土壤地理学课件全部.ppt

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1、土壤物质组成及性质土壤物质组成及性质土壤形成、分类与分布土壤形成、分类与分布我国主要的土壤类型我国主要的土壤类型四川的土壤类型四川的土壤类型土壤污染与保护土壤污染与保护制作与主讲：罗明云制作与主讲：罗明云联系方式：联系方式：2194885绪绪 论论土土 壤壤 地地 理理 学电子教案学电子教案China West Normal University1、营养库、营养库2、养分转化和循环、养分转化和循环3、雨水的涵养、雨水的涵养4、支撑、支撑土壤概念及性质土壤概念及性质土壤肥力土壤肥力土壤在地理土壤在地理环境中的地环境中的地位和作用位和作用土壤地理研究土壤地理研究内容与方法内容与方法绪绪 论论Bac

2、k一、土壤概念及性质一、土壤概念及性质特点：体现了土壤的形成过程特点：体现了土壤的形成过程 岩石风岩石风 化化成土过程成土过程土壤；土壤；特点：土壤是一种有生命的物质。特点：土壤是一种有生命的物质。2、土壤性质、土壤性质1、概念：、概念：土壤是地球上能够生长植物并产生收获的疏松表土壤是地球上能够生长植物并产生收获的疏松表，是母质、气候、生物、地形和时间等是母质、气候、生物、地形和时间等5大自然因素综大自然因素综 合作用产产物。合作用产产物。(前苏前苏 威廉威廉 斯斯)土壤是具自动供肥机能和自动调节水、热、气、土壤是具自动供肥机能和自动调节水、热、气、肥机能的一类生物体肥机能的一类生物体(中国中

3、国侯光炯侯光炯)土壤的基本属性土壤的基本属性有肥力有肥力。土壤是一个独立的自然体。土壤是一个独立的自然体。土壤是运动着的自然体。土壤是运动着的自然体。土壤是具有肥力的自然体。它是土壤的本质属性土壤是具有肥力的自然体。它是土壤的本质属性,是土壤学研是土壤学研 究的中心内容究的中心内容3、土壤与土地、土壤与土地 区别区别:土壤是地球上能够生长植物并产生收获的疏松表层土壤是地球上能够生长植物并产生收获的疏松表层 土地是由地球一定高度和深度的岩石、矿藏、土壤、水土地是由地球一定高度和深度的岩石、矿藏、土壤、水份、大气和植被等构成的自然综合体，同时还包括人类劳动份、大气和植被等构成的自然综合体，同时还包

4、括人类劳动的种种结果的种种结果 联系联系:土壤肥力是土壤和土地的基本要素，是二者研究土壤肥力是土壤和土地的基本要素，是二者研究的中心环节的中心环节二、土壤肥力二、土壤肥力1、概念：是指土壤为植物生长供应和协调水分、养分、空气、概念：是指土壤为植物生长供应和协调水分、养分、空气和热量的能力和热量的能力.它是土壤物理、化学、生物性质的综合反应它是土壤物理、化学、生物性质的综合反应.土壤肥力是土壤的本土壤肥力是土壤的本质质属性。属性。土壤肥力有量的区土壤肥力有量的区别别.2、土壤肥力的类型、土壤肥力的类型 自然肥力自然肥力:土壤在自然因素联合作用下所发展出来的肥力土壤在自然因素联合作用下所发展出来的

5、肥力,是自然成土过程的产物是自然成土过程的产物.如：原始森林；如：原始森林；高山土壤高山土壤人为肥力人为肥力:在耕种过程中发展出来的肥力在耕种过程中发展出来的肥力,是农业土壤在耕是农业土壤在耕种种 、施肥、改良及其它技术措施等人为因素影响下产生的结、施肥、改良及其它技术措施等人为因素影响下产生的结果果 经济肥力经济肥力:人为肥力和自然肥力相互作用产生的综合效应人为肥力和自然肥力相互作用产生的综合效应 有效肥力有效肥力:经济肥力在生产中表现出来的那一部分肥力经济肥力在生产中表现出来的那一部分肥力 潜在肥力潜在肥力:没有在生产上表现出来的那一部分肥力没有在生产上表现出来的那一部分肥力3、土壤肥力和

6、土壤生产力的区别、土壤肥力和土壤生产力的区别:土壤肥力土壤肥力:是指土壤为植物生长供应和协调水分、养分、空气是指土壤为植物生长供应和协调水分、养分、空气 和热量的能力。它是土壤的本质属性和热量的能力。它是土壤的本质属性生产力生产力:土壤肥力土壤肥力与与土壤环境土壤环境相互作用而产生的一种综合效应相互作用而产生的一种综合效应 土壤肥力高并不意味着土壤生土壤肥力高并不意味着土壤生产产力就高力就高 强强调农调农田基本建田基本建设设，改良土壤，改良土壤环环境境三、土壤在地理环境中的三、土壤在地理环境中的地位地位和和作用作用、对生物圈的影响。、对生物圈的影响。、对大气圈的影响。、对大气圈的影响。1、土壤

7、圈与其它圈层的相互作用、土壤圈与其它圈层的相互作用、对水圈的影响。、对水圈的影响。、对岩石圈的影响。、对岩石圈的影响。2、土壤地理学与相邻学科的关系、土壤地理学与相邻学科的关系四、四、土壤地理学研究的主要内容和方法土壤地理学研究的主要内容和方法 探讨土壤的探讨土壤的物质组成和性质物质组成和性质;土壤的土壤的形成形成、发生分类发生分类以及土壤类型以及土壤类型地理分布规律地理分布规律;土壤生态环境与土壤的合理土壤生态环境与土壤的合理利利用与保护用与保护二、主要方法二、主要方法1、传统方法、传统方法:野外调查野外调查;土壤定位观测土壤定位观测;室内研究室内研究(包括包括土样的分析测定、图表的编制和调

8、查研究报告的编写等土样的分析测定、图表的编制和调查研究报告的编写等)2、新技术、新方法、新技术、新方法:土样分析测试的自动化土样分析测试的自动化;土壤制图的电土壤制图的电子计算机化子计算机化;土壤动态的遥感监测土壤动态的遥感监测;土壤分析的数据化等土壤分析的数据化等.一、主要研究内容一、主要研究内容练习：练习：土壤三相物质组成土壤三相物质组成土壤胶体土壤胶体固相固相土壤溶液土壤溶液土壤的物质组成及性质土壤的物质组成及性质液相液相气相气相土壤物理性质土壤物理性质一一、土壤物质组成土壤物质组成三相三相固相固相液相液相气相气相有机质有机质矿物质矿物质 液相气相处于彼此消长状态液相气相处于彼此消长状态

9、空气空气25%水分水分25%矿物质矿物质38%有机质有机质12%土壤的容积组成土壤的容积组成一、固相一、固相(一一)土壤矿物质土壤矿物质1、土壤矿物质来源、土壤矿物质来源:成土母质成土母质2、土壤矿物质的类型及性质、土壤矿物质的类型及性质原生矿物原生矿物次生矿物次生矿物 (粘土矿物粘土矿物)原生矿物原生矿物1)、概念、概念:土壤原生矿物是指各种岩石受到不同程度的物理风化而土壤原生矿物是指各种岩石受到不同程度的物理风化而未经化学风化的碎屑物未经化学风化的碎屑物.其原来的化学组成和结晶构造均未其原来的化学组成和结晶构造均未改变改变.2)、类型及性质、类型及性质a、硅酸盐、铝硅酸盐类硅酸盐、铝硅酸盐

10、类b、氧化物类氧化物类c、硫化物类硫化物类d、磷酸盐类磷酸盐类原生矿物原生矿物 次生矿物次生矿物1)、概念、概念 又叫粘土矿物，是由原生矿物经风化作用和成又叫粘土矿物，是由原生矿物经风化作用和成土作用重新形成的另一类矿物，其化学组成和构造都经过改土作用重新形成的另一类矿物，其化学组成和构造都经过改变，而不同于原来的原生矿物它是土壤物质中最细小的部变，而不同于原来的原生矿物它是土壤物质中最细小的部分（粒经分（粒经 草原土草原土 荒漠土荒漠土对对森林土而言森林土而言，热带，热带森林土森林土 亚热带亚热带 温带温带 寒带寒带对对草原土而言草原土而言，热带，热带稀树草原稀树草原 温带温带 荒漠化荒漠化

11、 荒漠化植被荒漠化植被组成成分组成成分a、碳水化合物、碳水化合物耕作土壤耕作土壤:人工施肥人工施肥、作物收获后的残渣以及作物根系分泌物作物收获后的残渣以及作物根系分泌物 (有机酸有机酸)b、含氮化合物、含氮化合物c、木质素、木质素d、含磷、硫化合物、含磷、硫化合物e、脂肪、蜡质、单宁和树脂、脂肪、蜡质、单宁和树脂元素组成：主要是由元素组成：主要是由C、O、H、N、S等元素等元素3、土壤有机质的转化、土壤有机质的转化矿质化过程矿质化过程腐殖化过程腐殖化过程 矿质化过程矿质化过程(COOH)2CO2+H2OO2 细菌细菌例例:C6H12O5(COOH)2+3H2O好气、霉菌好气、霉菌(草酸草酸)(

12、C6H12O5)nnC6H12O5H2O水解水解(葡萄糖葡萄糖)(主要动力是土壤微生物主要动力是土壤微生物)(COOH)2CH3(CH2)2COOH+2H2+2CO2嫌气嫌气.细菌细菌(丁酸丁酸)R(C,4H)2O2CO22H2O能量能量（含碳和氢的化合物）（含碳和氢的化合物）在微生物联在微生物联合作用下合作用下 腐殖化过程腐殖化过程植物残体植物残体腐殖质腐殖质在微生物作用下在微生物作用下（3）土壤腐殖质土壤腐殖质1、土壤腐殖质是指有机质分解后再缩合而成的一系列黑褐色、土壤腐殖质是指有机质分解后再缩合而成的一系列黑褐色 高分子有机化合物高分子有机化合物.2、腐殖质的组成成分、腐殖质的组成成分胡

13、敏酸胡敏酸 (棕色棕色):溶于碱而不溶于酸溶于碱而不溶于酸占腐殖质总质量的占腐殖质总质量的60%富里酸富里酸():既溶于碱又溶于酸既溶于碱又溶于酸黄色黄色胡敏素胡敏素 ():不溶于酸、不溶于酸、碱碱黑色黑色3、腐殖质成分的、腐殖质成分的提取提取4、腐殖质的性质、腐殖质的性质、功能团含量多、功能团含量多(羧基、酚羟基、甲氧基、醌基等羧基、酚羟基、甲氧基、醌基等)COOH;OH;OCH3;OO、分子量很大、分子量很大 (可以从十至几百到大致几百万可以从十至几百到大致几百万)、化学结构成芳香族性、化学结构成芳香族性芳核芳核糖糖多肽多肽金属离子金属离子酚酸酚酸、具有代换吸收性、具有代换吸收性RCOOH

14、+KCI RCOOK+HCI、腐殖质的溶解、凝聚和稳定性、腐殖质的溶解、凝聚和稳定性5、影响土壤有机质转化的因素、影响土壤有机质转化的因素土壤温度土壤温度土壤含水量与通气状况土壤含水量与通气状况 植物殘体的特性：植物殘体的特性：C/N（25-30:1）土壤特性土壤特性6、土壤有机质在土壤肥力上的作用、土壤有机质在土壤肥力上的作用 提供作物和微生物需要的养分提供作物和微生物需要的养分 增强土壤的保肥性增强土壤的保肥性 促进土壤物理性质的改善促进土壤物理性质的改善 其它方面的作用其它方面的作用二、液相二、液相(土壤水分土壤水分)1、土壤水分的来源、土壤水分的来源 土壤水分主要来自大气降水土壤水分主

15、要来自大气降水、灌溉水灌溉水、地下水地下水.此外此外,还包还包 括水汽的凝结括水汽的凝结地面植物截留地面植物截留 30%大气降水大气降水地表径流地表径流进入土壤中进入土壤中进入湖泊进入湖泊、河流河流、海洋海洋(5%)地表蒸发进入大气地表蒸发进入大气(10%)土壤含水情况土壤含水情况土壤由干变湿土壤由干变湿100003115-166.251/28/1001/1000土壤对水分的土壤对水分的保持力保持力(大气压大气压)土壤水分常数土壤水分常数土壤水分类型土壤水分类型吸吸湿湿系系数数(最最大大吸吸湿湿量量)凋凋萎萎系系数数最最大大分分子子持持水水量量(最最小小持持水水量量)田田间间持持水水量量(最最

16、大大毛毛管管持持水水量量)毛毛管管持持水水量量(最最大大持持水水量量)和和饱饱持持水水量量化合水及化合水及结晶水结晶水吸湿水吸湿水膜状水膜状水毛管悬着水毛管悬着水重力水重力水毛管上升水毛管上升水无效水无效水有效水有效水多余水多余水土壤水分有效性土壤水分有效性一定情一定情况下为况下为有效水有效水105所含水分所含水分在在105以上方可以上方可释放释放化学束缚水化学束缚水物物 理理 束束 缚缚 水水毛毛 管管 水水2、土壤水分类型及其特性、土壤水分类型及其特性3、田间土壤水分平衡、田间土壤水分平衡W=PIUETRInD土体储水变化土体储水变化 WD下渗水量下渗水量U上行水量上行水量降水降水P灌溉灌

17、溉 I地表损地表损失失 R截流蒸发截流蒸发 In蒸散蒸散ET4、土壤水分含量的表示方法、土壤水分含量的表示方法(1)、质量含水量、质量含水量土壤质量含水量土壤质量含水量(%)=干土质量干土质量土壤水质量土壤水质量100(2)、容积含水量、容积含水量土壤容积含水量土壤容积含水量(%)=土壤总容积土壤总容积土壤水容积土壤水容积100(3)、相对含水量、相对含水量土壤相对含水量土壤相对含水量=田间持水量田间持水量土壤含水量土壤含水量5、土壤水分的能态、土壤水分的能态(1)、土水势土水势及其分势及其分势a、基质势、基质势(m)由吸附力和毛管力所制约的土水势叫基质势由吸附力和毛管力所制约的土水势叫基质势

18、b、压力势、压力势(p)是指在土壤水饱和的情况下，由于受压力而产生的土水势是指在土壤水饱和的情况下，由于受压力而产生的土水势p=wghvC、溶质势、溶质势(s)是指由土壤水中溶解的溶质而引起的土水势是指由土壤水中溶解的溶质而引起的土水势d、重力势、重力势(g)e、总水势、总水势(t)t=m p s g(2)、土水势的测定、土水势的测定基质势的测定基质势的测定张力计测定法：张力计测定法：加加水水口口真空表真空表水水银银环环连接管连接管深度深度多孔毛瓷环多孔毛瓷环气腔气腔6、土壤水分含量的测定方法、土壤水分含量的测定方法(1)、烘干法、烘干法取样取样称重称重烘至恒重烘至恒重称量称量(2)、灼烧法、

19、灼烧法(3)、中子法中子法(4)、TDR法法TDR（Time-Domain-Reflectometry）时域反射仪时域反射仪LVTVRV脉冲输入脉冲输入到反射的到反射的时间为时间为t波导棒波导棒v=-5.310-22.9210-2a5.510-4 2a 4.310-6 3a 三、气相三、气相:土壤空气土壤空气土壤空气是指土壤中存在的各种气体混合物，它和土壤土壤空气是指土壤中存在的各种气体混合物，它和土壤水共存于土壤孔隙中，是土壤肥力要素之一水共存于土壤孔隙中，是土壤肥力要素之一、土壤空气的来源：主要来自大气、土壤空气的来源：主要来自大气2、土壤空气的组成、土壤空气的组成气体气体近地表的大气近地

20、表的大气土壤空气土壤空气O2(%)CO2(%)N2(%)其它气体其它气体(%)20.940.0378.050.980.9878.880.240.150.6518.020.03土壤空气与大气组成的差异土壤空气与大气组成的差异(1)、土壤空气中的、土壤空气中的CO2含量高于大气含量高于大气(2)、土壤空气中的、土壤空气中的O2含量低于大气含量低于大气(3)、土壤空气中水汽含量一般高于大气、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气体、土壤空气中含有较多的还原气体3、土壤与大气间的气体交换：土壤空气和大气的交换主要是通、土壤与大气间的气体交换：土壤空气和大气的交换主要是通 过个

21、别气体成分的差异（分压梯度）发生的扩散这种扩散又称过个别气体成分的差异（分压梯度）发生的扩散这种扩散又称之为土壤呼吸作用之为土壤呼吸作用4 4、影响土壤气体交换的因素：影响土壤气体交换的因素：土壤质地和结构土壤质地和结构土壤水分土壤水分土壤与大气中的土壤与大气中的O2和和CO2的浓度差的浓度差大气气压、大气气压、空气气温及土温空气气温及土温5、土壤空气交换的意义、土壤空气交换的意义影响植物的生长影响植物的生长影响土壤微生物影响土壤微生物土壤空气的对流土壤空气的对流土壤空气的扩散土壤空气的扩散第二节第二节 土壤性质土壤性质一、土壤的物理性质一、土壤的物理性质土壤质地土壤质地土壤结构土壤结构土壤的

22、物理机械性土壤的物理机械性土壤的一般物理性土壤的一般物理性土壤颜色土壤颜色(一一)、土壤颜色土壤颜色1、土壤颜色的影响因素、土壤颜色的影响因素矿物质矿物质土壤质地结构土壤质地结构水分水分生物活动生物活动影响因素影响因素有机质有机质(腐殖质腐殖质)2、土壤颜色的测定、土壤颜色的测定 色调、色调、亮度和彩度亮度和彩度土壤质地概念土壤质地概念土壤质地分类土壤质地分类土壤质地与土壤肥力土壤质地与土壤肥力主要内容(二二)、土壤质地、土壤质地(土壤机械组土壤机械组成成)土壤是由许多大大小小的土粒按不同的比例组合而成的，土壤是由许多大大小小的土粒按不同的比例组合而成的，这些不同的土粒混合在一起表现出来的土壤

23、粗细状况，就称这些不同的土粒混合在一起表现出来的土壤粗细状况，就称为土壤质地亦称土壤机械组成为土壤质地亦称土壤机械组成、土粒：、土粒：土壤矿物质颗粒土壤矿物质颗粒单粒单粒复粒复粒分类分类色调色调(色彩、色别色彩、色别):是指占优势的光谱色是指占优势的光谱色亮度亮度(色值、明亮度色值、明亮度):指土壤颜色的相对亮度指土壤颜色的相对亮度彩度彩度(饱和度饱和度):是指光谱色的相对纯度或强度是指光谱色的相对纯度或强度3、土壤颜色的、土壤颜色的命名命名:按照色调按照色调 亮度亮度 彩度的顺序进行彩度的顺序进行（）、粒级：（）、粒级：土壤颗粒大小级别，它有四类，石砾、砂粒、粉土壤颗粒大小级别，它有四类，石

24、砾、砂粒、粉粒粒(又叫粉砂粒又叫粉砂粒)和粘粒和粘粒（）（）、各粒级的矿物组成及基本特性：、各粒级的矿物组成及基本特性：1）、矿物组成）、矿物组成石石 英英 砂粒砂粒 粉粒粉粒 粘粒粘粒 次生硅酸盐矿物次生硅酸盐矿物 其它次生矿物其它次生矿物 原生硅酸盐矿物原生硅酸盐矿物 、石石砾及砂粒砾及砂粒(3 mm粒粒级级 0.05mm)：是母岩物理风化碎：是母岩物理风化碎 屑物，其所含矿物成分和母岩基本一致屑物，其所含矿物成分和母岩基本一致、粘粒、粘粒(0.0010.005mm)：是化学风化产物，其所含矿物：是化学风化产物，其所含矿物 成分和母岩不同，属于次生矿物一类成分和母岩不同，属于次生矿物一类透

25、水慢，排水困难，通气不畅透水慢，排水困难，通气不畅有较强的粘结力，可塑性和胀缩性显著有较强的粘结力，可塑性和胀缩性显著养料丰富，保肥能力强养料丰富，保肥能力强2）、各粒级的性质）、各粒级的性质无可塑性和粘结力无可塑性和粘结力粒间孔隙大，透水容易，排水快，通气良好，保肥差粒间孔隙大，透水容易，排水快，通气良好，保肥差无胀缩性无胀缩性、粉粒、粉粒(0.050.005mm)：颗粒介于粘粒和砂粒之间，其矿：颗粒介于粘粒和砂粒之间，其矿 物组成成分中有原生矿物，也有次生矿物物组成成分中有原生矿物，也有次生矿物 、有微弱的可塑性和胀缩性有微弱的可塑性和胀缩性、粘结力在湿时明显，干时减弱、粘结力在湿时明显，

26、干时减弱、土壤质地分类、土壤质地分类土壤学家从发生学研究和生产实际的需要出发，根据土壤土壤学家从发生学研究和生产实际的需要出发，根据土壤中各粒级的重量百分数组成，把土壤划分为若干类别，这就叫中各粒级的重量百分数组成，把土壤划分为若干类别，这就叫土壤质地分类土壤质地分类土壤质地的具体划分步骤：土壤质地的具体划分步骤：(以国际制为例以国际制为例)根据粘粒含量将土壤划分为四大类别：粘粒含量根据粘粒含量将土壤划分为四大类别：粘粒含量 25%为为粘土粘土类类根据粉粒含量细分：凡粉粒含量根据粉粒含量细分：凡粉粒含量 45%者，质地名称前冠者，质地名称前冠 以以粉粉(砂砂)质质根据砂粒含量再细分：凡含砂粒根

27、据砂粒含量再细分：凡含砂粒 55%者，质地名称前冠以者，质地名称前冠以 砂质砂质 练习练习、土壤质地与土壤肥力、土壤质地与土壤肥力1)、砂质类土：砂粒所占比例最大，土粒间孔隙大，排水良好，、砂质类土：砂粒所占比例最大，土粒间孔隙大，排水良好，毛管作用弱，通气性透水性强。毛管作用弱，通气性透水性强。2)、粘质类土：粘粒所占比例最大，土粒间孔隙小，排水不畅，、粘质类土：粘粒所占比例最大，土粒间孔隙小，排水不畅，毛管作用强，通气、透水性差。毛管作用强，通气、透水性差。3)、壤质类土：砂粒粉粒和粘粒含量比例适宜，所以既有砂土、壤质类土：砂粒粉粒和粘粒含量比例适宜，所以既有砂土和粘土的优点，又克服了砂土

28、和粘土的缺点和粘土的优点，又克服了砂土和粘土的缺点.养分含量贫乏，肥力低。养分含量贫乏，肥力低。养分含量比较丰富，释放缓慢。养分含量比较丰富，释放缓慢。养分丰富养分丰富,肥力持久。肥力持久。(三三)、土壤结构、土壤结构土壤结构是指土粒相互排列，团聚成为一定形状和大小土壤结构是指土粒相互排列，团聚成为一定形状和大小的土块或土团，又称结构单位。的土块或土团，又称结构单位。1、土壤结构的分类、土壤结构的分类块状结构和核状结构块状结构和核状结构棱状结构和柱状结构棱状结构和柱状结构片状结构片状结构团状结构团状结构、土壤结构的发生、土壤结构的发生1)、粘结团聚过程、粘结团聚过程2)、切割造型过程、切割造型

29、过程根系的切割作用根系的切割作用干湿交替作用干湿交替作用冻融交替作用冻融交替作用（1）凝聚作用）凝聚作用（2）无机物质的）无机物质的粘结作用粘结作用（3）有机物质的胶结作用及复合作用：）有机物质的胶结作用及复合作用：SiOCaOOCSiOCaOOCOOCCaOSiOOCCaOSiR（4）蚯蚓和其它小动物的作用蚯蚓和其它小动物的作用耕作的作用耕作的作用、土壤结构的肥力意义、土壤结构的肥力意义(四四)、土壤的物理机械性、土壤的物理机械性它是指土壤在各种含它是指土壤在各种含水水状况下，受到外力作用时显示出一状况下，受到外力作用时显示出一系列的动力学的性质，包括土壤的粘结性、膨胀性和收缩性、系列的动力

30、学的性质，包括土壤的粘结性、膨胀性和收缩性、可塑性可塑性、土壤、土壤粘结性粘结性(Soil coherence)土粒与土粒之间互相吸引而土粒与土粒之间互相吸引而结合在一起的性能它反映出土壤抵抗机械破碎的能力结合在一起的性能它反映出土壤抵抗机械破碎的能力、土壤、土壤粘着性粘着性(Soil stickiness)是指土粒粘附于外物的性能，是指土粒粘附于外物的性能，粘着性的大小决定于土壤与外物的接着面积粘着性的大小决定于土壤与外物的接着面积、土壤、土壤可塑性可塑性(Soil plasticity)是指土壤在湿润状态下，能被是指土壤在湿润状态下，能被塑造并保持其所取得形状的性能塑造并保持其所取得形状的

31、性能对水对水、气气、热的调节热的调节对营养元素的调节对营养元素的调节、土壤的、土壤的胀缩性胀缩性(Soil swell-shrink capacity)：是指土壤因吸是指土壤因吸水而膨胀，脱水干燥而收缩的性能水而膨胀，脱水干燥而收缩的性能(五五)、土壤的一般物理、土壤的一般物理性性1、土壤比重：单位体积土体的重量与同体积水的重量之比，称、土壤比重：单位体积土体的重量与同体积水的重量之比，称为土壤的为土壤的比重比重(Specific weight of soil)2、土壤容重：、土壤容重：单位体积的单位体积的原状土体原状土体(包括固体和孔隙包括固体和孔隙)的干土重与的干土重与同体积的水之比，称为

32、土壤的容重同体积的水之比，称为土壤的容重(bulk density)，以，以g/cm3表示。表示。（1 1）、计算）、计算土壤重量土壤重量例：耕地面积例：耕地面积667m2，耕作层厚，耕作层厚0.15m，土壤容重为，土壤容重为1.34g/cm3，土壤重量为：土壤重量为：667 0.15 1.34 1000 134067kg一般而言，在同一土壤中，表层土壤的比重小于其下土层一般而言，在同一土壤中，表层土壤的比重小于其下土层土壤重量体积土壤重量体积容重容重（2）、计算工程土方量）、计算工程土方量 如在土建工程中，有如在土建工程中，有2000面积应挖去面积应挖去0.2m厚的表土，其容厚的表土，其容重

33、为重为1.3t/m3，则应挖去的土方为：，则应挖去的土方为：20000.2m=400m3土壤质量为土壤质量为:400m3 1.3t/m3=520t（3）、估算各种土壤成分储量）、估算各种土壤成分储量 如如1hm2农地（厚农地（厚0.2m）容重为）容重为1.3g/cm3，有机质含量为，有机质含量为15g/kg，全氮量为，全氮量为0.75g/kg，则该农地耕层土壤中的有机质储量，则该农地耕层土壤中的有机质储量和氮的储量为多少？和氮的储量为多少？有机质储量：有机质储量：10000.2m 1.3t/m30.015=39.0t氮的储量：氮的储量：10000.2m 1.3t/m30.7510-3=1.95

34、t（4）、计算土壤孔隙度）、计算土壤孔隙度、土壤孔隙度：单位体积土壤内孔隙所占体积的百分比，称为、土壤孔隙度：单位体积土壤内孔隙所占体积的百分比，称为土壤孔隙度土壤孔隙度(soil porosity).土壤孔隙度土壤孔隙度(%)100 100100(1(1 )100)100容重容重比重比重容重容重比重比重其测定常使用土壤的容重和比重计算而得：其测定常使用土壤的容重和比重计算而得：(1)、土壤孔度分级、土壤孔度分级a、毛管孔度与非毛管孔度、毛管孔度与非毛管孔度b、总孔度（、总孔度（P总总）P总总=1土壤密度土壤密度土壤容重土壤容重C、单个团聚体孔度（、单个团聚体孔度（P单团单团）P单团单团=1土

35、壤密度土壤密度单个团聚体容重单个团聚体容重二、土壤胶体二、土壤胶体土壤胶体是指微粒直径在土壤胶体是指微粒直径在12000毫微米毫微米(mm)之之间间的物的物质质、土壤胶体的种类、土壤胶体的种类土壤矿质胶体土壤矿质胶体(土壤无机胶体土壤无机胶体)有机胶体有机胶体有机无机复合胶体有机无机复合胶体2、土壤胶体表面类型、土壤胶体表面类型(1)、硅氧烷型表面、硅氧烷型表面SiOSi(2)、水合氧化物型表面、水合氧化物型表面MOH(3)、有机物表面、有机物表面RCOOHH2ORCOOH3O顶部的硅氧烷基面顶部的硅氧烷基面边面边面底部的羟基铝基面底部的羟基铝基面面面3、土壤胶体的结构、土壤胶体的结构胶体微粒

36、胶体微粒胶核胶核双电层双电层补偿层补偿层决定电位离子层决定电位离子层非活性的补偿离子层非活性的补偿离子层扩散层扩散层胶体微粒胶核由由SiO2、FeyOx，Ai2O3次生铝硅酸次生铝硅酸盐，腐殖质等分盐，腐殖质等分子团组成的微粒子团组成的微粒核核热力电位热力电位电动电位电动电位补偿离补偿离子层子层双电层4、土壤胶体的性质、土壤胶体的性质（）、有巨大的（）、有巨大的比表面比表面和和表面能表面能比表面：单位重量固体颗粒的表面积比表面：单位重量固体颗粒的表面积表面能：表面能：表面分子表面分子由于受内外物质的吸引不均而产生的自由能由于受内外物质的吸引不均而产生的自由能 物体分割得愈细小，单体数愈多，比表

37、面愈大物体分割得愈细小，单体数愈多，比表面愈大（2）、带电性：胶体一般都带电荷）、带电性：胶体一般都带电荷原因：原因：同晶置换作用：一般同晶置换的电荷多带负电荷同晶置换作用：一般同晶置换的电荷多带负电荷晶格破碎边缘的断键晶格破碎边缘的断键Si-O-Si Si-O-;Ai-O-Ai Ai-O-胶体向介质解离或吸附离子而带电胶体向介质解离或吸附离子而带电（3）、土壤胶体的）、土壤胶体的分散分散和凝聚性和凝聚性、土壤胶体的离子交换、土壤胶体的离子交换）概念：土壤胶体表面吸附的离子与溶液介质中其电荷符）概念：土壤胶体表面吸附的离子与溶液介质中其电荷符号相同的离子相交换，称为土壤的离子吸收和土壤的离子交

38、号相同的离子相交换，称为土壤的离子吸收和土壤的离子交换作用（换作用（ion-exchange of soil）分类）分类阳离子吸收交换作用阳离子吸收交换作用阴离子吸收交换作用阴离子吸收交换作用 电荷种类电荷种类1)、永久电荷、永久电荷2)、可变电荷、可变电荷3)、正电荷、正电荷4)、净电荷、净电荷）、土壤中阳离子交换作用：土壤中带负电荷的胶粒吸附的）、土壤中阳离子交换作用：土壤中带负电荷的胶粒吸附的阳离子与土壤中的阳离子进行交换，称为阳离子与土壤中的阳离子进行交换，称为阳离子交换阳离子交换作用。阳作用。阳离子交换作用有如下几个特点：离子交换作用有如下几个特点：、它是一个可逆反应并能迅速达到平衡

39、、它是一个可逆反应并能迅速达到平衡、阳离子交换按当量关系进行。即离子间的相互交换以离子价、阳离子交换按当量关系进行。即离子间的相互交换以离子价为依据作等价交换为依据作等价交换、阳离子代换力大小、阳离子代换力大小M3+M2+M1+胶粒胶粒Na胶粒胶粒+3Ca3Ca2+2+2K+2Na+2NH4+NH4NH4KKH MgNaCaCaH Mg4）、阳离子交换量）、阳离子交换量 阳离子交换量（阳离子交换量（CEC）是指土壤胶体所能吸附和交换的阳）是指土壤胶体所能吸附和交换的阳离子总离子总 量，单位用每千克土壤的一价离子的厘摩尔数表示，量，单位用每千克土壤的一价离子的厘摩尔数表示，即即cmol(+)/k

40、gCEC=S5）、盐基饱和度）、盐基饱和度盐基饱和度盐基饱和度(%)=阳离子交换量阳离子交换量cmol(+)/kg交换性盐基交换性盐基cmol(+)/kg100三、土壤溶液三、土壤溶液、什么是土壤溶液：土壤水分溶解了土壤中各种可溶性的物、什么是土壤溶液：土壤水分溶解了土壤中各种可溶性的物质，这种混合物质便是土壤溶液质，这种混合物质便是土壤溶液、土壤溶液的组成及来源、土壤溶液的组成及来源溶剂：土壤水分（来自大气降水）溶剂：土壤水分（来自大气降水）溶质溶质自然降水中所带的可溶物自然降水中所带的可溶物无机盐类无机盐类有机化合物类有机化合物类无机胶体类无机胶体类络合物类络合物类土壤溶液土壤溶液、土壤溶

41、液性质、土壤溶液性质1)、土壤溶液的酸碱反应土壤溶液的酸碱反应是指土壤中的酸性物质和碱性物质解离出的是指土壤中的酸性物质和碱性物质解离出的H+和和OH-数量数量中和的结果，使土壤显酸性还是碱性，这种反应称为土壤的酸中和的结果，使土壤显酸性还是碱性，这种反应称为土壤的酸碱反应碱反应 土壤溶液中土壤溶液中H+主要来源主要来源土壤腐殖酸及有机质分解作用土壤腐殖酸及有机质分解作用土壤中含土壤中含S矿物的氧化（矿物的氧化（H2SO4）含氯矿物（含氯矿物（HCI）植物的根和微生物呼吸产物（植物的根和微生物呼吸产物（H2CO3）土壤土壤溶液中溶液中H+的存在形式的存在形式在土壤溶液中在土壤溶液中吸附在土壤胶

42、体表面吸附在土壤胶体表面活性酸活性酸潜在酸潜在酸活性酸活性酸(有效酸有效酸)存在于土壤溶液中存在于土壤溶液中H+引起的酸度，称为活性酸。通常引起的酸度，称为活性酸。通常用值表示，即：用值表示，即：PHlogH+1=logH+潜在酸潜在酸吸附在土壤胶体表面的吸附在土壤胶体表面的H+和和AI3+所引起的酸度，称为潜在酸所引起的酸度，称为潜在酸 潜在酸在一般情况下不潜在酸在一般情况下不显显示其酸性，只有在被其它阳离子示其酸性，只有在被其它阳离子交交换换而而转转入土壤溶液后才入土壤溶液后才显显示其酸性示其酸性2)土壤溶液的氧化土壤溶液的氧化还原反应还原反应氧化氧化还原反应实质是原子的电子得与失的过程。

43、失去电子还原反应实质是原子的电子得与失的过程。失去电子的过程，称为氧化作用；失去电子的物质，称为还原剂；得到电的过程，称为氧化作用；失去电子的物质，称为还原剂；得到电子的过程，称为还原作用，易得电子的物质称为氧化剂。子的过程，称为还原作用，易得电子的物质称为氧化剂。氧化剂氧化剂m+n 电子电子 还原剂还原剂m-n3)土壤溶液的缓冲性土壤溶液的缓冲性是指当加入酸或碱于土壤中时，土壤具有缓和酸碱度改变是指当加入酸或碱于土壤中时，土壤具有缓和酸碱度改变的能力。土壤缓冲性主要来自土壤胶体及其吸附的阳离子，其的能力。土壤缓冲性主要来自土壤胶体及其吸附的阳离子，其次是土壤中所含的弱酸及其盐类次是土壤中所含

44、的弱酸及其盐类2k+Ca2+土壤胶体土壤胶体 4HCI 土壤胶体土壤胶体 4H+2KCICaCI 影响土壤中矿物质和有机质的转化影响土壤中矿物质和有机质的转化四、土壤热量四、土壤热量1、土壤热量的来源、土壤热量的来源2、土壤、土壤热量平衡热量平衡4H+土壤胶体土壤胶体 NaOH 土壤胶体土壤胶体 4Na+4H2ONa2CO3+HCI=H2 CO3+2NaCI；H2 CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2H2O附：附：酸性土与碱性土酸性土与碱性土SKIP4、表征土壤热性质的几个概念、表征土壤热性质的几个概念3、影响土壤热量平衡的因素、影响土壤热量平衡的因素太阳辐射能太阳辐射能生物能生物能地球内能

45、地球内能、土壤热容量、土壤热容量重量热容量重量热容量(C)：是使：是使1g土壤增温土壤增温1所需的热量，又称为比热所需的热量，又称为比热容积热容量容积热容量(Cv)：是使：是使1cm3土壤增温土壤增温1所需的热量，又称热容量所需的热量，又称热容量Cv=CW（容）（容）2、土壤导热率、土壤导热率(K)即即1厘米厚的土层，温度差厘米厚的土层，温度差1时，每秒钟经断面时，每秒钟经断面1平方厘平方厘米通过的热量的焦耳数米通过的热量的焦耳数主要取决于土壤含水量主要取决于土壤含水量与土壤紧实度和土壤湿度有关系与土壤紧实度和土壤湿度有关系3、土壤导温性、土壤导温性 土壤传递温度变化及消除土壤不同部分之间温差

46、的快慢和难易土壤传递温度变化及消除土壤不同部分之间温差的快慢和难易的程度称为土壤的导温性的程度称为土壤的导温性D=K/Cv(单位：平方厘米单位：平方厘米/秒秒)4、土壤温度的变化、土壤温度的变化日变化日变化：地表土温日出后逐渐升高，到下午：地表土温日出后逐渐升高，到下午12时达到最时达到最 高，以后又逐渐下降，日出前最低高，以后又逐渐下降，日出前最低年变化：地表土温一般从年变化：地表土温一般从3月开始升高，月开始升高，7月达到最高，以月达到最高，以 后又逐渐下降，后又逐渐下降，1月或月或2月份最低月份最低本章复习思考题：本章复习思考题：、土壤质地的含意是什么、土壤质地的含意是什么?3、土壤结构

47、成型的外力作用土壤结构成型的外力作用?5、土壤胶体的结构如何、土壤胶体的结构如何?7、土壤离子交换的概念、土壤离子交换的概念?什么叫阳离子交换什么叫阳离子交换?阳离子交换有何特点阳离子交换有何特点?8、土壤溶液的概念、土壤溶液的概念,土壤溶液由哪些成分组成土壤溶液由哪些成分组成?它在土壤中的变化它在土壤中的变化 规律如何规律如何?9、土壤酸度分为哪些类型、土壤酸度分为哪些类型?各类型之间关系如何各类型之间关系如何?10、土壤氧化还原作用与土壤中主要元素形态变化有何关系、土壤氧化还原作用与土壤中主要元素形态变化有何关系?11、土壤温度变化规律如何、土壤温度变化规律如何?4、土壤结构对土壤肥力的影

48、响土壤结构对土壤肥力的影响?6、土壤胶体的性质、土壤胶体的性质?2、土壤结构的概念、土壤结构的概念?有哪些类型有哪些类型?土壤形成、分类及分布土壤形成、分类及分布土壤成土因素土壤成土因素土壤分类土壤分类土壤类型空间土壤类型空间分布规律分布规律世界世界土壤分布规律土壤分布规律中国中国土壤分布规律土壤分布规律土壤发生过程土壤发生过程海枯石烂海枯石烂back第一节土壤形成因素第一节土壤形成因素一、土壤形成因素学说一、土壤形成因素学说(一一)、成土因素学说的发展、成土因素学说的发展道库恰耶夫建立了道库恰耶夫建立了成土因素学说观点成土因素学说观点(K,O,P)T威廉斯发展了威廉斯发展了生物学说观点生物学

49、说观点詹尼补充完善了詹尼补充完善了成土因素学说成土因素学说-函数说函数说S(Cl,O,R,P,T)S(Cl,O,R,P,T)气候函数式气候函数式S(O,Cl,R,P,T)生物函数式生物函数式S(R,Cl,O,P,T)地形函数式地形函数式S(P,Cl,O,R,T)母质函数式母质函数式二、成土因素对土壤形成的作用二、成土因素对土壤形成的作用(一一)、母质因素、母质因素1、母质的概念：是指形成土壤的岩层风化物、母质的概念：是指形成土壤的岩层风化物2、母质分类、母质分类残积母质残积母质运积母质运积母质风积母质风积母质水积母质水积母质重力堆积母质重力堆积母质冰川沉积母质冰川沉积母质(二二)、成土因素学说

50、的基本观点、成土因素学说的基本观点、土壤是成土因素综合作用的产物、土壤是成土因素综合作用的产物、成土因素具有同等重要性，同时不可相互代替、成土因素具有同等重要性，同时不可相互代替、成土因素的变化制约着土壤的发生变化、成土因素的变化制约着土壤的发生变化、成土因素具有地理分布、成土因素具有地理分布规律规律(二二)、生物因素（植物、动物和微生物）、生物因素（植物、动物和微生物）、植物对土壤形成的影响、植物对土壤形成的影响使有限矿质养分发挥无限的营养作用，并将大气中的使有限矿质养分发挥无限的营养作用，并将大气中的 分子氮纳入循环轨道分子氮纳入循环轨道3、母质对土壤形成的影响、母质对土壤形成的影响 母质