第四章土壤有机质
这一章是我们要讲的重点章节之一。
土壤有机质是土壤的一个重要的组成部分。但是不同的土壤中，有机质含量差异是很大的。有的土壤可以高达20%以上，比如，东北的黑土，和一些没有破坏的森林土壤，而有的却低于0.5%。
尽管有机质在土壤中的含量较少，但是它们在土壤中的作用，特别是在肥力上的作用却很大，这是因为他们不仅含有各种营养元素，同时还是土壤微生物的能量来源，这一点，我们在前一章中已经讲过了。
第一节土壤有机质的组成和转化
1．土壤有机质的组成
1．1．有机质的物质组成：土壤有机质一般由以下几个部分组成：
1）动植物以及微生物的遗体；
2）动植物以及微生物的分泌物和排泄物；
3）上述两项物质的分解产物。比如，我们讲过碳水化合物在厌气条件下，被微生物分解，形成有机酸，这种有机酸也是土壤有机质的组成之一。
4）土壤腐殖质：这部分我们将在后面详细讲述。
1．2．土壤有机质的化学组成
1）碳水化合物：这类化合物主要是多糖混合物，还有纤维素、半纤维素等物质。有人曾研究得出，在我国主要土壤的表土中，这类物质的含量约占有机质总量的15-27%。
2）木素：它是林木木质部的主要组成，这类物质很难被分解。
3）含氮化合物：主要是指蛋白质。这类物质可以溶于水，而且很容易被分解。
4）脂肪、蜡质、树脂和单宁：这类物质很复杂。他们分解较慢而且不彻底。
5）灰分物质：植物残体燃烧后，留下的无机物，也就是灰，我们称为灰分物质。灰分物质中不仅含有一些大量元素，而且也含有一些微量
元素。
从有机质的化学组成可以看到，含氮化合物和灰分物质的多少，是影响土壤肥力的重要因素。
2．土壤有机质的转化
土壤中的有机质在各种因素，主要是微生物的作用下，要发生一系列极为复杂的变化过程。这些变化过程可以概括地分为两类，一是矿化过程，即有机质在微生物的分解作用下，形成简单的无机物的过程。另一是腐殖质化过程：有机质在微生物的作用下合成为另一类特殊的高分子有机氮化物的过程。
2．1．土壤有机质的矿质化过程：
1）不含氮的有机物质的转化：主要是指纤维素、半纤维素、多糖类以及其他的碳水化合物的转化。这类物质在空气充足的条件下，会完全分解为CO2和H2O，并释放出能量。
2）含氮有机物物质的转化：比如，蛋白质。这类物质在空气条件充足的条件下，这类物质首先要在氨化细菌的作用下，形成氨，这些氨，一部分被吸收，一部分已气体形式跑出土体，更多的要被硝化细菌的作用下，进一步形成硝态氮。而在厌气条件下，有机氮要在反硝化细菌的作用下，形成分子态氮和还原态氮。造成氮素的损失。
氨化作用硝化作用
有机氮氨硝态氮植物吸收
好气条件
跑出土体
植物吸收
因此，矿化过程是一个释放能量和释放养分的过程。在环境良好的条件下，微生物活动旺盛，分解作用进行的比较快，如果环境不良，微生物活动受到抑制，分解作用既慢又不彻底。在这种情况下，有机质中的养分和能量的释放，当然也就很少。
2．2．土壤有机质的腐殖质化过程
腐殖质就是土壤有机质在微生物的作用下，形成的一类新的高分子的有机物质。
腐殖质化过程：形成腐殖质的过程。它是一系列极端复杂过程的总称，其中主要是由微生物为主导的生化过程，它的整个过程到现在为止还不清楚，近年的研究虽然提供了一些新的论据，但都不是定论。所以，对于腐殖质的形成，目前还有很多问题没有搞清楚，也还有很多的分歧。
目前的一般看法是，腐殖质化过程可以分为两个阶段：
第一阶段：这一阶段是产生构成腐殖质的原始材料。刚才我们讲到，进入土壤的有机残体组织，通过微生物的作用，一部分被矿化了。而有些成分，由于其结构稳定，往往只能部分分解，因而保留其原来结构单元中的某些特征。比如说，木素，他们在分解过程中，往往保留它原来的芳核结构。另一方面有些微生物在分解有机质的时候会产生多元酚类，这些多元酚类通过微生物所分泌的酚氧化酶的作用下，又可以被氧化为醌型化合物。
多数人认为，多元酚和醌型化合物以及由木素分解所产生的芳核结构单位，都是构成腐殖质的原始材料。
在这一阶段里，还产生了由蛋白质分解而成的各种肽类、氨基酸等含氮化合物。它们也被认为是构成腐殖质的原始材料。
第二阶段：合成阶段。在这一阶段里，上面的原始材料通过某种化和机制，具体是什么？不知道，合成为腐殖质的单体分子。同一种土壤中所形成的原始腐殖质单体分子并不完全相同，他们在通过聚合作用，形成不同分子量的复杂的环状化合物，也就是最终形成了土壤腐殖质。
有关腐殖质化过程，目前只是了解它的一般轮廓，对于其中的许多具体内容还不是很清楚。在腐殖质形成的近代学说中，对于木质素和蛋白质所起的作用，争论最多。从30年代开始，一直有人认为，他们是构成腐殖质核心的两大组成成分。可是60年代以后，大量的研究表明，在一般土壤中的腐殖质都不是直接从木质素和蛋白质形成的。现在比较一致的看法是，木质素的可能作用是提供醌型化合物，蛋白质的作用在于提供氨基酸，他们只是通过各自的分解产物参与了腐殖质的合成。
第二节土壤腐殖质的组成和性质
1．土壤腐殖质的组成：
要研究腐殖质的性质，就必须首先把各个组成成分从土壤中分离出来。但这是一项非常困难的工作。一方面是因为腐殖质和土壤矿物质结合紧密，不易分离；另一方面，土壤中的腐殖质和非腐殖质有机物很难用溶剂区分，而且也不可能用一般的物理方法把两者截然分开。
目前，一般的方法是p18。从表中我们可以看到，土壤腐殖质主要由富里酸、胡敏酸、胡敏素和吉马多美郎酸组成。但由于富里酸和胡敏酸所占比例较大，所以，人们把这两种酸看作是土壤腐殖质的主要部分，我们在讲性质的时候，也主要讲这两种酸。
2．土壤腐殖质的化学性质：
2．1．腐殖质的化学组成：
主要由C、H、O、N、S等元素组成，另外，还有少量的Ca、Fe、Mg、Si 等灰分元素。
2．2．腐殖质的溶解度：
胡敏酸为黑色的腐殖酸，不溶水，但是它可以和各种盐基结合成盐类，他的一价金属盐类易溶水，二价难溶，三价不溶。
富里酸是无色的，能溶于水，它的各价盐类也均溶于水。
2．3．带电性：
因为腐殖质上带有很多的基团，比如说-OH和-COOH，这些基团在一定条件下可以解离出H+，而使腐殖质带负电。另外，它还有氨基（-NH2），他们在一定条件下可以截获一个氢离子，形成带正电的-NH3+。
所以，腐殖质不仅具有带电性，而且，他同时带有正电和负电。
2．4．吸水性：
因为腐殖质具有亲水性，而且它的内部非常疏松，所以，它具有强大的吸水性。有人曾测定，腐殖质最大吸水量可以达到500%。所以，含腐殖质多的土壤，保水性要远远强于含量少的土壤。
第三节土壤有机质的作用
1．提供林木生长需要的养分：
有机质中含有较多的营养元素，它不仅含有N、P、K、Ca、Mg、S和Fe 等大量元素，而且还含有一些微量元素。随着有机质的矿化作用，这些养分都会以一定的速率不断的释放出来，以供林木和微生物利用。特别是林木需要的氮素，在一般情况下，都是来自土壤有机质。
此外，土壤有机质在分解过程中，还可以产生多种有机酸，他们对土壤矿质部分有一定的溶解能力，促进风化，有利于养分的有效化。
2．促进微生物的活动
土壤微生物所需要的营养元素都是直接或间接来自土壤有机质，只有当土壤有机质丰富时，微生物才能发挥最大功效。
3．改善土壤的物理形状
有机质在改善土壤物理性质上的作用是多方面的。最重要的是，它促进了土壤结构的形成，改善了土壤的通气性和保水性。主要是因为腐殖质在土壤中是以胶膜的形式包在土壤矿质土粒的外表，这样它可以把松软的土粒聚集在一起，形成团粒，同样，也可以让粘重的土壤，比如粘土，变得松软而不在结硬块。
另外，腐殖质对土壤热状况也有一定的影响。这是因为腐殖质是暗褐色的物质，只要有少量存在，就能明显加深土壤颜色。深色土壤吸热升温快，在同样日照条件下，土温相对较高，有利于植物生长。
4．提高土壤的保肥能力和缓冲能力
我们在讲有机质性质的这一问题时候，曾提到，由于腐殖质上的-OH和-COOH上的H+可以发生解离，使腐殖质带负电，而NH2可以捕获H+，使腐殖质带正电。由于腐殖质带有电荷，这就使得它可以把植物吸收不了的养分吸附到它的表面，暂时保存起来，避免随水流失，从而提高了土壤的保肥能力。这种作用是非常显著的。比如，在保肥能力很弱的砂土上，施加有机肥后，不仅可以增加土壤养分含量，还可以提高沙土的保肥力。
另外，土壤有机质还可以增强土壤对酸碱的缓冲能力。
由于土壤有机质对土壤作用显著，它的多少也常常可以反映土壤肥力状况，所以，很多时候，人们常用土壤有机质的厚度作为土壤肥力高低的指标。
现在还有一些人爱把林木枯枝落叶作燃料，收获庄稼后，把庄稼杆也当作燃料，这是非常可惜的。因为，这种做法，实际上就是在破坏土壤。所以，很多林业工作者和土壤学者都早就提出要保护林木枯枝落叶，要秸秆还田，这些呼吁很正确，但是到现在为止，这个目标还没有完全达到。为什么？有些地方太穷，连衣服都买不起，根本就没钱买煤、买油。所以，要发展经济。但是发展经济，不
是不管不顾，盲目发展。要注意保护环境。土壤的退化是不可逆的过程，一旦破坏掉，再想恢复，太难。（例子）。
土壤有机质 土壤有机质含量代表土壤肥力水平。它可以促进土壤团聚体结构的形成，改善土壤物理，化学和生物过程的条件，并改善土壤的吸收和缓冲性能。如果土壤有机质过低，土壤免疫力就会降低，容易硬化和酸化，农作物容易生病。增加土壤有机质可以使根系更多、更健康。 土壤有机质具体指什么呢？土壤有机物（SOM）是指源自土壤中生命的物质。它主要来自植物，动物和微生物残留，其中高等植物是主要来源。从狭义上讲，土壤有机质通常是指通过微生物作用形成的一种特殊，复杂和稳定的高分子有机化合物。 土壤有机质不仅是一种具有生命功能的稳定长期物质。它几乎包含了农作物和微生物所需的所有营养。土壤有机质可以丰富土壤中的养分并改善土壤物理性质。在有机物分解过程中会产生二氧化碳，这会导致土壤pH值暂时下降，从而可以提高磷酸盐和某些微量元素的利用率。有机物分解过程的中间产物，微生物代谢和自溶物质可以在土壤中与多价金属离子形成稳定的络合物，从而增强不溶性物质在土壤中的溶解度， 在有机物分解过程中合成的腐殖质和其他有机胶体可以与土壤中的粘土矿物混合形成胶体，从而可以改善土壤结构和理化性质，增加水稳性团聚体和孔隙率，降低堆积密度，改善土壤水肥保持性能，增加土壤缓冲能力，加速盐碱土壤的脱盐，减少红壤中活性铝和游离铁的危害。有机质包含植物生长发育所需的各种营养元素，尤其是土
壤中的氮。土壤中有机态氮含量超过95％。除了施用氮肥外，土壤氮的主要来源还来自有机物的分解。土壤有机物分解产生的二氧化碳可以为绿色植物提供光合作用。此外，有机物还是土壤中磷，硫，钙，镁和微量元素的重要来源。因此，有机质含量较高的土壤中的养分含量较高，可以减少化肥的施用。 有机质中的腐殖酸可以增强植物的呼吸作用，提高细胞膜的通透性，并增强养分的吸收。同时，有机物中的维生素和一些激素可以促进植物的生长发育。 土壤有机质中的有机胶体，带大量负电荷，吸附能力强，能吸附大量的阳离子和水，其阳离子交换能力和吸水率是几十倍甚至几十倍比粘土颗粒大两倍，因此它可以提高土壤保留肥料和水的能力，还可以提高土壤对酸和碱的缓冲能力。土壤有机质提供土壤微生物所需的能量和养分，微生物的活动和繁殖不能与土壤有机质分开。
土壤有机质是土壤中各种营养元素特别是氮、磷的重要来源。它还含有刺激植物生长的胡敏酸类等物质。由于它具有胶体特性，能吸附较多的阳离子，因而使土壤具有保肥力和缓冲性。它还能使土壤疏松和形成结构，从而可改善土壤的物理性状。它也是土壤微生物必不可少的碳源和能源。因此，除低洼地土壤外，一般来说，土壤有机质含量的多少，是土壤肥力高低的一个重要指标。 本章介绍了有机质的形态、含量与分布，土壤有机质测定各种方法的方法原理、适用范围、试剂的配制、操作步骤、结果计算、方法要点等内容。
3.1.1 土壤有机质含量及其在肥力上的意义 土壤有机质是土壤中各种营养元素特别是氮、磷的重要来源。它还含有刺激植物生长的胡敏酸类等物质。由于它具有胶体特性，能吸附较多的阳离子，因而使土壤具有保肥力和缓冲性。它还能使土壤疏松和形成结构，从而可改善土壤的物理性状。它也是土壤微生物必不可少的碳源和能源。因此，除低洼地土壤外，一般来说，土壤有机质含量的多少，是土壤肥力高低的一个重要指标。 华北地区不同肥力等级的土壤有机质含量约为：高肥力地＞15.0g·kg-1，中等肥力地10～14g·kg-1，低肥力地5.0-10.0g·kg-1，薄砂地＜5.0g·kg-1。 南方水稻土肥力高低与有机质含量也有密切关系。据浙江省农业科学院土壤肥料研究所水稻高产土壤研究组报道：浙江省高产水稻土的有机质含量大部分多在23.6～48g·kg-1，均较其邻近的一般田高。上海郊区高产水稻土的有机质含量也在25.0～40g·kg-1范围之内。 我国东北地区雨水充足，有利于植物生长，而气温较低有利土壤有机质的积累，因此东北的黑土有机质含量高达40～50g·kg-1以上。由此向西北，雨水减少，植物生长量逐渐减少，土壤有机质含量亦逐渐减少，如栗钙土为20～30g·kg-1，棕钙土为20g·kg-1左右，灰钙土只有10～20g·kg-1。向南雨水多、温度高，虽然植物生长茂盛，但土壤中有机质的分解作用增强，黄壤和红壤有机质含量一般为20～30g·kg-1。对耕种土壤来讲，人为的耕作活动则起着更重要的影响，因此在同一地区耕种土壤有机质含量比未耕种土壤要低得多。影响土壤有机质含量的另一重要因素是土壤质地，砂土有机质含量低于粘土。 土壤有机质的组成很复杂，包括三类物质： 1.分解很少，仍保持原来形态学特徵的动植物残体。 2.动植物残体的半分解产物及微生物代谢产物。 3.有机质的分解和合成而形成的较稳定的高分子化合物——腐殖酸类物质。
土壤有机质的测定 一重铬酸钾容量法——外热法 1原理： 用定量的重铬酸钾-硫酸溶液，在电加热条件下，使土壤中的有机质氧化，剩余的重铬酸钾用硫酸亚铁标准溶液滴定，并以二氧化硅为添加剂作实际空白标定，根据氧化前后氧化剂质量差值，计算出有机碳量，再乘以系数1.724，即为土壤有机质含量。 2 仪器设备： 1/10000的分析天平；电沙浴（石蜡浴）； 大试管；弯颈漏斗；容量瓶 定时钟；滴定管： 5.00ml； 温度计：200～300℃； 铜丝筛：孔径0.25mm； 3 试剂 除特别注明外，所用试剂皆为分析纯。 3.1 硫酸银：研成粉末； 3.2 二氧化硅：粉末状； 3.3 邻菲啰啉指示剂：称取邻菲哆啉1.490g溶于含有0.700g硫酸亚铁的100ml水溶液中，此指示剂易 变质，应密封保存于棕色瓶中备用； 3.4 0.4mol·L-1（1/6 K2Cr2O7重铬酸钾）重铬酸钾-硫酸溶液：称取重铬酸钾40.0g，溶于600～800ml 蒸馏水中，待完全溶解后，加水稀释至1L，将溶液移入3L大烧杯中；另取1L比重为1.84的浓硫酸，慢慢的倒入重铬酸钾水溶液中，不断搅动，为避免急剧升温，每加约100ml硫酸后稍停片刻，并把大烧杯放在盛有冷水的盆内冷却，待溶液的温度降到不烫手时再加另一份硫酸，直到全部加完为止； 3.5 0.1 mol·L-1重铬酸钾标准溶液：称取经130℃烘2～3h的优级纯重铬酸钾 4.904g。先用少量水溶 解，然后移入1L容量瓶内，加水定容。 3.6 0.1 mol·L-1硫酸亚铁标准溶液：称取FeSO4·7H2O硫酸亚铁28g，溶于600～800ml水中，加浓硫 酸20ml，搅拌均匀，加水定容至1L（必要时过滤），贮于棕色瓶中保存。此溶液易受空气氧化，使用时必须每天标定一次标准浓度。 4 操作步骤： 4.1 选取有代表性风干土壤样品，用镊子挑除植物根叶等有机残体，然后用木棍把土块压细，使之通过 1mm筛。充分混匀后，从中取出试样10～20g，磨细，并全部通过0.25mm筛，装入磨口瓶中备用。 4.2 按照表1有机质含量的规定称取制备好的风干试样0.05～0.5g，精确到0.0001g。置入150ml三角 瓶中，加粉末状的硫酸银0.1g，准确加入0.4mol·L-1重铬酸钾-硫酸溶液10ml混匀。
土壤有机质 什么是土壤有机质？ 土壤有机质是泛指土壤中来源于生命的物质，是土壤中除土壤矿物质以外的物质，它是土壤中最活跃的部分，是土壤肥力的基础，可以说没有土壤有机质就没有土壤肥力。 土壤有机质是指土壤中有机化合物，包括含碳化合物、木素、蛋白质、树脂、蜡质等。土壤中有机质的来源十分广泛，比如动植物及微生物残体、排泄物和分泌物、废水废渣等。微生物是土壤有机质的最早来源。 土壤有机质的含量在不同土壤中差异很大，含量高的可达20%或30%以上（如泥炭土，肥沃的森林土壤等），含量低的不足1%或0.5%（如荒漠土和风沙土等）。 一、土壤有机质有什么用 土壤有机质含有植物生长发育所需要的各种营养元素，也是土壤中磷、硫、钙、镁以及微量元素的重要来源。 1、促进作物的生长发育。 有机质中的胡敏酸，可以增强植物呼吸，提高细胞膜的渗透性，增强对营养物质的吸收，同时有机质中的维生素和一些激素能促进植物的生长发育。 2、改良土壤结构。
有机质中的腐植质是土壤团聚体的主要胶结剂，一方面，它能降低黏性土壤的黏性，减少耕作阻力，提高耕作质量；另一方面它可以提高砂土的团聚性，改善其过分松散的状态。 3、提高土壤的保水保肥能力。 土壤有机质中的有机胶体，具有强大的吸附能力，它能提高土壤保肥蓄水的能力，同时也能提高土壤对酸碱的缓冲性。 4、促进土壤微生物的活动。 土壤有机质供应土壤微生物所需的能量和养分，有利于微生物的活动。土壤微生物生命活动所需的能量物质和营养物质均直接和间接来自土壤有机质，并且腐殖质能调节土壤的酸碱反应，促进土壤结构等物理性质的改善，使之有利于微生物的活动。这样就促进了各种微生物对物质的转化能力。土壤微生物生物量是随着土壤有机质质量分数的增加而增加，两者具有极显着的正相关。但因土壤有机质矿化率低，所以不像新鲜植物残体那样会对微生物产生迅猛的激发效应，而是持久稳定地向微生物提供能源。正因为如此，含有机质多的土壤肥力平稳而持久，不易产生作物猛发或脱肥等现象。 5、提高土壤温度。 有机质为暗色物质，一般是棕色到黑褐色，吸热能力强，可以提高地温。可改善土壤热状况。 6、提高土壤养分性。 有机质中腐植质具有络合作用，腐植质能和磷、铁、铝离子形成络合物或螯合物，避免难溶性磷酸盐的沉淀，提高有效养分的数量。
1、是土壤养分的主要来源 有机质中含有作物生长所需的各种养分，可以直接或简接地为作物生长提供氮、磷、钾、钙、镁、硫和各种微量元素。特别是土壤中的氮，有95%以上氮素是以有机状态存在于土壤中的。因为土壤矿物质一般不含氮素，除施入的氮肥外，土壤氮素的主要来源就是有机质分解后提供的。土壤有机质分解所产生的二氧化碳，可以供给绿色植物进行光合作用的需要。此外，有机质也是土壤中磷、硫、钙、镁以及微量元素的重要来源。 2、促进作物的生长发育 有机质中的胡敏酸，可以增强植物呼吸，提高细胞膜的渗透性，增强对营养物质的吸收，同时有机质中的维生素和一些激素能促进植物的生长发育。 3、促进改善土壤性质，结构 有机质中的腐殖质是土壤团聚体的主要胶结剂，土壤有机胶体是形成水稳性团粒结构不可缺少的胶结物质，所以有助于黏性土形成良好的结构，从而改变了土壤孔隙状况和水、气比例，创造适宜的土壤松紧度。土壤有机质的黏性远远小于黏粒的黏性，只是黏粒的几分之一。一方面，它能降低黏性土壤的黏性，减少耕作阻力，提高耕作质量；另一方面它可以提高砂土的团聚性，改善其过分松散的状态。 4、提高土壤的保肥能力和缓冲性能 土壤有机质中的有机胶体，带有大量负电荷，具有强大的吸附能力，能吸附大量的阳离子和水分，其阳离子交换量和吸水率比黏粒要大几倍、甚至几十倍，所以它能提高土壤保肥蓄水的能力，同时也能提高土壤对酸碱的缓冲性。 5、促进土壤微生物的活动 土壤有机质供应土壤微生物所需的能量和养分，有利于微生物活动。 6、提高土壤温度 有机质颜色较暗，一般是棕色到黑褐色，吸热能力强，可以提高地温。可改善土壤热状况。 7、提高土壤养分性
监测表明:甘肃土壤有机质低有害重金属含量低 2010-06-28 03:51:00 来源: 甘肃日报(兰州) 跟贴 0 条手机看新闻 我省耕地质量监测结果表明 土壤有机质低有害重金属含量低 本报兰州讯(记者王朝霞实习生刘婉琼)省农业节水与土壤肥料站连续13年对我省耕地质量监测表明，我省耕地土壤有机质远低于全国平均水平，土壤培肥任务艰巨；耕地土壤有害重金属汞、砷、铅、铬等含量远低于指标范围，对耕地危害程度较低。 我省于1997年开始进行耕地土壤监测，根据区域、气候、土壤特点和农业生产实际，在具有代表性、面积较大的黑垆土、黄绵土、灌漠土、灰钙土等四大类型土壤上布设监测点，并建立了9个国家级监测站。根据监测结果，我省耕地养分含量指标低于华北、东北、华南、华东地区，基本接近西北地区的平均水平。其中，土壤有机质2009年的全国平均水平为22.97克/千克，而我省平均水平仅为1.21-1.33克/千克；全氮、有效磷含量基本接近全国平均水平，速效钾含量高于全国平均水平。13年间，黄绵土、灌漠土的有机质略有积累，黑垆土则有所下降。 同时，我省主要耕地土壤有害重金属含量较低。汞平均值0.02毫克/千克，变化幅度0.008-0.039毫克/千克，远低于指标≤0.5毫克/千克的范围；砷平均值11.85毫克/千克，变化幅度10.19-13.59毫克/千克，远低于指标≤25毫克/千克范围；铅平均值28.48毫克/千克，变化幅度18.27-38.84毫克/千克，远低于指标≤150毫克/千克范围。这表明我省主要耕地土壤有害重金属含量对耕地危害程度还不是很高。 根据监测，我省耕层养分盈亏情况为氮盈余，磷富积，钾亏缺，我省需要合理调整农田肥料结构，需要加强测土配方施肥，提高有机肥量，减少氮肥使用量，增加磷、钾肥。并对渍涝排水型、坡地梯改型、沙化型、盐碱耕地型、障碍层次型、瘠薄培肥型、高寒阴湿型等全省七种类型的中低产田进行改造。
长丰县土壤中有机质和全氮的 空间分布规律研究 作者：指导老师：胡宏祥 （安徽农业大学资源与环境学院 2004级农业资源与环境合肥 230036） 摘要：探明土壤有机质和全氮的空间分布，是科学配方施肥的重要依据。通过对长丰县8个乡镇土壤样品的化验测定，并对样品中有机质和全氮的含量进行统计分析。结果表明，长丰县土壤中全氮含量属中等水平，变异系数为中等程度变异；有机质含量偏低，变异系数也为中等程度变异。同时，该县土壤有机质和全氮含量的空间差异显著，有机质和全氮呈显著的正相关性，说明增加土壤有机质不仅能改良土质，而且能增加土壤肥力。 关键词：长丰县土壤全氮有机质空间分布 1.引言 我国要以占世界不足7%的耕地，养活占世界近22%的人口，为满足如此众多的人口对物质不断增加的需求，必须在有限的耕地上生产更多的产品[1]。要想在有限的耕地上生产更多的产品，增施化肥是提高农作物产量的重要措施。但是，盲目增施化肥已导致地区间土壤养分差异变大。在我国经济发达地区化肥施用明显过量，平均达339kg／hm2，是全国平均用量（262 kg／hm2)的1.29倍，而经济发展相对落后地区施肥量则仅为178kg／hm2，是全国平均的67.8％[2]。其结果是一些地区使有限的肥料资源大量浪费，且导致环境污染。为了解决这些问题，我国在上个世纪就引入了“精准农业”理念[3]，并以北方土壤及种植管理模式为对象，开展了大量有关土壤养分状况的研究，对作物实施平衡施肥并在贵州、甘肃、广西、湖南、湖北、江西、四川等省份都得到实施，带来了经济、生态和社会效益[4]。 测土配方施肥是以土壤测试和肥料田间试验为基础，根据作物需肥规律，土壤供肥性能和肥料效应，在合理施用有机肥料的基础上，提出氮、磷、钾及中、微量元素等肥料的施用数量、施肥时期和施用方法。通俗地讲，就是在农业科技人员指导下科学施用配方肥。测土配方施肥技术的核心是调节和解决作物需肥与
土壤有机质含量的测定 一、目的要求 土壤有机质含量是衡量土壤肥力的重要指标，对了解土壤肥力状况，进行培肥、改土有一定的指导意义。 通过实验了解土壤有机质测定原理，初步掌握测定有机质含量的方法既注意事项。能比较准确地测出土壤有机质含量。 二、方法原理 在加热条件下，用稍过量得标准重铬酸钾—硫酸溶液，氧化土壤有机碳，剩余的重铬酸钾用标准硫酸亚铁（或硫酸亚铁铵）滴定，由所消耗标准硫酸亚铁的量计算出有机碳量，从而推算出有机质的含量，其反应式如下： 2K 2Cr 2 O 7 +3C+8H 2 SO 4 →K 2 SO 4 +2Cr 2 (SO 4 ) 3 +3CO 2 +8H 2 O K 2Cr 2 O 7 +6FeSO 4 +7H 2 SO 4 →K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4 ) 3 +3Fe 2 (SO 4 ) 3 +8H 2 O 用Fe2+滴定剩余的K 2Cr 2 O 7 2-时，以邻啡罗啉（C 2 H 8 N 2 ）为氧化还原指示剂，在 滴定过程中指示剂的变色过程如下：开始时溶液以重铬酸钾的橙色为主，此时指示剂在氧化条件下，呈淡蓝色，被重铬酸钾的橙色掩盖，滴定时溶液逐渐呈绿色（Cr3+），至接近终点时变为灰绿色。当Fe2+溶液过量半滴时，溶液则变成棕红色，表示颜色已到终点。 三、仪器试剂 1. 仪器用具 硬质试管（18mm×180mm）、油浴锅、铁丝笼、电炉、温度计（0~200℃）、分析天平（感量0.0001g）、滴定管（25ml）、移液管（5ml）、漏斗（3~4cm），三角瓶（250ml）、量筒（10ml，100ml）、草纸或卫生纸。 2. 试剂配制 1.0.1333mol/L重铬酸钾标准溶液称取经过130℃烘烧3~4h的分析纯重铬酸钾39.216g,溶解于400ml蒸馏水中，必要时可加热溶解，冷却后架蒸馏水定容到1000ml，摇匀备用。 2.0.2mol/L硫酸亚铁（FeSO 4.7H 2 O）或硫酸亚铁铵溶液称取化学纯硫酸亚铁 55.60g或硫酸亚铁铵78.43g，溶于蒸馏水中，加6mol/L H 2SO 4 1.5ml，再加蒸馏 水定容到1000ml备用。
土壤学实验讲义 （修订版） 吴彩霞王静李旭东 2012年10月
目录 实验一、土壤分析样品采集与制备 实验二、土壤全氮的测定—凯氏定氮法实验三、土壤速效钾的测定 实验四、土壤有效磷的测定 实验五、土壤有机质的测定 实验六、土壤酸度的测定
实验一土壤分析样品采集与制备 一、实验目的和说明 为开展土壤科学实验，合理用土和改土，除了野外调查和鉴定土壤基础性状外，还须进行必要的室内常规分析测定。而要获得可靠的科学分析数据，必须从正确地进行土壤样品(简称土样)的采集和制备做起。一般土样分析误差来自采样、分样和分析三个方面，而采样误差往往大于分析误差，如果采样缺乏代表性即使室内分析人员的测定技术如何熟练和任何高度精密的分析仪器，测定数据相当准确，也难于如实反映客观实际情况。故土样采集和制备是一项十分细致而重要的工作。 二、实验方法步骤 (一)土样采集 分析某一土壤或土层，只能抽取其中有代表性的少部份土壤，这就是土样。采样的基本要求是使土样具有代表性，即能代表所研究的土壤总体。根据不同的研究目的，可有不同的采样方法。 1.土壤剖面样品 土壤剖面样品是为研究土壤的基本理化性质和发生分类。应按土壤类型，选择有代表性的地点挖掘剖面，根据土壤发生层次由下而上的采集土样，一般在各层的典型部位采集厚约l0厘米的土壤，但耕作层必须要全层柱状连续采样，每层采一公斤；放入干净的布袋或塑料袋内，袋内外均应附有标签，标签上注明采样地点、剖面号码、土层和深度。 图1 土壤剖面坑示意图
2. 土壤混合样品 混合土样多用于耕层土壤的化学分析，一般根据不同的土壤类型和土壤肥力状况，按地块分别采集混合土样。一般要求是： (1)采样点应避免田边、路旁、沟侧、粪底盘以及一些特殊的地形部位。 (2)采样面积一般在20—50亩的地块采集一个混合样可根据实际情况酌情增加样品数。 (3)采样深度依不同分析要求而定，一般土壤表层取0-10cm，取样点不少于5点。可用土钻或铁铲取样，特殊的微量元素分析，如铁元素需改用竹片或塑料工具取样，以防污染。 (4)每点取样深度和数量应相当，集中放入一土袋中，最后充分混匀碾碎，用四分法取对角二组，其余淘汰掉。取样数量约1公斤左右为宜。 (5)采样线路通常采用对角线、棋盘式和蛇形取样法。 (6)装好袋后，栓好内外标签。标签上注明采样地点、深度、采集人和日期，带回室内风干处理 (二)土壤样品制备 样品制备过程中的要求： (1)样品处理过程中不能发生任何物理和化学变化，以免造成分析误差。 (2)样品要均一化，使测定结果能代表整个样品和田间状态。 (3)样品制备过程包括：风干一分选一去杂一磨碎一过筛—混匀一装瓶一保存一登记。 风干一将取回的土样放在通风、干燥和无阳光直射的地方，或摊放在油布、牛皮纸、塑料布上，尽可能铺平并把大土块捏碎，以便风干快些。 分选一若取的土样太多，可在土样均匀摊开后，用“四分法”去掉一部分，留下1000克左右供分析用。 去杂、磨细和过筛一将风干后土样先用台称称出总重量，然后将土样倒在橡皮垫上，碾碎土块，并尽可能挑出样品中的石砾、新生体、侵入体、植物根等杂质，分别放入表面皿或其它容器中；将土样铺平，用木棒轻轻辗压，将辗碎的土壤用带有筛底和筛盖的0.25mm 筛孔的土筛过筛，并盖好盖、防止细土飞扬。不能筛过的部分，再行去杂，余下的土壤铺开再次碾压过筛，直至所有的土壤全部过筛，只剩下石砾为止。(样品通过多大筛孔、应依不同分析要求而定)。 混匀装瓶一将筛过的土壤全部倒在干净的纸上，充分混匀后装入500～1000ml磨口瓶中保存。每个样品瓶上应贴两个标签，大标签贴在瓶盖上。书写标签用HB铅笔或圆珠笔填
测定所需试剂 1 土壤有机质的测定一重铬酸钾容量法——外热法 1 原理： 用定量的重铬酸钾-硫酸溶液，在电加热条件下，使土壤中的有机 质氧化，剩余的重铬酸钾用硫酸亚铁标准溶液滴定，并以二氧化硅为添加剂作实际空白标定，根据氧化前后氧化剂质量差值，计算出有机碳量，再乘以系数1.724，即为土壤有机质含量。 2 仪器设备： 1/10000的分析天平；电沙浴（石蜡浴）； 大试管；弯颈漏斗；容量瓶 定时钟；滴定管： 5.00ml； 温度计：200～300℃； 铜丝筛：孔径0.25mm； 3 试剂 除特别注明外，所用试剂皆为分析纯。 3.1 硫酸银：研成粉末； 3.2 二氧化硅：粉末状； 3.3 邻菲啰啉指示剂：称取邻菲哆啉1.490g溶于含有0.700g硫酸亚铁的100ml水溶液中，此指示剂易变质，应密封保存于棕色瓶中备用； 3.4 0.4mol·L-1（1/6 K2Cr2O7重铬酸钾）重铬酸钾-硫酸溶液：称取重铬酸钾40.0g ，溶于600～800ml蒸馏水中，待完全溶解后，加水稀释至1L，将溶液移入3L大烧杯中；另取1L比重为1.84的浓硫酸，慢慢的倒入重铬酸钾水溶液中，不断搅动，为避免 急剧升温，每加约100ml硫酸后稍停片刻， 并把大烧杯放在盛有冷水的盆内冷却，待溶液的温度降到不烫手时再加另一份硫酸，直到全部加完为止； 3.50.1m o l·L-1重铬酸钾标准溶液：称取经130℃烘2～3h的优级纯重铬酸钾 4.904g。先用少量水溶解，然后移入1L容量瓶内，加水定容。 3.6 0.1 mol·L-1硫酸亚铁标准溶液：称取FeSO4·7H2O硫酸亚铁28g，溶于600～ 800ml水中，加浓硫酸20ml，搅拌均匀，加水定容至1L（必要时过滤），贮于棕色瓶中保存。此溶液易受空气氧化，使用时必须每天标定一次标准浓度。 4 操作步骤： 4.1 选取有代表性风干土壤样品，用镊子挑除植物根叶等有机残体，然后用木棍压细，使之通过1mm筛。充分混匀后，从中取出试样10～20g，磨细，并全部通过0.25mm 筛，装入磨口瓶中备用。 4.2 按照表1有机质含量的规定称取制备好的风干试样0.05～0.5g，精确到 0.0001g。置入150ml三角瓶中，加粉末状的硫酸银0.1g，准确加入0.4mol·L-1重铬 酸钾-硫酸溶液10ml混匀。 表1 不同土壤有机质含量的称样量 有机质含量，% 试样质量，g
土壤有机质的作用及调节 一、土壤有机质的作用 土壤有机质在土壤肥力和植物营养中具有多方面的重要作用。主要包括以下几个方面： （一）提供作物需要的各种养分 土壤有机质不仅是一种稳定而长效的氮源物质，而且它几乎含有作物和微生物所需要的各种营养元素。大量资料表明，我国主要土壤表土中大约80%以上的氮、20%~76%的磷以有机态存在，在大多数非石灰性土壤中，有机态硫占全硫的75%~95%。随着有机质的矿质化，这些养分都成为矿质盐类（如铵盐、硫酸盐、磷酸盐等），以一定的速率不断地释放出来，供作物和微生物利用。 ，另外，据估计土壤有机质的分解以及微生物和根系呼吸作用所产生的CO 2 每年可达1.35*1011t,大致相当于陆地植物的需要量,可见土壤有机质的矿化分的重要来源,也是植物碳素营养的重要来源. 解是大气中CO 2 此外，土壤有机质在分解过程中，还可产生多种有机酸（包括腐殖酸本身），这对土壤矿质部分的一定溶解能力，促进风化，有利于某些养分的有效化，还能络合一些多价金属离子，使之在土壤溶液中不致沉淀而增加了有效性。 （二）增强土壤的保水保肥能力和缓冲性 腐殖质疏松多孔，又是亲水胶体，能吸持大量水分，故能大大提高土壤的保水能力。此外腐殖质改善了土壤渗透性，可减少水分的蒸发等，为作物提供更多的有效水。 腐殖质因带有正负两种电荷，故可吸咐阴、阳离子；又因其所带电性以负电 +、Ca2+、荷为主，所以它具有较强的吸咐阳离子的能力，其中作为养料的K+、NH 4 Mg2+等阳离子一旦被吸咐后，就可避免随水流失，而且能随时被根系附近的其他阳离子交换出来，供作物吸收，仍不失其有效性。 腐殖质保存阳离子养分的能力，要比矿质胶体大许多倍至几十倍。一般腐殖质的吸收量为150~400cmol（+）/kg。因此，保肥力很弱的砂土中增施有机肥料后，不仅增加了土壤中养分分数，改良砂土的物理性质，还可提高其保肥能力。
第三章、土壤生物及土壤有機質 第一節、土壤生物與土壤的關係 一、土壤生物的種類 1.大型生物 土壤中大型生物如：齧齒類及食蟲動物、昆蟲類、木蝨、蟎、蝸蝓、蝸牛、蜘蛛、百足蟲、蚯蚓、千足蟲等。土壤中大型生物的活動對土壤的影響包括： (1)齧齒類常搗碎土塊，變成團粒狀，且搬運土塊。進而使土壤中有機質團結，且促進空氣 流通及排水良好，但其害處在傷害農作物。 (2)昆蟲類能搬運或消化土壤，常把地面植物及動物遺體物質帶入土中，對土壤有機質的移 動與破壞有很大的影響，其作穴對土壤通氣亦有影響。此類動物繁殖力大，其遺體對土壤有機物生成頗有影響。 (3)蚯蚓及蝸牛為土壤中最重要的腹足動物，常以腐朽植物體為食物。蚯蚓常吃食土壤而再 排泄出來，據估計每年每英畝有15噸之乾土穿過蚯蚓之體。土壤之穿過其體不僅是可作其食物之有機質部份，且有礦物成分，均受其體內消化酵素之作用，又能弄碎土粒，使有機質、氮素、交換性鈣及鎂、有效磷、p H、鹽基飽和度及陽離子交換能量，均有顯著增加，故可增進土壤肥力。 土壤中的無機元素對動物的分布和數量亦有一定影響。由於石灰質土壤對蝸牛殼的形成很重要，所以在石灰質地區的蝸牛數量往往比其它地區多。 2.土壤微生物 (1)線蟲：分為雜食性、肉食性、寄生類等。 (2)原生動物：即單細胞動物，土壤中常見者有三種，變形蟲、纖毛蟲、鞭毛蟲等。原生動 物之主要食物為有機物，故對有機物的分解頗有影響。而有一部份原生動物以細菌為食物，對於限制細菌之繁殖頗有影響。 3.土壤植物 土壤植物可分為：土壤藻類、土壤蕈類、土壤放射菌類、土壤細菌等四類。 (1)土壤藻類可分為：綠藻、藍綠藻、黃綠藻、細藻等。藻類對土壤性質及植物生長可能的 影響如下： ?增加土壤有機質，因其能行光合作用製造有機質。 ?增進土壤通氣，因其行光合作用能放出氧氣。 ?已知有固氮能力之細菌和藻類（如藍綠藻）很多，稱為「固氮生物」，能吸收氮氣，進 行固碳作用(nitrogen fixation)。
实训六土壤有机质含量的测定 一、目的要求 土壤有机质含量是衡量土壤肥力的重要指标，对了解土壤肥力状况，进行培肥、改土有一定的指导意义。 通过实验了解土壤有机质测定原理，初步掌握测定有机质含量的方法既注意事项。能比较准确地测出土壤有机质含量。 二、方法原理 在加热条件下，用稍过量得标准重铬酸钾—硫酸溶液，氧化土壤有机碳，剩余的重铬酸钾用标准硫酸亚铁（或硫酸亚铁铵）滴定，由所消耗标准硫酸亚铁的量计算出有机碳量，从而推算出有机质的含量，其反应式如下：2K2Cr2O7+3C+8H2SO4→K2SO4+2Cr2(SO4)3+3CO2+8H2O K2Cr2O7+6FeSO4+7H2SO4→K2SO4+ Cr2(SO4)3+3Fe2(SO4)3+8H2O 用Fe2+滴定剩余的K2Cr2O72-时，以邻啡罗啉（C2H8N2）为氧化还原指示剂，在滴定过程中指示剂的变色过程如下：开始时溶液以重铬酸钾的橙色为主，此时指示剂在氧化条件下，呈淡蓝色，被重铬酸钾的橙色掩盖，滴定时溶液逐渐呈绿色（Cr3+），至接近终点时变为灰绿色。当Fe2+溶液过量半滴时，溶液则变成棕红色，表示颜色已到终点。 三、仪器试剂 1. 仪器用具 硬质试管（18mm×180mm）、油浴锅、铁丝笼、电炉、温度计（0~200℃）、分析天平（感量0.0001g）、滴定管（25ml）、移液管（5ml）、漏斗（3~4cm），三角瓶（250ml）、量筒（10ml，100ml）、草纸或卫生纸。 2. 试剂配制 1.0.1333mol/L重铬酸钾标准溶液称取经过130℃烘烧3~4h的分析纯重铬酸钾39.216g,溶解于400ml蒸馏水中，必要时可加热溶解，冷却后架蒸馏水定容到1000ml，摇匀备用。 2.0.2mol/L硫酸亚铁（FeSO4.7H2O）或硫酸亚铁铵溶液称取化学纯硫酸亚铁55.60g或硫酸亚铁铵78.43g，溶于蒸馏水中，加6mol/L H2SO41.5ml，再加蒸馏水定容到1000ml备用。 3.硫酸亚铁溶液的标定准确吸取3份0.1333mol/L K2Cr2O7标准溶液各5.0ml 于250ml三角瓶中，各加5ml6mol/L H2SO4和15ml蒸馏水，再加入邻啡罗啉指示剂3~5滴，摇匀，然后用0.2mol/LFeSO4溶液滴定至棕红色为止，其浓度计算为： c= V 0.5 1333 .0 6? ? 式中：c——表示硫酸亚铁溶液摩尔浓度（mol/L）； V——滴定用去硫酸亚铁的体积（mol）；
土壤全氮的测定—凯氏定氮法 一、目的 1、掌握土壤中全氮含量测定的方法。 2、了解测定土壤全氮的原理 二、原理 土壤中的氮大部分以有机态（蛋白质、氨基酸、腐殖质、酰胺等）存在，无 机态（NH 4+ 、NO 3 -、NO 2 -）含量极少，全氮量的多少决定于土壤腐殖质的含量。 土壤中含氮有机化合物在还原性催化剂的作用下，用浓硫酸消化分解，使其中所含的氮转化为氨，并与硫酸结合为硫酸铵。 给消化液加入过量的氢氧化钠溶液，使铵盐分解蒸馏出氨，吸收在硼酸溶液中，最后以甲基红-溴甲酚绿为指示剂，用标准盐酸滴定至粉红色为终点，根据标准盐酸的用量，求出分析样品中的含氮全量。 三、试剂： 1、混合催化剂：称取硫酸钾100g、五水硫酸铜10g、硒粉1g。均匀混合后研细。贮于瓶中。 2、比重1.84浓硫酸。 3、40%氢氧化钠：称400g氢氧化钠于烧杯中，加蒸馏水600ml，搅拌使之全部溶解。 4、2%硼酸溶液：称20g硼酸溶于1000ml水中，再加入2.5ml混合指示剂。（按体积比100:0.25加入混合指示剂） 5、混合指示剂：称取溴甲酚绿0.5g和甲基红0.1克,溶解在100ml95%的乙醇中,用稀氢氧化钠或盐酸调节使之呈淡紫色，此溶液pH应为4.5。 6、0.01的盐酸标准溶液：取比重1.19的浓盐酸0.84ml，用蒸馏水稀释至1000ml，用基准物质标定之。 四、操作步骤 1、消煮：在分析天平上准确称取通过60号筛的风干土0.5000g左右，移入干燥的凯氏瓶中，加入1.5g的还原性混合催化剂。用注射器加入4ml浓硫酸，放到通风柜内的消煮器上消煮1.5h左右。直至内容物呈清彻的淡蓝色为止。 2、蒸馏：消煮完毕后冷却。 将三角瓶置于冷凝管的承接管下，管口淹没在硼酸溶液中（三角瓶用2%的硼酸20ml作吸收剂），然后打开冷凝器中的水流，进行蒸馏。在整个蒸馏过程中注意冷凝管中水不要中断，当接受液变蓝后蒸馏5min,将冷凝管下端离开硼酸液面，再用蒸馏水冲净管外。 3、滴定：用0.01当量的盐酸标准溶液滴定至红色为止。记录所消耗的盐酸标准溶液的体积。 4、空白：除不加试样外其余步骤完全相同。 五、计算： 土壤含氮量（%）=(V-V )*N*0.014*100/W
土壤有机质含量的测定 、目的要求 土壤有机质含量是衡量土壤肥力的重要指标，对了解土壤肥力状况，进行培肥、改土有一定的指导意义。 通过实验了解土壤有机质测定原理，初步掌握测定有机质含量的方法既注意事项。能比较准确地测出土壤有机质含量。 二、方法原理 在加热条件下，用稍过量得标准重铬酸钾—硫酸溶液，氧化土壤有机碳，剩余的重铬酸钾用标准硫酸亚铁（或硫酸亚铁铵）滴定，由所消耗标准硫酸亚铁的量计算出有机碳量，从而推算出有机质的含量，其反应式如下： 2K2Cr26+3C+8HSC4—K2SC4+2Cr2（SC h）3+3CO+8H2O K2Cr26+6FeSO+7H2SC4—?SC4+ Cr 2（SC h）3+3Fe2（SO）3+8H2O 用Fe2+滴定剩余的K2Cr2O72-时，以邻啡罗啉（C2H8N2）为氧化还原指示剂，在滴定过程中指示剂的变色过程如下：开始时溶液以重铬酸钾的橙色为主，此时指示剂在氧化条件下，呈淡蓝色，被重铬酸钾的橙色掩盖，滴定时溶液逐渐呈绿色（CF+）,至接近终点时变为灰绿色。当Fe2+溶液过量半滴时，溶液则变成棕红色，表示颜色已到终点。 三、仪器试剂 1.仪器用具 硬质试管（18mm x 180mm）＞油浴锅、铁丝笼、电炉、温度计（0~200C）、分析天平（感量O.OOOIg）、滴定管（25ml）、移液管（5ml）、漏斗（3~4cm）,三角瓶（250ml）、量筒（10ml, 100ml）、草纸或卫生纸。 2.试剂配制 1.0.1333mol/L重铬酸钾标准溶液称取经过130 C烘烧3~4h的分析纯重铬酸钾39.216g,溶解于400ml蒸馏水中，必要时可加热溶解，冷却后架蒸馏水定容到 1000ml，摇匀备用。 2.0.2mol/L 硫酸亚铁（FeSQ7H2O）或硫酸亚铁铵溶液称取化学纯硫酸亚铁55.60g或硫酸亚铁铵78.43g,溶于蒸馏水中，力卩6mol/L H2SQ1.5ml,再加蒸馏水定容到1000ml 备用。 3.硫酸亚铁溶液的标定准确吸取3份0.1333mol/L ?Cr26标准溶液各5.0ml于
第五章土壤物理性质 第一节土壤质地 土壤质地，我们在第二章中曾提过一点，这一章中我们要比较详细地讲一下。 1．土壤颗粒的分级 土壤是由固体、液体和气体所组成，其中的固体部分是由许多大小不等的颗粒所组成。不同的颗粒，他们在成分上和性质上都不一样，人们为了便于研究，就把这些土粒按照他们的直径大小排队，再根据一定的尺度范围把这些颗粒归为几组，这些土壤颗粒组，就称为土壤粒级。（图）世界各国所采用的划分标准，即尺度范围是很不一致的。就现在来说，世界上主要有3种划分标准，就是国际制、原苏联制和美国制。我国在解放前是美国制，解放后变成苏联制，这倒不是苏联制标准好，而是政治原因。到1975年，我们国家由中科院南京土壤所和西北水保所共同拟定了一套我国自己的土壤粒级划分标准，但是，用起来比较麻烦，有一些地方也不完善，所以，用的人不多。目前来看，在我国用的比较广泛的，还是苏联制的分类标准，也就是所谓的卡庆斯基的标准。这种分类方法，是将土粒分成了： 粒级石砾砂砾粉粒粘粒 颗粒直径（mm）大于1 1-0.05 0.05 – 0.001 小于0.001 为了便利起见，人们也可以把土壤粒级分为：物理性砂粒和物理性粘粒两类：物理性砂粒是直径大于0.01mm的颗粒， 物理性粘粒是小于或等于0.01mm的颗粒。 有的同学可能会问，为什么按这个标准来划分？依据是什么？这个划分依据就是土粒的性质。我们马上要将讲到。 2．土壤各粒级的性质 2．1．石砾：直径大于1mm的颗粒，他们是岩石风化后残留物。因此，他们大都保留了母岩的矿物组成，一般情况下，他们的速效养分很少，保水能力很差。2．2．砂粒：直径在1-0.05mm，他们主要是岩石中难风化的矿物，比如，石英、 白云母等。砂粒几乎没有吸附阳离子的能力，而且颗粒之间非常松散，不能相互粘结。颗粒间的孔隙多是一些大孔隙，所以，他们容易透气、透水，但保水能力较弱。 2．3．粘粒：直径小于0.001mm，粘粒的矿物组成是一些次生矿物，它的表面积很大，所以，吸附离子的能力很强。也就是保肥力强。
一、土壤全氮的测定—凯氏定氮法 一、目的 1、掌握土壤中全氮含量测定的方法。 2、了解测定土壤全氮的原理 二、原理 土壤中的氮大部分以有机态（蛋白质、氨基酸、腐殖质、酰胺等）存在，无 机态（NH 4+ 、NO 3 -、NO 2 -）含量极少，全氮量的多少决定于土壤腐殖质的含量。 土壤中含氮有机化合物在还原性催化剂的作用下，用浓硫酸消化分解，使其中所含的氮转化为氨，并与硫酸结合为硫酸铵。 给消化液加入过量的氢氧化钠溶液，使铵盐分解蒸馏出氨，吸收在硼酸溶液中，最后以甲基红-溴甲酚绿为指示剂，用标准盐酸滴定至粉红色为终点，根据标准盐酸的用量，求出分析样品中的含氮全量。 三、试剂： 1、混合催化剂：称取硫酸钾100g、五水硫酸铜10g、硒粉1g。均匀混合后研细。贮于瓶中。 2、比重1.84浓硫酸。 3、40%氢氧化钠：称400g氢氧化钠于烧杯中，加蒸馏水600ml，搅拌使之全部溶解。 4、2%硼酸溶液：称20g硼酸溶于1000ml水中，再加入2.5ml混合指示剂。（按体积比100:0.25加入混合指示剂） 5、混合指示剂：称取溴甲酚绿0.5g和甲基红0.1克,溶解在100ml95%的乙醇中,用稀氢氧化钠或盐酸调节使之呈淡紫色，此溶液pH应为4.5。 6、0.01的盐酸标准溶液：取比重1.19的浓盐酸0.84ml，用蒸馏水稀释至1000ml，用基准物质标定之。 四、操作步骤 1、消煮：在分析天平上准确称取通过60号筛的风干土0.5000g左右，移入干燥的凯氏瓶中，加入1.5g的还原性混合催化剂。用注射器加入4ml浓硫酸，放到通风柜内的消煮器上消煮1.5h左右。直至内容物呈清彻的淡蓝色为止。 2、蒸馏：消煮完毕后冷却。 将三角瓶置于冷凝管的承接管下，管口淹没在硼酸溶液中（三角瓶用2%的硼酸20ml作吸收剂），然后打开冷凝器中的水流，进行蒸馏。在整个蒸馏过程中注意冷凝管中水不要中断，当接受液变蓝后蒸馏5min,将冷凝管下端离开硼酸液面，再用蒸馏水冲净管外。 3、滴定：用0.01当量的盐酸标准溶液滴定至红色为止。记录所消耗的盐酸标准溶液的体积。 4、空白：除不加试样外其余步骤完全相同。 五、计算： 土壤含氮量（%）=(V-V )*N*0.014*100/W
土壤有机质含量 单位体积土壤中含有的各种动植物残体与微生物及其分解合成的有机物质的数量。一般以有机质占干土重的百分数表示。 气候直接影响土壤的水热状况和物理、化学过程的性质和强度。如中等水热条件下，土壤有机质积累最多(温带半湿润环境下的黑土是世界上最肥沃的土壤);通过影响岩石的风化过程、地貌形态及生物的活动，间接影响土壤的形成和发育。如:湿热条件下风化壳最厚，土壤层厚度大。干旱或者寒冷条件下，风化壳薄，土壤层也薄。 生物是土壤有机物质的来源，土壤形成过程中最活跃的因素，土壤肥力的高低主要取决于有机质含量的多少。没有生物的参与(生物循环)，就不会有土壤的形成。 一般而言，森林土壤有机质含量要低于草地土壤。 1简介 organic substances content in soil 2提高途径 土壤有机质泛指土壤中以各种形式存在的含碳有机化合物。对低产田来说，通过下列途径可以增加有机质含量，以培肥地力。对高产田来说，由于有机质不断分解，也需要不断补充有机质。 折叠一 增施有机粪肥。堆肥、沤肥、饼肥、人畜粪肥、河湖泥等都是良好的有机肥。 折叠二 提倡秸秆还田。研究表明，秸秆直接还田比施用等量的沤肥效果更好。目前，大力提倡以小麦高茬为主要措施的秸秆还田技术，小麦收割时，留20-30厘米高麦秆，经一个雨季的风吹日晒雨淋，到小麦再播种时，已变成半分解状态，成为上好的有机肥料。秸秆还田简单易行，省力省工，但在还田时，就应加施化学氮肥，避免微生物与作物争氮。 折叠三 粮肥轮作、间作，用地养地相结合。随着农业生产的发展，复种指数越来越高，致使许多土壤有机质含量降低，肥力下降。实行粮肥轮作、间作制度，不仅可以保持和提高有机质含量，还可以改善土壤有机质的品质，活化已经老化了的腐殖质。 折叠四
第二节土壤 基础过关练 题组一观察土壤 1.下列有关土壤的说法,正确的是( ) A.土壤就是土地 B.土壤是一个生态系统 C.土壤与大气圈、水圈、生物圈、岩石圈相互独立,占有独立空间 D.土壤是由颗粒状矿物质组成的固体物质 2.土壤的观察内容包括( ) ①土壤颜色②土壤剖面构造 ③土壤厚度④土壤质地 A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①③④ 3.土壤按照质地来划分,一般分为砂土、壤土和黏土。下列关于这三类土壤的说法,错误的是( ) A.砂土成分以砂粒占优势,故保水、保肥能力差 B.黏土颗粒较小,土壤透水性差,但保水、保肥能力强,是农业生产最理想的土壤质地 C.壤土颗粒大小适中,既透气透水,又蓄水保肥,是农业生产的理想土壤质地 D.不同的农作物对土壤的质地要求不同 题组二土壤的主要形成因素 4.土壤中的矿物养分最初来自( ) A.低等植物 B.成土母质 C.土壤微生物 D.枯枝落叶 5.热带雨林气候区土壤贫瘠的原因有( ) ①有机质分解和养分再循环旺盛,土壤缺少养分积累和补充 ②终年高温多雨,地表径流和淋溶作用带走养分 ③雨林植被的吸收作用强 ④岩石风化所释放的养分不足 A.①② B.③④
C.①③ D.②④ 6.我国东北地区的黑土有机质含量高于南方地区的红壤,其主要原因是东北地区( ) A.植被丰富,提供的有机质多 B.地形平坦,有机质不易流失 C.气候寒冷,微生物分解作用弱 D.人口稀少,土壤破坏较小 7.青藏高原土壤贫瘠的主要原因是( ) A.光照条件差,合成有机质少 B.气候寒冷,植物生长缓慢 C.水热条件好,微生物分解速度快 D.地表起伏大,流水侵蚀作用强 土壤的形成和发育受各种自然地理要素的影响,有机质含量是衡量土壤肥力的重要指标。据此完成下面两题。 8.自然发育的土壤中有机质含量最高的是( ) A.黑土 B.红壤 C.水稻土 D.寒漠土 9.在适宜的光照和温度条件下,岩石表面发育为“年幼”土壤的主要原因是( ) A.流水的堆积作用 B.风力的侵蚀作用 C.苔藓类植物活动 D.高等植物的生长 阅读图文材料,回答下面三题。 材料一土壤是反映地理环境整体性的一面“镜子”,不同土壤可以反映出不同的气候、地表物质、地形、水文条件、生物及人类活动情况。 材料二土壤与其他自然地理要素的关系图。 10.下列有关生物与土壤关系的叙述,正确的是( )
土壤有机质是土壤中除碳酸盐以外的所有含碳化合物的总称，包括植物的残体，施入的有机肥料，以及经过微生物作用所形成的腐殖质。 土壤有机质有五种类型：①新鲜有机质，尚未被分解的动植物残体，如作物的秸秆和根茬等；②半分解的有机质，有机残体在缺氧条件下，经微生物作用后形成的物质，如泥炭、半腐烂的有机肥料等；③简单的有机化合物，为有机残体经微生物分解所产生的，在土壤中含量不多，如糖类、氨基酸、脂肪酸等；④微生物，包括细菌、真菌、放线菌、原生动物和一些昆虫等；⑤腐殖质，是有机质经微生物转化后形成的黑色或黑褐色，成分和结构都比较复杂的高分子有机胶体，一般分为可溶于稀碱但不溶于酸的胡敏酸和溶于碱又溶于酸的富里酸，以及既不溶于碱又不溶于酸的胡敏素三个组分。前四种土壤有机质为非腐殖质物质，占土壤有机质总量的30％—50％，腐殖质占土壤有机质总量的%50—70％。 土壤有机质的成分主要是碳、氢、氧，还含有氯、硫、磷、钾、钙、镁、铁以及微量元素，是作物营养元素的来源，也是微生物的食物，一般只占表层干土重的0.5％—3％，个别土壤如黑土有机质含量达10％左右。土壤有机质数量虽然不多，但它对土壤的物理、化学性质有很大影响，对培肥、改良土壤有重要作用。 根据土壤普查耕层有机质含量数据标准划分成6 个等级：
大于40 g kg-1、30 g kg-1~40 g kg-1、20 g kg-1~30 gkg-1、10 g kg-1~20 g kg-1、6 g kg-1~10 g kg-1、小于（等于）6 g kg-1。 在自然状态下，影响土壤有机质含量的因素包括气候、植被、母质、地形和时间，而在人类耕作活动影响下，施肥状况和耕作措施则成为短期影响农田土壤有机质含量的主要原因。