第二章第二节 土壤性质
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《土壤学》教学大纲一、基本信息二、教学目标及任务要求学生掌握土壤学的基本概念,了解并掌握土壤的基本组成份和土壤主要特性。
牢固树立土壤作为一种资源在农业生产乃至整个国民经济发展以及在整个生态圈中的地位和作用。
掌握土壤资源形成的自然要素及社会经济特征、掌握环境对土壤形成的影响、掌握土壤的主要形成过程、土壤的发生学分类制、系统分类法的分类依据、掌握中国土壤资源的地理优势、开发特点、中国土壤资源的数量、质量、开发对策、世界土壤资源的现状及变化。
土壤资源利用的限制因素、系列规划和多目标决策、全国土壤资源的类型、各土纲、土类的主要形成条件和过程、土壤性质以及利用改良途径、掌握全国的土壤地理分布规律。
三、学时分配以表格方式说明各章节的学时分配,表格如下:教学课时分配四、教学内容及教学要求绪论(土壤学部分)本章重点、难点:土壤的基本概念、土壤在农业生产中的重要意义本章教学要求:需要牢固掌握“土壤”和“土壤肥力”的概念,了解土壤所具有的独特性质,认识土壤在农业生产中的重要性,了解土壤科学的发展简史,以及研究的内容和方法。
习题要点:1、什么是土壤和土壤肥力?2、土壤在农业生产中有哪些的重要意义?3、土壤学有哪些研究内容?与相邻学科的关系如何?第一章土壤矿物质第一节土壤矿物质的矿物组成和化学组成1、土壤矿物质的主要元素组成2、土壤矿物质组成习题要点:土壤矿物质由哪些元素组成的?第二节粘土矿物1、层状硅酸盐粘土矿物2、非硅酸盐粘土矿物习题要点:层状硅酸盐粘土矿物的结构如何?第三节我国土壤粘土矿物分布规律1、风化和成土作用与粘土矿物组成的关系2、我国土壤粘土矿物分布规律习题要点:什么是风化作用?我国土壤粘土矿物分布规律如何?本章重点、难点:土壤矿物质的主要元素组成;层状硅酸盐粘土矿物的结构;我国土壤粘土矿物分布规律本章教学要求:通过本章学习,了解土壤母质的来源,土壤母质与岩石、矿物间的相互关系,重点掌握土壤母质的形成过程,通过风化作用将岩石逐渐解体的分解破碎的过程,了解各种风化作用的类型、作用特点、风化产物以及影响风化作用强度的因素,了解岩石风化物在各种外力作用下搬运一沉积下来的堆积物。
大学土管知识点总结大全第一章:土壤学基础知识1.1 土壤的定义与分类土壤是地球表面最上层由岩石颗粒、有机质、水和空气所组成的,支持生物生长的物质。
土壤根据其形成过程、化学性质、物理性质和生物性质可以分为多种类型,常见的有砂土、壤土、粘土、沙壤土等。
1.2 土壤的物理性质土壤的物理性质主要包括土壤颗粒的大小和形状、土壤的密度、孔隙度等。
这些性质对土壤的渗透性、通气性、保水性等有一定的影响。
1.3 土壤的化学性质土壤的化学性质包括土壤的酸碱度、土壤中的养分含量等。
这些性质对于土壤的肥力、养分供应等有着重要的作用。
1.4 土壤的生物性质土壤的生物性质主要指土壤中的微生物、腐解生物等。
这些微生物能够分解有机物、促进土壤的肥力等,对土壤的生态系统有着重要的作用。
第二章:土壤与植物2.1 土壤对植物的影响土壤中的养分、水分、氧气等对植物的生长有着直接的影响。
不同类型的土壤对植物的影响也有所不同,需要根据具体情况进行合理的土壤处理和管理。
2.2 土壤养分的供给土壤中的养分对于植物的生长发育至关重要。
常见的养分包括氮、磷、钾等,需要通过施肥等方式来进行补充。
2.3 土壤中的微生物土壤中的微生物对于植物的生长发育有着积极的影响。
它们可以分解有机物,促进植物的吸收养分等。
第三章:土壤改良与施肥技术3.1 土壤改良土壤改良是通过改变土壤的物理性质、化学性质、生物性质等,来提高土壤的肥力、改善土壤的透气性、保水性等。
通常采用的方法有耕作、施肥、植被覆盖等。
3.2 施肥技术施肥是为了保证植物充分获得所需的养分而对土壤进行的一种活动。
施肥的方式有化肥施用、有机肥施用等,需要结合实际情况进行选择。
第四章:土壤保护与治理4.1 土壤侵蚀土壤侵蚀是指风、水、人类等因素对土壤进行的剥蚀、冲刷等,导致土壤流失的过程。
土壤侵蚀对于土地的生产力有着严重的影响,需要采取措施加以防治。
4.2 土壤污染土壤污染是指土壤中出现的有毒物质,对土壤环境和人类健康带来危害的情况。
高一地理土壤知识点地理学中,土壤是地球表面的一层松散的、由矿物质与有机质组成的物质,是植物生长的基础。
土壤是自然界中最重要的自然资源之一,对于农业、生态环境和人类生活都具有重要的意义。
本文将介绍高一地理课程中的一些土壤知识点,以帮助学生对土壤的形成、特性和利用有更深入的了解。
1. 土壤的形成:土壤的形成是一个长期的演化过程。
它由岩石风化、物质迁移、剖面发育等多个阶段组成。
首先,岩石风化会使岩石破碎,并与降水中的二氧化碳和有机酸反应,形成初级矿物。
接着,通过物质迁移,水分和微生物将初级矿物搬运到比较深的土层,并形成次生矿物。
最后,在剖面发育阶段,土壤形成剖面,形成不同的土壤层。
2. 土壤的组成:土壤由无机颗粒、有机质、水分和空气组成。
其中,无机颗粒包括砂粒、粉粒和黏粒,它们的不同比例决定了土壤的质地。
有机质主要由植物残体和微生物组成,具有保水、保肥和改良土壤结构的作用。
水分是土壤中一种重要的介质,对植物的生长和微生物的活动具有重要影响。
空气则提供给植物根系所需的氧气。
3. 土壤的性质:土壤具有多种性质,包括质地、肥力、水分保持能力、通透性等。
质地取决于土壤中不同颗粒的比例,直接影响土壤的透水性和透气性。
肥力是指土壤中含有的养分丰富程度,对于植物的生长至关重要。
水分保持能力是土壤保持水分的能力,与土壤的质地、有机质含量和根系结构有关。
通透性是指土壤对水和气的渗透性能,影响植物的根系生长和土壤的排水情况。
4. 土壤的分类:土壤可以根据不同的标准进行分类。
一种常见的分类方法是根据土壤成因和发育过程,将土壤划分为侵蚀土壤、黄壤、水稻土等。
另一种分类方法是根据土壤的质地和肥力,将土壤划分为砂质土壤、壤土、泥土等。
不同类型的土壤在植物适应和农业利用方面具有差异。
5. 土壤的利用:土壤在农业、建筑、环境保护等领域具有广泛的应用价值。
在农业方面,合理利用土壤资源可以提高农作物的产量和质量,实现可持续农业发展。
在建筑方面,土壤可以用于建筑物的垫层、填充物和地基,承受和传递建筑荷载。
第二章土壤发生第一节土壤发生与地理环境的关系一土壤形成因素学说土壤是独立自然体,与地球四大圈层相互作用。
19世纪末道库恰耶夫提出五大成土因素:气候、生物、母质、地形、时间。
Π=∫(КОГР)ТΠ:土壤、К:气候、О:生物、Г:岩石、Р:地形、Т:时间。
本世纪40年代美国土壤学者詹尼(H.Jenny)提出与道库恰耶夫相似的函数关系式:s = ∫(cl,o,r,p,t…) s 土壤,cl气候,o,生物,r地形,p母质,t时间s = ∫(o, cl,r,p,t…) …代表尚未确定的其他因素。
s = ∫(r,cl,o, p,t…)s = ∫(p,cl,o,r, t…)s = ∫(t cl,o,r,p,…)s = ∫(…cl,o,r,p,t)格林认为气候最重要。
涅斯特鲁耶夫强调地形的作用。
威廉斯提出生物是主导因素,土壤的本质是肥力,肥力的发生、发展是生物的发生、发展、活动与演替的结果。
柯夫达提出土壤形成还受其它因素影响:例如:火山土肥力高;地震使土层混乱;地下水位升高造成沼泽化、盐碱化;新构造运动使地形上升,土壤侵蚀加剧;地形下降,土壤上沉积物积累。
二土壤与成土因素的关系(一) 土壤发育与母质关系:土壤母质是岩石风化的产物,它是土壤形成的物质基础。
母质中的一些性质如机械组成、坚实度、渗透性、矿物组成和化学特性等都直接影响成土过程的速度和方向。
母质中的磷、钾、钙、硫等元素也影响着土壤的肥力。
1 影响土壤质地:酸性岩母质含石英、正长石、白云母等抗风化力强的浅色矿物较多,多形成酸性的粗质土;基性岩母质含角闪石、辉石、黑云母等抗风化力弱的深色矿物较多,多形成土层较厚的粘质土壤。
发育在残积物母质上的土壤质地也较粗,石块多;坡积物上的土壤质地较细,夹有带棱角的石块;洪积物与淤积物上的土壤砂粘成层,黄土母质质地均一;南方在石灰岩、玄武岩上的土壤质地粘重。
2影响土壤化学元素成分: 从酸性岩到基性岩母质随含硅量减少,Fe、Mn、Mg、Ca含量增加。
第八章土壤发生、分类与分布第一节土壤形成的过程一、土壤形成的实质:是地质大循环与生物小循环的矛盾统一。
二、植物营养物质的地质大循环(地质大循环)物质的地质大循环是指地面岩石的风化产物通过各种不同的物质运动形式,最终流归海洋,经过长期的地质变化,成为各种海洋沉积物,以后由于地壳运动或海陆变迁,露出海面又成为岩石,并再次进行风化,成为新的风化壳—母质的过程。
这个需要时间极长而涉及范围极广的过程,称为物质的地质大循环。
实质:(1)、主导因素是气候。
(2)、作用时间长,作用范围广。
(3)、岩石遭到破坏,营养淋失。
(4)提供了土壤形成的物质基础即母质,初具养分,还具有一定的保水,保肥能力,但性状不良。
三、植物营养物质的生物小循环(生物小循环)物质的生物小循环是指有机质在土体中不断分解和合成的作用。
初具养分>生长低等植物→吸收养分物质合成自身的有机体分解———>有机残体分解为无机(保存了可溶性养分)————>经微生物mi物和简单的有机物一部分重新进入地质大循环的过程中。
一部分保存在母质中→为植物重新吸收利用,反复作用疏松散碎体可溶有有机、无机物质,可生长高等的植物,从而跃升为土壤。
实质:(1)主导因素是生物(2)作用时间短,作用范围小,(3)养分得到保存,避免了地质大循环的养分的淋溶、散失。
(4)成土作用:完善土壤养分,增加有机质,尤其形成了腐殖质,改善了土壤的理化性状,使土体发生分化。
四、两者关系:两者既相互联系又相互对立。
生物小循环是地质大循环的一部分,大循环为小循环提供了基础条件,没有大循环,也就没有小循环,没有小循环也就没有养分的集中、累积,促进母质的分化,性状得不到改良。
生物小循环与地质大循环的过程相反,但又建立在地质大循环的基础上。
土壤形成过程就是建立在此两者的基础上,这一对矛盾相互作用,不断发展的过程中,土壤肥力也就得到不断地发展。
五、主要成土过程1.富铝化过程:富铝化过程是指土体中脱硅、富铁铝的过程。
第二节土壤性质1 土壤物理性质Contents1.1 Soil texture土壤质地1.2 Soil structure土壤结构1.3 Soil porosity and soil construction土壤孔性和土体构造1.1 土壤质地Soil texture1.1.1土粒和粒级z 土粒Soil particle土壤颗粒——土粒,通常指矿物颗粒。
•Soil particles are the fundamental of soil structure formation. •Function of soil particles is determined by its composition, structure and behavior.– 多孔结构的骨架– 吸、保、供、调土壤肥力的实体。
按土粒成分分为矿物质土粒和有机质土粒。
土壤矿粒大小不均,形状多样,有的成片成块、有的成粒成尘;有的单个存在,称为单粒;有的相互粘结为聚集体,称为复粒。
标准土壤Standard soil土粒——光滑实心圆球当量粒径Equivalent grain size of soil particle 当量粒径——与其静水沉降速度相同的圆球直径。
原理:Stokes law, 1845颗粒沉降速度与有效直径有关影响因子:•重力加速度g•颗粒密度ρs •液体的密度ρw •液体的粘度η•颗粒半径r 22)(92Kr gr w s =−=ηρρυz土粒大小分级——粒级size categoryThe principal properties of soil mineral particles in an environment context are their size, shape, nature of surface, orientation and mineralogy.Soil particles are vary dramatically in size from large boulders (several m in diameter), through cobbles and pebbles (several cm in diameter) to sand , silt and clay (<2mm in diameter).<2mm size •Soil scientists are concerned the particles with the <2mmrange, which is referred to as the fine fraction or fine earth.• 土粒分级是根据矿物质单粒的大小来划分,不考虑化学成分的差异。
•The proportion by weight of the size categories is defined as th e particle size distribution.土壤中不同大小颗粒的组成比例在土壤学上称为颗粒组成(或机械组成)。
• 土粒分级依据– 土粒大小不同,矿物成分和元素组成不同:• 矿粒粒径大小包含了矿物成分的差异矿物风化过程中,以其抗风化能力的强弱而残留下相应大小的矿粒,抗 风化能力强者,残留的粒度较粗大,抗性弱的粒度细小。
石英抗风化能力最强,粒径越大者含石英越多;云母抗风化能力较弱,越细的粒级中分布越多;角闪石极易风化,分解彻底而消失,只在较细粒级中有所残留;• 土壤各粒级矿物成分的差异,使得其化学成分和元素组成差异十分明显,并 与矿物组成相对应SiO 2在大粒级含量高;金属氧化物易于分解,在细土粒中含量较高;其中Al 2 O 3和Fe 2 O 3多半 成为粘土矿物的骨架成分,与氧化硅相结合形成不同类型的矿物胶体;P 2 O 5是植物必需的大量元素成分,化学性质稳定,生物吸收富集后主 要存在于粘粒中。
因此,土粒的作用按粒径大小划分是有道理的。
•土粒分级依据:–土粒大小不同,性质不同:土粒粗细对土壤性质有明显影响。
粒径相同的土粒,其性质有很大相似性,而不同粒径土粒在一系列性质方面表现出随粒径变小而增大的规律性,这种规律性变化有明显的强度增大的转折点,土壤学家以此来划分粒级。
细土粒通常很细腻,以复粒形式存在,湿时粘滑,干时结块坚硬;粗颗粒是粗糙的,常松散成单粒,几乎没有粘结力和可塑性。
因此,要具体了解粗细土粒间的关系,就必须订出按土粒大小进行分级的标准。
共同点:均为四级:gravel 砾石、sand 砂粒、silt 粉粒和clay 黏粒。
分级标准国际制(international system)美国制(U.S system)中国制(China system)卡钦斯基制(Kachinsky classificationsystem of soil texture)粒径(mm)中国制(1987)卡钦斯基制(1957)美国制(1951)国际制(1930)3~2石砾石砾石砾石砾2~1极粗砂粒粗砂粒1~0.5粗砂粒物理性砂粒粗砂粒粘砂粒0.5~0.25中砂粒中砂粒0.25~0.2细砂粒细砂粒细砂粒0.2~0.1细砂粒0.1~0.05极细砂粒0.05~0.02粗粉粒粗粉粒粉粒0.02~0.01粉粒0.01~0.005中粉粒物理性黏粒中粉粒0.005~0.002细粉粒细粉粒0.002~0.001粗黏粒黏粒黏粒0.001~0.0005细黏粒黏 粒粗黏粒0.0005~0.0001细黏粒<0.0001胶质黏粒常见土壤粒级制1.1.2各级土粒的组成和性质Introduction•土粒成分既继承了岩石和母质的特点,又有别于母质.•包含了生物活动的产物;•反映了地区水、热条件带来的物质迁移、转化和富集特点。
1.1.2.1土粒的矿物组成Mineral composition of soil particles以原生矿物(primary mineral)为主,Sand (砂粒)最多的是石英(quartz)除原生矿物(primary mineral)外,还有Silt (粉粒)一些风化后形成的次生矿物(secondary mineral)Clay (黏粒)以次生矿物(secondary mineral)为主1.1.2.1土粒的化学组成Chemical composition of soil particles)随粒径由大到小,SiO含量由多到少。
2)R2O3(即Fe2O3与Al2O3的总称)与SiO2相反,随粒径由大到小,R2O3含量由少到多。
)CaO、MgO、P2O5、K2O随土粒由大到小,含量增加。
灰色森林土粒级(mm )化学组成(灼干重%)SiO 2Al 2 O 3Fe 2 O 3TiO 2MnO 2CaO MgO K 2 O Na 2 O P 2 O 50.1~0.0189.90 3.900.940.510.060.610.35 2.210.810.040.01~0.00582.638.13 2.390.970.060.95 1.94 2.77 1.450.140.005 ~0.00176.7511.32 3.95 1.340.04 1.00 1.05 3.32 1.300.25<0.00158.0323.4010.190.730.170.44 2.40 3.150.240.46全土85.105.96 2.460.530.120.920.68 2.380.750.11黑 钙 土0.1~0.0188.125.75 1.290.450.040.740.29 1.99 1.210.020.01~0.00582.177.96 2.73 1.000.020.94 1.19 2.31 1.840.120.005 ~0.00167.3717.167.51 1.380.030.75 1.77 3.04 1.380.23<0.00157.4722.6611.540.660.080.38 2.48 3.170.190.39全土71.5213.74 5.520.700.18 2.21 1.73 2.670.750.21土壤各粒级的化学组成1.1.2.2各级土粒的物理性质土粒由大到小保水能力、最大吸湿量、最大分子持水量、毛管水上升高度增加,但通透性、渗透系数降低。
土壤膨胀性(soil swelling)和可塑性(plasticity)增加,对耕作(tillage)带来不利影响。
各级土粒的水分性质和物理性质土粒名称粒径(mm)最大吸湿量(%)最大分子 持水量(%)毛管水上升高 度(mm)渗透系数 (cm/s)湿胀(按最 初体积计)塑性石砾 3.0~2.0-0.200.5-不可塑2.0 ~1.5-0.7 1.5~3.00.3-1.5 ~1.0-0.8 4.50.12-粗砂粒 1.0 ~0.5-0.98.70.072-0.5~0.25-1.020~270.056-细砂粒0.25~0.10-1.1500.03050.10~0.05-1.2910.0056粗粉粒0.05~0.01<0.53.12000.00416中粉粒0.01~0.005 1.0~3.015.9--105可塑(28~40)细粉粒粗粘 粒0.005~0.001-31.0--160塑性较强(30~48)细粘粒<0.00115~20---405塑性强(34~87)各级土粒的基本特征– 砾石和砂粒(>0.02mm)风化碎屑,矿物成分和母岩基本一致,不能充分反映土壤形成条件;• 特性:粒径大,比表面积小,无可塑性和粘结性;养分释放慢,有效养分缺乏;土粒表面吸湿性和吸肥性很小。
粒间孔隙大,透水、排水快;胀缩性小;易溶性养分亦随水流失。
因此,砾石和砂粒对水热缺乏保存和调节能力;保水性极差,热容量小而保温能力也很差。
• 功能:构成土体的粗骨架和大孔隙,使土体具有良好通透性,为根系插入与深扎、空气与水进入土体提供方便通道,通过水分入渗传导热量;砾石和砂粒含量高的土壤易冷易热,易干易湿,容易受到污染。
土壤侵蚀得只剩下砾石和砂粒,是生态环境恶化的重要指标。
如山区“石山化”,平原“沙漠化”等。
–黏粒(<0.002mm)颗粒细小,是矿物化学风化的产物,也可能是土壤溶液中化学反应的生成物;矿物质成分与原来母质有所不同,属于次生矿物。
化学成分中二氧化硅含量比砂粒和粉粒要少得多。
•功能黏粒是土壤形成过程中的新生产物,是土壤胶体的主要组成部分,它的类型和性质能反映出土壤形成的条件和作用。
•特性黏粒细,比表面积大,粒间孔隙很小,其中的水分难于移动;<1μm的细孔,微生物无法进入生存,基本失去孔隙的意义;表面吸湿性强,有显著毛管作用和强烈的吸水膨胀、失水收缩的特点;有较强的持水性能,透水缓慢,排水困难,透气不畅;黏粒有很强的粘结性、可塑性等,黏粒相互粘结形成土壤团聚体、土团或土块,干时土块易于龟裂,遇水分散。