土壤學(xué)資料整理

土壤學(xué)土壤學(xué)的范疇土壤學(xué)是研究土壤的形成、分類、分布、制圖和土壤的物理、化學(xué)、生物學(xué)特性、肥力特征以及土壤利用和管理的科學(xué)。土壤在人類農(nóng)業(yè)和自然環(huán)境中的重要性現(xiàn)代土壤學(xué)科發(fā)展的簡要回顧土壤學(xué)科體系、研究方法和內(nèi)容21世紀(jì)土壤學(xué)科發(fā)展展望第一節(jié)：土壤在人類農(nóng)業(yè)和自然環(huán)境中的重要性土壤是人類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基地（營養(yǎng)庫功能、養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和循環(huán)功能、雨水涵養(yǎng)功能、生物支撐作用、穩(wěn)定和緩沖環(huán)境變化功能）土壤是地球表層系統(tǒng)自然地理環(huán)境的重要組成土壤是地球陸地生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)土壤是最珍貴的自然資源土壤是人類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基地土壤是綠色生命的源泉，是人類賴以生產(chǎn)、生活和生存的物質(zhì)基礎(chǔ)。人類衣食住行需要的物質(zhì)，主要來源于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和林業(yè)生產(chǎn)，而土壤是農(nóng)、林業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，是農(nóng)、林業(yè)生產(chǎn)的基本生產(chǎn)資料。我國土壤資源簡況土壤是相對不可再生的自然資源，也是不可代替的自然資源。我國土壤資源豐富，國土面積960萬km2，但是我國是個(gè)多山的國家，各種山地丘陵地面積占全部土地面積的65%，平原區(qū)土地僅占35%。我國人均耕地面積為0.13hm2,不到世界人均耕地的1/3。人均林地面積0.11hm2,占世界人均林地面積的1/9。人均草地面0.28hm2,不到世界人均草地面積的1/2。土壤退化概況土壤退化指因自然環(huán)境因素不佳和人為利用不當(dāng)引起的土壤肥力下降，植物生長條件惡化和土壤生產(chǎn)力減退的過程。當(dāng)前人類面臨著世界性土壤退化的威脅。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球土壤退化面積已達(dá)1960萬km2。全世界每年因土壤侵蝕所損失的土壤養(yǎng)分幾乎等于世界商品肥料的生產(chǎn)量，每年土壤流失達(dá)750億t，相當(dāng)于4000億美元的損失。在土壤退化總面積中約有7600萬hm2受鹽堿土的影響，占退化土壤總面積的4%。受各種有毒化合物污染影響的面積2200萬hm2,占退化總面積的1.1%。我國土壤退化概況據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國目前水土流失面積達(dá)367萬km2，占國土總面積的38.2%。其中水蝕面積已發(fā)展至179.4萬km2,占國土面積的18.6%，每年流失表土約60億t。耕地中有667萬?800萬hm2，已發(fā)生次生鹽化，有1.0億hm2草地退化。我國現(xiàn)已有重金屬污染耕地2000萬hm2，農(nóng)藥污染耕地1300萬?1600萬hm2，受酸雨危害的耕地達(dá)267萬hm2。土壤是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成土壤是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分之一，對土壤的開發(fā)利用，不能破壞生態(tài)平衡和自然環(huán)境，而應(yīng)有利于維護(hù)和建立良好的生態(tài)系統(tǒng)和自然環(huán)境。根據(jù)土壤與其它自然因素的特點(diǎn)，因地制宜，既要有利于發(fā)展生產(chǎn)和提高經(jīng)濟(jì)收益，又要防止生態(tài)系統(tǒng)失調(diào)和得天獨(dú)厚環(huán)境的破壞。無論是全球生態(tài)圈或較小范圍內(nèi)的森林生態(tài)系統(tǒng)、農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)等，土壤都是重要的環(huán)境因素，它是生物與非生物環(huán)境的分界面，生物與非生物體進(jìn)行物質(zhì)與能量移動和轉(zhuǎn)化的重要介質(zhì)。人類對生態(tài)系統(tǒng)的影響很多是直接或間接通過土壤進(jìn)行的。地球的外圈和土壤的位置地球由若干個(gè)不同狀態(tài)和不同物質(zhì)的同心圈所組成。地球表面的一個(gè)圈層，主要由富含硅、鋁的硅酸鹽巖石組成，稱為地殼，又稱巖石圈。在地殼的表面和外圍是大氣圈、水圈和生物圈。地球的外圈和土壤的位置大氣圈是環(huán)繞地球最外層的氣體圈層。水圈包括地球上的海洋、江河、湖泊等，它是一個(gè)連續(xù)而不規(guī)則的圈層。生物圈是地球上有生命物質(zhì)的部位和空間，它可以深入到整個(gè)水圈，以及大氣圈和巖石圈的一部分。風(fēng)化殼與土壤地殼表層的巖石受到太陽幅射熱以及大氣圈、水圈、生物圈中水、氧、二氧化碳和生物的共同作用，逐漸風(fēng)化破碎，形成了一個(gè)疏松的外殼，叫做風(fēng)化殼。風(fēng)化殼的表層生物活動強(qiáng)烈，生物(包括植物、動物、微生物)比較集中，積累了較多的有機(jī)質(zhì)。這個(gè)風(fēng)化殼的表層就是土壤。從土壤在地球上的位置可見，它在自然界不是孤立存在的。土壤和巖石、大氣、水、生物處在永恒的相互作用中，這種相互作用表現(xiàn)在它們之間不斷地進(jìn)行著物質(zhì)與能量的循環(huán)和轉(zhuǎn)化。第二節(jié)：土壤及土壤科學(xué)的發(fā)展土壤和土壤肥力的概念土壤的概念人們從不同的出發(fā)點(diǎn)來研究土壤，概括土壤概念的角度不同，產(chǎn)生了不同的土壤概念。地質(zhì)學(xué)家從巖石風(fēng)化的地質(zhì)學(xué)觀點(diǎn)來認(rèn)識土壤，認(rèn)為土壤就是破碎了的陳舊巖石?；蛘J(rèn)為土壤是堅(jiān)實(shí)地殼最表面的風(fēng)化層。將土壤僅作為巖石的變態(tài)來認(rèn)識。植物營養(yǎng)學(xué)家認(rèn)為土壤是植物養(yǎng)料的貯存庫。認(rèn)為土壤是能生長植物的那一部分地殼?；蛘J(rèn)為土壤僅是陸地植物生長的自然介質(zhì)。土壤19世紀(jì)70?80年代俄羅斯學(xué)者，土壤發(fā)生學(xué)派創(chuàng)始人道庫卡耶夫(B?B?"oKyuaeb)把土壤作為獨(dú)立的自然體，認(rèn)為土壤是五大成土因素一一生物、母質(zhì)、氣候、地形和時(shí)間綜合作用的產(chǎn)物。這是從土壤發(fā)生學(xué)觀點(diǎn)來認(rèn)識土壤，在土壤學(xué)界得到廣泛的認(rèn)同。近代美國和西歐對土壤下的定義反映在一些有代表性的著作中如美國學(xué)者N?C?Brady認(rèn)為：“含有風(fēng)化破碎的礦物和腐解的有機(jī)質(zhì)的不同的混合物構(gòu)成剖面形式的自然體的集合，它在陸地上呈薄層覆蓋，并在含有適量空氣和水分時(shí)能為植物提機(jī)械支撐和營養(yǎng)。”土壤美國《土壤學(xué)名詞解釋》對土壤的定義是：⑴地球陸地表面，由礦物、有機(jī)質(zhì)和生物所組成的能生長植物的一個(gè)動態(tài)自然體。⑵占據(jù)部分地球表面的一些自然體的集合，它能支撐植物并具有由一定地形、氣候和生物，通過不同時(shí)間對母質(zhì)所起的綜合作用而發(fā)生的性狀。全國科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會1998年公布的土壤定義為：土壤是陸地表面由礦物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)、水、空氣和生物組成，具有肥力，能生長植物的未固結(jié)層。土壤肥力土壤最基本的特性是具有土壤肥力。20世紀(jì)30年代，蘇聯(lián)土壤學(xué)家威廉斯認(rèn)為：“土壤肥力就是土壤在植物生活的全部過程中，同時(shí)而且不間斷地供給植物以最大限度的有效養(yǎng)分及水分的能力”。沈陽《農(nóng)業(yè)土壤學(xué)》：土壤肥力是諸因素綜合性狀的具體表現(xiàn)。南京土壤所：土壤肥力是土壤為植物生長供應(yīng)和協(xié)調(diào)營養(yǎng)條件和環(huán)境條件的能力。侯光炯先生：土壤肥力就是土壤的體質(zhì)和生命。土壤肥力我國目前較公認(rèn)的土壤肥力的概念為：土壤能供應(yīng)與協(xié)調(diào)植物正常生長發(fā)育所需要的養(yǎng)分和水、空氣、熱的能力。土壤肥力可分為自然肥力和人為肥力。自然肥力是由自然因素形成的土壤具有的肥力，如森林土壤、草原土壤等，自然肥力的高低決定于成土過程中諸成土因素的相互作用，特別是生物的作用。人為肥力是由耕作、施肥、灌溉、改土等人為因素形成的土壤所具有的肥力。人為肥力的高低，受多種因素的影響。土壤肥力經(jīng)濟(jì)肥力由于受環(huán)境條件和管理水平的限制，土壤肥力往往只有部分表現(xiàn)出來，這部分肥力稱為“有效肥力”，又稱“經(jīng)濟(jì)肥力”，即在一定農(nóng)業(yè)技術(shù)措施下反映土壤生產(chǎn)能力的那部分肥力，亦稱自然肥力與人為肥力的總和。潛在肥力另一部分肥力則沒有直接表現(xiàn)出來稱“潛在肥力”，指受環(huán)境條件和科技水平限制不能被植物利用，但在一定生產(chǎn)條件下可轉(zhuǎn)化為有效肥力的那部分肥力。土壤學(xué)科發(fā)展的簡要回顧19世紀(jì)土壤學(xué)科的誕生第三節(jié)：土壤學(xué)科體系、研究內(nèi)容和方法土壤學(xué)已發(fā)展為自然科學(xué)中的一門獨(dú)立的學(xué)科，與農(nóng)業(yè)科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、生態(tài)學(xué)、社會經(jīng)濟(jì)學(xué)等學(xué)科相互綜合交叉、滲透。學(xué)習(xí)土壤學(xué)的要求和任務(wù)土壤學(xué)是農(nóng)科專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程。課程內(nèi)容涉及面較廣泛，但應(yīng)以土壤內(nèi)容為主。學(xué)習(xí)土壤學(xué)的目的，在于為掌握作物培育和經(jīng)營管理的先進(jìn)理論和技術(shù)，解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的土壤問題。1、 要求學(xué)生系統(tǒng)掌握土壤物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)，能分析各種肥力性狀之間的相互關(guān)系；掌握主要上類的分布規(guī)律、形成條件、剖面特征、基本理化性狀和利用改良；掌握常用肥料的性質(zhì)及其施用的原理和方法。學(xué)習(xí)土壤學(xué)的要求和任務(wù)2、 要求能鑒別主要的巖石、母質(zhì)類型和地形地勢，獨(dú)立進(jìn)行土壤剖面觀察、識別土壤類型，并能進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有關(guān)的土壤資源調(diào)查工作。3、 要求掌握土壤的常規(guī)分析方法，并能對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和應(yīng)用。應(yīng)用所學(xué)的土壤學(xué)知識去解決生產(chǎn)中的土壤問題，是農(nóng)業(yè)科技工作者面臨的重要任務(wù)之一。一方面是土壤的合理區(qū)劃和利用問題，另一方面是土壤肥力的保持和提高問題。第一章土壤母質(zhì)和礦物質(zhì)第一節(jié)土壤母質(zhì)土壤母質(zhì)：巖石的風(fēng)化產(chǎn)物，又稱成土母質(zhì)，簡稱母質(zhì)。㈠幾種主要巖石類型和特性㈡主要成土礦物的組成和特性㈢巖石的風(fēng)化作用及其影響因素㈣風(fēng)化作用的類型㈤風(fēng)化作用的產(chǎn)物㈥風(fēng)化產(chǎn)物的類型一、幾種主要巖石的類型和特性巖漿巖：指地球內(nèi)部熔融巖漿上浸地殼的一定深度或噴出地表冷卻凝固所形成的巖石。共性：非碎屑壯的塊狀構(gòu)造；沒有規(guī)則的層次排列；不含化石。沉積巖：地殼表面的巖石經(jīng)風(fēng)化、搬運(yùn)、沉積等作用后，在一定條件下膠結(jié)硬化所形成的巖石。其約占地表總面積的75%。共性：有明顯的層理構(gòu)造；礦物成分復(fù)雜并呈碎屑狀組織；有時(shí)含有化石。變質(zhì)巖：沉積巖、巖漿巖經(jīng)過高溫高壓或受巖漿侵入的影響，其礦物組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造，以至化學(xué)成分發(fā)生劇烈改變后形成的。共性：一般具有片理及片麻構(gòu)造；礦物質(zhì)地致密，堅(jiān)硬；不易風(fēng)化。例如片麻巖，石英巖，板巖，片巖，千枚巖，大理巖等。土壤中的原生礦物（一） 長石類礦物正長石，又稱鉀長石，是土壤中鉀元素的重要來源。（二） 云母類白云母，又稱鉀云母，是土壤中鉀元素的來源之一。黑云母也是鉀元素的來源，更易分解，風(fēng)化。（三） 角閃石與輝石類礦物含鹽基豐富，化學(xué)穩(wěn)定性低，容易被徹底分解。（四） 石英礦物不易風(fēng)化，是土壤中砂粒的主要來源。（五） 氧化鐵類礦物赤鐵礦（Fe2O3），常使土壤染成紅色。磁鐵礦（Fe3O4），具磁性。黃鐵礦（FeS2），分解后形成硫酸鹽。（六） 磷酸鹽類礦物磷灰石是制造磷肥的主要原料，是植物磷元素的主要來源。（七） 方解石（CaCO3）方解石是土壤中碳酸鈣的主要來源。（八） 褐鐵礦（Fe2O3-3H2O）由赤鐵礦水化形成的一種含水氧化鐵，是土壤黃色和棕色染色劑。風(fēng)化作用巖石在地表受到種種外力作用，逐漸破碎成為疏松物質(zhì)，這一過程叫做風(fēng)化作用。所產(chǎn)生的疏松物質(zhì)就是土壤母質(zhì)。三、風(fēng)化作用的類型指使巖石產(chǎn)生物理變化而成為碎屑狀態(tài)的過程，特點(diǎn)是成分未變。1、 主要是溫度引起巖石的熱力學(xué)變化--晝夜溫差、凍結(jié)。2、 鹽類結(jié)晶的裂脹作用、流水沖刷和磨蝕、風(fēng)砂磨蝕產(chǎn)物：顆粒較粗，多偏砂、石礫多，養(yǎng)分不易釋放出來。（二）化學(xué)風(fēng)化作用指巖石在水和空氣（主要是氧氣和二氧化碳）的參與下進(jìn)行的溶解作用、水化作用、水解作用、氧化作用等的總稱，特點(diǎn)是巖石可進(jìn)一步破碎成膠體狀微粒，使原生礦物成分發(fā)生改變，產(chǎn)生在地表?xiàng)l件下比較穩(wěn)定的次生礦物。1、溶解作用CaCO3+H2O+CO2rCa2++2HCO3-2、 水化作用CaSO4+2H2OtCaSO4-2H2O（硬石膏） （石膏）2Fe2O3+3H2Ot2Fe2O3-3H2O（赤鐵礦） （褐鐵礦）三、風(fēng)化作用的類型Fe2O3 （赤鐵礦） 紅色2Fe2O3-H2O（赤褐鐵礦）… 淺紅棕色Fe2O3 - H2O（針鐵礦） 棕色2Fe2O3 -3H2O（褐鐵礦） 棕黃色Fe2O3 - 2H2O（褐鐵礦） 黃色3、 水解作用一最基本、最重要2KalSi3O8+CO2+2H2OtH2Al2Si2O8-H2O+2SiO2+K2CO3（正長石）（高嶺石） （含水二氧化硅）（鉀鹽）Ca2（PO4）+2H2O+2CO2tCa（H2PO4）2+2CaCO3（磷灰石）（磷酸二氫鈣）4、 氧化作用2FeS2+16H2O+7O2t2FeSO4-7H2O+2H2SO4（黃鐵礦）（硫酸亞鐵）（三）生物風(fēng)化作用指動物、植物、微生物的生命活動及其分解產(chǎn)物對巖石礦物的風(fēng)化作用。1、 根系的擠壓；2、 地衣、苔蘚保蓄水分，加強(qiáng)化學(xué)風(fēng)化；3、 呼吸產(chǎn)生的二氧化碳和有機(jī)酸，分解礦物等。沉積體的類型一、 殘積體：風(fēng)化物后未經(jīng)搬運(yùn)二、 坡積體：風(fēng)化物在重力或徑流作用在坡體上沉積三、 洪積體：經(jīng)洪水的搬運(yùn)在山前沉積四、 沖積體（河床、河漫灘，牛軛湖，三角洲等）五、 湖積體：積水沉積六、 風(fēng)積體：風(fēng)力搬運(yùn)和沉積七、 黃土母質(zhì)：風(fēng)成母質(zhì)八、 濱海沉積體：海相沉積體一、土壤礦物質(zhì)的化學(xué)組成礦物質(zhì)38%，（95%）溶液（15-35%）有機(jī)質(zhì)12%，（5%）空氣（15-35%）分布規(guī)律（1） 氧（O）和硅（Si）是地殼中含量最多的二種元素鐵、鋁次之，四者相加共占88.7%的重量。在組成地殼的化合物中，以硅酸鹽最多。（2） 在地殼中，植物生長必需要的營養(yǎng)元素含量很低而且分布很不平衡。（3） 土壤礦物的化學(xué)組成反映了成土過程中元素的分散、富集特性和生物積聚作用。二、土壤中的礦物組成根據(jù)礦物的結(jié)晶狀態(tài)，礦物可分為：結(jié)晶質(zhì)礦物非晶質(zhì)礦物一般常分為：原生礦物和次生礦物。原生礦物：指那些經(jīng)過不同程度的物理風(fēng)化，未改變化學(xué)組成和結(jié)晶結(jié)構(gòu)的原始成巖礦物。土壤原生礦物以硅酸鹽和鋁硅酸鹽占絕對優(yōu)勢。土壤中原生礦物類型和數(shù)量的多少在很大程度上決定于礦物的穩(wěn)定性，如長石和石英。土壤原生礦物是植物養(yǎng)分的重要來源：常見的有石英、長石、云母、輝石、角閃石和欖橄石以及其它硅酸鹽類和非硅酸鹽類。第三節(jié)粘土礦物粘粒礦物的概念組成粘粒的次生礦物叫粘粒礦物。主要包括：層狀的硅酸鹽礦物和氧化物類。前者是晶型礦物，后者有晶型的，也非晶型的。粘土礦物分類一、層狀硅酸鹽粘土礦物（一）構(gòu)造特征1、基本結(jié)構(gòu)單位（1）硅氧四面體（或簡稱四面體）硅氧四面體是硅酸鹽礦物的最基本的結(jié)構(gòu)單位，不同的連接組合方式形成不同的硅酸鹽礦物。鋁氧八面體(或簡稱八面體)3、 單位晶層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。2:1:1型單位晶層在2:1單位晶層的基礎(chǔ)上多了一個(gè)八面體片水鎂片或水鋁片，這樣2:1:1型單位晶層由兩個(gè)硅片、一個(gè)鋁片和一個(gè)鎂片(或鋁片)構(gòu)成。4、 同晶替代是指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。大同晶替代的結(jié)果使土壤產(chǎn)生永久電荷，能吸附土壤溶液中帶相反電荷的離子，使土壤具有保肥能力。土壤中同晶替代的規(guī)律：1、 高價(jià)陽離子被低價(jià)陽離子取代的多；因此，土壤膠體一般其凈電荷為陰性。2、 四面體中的Si4+被A13+離子所替代，八面體中A13+被Mg2+替代。3、 同晶替代現(xiàn)象在2:1和2:1:1型的粘土礦物中較普遍，而1:1型的粘土礦物中則相對較少。硅鋁鐵率(SiO2/R2O3)SiO2分子數(shù)SiO2/R2O3= Fe2O3+A12O3分子數(shù)1、 判斷土壤礦物的風(fēng)化程度與成土階段；2、 作為土壤分類的數(shù)量指標(biāo)之一；3、 代表土壤中酸膠基和堿膠基的數(shù)量；、硅酸鹽粘土礦物的種類及一般特性四個(gè)類組：高嶺組蒙蛭組水化云母組綠泥石組礦物高嶺組(1:1型礦物)包括：高嶺石、珍珠陶土、迪愷石及埃洛石等特點(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。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。膠體特性較弱較粗(0.2-2jim)，顆粒的總表面積相對較小，為10-20X103m2kg-1高嶺組粘土礦物是南方熱帶和亞熱土壤中普遍而大量存在的粘土礦物，在華北、西北、東北及西藏高原土壤中含量很少。蒙蛭組(2:1型膨脹性礦物)包括：蒙脫石、綠脫石、拜來石、蛭石等。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。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)(有效直徑0.01-1|im)，總表面積為600-800X103m2kg-1，且80%是內(nèi)表面。蛭石一般為400X103m2kg-1。蒙脫石組在我國東北、華北和西北地區(qū)的土壤中分布較廣。蒙脫石主要發(fā)生在鋁片中，一般以Mg2+代Al3+，蛭石的同晶替代主要發(fā)生在硅片中。蒙脫石的理想結(jié)構(gòu)式為：(Al3.34Mg0.66)Si8O20(OH)4X0.66式中X表示補(bǔ)償異價(jià)離子置換引起的電荷虧缺的層間可交換陽離子水化云母組(2:1型非膨脹性礦物)特征：2:1型晶層結(jié)構(gòu)伊利石是其主要代表。

分子式為K2(ALFe?Mg)4(SiAl)8O20(OH)4?nH2O。無膨脹性：在伊利石晶層之間吸附有鉀離子，對相鄰兩晶層產(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。電荷數(shù)量較大：20—40Cmoles(+)kg-1。膠體特性一般：總表面積為70—120X103m2kg-1,其可塑性、粘結(jié)性、粘著性和吸濕性都介于高嶺石和蒙脫石之間。伊利石廣泛分布于我國多種土壤中，尤其是華北干旱地區(qū)的土壤中含量很高，而南方土壤中含量很低。綠泥石組(2:1:1型)綠泥石為代表，是富含鎂、鐵及少量鉻的硅酸鹽粘土礦物特征：2:1:1型晶層結(jié)構(gòu) 綠泥石的分子式：(Mg-Fe-Al)12(SiAl)8O20(OH)16。同晶替代較普遍元素組成變化較大，陽離子交換量為10—40Cmoles(+)kg-1。顆粒較小，總面積為70-150X103m2kg-1土壤的綠泥石大部分是由母質(zhì)遺留下來，但也可能由層狀硅酸鹽礦物轉(zhuǎn)變而來。沉積物和河流沖積物中含較多的綠泥石。二、非硅酸鹽粘土礦物氧化鐵赤鐵礦、針鐵礦、褐鐵礦、磁鐵礦、陵鐵礦、蘭鐵礦土壤中常見的氧化鐵礦物是赤鐵礦和針鐵針鐵礦(a-FeOOH):黃色或棕色，呈針狀，在溫帶、亞熱帶與熱帶的土壤中大量存赤鐵礦(a-Fe2O3):紅色，呈六角板狀，少量赤鐵礦的存在也會使土壤看起來呈紅色。在高溫、潮濕、風(fēng)化程度很深的紅色土壤中存在較多。存在方式：呈膠膜質(zhì)包被在土壤顆粒的表面，或鐵盤。氧化鋁三水鋁石[Al(OH)3]★土壤中三水鋁石的含量可作為脫硅作用和富鋁作用的指標(biāo)?！锎笾略诒本?0。以南地區(qū)的土壤中才出現(xiàn)三水鋁石?！镏饕植荚跓釒Ш蛠啛釒Ц叨蕊L(fēng)化的酸性土壤中。起重要作用的主要是非晶質(zhì)(無定形)的鐵鋁氧化物。非晶質(zhì)的鐵鋁氧化物可以吸附陰離子，如土壤中磷酸根離子的吸附，使磷被固定，失去其有效性。水鋁英石水鋁石英[xAl2O3?ySiO2?H2O]由氧化硅、氧化鋁和水組成，Si/Al比在1—2之間變化。陽離子交換量，為10—15Cmoles(+)kg-1。表面積一般為70—300X103m2kg-1。溫帶半濕潤和濕潤地區(qū)以及熱帶地區(qū)玄武巖和火山灰發(fā)育的幼年土壤中、有些森林覆蓋、高海拔、低溫、中高雨量條件下的土壤，其心土層中也存在水鋁英石。氧化硅結(jié)晶態(tài)氧化硅： 主要是a一石英非晶質(zhì)的氧化硅： 蛋白石(SiO2?nH2O)蛋白石經(jīng)進(jìn)一步脫水結(jié)晶后可變?yōu)椋河袼琛⑹?、方英石和磷石英蛋白石呈致密狀或鐘乳狀，純的蛋白石無色，但因混入不同雜質(zhì)呈紅、黃、褐、綠等各種顏色。蛋白石廣泛分布于火山灰來源的土壤中蛋白石的多少也可以作為古土壤埋藏表層的指標(biāo)礦物。土壤中蛋白石含量常與土壤腐殖質(zhì)含量有關(guān)。一、風(fēng)化和成土作用與粘土礦物組成的關(guān)系1、 風(fēng)化遞變學(xué)說白云母經(jīng)風(fēng)化很容易形成水化云母，隨著風(fēng)化和淋溶程度的發(fā)展，云母類型礦物可能依次順著伊利石、蛭石、蒙脫石、高嶺石以至三水鋁石的方向遞變。2、 風(fēng)化合成學(xué)說(自然合成說)粘土礦物也可能不是直接從原來的礦物變過來的，而是由化學(xué)風(fēng)化所分離出來的簡單風(fēng)化產(chǎn)物在一定條件下重新組合沉淀而成。即：酸膠基+堿膠基司非結(jié)化 k晶態(tài)粘土礦物結(jié)晶態(tài)粘土礦物Al2O3?nH2OFe2o3?nH2O酸膠基+堿膠基司非結(jié)化 k晶態(tài)粘土礦物結(jié)晶態(tài)粘土礦物Al2O3?nH2O水云母區(qū)包括新疆、內(nèi)蒙古高原西部、柴達(dá)木盆地、青藏高原大部。土壤粘土礦物以水云母為主，其次為蒙脫石和綠泥石。水云母一蒙脫石區(qū)包括內(nèi)蒙古高原東部、大小興安嶺、長白山地和東北平原大部分。土壤粘粒中蒙脫石明顯增多。水云母一蛭石區(qū)包括青藏高原東南邊緣山地、黃土高原和華北平原。西部山地土壤粘粒中綠泥石，東部多蛭石，華北平原土壤粘粒中蒙脫石也不少。水云母一蛭石一高嶺區(qū)包括秦嶺山地和長江中下游平原，為一狹長的過渡地帶，在適宜條件下，水云母、蛭石和高嶺石都可成為土壤粘粒中的主要成分。蛭石一高嶺區(qū)包括四川盆地、云貴高原、喜馬拉雅山東南端。土壤粘粒中云母退居次要成分，以蛭石和高嶺為主。東部蛭石尤多，并多三水鋁石；西部蛭石較少，氧化物含量很高，山地土壤中水云母含量隨海拔高度升高而增加。四川盆地土壤中還有不少蒙脫石。高嶺一水云母區(qū)包括浙、閩、湘、贛大部和粵、桂北部。土壤中粘粒部分結(jié)晶差的高嶺石為主。東部不少水云母和蛭石伴存，鐵鋁氧化物含量也顯著增多。高嶺區(qū)包括貴州南部、閩粵東南沿海、南海諸島及臺灣。第2章 土壤有機(jī)質(zhì)第一節(jié)土壤有機(jī)質(zhì)的來源、含量及組成土壤有機(jī)質(zhì)來源森林土壤(forestsoil)：枯枝落葉(lither)草原土壤(steppesoil):草、根系(grassandrootsystem)耕作土壤(cultivatedsoil):作物殘茬(cropresidue)(一般占籽實(shí)產(chǎn)量(yieldofkernels)的35-40%)、施用的有機(jī)肥土壤有機(jī)質(zhì)主要來源是各種植物殘?bào)w(deadplantpart)，其化學(xué)組成和各種成分的含量，因植物種類、器官、年齡等的不同而有很大差異，從而導(dǎo)致土壤有機(jī)質(zhì)的差異。森林土壤：酸性有機(jī)質(zhì)(acidorganicmater)草原土壤：中性有機(jī)質(zhì) (neutralorganicmater)二、土壤有機(jī)質(zhì)的含量及組成1、含量(content)一般把耕層含有機(jī)質(zhì)20%以上的土壤，稱為有機(jī)質(zhì)土壤，在20%以下的土壤，稱為礦質(zhì)土壤(mineralsoil)。土壤有機(jī)質(zhì)含量與氣候、植被、地形、土壤類型、農(nóng)耕措施密切相關(guān)。目前，我國土壤有機(jī)質(zhì)含量普遍偏低?？傮w而言,東北土壤有機(jī)質(zhì)含量(黑鈣土)。2、 元素組成(elementarycomposition)(水%=75，干物質(zhì)%=25)干物質(zhì)CHO N+灰分元素% 44 8 40 8C/N大約為10左右3、 化學(xué)組成(chemicalcomposition)成分纖維素半纖維素木質(zhì)素蛋白質(zhì)脂肪、樹脂等% 2-10 0-2 30-50 28-351-84、 土壤腐殖質(zhì)(soilhumus)土壤腐殖質(zhì)：是除未分解和半分解動、植物殘?bào)w及微生物體以外的有機(jī)物質(zhì)的總稱。由非腐殖物質(zhì)(Non-humicsubstances)和腐殖物質(zhì)(Humicsubstances)組成，通常占土壤有機(jī)質(zhì)的90%以上。第二節(jié) 土壤有機(jī)質(zhì)的分解和轉(zhuǎn)化一、簡單有機(jī)化合物(organiccompound)的分解和轉(zhuǎn)化礦質(zhì)化(mineralization):指復(fù)雜的有機(jī)質(zhì)在微生物的作用下，轉(zhuǎn)化為簡單的無機(jī)物的過程。碳水化合物(carbohydrate)的礦質(zhì)化碳水化合物有機(jī)酸CO2+H2O在低溫、嫌氣條件下，有機(jī)酸變?yōu)镃O2和H2O的過程受到阻礙，產(chǎn)生有機(jī)酸的累積，從而造成植物根系萎縮、腐爛。如：甲酸、乙酸、正丁酸過多就會對植物根系產(chǎn)生較嚴(yán)重的危害。解決辦法：排水曬田、施草木灰(中和酸、補(bǔ)充K素)有機(jī)肥施用前進(jìn)行堆漚。含氮化合物(nitrogencompound)的礦質(zhì)化蛋白質(zhì)、氨基酸、NH4+、NO3-、N素同化N素生物固定與有效化過程與有機(jī)物C/N比密切相關(guān)。C/N>25時(shí)，產(chǎn)生N素生物固定C/NV25時(shí)，產(chǎn)生N素有效化。豆科綠肥(三葉草等)C/N小，施入土壤后能提供N素(N素有效化)。禾本科作物秸稈C/N大，直接還田易造成M與作物爭奪N素，造成N素的生物固定。秸稈還田應(yīng)配施化學(xué)N肥：一般畝施秸稈300-400kg，需要配施化學(xué)純N3-4kg。脂肪(fattiness)、樹脂(pitch)、蠟質(zhì)(waxiness)、單寧(tannin)的礦質(zhì)化這類有機(jī)物的礦質(zhì)化過程與碳水化合物基本相同，不同之點(diǎn)是在嫌氣條件下產(chǎn)生多酚化合物，這是形成腐殖質(zhì)的基本材料。木質(zhì)素(xylogen)的礦質(zhì)化木質(zhì)素是芳香性聚合物，含碳量高，在土壤中真菌和放線菌作用下緩慢的轉(zhuǎn)化，最終產(chǎn)物是CO2和H2O,但往往只有50%可形成最終產(chǎn)物，其余僅為降解產(chǎn)物，作為形成腐殖質(zhì)的原始材料。土壤有機(jī)質(zhì)因礦質(zhì)化作用每年損失的量占土壤有機(jī)質(zhì)總量的百分?jǐn)?shù)稱有機(jī)質(zhì)的礦化率(percentmineralization)o礦化率一般在1%?3%。由于土壤有機(jī)質(zhì)的礦化率與有機(jī)氮的礦化率同步，因而可通過測定土壤有機(jī)氮的礦化率來代表有機(jī)質(zhì)的礦化率。二、 植物殘?bào)w(deadplantpart)的分解和轉(zhuǎn)化1、 可溶性有機(jī)化合物以及部分類似有機(jī)物入土壤后的頭幾個(gè)月很快礦化。2、 殘留在土壤中的木質(zhì)素、蠟質(zhì)以及第一階段未被礦化的植物殘?bào)w碳相對緩慢分解。三、 土壤腐殖物質(zhì)(humicsubstances)的分解和轉(zhuǎn)化1、 腐殖質(zhì)經(jīng)過物理化學(xué)作用和生物降解，使其芳香結(jié)構(gòu)核心與其復(fù)合的簡單有機(jī)物分離，或是整個(gè)復(fù)合體解體。2、 釋放的簡單有機(jī)物質(zhì)被分解(礦化)和轉(zhuǎn)化，酚類聚合物被氧化。3、 脂肪酸(fattyacid)被分解，被釋放的芳香族化合物(如酚類)參與新腐殖質(zhì)的形成。四、 影響土壤有機(jī)質(zhì)分解和轉(zhuǎn)化的因素1、 溫度(temperature)25—35°C條件下，微生物活動最為旺盛，利于有機(jī)質(zhì)礦質(zhì)化分解，提供作物所需養(yǎng)分。2、土壤濕度和通氣狀況 (soilhumidityandaerationstatus)好氣：水少氣多，微生物活動旺盛，有機(jī)質(zhì)礦質(zhì)化分解，釋放養(yǎng)分嫌氣：水多氣少，微生物活動受抑制，有機(jī)質(zhì)腐殖化合成腐殖質(zhì)3、 干濕交替(wettinganddryingcycle)一方面增加土壤呼吸作用，破壞土壤結(jié)構(gòu)體，利于有機(jī)質(zhì)的礦質(zhì)化分解，另一方面干燥時(shí)引起微生物死亡，又不利于有機(jī)質(zhì)分解。4、 有機(jī)殘?bào)w特性(specificityoforganicrelict)物理狀態(tài)(physicalstate)多汁、幼嫩綠肥易于分解，磨細(xì)粉碎易于分解。C/N大，不易分解小，易于分解硫、磷等元素缺乏也會抑制土壤有機(jī)質(zhì)分解激發(fā)效應(yīng)(作用)(primingeffect)：土壤中加入新鮮有機(jī)物質(zhì)會促進(jìn)土壤原有有機(jī)質(zhì)的降解。激發(fā)效應(yīng)可以是正、也可以是負(fù)。5、土壤特性(soilspecificity)pH 中性條件下利于OM分解質(zhì)地質(zhì)地愈粘重，腐殖化系數(shù)愈高，愈難分解第三節(jié)土壤腐殖質(zhì)(humus)的形成和性質(zhì)一、土壤腐殖質(zhì)形成1、 腐殖化作用(humification)2、 腐殖質(zhì)的形成過程植物殘?bào)w分解產(chǎn)生簡單的有機(jī)碳化合物通過微生物對這些有機(jī)化合物的代謝作用及反復(fù)的循環(huán)，增殖微生物細(xì)胞通過微生物合成的多酚和醍或來自植物的類木質(zhì)素，聚合形成腐殖物質(zhì)3、 腐殖質(zhì)的形成途徑土壤腐殖質(zhì)形成途徑

四、土壤腐殖酸(humicacid)性質(zhì)物理性質(zhì)(physicalproperty)1、 分子量、形狀、顏色A、 分子量很大。分子量大小與單體和聚合度有關(guān)；B、形狀 球形結(jié)構(gòu)，疏松多孔，似海棉；C、顏色 分子量愈大，顏色愈深(HA分子量大，褐色；FA分子量小，呈淡黃色)2、 溶解性與吸收性A、 溶解性(dissolution)FA、HA都溶解于堿，HA不溶于酸，而FA溶解于酸。B、 吸收性(absorbency)親水膠體，吸水能力強(qiáng)，吸水量可達(dá)其重量的500%?；瘜W(xué)性質(zhì)(chemicalproperty)1、 元素組成(elementarycomposition)C、 H、O、N、P、S為主含C量為55?60%，平均58%，100/58=1.724C：N：P：S=100：10：1：1?120：10：1：1實(shí)驗(yàn)測定土壤有機(jī)質(zhì)時(shí)，測出含C量后X1.724即得土壤有機(jī)質(zhì)含量(OM%=C%X1.724)2、 功能團(tuán)(functionalgroup)含有一COOH、一OH及酚羥基等多種功能團(tuán)功能團(tuán)的解離導(dǎo)致腐殖酸帶電如：R-COOH R-COO-+H+R—OHR-O—+H+分子結(jié)構(gòu)特征(characterofmolecularstructure)分子結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜的有機(jī)高分子化合物。單體中有芳核結(jié)構(gòu)物質(zhì)，芳核上有多種取代基第四節(jié)土壤有機(jī)質(zhì)的作用及管理一、 在土壤肥力(soilfertility)上的作用1、 養(yǎng)分較完全植物生長所需養(yǎng)分N：80?97%，平均95%；P：20?76%；S：38?94%為有機(jī)態(tài)，由有機(jī)質(zhì)提供。2、 促進(jìn)養(yǎng)分有效化(effectuation)OM礦質(zhì)化過程中產(chǎn)生的有機(jī)酸，腐殖化過程中產(chǎn)生的腐殖酸，一方面促進(jìn)土壤礦質(zhì)養(yǎng)分溶解釋放養(yǎng)分；另一方面可以絡(luò)合金屬離子，減少金屬離子對P的固定，提高P的有效性。3、 提高土壤保肥性(nutrientpreservingcapability)土壤腐殖質(zhì)是一種有機(jī)膠體，有巨大的表面積和表面能，吸附能力大于礦質(zhì)膠體，從而大大提高土壤保肥性。膠體對陽離子吸附能力比較(cmol/kg)膠體類型有機(jī)膠體 高嶺石蒙脫石吸附力150?450(平均350) 3?580?1004、 提高土壤緩沖性(impactabsorption)腐殖質(zhì)含有多種功能團(tuán)，遇OH—時(shí)，電離出H+與之作用生成水對堿名爰沖；遇H+時(shí)則由于帶負(fù)電荷而吸附H+對酸爰沖；同時(shí)，由于腐殖質(zhì)膠體帶負(fù)電荷，可吸附土壤溶液中鹽基離子，對肥料起爰沖作用。5、 促進(jìn)團(tuán)粒結(jié)構(gòu)(aggregatestructure)的形成，改善土壤物理性質(zhì)(physicalproperty)粘結(jié)力(bindingforce):砂〈有機(jī)膠體〈粘粒因此，有機(jī)質(zhì)能改變砂粒的分散無結(jié)構(gòu)狀態(tài)，又能改善粘粒的粘重大塊結(jié)構(gòu)，促進(jìn)土壤良好結(jié)構(gòu)的形成，從而改善土壤的通透性等物理性質(zhì)。二、 改善生態(tài)環(huán)境(ecologicalenvironment)1、 絡(luò)合重金屬離子(heavy-metalion)，減輕重金屬污染；2、 減輕農(nóng)藥殘毒(toxicityofpesticideresidue)腐殖酸可溶解、吸收農(nóng)藥，如DDT易溶于HA；3、 全球C平衡的重要C庫(含C平均為58%)。三、 其它方面作用1、 為M提供C源和N源；長；2、 OM含有多種生理活性物質(zhì)，有利于植物生長；3、腐殖酸在一定濃度下能促進(jìn)M和植物的生理活性。四、土壤有機(jī)質(zhì)的管理我國土壤有機(jī)質(zhì)含量普遍偏低。腐殖化系數(shù)（humificationcoecient）:單位重量的有機(jī)碳在土壤中分解一年后殘留的碳量。1、 大量施用有機(jī)肥；2、 大力提倡秸稈還田（沃土計(jì)劃）目前還田秸稈不到20%，丘陵區(qū)不到10%。直接還田%—**弟三章土壤生物土壤是生命的搖籃，生命是土壤的發(fā)動機(jī)！土壤是微生物的大本營一被忽視的生物王國！第一節(jié)土壤生物種類及其多樣性土壤生態(tài)系統(tǒng)及其特征在生態(tài)系統(tǒng)中，生物按其功能可分為：生產(chǎn)者和分解者。土壤生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn)是：生產(chǎn)者占的比例很小。藻類是土壤中唯一能進(jìn)行光合作用的生物，土壤生態(tài)系統(tǒng)中的有機(jī)物主要來自于地上部分的植物殘?bào)w。2、分解者無論在數(shù)量和功能上都是十分重要的。分解者可分為：第一消費(fèi)者：以植物殘?bào)w為食，最先對植物殘?bào)w分解的動物和微生物；第二消費(fèi)者：包括食肉動物和消耗低等植物的食微植物者；第三消費(fèi)者：以第二消費(fèi)者為食物的食肉動物。土壤生物廣義上應(yīng)包括土壤微生物、土壤動物和高等植物的根系。土壤生態(tài)系統(tǒng)和生物學(xué)過程的特征：1、 在時(shí)空上的變異。新鮮底物上的生物活性的變化 則是隨時(shí)間的變化而不同的。2、 生態(tài)系統(tǒng)具有在時(shí)空上的等級結(jié)構(gòu)。3、 瞬間事件：由于微生物活動的動態(tài)變化有時(shí)很大，瞬間事件可在機(jī)短的時(shí)間內(nèi)影響其活性。如干濕和凍融交替。土壤生物有：多細(xì)胞的后生動物單細(xì)胞的原生動物真核細(xì)胞的真菌（酵母、霉菌）和藻類原核細(xì)胞的細(xì)菌、放線菌和藍(lán)細(xì)菌沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的分子生物（如病毒）土壤生物的種類:微生物動物土壤生物v植物后生動物土居性的多細(xì)胞動物：線蟲、蠕蟲、蚯蚓、蛞蝓、蝸牛、千足蟲、蜈蚣、輪蟲、螞蟻、螨、環(huán)節(jié)動物、蜘蛛和昆蟲1、 蚯蚓數(shù)量大約有200余種。在肥沃的草地土壤中每平方米可達(dá)500條。在以般耕地中，每平方米有30-300條。蚯蚓對土壤肥力的影響：增加土壤的通透性。改善土壤結(jié)構(gòu)活化土壤養(yǎng)分形成大量有機(jī)質(zhì)蚯蚓喜歡潮濕、肥沃、鈣質(zhì)豐富的土壤2、 線蟲體形呈紡錘形，后部較尖，微型、透明的絲狀動物。一萬多種線蟲，寄生或自生。1000種生活在土壤中，數(shù)目可達(dá)106/m2,一般只有棉線的1/5粗，主要生活在土粒周圍的水膜中和植物的根里。習(xí)性表皮失水很快，干燥時(shí)變?yōu)榘?，濕潤時(shí)又重新活動。食性可分為三類：1、 以腐敗的有機(jī)質(zhì)為食的2、 以其他線蟲、細(xì)菌、原生動物為食的3、 寄生在高等植物根系的所有的線蟲都需要取食活的有機(jī)物質(zhì)。取食方式有兩種：1、 刺吸式吸食真菌、細(xì)菌，吸食的原生質(zhì)。2、 把細(xì)菌整個(gè)吞下。食細(xì)菌線蟲每年取食細(xì)菌的數(shù)量可達(dá)800kgha-1,吞食進(jìn)的細(xì)菌僅有40-60%被破壞吸收，剩余的大部分又通過糞便排泄到土壤中，并且變得更加活躍。線蟲對植物的侵害非常廣泛。包括番茄、豌豆、胡蘿卜、苜蓿、草皮。如發(fā)育為蟲癭、結(jié)節(jié)、畸形根等二、原生動物數(shù)量有68000多種。一般在每平米15厘米深的土壤里有10-100億個(gè)(1-10萬個(gè)/克土)原生動物，它們的活重在耕層達(dá)150-200磅/每英畝。原生動物是動物中最低級的。典型種類有：變形蟲、纖毛蟲、鞭毛蟲、孢子蟲土壤中以鞭毛蟲數(shù)量最多。原生動物的特點(diǎn)是：A、 單細(xì)胞，結(jié)構(gòu)簡單，數(shù)量大，分布廣B、 既可有性生殖，也可無性生殖在一定條件下可形成孢囊C、 與生者相比，個(gè)體較小，不同土壤中種類不同，但一般均為表層較多。原生動物在土壤中的作用：1、 通過選擇性的取食某些微生物(如細(xì)菌)，改變微生物的群落結(jié)構(gòu)，主要是調(diào)節(jié)細(xì)菌的數(shù)量。2、 增進(jìn)某些微生物的活性(如固N(yùn)菌、排泄出的細(xì)菌等)3、 參與土壤植物殘?bào)w的分解，如鞭毛蟲與白蟻共生，加速對木質(zhì)素的分解。4、 某些原生動物也侵害植物。，造成植物病害，有的可引起嚴(yán)重的人畜傳染病。土壤中微生物分布廣數(shù)量大種類多最活躍它們參與土壤有機(jī)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：土壤是微生物生活的大本營1公斤土壤可含：單體數(shù)量最多生物多樣性最復(fù)雜生物量最大5億個(gè)微小動物。5億個(gè)細(xì)菌，近10億個(gè)真菌100億個(gè)放線菌主要作用：調(diào)節(jié)植物生長的養(yǎng)分循環(huán)；產(chǎn)生并消耗各種氣體，影響全球氣候的變化;分解有機(jī)廢棄物，是新物種和基因材料的源和庫。病原微生物。原核微生物1、古細(xì)菌古細(xì)菌包括甲烷產(chǎn)生菌、極端嗜酸熱菌和極端嗜鹽菌現(xiàn)已探明生物適應(yīng)特殊環(huán)境因子的遺傳基因普遍存在于質(zhì)粒上。因此，有可能把這類生活在極端環(huán)境的古細(xì)菌作為特殊基因庫，用以構(gòu)建有益的新種。細(xì)菌土壤細(xì)菌占土壤微生物總數(shù)的70%?90%特性：A、 單細(xì)胞B、 分裂生殖快C、 個(gè)體小(4-5um)，接近于土壤粘粒的大小。D、 以桿菌占優(yōu)勢E、 數(shù)量大，每克有幾億到30億個(gè)10g肥沃土壤的細(xì)菌總數(shù)相當(dāng)于全球人口的總數(shù)節(jié)桿菌屬(Arthrobacter)很強(qiáng)的抗旱性，土壤經(jīng)過15天干燥，芽孢細(xì)菌僅剩1/3左右，其他細(xì)菌幾乎全部消失，而節(jié)桿菌仍保持90%的存活率。很強(qiáng)的耐餓性和廣食性，可降解土壤中難分解的物質(zhì)和多種化學(xué)農(nóng)藥。(2)芽孢桿菌屬(Bacillus)土壤中最普遍的是蠟質(zhì)芽孢桿菌(B.cereus)。熱帶和亞熱帶土壤中的絕對嗜熱菌能在65?75°C生長，40^以下停止生長，如酸熱芽孢桿菌(B.acidocaldarius)和嗜熱脂肪芽孢桿菌(B.stearothermophilus)，對高溫環(huán)境中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化起重要作用。假單胞菌屬(Pseudomonas)一部分為腐生菌，一部分兼性寄生菌，是土傳性植物病害的病原菌。青枯假單胞菌(Ps.solanacearum)是茄科植物病原菌托拉氏假單胞菌(Ps.tolasii)是蘑菇褐斑病的病原菌嗜冷性假單胞菌是冷藏食品、制品的有害菌。在降解土壤、水體中的農(nóng)藥和除草劑處理石油廢水中能發(fā)揮重要作用。土壤桿菌屬(Agrobacterium)產(chǎn)堿桿菌屬(Alcaligenes)反硝化產(chǎn)堿桿菌(Al.denitrificans)，在硝酸鹽存在的厭氧條件下，靠氧化有機(jī)質(zhì)取得能源，并以硝酸鹽中的氧作為電子受體而產(chǎn)生氮?dú)狻｜S桿菌屬(Flavobacterium)化能異養(yǎng)菌，培養(yǎng)時(shí)需要某些氮素物質(zhì)和復(fù)合維生素，因而分離后的培養(yǎng)物難以保存和培養(yǎng)。能用于凈化污水。土壤中重要的各種細(xì)菌生理群：纖維分解細(xì)菌固氮細(xì)菌硝化細(xì)菌亞硝化細(xì)菌硫化細(xì)菌氨化細(xì)菌在土壤碳、氮、磷、硫循環(huán)中擔(dān)當(dāng)重要的角色。3、 放線菌放線菌也是原核微生物，菌絲比真菌細(xì)，菌絲斷裂為孢子每克土壤中的細(xì)胞數(shù)在104?106變動。鏈霉菌屬，占70%?90%；其次為諾卡氏菌屬占10%?30%；小單胞菌屬占第三位，只有1%?15%。它們的大部分均屬 好氧腐生菌。產(chǎn)生抗生素，對其他有害菌能起拮抗作用。高溫型的放線菌在堆肥中對其養(yǎng)分轉(zhuǎn)化起著重要作用。4、 藍(lán)細(xì)菌(Cyanobacterium)光合微生物，行光能無機(jī)營養(yǎng)，過去稱為藍(lán)(綠)藻。由于原核特征現(xiàn)改稱為藍(lán)細(xì)菌，與真核藻類區(qū)分開來。5、粘細(xì)菌在施有機(jī)肥料的土壤中常見。粘細(xì)菌是已知的的最高級的原核生物，具備形成子實(shí)體和粘孢子的形態(tài)發(fā)生過程。具有很強(qiáng)的抗逆性。真核微生物1、 土壤真菌有170個(gè)屬，690多個(gè)種，分三個(gè)類群：A、酵母菌 土壤中很少B、霉菌 土壤中最多C、 傘菌土壤真菌青霉屬 (Penicillium)曲霉屬 (Aspergillus)鐮刀菌屬 (Fusarium)木霉屬 (Trichoderma)毛霉屬 (Mucor)根霉屬 (Rhizopu)霉菌對土壤通氣性非常敏感，霉菌在酸性土壤中能生活，在酸性土壤中具有明顯的優(yōu)勢。霉菌多數(shù)分布在有機(jī)質(zhì)豐富，通氣好的表層土壤中，較常見的有青霉、毛霉、鏈霉、和曲霉四個(gè)屬的許種。霉菌的數(shù)量在正常情況下，每克土壤中有0.1-1百萬個(gè)，相當(dāng)于每平方米100-1000億個(gè)，其生物量可達(dá)每英畝500-5000磅。霉菌是土壤中異養(yǎng)型微生物的重要部分。真菌在土壤中的作用是土壤有機(jī)質(zhì)的主要降解者。某些真菌和植物的根系產(chǎn)生菌根。促進(jìn)土壤結(jié)構(gòu)的形成，菌絲的穿插對于促進(jìn)土壤的凝聚有重要的作用。2、 藻類藻類為單細(xì)胞或多細(xì)胞的真核原生生物。土壤藻類主要由硅藻、綠藻和黃藻組成。肥沃土壤，藻類生長旺盛，土表常出現(xiàn)黃褐色或黃綠色的薄藻層，硅藻多則是土壤營養(yǎng)豐富的證明。3、 地衣(Lichens)地衣是真菌和藻類形成的不可分離的共生體。地衣在土壤發(fā)生的早期起重要作用。非細(xì)胞型生物即分子生物一病毒病毒是一類超顯微的非細(xì)胞生物，每一種病毒只有一種核酸。病毒是一種活細(xì)胞內(nèi)的寄生物，凡有生物生存之處，都有其相應(yīng)的病毒存在。病毒在控制雜草及有害昆蟲的生物防治方面已顯示出良好的應(yīng)用前景。二、 水分及其有效性只有少數(shù)微生物能在較高滲透壓溶液中生長發(fā)育，這些微生物稱為嗜滲菌（Osmophiles）或嗜鹽菌（halophiles），極端嗜鹽菌（extremehalophiles）甚至能在15%?30%鹽濃度時(shí)生活。一般在土壤含水量為田間持水量的50-80%之間較好。三、 pH大多數(shù)細(xì)菌、藻類和原生動物的最適宜的pH值為6.5?7.5，在pH4.0?10.0也可以生長。放線菌一般在微堿性即pH7.5?8.0最宜。酵母菌和霉菌則適宜于pH5.0?6.0的酸性環(huán)境，而生存范圍可在pH5.0?9.0之間。四、 氧氣和Eh值好氧性微生物需要在有氧氣或氧化還原電位高，Eh值為100mv以上的條件下生長，最適Eh值為300?400mv。厭氧性微生物必須在缺氧或氧化還原電位Eh值100mv以下的條件下生長。五、 生物因素土壤中微生物按照來源不同，可分為兩種類型土居性（土生土長的）客居性（外來的）土居性微生物本身也存在互生、共生、拮抗現(xiàn)象，它們間的互為生存、互相制約使土壤微生物多樣性，如后生動物破碎枯枝落葉，為原生動物提供食料，為微生物進(jìn)行分解創(chuàng)造了條件。六、 土壤管理措施（一） 土壤耕作個(gè)案:Doran（1980）在美國內(nèi)布拉斯加州研究了免耕土壤和常規(guī)耕土壤中兩種土壤層中的微生物數(shù)量的比值發(fā)現(xiàn)免耕土壤的好氧菌和硝化細(xì)菌數(shù)量明顯減少。（二） 殺生劑和其他化學(xué)制劑殺菌劑、熏蒸劑及其殺傷力強(qiáng)的化學(xué)劑可造成土壤微生物區(qū)系的破壞，應(yīng)禁用或慎用。不同類型土壤中微生物的數(shù)量和分布黑鈣土>棕壤>灰壤>水稻土>磚紅壤各種團(tuán)聚體是微生物在土壤中生活的微環(huán)境。團(tuán)聚體內(nèi)外的條件不同，微生物的分布也不一樣。二、微生物與植物的關(guān)系（一） 根圈（際）微生物根圈（rhizosphere）或根際，泛指植物根系及其影響所及的范圍。根圈微生物與植物的關(guān)系更加密切。根/土比值（R/S）：即根圈土壤微生物與鄰近的非根圈土壤微生物數(shù)量之比。根土比一般在50?20之間。實(shí)行作物輪作，改變根圈微生物種群，有減輕或消除病害的作用，消除土壤疾病。（二） 菌根真菌的菌絲侵入植物根部后，和植物根組織生活在一起，稱為菌根。其真菌稱為菌根真菌菌根又分為兩類：外生菌根---菌絲侵入根部后，只在表皮細(xì)胞間隙擴(kuò)展，并不侵入根細(xì)胞內(nèi)部，這種菌根稱為外生菌根。外生菌根對寄主植物的作用有：擴(kuò)大寄主植物根的吸收面。菌根真菌能產(chǎn)生生長刺激素，促進(jìn)植物生長。防御林木根部病害，起機(jī)械屏障，防御病菌侵襲。產(chǎn)生抑制病菌的抑菌物質(zhì)和抗生素類物質(zhì)。內(nèi)生菌根 VA菌根是內(nèi)生菌根的主要類型，主要由真菌中的內(nèi)囊霉科侵染，形成泡囊一從枝菌根（Vesicular-ArbuscularMycorrihiza,VAM）。菌絲侵入根細(xì)胞內(nèi)部，主要發(fā)生在許多未受外生菌根感染的種子植物以及熱帶林樹種的根上，如玉米、洋蔥、紅三葉草草莓及一些灌木和喬木包括楓樹、黃白楊蘇百合、紅木和蘋果樹。（三） 共生固氮（四） 聯(lián)合固氮一、土壤酶（一） 在土壤中已發(fā)現(xiàn)50?60種酶，比較重要的酶：氧化還原酶、轉(zhuǎn)化酶和水解酶。（二） 酶在土壤中存在狀態(tài)及特性土壤酶較少游離在土壤溶液中，主要是吸附在土壤有機(jī)和礦質(zhì)膠體上，并以復(fù)合物狀態(tài)存在。（三） 環(huán)境條件對土壤酶活性的影響分析性指標(biāo)二、 生物活性物質(zhì)（一） 植物激素（二） 植物毒素（三） 維生素和氨基酸（四） 多糖三、 土壤的微生態(tài)平衡1、 土壤微生物之間的競爭A、 對養(yǎng)分的競爭B、 抗生素的產(chǎn)生C、 對氧氣的競爭2、 土壤條件對土壤微生物群落的制約3、 轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品對土壤微生態(tài)平衡的影響土壤生物對土壤肥力的影響：有機(jī)物質(zhì)的分解和合成有效養(yǎng)分含量土壤物理結(jié)構(gòu)作物生長發(fā)育土壤質(zhì)量土壤健康對人類致關(guān)重要土壤質(zhì)量的重要性像保護(hù)空氣和水的質(zhì)量一樣保護(hù)土壤質(zhì)量，將成為國家環(huán)境政策的基本目標(biāo)。土壤的重要性土壤是在巖石礦物風(fēng)化的基礎(chǔ)上，經(jīng)過長期的形成因素和成土過程的作用而產(chǎn)生。土壤的重要性土壤對人類的重要性并非新近的發(fā)現(xiàn)。許多古代的諺語表達(dá)了土壤與生命的緊密聯(lián)系，以及維持健康、高產(chǎn)的土壤對人類永續(xù)發(fā)展的重要性。土壤的重要性土壤是滿足人類食物、纖維等基本生活需求的最本質(zhì)的自然資源。土壤對維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的平衡，以及對水、碳、氮等營養(yǎng)要素的循環(huán)和轉(zhuǎn)化方面也有不可替代的作用。土壤質(zhì)量的概念土壤質(zhì)量的評價(jià)指標(biāo)指標(biāo)選擇的依據(jù)：代表性靈敏性通用性經(jīng)濟(jì)性土壤質(zhì)量指標(biāo)：描述性指標(biāo)得的有關(guān)土壤宏觀性狀。屬于定性描述，并帶有一定的經(jīng)驗(yàn)性。如美國佐治亞洲設(shè)計(jì)的土壤質(zhì)量卡列舉了9個(gè)土壤質(zhì)量的描述性指標(biāo)，主要有：作物長勢、侵蝕狀況、表土顏色、土壤結(jié)構(gòu)與耕性、水分滲透系數(shù)、生物活動、土壤緊實(shí)度、作物留茬、冬季作物覆蓋等，每個(gè)指標(biāo)分為差（1-4）、中（5-7）、好（8-10）三等十個(gè)分級。土壤物理質(zhì)量指標(biāo)及功能土壤物理質(zhì)量指標(biāo)功能質(zhì)地保存、轉(zhuǎn)運(yùn)水、營養(yǎng)兀素及化學(xué)物質(zhì)土壤深度估計(jì)土壤生產(chǎn)潛力及抗侵蝕能力土壤表層厚度及根系深度評價(jià)動植物生產(chǎn)潛力，養(yǎng)分利用效率，地表水的污染土壤容重和滲透速率扎根深度、侵蝕、淋失可能性、生產(chǎn)力持水特性有效水儲量，導(dǎo)水性，水分利用率，徑流，通氣性土壤化學(xué)質(zhì)量指標(biāo)功能總有機(jī)碳表明土壤肥力及健康程度，及土壤團(tuán)聚體、養(yǎng)分有效性、生化功能、污染物降解等環(huán)境容量pH土壤微生物及植物的生長、養(yǎng)分有效性及毒性陽離子交換量養(yǎng)分有效性、保肥性、淋失損失電導(dǎo)率及鹽分決定微生物及植物活性與適應(yīng)性可提取N、P、K營養(yǎng)兀素的植物有效水￡者量，土壤養(yǎng)分的潛在損失，生產(chǎn)力及環(huán)境質(zhì)量的指標(biāo)土壤生物質(zhì)量指標(biāo)功能微生物生物量微生物催化潛力，C、N、P、S的有效性和循環(huán)，有機(jī)質(zhì)、土壤肥力和重金屬污染的指標(biāo)大型動物、節(jié)肢動物、蚯蚓生態(tài)脅迫與恢復(fù)、有機(jī)物降解與再分布的指標(biāo)酶活性養(yǎng)分循環(huán)、礦化與固定、重金屬毒性與土壤降解土壤呼吸微生物活性的度量，潛在礦化氮土壤生產(chǎn)力和供氮指標(biāo)，微生物生物氮量的指標(biāo)土壤質(zhì)量指標(biāo)體系至少包括:土壤肥力指標(biāo)：有機(jī)質(zhì)、結(jié)構(gòu)、Ph、緊實(shí)度、滲濾性、持水率、耕層厚度、土壤質(zhì)地、通氣性、侵蝕狀況、速效養(yǎng)分含量；土壤環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)：背景值、污染指數(shù)、污染物種類、環(huán)境容量、地表水地下水污染物；土壤生物活性指標(biāo)：微生物量、C/N、土壤呼吸、微生物區(qū)系、酶活性；土壤生態(tài)指標(biāo)：土壤動物類型數(shù)量、雜草、種群豐富度、多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)、優(yōu)勢性指數(shù)等。土壤退化與防治土壤退化土壤退化指數(shù)量的減少和質(zhì)量的降低，即在自然環(huán)境的基礎(chǔ)上，因人類不合理開發(fā)利用而加速的土壤質(zhì)量和生產(chǎn)力下降的現(xiàn)象和過程。數(shù)量退化指具有農(nóng)林牧生產(chǎn)力的土壤面積的減少。質(zhì)量退化指土壤性質(zhì)的惡化、土壤肥力與環(huán)境質(zhì)量的下降。土地退化指人類對土地不合理還法利用而導(dǎo)致土地質(zhì)量下降甚至荒蕪的過程，包括森林的破壞及衰亡、草地退化、水資源惡化與土壤退化。土壤退化的分類土壤侵：水蝕、凍融侵蝕、重力侵蝕土壤沙：懸移風(fēng)蝕、推移風(fēng)蝕土壤鹽：鹽漬化和次生鹽漬化、堿化土壤污：重金屬、鹽堿、農(nóng)藥、有機(jī)廢物、化肥、廢礦物、放射性物質(zhì)、蟲菌病毒土壤性質(zhì)惡：土壤板結(jié)、潛育化、酸化、養(yǎng)分虧缺耕地的非農(nóng)業(yè)占用土壤退化我國土壤退化的自然社會條件制約一、 土壤資源短缺，空間分布不均人均占有率低土地資源空間分布不均，區(qū)域開發(fā)壓力大生態(tài)脆弱區(qū)范圍大耕地土壤質(zhì)量總體差，2/3低產(chǎn)二、 人口增長與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展對土壤退化的制約三、 水資源短缺對土壤退化的制約我國土壤退化的現(xiàn)狀土壤退化的面積大，強(qiáng)度大、類型多土壤退化發(fā)展快、影響深遠(yuǎn)土壤沙化土壤沙化:主要是風(fēng)蝕和風(fēng)力堆積過程。1.1原因：極端干旱及大風(fēng)過渡放牧亂挖亂樵水資源萎縮過渡開墾森林植被破壞土壤沙化的危害土地貧瘠化植被退化，適宜性變差土地沙化，利用程度降低沙塵暴，環(huán)境惡略土壤沙化的防治草方格沙障營造防護(hù)林種植耐旱作物培育生物土壤結(jié)皮退牧還草減少耕作次數(shù)，少耕免耕選種適生植物秸桿覆蓋土壤（水土）流失2.1概念土壤由水力或水力加重力作用而搬移運(yùn)走的侵蝕類型。水土流失土壤（水土）流失2.2水土流失的指標(biāo)土壤侵蝕模數(shù)，即每年每平方公里的土壤流失量。水土流失的主因：植被破壞坡地耕種年降雨分配不均水土流失2.3水土流失的危害土壤薄層化土壤質(zhì)量下降2.3.3生態(tài)環(huán)境進(jìn)一步惡化2.4水土流失的防治:水土保持水土保持等高種植沿等高線營造防護(hù)林陡坡地退耕還林沿溝建淤地壩修水窖雨季蓄水生物工程生物措施生物措施工程措施與生物措施結(jié)合修建梯田溝道種植灌木防切溝發(fā)展修隔坡梯田梯田及培肥糧食作物與水保林間作沿等高線修梯田土壤鹽漬化概念:土壤地表面積鹽的過程.土壤鹽漬化的三條件3.1.1蒸發(fā)量大于降水量；3.1.2地下水位超過臨界水位；3.1.3地下水礦化度高.土壤鹽漬化類型3.2.1現(xiàn)代土壤鹽漬化；3.2.2殘余土壤鹽漬化；3.2.3潛在土壤鹽漬化.土壤次生鹽漬化概念：由于不恰當(dāng)?shù)睦?，使?jié)撛邴}漬化土壤中鹽分趨向于表土層積聚的過程.原因：超量用水導(dǎo)致地下水位上升超過臨界深度；高礦化度水灌溉（＞3g/L）；灌排不配套，排水不暢；開墾利用本身含鹽高的土壤.土壤次生鹽漬化的防治合理利用水資源；灌排配套發(fā)展，實(shí)施合理的灌溉制度；采用節(jié)水灌溉技術(shù)；減少渠系滲漏損失；改變種植制度，因地制宜建立生態(tài)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)；精耕細(xì)作.土壤污染概念:指進(jìn)入土壤的有機(jī)物、無機(jī)鹽、能源物質(zhì)等導(dǎo)致土壤質(zhì)量的變化，可能影響土壤的正常使用，或危及人類健康和生態(tài)環(huán)境。土壤污染土壤污染概念的相對性和絕對性絕對性概念:人類活動向土壤添加有害物質(zhì)，土壤即受到污染；數(shù)量相對性概念:土壤污染物濃度超過背景值加兩倍標(biāo)準(zhǔn)差的臨界濃度；現(xiàn)實(shí)相對性概念：不僅加入土壤的污染物濃度超過土壤的自凈能力，或污染物在土壤中的累積量超過土壤基準(zhǔn)量，從而給生態(tài)系統(tǒng)帶來危害.土壤污染的最大危害性在于：不僅毒害土壤，降低其生產(chǎn)能力，而且可以通過食物鏈傳遞，對動植物及人類產(chǎn)生危害.土壤背景值與環(huán)境容量土壤背景值:土壤在自然成土過程中，構(gòu)成土壤自身的化學(xué)元素的組成和含量，即土壤未受人類活動影響的土壤本身的化學(xué)元素組成和含量.土壤環(huán)境容量:土壤環(huán)境單元在一定時(shí)限內(nèi)遵循環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，既保證農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和生物學(xué)質(zhì)量，同時(shí)也不使環(huán)境污染時(shí)，土壤所能承納污染物的最大容量.即土壤污染物的起始值和最大負(fù)荷量的差.土壤的自凈作用概念:指進(jìn)入土壤的污染物，在土壤礦物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)和土壤微生物的作用下，經(jīng)過一系列的物理、化學(xué)及生物化學(xué)過程，降低其濃度或改變其形態(tài)，從而消除或降低污染物毒性的現(xiàn)象.類型：物理自凈作用：進(jìn)入土壤的污染物隨水遷移，通過滲濾作用排出土體，或有機(jī)污染物通過揮發(fā)、擴(kuò)散進(jìn)入大氣;只能降低濃度或遷移并可能造成地下水或大氣污染；化學(xué)和物理化學(xué)自凈作用：土壤中污染物通過吸附、配合、沉淀、氧化還原作用使其毒性濃度降低的過程;實(shí)際是土壤緩沖性能的發(fā)揮，未排除并可能積累起來，最終仍可能被生物吸收；生物化學(xué)凈化作用：有機(jī)污染物在微生物及酶作用下,通過生物降解，被分解為簡單的無機(jī)物而消散的過程.真正實(shí)現(xiàn)凈化.土壤污染物的來源工業(yè)“三廢”，即廢氣、廢水、廢渣，農(nóng)藥、化肥、城市垃圾、污泥、放射性微粒等。土壤污染土壤污染物的來源交通事故（車、飛機(jī)）后燃料及其它有機(jī)物添加到土壤中。土壤污染物的來源土壤污染物的分類土壤污染物的分類二、有機(jī)污染物（二） 三氯乙醛（重多化工產(chǎn)品、藥物、農(nóng)藥的合成原料。（三） 油類污染物（四） 表面活性劑污染物（五） 廢塑料制品二、 有機(jī)污染物（一）農(nóng)藥：農(nóng)藥直接施入土壤或拌種、浸種噴灑農(nóng)藥落到地面或作物上的農(nóng)藥被淋洗到地表大氣中懸浮農(nóng)藥以氣態(tài)或經(jīng)雨水溶解和淋洗到地面隨死亡動物或污水灌溉進(jìn)入土壤土壤污染物的分類三、 固體廢物與放射性污染物工業(yè)固體廢物城市垃圾放射性物質(zhì)土壤性質(zhì)對污染物毒性的影響污染物進(jìn)入土壤后的物理、化學(xué)及生物化學(xué)反應(yīng)主要包括:吸附解吸附、沉淀溶解、絡(luò)合解絡(luò)合、同化礦化、降解轉(zhuǎn)化等過程.粘粒礦物對污染物毒性的影響：鋁硅酸鹽對重金屬和離子態(tài)有機(jī)農(nóng)藥及氧化物對氟、鉬、砷、鉻等含氧根的吸附，起到固定或暫時(shí)失活的減毒效應(yīng)；有機(jī)質(zhì)對污染物毒性的影響：通過靜電吸附或絡(luò)合（螯合）降低毒性；土壤酸堿性對污染物毒性的影響：通過影響物質(zhì)的電荷性、沉淀溶解平衡、吸附解吸附平衡及絡(luò)合平衡來改變污染物的毒性;酸性下毒性強(qiáng),堿性下易生成氫氧化物沉淀，毒性降低；土壤氧化還原狀況對污染物毒性的影響：氧還交替利于有機(jī)物降解，還原條件下，硫可導(dǎo)致重金屬產(chǎn)生沉淀，降低毒性；農(nóng)藥和化肥的污染富營養(yǎng)化生物控制一減少農(nóng)藥施用生物控制云南省土壤類型及其改良利用講授內(nèi)容一、 引言二、 各土壤類型及其利用三、 小結(jié)云南省基本情況云南省地處祖國邊陲，位于北緯21°8'—29°15’，東經(jīng)97°32'—106°12'之間，東西相距864.9公里，南北縱跨990公里；?東鄰廣西和貴州，北接四川，西北與西藏相連，西部和南部與緬甸、老撾、越南三國毗鄰，土地總面積39.4萬平方公里。?云南省有8個(gè)市，8個(gè)民族自治州，分轄128個(gè)縣。一、引言云南省是一個(gè)以山地為主的省份，自然地理環(huán)境十分復(fù)雜。地域組合千差萬別，垂直變化十分突出，立體特征顯著。從地貌上看，盆地、河谷、丘陵、底山、中山、高山、山原、高原相間分布，山中有壩，壩中有谷，組合各異。地勢變化與緯度變化復(fù)合，造成成土過程和土壤類型的多樣性。?山川南北走向改變了土壤分布的基本格局。?古紅色風(fēng)化殼與現(xiàn)代風(fēng)化殼交錯(cuò)出現(xiàn)，使土壤類型及其理化性質(zhì)發(fā)生“倒置”現(xiàn)象。土壤形成過程主要是脫硅富鋁化過程。脫硅富鋁化過程簡稱富鋁化，是濕熱條件下的主要成土過程.在熱帶、亞熱帶高溫高濕條件下，鋁硅酸鹽礦物強(qiáng)烈分解，釋放出大量的鹽基，并形成游離硅酸和鐵、鋁氧化物。在中性風(fēng)化液中，鹽基和硅酸均可移動而遭到淋溶，而難移動的鐵、鋁氧化物則相對富集起來，甚至形成鐵磐或聚鐵網(wǎng)紋層。這種因脫硅而引起的的鐵、鋁相對富集的過程，稱脫硅富鋁化過程。云南土壤分布規(guī)律云南土壤的水平地帶性，表現(xiàn)為從南而北的磚紅壤f赤紅壤f紅壤的依次更替。垂直地帶譜是磚紅壤一赤紅壤f燥紅土f紅壤f黃壤f黃棕壤f棕壤f暗棕壤f棕色針葉林土f亞高山草甸土f高山寒漠土。水平分布中的區(qū)域性分布:磚紅壤和赤紅壤帶中干熱河谷的燥紅土；紅壤帶的紫色土；巖溶地貌中的石灰（巖）土區(qū)。二、各土壤類型及其利用云南土壤類型及其改良利用一、鐵鋁土（一）磚紅壤在熱帶雨林季雨林下發(fā)育的地帶性土壤，主要分布在云南南部，西南部海拔800米以下的河谷階地，丘陵低山區(qū)和東南部海拔400米以下的河口等地。磚紅壤水熱條件好，成土母質(zhì)多為花崗巖、千枚巖、片麻巖，砂頁巖及老沖積紅土層。是發(fā)展橡膠、香料、南藥、熱帶水果及經(jīng)濟(jì)林木的主要基地。面積為66.95萬公頃。剖面一般為磚紅色，PH為4.8?5.6呈酸性、強(qiáng)酸性反應(yīng)。土體構(gòu)型如圖。成土過程：脫硅富鋁化過程和以生物為主導(dǎo)的養(yǎng)分吸收富集過程。云南磚紅壤分類（3個(gè)亞類）磚紅壤磚紅壤亞類具有磚紅壤土類的典型特征。黃色磚紅壤分布于云南河口，降雨量一般比磚紅壤地區(qū)高500毫米左右。土壤黃化特征明顯，B層呈黃棕色或黃色，粘粒礦物以高嶺石和針鐵礦為主。褐色磚紅壤分布于滇西北高山峽谷區(qū)的干暖河谷，成土母質(zhì)多為富含碳酸鈣的物質(zhì)。改良利用綜合開發(fā)，多種經(jīng)營；合理墾殖；磚紅壤墾殖后，采取多種措施維持其有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分的合理平衡。（二）赤紅壤南亞熱帶季風(fēng)常綠闊葉林下發(fā)育的地帶性土壤。分布在云南德宏及臨滄地區(qū)西南部，是紅壤與赤紅壤之間的過渡類型，水熱條件好，植被為南亞熱帶季風(fēng)常綠闊葉林。成土母質(zhì)以各種母巖風(fēng)化的殘積物、坡積物為主。赤紅壤區(qū)是雙季稻、雜交稻、玉米、柑橘、甘蔗、薯類等的主要生產(chǎn)區(qū)。土壤剖面主要呈紅色。土壤PH一般低于5.5,呈酸性反應(yīng)。赤紅壤面積為515.30萬公頃。成土過程：富鋁化作用和生物積累作用。云南赤紅壤分類（3個(gè)亞類）赤紅壤赤紅壤亞類具有赤紅壤土類的典型特征黃色赤紅壤黃色赤紅壤集中分布于滇東南和西南部的低、中山地；雨水充沛，年降水量為1800~2000毫米；土體中氧化鐵等礦物的水合度較高，有較明顯的黃化層；土壤有機(jī)質(zhì)和游漓鐵的活化度均高于典型的赤紅壤。赤紅壤性土赤紅壤性土為弱發(fā)育的赤紅壤，主要分布在赤紅壤帶東部水土流失嚴(yán)重的低山丘陵，表土大多流失殆盡，網(wǎng)紋層等出露地表。由花崗巖發(fā)育的土壤，地表遍布石英砂。改良利用赤紅壤耕地，應(yīng)通過合理耕作增施有機(jī)肥和氮、磷、鉀肥及石灰等，積極進(jìn)行改良培肥，不斷提高其肥力。赤紅壤水土流水嚴(yán)重的地區(qū)，應(yīng)加強(qiáng)水土保持工作。丘陵山地，應(yīng)搞好現(xiàn)有森林的保護(hù)，撫育更新和改造。在荒山陽坡可營造速生豐產(chǎn)林，在陰坡可栽植柳杉、杉木等。（三）紅壤亞熱帶常綠闊葉林，混交林下發(fā)育的地帶性土壤，廣泛分布于北緯24°~26°之間海拔1500~2500米的高原湖盆邊緣及中低山地，是云南分布面積最大的土壤類型。成土母質(zhì)主要是深厚的古紅土和紅色風(fēng)化殼及巖石風(fēng)化的殘及物。紅壤分布區(qū)是云南優(yōu)質(zhì)煙葉、玉米、雜糧、薯類、小麥等作物的主要產(chǎn)地。云南紅壤面積為1136.96萬公頃。紅壤的土體深厚，剖面層次發(fā)育完整。PH一般在5.0~6.2之間。紅壤成土是富鋁化和生物富集兩個(gè)過程長期作用的結(jié)果。云南紅壤分類（4個(gè)亞類）紅壤此即紅壤的典型亞類。土壤養(yǎng)分一般不高，速效磷缺乏，PH4.5~5.5,質(zhì)地粘重，保水、保肥力強(qiáng)，但耕性較差。山原紅壤山原紅壤為高原海拔1800~2500米的高原面上具殘存富鋁化特征的暗紅色土壤。該亞類是深受古風(fēng)化殼影響的紅壤類型，其礦物風(fēng)化度深，粘土礦物以高嶺石為主，伴有三水鋁石。PH5.5~6.0，主要呈微酸性反應(yīng)黃紅壤黃紅壤屬紅壤向黃壤過渡的類型，主要分布于紅壤區(qū)中、低山平緩的坡地，所處水分條件較優(yōu)；土體上部有黃化現(xiàn)象，以黃橙色或橙色為主，下部仍保持紅壤的色調(diào)；土壤PH5.0~5.8，粘土礦物仍以高嶺石為主，伴有蛭石和三水鋁石。紅壤性土紅壤性土屬于剖面發(fā)育差的幼年紅壤，主要分布在紅壤區(qū)的山地陡坡地段。其土壤侵蝕嚴(yán)重，往往心土、底土裸露地表，石礫多，質(zhì)地偏砂，有機(jī)質(zhì)和速效養(yǎng)分缺乏，肥力低下。改良利用防止水土流水，保護(hù)紅壤資源；全面規(guī)劃，合理布局；調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)；種草興牧，發(fā)展草食畜禽；用地與養(yǎng)地結(jié)合，加強(qiáng)地方建設(shè)；推廣以保水抗旱為中心的農(nóng)業(yè)技術(shù)配套措施。（四）黃壤為中山濕性常綠闊葉林和苔蘚常綠闊葉林植被發(fā)育的土壤。分布在全省10個(gè)地州的山區(qū)，在滇東北地區(qū)作成片分布。黃壤地區(qū)氣候冷涼、潮濕，云霧多，日照少。粘粒礦物以蛭石為主，次為高齡石、伊利石。黃壤有機(jī)質(zhì)積累較紅壤多，呈酸性反應(yīng)，一般PH4.5~5.5。黃壤區(qū)雨水充沛，水分條件好，又處于山區(qū)，適宜于發(fā)展林業(yè)，華山松、杉木、茶葉等均宜生長；農(nóng)作物一年兩熟，一般種植玉米、小麥、馬鈴薯等。黃壤面積為229.49萬公頃。成土過程：脫硅富鋁化、生物富集和黃化過程。云南黃壤分類（2個(gè)亞類）暗黃壤暗黃壤亞類具有黃壤土類的特征，B層呈現(xiàn)明顯的暗黃色。黃壤性土黃壤性土分布于黃壤山地上部或陡坡地段，植被覆蓋稀疏，土壤侵蝕較嚴(yán)重。其A層淺薄，B層發(fā)育不明顯，常夾有多量的半風(fēng)華巖石碎塊，剖面構(gòu)型為A-（B）-C型。改良利用大力發(fā)展林業(yè)，有計(jì)劃地種樹、種草，增加覆蓋，改善生態(tài)環(huán)境，減少沖刷；要穩(wěn)定面積，提高耕作合理水平，搞好坡梯，大力發(fā)展綠肥同時(shí)補(bǔ)充鋅、硼微肥，提高土壤肥力；推廣間作套種，擴(kuò)廣烤煙、花生、地蘿卜等經(jīng)濟(jì)作物種植面積，提高產(chǎn)量增加收益。二、淋溶土（一） 黃棕壤溫帶常綠闊葉林、苔蘚林下發(fā)育的土壤。主要分布在北緯27°以南，海拔1800-2700米的中山坡地上部，分布在霧露多、溫度大、植被好、土壤自然肥力較高、氣溫偏低的地方。以發(fā)展林木業(yè)為主。在平緩地可種植馬鈴薯、小黑麥、白云豆、蘭花籽等糧油作物。黃棕壤面積296.10萬公頃。土壤PH為5~6,呈酸性、微酸性反應(yīng)。成土過程受淋溶、粘化及弱富鋁化作用的影響。云南黃棕壤分類（1個(gè)亞類）暗黃棕壤充沛而熱量偏低，生物積累過程和鹽基淋溶酸化過程明顯增強(qiáng)。質(zhì)地較輕，粘化作用不明顯，土壤多呈酸性。改良利用以發(fā)展和保護(hù)好林木為主的利用方向；造林種樹宜以落葉闊葉林為主，落葉-常碌闊葉林及部分針闊葉混交林為輔；部分土地較厚地勢較平緩之處，可在注意保持水土的基礎(chǔ)上發(fā)展菜、果、竹和中藥材。（二） 棕壤溫帶針闊葉混交林下發(fā)育的土壤。分布在北緯25°以北，海拔2600~3400米的山地。成土母質(zhì)以紫色砂質(zhì)巖，酸性及基性結(jié)晶巖，石灰?guī)r為主。粘土礦物主要是伊利石和高嶺石。表土暗棕色，結(jié)構(gòu)較好。土壤PH5~6。呈酸性至微酸性反應(yīng)。面積為253.63萬公頃。自然肥力較高，適于多種林木生長。成土過程為淋溶過程、粘化過程和生物富鹽基過程。改良利用加強(qiáng)水土保持措施；因地制宜與改造中低產(chǎn)土壤；陡坡地退耕還林還草，良田應(yīng)防止“棄耕種果”不合理現(xiàn)象，挖掘水源擴(kuò)大水地面積，發(fā)展節(jié)水灌溉。（三） 暗棕壤溫帶針葉林下發(fā)育的森林土壤，主要分布在迪慶、怒江和大理州海拔3000~3700米的高山地區(qū)。原生植被以高山松、云杉、樺、等喬木為主。暗棕壤面積為65.52萬公頃。土壤PH5~6。粘土礦物以蛭石、伊利石為主。暗棕壤帶是云南的主要林區(qū)之一，也是人參、西洋參等中藥材的重點(diǎn)產(chǎn)區(qū)。成土過程；腐殖質(zhì)積累、淋溶和粘化過程、白漿化過程、潛育化過程。改良利用合理利用土壤資源；保護(hù)水土流失，實(shí)行采育結(jié)合；保護(hù)荒山、荒地。三、半淋溶土（一） 、棕色針葉林土寒溫帶針葉林下發(fā)育的土壤，分布在北緯25°以北海拔3400~4000米的高山地區(qū)，多與暗棕壤交錯(cuò)分布。有較厚的凋落物和腐殖質(zhì)層。植被有冷杉、云杉、紅杉等。成土過程為：表層酸性泥炭化物質(zhì)積累過程；土壤中三二氧化物回流表土過程。棕色針葉林土面積為63.78萬公頃。土壤PH4.0~5.5，呈酸性、強(qiáng)酸性反應(yīng)。改良利用在采伐森林的同時(shí)，森林更新與營林措施必須同時(shí)進(jìn)行；在科學(xué)營林的同時(shí)，應(yīng)對鄰近大面積生產(chǎn)草或大、小葉樟沼澤地改良為草場，提高產(chǎn)量，發(fā)展畜牧業(yè)；對小面積農(nóng)田，應(yīng)采取提高土溫，逐漸消除和降低多年凍土層的措施。（二） 、燥紅土發(fā)育于熱河谷的一種地域性紅色土。分布在元江、怒江、金沙江等深切的干熱河谷及封閉半封閉的干熱壩子。燥紅土地區(qū)光熱條件好，是云南冬早蔬菜、熱水果的“天然溫室”也是云南甘蔗的主產(chǎn)和高產(chǎn)區(qū)。燥紅土面積為38.85萬公頃，土壤PH6.58.0。分為燥紅土和褐紅土2個(gè)亞類。成土過程為有機(jī)質(zhì)的積累過程、生物富積作用和脫硅富鋁化作用。改良利用興修水利，加強(qiáng)現(xiàn)有水利工程的維修配套，提高工程的灌溉效益；植樹造林，改善小氣候環(huán)境；輪作間作，增施綠肥，改土培肥；發(fā)展旱作農(nóng)業(yè)，種植耐旱經(jīng)濟(jì)作物；加強(qiáng)農(nóng)業(yè)科學(xué)的試驗(yàn)和廣泛推廣。（三） 、褐土暖溫帶半濕潤氣候早生森林條件下形成的具有粘化層和鈣積層的土壤。主要分布在金沙江、瀾滄江及其支流的河谷地帶。褐土區(qū)的氣候干旱，植被稀疏，以有刺灌叢草坡為主。水土流失嚴(yán)重，有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分缺乏，肥力水平低。土壤地形以山地、丘陵、洪積扇和高階地為主。褐土面積為11.41萬公頃。褐土分為燥褐土和棕褐土2個(gè)亞類。成土過程：土壤中碳酸鈣的淋溶淀積和明顯的粘化作用；淋溶作用較棕壤弱，成土過程處于脫鈣階段。改良利用水土保持和綜合開發(fā)：以小流域?yàn)閱挝贿M(jìn)行全面規(guī)劃，承包治理;正確處理治坡和治溝的關(guān)系，應(yīng)當(dāng)坡面與溝谷同時(shí)自上而下的系統(tǒng)治理，正確處理工程措施與生物措施關(guān)系。旱作農(nóng)業(yè)：保墑耕作；地面覆蓋；節(jié)水灌溉。四、初育土（一）、紫色土由紫紅色砂頁巖風(fēng)化形成的地域性土壤。紫色土多與紅壤交錯(cuò)分布，滇中分布在海拔1500~2500米，滇南為海拔1000~2000米。植被為云南杉、常綠闊葉林或灌叢草地。成土母質(zhì)多為中生代的紫紅色砂葉巖。土壤酸堿適中，土層薄，蓄水性差，適宜烤煙種植。紫色土面積為495.98萬公頃。成土過程：母巖的快速物理崩解和頻繁侵蝕堆積作用，以及碳酸鈣的不斷淋失，而生物積累作用則較弱。云南紫色土分類（3個(gè)亞類）酸性紫色土分布于酸性紫色巖層的平緩崗地和低平槽谷母巖多為紫色砂巖。粘土礦物一般以蛭石、水云母為主。有機(jī)質(zhì)和全氮含量高于其它紫色土亞類，而全磷和全鉀量則較低。土壤PH6.5~7.5。中性紫色土母巖中碳酸鈣較少或在成土過程中已明顯淋溶。粘土礦物以蛭石、水云母或蒙脫石、水云母為主。土壤PH6.5~7.5。主要種植糧倉作物。石灰性紫色土由鈣質(zhì)紫色砂頁巖風(fēng)化發(fā)育而成。母巖以鈣質(zhì)紫色混巖為主，粘土礦物以水云母或蒙脫石為主。有機(jī)質(zhì)含量低，全磷和全鉀則高。土壤PH高于7.5。改良利用加強(qiáng)水土保持，嚴(yán)禁陡坡開墾，坡地改梯地，土、水、林、草綜合治理；結(jié)合水土保持發(fā)展微型水利，集雨蓄水灌溉；廣辟肥源，增施有機(jī)肥，改良培肥土壤，提高供肥能力；因土種植，合理間套