土壤肥料学复习

土壤肥料学复习资料第一章土壤的物质组成四部分组成成分相互混合构成极其复杂的单个土体：矿物质（土壤固相）40%有机质（土壤固相）12%土壤空气（土壤气相）25-30%土壤水（土壤液相）12-25%第一节土壤矿物质1.主体物质——“骨骼”——95%~98%2.土壤母质1经风化成土作用2形成3.对土壤的物理性质3和化学性质4以及生物与生物化学性质5均有深刻的影响一、土壤矿物质的来源（一）主要的成土岩石一、土壤矿物质的来源（一）主要的成土岩石一、土壤矿物质的来源（一）主要的成土岩石沉积岩和岩浆岩通过变质作用形成变质岩。

岩浆岩和变质岩通过母岩的风化、剥蚀和一系列的沉积作用而形成沉积岩。

变质岩和沉积岩进入地下深处后，在高温高压条件下发生熔融形成岩浆，经结晶作用而变成岩浆岩（二）岩石的风化风化作用：岩石、矿物在外界因素和内部因素的共同作用下，逐渐发生分解和崩解的过程。

可分为：a.物理风化：物理崩解、 T、结冰、水流、风b.化学风化：化学变化产生新物质的过程，H2O， CO2 ，O2c.生物风化：生物作用+分泌+有机产物物理+化学作用▪1. 物理风化▪因温度变化和孔隙中水的冻融以及盐类的结晶而产生的机械崩解过程。

只有物理形状的改变，由大变小，而不会引起岩石的成分和性质的改变。

▪ 1) 热力作用受热因昼夜和季节的不同而变化，因而气温与地表温度均有相应的日变化和年变化。

▪ 2) 冰劈作用在寒冷地带、岩石的孔隙或裂隙中的水在冻结成冰时，由于体积的膨胀，产生960㎏/cm2的压力，使岩石逐渐崩解为岩屑。

▪ 3) 盐崩作用随着水分的蒸发，浓度逐渐达到饱和，对周围裂隙壁产生巨大的压力，使岩石崩裂。

物理风化是机械力作用的结果流水的冲击、风、冰川等自然动力对岩石的磨蚀，树根生长时对岩石造成的挤压作用，均能加速岩石的破碎。

物理风化的结果，产生许多岩石碎屑和细粒，获得了岩石所没有的透水性和通气性。

但由于物理风化只是岩石在机械力作用下的破碎，产生的岩屑一般都大于0.1mm，没有毛管作用，所以对水的保蓄性能很差。

增加了与大气和水的接触面积，为化学风化创造了有利的条件。

2. 化学风化化学风化指岩石在水、CO2、氧等作用下所发生的溶解、水化、水解、碳酸化和氧化等一系列复杂的化学变化作用，而水、氧、CO2对岩石作用的结果常是交叉进行的。

化学风化-水解作用水解作用是水中呈离解状态的H+和OH-离子与风化矿物中的离子发生交换的反应，影响水的解离平衡，有两大因素：一为温度。

二为水中溶解的CO2和各种酸类，K2A水解的结果使一些金属离子与OH-离子一道溶解于水被淋失，还有一部分金属离子可被土壤胶体吸附。

水解作用是化学风化中最主要的作用与基本环节。

化学风化-水化作用水化作用指无水的矿物与水结合，成为含水矿物的作用。

CaSO4(硬石膏)+2H2O→CaSO4²2H2O(石膏)2Fe2O3(赤铁矿)+nH2O→Fe2O3²nH2O(褐铁矿)矿物经水化后，硬度降低，体积增大，溶解度增加，从而促进物理风化。

化学风化-溶解作用溶解作用水是一种极性溶剂，岩石中的矿物都是无机盐，在水中都将产生一定程度的溶解。

Ca(PO4)2+2H2O+2CO2→Ca(H2PO4)2+2CaCO3矿物在水中的溶解度，岩石中易溶解矿物的含量愈多，愈易风化。

化学风化-碳酸化作用碳酸化作用指溶解在水中的CO2成为H2CO3溶液后，其可以促进对岩石的水解作用。

CaCO3(方解石)+CO2+H2O→Ca(HCO3)2(重碳酸钙)KAlSi3O8(正长石)+4H2O+2CO2→2K2CO3+8SiO2+Al4[Si4O10][OH]8(高岭石)这一反应在含CO2的水溶液中的速度要比在纯水中快得多。

化学风化-氧化作用氧化作用：空气中的氧，在有水的情况下氧化能力很强，如：2Fe2SiO4(橄榄石)+3H2O+O2→2Fe2O3²3H2O(含水氧化铁)+2SiO2(氧化硅胶状)4FeS2(黄铁矿)+14H2O+15O2→2(Fe2O3²3H2O)(含水氧化铁)+8H2SO43. 生物风化▪1) 生物的物理风化主要表现为机械破碎作用，如树根在岩隙中的穿插与长大，穴居幼物的挖掘作用等。

▪2) 生物的化学作用，其表现为多方面。

如生命活动与动植物残体的分解所产生的大量CO2，在水解和溶解作用中起着重要作用；而使岩石矿物更易发生风化。

▪另外，人类活动如开矿、筑路、耕作等都会对风化作用有影响。

（三）成土母质的类型及分布规律母质主要可分以下类型：1 残积物是指岩石矿物经过风化后残留在原地未经搬运的碎屑。

2 坡积物是指山坡上部的风化碎屑母质，经重力作用，雨水和融雪水的侵蚀冲刷，搬运到山坡的中，下部而成的堆积物。

3 洪积物是指山洪搬运的碎屑物质在山前平原地区沉积而成的山洪沉积体，在干旱与半干旱地带的山区，间歇性的暴雨形成流速较大的洪水，将山区长期累积的风化碎屑搬运到山谷出口处，因地势高平缓，水流由集中分散，所带的物质即沉积下来，形成扇形，称为洪积扇。

4 冲积物是指风化碎屑经河流(经常性水流)侵蚀，搬运和在河流两岸沉积的沉积物。

A、成层性由于不同时期河流流速不一致，其搬运和沉积物质颗粒大小也不一致，这就造成了在一个地方上下层在质地上发生变化，而且有明显的成层性。

B、成带性因流速不同，还有区域变化。

上游粗，下游细，近河粗，离河远则细。

C、成分复杂矿物种类多，营养成分也较丰富，近代河流冲积物上，往往形成很肥沃的土壤。

5 湖积物是指湖泊的静水沉积物，质地较细，主要是粘土，并且夹杂着在湖水中生活的藻类和动物遗体。

6 海积物是指海相的海机沉积物，由于海岸上升露出水面而成，在海滨地区可以见到。

7 风积物是由风力将贯地成因的堆积物搬运沉积而成。

8 黄土黄土及黄土状物质是属第四纪(近一百年以内的地质年代)沉积物。

9 红土在我国南方，多呈红色、红棕色、质地黏重，养分少。

二、土壤矿物质的组成与性质矿物质颗粒越粗大，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。

（二）土壤矿物质的化学组成O、Si、Al、Fe、Ca、Mg、K、Na、Ti、C等SiO2、Al2O3、Fe2O3占土壤矿质总质量75%四、土壤质地及其利用改良（一）土壤质地分类三、土壤的颗粒组成（一）土壤粒级分类四、土壤质地及其利用改良（一）土壤质地分类三、土壤的颗粒组成（一）土壤粒级分类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。

土壤质地指各粒级土粒占土壤重量的百分数，也叫土壤的机械组成。

国际制：根据砂粒(2-0.02毫米)、粉粒(0.02-0.002毫米)和粘粒(<0.002毫米)三粒级含量的比例，划定12个质地名称，可从三角图上查质地名称。

查三角图的要点为：以粘粒含量为主要标准，<15%者为砂土质地组和壤土质地组;15％－25％者为粘壤组;>25%者为粘土组。

当土壤含粉粒>45%时，“粉质” ；当砂粒含量在55%-85%时，“砂质” ，当砂粒含量>85%时，则称壤砂土或砂土土壤质地与肥力关系▪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2、粘质土壤主要特性：粘质土类质地特点：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（肥效缓慢，劲长），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：发老不发小3、壤质土壤主要特性含有适量的砂粒、粉粒和粘粒，兼砂质土和粘质土的优点，是理想的农业土壤。

特点：含水量适宜，耕性好，通透性好，相当的毛管孔隙。

（三）土壤质地的评价与其合理利用（自修）（四）不同质地土壤的利用和改良（1）土壤质地和作物生长的关系各种作物所需的最适宜的作物生长环境不同土壤环境要求：水、肥（供肥、保肥能力）、扎根难易，保温等砂土：宜种植生长期短根茎类作物，耐旱耐瘠作物，需肥较多；粘土：生长期长的作物（2）土壤质地的改良措施增施有机肥料：有机质的粘结力比砂粒强，比粘粒弱，家畜粪便，绿肥，秸杆还田客土法：泥入砂，砂掺泥，以改良质地，改善耕性引洪漫淤法：农田表层土壤，肥，含养料丰富，改良砂质土壤翻砂压淤，翻淤压砂第二节土壤有机质土壤有机质的组成土壤有机质是土壤中所有有机物质的总称（C占52-58%)、H占3.3-4.8%、O占34-39%、N占3.7-4.1%，C/N比在10-12之间。

▪（1）动植物残体；▪（2）微生物体（生物量占土壤有机质的2%—5%）；▪（3）上述二类物质的中间分解物以及微生物生命活动的代谢产物，如多肽、简单有机酸、脂蜡物质、碳水化合物等；▪（4）进入土壤的有机残体，经一系列复杂的生物化学变化后生成的稳定的高分子化合物——腐殖质。

（三）土壤有机质的分解与转化-生物化过程▪1、矿化作用(Mineralization)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。

腐殖质化过程：进入土壤的有机物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。

腐殖物质：土壤中特有的、分子结构复杂的一类有机大分子。

腐殖物质(humus)：土壤中特有的、分子结构复杂的一类有机大分子。

腐殖质的化学功能基团酸性功能基：羧基(R-COOH和酚羟基(酚-OH);中性功能基：醇羟基(R-CH2-OH)、醚基(R-CH2- O - CH2- R)、酮基(R-C=O -R) 、醛基(R-C=O -H)和酯(R-C=O- R-O) ；碱性功能基：胺(R-CH2-NH2)、酰胺(R-C=O-NH-R);3.影响土壤有机质转化的因素温度微生物活动响应于温度变化无分解：≤0℃；分解随温度而加强：0-35℃；升温10℃分解速率提高2~3 倍。

最适分解温度：20~35 ℃水分微生物适宜的含水量<-0.03Mpa, 厌气分解；-0.03~-0.1 Mpa, 适宜分解；>0.3MPa, 分解迅速降低；> -4MPa, only fungi（真菌）但是，频繁的干湿交替，强烈促进分解二、土壤有机质的作用（一）对肥力的影响a.提供作物及微生物需要的养分Ｎ、Ｃ源及微量元素等，植物生长所需氮：土壤，肥料b.增强土壤的保肥性能带电性主要是带负电，吸附阳离子c.促进团粒结构的形成，改善物理性质腐殖质是种胶体，包被于矿质土粒的外表，松软，絮状，多孔d.促进作物生长极低浓度的腐殖质分子，对植物有刺激作用e.消除土壤污染与农药、重金属络合，减少毒害。