土壤復(fù)習(xí)資料

1、土壤總結(jié)材料第一章1.1 土壤的基本概念1.2 土壤圈與全球變化1.3 土壤圈演化與人類社會(huì)的發(fā)展1.4 土壤地理學(xué)簡介1.5 土壤地理學(xué)的發(fā)展簡史 土壤的定義 農(nóng)學(xué)：土壤是地球陸地表面具有肥力能夠生長植物的疏松層，是天然植物與栽培作物的立地條件和生長發(fā)育基地。地球化學(xué)：巖石圈表層在次生環(huán)境中發(fā)生元素遷移和形成次生礦物的近期堆積體。自然地理學(xué)：土壤是成土母質(zhì)在一定的水熱條件和生物作用下，經(jīng)一系列生化物理作用而形成的獨(dú)立歷史自然體，是一個(gè)從形態(tài)、物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)和功能上均可以剖析的物質(zhì)實(shí)體。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，環(huán)境污染以及全球變化問題的日益突出，土壤的定義不斷更新。土壤是地球陸地表面具有肥力能

2、夠生長植物的疏松層，是成土母質(zhì)在一定的水熱條件和生物作用下，經(jīng)一系列生化物理作用而形成的獨(dú)立歷史自然體。其特征：具有肥力、有生物活性、多孔隙結(jié)構(gòu)；其功能：有肥力及生產(chǎn)性能； 可更新性和再生性； 緩沖與凈化功能。 土壤剖析 土壤剖面是指從地面垂直向下至母質(zhì)的土壤縱斷面； 土體構(gòu)型是指土壤剖面中的土層數(shù)目、排列組合形式和厚度； 土壤剖面的立體化就構(gòu)成了單個(gè)土體(pedon)，如圖1-2所示。 聚合土體指在空間上相鄰，物質(zhì)組成和性狀相近的多個(gè)單個(gè)土體組成的群體。相當(dāng)于土壤分類中的最基本分類單元-土系。瑞典學(xué)者馬特松（S.Matson 1938年）首先提出,土壤圈指覆蓋于地球陸地表面和淺水域底部的土壤

3、所構(gòu)成的一種連續(xù)體或覆蓋層，又稱為“土被” 土壤圈是地球表層系統(tǒng)的組成部分； 土壤圈是自然環(huán)境中物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)化的 重要環(huán)節(jié)和活躍場所； 土壤圈具有廣泛的生態(tài)環(huán)境功能； 具有地理環(huán)境指示意義。 土壤圈在地球系統(tǒng)中的地位如土壤地理學(xué)是研究土壤的發(fā)生發(fā)育、土壤分類及時(shí)空分異規(guī)律，進(jìn)而為調(diào)控、改造和利用土壤資源提供科學(xué)依據(jù)的學(xué)科，是自然地理學(xué)與土壤科學(xué)之間的交叉學(xué)科，也是一門綜合性和生產(chǎn)性很強(qiáng)的學(xué)科。 土壤地理學(xué)是以土壤及其與地理環(huán)境系統(tǒng)的關(guān)系為研究對(duì)象。發(fā)展期18世紀(jì)以后在西歐逐漸形成了近代土壤地理學(xué)。對(duì)土壤科學(xué)發(fā)展產(chǎn)生了巨大推動(dòng)作用的土壤地理學(xué)派有：以化學(xué)家李比希(18031873)為代表的農(nóng)

4、業(yè)化學(xué)土壤學(xué)派；以地質(zhì)學(xué)家法魯(17941877)為代表的農(nóng)業(yè)地質(zhì)土壤學(xué)派；以土壤學(xué)家?guī)毂燃{(18971970)為代表的土壤形態(tài)發(fā)生學(xué)派。 美國著名土壤學(xué)家詹尼(Hans Jenny)對(duì)道庫恰耶夫的土壤形成因素學(xué)說進(jìn)行了補(bǔ)充修正，于1941年發(fā)表了土壤形成因素專著，認(rèn)為在土壤形成過程中生物的主導(dǎo)作用并不是到處都是一樣的。如果某因素所起的作用超過其他因素，那么就得出以該因素為主導(dǎo)的函數(shù)式，將主導(dǎo)因素放在函數(shù)式右側(cè)括號(hào)內(nèi)的首位。 美國學(xué)者史密斯認(rèn)為：土壤是成土因素綜合作用的產(chǎn)物，只要成土因素相同，則形成的土壤也相同；只要土壤相同，則土壤性質(zhì)也相同；按土壤性質(zhì)分類土壤，將發(fā)生理論作為選擇土壤分異特性

5、的參考。提出了診斷層與診斷特性的概念，并建立了標(biāo)準(zhǔn)化、定量化的美國土壤系統(tǒng)分類體系(Soil Taxonomy) 。思考題 人類應(yīng)該以什么樣的態(tài)度來看待和利用土壤？ 請(qǐng)親自觀察校園綠地或者附近農(nóng)田林地，選擇一個(gè)具體的單個(gè)土體，運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)闡述土壤是一個(gè)開放系統(tǒng)，并說明該土壤開放系統(tǒng)中的主導(dǎo)物質(zhì)能量遷移轉(zhuǎn)化過程。第二章 土壤固相組成及其診斷特性 土壤是由固相、液相、氣相和土壤生物體四部分組成。適于植物生長的典型壤質(zhì)土壤的體積組成為土壤孔隙占50，內(nèi)含水分和空氣；土壤固體占50%，其中礦物質(zhì)占45，有機(jī)質(zhì)占5%；土壤生物體均生活在土壤孔隙之中，如圖2-1所示2.1 土壤礦物土壤礦物主要來自成土母

6、質(zhì)或母巖，是土壤的主要組成物質(zhì)。土壤礦物構(gòu)成了土壤的“骨骼”，它對(duì)土壤組成、性狀和功能具有巨大的影響。主要的成土礦物 礦物按成因可分為原生礦物和次生礦物. 原生礦物 由地殼深處熔融狀態(tài)的巖漿冷凝固結(jié)而形成的礦物稱原生礦物。如石英、長石、云母、輝石、角閃石等。 次生礦物 原生礦物經(jīng)物理、化學(xué)風(fēng)化作用，組成和性質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化，形成的新礦物稱次生礦物。如方解石、高嶺石等原生礦物 (primary mineral)直接來源于母巖特別是巖漿巖。其中包括鋁硅酸鹽類、長石類礦物、云母類礦物、橄欖石類礦物、輝石與角閃石類礦物、氧化物類、硫化物類和磷灰石類。原生礦物的風(fēng)化過程不僅在時(shí)間上有階段性，在空間上也有地

7、帶性。 1:1型單位晶層:由一個(gè)硅片和一個(gè)鋁片構(gòu)成。硅片頂端的活性氧與鋁片底層的活性氧通過共用的方式形成單位晶層。這樣1:1型層狀鋁硅酸鹽的單位晶層有兩個(gè)不同的層面，一個(gè)是由具有六角形空穴的氧原子層面，一個(gè)是由氫氧構(gòu)成的層面。2:1型單位晶層由兩個(gè)硅片夾一個(gè)鋁片構(gòu)成。兩個(gè)硅片頂端的氧都向著鋁片，鋁片上下兩層氧分別與硅片通過共用頂端氧的方式形成單位晶層。這樣2:1型層狀硅酸鹽的單位晶層的兩個(gè)層面都是氧原子面。高嶺組（1:1型礦物）特點(diǎn)：(1）1:1型的晶層結(jié)構(gòu) 單位晶胞的分子式可表示為Ai4Si4O10(OH)8。 （2）無膨脹性 兩個(gè)晶層的層面間產(chǎn)生了鍵能較強(qiáng)的氫 鍵，膨脹系數(shù)一般小于5.高嶺

8、石層間距約為0.72nm。 （3）電荷數(shù)量少陽離子交換量只有3-15Cmoles(+)Kg-1。 （4）膠體特性較弱 較粗（0.2-2mm），顆粒的比表面積相 對(duì)較小，為1020×103m2kg-1蒙蛭組（2:1型膨脹性礦物） 包括：蒙脫石、蛭石、綠脫石、拜來石等。特征：（1）2:1型的晶層結(jié)構(gòu)，蒙脫石是其典型代表。單位晶胞的分子式可表示Al4Si8O20(OH)4·nH2O。（2）脹縮性大 蒙脫石晶層間距變化在0.96-2.14nm之間，蛭蟲的膨脹性比蒙脫石小，其晶層間距變化在0.96-1.45nm之間。（3）電荷數(shù)量大 同晶替代現(xiàn)象普遍。（4）膠體特性突出 ，較細(xì)（有效

9、直徑0.01-1mm），總表面積為8×105m2kg-1，且80是內(nèi)表面。蛭石一般為4×105m2kg-1。 水化云母組（2:1型非膨脹性礦物）特征： （1）2:1型晶層結(jié)構(gòu)伊利石是其主要代表，。分子 式為K2(Al×Fe×Mg)4 (SiAl)8O20(OH)4×nH2O。 （2）無膨脹性 在伊利石晶層之間吸附有鉀離子， 對(duì)相鄰兩晶層產(chǎn)生了很強(qiáng)的鍵聯(lián)效果，使晶層不易膨脹，伊利石晶層的間距為1.0nm。 （3）電荷數(shù)量較大 2040Cmoles(+)kg-1。 （4）膠體特性一般 總表面積為8×104m2kg-1，其可塑性、粘結(jié)性、粘

10、著性和吸濕性都介于高嶺石和蒙脫石之間。物理性質(zhì)土壤礦物質(zhì)的機(jī)械組成（顆粒組成）一、土壤礦物質(zhì)土粒的分級(jí)（一）粒級(jí)的概念粒級(jí)（粒組）： 按照土粒粒徑的大小把性質(zhì)和組成相近的一些土粒分成一組，每一組為一個(gè)粒級(jí)(或粗細(xì))。（二）粒級(jí)的分類粒級(jí)分類常用的標(biāo)準(zhǔn)有蘇聯(lián)制、美國制、國際制、中國制 二）土壤質(zhì)地分類制1. 國際制土壤質(zhì)地分類：是一種三級(jí)分類法，即按粘粒、粉粒、砂粒三種粒級(jí)占百分?jǐn)?shù)進(jìn)行分類，劃分為砂土、壤土、粘壤土、粘土四類十二級(jí)。我國質(zhì)地類別土壤的特點(diǎn)、利用和改良一、土壤質(zhì)地與土壤肥力的關(guān)系1、砂質(zhì)土壤主要特性： 1-0.05mm砂粒大于50% 水：保水性差、透水性強(qiáng)（“秋旱砂”） 肥：養(yǎng)分種

11、類、數(shù)量少，保肥性差； 氣：透氣性好 熱：熱容量小，溫差大”暖性土”； 生產(chǎn)特性： 發(fā)小苗不發(fā)老苗，適合花生、西瓜等塊根、塊莖作物。 二、不同質(zhì)地土壤的利用和改良 1、客土法：砂摻粘、粘拌砂 2、引洪漫淤 3、翻淤壓砂或翻砂壓淤4、增施有機(jī)肥2.3 土壤固相的物理性質(zhì)土壤固相組成的物理性質(zhì)主要包括土壤結(jié)構(gòu)、密度、孔隙度、土壤顏色和土壤質(zhì)地，它們是土壤發(fā)生的重要標(biāo)志，也是影響土壤與環(huán)境間熱量、水分、養(yǎng)分和氣體交換，以及土壤中物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化的重要因素，因此，成為土壤分類和土壤資源開發(fā)利用的重要依據(jù)。土壤固相物質(zhì)組成、土壤質(zhì)地和土壤結(jié)構(gòu)是決定土壤許多重要物理特性的物質(zhì)基礎(chǔ)，而土壤顆粒密度、土壤密度、孔

12、隙度、土壤磁性和土壤顏色則是反映土壤物質(zhì)組成和土壤發(fā)生條件的重要定量指標(biāo)。土壤顏色采用國際通用的蒙氏顏色卡來表示，如圖2-23、2-24、2-25所示。土壤密度（soil particle density）：又稱土壤比重。單位體積土壤（不含孔隙）的烘干重量 ,大小與土壤的化學(xué)與礦物組成有關(guān)。土壤容重（Soil Bulk Density）：一定容積的土壤（包括土粒及粒間的孔隙）烘干后的重量與同容積水重的比值。可作為土壤熟化程度指標(biāo)之一，熟化程度較高的土壤，容積比重常較小。土壤孔隙：土壤中大小不等、彎彎曲曲、形狀各異的各種孔洞，單位土壤容積內(nèi)孔隙所占的百分?jǐn)?shù)，稱為土壤孔隙度。通氣孔隙的多少?zèng)Q定土壤

13、的通透性能。團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的特征：有一定的結(jié)構(gòu)形態(tài)和大?。?有多級(jí)孔隙； 有一定的穩(wěn)定性；團(tuán)粒結(jié)構(gòu)對(duì)土壤肥力的作用： 能協(xié)調(diào)水分和空氣的矛盾； 能協(xié)調(diào)土壤有機(jī)質(zhì)中養(yǎng)分的消耗和積累的矛盾； 能穩(wěn)定土壤溫度，調(diào)節(jié)土熱狀況； 改良耕性和有利于作物根系伸展 第三章第一節(jié) 土壤生物一土壤微生物microorganism二. 土壤動(dòng)物fauna 三. 土壤中的根系root system四. 土壤酶enzyme土壤微生物：指生活在土壤中、借用光學(xué)顯微鏡才能看到的微小生物。 土壤微生物的類型 土壤微生物主要包括 細(xì)菌bacterium 放線菌actinomyces 真菌fungus 藻類algae土壤微生物在土壤中

14、的作用 1參與土壤形成 2促進(jìn)土壤中營養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化 3增加生物熱能，調(diào)節(jié)(adjust)土壤溫度 4產(chǎn)生代謝產(chǎn)物，刺激植物生長 5促進(jìn)土壤肥力的提高一 土壤有機(jī)質(zhì)礦質(zhì)化過程 有機(jī)化合物進(jìn)入土壤后，在微生物的作用下發(fā)生氧化反應(yīng)，徹底分解而最終釋放出二氧化碳、水和能量，所含氮、磷、硫等營養(yǎng)元素在一系列特定反應(yīng)后，釋放成為植物可利用的礦質(zhì)養(yǎng)分，這一過程稱為有機(jī)質(zhì)的礦化過程。 礦質(zhì)化過程為植物和土壤微生物提供養(yǎng)分和活動(dòng)能量，影響土壤性質(zhì)，并為腐殖化過程提供物質(zhì)基礎(chǔ)。 脂肪 微生物分泌的脂肪酶甘油+脂肪酸 CO2 + H2O + heat； 單寧 真菌 葡萄糖 氧化 有機(jī)酸 CO2+ H2O； 樹脂 有

15、機(jī)酸+ 醇類+ 碳?xì)浠衔?有機(jī)肥施入土壤后，經(jīng)過有機(jī)物礦質(zhì)化過程，可為植物和微生物提供速效養(yǎng)分，為微生物活動(dòng)提供能源，并為土壤有機(jī)質(zhì)的腐殖化準(zhǔn)備了基本原料。土壤以好氣性微生物為主時(shí)，有機(jī)質(zhì)迅速礦化，分解速度快而徹底，生成較多的二氧化碳、水和其它養(yǎng)分的可溶性物質(zhì)，并放出大量熱能；以嫌氣性微生物活動(dòng)為主時(shí)，有機(jī)質(zhì)的分解速度慢，且往往不徹底，釋放熱能少，其分解產(chǎn)物除植物養(yǎng)分外，尚易積累有機(jī)酸及甲烷、硫化氫、磷化氫、氫氣等還原性物質(zhì)，當(dāng)其達(dá)到一定程度時(shí)，則對(duì)植物生長不利甚至有害。二 腐殖化過程礦質(zhì)化過程形成的中間產(chǎn)物(intermediate product)，在微生物作用下再合成更為復(fù)雜的高分子(

16、macromolecule)有機(jī)化合物。 有機(jī)質(zhì)的腐殖化過程要經(jīng)歷兩個(gè)階段： 第一階段： 有機(jī)殘?bào)w分解提供了組成腐殖質(zhì)分子的原始材料，如多元酚、含氮有機(jī)物（如氨基酸、多肽等）及其它的礦質(zhì)化中間產(chǎn)物等。 第二階段： 由微生物分泌的多酚氧化酶將多元酚氧化成醌，醌再與氨基酸或肽縮合而成腐殖質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單元，然后在微生物及其分泌酶作用下，與其它結(jié)構(gòu)單元進(jìn)一步縮合形成復(fù)雜而穩(wěn)定的腐殖質(zhì)。 腐殖物質(zhì)是經(jīng)微生物作用后，由多酚和多醌類物質(zhì)聚合而成的含芳香環(huán)結(jié)構(gòu)的、新形成的黃色至黑色的非晶形高分子有機(jī)化合物。 它是土壤有機(jī)質(zhì)的主體，也是土壤有機(jī)質(zhì)中最難降解的組分，一般占土壤有機(jī)質(zhì)的60%-80%。一 土壤有機(jī)質(zhì)

17、的作用 土壤有機(jī)質(zhì)是植物營養(yǎng)元素的重要來源，它決定土壤的養(yǎng)分狀況，影響土壤水肥氣熱四大肥力因子的協(xié)調(diào)性。 有機(jī)質(zhì)是植物（尤其是自然植被）營養(yǎng)的主要來源； 碳素營養(yǎng)：土壤每年釋放的CO2達(dá)1.35×1011噸，相當(dāng)于陸地植物的需要量。 氮素營養(yǎng)：土壤有機(jī)質(zhì)中的氮素占土壤全氮的92-98% 磷素營養(yǎng)：土壤有機(jī)質(zhì)中的磷素占土壤全磷的20-50% 其他營養(yǎng)：K、Na、Ca、Mg、S、Fe、Si等營養(yǎng)元素。 有機(jī)質(zhì)可提高土壤保水保肥能力和緩沖性； 有機(jī)質(zhì)中的腐殖質(zhì)疏松多孔，又是親水性膠體hydrophilic colloid，能吸持大量水分。 腐殖質(zhì)膠體有巨大表面積與表面能，能吸附大量的陽離子

18、，像是養(yǎng)分的倉庫； 腐殖質(zhì)膠體是有機(jī)弱酸，可以緩沖進(jìn)入土壤中的堿，腐殖質(zhì)與金屬形成的鹽具有兩性膠體的作用，具有很強(qiáng)的緩沖酸堿的能力。同時(shí)，由于腐殖質(zhì)對(duì)H+的吸附和釋放，也可以對(duì)土壤的酸堿度起到緩沖作用；3. 改善土壤物理性質(zhì)： 改善表層土壤的結(jié)構(gòu)性，使分散的土粒凝聚為團(tuán)粒結(jié)構(gòu)； 改善沙土和粘土的結(jié)構(gòu)，使之朝著壤質(zhì)土發(fā)展； 加深土壤顏色，增加土壤吸熱能力，有利于提高土壤溫度4. 增強(qiáng)土壤微生物和動(dòng)物的活動(dòng)： 有機(jī)質(zhì)為微生物和動(dòng)物提供了豐富的生活物質(zhì)； 腐殖質(zhì)能調(diào)節(jié)土壤的酸堿反應(yīng)，使之有利于微生物活動(dòng)； 腐殖質(zhì)中含有各類維生素vitamin，激素hormone和抗生素antibiotics等物質(zhì)，

19、可促進(jìn)微生物的活動(dòng)；5. 活化土壤中難溶性礦質(zhì)養(yǎng)分： 土壤有機(jī)質(zhì)中的富里酸和一些低分子micromolecular的有機(jī)酸，可使不溶性的磷酸鹽和硅酸鹽silicate礦物（磷灰石，鉀長石，云母等）分解，轉(zhuǎn)化為可溶態(tài)的磷，鉀，鎂和微量元素等有效養(yǎng)分。6 促進(jìn)植物生長發(fā)育 胡敏酸可以加強(qiáng)植物呼吸過程，提高細(xì)胞膜的滲透性，促進(jìn)養(yǎng)分迅速進(jìn)入植物體 。 胡敏酸鈉鹽對(duì)植物根系生長具有促進(jìn)作用 土壤有機(jī)質(zhì)中還含有維生素B1B2、吡醇酸和煙堿酸、激素、異生長素（吲哚乙酸）、抗生素（鏈霉素、青霉素）等,對(duì)植物的生長起促進(jìn)作用，并能增強(qiáng)植物抗性。 (二)、有機(jī)質(zhì)在生態(tài)環(huán)境上的作用1 有機(jī)質(zhì)可降低或延緩重金屬污染如

20、胡敏酸將Cr6+還原為Cr3+，然后形成穩(wěn)定的復(fù)合體。2 有機(jī)質(zhì)對(duì)農(nóng)藥等有機(jī)污染物具有固定作用 土壤有機(jī)質(zhì)對(duì)農(nóng)藥等有機(jī)污染物有強(qiáng)烈的親和力，對(duì)有機(jī)污染物在土壤中的生物活性、殘留、生物降解、遷移和蒸發(fā)等過程有重要的影響。3 有機(jī)質(zhì)對(duì)全球碳平衡的影響土壤有機(jī)質(zhì)是全球碳平衡過程中非常重要的碳庫。有機(jī)質(zhì)的調(diào)節(jié)途徑(approach)：1. 通過耕作措施(cultivation measures)調(diào)節(jié)有機(jī)質(zhì)分解和積累(accumulation)過程；1. 增施有機(jī)肥料(organic fertilizer)，增加土壤有機(jī)質(zhì)含量；1. 種植綠肥(green manure)和牧草(pasture)（林地）。

21、第四章Soil Nutrient Cycling 土壤養(yǎng)分循環(huán)1 Nitrogen cycling in soils 土壤氮素循環(huán)2 Phosphorous and sulfur cycling in soils 土壤磷和硫的循環(huán)3 Potassium, calcium and magnesium cycling in soils 土壤中的鉀鈣鎂4 Micro-element cycling in soils 土壤中的微量元素循環(huán) 5 Soil nutrient balance and its availability 土壤養(yǎng)分平衡及有效性 土壤養(yǎng)分的基本概念D 土壤養(yǎng)分指植物所必需的，主要是

22、土壤來提供的營養(yǎng)元素就叫做土壤養(yǎng)分。土壤養(yǎng)分是土壤肥力的物質(zhì)基礎(chǔ)，是土壤肥力的重要組成因素。 D 有效養(yǎng)分能夠直接或經(jīng)過轉(zhuǎn)化被植物吸收利用的 土壤養(yǎng)分D 速效養(yǎng)分在作物生長季節(jié)內(nèi)，能夠直接、迅速為 植物吸收利用的土壤養(yǎng)分，稱D 無效養(yǎng)分不能被植物吸收利用的土壤養(yǎng)分，稱D 土壤養(yǎng)分狀況是指土壤養(yǎng)分的含量、組成、形態(tài) 分布和有效性的高低。氮磷鉀三要素，簡稱土壤養(yǎng)分三要素。其所以重要就在于必需經(jīng)常調(diào)節(jié)其供不應(yīng)求的狀況，而不是指它們?cè)谥参餇I養(yǎng)中所起的作用生物從土壤吸收無機(jī)養(yǎng)分生物殘?bào)w歸還土壤形成有機(jī)質(zhì)土壤微生物分解有機(jī)質(zhì)釋放無機(jī)養(yǎng)分養(yǎng)分再次被生物吸收。施用氮肥對(duì)土壤健康質(zhì)量的影響 Ø

23、; 對(duì)于氮肥來說，最易引起土壤變化的性質(zhì)就是pH。連續(xù)施用氮肥會(huì)導(dǎo)致土壤pH降低，在酸性土壤上問題尤為明顯。Ø 酸性土壤交換性鈣含量低，每加入100kg硫酸銨就需要110kg的碳酸鈣去中和由于氮肥所產(chǎn)生的酸度。如果不施加石灰校正土壤酸度，錳和鋁的過量釋放將會(huì)產(chǎn)生對(duì)植物的毒害作用 施用氮肥的大氣污染 Ø 氮肥施入土壤后，部分會(huì)以氣態(tài)形式損失掉，如NH3、NO、N2和N2O等。在近地面的環(huán)境中，NOx在陽光下與氧氣反應(yīng)，形成臭氧，組成化學(xué)煙霧，刺激人、畜的呼吸器官；在農(nóng)田則對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)生危害Ø 大氣中N2O正以0.25%的年增長率上升，其中，熱帶和農(nóng)業(yè)土壤被認(rèn)為是全球重

24、要的N2O釋放源，貢獻(xiàn)率達(dá)70%90%。在美國，來自農(nóng)田的N2O大約有405kt-1011kt。Ø 近20年來，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的N2O的釋放及其影響因素的研究成為氮素生物化學(xué)循環(huán)研究的新熱點(diǎn)。施用氮肥對(duì)作物品質(zhì)和人體健康的影響 Ø 高劑量施用化肥勢(shì)必造成土壤特性的迅速變化。Ø 土壤特性的變化勢(shì)必引起作物品質(zhì)的變化。高劑量施用單一化肥，將引起土壤中各種元素的比例失調(diào)，最后導(dǎo)致作物產(chǎn)生新的生化過程 l 土壤中養(yǎng)分向植物根的移動(dòng) Ø 截獲 ：植物根表與粘粒表面吸附的離子接觸交換，不 經(jīng)土壤溶液移動(dòng)直接吸收養(yǎng)分離子。Ø 質(zhì)流 ：由植物蒸騰作用引起的水分及有效

25、養(yǎng)分向根表 的移動(dòng)。對(duì)非吸附態(tài)離子吸收非常重要。Ø 擴(kuò)散：通過土壤水溶質(zhì)運(yùn)動(dòng)，養(yǎng)分從高濃度向低濃度 區(qū)域的移動(dòng)。與土壤條件、根的生長及根表面 積等因素密切相關(guān)。遵循Fick擴(kuò)散定律。 l 土壤溶液中養(yǎng)分的補(bǔ)給Ø 養(yǎng)分容量和強(qiáng)度指標(biāo) 強(qiáng)度因素土壤溶液中養(yǎng)分離子的濃度。 容量因素土壤中有效養(yǎng)分總量，即固相能補(bǔ)給土壤溶液 養(yǎng)分的總貯量（Q）。 養(yǎng)分緩沖容量固相維持溶液中養(yǎng)分離子強(qiáng)度(I)的能力。Ø 土壤養(yǎng)分的能量概念Ø 常溫常壓下，土壤溶液中某一組分的化學(xué)位是其濃度或活度的指函數(shù)，代表該組分的能量水平，化學(xué)位高的養(yǎng)分離子，對(duì)植物的有效性亦高。 離子吸附結(jié)合能土

26、壤膠體與其吸附離子的結(jié)合能。 養(yǎng)分位的概念把養(yǎng)分的有效性與化學(xué)位聯(lián)系起來，用化學(xué)位衡量養(yǎng)分的有效度，稱為養(yǎng)分位。但養(yǎng)分位不等于化學(xué)位，而是化學(xué)位的簡單函數(shù)第一節(jié) 土壤水分的類型及有效性一、土壤水的重要性： 所有的水只有進(jìn)入土壤轉(zhuǎn)化為土壤水，才能被植物吸收利用。土壤水是作物吸水的最主要來源。 土壤水是土壤的最重要組成部分之一。 土壤水是土壤形成發(fā)育的催化劑； 土壤水并非純水、而是稀薄的溶液。二、土壤水分的類型和性質(zhì)1、吸濕水(hydroscopic water) 干土從空氣中吸著水汽所保持的水，稱為吸濕水。又稱為緊束縛水，屬于無效水分。2、膜狀水（薄膜水） ( membraneous water

27、) 指由土壤顆粒表面吸附所保持的水層，膜狀水的最大值叫最大分子持水量。薄膜水對(duì)植物生長發(fā)育來說屬于弱有效水分，又稱為松束縛水分3、毛管水(capillary water) 毛管水是靠土壤中毛管孔隙所產(chǎn)生的毛管引力所保持的水分，稱為毛管水。毛管水是土壤中最寶貴的水分。 毛管水又可以分為兩種類型。 毛管懸著水(capillary supporting water) 土體中與地下水位無聯(lián)系的毛管水稱毛管懸著水。 毛管支持水（毛管上升水） (capillary suspending water) 土體中與地下水位有聯(lián)系的毛管水稱毛管支持水4、重力水(gravitational water) 又稱多余水

28、，是指土壤中充滯于充氣孔隙中的水分。存在于土壤中的時(shí)間短，很快會(huì)因?yàn)橹亓ψ饔枚鴿B入或流出。四、土壤水分常數(shù)及土壤水分有效性 （一）土壤水分常數(shù)(soil moisture constant) 在一定條件下的土壤特征性含水量稱土壤水分常數(shù)。吸濕系數(shù)(hygroscopic coefficient) 最大吸濕水量凋萎系數(shù)(wilting coefficient) 萎蔫含水量又稱穩(wěn)定凋萎含水量。植物因缺水凋萎并不能復(fù)原時(shí)的土壤含水量，又稱萎蔫含水量田間持水量(field capacity) ： 毛管懸著水達(dá)到最大值時(shí)的土壤含水量稱為田間持水量，通常作為灌溉水量定額的最高指標(biāo)。 在數(shù)量上它包括吸濕水、

29、膜狀水和毛管懸著水。 飽和含水量(saturated water content) 飽和含水量是指土壤中孔隙都充滿水時(shí)的含水量。以干土質(zhì)量或容積的百分量表示。二）土壤水的有效性(availability) 土壤水的有效性是指土壤水能否被植物吸收利用及其難易程度。 不能被植物吸收利用的水稱為無效水,能被植物吸收利用的水稱為有效水。 最大有效水含量是凋萎系數(shù)至田間持水量的水分。 土壤質(zhì)地 土壤質(zhì)地的影響主要是由土壤的表面積和孔隙系統(tǒng)的性質(zhì)引起的。 土壤結(jié)構(gòu) 團(tuán)聚體土壤孔隙度大，含水量高，持水孔隙發(fā)達(dá)，故有效水分含量高。如團(tuán)聚體發(fā)育好的東北黑土。 有機(jī)質(zhì)含量 有機(jī)質(zhì)本身的持水量很大，更能促進(jìn)良好土壤

30、結(jié)構(gòu)的形成，所以多施有機(jī)質(zhì)，可以擴(kuò)大有效水范圍。一、土水勢(shì)概念土水勢(shì)是在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，極小單位水量從一個(gè)平衡的土一水系統(tǒng)可逆地移到和它溫度相同，處于參比狀態(tài)水池時(shí)所做的功。 二、土水勢(shì)的組成 基質(zhì)勢(shì)m負(fù)值，當(dāng)土壤飽和時(shí)最大0.土壤含水量越高，基質(zhì)勢(shì)也越高。 滲透勢(shì)s 滲透勢(shì)又稱溶質(zhì)勢(shì)，負(fù)值。土壤溶質(zhì)濃度越高，溶質(zhì)勢(shì)越低。溶質(zhì)勢(shì)只有對(duì)半透膜的水分運(yùn)動(dòng)起作用。壓力勢(shì)p正值。只有當(dāng)土壤水分飽和時(shí)才有壓力勢(shì)在不飽和土壤中壓力勢(shì)為0.飽和土層越深，壓力勢(shì)越高。 yp=rwghV 重力勢(shì)g重力勢(shì)（yg）是指由重力作用而引起的土水勢(shì)變化。 任何時(shí)候重力勢(shì)都存在。高于參比面時(shí)為正，反之為負(fù)，參比面處重力勢(shì)為0

31、.四、土壤水分在土壤肥力中的作用 土壤水分是土壤肥力的重要因素之一，它一方面直接供給植物吸收利用；另一方面又影響土壤的其它性狀和肥力因素。 土壤水分影響土壤的養(yǎng)分狀況 土壤水分影響土壤的通氣狀況 土壤水分影響土壤的熱量狀況 土壤水分影響微生物和活動(dòng) 土壤水分影響土壤的物理機(jī)械性和耕性 五、影響土壤水分狀況的因素 植被 蒸騰作用對(duì)土壤水分平衡關(guān)系密切，植被組成和覆蓋度對(duì)土壤水分狀況都有較大影響。 氣候 降雨量和蒸發(fā)是重要因素。 土壤物理性質(zhì) 特別是土壤質(zhì)地、結(jié)構(gòu)和有機(jī)質(zhì)含量等到因素對(duì)水的滲透、流動(dòng)和蒸發(fā)有重要影響。 地形 地形影響水分的再分配。 水文地質(zhì) 在不透水層接近地面、地下水位高的地方，或

32、者有承壓地下水來源的地方，由于地下水通過支持毛管水上行，在一定條件下可形成蒸發(fā)型。 人為影響 如灌溉、排水以及耕作等土壤管理措施。 3.2 土壤熱量狀況土壤熱量狀況是土壤的重要物理性狀之一。影響土壤熱量狀況的主要因素有：土壤吸收的凈熱量；使土壤溫度變化所需熱量；土壤水相態(tài)轉(zhuǎn)化及其擴(kuò)散所需熱量；土壤物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化所消耗或釋放的熱量，如表3-2、3-3所示。問題：簡述土壤液態(tài)水的形態(tài)類型和有效性? 什么是土壤養(yǎng)分三要素，為什么？土壤氮素哪些形態(tài)？其中有效氮指哪些？如何提高土壤磷的有效性？土壤氮素的調(diào)控有哪些方面？土壤膠體的分類？特性？土壤離子交換作用有哪些？對(duì)土壤肥力和環(huán)境有何意義?一、土壤膠體的概念 土壤中的固相、液相和氣相呈互相分散的膠體狀態(tài)，其固體顆粒直徑小1m，土壤膠體常指這些固相顆粒。即土壤學(xué)中所指的土壤膠體是指土壤顆粒直徑小于2m或者小于1m的土壤微粒。 1微粒核（膠核） 微粒核是土壤膠體微粒的核心部分，它是由組成膠體微粒的基本物質(zhì)的分子群所組成。膠核擴(kuò)散雙電層 擴(kuò)散雙電層是