土壤学考试重点 - 图文

绪论

第一节：土壤和肥料的概念

土壤(Soil)是陆地表面由矿物、有机物质、水、空气和生物组成、具有肥力且能生长植物的未固结层。（是发育于地球陆地表面能生长绿色植物的疏松多孔结构表层）

陆地表面：说明土壤在地球上所处的位置；

矿物质、有机物质、水、空气和生物：是土壤这一物质客体的基本必要组成分； 具有肥力，能生长植物：是土壤的基本特性；

未固结层：指其物理状态之疏松多孔，明显有别于坚硬固结的岩石等。 土壤的构成矿物质土粒固体土粒固相多种生物气相（土壤空气）粒间空隙液相（土壤溶液）有机质土壤有机质 在植物生活的全过程中，土壤具有能供应与协调植物正常生长发育所需的养分、水分、空气和热量的能力，这种能力称为土壤肥力(soil fertility)。土壤学中把水、肥、气、热——称为四大肥力因素。 土壤肥力包括自然肥力和人为肥力；自然肥力是指土壤在自然因子即五大成土因素（气候、生物、母质、地形和年龄）的综合作用下发育来的肥力，它是自然成土过程的产物。人为肥力是耕作熟化过程发育而来的肥力，是在耕作、施肥、灌溉及其它技术措施等人为因素影响作用下所产生的结果；在一定农业技术措施下反映土壤生产能力的那部分肥力称为有效肥力；受环境条件和科技水平限制暂不能被植物利用的那部分肥力称为潜在肥力；土壤潜在肥力在一定条件下可转化为有效肥力 凡能直接供给植物生长发育所必需养分、改善土壤性状以提高植物产量和品质的物质，都称之为肥料。包括有机肥料和化学肥料：有机肥料养分释放速度较慢，但肥效较长且兼有提高土壤肥力的作用，相当于医学上的“中药”；化学肥料养分释放速度快，但肥效时间短，植物可直接吸收，相当于医学上的“西药”。 第二节 土壤和肥料学的发展概况 具体见课本 第三节 土壤肥料在农业可持续发展中的地位与作用

1. 土壤是人类农业生产的基地

在人类赖以生存的物质生活中，人类消耗的约80％以上的热量，75％以上的蛋白质和大部分的纤维都直接来源自土壤。农业生产的基本特点是生产出具有生命的生物有机体，为人类提供生活资料和工业原料。 农业生产包括植物生产（种植业）、动物生产（饲养业）和土壤资源利用和管理。 2. 土壤是生态系统的一部分。 3. 土壤作为资源，不同于其它资源，在有限的时间内，受污染的土壤再生的速度非常缓慢，

属于相对不可再生资源。

第一章 土壤的基本物质组成

土壤三相组成：土壤骨骼——矿物质；土壤肌肉——有机质；土壤血液——土壤溶液；土壤空气

第一节 土壤矿物质

土壤矿物质是土壤中所有无机物质的总和（土壤骨骼）

风化作用 土壤矿质形成：岩石：岩石是一种或数种矿物的集合体 土壤母质：岩石的风化产

成土作用

物，又称成土母质 土壤矿物质 1. 成土矿物

矿物 ：是一类产生于地壳中具有一定化学组成、物理性质和内部构造的单质或化合物。它是土壤矿物质的来源；包括原生矿物和次生矿物。原生矿物由地壳深处岩浆冷凝而形成的矿物，包括硅酸盐类、氧化物类、硫化物类、磷化物类；次生矿物是由原生矿物风化演变而形成的新矿物，包括硅铝酸盐矿物、氧化物类矿物。与土壤形成有关的矿物，称之为成土矿物。

2. 土壤矿物的成分与性质

SiO2、Al2O3、Fe2O3占土壤矿物总质量75%

名称石英(quantz)正长石(Orthoclase)斜长石(Plagioclase)白云母(museovite)黑云母(biotite)SiO2化学成分风化特点和分解产物不易风化，是土壤中砂粒的主要来源较易风化，风化后产生高岭土、二氧化硅和盐基物质，正长石含钾较多，是土壤中钾素和粘粒的主要来源KAlSi3O8 nNaAlSi3O8.mCaAl2Si2O8Kal3Si3O10(OH)2白云母抗风化，黑云母易风化，均K(Mg,Fe)3形成粘粒，是土壤中钾素和粘粒的[AlSi3O10](OH,F主要来源)23. 土壤机械组成 土壤机械组成：粗细不同的土粒在土壤中占有的不同的比例，这种大小不同土粒的比例组合称为土壤机械组成，是划分土壤质地的依据

土粒分级：石砾、砂粒、粉砂粒、黏粒；粒径：由大变小。组成：原生矿物 次生矿物，其中0.25mm~0.50mm的属于粗砂粒。 土壤质地

土壤质地（soil texture）：土壤中各粒级土粒含量（质量）百分率的组合。 是划分土壤类型的依据。

种类：砂土、壤土、粘土（黏土） 土壤质地划分

1、国际质地制 ○

砂粒（2-0.02mm）、粉粒（0.02-0.002mm ）、粘粒（<0.002mm） 2、美国农部质地制 ○

砂粒（2-0.05mm）、粉粒（0.05-0.002mm ）、粘粒（<0.002mm） 3、我国质地制 ○

砂土、壤土、粘壤土、粘土 4. 质地与肥力 砂土类

质地特点：松散的土壤固相骨架，砂粒多，粘粒少粒间空隙大 肥力特点：

通气性、透水性强，易耕作 蓄水弱，抗旱能力弱

养分含量少，保肥能力差，有机质分解快，养分供应快 土温变化快

对植物生长影响：发小苗不发老 粘质土类

质地特点：孔隙小，多为极细的毛管孔隙。 肥力特点：

保水保肥性强，养分含量丰富（肥效缓慢，劲长），土温较稳定，温差小。 透水、透气性差，耕作困难，宜耕期短 对植物生长的影响：发老不发小 壤质土类

含有适量的砂粒、粉粒和粘粒，兼砂质土和粘质土的优点，是理想的农业 土壤。 特点：含水量适宜，耕性好，通透性好，相当的毛管孔隙。 5. 不同质地土壤的利用和改良

（1） 土壤质地和作物生长的关系

各种作物所需的最适宜的作物生长环境不同。 土壤环境要求 ：水、肥（供肥、保肥能力）、扎根难易，保温等

砂土：宜种植生长期短根茎类作物，耐旱耐瘠作物，需肥较多；粘土：生长期长的作物 （2） 土壤质地的改良措施

增施有机肥料：有机质的粘结力比砂粒强，比粘粒弱，家畜粪便，绿肥，秸杆还田 客土法：泥入砂，砂掺泥，以改良质地，改善耕性

引洪漫淤法：农田表层土壤，肥，含养料丰富，改良砂质土壤 翻砂压淤，翻淤压砂

第二节 土壤有机质

2.2 土壤有机质

农业土壤有机质来源：作物根系、残茬及根系分泌物；农 家 肥；工业、生活垃圾。土壤有机质三种形态：新鲜有机质、半分解有机质、腐殖质

土壤有机质含量

土壤中有机质含量：0~300g/kg， 有机质土壤：>200g/kg； 矿质土壤：<200g/kg；

耕作土壤：5~50 g/kg；平均：10~20g/kg 东北，华中、华南，华北、西北逐渐降低 一、有机质的组成：成分复杂 C/N:~12 C/P ~100

非腐殖质：半分解有机残体——10%~15%，包括氨基酸、蛋白质、脂肪、糖类、木质素、有机酸等。 腐殖质：有机物质经微生物分解再合成的一类褐色或暗褐色的特殊的高分子含氮有机化合物 ——85%~90%，包括胡敏素、富里酸、胡敏酸 二、土壤有机质的转化

土壤有机质的转化：生物合成和分解有机物的过程统称为土壤有机质的转化。 1、矿质化过程

矿化作用(mineralization)：复杂有机物通过微生物的分解转化为简单的化合物，同时释放出矿质养分的过程。 A. 含氮有机物的转化 水解作用

蛋白质 氨基酸 氨化作用

氨基酸 铵盐 硝化作用

铵盐 硝酸盐 反硝化作用

硝酸盐 气态氮 B.有机物分解的差异

单糖、淀粉和简单蛋白质，粗蛋白质，纤维素、半纤维素，脂肪、蜡质，木质素分解由易到难。

矿化作用的意义

为作物和微生物提供速效养分。 为微生物活动提供能量。

为土壤有机质的腐殖化提供原料。 2 、腐殖质化过程 腐殖质化过程：进入土壤的有机物质在微生物 的作用下转变为比原物质组成更为复杂、结构更为稳定的腐殖质的过程。

腐殖质(humus) ：土壤中特有的、分子结构复杂的一类有机大分子。 分离方法：见课本

腐殖质的组成与形态：组成：C、H、O、N、S（主要成分） Ca、Mg、Fe??（少量）

C：58%；N：5.6%。 C/N：平均10~12:1 (土壤平均值)

形态：1. 游离态：少，红壤。2. 盐类：与Ca、Mg 结合，黑土。3. 凝胶体：与含水三养化物结合。4. 有机无机复合体：与粘粒结合 腐殖质性质：

分子量：变异很大，越复杂，分子量越大； 分子空间体积：黏粒级(纳米nm~微米μm)间；

形状：伸曲性，短棒形，交联构造引起的空隙，比表面积很大（~2000m2/g);

亲水性：吸水容量大，单位重量下是黏土的4~5倍，可以达到本身质量的500%； 颜色：暗色，棕色到黑色 带电性：一般带负电荷。 酸性：主要由羟基产生。

溶解性：胡敏酸不溶于水，K、Na、NH4+等一价盐类可溶，是形成水稳性团粒的重要物质。富里酸溶解度较大，不利于团粒的形成。

吸附性：巨大的比表面积，能吸附养分、水分子和阳离子。 分散性和凝聚性：凝聚作用形成团粒结构。

稳定性：属高分子聚合物，稳定抗分解力强，平均更新周期100年左右。 土壤有机质的转化过程-小结：

CO2、H2O 矿质养分矿化作用土兼气、壤厌氧CH4、H2S有微生物分解有机酸等机质分解作用腐殖化作用多元酚，氨基酸、缩合 胡敏酸三、影响土壤中有机质分解转化的因素 1. 温度

微生物活动响应于温度变化：

无分解：≤0℃ ；

分解随温度而加强：0~35℃ ；升温10℃ ， 分解速率提高2~3倍 最适分解温度：20~35 ℃ 2. 水分

微生物适宜的含水量

<-0.03Mpa, 厌气分解； -0.03~-0.1 Mpa, 适宜分解； >0.3MPa, 分解迅速降低； > -4MPa, only fungi

频繁的干湿交替，强烈促进分解 3.有机源物质性质

醌

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