1克K*交換;

3、快速性

影響陽離子交換能力的因素

電荷的數(shù)量

Fe3+>Al>>H'>Ca2+>Mg>>NH；>K'>Na-

離子半徑和離子水化半徑

離子半徑大水化半徑小，交換性能強

離子濃度

4、土壤陽離子交換量(CationExchangeCapacity)CEC

定義：在一定pH值條件卜，每千克土壤所能吸附的全部交換性陽離子的厘摩爾數(shù)。

單位：cmol/kg。

陽離子交換量和施肥的密切關(guān)系

?施肥時不僅要了解作物的需要，同時還要考慮土壤交換量的大小:

例如在砂土上施用化肥

土壤交換量？土壤保肥能力？施肥次數(shù)？施肥量？

對于交換量小、保肥力差的土壤，可通過施用河塘泥、廄肥、泥炭或摻粘土，以增加

土壤中的無機、有機膠體，以及通過施用石灰調(diào)節(jié)土壤pH等來提高土壤的陽離子交換量。

土壤交換量的大小，基本上代表了土壤的保持養(yǎng)分數(shù)量，也就是平常所說的保肥力高低；交

換量大，也就是保存養(yǎng)分的能力大，反之則弱。所以，土壤交換量可以作為評價土壤保肥力

的指標。

,一般地：小于10cmol/kg,保肥力弱；10~20cmol/kg,中等；大于20cmol/kg,強。

5、土壤鹽基飽和度

?1、鹽基飽和度(BSP)：土壤膠體上的交換性鹽基離子總量占交換性陽離子總量的百分比。

鹽基飽和度二交器鞭靠總量X

土壤交換性陽離子可分為二類：

致酸離子(H\Al3*)

鹽基離子(K'、Na'、Ca2\Mg'等)

鹽基離子為植物所需的速效養(yǎng)分。

6、影響交換性陽離子有效性的因素：

(1)交換性陽離子的飽和度：飽和度大，該離子的有效性大。

飽和度:膠體上被吸附的某種陽離子的量占土壤陽離子交換量的百分數(shù)。

(2)陪補離子的種類：

對于某一特定的離子來說，其它與其共存的離子都是陪補離子。(如膠體吸附

TH\Ca\Mg-、K*等離子,對FT來說，Ca\Mg"、K*是它陪補離子)

與膠體結(jié)合強度大的離子，本身有效性低，但對其它離子的有效性有利。反之

亦然。

(3)無機膠體的種類：

在飽和度相同的前提下，各種離子在無機膠體上的有效性：

高嶺石〉蒙脫石〉水云母；

這是因為：

高嶺石：陽離子吸附點主要在破裂邊緣外表面；

蒙脫石：吸附點主要在晶層間內(nèi)表面；

水云母：層間空隙狹窄，易使NH；、K*等離子產(chǎn)晶穴固定。

第六節(jié)、土壤氧化還原性

一、土壤氧化還原體系

土壤氧化還原狀況實質(zhì)上是土壤中氧化態(tài)物質(zhì)和還原態(tài)物質(zhì)濃度的相對比值，可以用氧

化還原電位來表示：

Eh=E0+(59/n)lg［氧化態(tài)］/［還原態(tài)］(毫伏)

土壤溶液中氧化態(tài)和還原態(tài)物質(zhì)的相對濃度取決于土壤溶液的氧壓和溶解態(tài)氧的濃度，

這直接與土壤的通氣性相聯(lián)系。所以氧化還原電位可以作為土壤通氣性的指標。

三、土壤氧化還原電位與土壤肥力

1、反映土壤氧化還原狀況

--Eh越高，土壤溶液中氧壓越高，有利于植物根不的呼吸作用。

一旱地土壤在田間持水量情況下，Eh一般不低于200mV;正常水田土壤的Eh往往低于

200-300mV

2、指示土壤養(yǎng)分的存在形態(tài)及其有效性

直接影響：Fe,Mn,N,S,

間接影響：P

形態(tài)一數(shù)量一供應(yīng)

三、影響土壤有效N的因素

有機質(zhì)含量和全氮含量

質(zhì)地

溫度

濕度

酸度

施肥

第四章土壤肥力

概念

狹義：土壤供給植物養(yǎng)分的能力。

廣義：土壤為植物生長提供和協(xié)調(diào)營養(yǎng)條件和環(huán)境條件的能力。

營養(yǎng)條件：水分+養(yǎng)分

環(huán)境條件：溫度、空氣、濕度、酸堿度、松緊度和潔凈度。

第一節(jié)土壤養(yǎng)分

嚴格意義上講：可將土壤養(yǎng)分分為速效、、緩效和無效養(yǎng)分。

速效養(yǎng)分：直接被植物吸收利用或通過便捷的形態(tài)轉(zhuǎn)化后就能被植物吸收利用的養(yǎng)分

形態(tài)，主要包括水溶態(tài)養(yǎng)分和交換態(tài)養(yǎng)分；

緩效養(yǎng)分：不易被植物吸收，但可以緩慢釋放出來轉(zhuǎn)化為速效養(yǎng)分；與速效養(yǎng)分保持

平衡關(guān)系。

無效養(yǎng)分：不能被植物直接吸收利用，且難向速效養(yǎng)分形態(tài)轉(zhuǎn)化的養(yǎng)分。

?高等植物所必需的營養(yǎng)元素，除C,H,0主要來自大氣之外，其余元素主要靠土壤供應(yīng),

包括：

大量元素：N,P,K