土壤胶体.

第一章绪论土壤土壤是在地球表面生物、气候、母质、地形、时间等因素综合作用所形成能够生长植物的、处于永恒变化中的疏松矿物质与有机质的混合物。

陆地表层—位置；疏松—物理状态；能够产生植物收获—土壤的本质。

土壤肥力土壤在植物生长发育整个过程中，同时而又不断地满足和协调植物对水分，空气，养料和热量等要求的能力。

四大肥力因子：水、肥、气、热有效肥力在生产中反应出经济效果的那部分肥力。

潜在肥力还没有在生产中反映出经济效果的那部分肥力。

土壤生产力土壤在其土壤肥力、环境条件和人为因素的综合作用下所能产生的经济效益土壤肥力与土壤生产力的联系与区别：土壤生产力由土壤本身的肥力属性（基础，内因）和发挥肥力作用的外界条件（外因）所决定的。

从这个意义上来看，肥力只是生产力的基础，而不是生产力的全部。

肥力因素基本相同的土壤，如果处在不同的环境条件下，其表现出来的生产力彼此可能相差很大。

土壤三相物质组成固相——矿物质和有机质液相——土壤液体气相——土壤气体第二章矿物质风化作用，原生矿物，次生矿物风化作用：岩石在地表受到种种外力作用，逐渐破碎成为疏松物质，这一过程叫做风化作用。

所产生的疏松物质就是土壤母质。

原生矿物—直接来源于母岩的矿物，其中岩浆岩是其主要来源；在风化过程中没有改变化学组成的原始成岩矿物，如石英、长石、云母等。

次生矿物—在风化过程中新形成的矿物。

如高岭石，蒙脱石、氧化铝等。

土壤中的原生矿物类型和特性：1、长石类矿物：正长石，又称钾长石，是土壤中钾元素的重要来源。

2、云母类：白云母，又称钾云母，是土壤中钾元素的来源之一。

黑云母也是钾元素的来源，更易分解，风化。

3、角闪石与辉石类矿物：含盐基丰富，化学稳定性低，容易被彻底分解。

4、石英矿物：不易风化，是土壤中砂粒的主要来源。

5、氧化铁类矿物：赤铁矿（Fe2O3），常使土壤染成红色；磁铁矿（Fe3O4），具磁性。

黄铁矿（FeS2），分解后形成硫酸盐。

6、磷酸盐类矿物：磷灰石是制造磷肥的主要原料，是植物磷元素的主要来源。

7、方解石（CaCO3）：方解石是土壤中碳酸钙的主要来源。

8、褐铁矿（Fe2O3·3H2O）：由赤铁矿水化形成的一种含水氧化铁，是土壤黄色和棕色染色剂。

母质1、成土母质：矿物岩石经各种风化作用后形成的疏松多孔体2、土壤母质与岩石和土壤相比，有很大区别。

母质有别于岩石，其颗粒小，单位体积或单位质量的表面积增大，颗粒间多孔隙，疏松，有一定的透水性、通气性及吸附性能。

母质所具有的这些肥力因素还远远不能满足植物的需要。

3、母质类型岩石矿物风化形成的母质，有的就地堆积，但大多数是在重力、水流、风力、冰川等外力的作用下搬运到其他地方，形成各种沉积物，有的甚至经过多次搬运沉积。

按风化物搬运动力与沉积特点的不同，可将成土母质分为以下8种类型：残积物粒级：石砾，砂粒，粉粒，粘粒粒级（粒组）：根据土粒大小和性质，将其分成若干组，称土壤粒级或粒组。

我国常用的土粒分级标准有国际制和卡庆斯基制，都把土粒分为：石砾，砂粒，粉粒（粉砂），粘粒四级。

颗粒组成（土壤质地）土壤各粒级的百分含量，或称砂粘程度，机械组成物理性粘粒，物理性砂粒物理性粘粒：卡钦斯基分类制中直径＜0.01mm的土壤颗粒。

物理性砂粒：卡钦斯基分类制中直径＞0.01mm的土壤颗粒。

土壤质地名称卡制分类依据土壤质地名称：根据其颗粒组成把土壤分成若干类别，称质地类别以粘粒含量为主要标准，粉粒、砂粒含量做帽子：粘粒：15%以下为砂土、壤土类；15%—25%为粘壤土类；25%以上为粘土类。

卡制分类依据：依据物理性粘粒(<0.01mm)和物理性砂粒（1-0.01mm）的相对含量来划分，共9种质地，同时照顾了土壤类型的差别。

不同质地土壤与肥力的关系壤土：砂、粘粒配比恰当；养分含量丰富，保水保肥性和供水供肥性强，耕性较好；理想土壤。

适宜种植各种作物。

粘粒矿物组成粘粒的次生矿物。

硅酸盐：最重要的造岩矿物，自然界中，占已知矿物种类的1/3，占岩石圈量的80-90%，绝大多数都以硅酸盐为主要矿物成分，由岩石风化成为土壤，土壤亦含大量硅酸盐—土壤的骨骼。

在硅酸盐中，其结构可以看成是氧离子组成骨架，阳离子填充于氧离子空隙中,阳离子的大小很重要.岛状环状链状层状架状主要包括∶层状的硅酸盐矿物和氧化物类。

前者是晶型矿物，后者有晶型的，也有非晶型的。

硅氧片,铝氧片硅氧片：四个氧离子和一个硅离子组成硅氧四面体。

许多硅四面体可以共用氧原子形成一层，氧原子排列成为中间有空的六角形，称为硅氧四面体片，简称硅片。

硅氧四面体片底层有六角形网眼要记住！网眼半径1.32埃。

铝氧片：一个铝离子和六个氧离子构成铝氧八面体。

许多个铝八面体相互连接成片称为铝氧八面体片，简称铝片。

同晶置换在矿物形成时，晶格中的某离子被别的大小相近，电荷符号相同的离子所取代，而其晶格外型不变的现象。

高价阳离子被低价阳离子取代的多；因此，土壤粘土矿物一般以负电荷为主。

四面体中的Si4+被Al3+离子所替代，八面体中Al3+被Mg2+替代。

同晶替代现象在2:1型和2：1：1型粘土矿物中较普遍，而1:1型的粘土矿物中则没有或极少。

高岭石、水云母、蒙脱石的结构与性质高岭石：由一个四面体片与一个八面体片重复堆叠而成。

晶层结构为1：1型，两个晶层的层面间产生了键能较强的氢键，膨胀性小，0.72nm。

只有外表面，无内表面。

电荷数量少。

外形是片状，粒径在0.2-2um，较粗。

黏着力，可塑性弱，胶体特性较弱。

蒙脱石：由两个四面体晶片中间夹一个八面体晶片堆叠而成。

晶层结构为2：1型，晶层之间为分子引力，胀缩性大。

电荷数量大，同晶替代现象普遍。

即有外表面，又有丰富的内表面。

外形是片状，颗粒较小，厚度在0.01-1um，胶体特性突出。

黏着力，可塑性强。

水化云母：由两个四面体晶片中间夹一个八面体晶片堆叠而成，四面体片之间六角形网格眼中央有一个钾离子。

2：1型晶层结构，伊利石是其主要代表。

无膨胀性。

在伊利石晶层之间吸附有钾离子，对相邻晶层产生了很强的键联效果，使晶层不易膨胀，伊利石晶层的间距为1.0nm。

电荷数量较大，但部分电荷被K+离子。

颗粒大小，其可塑性、粘结性、粘着性和吸湿性都介于高岭石和蒙脱石之间。

第三章土壤有机质土壤有机质的组成泛指以各种形态存在于土壤中的各种含碳有机化合物。

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。

糖类化合物木质素脂肪、树脂、蜡质和单宁纤维素半纤维素氨基酸）灰分物质：Ca、Mg、K、Na、Si、P、S、Fe、Al、Mn土壤有机质元素组成以C、H、O、N为主，含有灰分元素。

C、H、O、N占90%以上，多种灰分元素共占8%，Ca, Mg, K Na, Si, P, S等，以Ca, K, Si含量最丰富，还含Fe, Zn, Cu, B, Mo, Mn等微量元素。

矿质化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。

腐殖质化、腐殖质化系数各种有机化合物通过微生物的合成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，这一过程称为腐殖化过程。

腐殖质化系数：单位重量的有机物质碳在土壤中分解一年后的残留碳量。

通常把每克干重的有机质经过一年分解后转化为腐殖质（干重）的克数来表示，一般在0.2-0.5范围内，例如稻田紫云英每亩施500公斤(干物)，可使腐殖质增加100-250公斤。

影响有机残体分解和转化的因素环境因素：（1）水分与通气适当：分解快、分解完全、释放养料多，无毒害，利于植物生长；但不利累积；过湿、不通气：分解慢，产生毒害物质；利于积累。

水田矿化率不比旱地低；微生物处在一种特异的生态环境中（2）温度：适宜25~35°C（3）质地：越粘重越难分解；质地→通气、持水→分解转化；粘粒吸附酶及胶结有机物质使其难分解（4）pH值：细菌适宜pH 6.5~7.5；放线菌稍偏碱；真菌pH 3~6（5）含盐量：盐多（>0.2%）时→微生物活动减弱→分解慢（6）污染物：重金属污染物、有机污染物→毒害微生物；可消除污染，但有一定限度植物残体的特性（1）有机残体的物理状态：新鲜程度破碎程度紧实程度鲜嫩多汁—干枯；粉碎后—整株。

（2）有机残体的组成有机化合物组成不同，分解速度不同。

分解从易到难的顺序为：葡萄糖----淀粉-----半纤维素，果胶-----纤维素-----脂肪，蜡质，树脂，木质素，单宁。

（3）有机残体的C/N比有机物质中碳素总量和N素总量的比值有机物质组成的碳氮比（C/N）对其分解速度影响很大。

以25或30：1较为合适。

碳是微生物活动的能源，又是构成微生物细胞的材料，N是构成微生物细胞中蛋白质的主要成分，如果土壤OM中C、N丰富，则微生物活动旺盛，有机质分解快。

细菌本身的C/N比为4～5：1，即为了组成自身的细胞，需要5份C和1份N，同时，每吸收一份C，还要消耗4份C获得能量，因此，细菌在其生命活动中，总共要求C/N比等于20-25：1。

真菌本身C/N比高，要求的C/N比要高一些，一般微生物要求25-30：1。

若加入的有机质残体的C/N比过大，如禾本科秸秆类的C/N比高达80-90，则能源充足，N素缺乏，微生物活动繁殖受限制，有机质分解慢；还会造成C—CO2损失和与“与植物争N”的局面。

在这种情况下，如施用少量速效N肥，可以大大促进有机质的分解，如制造堆肥时，适当浇些人粪尿，稻草还田，还应配合施用化学N肥。

如果有机残体的C/N较小，如豆科植物(20：1-30：1)则对微生物活动显著有利，有机残体分解快。

对作物供N。

其它养分缺乏也影响有机残体的分解，如P，K很重要，微生物原生质灰分中含高达25%的P和10%的K。

不论施入土壤的有机质的C/N比如何，最终得到的土壤有机质的C/N比相对稳定，平均为10-12：1，这个比值相当稳定。

矿化和腐化关系土壤有机质的矿质化过程和腐殖化过程是既互相对立，又互相联系，既相互独立，又相互渗透的两个过程。

矿质化过程是有机质释放养分的过程，又是为腐殖质合成提供原料的过程，没有矿质化过程就没有腐殖化过程；同时腐殖化过程的产物——腐殖质并不是一成不变的，它可以再经矿质化过程而释放养分以供植物吸收利用。

腐殖质分组土壤腐殖质是通过微生物的作用，在土壤中新合成的一类含N的、具有芳香核复杂结构的高分子化合物。

（1）按颜色分：黄色腐殖质、棕色腐殖质和黑色腐殖质三大类型，颜色越深，品质越好。

（2）按溶解性差异分：胡敏酸（Humic acid）：溶于碱但不溶于酸的那部分腐殖质；富里酸（Fulvic acid）：既溶于碱也溶于酸的那部分腐殖质；胡敏素（Humin):是与矿物质紧密结合的腐殖质。

任何一种土壤中，即有胡敏酸，也有富里酸，所以土壤腐殖质实质上是胡敏酸和富里酸的混合物。