土壤学资料解析

土壤学复习资料绪论土壤：陆地上能够生长绿色植物的疏松表层。

土壤肥力：在植物生活的全过程中，土壤具有的能供应与协调植物正常生长发育所需的养分、水分、空气和热量的能力。

第一章土壤的基本物质组成一、高岭石粘土矿物、蒙脱石粘土矿物和伊利石粘土矿物异同点：高岭石粘土矿物特点： 1：1型晶层结构；连接力最强，具有非膨胀性；晶层内部没有或极少有同晶置换现象，电荷数量少；可塑性、粘结性、粘着性、和吸湿性都较弱，胶体特性较弱；保水保肥能力差。

蒙脱石粘土矿物：2：1型晶层结构；连接力最弱，具有膨胀性；普遍发生同晶置换现象，电荷数量大；可塑性、粘结性、粘着性、和吸湿性都较强，胶体特性较突出；保水保肥能力最强。

伊利石粘土矿物：2：1型晶层结构；连接力较强，具有非膨胀性；普遍发生同晶置换现象，电荷数量大；可塑性、粘结性、粘着性、和吸湿性适中，胶体特性位于高岭石和蒙脱石之间，保水保肥能力较强。

二、土壤的矿物组成与化学组成土壤矿物质可分为原生矿物和次生矿物。

原生矿物：在风化过程中没有改变化学组成而遗留在土壤中的一类矿物。

次生矿物：原生矿物在风化和成土作用下，新形成的矿物。

土壤矿物质的化学组成有O、Si、Al、Fe、Ca、Mg、K、Na、Ti、C等，其中SiO2、Al2O3、Fe2O3占土壤矿质总质量75%以上。

矿物质颗粒越粗大，含石英及原生原生铝硅酸盐类愈多；反之，矿物质颗粒愈小，含石英及原生原生铝硅酸盐类愈少，而次生矿的含量愈多。

土壤的机械组成（一）土壤粒级土壤粒级一般将土粒分为石砾、砂粒、粉砂粒、粘粒四级。

各粒级矿物组成和化学组成：矿物组成：砂粒和粉粒主要是由各种原生矿物组成，其中石英最多，其次是原生硅酸盐矿物；粘粒中基本上是次生矿物。

化学组成：砂粒和粉粒以石英和长石等原生矿物为主，二氧化硅含量较高；粘粒以次生硅酸盐矿物为主，铁、钾、钙、镁等地含量较多。

各级土粒的主要特征：▪１．石砾及砂粒它们是风化碎屑，其所含矿物成分和母岩基本一致，粒级大，抗风化，养分释放慢，比表面积小，无可塑性、粘结性、粘着性和吸附性。

无收缩性和膨胀性。

SiO2含量在80%以上，有效养分贫乏。

▪２．粉砂粒颗粒较小，容易进一步风化，其矿物成分中有原生的也有次生的，有微弱的可塑性、膨胀性和收缩性。

湿时有明显的粘结性，干时减弱。

粒间孔隙毛管作用强，毛管水上升速度快。

SiO2含量在60%—80%之间，营养元素含量比砂粒丰富。

▪３．粘粒颗粒极细小，比表面积大，粒间孔隙小，吸水易膨胀，使孔隙堵塞，毛管水上升极慢。

可塑性、粘着性、粘结性极强，干时收缩坚硬，湿时膨胀，保水保肥性强，SiO2含量在40%—60%之间，营养元素丰富。

（二）土壤质地土壤质地：土壤中各粒级土粒含量百分率的组合及其所表现的粘砂特性。

我国将土壤分为三大组：砂土、壤土、粘土。

土壤质地与肥力关系：1、砂土类质地特点：松散的土壤固相骨架，砂粒多，粘粒少，粒间空隙大肥力特点：通气性、透水性强；易耕作；蓄水弱，抗旱能力弱；养分含量少；保肥能力差，有机质分解快，养分供应快；土温变化快。

对植物生长影响：发小苗，不发老苗2、粘土类质地特点：孔隙小，多为极细的毛管孔隙。

肥力特点：保水保肥性强；养分含量丰富；土温较稳定，温差小；透水、透气性差；耕作困难，宜耕期短。

对植物生长的影响：发老苗，不发小苗3、壤土类质地特点：一定的大孔隙和相当的毛管孔隙，含有适量的砂粒、粉粒和粘粒，兼砂质土和粘质土的优点，是理想的农业土壤。

肥力特点：含水量适宜；土温比较稳定；耕性好，宜耕期长；通气透水性好。

对植物生长影响：既发小苗又发老苗（三）土壤质地的改良1.增施有机肥料：有机质的粘结力比砂粒强，比粘粒弱；家畜粪便，绿肥，秸杆还田。

2.掺砂掺粘、客土调剂：泥入砂，砂掺泥，以改良质地，改善耕性。

3.翻淤压砂、翻砂压淤4.引洪放淤、引洪漫沙5.根据不同质地采用不同的耕作管理措施第二章土壤有机质（O.M）土壤有机质一般呈三种状态：新鲜有机质：土壤中未分解的动、植物残体。

半分解的有机质：有机质已被分解，多呈分散的暗黑色小块。

腐殖质：有机残体在土壤腐殖化过程中形成的一类褐色或暗褐色高分子有机化合物。

土壤有机质的转化过程：1、矿化过程指有机质在微生物作用下，分解为简单无机物的过程，其最终产物为二氧化碳、水等，而N、P、S等以矿质盐类释放出来，同时放出热量，为植物和微生物提供养分和能量。

1）糖类化合物的转化2）含氮有机质的转化：水解作用——氨化作用——硝化作用3）含P、含S有机化合物的转化2、腐殖质化过程进入土壤的有机质在微生物的作用下转变为比原物质组成更为复杂、结构更为稳定的腐殖质的过程。

腐殖质的性质：腐殖质具有带电性：腐殖质为两性胶体，通常以带负性为主；其所带电荷为可变电荷，对阳离子有很高的吸附力。

腐殖质的吸水性：腐殖质是亲水胶体，吸水量可超过500%，具有膨胀性与收缩性。

腐殖质的稳定性：化学稳定性高，抗分解能力强。

影响土壤有机质转化的因素：（1）有机质的碳氮比和物理状态通常植物残体中的C/N为40:1；当土壤有机质中C/N小于25:1时，才有细菌利用之外多余的氨气供硝化过程的进行或供植物直接利用，在C/N为10:1时，土壤矿质氮累积更多。

（2）土壤水、热状况1.温度在30度，土壤水分含量接近最大持水量的60%-80%，有机质分解强度最大；2.温度和含水量二者之中，一个数值增大，另一个数值同时减少时，有机质的分解强度则受限制因素的制约；3.温度和含水量低于或高于最适点时，都会减弱有机质的分解程度。

（3）土壤通气状况通气状况直接影响分解有机质的微生物群落分解的速度和最终产物。

（4）土壤酸碱性酸性环境适宜真菌活动，中性环境适宜细菌繁殖，微碱性环境适宜硝化细菌活动。

土壤有机质对土壤肥力的作用：（一）土壤养分的主要来源含有极为丰富的N、P、S等元素，它们的有机化合物是植物营养物质在土壤中的主要存在形式。

（二）提高士壤的保肥性属胶体物质，具有巨大的比表面和表面能，带有大量负电荷，提高其吸附能力；属两性胶体，具有较强的缓冲作用。

（三）改善土壤的物理性质促进土壤团粒结构的形成；降低粘土的粘结力，增加砂土的粘结力，改善不良质地的耕作性能；改善土壤的渗水性，减少水分蒸发。

（四）有助于消除土壤的污染土壤中含有的胡敏酸有助于消除土壤中农药残毒及重金属离子的污染。

（五）促进作物的生长发育含有的胡敏酸（极低浓度下）具有芳香族的多元酚官能团，可以加强植物的呼吸过程，提高细胞膜的透性，促进养分进入植物体，还能促进新陈代谢，细胞分裂，加速根系和地上部分的生长。

土壤水分土壤水的重要意义：1）土壤水是作物吸收水分的主要来源，因此是作物生存的重要条件；2）土壤水是土壤内部化学、生物和物理过程不可缺少的介质；3）土壤水是土壤肥力的重要因素。

土壤水分的保持土壤水来源于降雨或灌溉水，当水分进入土体时，就同时受到三种引力即土粒和水界面的吸附力、土体的毛管引力、重力作用，沿土粒表面和土粒之间的孔隙移动、渗透，并使部分水分保留在土壤孔隙内，也有部分水在重力作用下排出土体。

土壤水分的类型与性质（一）土壤吸湿水：固相土粒藉其表面的分子引力和静电引力从大气和土壤空气吸附气态水，附着于土粒表面成单分子或多分子层。

土壤吸湿水含量高低主要取决于土粒的比表面积和大气相对湿度（呈正相关）。

吸湿系数：吸湿水达到最大值时的土壤含水量（二）膜状水：吸湿水达最大后，土粒还有剩余的引力吸附液态水，在吸湿水外围形成一层水膜。

凋萎系数：当土壤含水量不能够正常供给植物吸收时的土壤含水量。

（一般情况下，土壤的凋萎系数是吸湿系数的1.5倍）最大分子持水量：当膜状水达最大厚度时的土壤含水量。

（包括吸湿水和膜状水，其数值相当于最大吸湿量的2-4倍）（三）土壤毛管水：当土壤水含量超过最大分子持水量后，水分不受土粒引力作用，成为可移动的自由水，而靠毛管力保持在土壤孔隙中的水分称土壤毛管水。

毛管水的数量主要取决于土壤质地、腐殖质含量、土壤结构状况。

只有粘、砂比例适当，有机质含量丰富，具有良好团粒结构的土壤，其内部发达的毛管孔隙才能保持最大量的水分。

根据土层中毛管水与地下水有无连接，将毛管水分为：毛管支持水和毛管悬着水。

毛管支持水：地下水层藉毛管力支持上升进入并保持在土壤中的水分。

毛管悬着水：当地下埋藏较深时，降雨或灌溉水靠毛管力保持在土壤上层未能下渗的水分。

田间持水量：毛管悬着水达最大时的土壤含水量。

（它是农田土壤所能保持的最大水量，也是旱地作物灌溉水量的上限，超过的水分会受重力作用流失到下层） 田间持水量的大小主要取决于土壤孔隙的大小和数量。

（四）土壤重力水：当土壤水含量超过田间持水量后，过量的水不被毛管吸持，在重力作用下沿着孔隙向下渗漏成为的多余的水。

土壤全蓄水量（饱和持水量）：当重力水达饱和，即土壤所有孔隙都充满水分的含水量。

土壤水分常数：反映土壤水形态和性质转变点的几个特征性含水量。

土壤质量含水量：土壤中保持的水分质量占土壤质量的分数(g/kg)。

质量含水率：θm=（m 1-m 2）/m 2.m 1 ： 湿质土壤 ； m 2 ： 干质土壤基数：105℃轻质土壤烘干８小时，至恒重，粘粒土壤16小时以上。

土壤容积含水量：容积含水率θv= 土壤水分容积/土壤总容积或θv （%）= 土壤水分容积/土壤总容积×100% θv 与θm 的关系：(由于水的密度近似为1g/cm3)θv=θm ·ρ÷1000×100%，ρ为土壤容重土壤相对含水量:土壤实际含水量占该土壤田间持水量的百分数。

水层厚度（D w ）：指一定厚度（h ）土层含水厚度，单位常用mm 。

%100%()%(⨯=田间持水量）土壤含水量土壤相对含水量t m θθD土壤质量含水量×土壤容重×h÷1000w =土壤的2要素：有效性和流向土壤水分的能态土水势：指将单位水量从一个土-水系统移到温度和它完全相同的纯水池时所做的功。

纯水池：没有土壤基质和溶质，且与土-水系统处于相同大气压和同一高度的参比系统。

通常规定纯水池参比系统的水势能为零，故土水势一般为负值，主要有以下几个分势组成：1）基质势：指将单位水量从一个平衡的土-水体系移到另一个没有土壤基质，而其他状态完全相同的水池所做的功。

（饱和土壤水不受基质吸持，其基质势为0）2）压力势：指将单位水量从一个土-水体系移到另一个压力不同，而其他状态完全相同的水池所做的功。

（不饱和土壤，其孔隙与大气相通，故其压力势为0）3）溶质势：指将单位水量从一个平衡的土-水体系移到另一个没有溶质而其他状态完全相同的水池所做的功。

（土壤水若不含基质，其基质势为0）4）重力势：指由于重力场位置不同于参比状态水平面而引起的势能变化。