土壤學課件教材

主講：張鳳銀土壤學

SoilScience總學時：36

其中課堂講授：26

實驗課：10

緒論第一節(jié)土壤在人類農(nóng)業(yè)和自然環(huán)境中的重要性

Theimportanceofsoilinthehumankindagricultureandnaturalenvironment

土壤的主要功能健康的土壤給我們?nèi)祟愄峁崈舻目諝夂退?、充裕的作物、森林、草地；形形色色的動物；美麗的風景土壤是人類生存的條件馬克思說：土壤是世代相傳的人類生存條件和再生產(chǎn)條件。一、土壤是人類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基地（一）土壤是植物生長繁育和生物生產(chǎn)的基地

植物生長的基本要素：日照（light）宇宙因子熱量(heat)空氣(air)二重因子養(yǎng)分(nutrients)

土壤因子水分(water)支撐(mechanicalsupport)生長因子1、養(yǎng)分庫的作用2、養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和循環(huán)作用3、雨水的涵養(yǎng)作用4、生物的支撐作用5、環(huán)境作用全球氮磷的儲備和分布環(huán)境單位N（109t）P（106t）大氣陸地

生物土壤水域

生物沉淀物水體地殼3.8×10612.29×1028．99×1020．974×1062×10414×106----2×10316×10413810612×1043×106肥料

土壤有機物無機物土壤是地球綠地表面具有生物活性和多孔結構的介質(zhì)。具有很強的吸水和持水能力。地球上的淡水總儲藏量0.39億km2

其中可利用水占10.5%(0.041億km2),冰雪+深層水89.5%(0.349億km2)（二）植物生產(chǎn)、動物生產(chǎn)以及土壤利用管理三者之間的關系植物生產(chǎn)土壤利用管理動物生產(chǎn)二：土壤是地球表層系統(tǒng)自然地理環(huán)境的重要組成成分自然環(huán)境的五大要素：土壤圈、巖石圈、水圈、生物圈、大氣圈五大圈層的概念：

在地球綠地表面，人類或生物生存的環(huán)境稱為自然環(huán)境大氣圈：圍繞地球的空氣。連續(xù)包圍地球的最外圈層，上界約在1000公里高空，下界可深入地下幾百米。但空氣主要密集于近地面幾公里的高度。水圈：地球中或接近地球表層的所有水體。包括地表和地殼內(nèi)的水，但主要分布于海洋，河流和湖泊。巖石圈：地球表層的堅硬外殼---地殼。陸地地殼平均厚33公里。生物圈：地球環(huán)境中的活的有機物質(zhì)部分。在大氣圈10公里的高度，整個水圈、土壤圈、巖石圈表層約3公里深處都有生物生存。

土壤圈：土壤表層連續(xù)或間斷分布的土壤部分。大氣圈生物圈巖石圈水圈土壤圈土壤圈與地球其他圈層的關系三土壤是地球陸地生態(tài)系統(tǒng)的基礎1、保持生物活性、多樣性和生產(chǎn)性2、對水體、溶質(zhì)的流動起調(diào)節(jié)作用3、對污染物具有過濾、緩沖、降解和戒毒作用4、具有儲備和循環(huán)養(yǎng)分和其他元素的功能四、土壤是最珍貴的自然資源（一）土壤資源的數(shù)量是有限性1、tooshadow2、permanentlyfrozen3、primeland4、toodry5、toohumid6、chemicallyimbalanced綜觀人類歷史，許多古代文明的發(fā)祥地，多在有肥沃土地的河流沿岸首先興起，如黃河、長江、尼羅河、幼發(fā)拉底河等。

在土壤資源遭受嚴重破壞時，生態(tài)體系瓦解，環(huán)境惡化，也會使文化衰落，城市毀滅。世界上不少古代文化遺址，當年曾是肥田沃土，人類居住過的繁榮地區(qū)，而今卻是大沙漠或荒蕪人煙之地。

我國土壤資源現(xiàn)狀耕地面積：14.9億畝，居世界第4位人均耕地面積：1.4畝，居世界第113位林地人均面積：1.8畝，居世界第118位草地人均面積：3.9畝，居世界第83位

國土總面積：960萬平方公里，居世界第3位醒目數(shù)字：耕地面積每年減少700~1000萬畝中低產(chǎn)耕地占總耕地的三分之二森林砍伐速度每年2010萬畝土壤侵蝕面積近150萬平方公里每年土壤流失量達50億噸，沙化面積2000萬畝。

人類只有一個地球，拯救地球，拯救土壤，拯救人類，已成為人們的共識。在聯(lián)合國召開的世界環(huán)境大會上，提出21世紀是環(huán)境的世紀。我國土壤資源存在的重要問題人均耕地數(shù)量少，且逐年下降土壤質(zhì)量下降，包括水土流失、沙漠化、鹽堿化、養(yǎng)分含量下降、三廢污染可開墾荒地資源后備不足土壤資源的可變性再生資源：有條件，用養(yǎng)結合才能地力常新。有限性：環(huán)境條件的改變和人為因素的影響都會引起現(xiàn)有土壤資源的改變，有些變化是不可逆轉(zhuǎn)的。土壤資源空間分布的固定性位置的固定類型的固定數(shù)量的固定土壤資源時間分布的連續(xù)性形成過程的連續(xù)性人類利用的連續(xù)性第二節(jié)土壤和土壤肥力的概念一、土壤的概念土壤：指覆蓋于地球陸地表面能夠生長綠色植物的疏松多孔結構的表層。

土壤可以劃分為：自然土壤和農(nóng)業(yè)土壤或耕作土壤。

（一）獨立的歷史自然體具有獨特的形成規(guī)律具有時間尺度受自然環(huán)境條件的制約（二）土壤物質(zhì)組成固相：有機物、礦物質(zhì)液相：土壤溶液氣相：CO2

、O2、N2和其他氣體土壤礦物：原生礦物、次生礦物土壤有機質(zhì)：動植物殘體、土壤微生物、土壤動物、腐殖質(zhì)土壤固體的土粒礦物質(zhì)：占固體95%有機質(zhì)：占固體5%粒間的孔隙氣體:O2、N2水分：土壤溶液各種生物：昆蟲、蠕蟲、原生動物，藻類及微生物等。最適宜植物生長的土壤類型礦質(zhì)土壤的固相物質(zhì)組成（重量比）

二、土壤肥力的概念（soilfertility）土壤肥力：是指土壤在植物生活期間，能供應和協(xié)調(diào)植物生長所需的水分、養(yǎng)分、空氣、熱量和其他生活條件的能力。正確理解土壤肥力概念的幾個觀點1、肥力要素的動態(tài)變化性2、肥力要素之間的同等重要性3、肥力要素之間的對立統(tǒng)一性4、土壤肥力≠土壤生產(chǎn)力土壤肥力不是固定不變的，具有發(fā)生、發(fā)展規(guī)律：自然肥力(naturalfertility)：是指在自然因素（氣候、生物、母質(zhì)、地形和時間）綜合作用下形成的肥力。

人工肥力(man-madefertility)：指土壤在自然因素和人為因素（通過耕種、熟化過程）的綜合作用下發(fā)育形成的肥力。有效肥力（activefertility）：在一定條件下，在當季生產(chǎn)中表現(xiàn)出來的且產(chǎn)生經(jīng)濟效益的肥力。潛在肥力（potentialfertility）：土壤本身所具有的肥力。土壤生產(chǎn)力：土壤在其土壤肥力、環(huán)境條件和人為因素的綜合作用下所能產(chǎn)生的經(jīng)濟效益。三、現(xiàn)代土壤學的研究對象和主要任務1.

土壤學是研究土壤中物質(zhì)運動和能量變化規(guī)律，以及它與其他環(huán)境因子、植物生長的關系科學。2、研究任務：（1）土壤圈物質(zhì)循環(huán)與全球土壤變化（2）水土資源的時空變化、開發(fā)利用和恢復重建（3）土壤肥力演變規(guī)律、發(fā)展趨勢與調(diào)控對策（4）農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展、區(qū)域治理與生存、環(huán)境建設第一章土壤母質(zhì)與土壤形成巖石母質(zhì)土壤目的和要求：

1、了解土壤的形成過程。

2、掌握五大成土因素在土壤形成過程中的作用。重點：巖石、母質(zhì)、土壤之間的區(qū)別。難點：各成土因素對土壤形成的作用。第一節(jié)土壤母質(zhì)的形成一、土壤母質(zhì)的來源：地殼物質(zhì)的元素組成：主要為氧和硅（二）成土的主要礦物：（一）

原生礦物礦物種類

次生礦物礦物：是經(jīng)各種地質(zhì)作用，自然產(chǎn)生于地殼中的化合物或單質(zhì)，是具有一定化學成分和物理性質(zhì)的自然均質(zhì)體，是組成巖石的基本單位。自然界礦物有三千多種，造巖礦物只有幾十種，且主要是硅酸鹽類（即硅的含氧鹽）礦物（占地殼重量的80%）。

1.

原生礦物：凡起源于巖漿，而存在于巖漿巖中的礦物。如石英、長石、白云母、黑云母、輝石、角閃石等。2.次生礦物：原生礦物經(jīng)過風化作用，使其組成和性質(zhì)發(fā)生改變，而形成的新的礦物。1、成分簡單的鹽類：方解石、食鹽、石膏等2、成分復雜的各種次生層狀鋁硅酸鹽3、各種晶質(zhì)和非晶質(zhì)的含水硅、鋁、鐵氧化物。粘粒礦物次生礦物種類層狀鋁硅酸鹽礦物：其晶體是由硅氧四面體和鋁氧八面體兩種基本單元構成。按晶片疊合方式基本上有三種：

1型：1片硅氧片和1片水鋁片疊合。如高嶺石類礦物。

1型：2片硅氧片之間夾1片水鋁片構成。

膨脹型：蒙脫石類和蛭石類礦物。非膨脹型：水云母類礦物。混合型：其晶層是混層的。有規(guī)則混層的如211型的綠泥石；無規(guī)則混層的，如綠泥石—水云母。

（三）成土的主要巖石1.巖漿巖：由巖漿冷凝而成的巖石。特點：沒有層次，沒有化石，不含有機沉淀物。如噴出巖（安山巖）、淺成巖（花崗斑巖）、深成巖（花崗巖）等。2.沉積巖：由各種先成巖（巖漿巖、變質(zhì)巖、原有沉積巖）經(jīng)風化、搬運、沉積、重新固結而成的巖石。特點：一般具有成層性，常含有化石如礫巖、砂巖、頁巖等3.變質(zhì)巖：地殼中的巖漿巖等受地殼運動或巖漿活動的影響，在高溫高壓下，使原有巖石內(nèi)部發(fā)生劇烈變化，如使礦物重新排列，甚至化學成分發(fā)生劇烈變化，而形成新的巖石。如片麻巖、千枚巖、大理巖等。二、巖石的分化與土壤母質(zhì)的形成1.巖石的風化作用：概念：地殼表層堅硬巨大的巖石，在生物、物理、化學等因素的綜合作用下，發(fā)生崩解破碎和分解作用，由大變小，由小變成細粒，其礦物成分和化學成分發(fā)生改變的作用，叫巖石的風化作用。巖石、礦物風化的程度和特點：一方面決定于礦物、巖石本身的化學成分和結構，另一方面也取決于外界環(huán)境條件。

2.風化作用的類型

物理風化作用

化學風化作用

生物風化作用物理風化作用：巖石因受物理因素作用而逐漸崩解破碎的過程。如溫度、冰凍的擠壓、流水的沖刷、風等的磨蝕。特點：巖石由大變小，變細粒，但化學成分不變。化學風化作用：巖石因化學因素作用而引起的破壞過程。特點：使已破碎的巖石進一步變細，而且使巖石發(fā)生礦物組成和化學成分的改變，產(chǎn)生新物質(zhì)。分類：①溶解作用②水化作用③水解作用④氧化作用生物風化作用：巖石在生物影響下所引起的破壞作用。影響：①機械破碎作用②生物化學作用3.母質(zhì)特性的發(fā)育母質(zhì)：巖石經(jīng)風化作用的產(chǎn)物。母質(zhì)的特性：●改變了與水分和空氣的關系，產(chǎn)生了對水和空氣的通透性，為進一步風化創(chuàng)造了條件?！窠?jīng)化學風化等產(chǎn)生微細粘粒，出現(xiàn)了毛管孔隙，產(chǎn)生了毛細管，具蓄水性。●隨著透氣性、透水性和蓄水性的產(chǎn)生，母質(zhì)開始具備了肥力因素中的水、氣、熱條件。同時由于粘粒的形成，產(chǎn)生了膠體物質(zhì)，具一定的吸附功能。注意：母質(zhì)并不是土壤，因為它缺乏完整的肥力！●首先缺氮●其次，母質(zhì)的通透性、吸附性、保蓄性之間，尚未很好的統(tǒng)一。巖石、母質(zhì)與土壤的區(qū)別巖石母質(zhì)土壤緊實、通透性差、蓄水能力差，無吸附性、無生物活動疏松多孔、通透性強、有一定蓄水性，具有吸附性、很少有生物活動。疏松多孔、通透性較強、有一定蓄水性，具有吸附性、生物活動強。養(yǎng)分含量高。4.母質(zhì)風化程度與土壤肥瘦的關系●脫鹽基作用：母質(zhì)在化學風化過程中，失去堿性元素，轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓猁}類的溶液，能被雨水淋溶而流失，同時產(chǎn)生一種不穩(wěn)定的鋁硅酸，這一過程稱為~?！衩摴枳饔茫翰环€(wěn)定的鋁硅酸水解，分離出膠狀氧化硅，在堿性條件下，其也可被雨水淋溶流失，此過程謂之~。●高硅性土：含鹽基豐富，土壤吸水、保水、保肥能力強。膨脹性強，持水力高，滲透率低，易與腐殖酸緊密結合而形成穩(wěn)固的團聚體，故土質(zhì)較好。不同化學風化程度的母質(zhì)，很大程度上影響土壤的肥力?！竦凸栊酝粒汉邘X石多，土壤吸水、保水、保肥性差；膨脹性少，持水力低，滲透率高，難以形成穩(wěn)固的團聚體，土壤理化性狀差，土質(zhì)差，需改良。三、風化產(chǎn)物搬運與堆積的類型母質(zhì)水、冰川風、重力母質(zhì)甲處乙處搬運作用母質(zhì)類型：分類的依據(jù)：按風化產(chǎn)物搬運力與沉積特點的不同而分。（一）殘積物直接由基巖風化形成且未經(jīng)外力搬運的母質(zhì)。特點：母質(zhì)來源基巖、上下層顆粒的大小從粗到細逐漸過渡。分布的部位在山丘的頂部。（二）坡積物

在重力和雨水沖刷的影響下，將山坡上部的風化產(chǎn)物搬運到坡腳或谷地堆積而成的。特點：分布在山腰或山腳。搬運距離不遠，分選度差，層次不明顯，通氣透水性好，養(yǎng)分、水分較豐富。（三）洪積物由于山區(qū)臨時性的洪水暴發(fā)，洪水夾帶巖石碎屑、砂粒、粘粒等物沿山坡下瀉至山前平緩地帶沉積而成。特點：分選性差，山谷出口為碎石、巨礫、和粗砂，沉積厚度深，層次不明顯；在沉積扇邊緣沉積的物質(zhì)較細，多為細砂、粉砂或粘粒，沉積厚度漸減，層次較明顯。（四）河流沖積物巖石的風化產(chǎn)物，受河流經(jīng)常性流水侵蝕、搬運，在流速減緩時沉積于河谷地區(qū)的沉積物。特點：成層性成帶性：上游粗，下游細；近河粗，離河遠則細。成分復雜。（五）湖積物由于湖水泛濫沉積而成的沉積物，分布于湖的周圍。特點：沉積物質(zhì)較細，有分選性，成層性；（六）海積物：海邊的海相沉積物，由于海岸上升或江河入海的回流淤積物露出水面而形成。

特點：沉積物質(zhì)地有細有粗，質(zhì)地細的養(yǎng)分含量高，質(zhì)地粗的則低。但都有鹽分，含量多會對植物有傷害。（七）風積物

風力吹來的泥砂堆積而成的沉積物。可分為風積沙丘和黃土二類。砂丘：風力將砂粒搬運，在前進途中遇障礙物或風速減低而堆積形成。特點：沉積物質(zhì)質(zhì)地粗，砂性大，水分、養(yǎng)分缺乏，形成的土壤肥力極低。黃土：可能是風力搬運堆積而成，也可能是水流搬運堆積而成。特點：沉積物質(zhì)以粉砂粒為主，大小均一，土質(zhì)疏松多孔，通透性好，易受侵蝕。另外，黃土風化度低，含鹽基成分豐富，是肥沃的成土母質(zhì)。（八）冰漬物：由冰川夾帶的物質(zhì)搬運沉積而成；特點：沉積物質(zhì)無成層性和分選性；巖石碎塊與大小顆?；齑?，在大的石礫上可見擦痕。也可能是由于冰川融化的流水運積作用而形成的冰水沉積物。特點：母質(zhì)層深厚，質(zhì)地粘細，呈棕紅色，酸性強，養(yǎng)分較缺乏。母質(zhì)類型殘積物坡積物洪積物河流沖積物水湖積物海積物冰漬物冰川風積物砂丘風黃土運積母質(zhì)：經(jīng)自然界各種外力搬運到其他地方重新堆積的母質(zhì)。第二節(jié)土壤的形成一、生物在土壤形成中的作用●植物具有選擇吸收礦質(zhì)養(yǎng)分的性能●植物具有集中養(yǎng)料的能力●植物具有保蓄養(yǎng)料的能力●有些植物(另含有某些微生物)具有固氮的能力生物選擇性吸收集中保蓄作用生物固氮作用營養(yǎng)元素從無到有，由少到多。有機物質(zhì)的合成過程實質(zhì)圖示：生物在土壤中的作用有機物質(zhì)

無機物微生物使有限的養(yǎng)分進入無限的循環(huán)●由于生物的作用，在地面上不斷地進行著有機質(zhì)的合成和分解，使母質(zhì)能夠不斷地集中累積養(yǎng)分，協(xié)調(diào)和完善其他肥力因素，使土壤肥力得到進一步的發(fā)展和完善，從而把母質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橥寥?，所以有機質(zhì)的合成與分解可以說是土壤形成過程的特點或主要內(nèi)容，而推動這個過程的是生物，故生物作用是土壤形成過程中的主導因素。二、地質(zhì)大循環(huán)與生物小循環(huán)對土壤肥力的影響地質(zhì)大循環(huán)：巖石風化物巖石特點：時間長、范圍廣，植物的養(yǎng)分有被向下淋失的趨勢，是一個地質(zhì)學過程。●風化作用沉積作用生物小循環(huán)：風化釋放出的無機養(yǎng)分生物有機體無機養(yǎng)分特點：時間短、范圍小，植物營養(yǎng)元素有向上富集的趨勢，是一個生物學過程?！駧r漿巖成土母質(zhì)風化作用變質(zhì)巖海洋土壤微生物植物沉積巖成土作用風化作用風化作用變質(zhì)作用有機質(zhì)分解淋溶作用淋溶作用養(yǎng)分釋放養(yǎng)分吸收沉積作用養(yǎng)分吸收風化作用大小循環(huán)示意圖地質(zhì)大循環(huán)生物小循環(huán)大小循環(huán)的關系：對立統(tǒng)一相互矛盾：因為地質(zhì)大循環(huán)是營養(yǎng)元素淋失過程，生物小循環(huán)是營養(yǎng)元素集中積累過程。2.相互關聯(lián)：生物小循環(huán)是在地質(zhì)大循環(huán)的基礎上進行。沒有地質(zhì)大循環(huán)，巖石中的營養(yǎng)元素就不能釋放，生物就無法生活；生物小循環(huán)就不能進行。無生物小循環(huán)，地質(zhì)大循環(huán)可進行，但釋放出的養(yǎng)料得不到累積和集中。3.相互統(tǒng)一：兩者矛盾統(tǒng)一是土壤的形成、肥力的產(chǎn)生和發(fā)展的基礎。土壤的形成與發(fā)展就是上述兩個循環(huán)相互作用的結果。三、各種自然因素在土壤形成過程中的作用（土壤形成因素）道庫恰耶夫（俄國，土壤學家，1887）提出五大成土因素。母質(zhì)、氣候、生物、地形和時間1、母質(zhì)作用：（1）構成土壤礦物質(zhì)部分的基本材料；（2）植物礦質(zhì)養(yǎng)料的最初來源；（3）影響土壤的理化性質(zhì)（質(zhì)地、酸堿性、元素的種類和含量、通透性等）；（4）影響成土過程的速度、性質(zhì)和方向。2、氣候

氣候?qū)ν寥赖男纬捎绊懯菑碗s、多方面的。其中以溫度和濕度的影響最為重要。作用：（1）直接影響風化過程的方向和速度；（2）影響生物的組合方式；（3）影響物質(zhì)的淋溶和淀積；（4）影響土壤的地帶性分布。寒冷多濕溫暖干燥針葉林植被和真菌區(qū)系的組合分式灰化土草原植被與好氣性細菌區(qū)系的組合方式草原類型土壤1、形成有機物質(zhì)2、富集元素3、保持水分3、生物生物在土壤形成過程中起主導作用植物：

富集養(yǎng)分和合成有機物質(zhì)動物：分解、破碎有機殘體、搬運疏松土壤微生物：分解有機質(zhì)、合成腐殖質(zhì)、固定N素4、地形作用：（1）水熱的重新分配；（2）母質(zhì)的重新分配。坡度和地面徑流的關系在一定范圍內(nèi)：土壤坡度越大，地表徑流越大；地表徑流越大，土壤流失越大；地表徑流越大，土壤發(fā)育程度越慢。坡度與土壤剖面的關系隨著土壤坡度的增加：整個土層厚度下降；

A層變?。?/p>

B層變??；

A/B層的粘粒比增加；

PH增加；地下水位埋深增加。5、時間———上述四個成土因素綜合作用時間的長短。土壤的相對年齡—土壤的個體發(fā)育程度?？梢杂猛寥腊l(fā)生層的分化來判斷土壤發(fā)育年齡的大小。（如：下頁示意圖）

土壤的絕對年齡—土壤從母質(zhì)層上開始發(fā)育算起直至目前的具體時間。以年為單位計算。

ACCAB

小結因素作用母質(zhì)土壤的物質(zhì)基礎氣候（熱量）土壤的能量來源生物無機物有機物太陽能化學能地形制約地表物質(zhì)和能量再分配時間作用效果隨時間的增長而加強

四、人類生產(chǎn)活動對土壤形成的影響●栽培作物，吸收土壤養(yǎng)分，補給土壤養(yǎng)分，影響土壤的理化生物性狀?！窀鳎纳仆寥赖奈锢硇誀?，創(chuàng)造疏松的耕作層，增加土壤的通透性。●耕作結合施肥，改善了土壤養(yǎng)分條件?！窈侠砉喔扰潘?，調(diào)節(jié)土壤的空氣、溫度條件，促進有機質(zhì)的合成與分解。人類對土壤形成的作用是加快土壤發(fā)育的進程。土壤剖面：指從地面向下挖掘而裸露出的垂直切面。鑒別：顏色、質(zhì)地、結構、松緊度、新生體、PH值、石灰反應等。五、土壤的形態(tài)特征土壤剖面意義：1.通過土壤剖面的研究，可以了解成土因素對土壤形成過程的影響，以及土壤內(nèi)部的物質(zhì)運動、肥力特點等如何反映在土壤外部形態(tài)上？2.研究土壤剖面是研究土壤性質(zhì)，鑒別土壤類型的重要方法之一。覆蓋層（A0）淋溶層（A）淀積層（B）母質(zhì)層（C）基巖（D）A1A2典型自然土壤的剖面結構：殘落物腐殖質(zhì)層淋溶層耕作土壤的剖面結構：耕作層（A）底土層（C）

犁底層（P）心土層（W）旱地情況耕作層（A）：受耕作、施肥、灌溉影響變化最大的層次；有機質(zhì)強烈分解，養(yǎng)分含量豐富，顏色較暗，疏松易耕，結構良好。犁底層（P）：受耕犁壓實以及土壤粘粒向下淋溶，在此層淀積而成。較緊實，有保水保肥的作用。心土層（W）：居P層以下，受耕作、施肥影響較小的層次；該層常發(fā)育成不同的層次，如青泥土、白土層等。底土層（C）：人類生產(chǎn)活動對此層幾乎無影響。根系極少。耕作土壤的剖面結構：耕作層（淹育層）（A）青泥層（潛育層）（G）

犁底層（P）斑紋層（潴育層）（W）水田情況思考題：1.什么叫巖石的風化作用？巖石風化可以分為哪幾個類型？它們之間的風化特點及其結果如何？2.區(qū)別巖石、母質(zhì)、土壤的差異，并說明它們時間的關系。3.為什么說大小循環(huán)的矛盾統(tǒng)一是土壤形成的基礎？4.簡述人類生產(chǎn)活動在農(nóng)業(yè)土壤形成中的作用，并舉例說明之。第二章土壤肥力的物質(zhì)基礎土壤固體的土粒礦物質(zhì)：占固體95%有機質(zhì)：占固體5%粒間的孔隙氣體：O2、N2等水分：土壤溶液各種生物：昆蟲、蠕蟲、原生動物，藻類及微生物等。一、土壤礦物質(zhì)四、土壤膠體二、土壤生物三、土壤有機質(zhì)本章主要內(nèi)容：一、土壤礦物質(zhì)組成和化學組（一）元素組成1.幾乎包括元素周期表中所有元素；2.O、Si、Al、Fe為主，四者共占92%左右；3.植物必需營養(yǎng)元素含量低，分布不平衡。

第一節(jié)土壤礦物質(zhì)地殼和土壤的平均化學元素組成（重量%）元素地殼中土壤中元素地殼中土壤中O47.049.0Mn0.100.085Si29.033.0P0.0930.08Al8.057.13S0.090.085Fe4.653.8C0.0232..0Ca2.961.37N0.010.1Na2.51.67Cu0.010.002K2.51.36Zn0.0050.005Mg1.370.6Co0.0030.0008Ti0.450.4B0.0030.001H0.15?Mo0.0030.0003（二）土壤的礦物質(zhì)組成1、原生礦物

1）原生礦物以硅酸鹽和鋁硅酸鹽為主；

以氧化硅和硅酸鹽礦物占絕對優(yōu)勢。常見的有石英、長石、云母、輝石、角閃石等。2）原生礦物類型和數(shù)量決定于礦物的穩(wěn)定性；

石英最穩(wěn)定，是粗土粒的主要成分；白云母和長石較穩(wěn)定，在粗土粒中較多；黑云母、角閃石、輝石等暗色礦物易風化。3）原生礦物是植物養(yǎng)分的重要來源。如：Ca、Mg、K、P、S等。

2、次生礦物

1）原生礦物分解轉(zhuǎn)化形成的礦物。2）以粘土礦物為主，又以結晶層狀硅酸鹽礦物為主；3）此外有Si、Al、Fe的氧化物及其水合物。

第一節(jié)土壤礦物質(zhì)二、土壤的粒級與性質(zhì)土粒：土壤的礦物以顆粒的形式存在，稱為土壤的顆粒，簡稱土粒。土壤的粒級：把土壤顆粒粒徑大小相近、

性質(zhì)相同的歸為一類。為什么要進行分級？粒級名稱石塊小圓礫砂粒粉粒粘粒簡化制粒徑（mm）>33~1粗砂粒中砂粒細砂粒粗粉粒中粉粒細粉粒粗粘粒中粘粒細粘粒1-0.50.5-0.250.25-0.050.05-0.010.01-0.0050.005-0.0010.001-0.00050.0005-0.0001<0.0001物理性砂粒物理性粘粒1-0.01<0.01表1卡慶斯基土粒分級標準粒級名稱粒徑（mm）石礫砂粒粉砂粒粘粒表2國際制土粒分級標準2-0.20.2-0.02>20.02-0.002<0.002粗砂粒細砂粒特點是：十進位制，分級少而便于記憶，但分級界限的人為性太強。共同點：粒級的基本級別有四：石礫、砂粒、粉砂粒和粘粒。卡慶斯基土粒分級標準特點：大于1mm的叫石礫，1-0.01mm的稱為物理性砂粒，小于0.01mm的叫物理性粘粒。國際制土粒分級標準特點：1、各粒級土粒的礦物組成為什么要進行土粒分級？2、各粒級土粒的化學組成

砂粒和粉砂粒以石英和長石等原生礦物為主，二氧化硅含量較高；粘粒中，則以次生層狀硅酸鹽礦物為主，

鐵、鉀、鈣、鎂等的含量較多。粒級P（%）K（%）Ca(%)砂粒0.051.42.5粉粒0.12.03.4粘粒0.322.53.4

化學組成（P、K、Ca）3、不同粒級的物理性質(zhì)表面積吸附性粘結性塑性脹縮性持水性粘粒粉粒砂粒三、土壤質(zhì)地分類土壤質(zhì)地：土壤中各種粒級土粒含量（重量）百分率的組合。質(zhì)地分類：是按土壤中各粒級的構成情況，人為的劃分成的幾個類別。表4卡慶斯基制質(zhì)地分類砂土壤土粘土松砂土緊砂土壤砂土輕壤土中壤土重壤土輕粘土中粘土重粘土質(zhì)地名稱物理性粘粒（<0.01mm）(%)灰化土草原土、紅壤、黃壤堿化土、堿土0-55-1010-200-55-1010-200-55-1010-1520-3030-4040-5020-3030-4545-6015-2020-3030-4050-6565-80>8060-7575-85>8540-5050-60>65

考慮到土壤類型的差別，主要是交換性陽離子如H+、Ca2+、Na+等對土壤物理性質(zhì)的影響。

所考慮的粒級比較概括，只區(qū)分為物理性粘粒（<0.01mm）和物理性砂粒（>0.01mm）兩級的相對含量。特點：表4國際制質(zhì)地分類砂土類壤土類粘土類砂質(zhì)壤土壤土粉砂質(zhì)壤土砂質(zhì)粘壤土粘壤土粉砂質(zhì)粘壤土砂質(zhì)粘土壤質(zhì)粘土粉砂質(zhì)粘土粘土重粘土質(zhì)地分類0-4535-4545-10055-8540-550-5515-2515-2515-250-3020-4545-8525-4525-4525-4545-6565-1000-150-150-15類別質(zhì)地名稱砂土及壤質(zhì)砂土粘粒(<0.002mm)粉砂粒(0.02-0.002mm)砂粒(2-0.02mm)0-150-1585-100粘壤土類55-8530-550-400-200-4545-750-550-3555-7510-550-300-550-35各粒級所占%（質(zhì)量%）特點：1.根據(jù)粘粒含量多少確定質(zhì)地大類別：2.根據(jù)砂粒、粉砂粒含量進一步細分。粘粒含量低于15%者：砂土類和壤土類粘粒含量15%-25%者：粘壤土類粘粒含量大于25%者：粘土類粉砂粒含量超過45%者：質(zhì)地名稱前冠以“粉砂質(zhì)”字樣。砂粒含量大于85%者：砂土類砂粒含量55%-85%者：質(zhì)地名稱前冠以“砂質(zhì)”字樣。砂土壤土粘土松砂土緊砂土壤砂土砂粘土粉粘土壤粘土粘土質(zhì)地組各粒級所占%（重量%）>7060-7050-60表5我國土壤質(zhì)地分類試行標準砂粒(1-0.05mm)砂質(zhì)土粉土粉壤土粘壤土粗粒(0.05-0.01mm)細粘粒(<0.001mm)>20<20>40<30>20<20>40>30>50>3030-3535-40>40特點1.根據(jù)分類標準，對石礫含量超過

1%的，在質(zhì)地名稱前冠以“少砂質(zhì)”或“多礫質(zhì)”字樣。2.若石礫含量小于1%，則在質(zhì)地名稱前不必標明無礫質(zhì)字樣。（一）砂質(zhì)類土壤1、水分透水性好、保水抗旱性性能差；2、養(yǎng)分養(yǎng)分缺乏、保肥耐肥性能差，施肥后肥效見效快，但不持久；3、溫度溫度變幅大、晝夜溫差大；4、耕性土壤疏松、結持力小、易耕，但耕性差四、土壤質(zhì)地和土壤肥力1、水分透水性差、保水抗旱性性能差；2、養(yǎng)分養(yǎng)分豐富、保肥耐肥性能好，施肥后肥效見效慢快，但持久；3、溫度溫度變幅小、晝夜溫差??；4、耕性土壤結持力大、難耕，適宜耕作的時間短。（二）粘土類土壤（三）壤質(zhì)類土壤兼有砂土、黏土的優(yōu)點，即它既有沙土的良好的通透性、耕性、發(fā)小苗等優(yōu)點，也有黏土對水分、養(yǎng)分的保蓄性、肥效穩(wěn)而且長等優(yōu)點。因此，就土壤而言，壤土是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)較為理想的一類土壤。表6幾種植物適宜生長的土壤質(zhì)地范圍質(zhì)地范圍主要植物粘土、粘壤土水稻、豌豆、蠶豆粘壤土、粘土枇杷粘壤土油菜、大豆、玉米粘壤土、壤土大麥、甘蔗、白菜礫質(zhì)粘壤土、壤土茶壤土、粘壤土小麥、蘋果、桑、梨砂壤土-粘壤土黃麻、甘藍、萵苣、桃、柑橘砂壤土、壤土棉花、甘薯、馬鈴薯砂壤土、礫質(zhì)壤土葡萄砂壤土粟、花生、蘿卜礫質(zhì)砂壤土煙草砂土、砂壤土西瓜四、土壤質(zhì)地的改良1、增施有機肥：提高土壤中的有機質(zhì)量分數(shù)，改良土壤結構，從而消除過粘或過砂土壤所產(chǎn)生的不良物理性質(zhì)。2、摻砂摻粘，客土調(diào)劑：用以調(diào)整砂粘比例，以達到改良質(zhì)地、改善耕作，提高肥力的目的。一般砂粘比例以3：7或4：6為好！表7有機肥改良土壤板結試驗（南京土壤研究所）處理施用量土壤板結有機質(zhì)發(fā)棵情況產(chǎn)量增產(chǎn)率堆腐稻草還田7500很松軟0.415.442920.7生稻草還田7500松軟0.714.042920.5

混施大麥草7500松軟0.6115.843121.1和苕子單施苕子7500稍松軟0.4914.840714.4對照板結0.410.4356情況（%）（公斤/畝）（公斤/畝）（每穴株數(shù)）（%）3、耕翻法：“翻淤壓砂法”或“翻砂壓淤法”，對于砂土層下不深處有粘土層或粘土層下不深處有砂土層，可通過深翻使砂粘摻合，以達到合適的砂粘比例，改善土壤物理性質(zhì)，提高土壤肥力。4、引洪漫淤法：沿江沿岸的砂質(zhì)土壤，通過把洪水有控制引入農(nóng)田，使細泥沉積于砂質(zhì)土壤中，達到改良質(zhì)地和增厚土層的目的。第二節(jié)土壤生物

一、土壤微生物：類型、數(shù)量和作用：細菌：是土壤中微生物數(shù)量最多的一個類群。每克干土中其總表面積達20cm2.自養(yǎng)型：硝化細菌和硫化細菌，對土壤肥力有重要作用。異養(yǎng)型：分解有機質(zhì)，提供給植物有效養(yǎng)分方面起著積極的作用。放線菌：數(shù)量次于細菌，在潮濕、通氣良好的土壤中旺盛生長。pH在6.0-7.5之間最適生長。它在分解復雜的較穩(wěn)定的有機化合物，如纖維素、幾丁質(zhì)、磷脂類等時表現(xiàn)處較強的能力。真菌：土壤中的真菌主要是霉菌和蕈菇。霉菌在有機質(zhì)豐富、通氣好的表層數(shù)量最大。在分解有機物質(zhì)時能自始至終分解到底。蕈菇大多與植物的根共生，形成菌根。增強了對養(yǎng)分、特別是對磷的吸收，能使樹木在貧瘠的土壤上生長。菌根增加磷等養(yǎng)分的有效性的機理有：

通過外延菌絲大大增加吸磷表面積；

降低菌絲際pH值，有利于磷的活化；

VA真菌膜上運載系統(tǒng)與磷的親和力高于寄主植物根細胞膜；

植物所吸收的磷以聚磷酸鹽的形式在菌絲中運輸效率高；

土壤微生物的分布特點：多分布于土壤礦物質(zhì)和有機顆粒的表面，附著或纏繞在土壤顆粒上，形成無機—有機—生物復合體或無機—有機—生物團聚體。2.根際土壤中微生物的數(shù)量比根外土壤中多。3.表層土壤中微生物的數(shù)量一般比底層高。4.在不同氣候、植被、土壤類型下，微生物的類群、數(shù)量都有很大不同。5.土壤微生物的數(shù)量和類群，隨土壤熟化程度提高而增多。6.土壤中同時存在各種類群的微生物（土壤是個不均質(zhì)體）二、其它土壤生物蚯蚓：通過它的活動，不僅使有機質(zhì)與土壤得到充分攪和，形成良好結構，而且移動時留下縫隙，改善了土壤通透性，土壤變疏松。被譽為“生物犁”。肥沃的草地：500條/m2；一般耕地：3-300條/m2；2.線蟲：數(shù)量大，10萬-100萬條/m2；一般以各種腐敗的有機質(zhì)和土壤中其他微動物或細菌和藻類為生。3.原生動物：鞭毛蟲為主；吞食細菌有利于有效養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化。幾千—幾十萬個/克土。主要分布于表土。二、土壤酶土壤生物產(chǎn)生的酶：游離酶、胞內(nèi)酶和胞外酶。

第三節(jié)土壤有機質(zhì)土壤有機質(zhì)：泛指存在于土壤中的各種含碳的有機化合物。土壤有機質(zhì)的含量一般為5%以下（礦質(zhì)土壤），有的土壤高達20%（有機質(zhì)土壤），多數(shù)土壤在1-2-3%。類型：新鮮的有機質(zhì)半分解的有機殘體腐殖質(zhì)（主要，85~90%）

腐殖質(zhì)：有機質(zhì)經(jīng)過微生物分解和再合成的一種褐色或暗褐色的大分子膠體物質(zhì)。一、土壤有機質(zhì)的來源及類型來源動植物、微生物殘體和有機肥料森林植被下土壤：有機殘體主要來自地上部凋落物，4-5噸/公頃.年；

草本植物下的土壤有機殘體主要來自根系，黑土地區(qū)達9.3噸/公頃.年（風干根重）；

耕作土壤，植物殘體主要來源根茬，達2-3噸/公頃.年。土壤有機質(zhì)含量與氣候、植被、地形、土壤類型、農(nóng)耕措施密切相關。不同土壤中含量差異很大。

目前，我國土壤有機質(zhì)含量普遍偏低。總體而言,北方土壤有機質(zhì)含量高于南方土壤。有機物質(zhì)的化學組成：成分

纖維素半纖維素木質(zhì)素蛋白質(zhì)脂肪、樹脂等

%

2－10

0－2

30－50

28－351－8

二、土壤有機質(zhì)的轉(zhuǎn)化（一）礦質(zhì)化定義：在微生物的作用下，把復雜的有機質(zhì)分解為簡單無機化合物，稱為土壤有機質(zhì)的礦質(zhì)化。1、碳水化合物的轉(zhuǎn)化

(C6H10O5)n+nH2O=nC6H12O6

C6H12O6+O2

CO2+H2OC6H12O6C4H8O2+CO2+H2

H2+CO2

CH4+H2O在低溫、嫌氣條件下,有機酸變?yōu)镃O2和H2O的過程受到阻礙,產(chǎn)生有機酸的累積,從而造成植物根系萎縮、腐爛。如：甲酸3.2×10-3

M、乙酸4.6×10-3

M、正丁酸7×10-4

M，就會對植物根系產(chǎn)生較嚴重的危害。解決辦法：排水曬田、施草木灰（中和酸、補充K素）、有機肥施用前進行堆漚。2、含氮有機化合物的轉(zhuǎn)化

①

②蛋白質(zhì)氨基酸NH3或NH4+

③④

NO3-

N2（N20）（①水解作用、②氨化作用、③硝化作用、④反硝化作用）3、含硫化合物的轉(zhuǎn)化含硫蛋白質(zhì)（半）胱氨酸H2SSH2SO4

SO42-

缺氧有氧4、含磷化合物的轉(zhuǎn)化核蛋白蛋白質(zhì)+核酸素核酸+磷酸+有機堿卵磷脂甘油磷酸酯

磷酸5、脂肪、樹脂、蠟質(zhì)、單寧

這類物質(zhì)的成分復雜、結構復雜，一般難分解，而且反應往往不徹底。（1）有氧分解成CO2、H2O和有機酸；（2）無氧分解成酚類物質(zhì)。6、木質(zhì)素的礦質(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。（二）有機質(zhì)的腐殖化定義在微生物的參與下，把復雜的有機質(zhì)轉(zhuǎn)化為簡單化合物的同時形成一種新的復雜穩(wěn)定的高分子有機化合物的過程，稱為有機質(zhì)的腐殖化。腐殖化過程

有機殘體糖蛋白木質(zhì)素、單寧等

利用

分解代謝產(chǎn)物合成產(chǎn)物多元酚、醌（醌、氨基酸）（氨基酸、肽等）腐殖質(zhì)腐殖質(zhì)小結礦質(zhì)化減少土壤有機質(zhì)、釋放養(yǎng)分的一個過程腐殖化合成有機質(zhì)，增加土壤有機質(zhì)的一個過程（三）影響有機質(zhì)轉(zhuǎn)化的因素1、有機質(zhì)的組成和狀態(tài)化學成分單糖、淀粉、水溶性蛋白、粗蛋白易分解纖維素、木質(zhì)素、脂肪、蠟質(zhì)難分解半纖維素、果膠中間類型物理狀態(tài)：多汁、幼嫩比干枯、老化的易分解；粉碎的易分解C/N：

（有機殘體含碳總數(shù)/含氮的總數(shù)）理想的C/N為20~25：1C/N大，不易分解

小，易于分解

N素生物固定與有效化過程與有機物C/N比密切相關。C/N＞25時，產(chǎn)生N素“生物固定”；C/N＜25時，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，直接還田易造成微生物與作物爭奪N素，造成N素的生物固定。秸稈還田應配施化學N肥：一般畝施秸稈300－400kg,需要配施化學純N3－4kg。2、土壤環(huán)境條件

水分（60-80%田間持水量）好氣：水少氣多,微生物活動旺盛,有機質(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,有機質(zhì)腐殖化合成腐殖質(zhì)

溫度（25-30OC）

PH值（6.5-7.5）

其它因素（鹽分、重金屬）

質(zhì)地

質(zhì)地愈粘重，腐殖化系數(shù)愈高，愈難分解

三、土壤腐殖質(zhì)是多種化合物聚合而成的混合物主體：腐殖酸和它的鹽類（85-90%）其他：一些簡單的化合物如多糖、氨基糖、多糖醛酸苷（10-15%）腐殖質(zhì)：由于這些簡單化合物和腐殖質(zhì)緊密結合，難于完全分離，所以把這些簡單化合物和腐殖酸合在一起，統(tǒng)稱為腐殖質(zhì)（humic）。腐殖物質(zhì)：而把各種腐殖酸稱之為腐殖物質(zhì)（humussubstance）。（一）土壤腐殖質(zhì)的分離提取和組分分離腐殖質(zhì)的困難之處：

腐殖質(zhì)和土壤礦物質(zhì)緊密膠結在一起，不易分離。

腐殖物質(zhì)與各種簡單的有機化合物結合在一起，很難用化學或物理方法分離。

用任何溶劑處理時，都可能引起有機分子的某種程度的變性。磨細過篩后的土樣除去動植物碎屑含腐殖質(zhì)的土樣用NaOH稀液浸提過濾胡敏素溶液（黑色殘余物）酸化后過濾胡敏酸富里酸（褐色沉淀）（黃色沉淀）（二）土壤腐殖質(zhì)的組成與性質(zhì)1、元素組成C、H、O、N、S、P、Fe、Si、Ca、Mg等，其中C的含量為58%，N的含量為5.6%。其C/N比為10

1~12

1。C:N:P:S=100:10:1:1—120:10:1:12、分子結構與分子量及顏色分子結構：單體為芳核結構，其上有許多功能團，如：—COOH、—NH2、—OH等。分子量：由于方法不同，結果不同，但一般為幾千至幾萬不等。顏色：整體為黑色，但由于不同組分腐殖酸分子量的大小和發(fā)色基團組成比例的不同，呈黃、褐和黑色等。3、電性（以帶負電為主）主要是由分子表面的羧基、酚羥基和醇羥基的解離或吸附造成的。4、穩(wěn)定性如：溫帶土壤的腐殖質(zhì)壽命為200~1500年5、吸水性親水膠體，吸水量可達本身重量的五倍以上。胡敏酸和富里酸是土壤的主要腐殖物質(zhì)（三）土壤腐殖物質(zhì)的組成和特性元素組成方面：胡敏酸中的碳、氮含量較富里酸高，氧含量明顯較低。腐殖酸胡敏酸范圍（n=39）平均C（%）H（%）O+S（%）N（%）富里酸范圍（n=12）平均50.4-59.63.1-7.031.3-40.72.8-5.955.14.935.94.243.4-52.64.0-5.840.1-49.81.6-4.346.54.845.92.8我國主要土壤表土中腐殖物質(zhì)的元素組成(無灰干基)（2）含氧功能團方面：盡管胡敏酸中的酚羥基、酮基和甲氧基的含量與富里酸沒有明顯差別，但羧基和醇羥基的含量都比富里酸低，而醌基則較富里酸高。而且羧基的酸性也不相同，富里酸中的羧基的酸性比胡敏酸強。我國主要土壤表土中腐殖物質(zhì)的含氧功能團（cmol/g）含氧功能團胡敏酸富里酸羧基0.275-0.4810.639-0.845酚羥基0.221-0.3470.143-0.257醇羥基0.224-0.4260.515-0.581醌基0.090-0.1810.054-0.058酮基0.032-0.2060.143-0.254甲氧基0.032-0.0950.039（3）與同一土壤中的富里酸比較，胡敏酸的化學穩(wěn)定性較高。胡敏酸的分子量大于富里酸：前者在890-2770

之間，后者在670-1450之間。胡敏酸的芳化度比富里酸大。有必要指出：胡敏酸和富里酸盡管有上述差別，但它們之間并沒有截然不同的界線，事實上，不同土壤中無論胡敏酸或富里酸均各不相同。四、土壤有機質(zhì)在土壤肥力上的作用及調(diào)節(jié)（一）土壤有機質(zhì)在土壤肥力上的作用1、營養(yǎng)作用

1.1為植物提供營養(yǎng)：土壤有機質(zhì)所含營養(yǎng)元素全面而豐富。其中氮、磷、硫含量較高。1.3保蓄養(yǎng)分的作用：土壤腐殖質(zhì)是帶負電荷的酸性膠體，可以吸附眾多陽離子如K+、Ca2+、Mg2+等。1.2促進土壤養(yǎng)分的有效化：土壤有機質(zhì)礦化產(chǎn)生有機酸，腐殖化產(chǎn)生腐殖酸，這些酸對土壤礦物成分有一定的溶解能力。2、改良土壤

2.1改善土壤結構，增強土壤蓄水性、通氣性、耕性

2.2改善土壤溫度

2.3提高土壤的緩沖性3、解毒作用

3.1絡合一些有毒的金屬離子

3.2溶解農(nóng)藥4.其他作用：腐殖質(zhì)的某些分解產(chǎn)物可以促進微生物和植物的生理活性；胡敏酸可以改變植物體內(nèi)的糖類代謝，促進還原糖的累積提高細胞滲透壓，增強抗旱能力。胡敏酸還可以促進過氧化氫酶的活性，加速種子發(fā)芽合養(yǎng)分吸收過程，增加生長速率。

（二）土壤有機質(zhì)的調(diào)節(jié)1.保持和提高土壤有機質(zhì)是土壤有機質(zhì)調(diào)節(jié)的主要關鍵一般情況下，作物吸收的的N和P有1/3來自肥料，2/3來自土壤，而土壤中一半左右的P和95%N是有機態(tài)的，這些有機態(tài)的N和P被微生物分解后，釋放養(yǎng)分供作物吸收。有機質(zhì)礦質(zhì)化有機質(zhì)腐殖化適度礦化，釋放養(yǎng)分提供給作物適度腐殖化，形成腐殖質(zhì)培肥土壤矛盾統(tǒng)一礦化率：

指每年因礦化作用而消耗掉的有機質(zhì)占土壤有機質(zhì)含量的百分數(shù)。

有機質(zhì)總量—1年后殘成量礦化率=×100%

有機質(zhì)總量氣候：（高溫多濕>低溫干燥）耕作措施：（頻繁>稀少）水熱狀況：（旱地>水田）影響因素：腐殖化系數(shù)：

有機質(zhì)施入土壤后形成的腐殖質(zhì)量與原來施入的有機質(zhì)量的比值。腐殖化系數(shù)=

形成腐殖質(zhì)干重施入有機質(zhì)干重有機質(zhì)類型（木質(zhì)化程度）土壤水熱條件土壤類型有機質(zhì)的礦化率1—4%腐殖化系數(shù)0.2~0.3影響因素：表：幾種有機物質(zhì)的腐殖化系數(shù)土壤有機物質(zhì)紫云英紫云英+稻草稻草旱地水田0.200.260.250.290.290.312、提高土壤有機質(zhì)含量的措施1）增加土壤有機質(zhì)來源增施有機肥合理輪作換茬，用養(yǎng)結合2）調(diào)節(jié)土壤有機質(zhì)轉(zhuǎn)化條件調(diào)節(jié)水熱條件調(diào)節(jié)有機質(zhì)的C:N

調(diào)節(jié)土壤PH值第三章土壤膠體和土壤吸收性能第一節(jié)土壤膠體一、土壤膠體的概念定義凡是直徑小于100nm的土壤顆粒，均稱為土壤膠體。二、土壤膠體組成（一）礦質(zhì)膠體1、層狀硅酸鹽礦物硅氧四面體硅氧片晶層礦物鋁氧八面體水鋁片1:1晶層1:1礦物2:1晶層2:1礦物層狀鋁硅酸鹽礦物的特性：1）高嶺石類礦物晶層屬1:1型晶層之間通過氫鍵連接（7.2埃）晶層間的距離是固定的，不擴展顆粒大、土壤松碎，其塑性、結持性和脹縮性弱保蓄養(yǎng)分能力差，但養(yǎng)分的有效性高2）蒙脫石類礦物晶層屬2:1型晶層之間通過氧鍵連接晶層間的距離不固定，可伸縮（9.6~21.4埃）顆粒小，土壤松碎，其塑性、結持性和脹縮性強保蓄養(yǎng)分能力強，但養(yǎng)分的有效性低3）水云母類礦物晶層屬2:1型晶層之間通過鉀鍵連接晶層間的距離是固定的，不擴展（10埃）其物理性質(zhì)和陽離子吸附性位于高嶺石和蒙脫石之間2、含水鐵、鋁氧化物可以用[Fe2O3?nH2O]、[Al2O3?nH2O]表示；也可用[Fe（OH）3]、[Al（OH）3]表示；它是硅酸鹽礦物徹底分化的產(chǎn)物。它可呈非晶質(zhì)的水凝膠狀，也可脫水老化結晶而成隱晶質(zhì)的粘土礦物。（二）有機膠體主要是腐殖質(zhì)，由于其分子量大，所含的功能團多，因而解離后所帶電量也大，一般帶負電，對土壤膠體電荷影響很大。（三）有機無機復合體據(jù)研究，土壤有機膠體約有50-90%是與礦質(zhì)膠體結合，形成有機無機復合體。腐殖質(zhì)以膠膜形式包被礦質(zhì)土粒，或進入粘土礦物的晶層間。有機無機復合體中有機膠體的結合方式：

游離松結態(tài)腐殖質(zhì)（通過與鈣聯(lián)結的腐殖質(zhì)）吸著聯(lián)結態(tài)腐殖質(zhì)（通過二三氧化物聯(lián)結的腐殖質(zhì)）緊結態(tài)腐殖質(zhì)（與礦物質(zhì)結合的腐殖質(zhì)）一、土壤膠體的結構三、土壤膠體的基本特性：1、具有巨大的比面和表面能2、具有帶電性3、膠體的分散與凝聚性四、土壤膠體電荷的產(chǎn)生1、表面分子解離如：粘土礦物晶層表面—（OH）n粘土礦物晶層表面—（O）m

—+H—

2、同晶置換（硅酸鹽礦物特有）定義：指硅酸鹽礦物晶層中的配位中心離子被大小相近的離子所取代，雖改變了礦物的組成，但晶層的結構未變，稱為同晶置換。Al3+Si4+Mg2+、Fe2+、Mn2+Al3+正電荷不足，于是產(chǎn)生負電荷永久電荷：不受介質(zhì)PH值影響而產(chǎn)生的電荷稱為永久電荷。同晶置換產(chǎn)生的電荷為永久負電荷3、斷?。汗杷猁}粘土礦物在破碎時，引起晶層斷裂，使硅氧片和水鋁片的斷裂邊角上出現(xiàn)電性末中和健。如：Si—O-

，Al—O-

斷健是引起高齡石帶電的主要原因。4、膠體表面從介質(zhì)中吸附離子如：腐殖質(zhì)—NH2+H+

腐殖質(zhì)—NH3+

產(chǎn)生電荷原因表面分子同晶置換斷鍵膠體表面解離吸附離子1：1型主次主次礦物2；1型次主次次礦物腐殖質(zhì)主次次鐵、鋁氧化物主次第二節(jié)土壤吸收性能

表面能引起的吸附（氣體、液體微生物、分子）土壤吸附

帶電引起的吸附（陽離子、陰離子）一、土壤對陽離子的吸收與交換（一）土壤吸收性能定義：土壤膠體具有吸附離子，并與土壤溶液中的離子進行交換的性能，稱為土壤的代換吸收性能。（二）土壤對陽離子的吸收與交換土壤膠體Ca2++2NH4Cl

土壤膠體

2NH4++CaCl2規(guī)律：1）代換作用是可逆反應，且速度快（解釋土壤為什么具有保肥、供肥能力？）2）同號離子等當量或等價交換3）代換無選擇性，但與代換力和離子濃度有關定義：指一種陽離子將膠體上另外一種陽離子交換出來的能力為代換力。

陽離子代換力的順序：

Fe3+>Al3+>H+>Ca2+>Mg2+>NH4+>K+>Na+

影響因素：

（1）電荷的多少（高價>低價）（2）離子半徑和離子水化半徑

代換力大的能將代換力小的離子從膠體上解吸下來；代換力低，但濃度高的離子能將代換力大但濃度低的離子代換出來。思考：解釋為什么能用石灰降低土壤的酸性？（三）陽離子代換量1、定義：PH值為7時，土壤可能吸附代換性陽離子的最大含量，稱為陽離子的代換量。單位：厘摩爾/公斤干土[cmol(+)kg-1]陽離子代換量的大小與土壤的保肥能力有關：保肥能力強中弱（cmol/kg）>2010~20<102、影響陽離子交換量的因素：1）有機膠體含量的影響：有機膠體如腐殖質(zhì)，由于分子大，功能團多，解離后帶電量也多；且有機膠體分散讀高，具有很大的吸收表面，所以有機膠體的陽離子交換量壁無機膠體大。一般為200-500cmol/kg，平均350cmol(+)/kg土壤質(zhì)地與陽離子代換量關系土壤質(zhì)地粘土壤土砂壤土砂土代換量25~307~187~81~5（cmol(+)/kg）（2）土壤質(zhì)地的影響土粒越細，無機膠體數(shù)量越多，交換量更高。土壤膠體的陽離子交換量（厘摩爾（+）/公斤）膠體種類SiO2/R2O3

交換量平均交換量有機膠體200~300350

蒙脫石460~1008