南京大學土壤學復習提綱-2014

1、土壤學復習提綱第一章 土壤圈的地位和功能1. 土壤：陸地表面具有一定肥力，能夠生長植物的疏松表層。 2. 土壤功能新認識： 吸收、容納、轉(zhuǎn)化與凈化環(huán)境污染物的地表介質(zhì)。 3. 地球表層系統(tǒng)： 地球表面由大氣圈、水圈、生物圈、土壤圈和巖石圈所共同組成的環(huán)境系統(tǒng)。 4. 土壤圈處于大氣圈、水圈、巖石圈及生物圈的交接地帶，是聯(lián)系無機界和有機界的樞紐，對地球生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動起首至關(guān)重要的作用，是人類賴以生存的自然資源。 5. 土壤圈的功能：l 生物所需營養(yǎng)物質(zhì)的主要來源：養(yǎng)分轉(zhuǎn)化與循環(huán) l 土壤中擁有種類繁多、數(shù)量巨大的生物群 l 土壤是容量巨大的水庫：雨水涵養(yǎng)作用 l 毒害物質(zhì)在土壤的轉(zhuǎn)

2、化：緩沖、調(diào)節(jié)和凈化功能 l 土壤是廉價而可靠的天然建筑材料 l 土壤對環(huán)境變化信息十分敏感：記憶塊功能（人類活動，自然變遷）6. 土壤功能的發(fā)揮取決于：土壤質(zhì)地、土壤結(jié)構(gòu)、物質(zhì)組成、土壤年齡、環(huán)境條件等7. 土壤生態(tài)學：土壤生態(tài)學是土壤學、生態(tài)學、地理學以及環(huán)境科學相互交叉的一門具有廣泛研究領(lǐng)域的新興科學，以土壤生物為中心，研究土壤生物之間、土壤生物與土壤非生命環(huán)境間的相互作用。8. 研究的主要內(nèi)容：土壤生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和人類活動對土壤生態(tài)系統(tǒng)的影響過程。第二章 土壤物質(zhì)組成礦物質(zhì)：土壤的物質(zhì)基礎(chǔ)，土壤中礦物養(yǎng)分的主要來源 有機質(zhì)：土壤肥力的重要標志 水分和空氣：土壤能通氣透水、蓄水保溫

3、，廣義的肥力包括水分和空氣。 第一節(jié) 土壤礦物礦物質(zhì)是土壤固相的重要組成部分，約占干土重量的95%左右。 土壤礦物質(zhì)深刻影響土壤的物理和化學性質(zhì) 一、主要成土礦物 原生礦物 ：在風化過程中未改變化學組成和結(jié)構(gòu)的原始成巖礦物。土壤中的粗粒部分如砂粒和石礫，其原生礦物幾乎都是以石英為主。粉粒部分則以石英和原生硅酸鹽礦物為主。次生礦物：在風化和成土過程中原生礦物改變了形態(tài)、成分和性質(zhì)而形成的新礦物。土壤中的粘粒部分主要由次生粘土礦物組成。1、原生礦物 (Primary Mineral) ： （1）石英（SiO2）：質(zhì)地堅硬，性質(zhì)穩(wěn)定，抗風化能力極強，是土壤砂粒的主要成分。 （2）長石類：包括鉀長石（

4、正長石K(AlSi3O8)）和斜長石（鈉長石Na(AlSi3O8)、鈣長石Ca(Al2Si2O8)）。長石較易風化，形成高嶺石、二氧化硅和鹽基物質(zhì)。（3）云母類：片狀，化學成份變化大，主要有：白云母KAl2(AlSi3O10)(OH)2，抗風化力很強；黑云母K(Mg,Fe)3(AlSi3O10)(OH,F)2，易風化，分解后釋放出鹽基，形成鐵、鋁氫氧化物和綠泥石等。 鮑溫反應系列（結(jié)晶分異作用）：2、次生礦物 (Secondary Mineral) 為原生礦物分解轉(zhuǎn)化形成的礦物。 以粘土礦物為主，又以結(jié)晶層狀硅酸鹽礦物為主；此外有Si、Al、Fe的氧化物及其水合物。主要次生礦物有高嶺石、水云母

5、、綠泥石、蛭石、蒙脫石，以及各種氧化物。 二、粘土礦物 (Clay Minerals)直徑小于2m、含水的層狀鋁硅酸鹽礦物。 1、基本結(jié)構(gòu)單位 (1) 硅氧四面體 (SiO44-Si2O52-Si4O104- ) (2) 鋁氧八面體 (AlO69-Al4O1212-Al4(OH)8O44- ) 2、單位晶片：硅氧片與水鋁片 鋁氧八面體: 鋁層（水鋁片） 硅氧四面體: 硅層（硅氧片） 3、單位晶層：由單位晶片重疊組合而成1:1型：硅鋁，e.g.高嶺石2:1型：硅鋁硅，分為膨脹型（蒙脫石、蛭石）和非膨脹型（伊利石）2:1:1型粘土礦物：2:1型基礎(chǔ)上增加一鋁層(或鎂層)，e.g.綠泥石硅氧片與水鋁

6、片的不同組合 形形色色的粘土礦物 三、硅酸鹽粘土礦物的種類 1、高嶺石組(Kaolinite )：包括高嶺石、埃洛石、珍珠陶土等。 (1) 1:1型 單位晶胞（層）化學式：Al4Si4O10(OH) (2) 膨脹性小 晶層間距約0.72nm, 硅片和鋁片之間存在氫鍵(3) 電荷數(shù)量少 同晶替代極少【同晶替代 (Isomorphous substitution)：硅酸鹽礦物的中心離子被電性相同、大小相近的其它離子所代替而礦物晶格構(gòu)造保持不變的現(xiàn)象】2、蒙脫石組(Montmorillonite)：包括蒙脫石、綠脫石、蛭石等 (1) 2:1型 單位晶胞的理論化學式：Al4Si8O20(OH)4

7、83;nH2O (2) 膨脹性大 晶層以分子引力聯(lián)結(jié)，晶層間距：蒙脫石 0.962.14nm 蛭石 0.961.45nm (3) 電荷數(shù)量大 同晶替代現(xiàn)象普遍 3、水化云母 (伊利石) 組 (1) 2 :1型 單位晶胞化學式： K2(Al·Fe·Mg)4(Si·Al)8O20(OH)4·nH2O (2) 非膨脹性 晶層之間吸附的K+的強吸附力，層間距1.0nm (3) 電荷數(shù)量大 同晶替代現(xiàn)象普遍，主要發(fā)生在硅片，電荷量較大，但部分被層間K+中和，有效電荷量少于蒙脫石。4、綠泥石組(Chlorite) 以綠泥石為代表，富含鎂、鐵 (1) 2:1:1型 化

8、學式為Mg·Fe·Al)12(Si·Al)8O20(OH)16 (2) 同晶替代現(xiàn)象普遍 硅片、水鋁片和水鎂片上均有發(fā)生，硅片中Al3+代Si4+、鋁片中Mg2+代Al3+產(chǎn)生負電荷，水鎂片中Al3+ 代Mg2+產(chǎn)生正電荷。 四、非硅酸鹽粘土礦物 鐵、鋁、錳等的氧化物及其水合物等。分為結(jié)晶質(zhì)和非晶質(zhì) 1、氧化鐵(Iron oxide)：土壤主要礦質(zhì)染色劑 l 針鐵礦(-FeOOH) (Goethite) 晶體較大者為黃色，較小者為棕色 l 赤鐵礦(-Fe2O3) 紅色，存在于干燥的氧化性表土層及膠膜 l 磁鐵礦（Fe3O4） 棕黑色，多存在于母質(zhì)中 l 無定形鐵（

9、Fe(OH)3） 棕色，膠膜，銹水 2、氧化鋁(Aluminum oxide) 硅酸鹽礦物徹底分解的產(chǎn)物，常見的有三水鋁石Al2O3·3H2O，Al(OH)3 l 濕熱強度風化脫硅富鋁化的指標之一l 我國北緯30度以南土壤（紅壤、磚紅壤等）中才出現(xiàn) l 無定形鐵鋁氧化物比表面大，包被土粒，改變表面性質(zhì)可吸附固定H2PO4等陰離子，減低其有效性 3、氧化硅(Silicon oxide) 4、水鋁英石(Allophane) 五、粘土礦物的形成和分布規(guī)律 1、粘土礦物形成途徑（1）原生礦物風化、分解、淋溶直接演變而成 +H2O-K -K -Mg -Si -Si 云母類 à 伊利石

10、 à 蛭石 à 蒙脫石 à 高嶺石 à 三水鋁石 （2）自然合成：原生礦物徹底風化的產(chǎn)物重新組合而成（原生礦物分解后其成分的去向：蛻變、淋失、重組）2、粘土礦物的形成條件 粘土礦物形成與氣候等成土條件密切相關(guān) 南方熱帶磚紅壤、亞熱帶紅壤礦物風化程度高，粘土礦物以1:1型為主，并有三水鋁石，粘粒硅鋁鐵率為2左右；北方溫帶地區(qū)，粘粒礦物為各種2:1型(伊利石、蒙脫石等)，粘粒硅鋁鐵率多在3以上。風化度低?！竟桎X鐵率：土壤粘粒部分SiO2和Fe2O3+ Al2O3含量的分子比；硅鋁率：土壤粘粒部分SiO2和Al2O3的分子比；硅鐵率：土壤粘粒部分SiO2和Fe

11、2O3的分子比】3、土壤粘土礦物分布規(guī)律 不同的生物氣候帶，土壤中礦物質(zhì)分布有所不同： l 一般在干冷氣候條件下，土壤中含有較多的原生礦物； l 濕熱氣候條件下的土壤中含有較多的氧化鐵、氧化鋁和氧化鈦等較為穩(wěn)定的礦物； l 過渡氣候帶的土壤中有較多的層狀硅酸鹽礦物； 次生粘土礦物的分布： l 在強烈化學風化的熱帶和亞熱帶地區(qū)，土壤中含有較多的高嶺石、水鋁石、氧化鐵、氧化鋁等； l 干旱寒冷地區(qū)以伊利石、蛭石、蒙脫石較為普遍。 土壤礦物構(gòu)成了土壤的“骨骼”，決定了土壤組成、性狀和功能。 六、地殼和土壤的平均化學組成 1. 土壤礦質(zhì)組分中常量元素和微量元素的含量Most common elemen

12、ts in soil: O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg 第二節(jié) 土壤有機質(zhì)(SOM) 土壤中的各種含碳有機化合物，包括動植物殘體、微生物體和這些生物殘體的不同分解階段的產(chǎn)物，以及由分解產(chǎn)物合成的腐殖質(zhì)(humus)等。l SOM是土壤固相的重要組成部分； l 一般土壤中，其含量在5%以下； l 對土壤肥力具有極其重要的意義。 一、土壤有機質(zhì)的作用 1、提供植物營養(yǎng) . 提供碳素營養(yǎng)：有機質(zhì)分解釋放CO2，根系可以直接吸收少量CO2。 . 提供礦質(zhì)營養(yǎng)：植物吸收的N，三分之二來自土壤，其中8097%存在于有機質(zhì)中。有機質(zhì)分解釋放出各種大量或微量元素，各種元素的比例更符合

13、植物的需要。 2、提高土壤保水、保肥能力 . 腐殖質(zhì)有極強的吸水能力，可以大大提高土壤的保水能力； . 腐殖質(zhì)的CEC是粘粒的2-3倍，可以明顯提高土壤吸附陽離子的能力。 . 通過基團上H+離子的解離或吸附，可以緩沖土壤酸堿性的變化。 . 減輕重金屬、農(nóng)藥等污染物的危害 3、改善土壤物理性質(zhì) . 腐殖質(zhì)的粘結(jié)力大于砂粒，小于粘粒，因此可以改善砂土或粘土的粘結(jié)性及耕性。 . 促進團粒結(jié)構(gòu)的形成，從而改善通透性； . 加深土色，提高土壤吸熱能力，增溫。 4、促進土壤養(yǎng)分有效化 . 有機質(zhì)分解產(chǎn)生有機酸，有機酸通過絡(luò)合作用和溶解作用而提高土壤養(yǎng)分的有效性。 5、為土壤微生物和小動物提供食物和能量二、

14、土壤有機質(zhì)的來源 1、土壤有機質(zhì)的來源 植物殘體（最主要的來源）； 動物殘體； 微生物的殘體； 有機肥料； 有機廢物； 2、SOM的含碳量平均為58%，所以SOM的含量大致是有機碳含量的1.724倍。腐殖物質(zhì) （Humic Substance)非腐殖物質(zhì) （Non-Humic Substance)常見的非腐殖物質(zhì)：纖維素、半纖維素、蛋白質(zhì)、木質(zhì)素及脂類。3、土壤腐殖質(zhì)(soil humus)通過土壤微生物的作用，在土壤中新合成的一類分子量很大的、結(jié)構(gòu)復雜的有機化合物 腐殖質(zhì)。土壤腐殖質(zhì)是除未分解的動、植物組織和土壤生命體等以外的土壤中有機化合物的總稱。腐殖質(zhì)是由多種有機化合物組成的混合物，而不

15、是單一的化合物。其主要成分為碳、氫、氧、氮、硫、磷等。腐殖質(zhì)的主體是腐殖酸，約占腐殖質(zhì)的85%-90%。4、土壤腐殖質(zhì)的形成第一階段：有機殘體在微生物分解作用下，其中一部分徹底礦化，最終生成CO2、H2O、NH3、H2S等無機化合物。另一部分轉(zhuǎn)化為較簡單的有機化合物和含氮化合物（氨基酸、肽等），提供了形成腐殖質(zhì)的材料。第二階段：上述土壤腐殖質(zhì)的組成部分，在微生物的作用下經(jīng)縮合形成腐殖質(zhì)的基本單元。先是多元酚在微生物的作用下氧化為醌，然后醌再與含氮化合物縮合成原始腐殖質(zhì)。5、土壤有機質(zhì)含量及其影響因素 一般把耕層含有機質(zhì)20%以上的土壤，稱為有機土壤(organic soil) 。含量20%以下

16、的土壤，稱為礦質(zhì)土壤(mineral soil)。 影響因素：土壤有機質(zhì)含量與氣候、植被、土壤性質(zhì)、地形、農(nóng)耕措施等密切相關(guān)。l 森林植被下有機殘體主要來自地上部凋落物，4-5t/ha a；l 草本植物的有機殘體主要來自根系，黑土地區(qū)達9.3 t/ha a （風干根重）；l 耕作土壤，植物殘體主要來源根茬，達2-3 t/ha a 。植物殘體數(shù)量與分解速度的綜合影響 土壤有機含量 土壤水分狀況對有機質(zhì)含量的影響（排水不良排水良好）6、土壤粘粒的影響間接影響：土壤通氣透水性 直接影響：OM與粘土礦物形成穩(wěn)定的復合體7、我國土壤有機質(zhì) 我國土壤有機質(zhì)含量普遍偏低（與歐洲相比）。 總體而言, 北方土壤

17、有機質(zhì)含量高于南方土壤。 三、土壤有機質(zhì)元素組成 水%75，干物質(zhì)%25干物質(zhì)（從高到低）：C、H、O、N灰分元素 ，C/N大約為10左右土壤有機質(zhì)化學組成成分：纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、 蛋白質(zhì)、脂肪、樹脂等 第三節(jié) 土壤空氣 一、土壤空氣組成及其特點 表層土壤空氣組成接近于大氣，但隨深度的增加，差異逐漸增大。土壤空氣中含有較多的CH4、H2S等還原性氣體（O2含量小于近地表大氣，CO2、N2大于，其他含量相當）。二、土壤通氣性 1、土壤通氣性：土壤空氣與大氣進行交換、不同土層之間氣體擴散或交換的能力。 2、土壤通氣性重要性在于補充氧氣。 有機物質(zhì)的分解不斷消耗土壤中的氧氣。缺氧將嚴重影響根

18、系的正常生長，影響好氣微生物的活動，從而影響土壤養(yǎng)分的有效化。一些有毒的還原性物質(zhì)的累積將毒害根系，嚴重時會使植物死亡。 3、土壤通氣性的衡量指標：氧化還原電位和土壤的空氣孔隙度 【土壤空氣孔隙度 = 總孔隙度 容積含水量】第四節(jié) 土壤水.土壤水是植物吸收水分的主要來源，是絕大部分植物生存的重要條件； .土壤水是土壤內(nèi)部化學、生物和物理過程不可缺少的介質(zhì)； .土壤水是土壤肥力的重要因素。 一、土壤水分的類型、性質(zhì) 1、吸濕水 干燥土粒通過分子引力和靜電引力的作用，從空氣中吸持汽態(tài)水后在土粒表面形成的水膜。吸濕水對植物無效!2、膜狀水 當土壤含水量達到最大吸濕量時，土粒對周圍水分子還有剩余引力，

19、可以在吸濕水外層又吸附一層新的液態(tài)水膜。這層新的水膜稱為膜狀水。膜狀水對植物的有效性很低！ 3、毛管水 存在于毛管孔隙中為彎月面力所保持的水分。毛管水具有自由水的特點，能溶解溶質(zhì)，移動速度快，可以滿足植物的需要，是植物可以利用的土壤水分的主要形態(tài)。4、重力水 當土壤水分超過田間持水量時，多余的水分不能為毛管所保持而在重力作用下沿大孔隙向下滲漏，這部分水稱為重力水。 重力水對作物是有效的，但由于它滲漏很快，不能被保持，所以對旱作而言是基本無效的。 【田間持水量 (Field Capacity)：充分灌溉或降水后，允許水分充分下滲后土壤所能維持的較穩(wěn)定的土壤水含量】二、土壤水量平衡 土體水分收入：

20、大氣降水；地表徑流；土內(nèi)側(cè)流；毛管上升水、汽態(tài)水；灌溉水 土體水分支出：土壤蒸發(fā)；植物蒸騰；地表徑流輸出；土內(nèi)徑流輸出；土壤滲漏 三、土壤水分平衡的類型 淋溶型：年降水量大于蒸發(fā)量，土壤水分在土體內(nèi)以向下流為主，使土體中的物質(zhì)受到淋溶或機械遷移。 非淋溶型：降水量低于蒸發(fā)量，降水只能到達土體的有限深度，土體中的物質(zhì)只能被淋洗到一定的深度而淀積下來。 上升型：降雨量小于蒸發(fā)量，因蒸發(fā)強烈，下層可溶性鹽隨毛管水帶到表層，從而引起土壤鹽漬化。 滯水型：在地勢低洼排水不良地區(qū)，土壤水分長期停滯，發(fā)生土壤沼澤化。 凍結(jié)型：在高緯地帶或高山、高原地區(qū)。土壤溫度較低，常形成永凍層。 四、土壤水分含量的表示方

21、法（質(zhì)量含水量）1、含義：土壤中水分的質(zhì)量與干土質(zhì)量的比值。 2、公式：土壤含水量(%) = 土壤水質(zhì)量/干土質(zhì)量*100 m = (W1-W2)/W2*100 【m: 土壤質(zhì)量含水量(%)；W1: 濕土質(zhì)量；W2: 干土質(zhì)量】第三章 土壤基本性質(zhì)與過程第一節(jié) 土壤物理性質(zhì)一、土壤質(zhì)地：土壤固體顆粒按粒徑大小的組合比例，亦稱土壤機械組成。1、土壤質(zhì)地分類標準國際制（礫石 >2mm; 砂粒 0.02-2mm; 粉砂粒0.02-0.002mm; 粘粒<0.002mm）根據(jù)粘粒(clay)含量將質(zhì)地分為三大類：l < 15%砂土(sand)類、壤土( loam)類l 15%25%粘

22、壤土(clay loam)類l > 25%粘土(clay)類土壤質(zhì)地分類三角圖：2、各級土粒的組成和性質(zhì)l 砂粒 以原生礦物為主，最多的是石英。l 粉粒 除原生礦物外,還有一些風化后形成的次生礦物l 粘粒 以次生礦物為主性質(zhì)：隨粒徑由大到小，SiO2含量由多到少；R2O3(Fe2O3與Al2O3等的總稱)與SiO2相反，隨粒徑由大到小，R2O3含量由少到多；CaO、MgO、P2O5、K2O隨土粒由大到小,含量增加。3、土壤顆粒粒級與土壤物理性質(zhì)的關(guān)系：隨著粒徑的減小，土壤孔隙度、比表面面積、吸濕量、持水量、膨脹潛能、吸附性能、塑性和粘結(jié)性將增加，而土壤通氣性、透水性、密度將降低。4、砂質(zhì)

23、土類【土壤過于粘重時情況相反】水 粒間孔隙大，毛管作用弱，透水性強保水性弱，水氣易擴散，易干不易澇。氣 大孔隙多，通氣性好，一般不會累積還原物質(zhì)。熱 水少氣多，溫度容易上升，有利于早春作物播種。肥 養(yǎng)分含量少，保肥力弱，肥效快，但不持久。耕性 松散易耕5、土壤質(zhì)地的野外鑒定砂土： 砂土的粒徑最大，潮濕的砂土不能攥團，摸上去磨手。壤土： 潮濕的壤土可以攥團。粘土： 粘土的粒徑最小，潮濕的粘土，可以搓條，手感粘膩。二、土壤結(jié)構(gòu)：土粒在膠結(jié)物(有機質(zhì)、碳酸鈣、氧化鐵)的作用下，相互團聚在一起形成大小、形狀、性質(zhì)不同的土團。1、土壤結(jié)構(gòu)類型：片狀、棱柱狀、柱狀、角塊狀、團塊狀、粒狀、團粒狀等·

24、; 塊狀結(jié)構(gòu)形狀：結(jié)構(gòu)體沿長、寬、高三軸平均發(fā)展，表面平滑、棱角明顯。產(chǎn)生條件：多現(xiàn)于中等質(zhì)地和細密質(zhì)地土壤的中下層，其形成和發(fā)育與土壤排水、通氣性和植物根的穿插作用有關(guān)。· 粒狀結(jié)構(gòu)形狀：近球形，直徑一般0.2510mm。產(chǎn)生條件：多出現(xiàn)于土壤表層，易受耕作影響。是含有機質(zhì)豐富肥沃土壤的標志特征。· 片狀結(jié)構(gòu)形狀：橫軸遠大于縱軸，呈扁平狀結(jié)構(gòu)體。產(chǎn)生條件：多出現(xiàn)于沖積性母質(zhì)層和耕作土壤犁底層，土粒排列堅實，常妨礙通氣透水和根系生長。· 棱柱狀結(jié)構(gòu)形狀：結(jié)構(gòu)體沿垂直軸方向發(fā)展，棱角尖銳明顯，橫斷面略呈三角形。產(chǎn)生條件：多出現(xiàn)于粘質(zhì)土壤的中層和底層，為干濕交替作用的

25、產(chǎn)物，反映土壤水分狀況的變化。· 柱狀產(chǎn)生條件：柱狀結(jié)構(gòu)是堿化土壤的標志特征，常在干旱半干旱地帶含粉砂較多的底土出現(xiàn)。一個土壤剖面上可以是單一結(jié)構(gòu)，但更常見的是二種以上結(jié)構(gòu)并存。通常是土壤表層呈團塊狀或粒狀，中下層呈塊狀、柱狀，而片狀和其它結(jié)構(gòu)則常出現(xiàn)于特定土壤中。2、土壤結(jié)構(gòu)的形成：必須具有膠結(jié)物質(zhì)和成型的外力推動作用。l 膠結(jié)物質(zhì)及其作用：無機膠體的凝聚作用、有機膠體的膠結(jié)作用l 外力作用：生物作用、干濕交替作用、凍融交替作用、耕作作用三、土壤比重和容重1、土壤比重（土壤相對密度，單位為g/cm3、t/m3）土壤比重數(shù)值的大小主要與兩個因素有關(guān)：土壤礦物組成和含量；土壤有機質(zhì)含量

26、表土層有機質(zhì)含量高，比重小于心土、底土。由于土壤比重差別較小，一般2.6 2.7，通常用2.65作為土壤比重。2、土壤容重（單位體積自然土壤的重量（干重），單位: g/cm3 、t/m3）土壤容重影響因素：土壤的礦物組成和含量；土壤有機質(zhì)含量；土壤結(jié)構(gòu)；外界干擾土壤容重是農(nóng)業(yè)、環(huán)境、建筑、筑路、橋梁工程常用基本數(shù)據(jù)。 判斷土壤耕性：1.11.3較疏松，1.5以上緊實 計算土壤重量、水分、養(yǎng)分、鹽分含量四、土壤顏色1、非常容易識別的土壤性質(zhì)，反映土壤形成過程、水分狀況、物理性質(zhì)、化學組成（如紫色土含氧化錳含量高）等。2、土壤染色劑：l 有機物質(zhì)（有機膠膜）表土層顏色取決于有機質(zhì)含量l 礦物質(zhì)（鐵

27、、錳氧化物）心土層含量與氧化鐵含量及類型有關(guān)3、Munsell比色卡：根據(jù)色調(diào)、明度和色度描述土壤顏色。4、影響因素：母質(zhì)類型、成土時間、坡度、水分、特殊物質(zhì)成分第二節(jié)土壤膠體一、土壤溶液1、除H2O外的其它成分： 自然降水中所帶的可溶物：CO2、O2、NO3、NH3 土壤中存在的其它可溶物：K+、Na+、Cl-、PO4、胡敏酸、富里酸 土壤分散系2、土壤分散系及其特征土壤是由多相態(tài)物質(zhì)（固相、液相、氣相及生命體）構(gòu)成的復雜綜合體。土壤物質(zhì)微粒分布在土壤液態(tài)水之中，構(gòu)成了土壤分散系。二、土壤膠體1、土壤膠體的概念: 一般指土壤粘粒，其粒徑多在1-2m之間，其上限一般取2 m。2、土壤膠體的類型

28、：l 土壤無機膠體（次生粘土礦物）包括：層狀（鋁）硅酸鹽礦物、含水氧化硅膠體、含水氧化鐵、鋁膠體、水鋁英石l 土壤有機膠體（腐殖質(zhì)、多糖、蛋白質(zhì)等）腐殖質(zhì)膠體由各種腐殖酸的分子團所組成。膠體表面的基團在pH升高時帶負電荷，pH降低時帶正電荷。有機膠體會被微生物分解。l 有機無機復合膠體。土壤中有機膠體和無機膠體很少獨立存在，大部分是以有機-無機復合膠體的形式存在的。復合膠體的核心部分是粘土礦物，外面是被吸附在礦質(zhì)膠體表面的有機膠膜。 3、土壤膠體的特性· 具有巨大的比表面和表面積· 土壤膠體的帶電性· 膠體的分散性和凝聚性· 土壤膠體的吸收代換性3、土壤

29、膠體的表面能（由于表面的存在而產(chǎn)生的能量）在物體的表面，由于表面分子的四周不都是相同的分子，受到的力就不均衡，使表面分子對外表現(xiàn)有剩余能量。土壤膠體具有巨大的表面積，因而具有巨大的表面能。表面能可以做功，能夠吸附其他物質(zhì)，物質(zhì)的比表面積越大，吸附能力也越強。4、土壤膠體的帶電性l 膠體帶電的主要原因：（1）同晶代換（組成礦物的中心離子被電性相同大小相近的離子所替代而晶格構(gòu)造保持不變的現(xiàn)象）（2）斷鍵SiOSi、Al OAl SiO、Al O（3）表面分子的解離Al(OH)3 + H+ Al(OH)2+ + H2OAl(OH)3OH- Al(OH)2O-H2Ol 土壤膠體所帶的電荷可以分為兩類：

30、永久電荷：指由于層狀硅酸鹽礦物晶格中的同晶替代作用所產(chǎn)生的剩余負電荷。這種負電荷不受介質(zhì)pH值的影響。可變負電荷：指隨介質(zhì)pH的變化而變化的負電荷。有機膠體、氧化物膠體的電荷屬可變電荷，層狀硅酸鹽礦物的電荷有永久電荷也有可變電荷。5、膠體的分散性和凝聚性膠體有兩種狀態(tài)：溶膠狀態(tài)：膠粒帶同種電荷，彼此互相排斥，所以可以穩(wěn)定地分散在介質(zhì)中。凝聚狀態(tài)：膠粒與膠粒之間互相凝聚在一起形成絮狀或無定形沉淀。凝聚作用順序：Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>NH4+>K+>Na+膠體凝聚促進土壤結(jié)構(gòu)的形成。6、土壤膠體的吸收代換性帶電荷的土壤膠體會吸附土壤溶液中的帶相

31、反電荷的離子，以補償膠體電性的不平衡。一部分被吸附的離子，可以和土壤溶液中的離子進行交換。這種現(xiàn)象就稱為土壤膠體的吸收交換性能。第三節(jié) 土壤的離子吸附與交換一、土壤陽離子交換吸附作用1、土壤中帶負電荷的膠體所吸附的陽離子，在靜電引力、離子本身的熱運動或濃度梯度的作用下，可以和土壤溶液或其它膠體表面的陽離子進行交換。這種作用就稱為陽離子交換作用。能互相交換的陽離子就稱為交換性陽離子。2、交換性陽離子可分為兩種：致酸離子H+、Al3+鹽基離子Ca2+ 、Mg2+、K+、NH4+、Na+3、陽離子交換作用的特點（1）陽離子交換作用是可逆反應。（2）交換是等當量進行的。（3）陽離子交換受質(zhì)量作用定律的

32、支配。4、陽離子交換作用的意義：保持土壤肥力的作用: 給土壤溶液補充養(yǎng)分離子 (類似自動售貨機的方式)；防止養(yǎng)分淋失 凈化環(huán)境作用: “鈍化”毒害物質(zhì)（金屬類、有機污染物）；過濾滲漏水 5、陽離子交換量(CEC)：在一定的pH條件下，土壤所含有的交換性陽離子的最大量。單位: 每千克土壤中交換性陽離子的厘摩爾數(shù)，cmol(+)/kg.6、影響土壤CEC的主要因素：l 膠體含量質(zhì)地粘重則CEC大l 膠體類型有機膠體CEC遠比礦質(zhì)膠體大施有機肥可大幅度提高土壤保肥能力和環(huán)境容量。l 土壤pH值影響可變電荷的多少，一般pH值升高，H+解離，可變負電荷逐漸增多，CEC也隨之增加。二、土壤中的陰離子吸附1

33、、土壤吸附陰離子的原因（1）兩性膠體帶正電荷酸性Al(OH)3 + HCl = Al(OH)2+ + Cl- + H2O堿性Al(OH)3 + NaOH = Al(OH)2O-+ Na+ H2O（2）土壤腐殖質(zhì)中的-NH2 在酸性條件下吸附H+成為-NH3+ 而帶正電。（3）粘粒礦物表面上的-OH原子團可與土壤溶液中的陰離子代換。2、陰離子吸收的機制（1）靜電吸附：土壤帶正電荷的膠體表面對陰離子的吸附。具有交換性。如Cl-，NO3-的吸附。（2）配位體交換吸附：指陰離子取代氧化物表面羥基而被吸附的過程。屬于專性吸附。（3）化學沉淀作用：指陰離子與土壤礦物質(zhì)形成沉淀的過程。如磷酸根與鐵、鋁的沉淀

34、。3、一般將土壤中存在的陰離子按被土壤吸附保持的難易程度分為：（1）易于被土壤吸附的陰離子 如磷酸根（H2PO4-、HPO42-、PO43-)、硅酸根和某些有機酸的陰離子（如草酸根）。（2）吸附作用很弱的離子 如Cl-、NO3- 、NO2-，極易隨水流失。（3）中間類型的陰離子 如SO42-、CO32-、HCO3-、及某些有機酸（如醋酸根）的陰離子常見陰離子被土壤吸收的難易順序：F- > 草酸根> 檸檬酸根> H2PO4-> HCO3- > H2BO3-> CH3COO- > SCN- > SO42- > Cl-> NO3-硝酸根容易

35、被淋失，而磷酸根容易被固定。這是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境保護十分需要注意的問題。4、離子從溶液轉(zhuǎn)移到膠體表面的過程，稱為離子的吸附過程。吸附的離子從膠體表面轉(zhuǎn)移到溶液去的過程，稱為離子的解吸過程。第四節(jié)土壤酸堿性一、土壤酸性與土壤酸度1、土壤顯酸性一方面和土壤溶液中的H+有關(guān)，另一方面又和土壤膠體上吸附致酸離子有關(guān)。2、土壤酸度是土壤中氫離子數(shù)量的反映。3、土壤酸堿度的表示：土壤pH值二、土壤酸堿性差異的原因l 氣候因素決定成土過程的淋溶強度。氣溫高、降雨量大的氣候條件下，母質(zhì)、土壤中的鹽基成分易于遭受淋失，土壤逐漸酸化。干旱氣候，降雨量遠遠低于蒸發(fā)量，鹽基成分積累于土壤及地下水，使土壤向堿化方向演化。

36、導致“南酸北堿”。l 母質(zhì)因素母質(zhì)的組成性質(zhì)影響土壤酸堿度。如酸性巖上發(fā)育的土壤容易向酸性發(fā)展，基性巖則相反。l 生物因素生物呼出的CO2溶于水產(chǎn)生H+。植物吸收鹽基離子導致土壤酸性增強。植被不同，殘體成分不同，影響土壤酸堿性：R-COOH R-COO- + H+l 施肥和灌溉的影響l 酸雨及其它三、土壤酸堿度的生態(tài)學意義l 直接影響植物生長l 影響有益和毒害元素的轉(zhuǎn)化和有效性l 影響土壤微生物活性l 影響土壤其它理化性質(zhì)四、土壤酸度分為兩種類型1、活性酸度指與土壤固相處于平衡狀態(tài)的土壤溶液中游離的H濃度所直接顯示的酸度，通常用pH值表示。一般用水浸出液來測定。2、潛在酸度指土壤膠體上吸附的H

37、和Al3所引起的酸度。一般情況下它不顯示出來，只有當被吸附的H和Al3被交換到溶液中后才顯示。通常用1 mol/L KCl溶液浸提，用pH(KCl)表示。五、土壤酸性形成的機理（1）土壤中氫離子的來源：水的解離；碳酸解離；有機酸的解離；酸雨；其它無機酸 （2）土壤中鋁離子的活化六、土壤緩沖性與緩沖容量1、在自然條件下，土壤pH值不因環(huán)境條件的改變而發(fā)生劇烈的變化，而是保持在一定的范圍內(nèi)。土壤這種特殊的抵抗酸堿度變化的能力稱土壤緩沖性。2、土壤緩沖容量：使土壤溶液改變一個單位pH值時所需要的酸或堿的厘摩爾數(shù)(cmol)。土壤緩沖容量決定于土壤膠體的類型與含量。 3、土壤緩沖作用的機制l 交換性陽

38、離子的緩沖作用：由于土壤膠體表面吸附有各種陽離子，當土壤溶液中的H+增加時，膠體表面的交換性鹽基離子與其交換使土壤溶液中的H+濃度基本不變。當土壤溶液中的鹽基離子增加時，膠體表面的致酸離子與其交換，使土壤溶液中OH-濃度基本不變。l 弱酸及其鹽類的緩沖作用：土壤中大量存在的碳酸、磷酸、硅酸、腐殖酸和其他有機酸及其鹽類構(gòu)成許多緩沖對，也可以緩沖酸和堿的作用。§ 加入酸時：CaCO3+H2SO4 CaSO4+H2CO3§ 加入堿時：H2CO3KOH KHCO3+H2Ol 兩性物質(zhì)的緩沖作用：土壤中的一些兩性膠體物質(zhì)，對酸、堿都有中和緩沖作用。4、土壤的緩沖能力是有限的第五節(jié) 土

39、壤中的氧化還原反應一、土壤中的氧化還原體系1、土壤中主要的氧化劑是大氣中的氧和高價金屬離子。土壤中生物化學過程的方向與強度，在很大程度上決定于土壤空氣和溶液中氧的含量。2、土壤中的還原劑主要是有機物質(zhì)和低價金屬。二、土壤的氧化還原電位1、由于土壤溶液中氧化態(tài)物質(zhì)和還原態(tài)物質(zhì)的濃度關(guān)系而產(chǎn)生的電位(Eh，mv)。式中，E0：標準氧化還原電位，即指體系中氧化劑濃度和還原劑濃度相等時的電位，n為氧化還原反應中的電子轉(zhuǎn)移數(shù)目。2、土壤Eh的變化范圍Ø 旱地土壤Eh在200750 mv之間Ø Eh大于750 mv，標志著土壤完全處于好氣狀態(tài)Ø Eh低于200 mv，則表明土

40、壤水分過多，通氣不良。Ø Eh在400700 mv之間，多數(shù)作物可以正常發(fā)育。水田土壤Eh變動較大，在排水種植旱作物期間，其Eh可達500mv以上，在淹水期間，可低至-150mv以下。水稻一般適宜在Eh值200400mv的條件下生長。如果Eh經(jīng)常處在180mv以下或低于100mv，水稻分就會發(fā)育受阻。如果長期處于-100mv以下水稻甚至會死亡。3、土壤的Eh值決定著土壤中可能進行的氧化還原反應。測知土壤的Eh值后，就可以根據(jù)各種離子氧化還原反應的Eh0值，判斷該離子大致處于何種狀態(tài)。三、影響土壤Eh的主要因素 土壤通氣性：在通氣良好的土壤中，土壤空氣與大氣中的氣體交換迅速，致使土壤中

41、氧濃度較高，Eh值較高。 土壤中的易分解有機質(zhì)：在淹水條件下施用新鮮的有機物料，土壤Eh值急劇下降。 土壤中易氧化物質(zhì)或易還原物質(zhì)數(shù)量 植物根系的代謝作用四、典型氧化還原反應及其意義Corganic + 2H2O CO2 + 4H+ + 4e-Corganic + 2H2O CO2 + CH4NH3 + O2 NO2- + 3H+ + 2e-NO2 - + H2O NO3 - + 2H+ + 2e-2NO3- + 12H+ + 10e- 2N2 + 6H2O2NO3- + 12H+ + 10e- 2N2 + 6H2O5Corganic + 4NO3- + 4H+ 2N2 + 5CO2 + 2H

42、2OFe(OH)3 + 3H+ + e- Fe2+ + 3H2OMnO2 + 4H+ + 2e- Mn2+ + 2H2OSO42- + 10H+ + 8e- H2S + 4H2O土壤發(fā)生學意義；氮、磷的轉(zhuǎn)化與釋放；重金屬元素的形態(tài)轉(zhuǎn)化及毒性；有機碳的轉(zhuǎn)化；與土壤酸化的關(guān)系硝化過程(Nitrification)：氨在微生物作用下氧化為硝酸鹽的過程。通常發(fā)生在通氣良好的土壤、廄肥、堆肥和活性污泥中。反硝化過程：反硝化細菌在缺氧條件下，還原硝酸鹽，釋放出分子態(tài)N2或N2O的過程。第四章土壤形成與發(fā)育第一節(jié)土壤母質(zhì)1、風化作用使巖石破碎，理化性質(zhì)改變，形成結(jié)構(gòu)疏松的土壤母質(zhì)(Parent Materi

43、al)；土壤母質(zhì)也可以是不同來源的表層沉積物和有機物。l 風化殼保留在原地，形成殘積物，稱為殘積母質(zhì)；l 運積母質(zhì)：風化物質(zhì)在重力、流水、風力、冰川等作用下遷移形成坡積物、沖積物、湖積物、風積物和冰磧物等。2、成土母質(zhì)是土壤形成的物質(zhì)基礎(chǔ)和大部分植物養(yǎng)分元素（氮除外）的最初來源。母質(zhì)對土壤的物理性狀和化學組成均產(chǎn)生重要的作用。隨著成土過程進行得愈久，母質(zhì)與土壤間性質(zhì)的差別也愈大。盡管如此，土壤中總會保存有母質(zhì)的某些特征。3、土壤母質(zhì)會影響土壤的：物質(zhì)組成和化學性質(zhì)、土壤質(zhì)地、土體層次構(gòu)造4、不同土壤母質(zhì)類型：冰磧物：土壤發(fā)育程度往往較低，較高的礫石含量決定了土壤的持水能力較差。河流沖積物：土壤

44、質(zhì)地往往較粗，易形成片狀結(jié)構(gòu)。風成母質(zhì)：粉砂質(zhì)為主，粘粒、有機質(zhì)含量低，疏松、結(jié)構(gòu)不明顯第二節(jié) 主要成土過程1、土壤形成過程：成土母質(zhì)在各種物理、化學和生物作用影響下發(fā)生物質(zhì)遷移和轉(zhuǎn)化，致使土壤發(fā)育程度不斷提高的過程。 2、基本成土過程：· 原始成土過程從巖石露出地表著生微生物和低等植物開始到高等植物定居之前的土壤形成過程。出現(xiàn)自養(yǎng)微生物，如：綠藻、硅藻等，及與其共生的固氮微生物。吸收營養(yǎng)元素，并使之進入生物地球化學循環(huán)。出現(xiàn)異養(yǎng)型微生物，如細菌、真菌、地衣組成的原始植物群落，進一步促進礦物分解，增加土壤有機質(zhì)，為高等綠色植物的生長準備了物質(zhì)基礎(chǔ)。· 灰化過程在寒溫帶、寒帶

45、針葉林植被和濕潤條件下，土壤中鐵鋁與有機酸性物質(zhì)螯合淋溶淀積的過程。在強酸性淋溶作用下，土壤礦物遭受破壞。鐵、鋁和有機質(zhì)發(fā)生化學遷移，二氧化硅在表層殘留，形成灰白色的淋溶層（稱灰化層）和鐵、鋁氧化物的淀積層。· 粘化過程一定深度土層粘粒的生成或淋溶、淀積而導致粘粒含量增加的過程。尤其在溫帶、暖溫帶的半濕潤、半干旱地區(qū)，土體中的水熱條件較穩(wěn)定，發(fā)生強烈的原生礦物分解和次生粘土礦物的形成，或表層粘粒向下機械淋洗而淀積，形成粘粒明顯聚積的粘化層。· 脫硅富鋁化過程在濕熱氣候條件下，土壤中原生礦物遭受強烈分解，鹽基離子和硅酸移動并大量淋失，鐵、鋁、錳等次生粘土礦物不斷形成氧化物并在

46、土體內(nèi)相對聚積的過程。· 潛育化過程指低洼積水地區(qū)的土體發(fā)生的還原過程。土壤長期漬水、空氣缺乏，處于缺氧狀態(tài)，有機質(zhì)嫌氣分解，鐵錳化合物在嫌氣條件下被還原為低價鐵、錳。由于鐵、錳還原的脫色作用，使上層顏色變?yōu)榛宜{色或青灰色的潛育層；同時，低價鐵、錳流動性強，極易流失，使?jié)撚龑诱沉２糠值墓桎X率和硅鐵率都較高。· 潴育化過程主要發(fā)生在直接受地下水浸潤的土層中，也是在漬水影響下發(fā)生的，但處于干濕交替狀況，即是一個氧化還原交替的過程。從而使土壤中的鐵、錳處于氧化還原交替的過程。漬水時鐵、錳被還原遷移；水位下降時鐵、錳又被氧化而淀積，使土體內(nèi)出現(xiàn)銹紋、銹斑、鐵錳結(jié)核和紅色膠膜等物質(zhì)。

47、· 腐殖化過程在動植物和水、熱等成土因素的綜合作用下,在土體中特別是土層上部大量積累有機物的過程。微生物在此過程中起主導作用。3、土壤退化過程 由于不利的自然因素和人為利用不當而引起的土壤肥力下降、植物生長條件惡化和土壤生態(tài)功能減退的過程。 退化類型：物理退化：堅實硬化、土壤生產(chǎn)力減退 化學退化：酸化、堿化、肥力減退、化學污染 生物退化：有機質(zhì)降低、動植物區(qū)系減少 第三節(jié) 土壤剖面發(fā)育一、剖面發(fā)育與土壤剖面1、土壤母質(zhì)在環(huán)境因素的作用下，形成具有一定剖面形態(tài)和肥力特征的土壤的過程，稱為剖面發(fā)育。2、土壤剖面是土壤內(nèi)在性質(zhì)的外部表現(xiàn)，是成土因素長期作用的歷史記錄，是認土、用土、改土的主

48、要依據(jù)之一。土壤剖面:自地表向下到土壤母質(zhì)的垂直切面。一個完整的土壤剖面應包括土壤形成過程中產(chǎn)生的發(fā)生學層次和母質(zhì)層。3、土壤發(fā)生層是指土壤形成過程中所產(chǎn)生的、具有特定組成和性質(zhì)的、大致與地面平行的、并具有成土過程特征的層次。土壤發(fā)生層分化越明顯，表示土壤的發(fā)育程度越高。4、典型的土壤層次結(jié)構(gòu)：依據(jù)土壤剖面中物質(zhì)累積、遷移和轉(zhuǎn)化的特點，土壤顏色、土壤質(zhì)地、土壤結(jié)構(gòu)、土壤孔隙等構(gòu)成情況的差異，可以在土壤剖面上劃分出六個主要發(fā)生層次：O（枯枝落葉層）、A（腐殖質(zhì)層）、E、B、C、R（基巖）5、土壤剖面的三個基本層次l 淋溶層(E)：處于土體最上部，又稱為表土層它包括有機質(zhì)的累積層和物質(zhì)的淋溶層。在

49、比較濕潤的地區(qū)，該層內(nèi)發(fā)生著物質(zhì)的淋溶。l 淀積層(B)：處于A層的下面，是物質(zhì)淀積作用造成的。一個完全發(fā)育的土壤剖面必須具備這一個土層。l 母質(zhì)層(C)：處于土體最下部，沒有發(fā)生明顯的成土作用，其組成物就是母質(zhì)。第四節(jié) 土壤形成與地理環(huán)境的關(guān)系氣候、生物、地形、母質(zhì)、時間、人為因素一、母質(zhì)因素1、土壤質(zhì)地與土壤母質(zhì)2、影響土壤礦質(zhì)養(yǎng)分的儲量和化學性質(zhì)3、影響土體層次構(gòu)造二、氣候因素熱量和降雨直接影響土壤的水熱狀況和土壤的風化-淋溶過程，同時對地表植被分布起決定性影響。§ 在干旱寒冷地區(qū)，降雨少，溫度低，風化作用進行緩慢，鹽基的淋溶程度低。因此土壤常呈鹽基飽和狀態(tài)，偏堿性。§

50、; 在濕潤溫暖地區(qū)，風化作用進行的迅速而強烈，多呈鹽基不飽和狀態(tài)，呈酸性。三、地形因素海拔、坡度、坡向影響地表物質(zhì)與能量的再分配。主要影響母質(zhì)與水熱分配。四、生物因素植物、微生物對土壤均有影響。微生物：參與土壤有機物的礦化和腐殖化，以及各種物質(zhì)的氧化-還原反應；光合微生物能增加某些環(huán)境中有機碳素的含量，幫助土壤形成或恢復；參與土壤營養(yǎng)元素的循環(huán)，促進植物營養(yǎng)元素的有效性。五、時間因素時間影響其它因素的作用程度：在其它因素相同的條件下，時間越長，土壤的發(fā)育程度就越高。 在一定條件下，土壤發(fā)育到一定程度，就會與環(huán)境達成平衡，即達到穩(wěn)定狀態(tài)。六、人為因素人為活動主要是農(nóng)業(yè)耕作活動。農(nóng)業(yè)活動的歷史越長

51、，生產(chǎn)力水平越高，對土壤的影響就越深刻。農(nóng)業(yè)活動以外的人為活動對土壤的影響也越來越廣泛，越來越深刻。e.g.水稻土：發(fā)育于各種自然土壤之上、經(jīng)過人為水耕熟化、淹水種稻而形成的耕作土壤。由于長期水旱交替，鐵錳還原淋溶和氧化淀積交替進行，形成耕作層、犁底層、滲育層、潴育層或有潛育層的土壤。 七、人類活動對土壤生態(tài)系統(tǒng)的影響 1、土壤生態(tài)系統(tǒng)：土壤中生物與非生物環(huán)境的相互作用通過能量轉(zhuǎn)換和物質(zhì)循環(huán)構(gòu)成的整體。2、人類活動對土壤環(huán)境的影響：對土壤無機環(huán)境的影響；對土壤生物的影響；對能量轉(zhuǎn)換和物質(zhì)循環(huán)的影響 有利影響：水土保持措施；平衡施用各種肥料；酸性土壤施用石灰；合理灌溉；種植綠肥 不利影響：使用各

52、種農(nóng)業(yè)化學品；加劇土壤侵蝕；土壤壓實；毒害物質(zhì)的大量輸入；單一種植 Monocropping；作物秸稈的收獲/焚燒 3、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分循環(huán)特點(1) 養(yǎng)分輸出率和輸入率較高 (2) 養(yǎng)分的庫存量低，但流量大，周轉(zhuǎn)快 (3) 養(yǎng)分供求同步機制較弱。 (4) 養(yǎng)分保持能力較弱，流失率較高 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)商品生產(chǎn)的特點：容易導致生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)養(yǎng)分虧缺、生產(chǎn)效率降低和非生產(chǎn)性養(yǎng)分流失增多的現(xiàn)象（土壤肥力退化、水質(zhì)惡化）。第六章 土壤生物一、土壤生態(tài)系統(tǒng) 1、土壤生物與非生物環(huán)境通過物質(zhì)循環(huán)和通量流動相互聯(lián)系、相互影響，組成土壤生態(tài)系統(tǒng)。 l 非生命無機環(huán)境：陽光、礦物、大氣、水 l 生命有機體部分：土壤動

53、物、植物、微生物2、土壤生態(tài)系統(tǒng)的生物部分，根據(jù)其在系統(tǒng)物質(zhì)和能量遷移轉(zhuǎn)化中的作用可分為三個機能群： l 生產(chǎn)者: 主要指含有葉綠素，能利用太陽輻射能和光能合成有機體的植物（從無機物合成有機物）；l 消費者: 以生物有機體為食的異養(yǎng)性生物，包括土壤動物在內(nèi)的所有草食動物和肉食動物（利用有機物生活）；l 分解者: 依靠分解有機質(zhì)維持生命的土壤微生物（分解有機物成無機物）二、土壤生物類型和土壤生物多樣性1、土壤生物分類2、土壤是微生物生活的最適宜環(huán)境土壤是微生物的天然培養(yǎng)基。土壤具有微生物所需要的營養(yǎng)物質(zhì)和生長、繁殖和發(fā)育所需要的各種條件。 l 土壤中的動植物遺體是異養(yǎng)型微生物最好的碳氮能源 l

54、土壤礦質(zhì)成分中，可為微生物提供S、P、Fe、Mg、Ca、B、Mo、Zn、Mn等無機元素 l 土壤的酸堿度接近中性 l 土壤的滲透壓與微生物細胞的滲透壓相近 l 土壤的含氣量（78%）可保證好氧微生物的生長 三、土壤生物的功能1、土壤生物在土壤形成和發(fā)育過程中起主導作用。對土壤肥力的形成和演變，以及高等植物的營養(yǎng)供應有重要作用。 2、土壤生物與土壤生物之間、土壤生物與地上動植物之間存在著共生、互生、寄生和捕食等生態(tài)聯(lián)系，形成錯綜復雜的食物鏈網(wǎng)系統(tǒng)，維護著土壤生態(tài)系統(tǒng)乃至區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的平衡。l 土壤動物：土壤動物積極參與生物小循環(huán)。某些環(huán)節(jié)動物對土壤腐殖質(zhì)的形成、養(yǎng)分的富集、土壤結(jié)構(gòu)的形成、土壤發(fā)

55、育及通氣透水性能等均有重要作用。土壤動物在其生命活動過程中，對土壤有機物質(zhì)進行強烈的破碎和分解，將其轉(zhuǎn)化為易于植物利用或易礦化的化合物，并能釋出許多活性鈣、鎂、鉀、鈉和磷酸鹽類，對土壤理化性質(zhì)產(chǎn)生顯著影響。l 土壤微生物：土壤中微生物分布廣、數(shù)量大、種類多，是土壤生物中最活躍的部分。它們參與土壤有機質(zhì)分解，腐殖質(zhì)合成，養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和推動土壤的發(fā)育和形成。土壤微生物功能：參與土壤有機物的礦化和腐殖化，以及各種物質(zhì)的氧化-還原反應；光合微生物能增加某些環(huán)境中有機碳素的含量，幫助土壤形成或恢復；參與土壤營養(yǎng)元素的循環(huán)，促進植物營養(yǎng)元素的有效性，為植物直接提供氮(生物固氮)、磷(有效磷)和其他礦質(zhì)元素及各

56、種有機營養(yǎng)。生物固氮在地球的氮循環(huán)中具有十分重要的作用， 而且對維持生態(tài)系統(tǒng)平衡有重要意義。每年生物固氮總量約占地球上固氮總量的90。第七章 土壤養(yǎng)分與土壤養(yǎng)分循環(huán)一、土壤養(yǎng)分（主要靠土壤提供的植物必需營養(yǎng)元素）高等植物所必需的營養(yǎng)元素，除C、H、O主要來自大氣之外，其余元素主要靠土壤供應。l 大量營養(yǎng)元素：N、P、K l 中量營養(yǎng)元素：Ca、Mg、S l 微量營養(yǎng)元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo、Cl、 二、土壤生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán) 1、生物地球化學循環(huán)：化學元素沿著土壤圈 水圈 大氣圈之間的循環(huán)過程。 2、生物小循環(huán)：生物從土壤吸收無機養(yǎng)分 生物殘體歸還土壤形成有機質(zhì) 土壤微生物分解有機質(zhì)、釋放無機養(yǎng)分 養(yǎng)分再次被生物吸收 3、土壤養(yǎng)分循環(huán)是在生物參