2022年土壤学复习重点要义 .pdf

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1、学习必备欢迎下载土壤 是指覆盖于地球表面，具有肥力特征的、能够生长绿色植物的疏松物质层。土壤肥力 ：土壤在某种程度上能同时不断地供给和调节植物正常生长发育所必需的水分、养分、空气和热量的能力。四大肥力因素：水、肥、气、热。原生矿物：来自火成岩或变质岩次生矿物：原生矿物、火山灰或各种风化产物通过化学或生物作用转变主要成土岩石：岩浆岩、沉积岩、变质岩风化作用：指地壳最表层的岩石在空气、水、温度和生物活动的影响下，发生机械破碎和化学变化 的过程。物理风化（大多属于热力学风化）风化作用化学风化（溶解、水化、水解、氧化）生物风化（根系机械破碎、生物化学作用）土壤母质： 裸露的岩石经风化作用而形成的疏松的

2、、粗细不同的矿物颗粒的地表堆积体，是形成土壤的母体。土壤有机质： 是指存在于土壤中的所有含碳的有机物质，它包括土壤中各种动、植物残体，微生物体及其分解和合成的各种有机物质。土壤有机质由生命体 和非生命体 两大部分有机物质组成。来源：含量多少与气候、植被、地形、土壤类型、耕作措施等密切相关组成：二、土壤有机质的转化矿质化过程：土壤有机质在土壤微生物及其酶的作用下， 分解 成二氧 化碳和水 ，并 释放 出其中的 矿质养分 的过程。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 8 页学习必备欢迎下载腐殖化过程：各种有机化合物通过微生物的合成

3、或在原植物组织中的聚合转变 为组成和结构比原来有机化合物更为复杂 的新的有机化合物。影响转化过程的因素1.有机残体的特性（物理状态 紧实状态 ；化学组成； C/N 微生物分解需有机质到C/N为 25 ：1 ）2.土壤水分和通气状况3.土壤特性（温度、PH 、质地）有机质在土壤肥力中的作用提供作物需要的各种养分增强土壤的保水保肥能力和缓冲性改善土壤的物理性质促进土壤微生物的活动促进植物的生理活性减少农药和重金属的污染土壤有机质的调节措施【1】增加有机质的来源（因地制宜）1.种植绿肥作物（豆科类作物）2.增施有机肥料3.秸秆还田【2】调节土壤有机质的分解速率1 调节土壤水、气、热状况，控制有机质的

4、转化2 合理的耕作和轮作3 调节碳氮比率和土壤酸碱度土壤孔隙性：指土壤孔隙 总量 及大、小 孔隙 分布 。土壤比重： 单位体积（不包含粒间孔隙的体积）土壤固体部分的重量与同体积水重量之比。一般耕地土壤比重平均2.65。土壤容重： 单位体积自然状态下土壤（含粒间孔隙的体积）的干重（单位g/cm3 ） 。容重大小，随土壤质地、结构和有机质含量及土壤松紧状况而异；对作物生长发育最适宜的容重1.1-1.2 g/cm3。土壤孔隙度： 在一定容积的土体内， 土壤孔隙容积占整个土体容积的百分数（亦称总孔隙度） 。孔隙度 (%) = （ 1 容重 / 比重） 100 孔隙度的大小，与土壤结构、质地和有机质含量

5、有关。土壤孔隙比：土壤孔隙容积与土粒容积的比值。土壤孔隙比 = 孔隙度 / （1 孔隙度）孔隙类型： 毛管孔隙（土壤水分在这种孔隙中能为毛细管引力所吸持，因而决定着土壤蓄水性，常见于粘土）和非毛管孔隙（主要作用是通气透水，决定着土壤的通气性和排水状况，常见于砂土） 。土壤结构： 土粒（单粒和复粒）的排列、组合形式。包含着两重含义：结构体和结构性。通常所说的土壤结构多指结构性。土壤结构体：土粒（单粒和复粒）互相排列和团聚成为一定形状和大小的土块或土团。土壤结构性： 由土壤结构体的种类、数量（尤其是团粒结构的数量）及结构体内外的孔隙状况等产生的综合性质。块状和核状结构（长、宽、高大致相似；碎块小而

6、且边角明显）棱柱状结构和柱状结构片状结构（横轴大于纵轴）团粒 ( 粒状和小团块 ) 结构精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 8 页学习必备欢迎下载土壤结构的管理1. 增施有机肥2. 实行合理轮作3. 合理耕作、水分管理4. 施用石灰或石膏5. 土壤结构改良剂的应用一、土壤水的类型划分吸湿水：干土从空气中吸着水汽所保持的水吸附水 ( 束缚水 ) 膜状水：土壤颗粒表面上吸附的水分形成水膜根据土壤水分受力毛管上升水：地下水随毛管上升而被保存在土壤中的水分。毛管水毛管悬着水： 在地下水位很深的地区，降雨或灌水之后，由于毛管力保存在土

7、壤上层中的水分重力水：土壤含水量超过田间持水量时，多余的水分受重力支配向下渗透，这部分水称为重力水田间持水量： 当毛管悬着水达到最大数量时的土壤含水量。（吸湿水、 膜状水和毛管悬着水）土壤由干到湿依次出现吸附水、毛管水和重力水。土壤水分含量表示1. 质量含水量（土壤中水分质量与干土质量的比值）m = (W1-W2)/W2 100 2. 容积含水量（单位土壤总容积中水分所占的容积分数）v = m 为土壤容重3. 相对含水量（土壤含水量占田间持水量的百分数）相对含水量 (%) = (土壤含水量 / 田间持水量 ) 100 4.土壤水贮量 （一定厚度土层内土壤水的总贮量；相当于一定土壤面积，一定土层

8、厚度内有多少 mm 的水层）土壤水贮量(mm) = 水容% 土层厚度 (mm) 土壤水的能态及有效性基本原理： 任何物质包括土壤水在内，在孤立系统中和恒温条件下，总是 由自由能高处自发地向自由能低处移动（热力学第二定律） 。土水势 ( ) ：土壤水在各种力如吸附力、毛管力、重力等的作用下，其自由能的变化，主要是降低。（基质势、压力势、溶质势（渗透势）和重力势）土壤水是由土水势高处流向土水势低处。土壤水吸力：指土壤水在承受一定吸力的情况下所处的能态，简称吸力。土壤水的有效性：指土壤水能否被植物吸收利用及其难易程度。萎蔫系数： 当植物因根无法吸水而发生永久萎蔫时的土壤含水量。它因土壤质地、 作物和

9、气候不同而不同。（上限： 萎蔫系数； 下限： 田间持水量；两者之间差值为土壤有效水的最大含量）受土壤质地 、结构 和有机质含量 的影响。三、土壤水分平衡和调节精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 8 页学习必备欢迎下载田间土壤水分平衡：指一定面积和厚度的土体，在 一定时间 内，土壤水的 收支平衡状况。水 = 水收 水支W = P + I + U ET R In D （ET 为蒸散量）土壤水的调控措施主要包括土壤水的保蓄和调节。1、耕作措施秋耕中耕镇压等 2 、地面覆盖薄膜覆盖秸秆覆盖 3 、灌溉措施喷灌、滴灌、渗灌 4 、生物

10、节水一、土壤空气组成（与近地大气相比）特点：（1）土壤空气中的CO2含量高于大气。（2）土壤空气中的O2含量低于大气。（3）土壤空气中水汽含量一般高于大气。（4）土壤空气中含有较多的还原性气体。如CH4、H2等。土壤空气的对流：指土壤与大气间由总压力梯度（温度、风力、气压、降水）推动的气体的整体流动，也称气体质流。土壤空气的扩散：在分压梯度的作用下，驱使CO2气体分子不断从土壤中向大气扩散，同时使 O2分子不断从大气向土壤空气扩散，也称土壤呼吸。土壤通气性： 泛指土壤空气与大气进行交换以及土体内部允许气体扩散和通气的能力。 （取决于粗孔数量）调节措施1、调节土壤水分含量2、改良土壤结构3、通过

11、各种耕作手段来调节土壤通性对旱作 土壤，有中耕松土，深耙勤锄，打破土表结壳，疏松耕层等措施。对于 水田 土壤，可通过落水晒田、晒垡，搁田及合理的下渗速率等措施。二、土壤热量和热性质热量的来源： 主要来自太阳辐射能，部分来自生物热 （微生物），地球内热 （火山口、 温泉）。土壤热容量： 指单位质量（重量）或容积的土壤每升高（或降低）1所需要（或放出的）热量。水CV有机质CV 矿物质CV 气 CV CV=1.9Vm+2.5Vo+4.2Vw（Vm 、Vo、Vw和 Va分别为土壤矿物质、有机质、水和空气在单位体积土壤中所占体积比。）土壤水是影响土壤热容量的决定性因素土壤导热率 ( ) ： 土壤具有对所

12、吸收热量传导到临近土层性质，称为导热性。导热性大小用导热率表示。土壤热性质土壤导热率的大小主要决定于土壤孔隙的多少和含水量的多少。土壤的热扩散率（D） ：指在标准状况下，在土层垂直方向上每厘米距离内，1的温度梯度下，每秒钟流人1 cm2土壤断面面积的热量，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 8 页学习必备欢迎下载使单位体积（1cm3）土壤所发生的温度变化。主要决定于土壤水和空气的比例影响土壤热量状况的因素（1） 天文及气象因素：（2）地理位置：如纬度、海拔、坡向等（3）土壤的组成和性质：如土壤水分和空气含量、土壤有机质含量等

13、（4） 土面状况：如植物覆盖与积雪、表土颜色、平坦度等土壤热量状况的调节 耕作施肥：热性肥、冷性肥、温性肥 灌溉排水 覆盖和遮荫 应用增温保墒剂二、土壤胶体及其基本特性矿质胶体 : 层状硅酸盐类的粘土矿物和铁、铝、硅等的氧化物及其水合物类的粘土矿物土壤胶体（ 1100nm ）有机质胶体 : 主要是腐殖质有机矿质复合体: 土壤有机质胶体有5090% 与矿质胶体结合补充 ：层状硅酸盐矿物的晶层即是由硅氧片（四面体）和水铝片（八面体）叠合而成的1 1 型矿物：一层硅氧片和一层水铝片叠合而成，主要为高岭石类矿物。2：1 型矿物：由两层硅氧片中间夹一层水铝片叠合而成的，分膨胀型矿物（蒙脱石类和蛭石类）和

14、非膨胀型矿物（水云母类）。胶体构造：胶核：胶粒的基本部分，由粘粒矿物、腐殖质、蛋白质等成分所组成。决定电位离子层：胶核表面有一层带电的离子层，这层带电的离子决定着胶粒的电荷符号和电位大小。补偿离子层 ：决定电位离子层产生的静电引力吸附粒间溶液中带相反电荷的离子，形成补偿离子层。扩散层： 距离远的受静电引力较小，离子活动性大，疏散分布，称扩散层。土壤胶体的性质带电性分散性与凝聚性带电原因：1. 同晶置换2. 表面分子解离3. 断键（高岭石带电主要原因）4. 胶体表面从介质中吸附离子2.3.4项等原因引起的胶体带电荷，因受介质PH值影响，故称为可变电荷 。土壤中离子的吸附和交换、土壤酸碱性、缓冲性

15、、土壤结构性、土壤耕性、某些土壤水分性质等无不与土壤胶体的上述两个特性密切相关。分散性： 土壤胶体分散在土壤溶液中，由于胶粒有一定的电动电位 ，有一定厚度的 扩散层 相隔，而使之能 均匀分散 呈溶胶态精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 8 页学习必备欢迎下载凝聚性： 当加入电解质 时，胶粒的动电电位降低 趋近零， 扩散层减薄 进而消失，使胶粒相聚成团，此时由溶胶转变为凝胶。不同的电解质使胶体呈现不同的电动电位，一般是一价离子二价离子三价离子。电动电位 大的离子，分散性强，凝聚性 弱；反之，则分散性弱，凝聚性强。一价阳离子如K

16、+、 Na+、NH4+等引起的凝聚是可逆的，由Ca2+、Fe3+等二、三价离子引起的凝聚作用，一般是不可逆的。阳离子的静电吸附阳离子交换： 土壤胶体表面所吸附的阳离子与土壤溶液中的其它阳离子相互交换的过程。土壤阳离子吸附与交换作用阳离子的专性吸附：主要是过渡金属离子，土壤胶体物质主要是铁、铝、锰等的氧化物被吸附金属离子均为非交换态（探矿、地球化学；土壤重金属污染与转换，植物营养学）阳离子交换特点：一个可逆的反应，可以迅速达到平衡 是等价离子交换 服从质量作用定律（化学反应速率与反应物的有效质量【浓度】成正比）阳离子的交换能力：指一种阳离子将胶体上另一种阳离子交换出来的能力。影响因素：（1）电荷

17、价的影响（2）离子的半径及水化程度（3）离子浓度土壤阳离子交换量（CEC ） ：指每千克干土所吸附的全部交换性阳离子的厘摩尔数，以cmol(+)/kg表示。直接反映了土壤的保肥、供肥性能和缓冲能力。影响因素：（1）质地粘土 壤土 砂壤土 砂土（2）胶体类型（3）土壤酸碱性 PH 胶体可变负电荷量阳离子交换量（4）盐基饱和度致酸离子： H和 Al3+ 盐基离子： Ca2+、Mg2+、K、Na+、 NH4等盐基饱和度：指土壤中各种交换性盐基离子的总量占阳离子交换量的百分数。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 8 页学习必备欢迎下

18、载土壤阳离子吸附与交换作用土壤对阴离子的静电吸附（土壤中铁、铝、锰的氧化物是产生正电荷的主要物质。）阴离子的负吸附： 指电解质溶液加入土壤后阴离子浓度相对增大的现象。土壤对阴离子的专性吸附发生于胶体双电层内层，直接与胶体表面的配位离子（配位基）置换，故又称配位基交换阴离子的专性吸附现象相当普遍，对磷酸根等养分离子的固定能力很强。 （华南地区）阴离子的静电吸附的特点：1.产生静电吸附的阴离子主要是Cl-、NO3-、ClO4-离子等2阴离子浓度、离子价、互补离子等对阴离子交换作用的影响和阳离子的吸附与交换作用相似。3阴离子吸附数量与土壤pH有关。土壤养分的有效化过程是一个对立矛盾的发展进程，如土壤

19、中缓效养分的分解释放和化学固定的矛盾，土壤胶体上养分元素的解吸释放和吸附保存的矛盾。主要影响因素：1、离子的饱和度（土壤中某种交换性阳离子的数量占阳离子交换量的百分数）2、互补离子的影响（与某种交换性阳离子的共存的其他交换性阳离子称为互补离子）3、粘土矿物的种类土壤供肥性调节：1.合理施肥，提高供肥性能（有机无机肥结合）2.合理耕作和灌溉，促进养分的转化供应（以耕促肥，以水促肥）3.用养结合，进行合理的轮、间、套作4.消除有毒物质改善养分供应状况五、影响土壤供肥性的化学条件（1）土壤溶液（土壤的液相部分）组成和浓度（2）土壤酸碱反应土壤中的氢离子和铝离子是土壤酸性的根源。碳酸钙是维持中性至微碱

20、性反应的物质基础。碳酸钠的存在是土壤呈碱性与强碱性的原因。按其为 溶液态 或胶体吸附态 而分为两大类型，即活性酸 和潜性酸 。潜性酸： 土壤的潜性酸是由土壤胶体上吸附的氢离子和铝离子所引起的酸度。碱性土壤中氢氧离子的来源主要是弱酸强碱盐 水解的结果。总碱度是指土壤溶液或灌溉水中碳酸根、重碳酸根的总量。总碱度 =CO32-+HCO3- cmol(-)/L 碱化度（钠碱化度：ESP ）是指交换性钠离子占阳离子交换量的百分数精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 8 页学习必备欢迎下载影响土壤酸碱性的因素1气候（东南酸，西北碱） 5人

21、类活动（石灰、草木灰；硫酸铵）2地形 6盐基饱和度3母质 7土壤含水量4植被（红树林）土壤酸碱性对土壤养分和作物生长的影响（兴趣）酸性土指示植物：铁芒箕、映山红、石松、茶；石灰性土的指示植物：蜈蚣草、柏木；碱土的指示植物：剪刀股土壤酸碱性的调节酸性土通常用石灰、草木灰来改良碱性土通常用石膏、硫磺或明矾（硫酸铝钾）来改良。（3）土壤的缓冲性土壤的缓冲性 ：指酸性或碱性物质加入土壤，土壤具有缓和其酸碱反应变化的性能。土壤缓冲量：土壤溶液改变一个单位pH值时所需要量的酸或碱的厘摩尔数。土壤缓冲作用的机制1. 土壤胶体的阳离子交换作用2. 土壤溶液中的弱酸及其盐类的存在3. 土壤中两性物质的存在母质（理化性质）气候（风化，生物活动）自然因素生物（ 最活跃的因素）地形（重新分配母质；水热）时间（非直接，土壤剖面发育）成土因素具有两重性（合理vs 不合理）人为因素通过改变各自然因素起作用土壤剖面土壤剖面：从地面向下至母质的土壤垂直纵断面。土壤发生层：有成土作用形成的平行于地表具有发生学特征的土层。土壤剖面构型：各发生层有规律的组合、有序的排列状况。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 8 页