土壤学土壤空气和热量状况

土壤水空气和热量之间的关系分析土壤肥力要素水、气、热之间的关系。

由于土壤水分的重要作用，因此掌握土壤水的形态学观点和能量学观点。

土壤水的类型土壤学中的土壤水是指在一个大气压下，在105℃条件下能从土壤中分离出来的水分。

土壤中液态水数量最多，对植物的生长关系最为密切。

液态水类型的划分是根据水分受力的不同来划分的，这是水分研究的形态学观点。

这一观点在农业、水利、气象等学科和生产中广泛应用。

一、吸湿水土壤颗粒从空气中吸收的汽态水分子。

从室外取土，放在室内风干若干时间后，表面上看似乎干燥了，但把土壤放在烘箱中烘烤，土壤重量会减轻；再放置到常温常压下，土壤重量又会增加，这表明土壤吸收了空气中的水汽分子。

土壤的吸湿性是由土粒表面的分子引力作用所引起的，一般来说，土壤中吸湿水的多少，取决于土壤颗粒表面积大小和空气相对湿度。

由于这种作用的力非常大，最大可达一万个大气压，所以植物不能利用此水，称之为紧束缚水。

二、膜状水土粒吸足了吸湿水后，还有剩余的吸引力，可吸引一部分液态水成水膜状附着在土粒表面，这种水分称为膜状水。

重力不能使膜状水移动，但其自身可从水膜较厚处向水膜较薄处移动，植物可以利用此水。

但由于这种水的移动非常缓慢（0.2—0.4mm/d），不能及时供给植物生长需要，植物可利用的数量很少。

当植物发生永久萎蔫时，往往还有相当多的膜状水。

三、毛管水当把一个很细的管子（毛细管）插入水中后，水分可以上升的较高于水平面，并保持在毛细管中。

毛管水：由于毛管力的作用而保持在土壤中的液态水。

毛管水可以有毛管力小的方向移向毛管力大的方向，毛管力的大小可用Laplace公式计算：P = 2T/r式中的P为毛管力，T为水的表面张力，r为毛管半径。

根据毛管水是否与地下水相连，可分为2种类型：毛管悬着水：降水或灌溉后，由地表进入土壤被保存在土壤中的毛管水。

毛管上升水：或毛管支持水，土壤中受到地下水源支持并上升到一定高度的毛管水。

影响毛管上升水的因素：地下水水位和毛管孔隙状况毛管水上升高度用下式计算：H=75/d，d为土粒平均直径（上升高度与颗粒直径间关系见p142的附表）。

《土壤学》课程教学大纲(Soil Science)一. 基本信息课程编号：C6U2118课程类别：专业基础课适用层次：本科适用专业：环境科学专业开课学期：第五学期总学分：2.0总学时：32学时考核方式：考试二. 课程教育目标通过本课程的学习，学生掌握应以下基本知识：1. 掌握上壤学的基本概念：决左肥力的物质基础的组成和性质：2. 上壤固相部分的基本性质；3. 上壤肥力因素的存在状况及调控措施；4. 掌握建立和形成土壤学科的物理，化学原理。

5. 运用上壤学的基本理论知识，掌握上壤资源的野外调查技术，合理开发、利用和改良上壤资源的方法和措施，并能应用所学知识解决农业生产和生态环境中产生的有关上壤环境问题。

三. 教学内容与要求第一章：绪论教学内容：介绍上壤在农业生产和生态系统中的重要性、上壤和上壤肥力的槪念、上壤在人类农业和自然环境中的重要性、土壤学的分支学科及主要研究内容，土壤学的研究方法。

基本要求：1. 使学生了解上壤在农业生产及丄地生态系统中的地位和作用：2. 理解上壤作为自然资源的特点及保护上壤的重大意义：3. 掌握上壤和上壤肥力的槪念及正确认识土壊的几个基本观点：4. 了解上壤科学发展的历史和动态，明确丄壤学在我国农业现代化中的任务。

重点：土壤和土壤肥力的槪念。

难点：土壤肥力的生态学意义。

第二章：岩石矿物的风化与土壤母质的形成教学内容：上壤矿物质的矿物学组成，次生矿物的种类、构造、特性以及其对上壤形成的特殊意义和作用，土壤矿物质的化学组成。

基本要求：1. 理解上壤的矿物学组成、化学组成和上壤质地对上壤物理，化学性质和上壤肥力的影响。

2. 掌握髙岭石、蒙脱石，伊利石三大类粘粒矿物的晶层构造特点和性质。

3. 了解粘土矿物形成的理论及粘土矿物的分布规律，重点：上壤矿物质的主要元素组成和硅铝铁率。

难点：三大类粘粒矿物的晶体构造特点。

第三章：土壤有机质教学内容：上壤有机质的来源及其组成、土壤有机质的矿质化作用.上壤有机质的腐殖化作用.影响土壤有机质分解转化的因素、土壤有机物质的性质。

《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。

《土壤学》绪论：1. 土壤：发育于地球陆地表面能够生长绿色植物的疏松多空的结构表层。

2.土壤的组成：矿物质、有机质（固）、土壤水分（液）和土壤空气三相组成。

3. 土壤肥力：使土壤的基本属性和质的特征，是土壤从营养条件和环境条件方面，供应和协调植物生长的能力。

4. 土壤生产力：是由土壤本身的肥力属性和发挥肥力作用的外界条件所决定的，土壤肥力因素的各种性质和土壤的自然、人为环境条件构成了土壤生产力。

5. 土壤肥力的类型:自然肥力、人为肥力、有效肥力、潜在肥力。

6.四大肥力因子：水、肥、气、热。

7．土壤学的研究方法：宏观研究和微观研究，综合、交叉研究，野外调查与实验室研究结合。

一. 为什么说土壤是农业基地？·“民以食为天，食以土为本”，精辟的概括了人类—农业—土壤之间的关系。

农业是人类生存的基础、而土壤是农业的基础。

土壤是植物生长繁育和生物生产的基地，具有不可替代的作用：营养库的作用（植物需要的营养元素除CO2主要来自空气外，N、P、K 及中量、微量元素和水分则主要来自土壤。

），养分转化和循环作用，雨水涵养作用，生物的支撑作用，稳定和缓冲环境变化的作用。

二. 为什么土壤是最珍贵的自然资源？·资源是自然界能为人类利用的物质和能量基础，是供人类开发利用并具有应用前景和价值的物质。

土壤资源可定义为具有农、林、牧业生产力的各种类型土壤的总称。

在人类赖以生存的物质生活中，人类消耗的约80%以上的热量，75%以上的蛋白质和大部分纤维都直接来自土壤。

所以土壤资源和水资源、大气资源一样，是维持人类生存与发展的必要条件，是社会经济发展最基本的物质基础。

第一章：土壤矿物质1. 土壤矿物质的分类：按矿物的来源分为：原生矿物、次生矿物；按矿物的结晶状态分为：结晶质、非晶质。

2.原生矿物：是指那些经过不同程度的物理风化，未改变化学组成和结晶结构的原始成岩矿物。

3．原生矿物包括：硅酸盐类、氧化物、硫化物、硫酸盐；次生矿物包括：层状硅酸盐粘土矿物，二、三价氧化物，简单盐类。

⼟壤学复习重点要义绪论⼀、⼟壤及重要性⼟壤是指覆盖于地球表⾯，具有肥⼒特征的、能够⽣长绿⾊植物的疏松物质层。

A、⼟壤在农业中的重要性⼟壤是农业⽣产的基本⽣产资料⼟壤为植物⽣长提供营养条件和环境条件⼟壤是农业⽣态系统的重要组成部分B、⼟壤在⽣态环境中的重要性C、⼟壤是最珍贵的⾃然资源资源数量的有限性空间分布上的固定性质量的可变性⼆、⼟壤基本组成三、⼟壤肥⼒与⼟壤⽣产⼒⼟壤肥⼒：⼟壤在某种程度上能同时不断地供给和调节植物正常⽣长发育所必需的⽔分、养分、空⽓和热量的能⼒。

营养条件：养分，⽔分环境条件：热，⽓，⽔四⼤肥⼒因素：⽔、肥、⽓、热。

⾃然肥⼒：指⼟壤在⾃然(因素⽓候、⽣物、母质、地形、时间）综合作⽤下所发展起来的肥⼒。

⼈⼯肥⼒：指⼈类在⾃然⼟壤的基础上，通过耕作，熟化过程⽽发展起来的肥⼒。

有效肥⼒：在当季⽣产中能表现出来，产⽣经济效益的肥⼒部分。

潜在肥⼒：在当季没有直接反映出来的肥⼒部分。

⼟壤⽣产⼒：即⼟壤能⽣长植物并提供产品的能⼒。

⼟壤⽣产⼒与⼟壤肥⼒的区别是：⼟壤⽣产⼒是由⼟壤本⾝的肥⼒属性和发挥肥⼒作⽤的外部条件（包括⾃然环境条件、⼈为因素和社会因素影响）所共同决定的。

第⼀章⼟壤矿物质⼟粒形成⼟壤母质的矿物和岩⽯矿物岩⽯的风化作⽤与⼟壤母质⼟壤矿物质⼟粒的组成与特性⼀、主要的成⼟矿物和岩⽯原⽣矿物：来⾃⽕成岩或变质岩次⽣矿物：原⽣矿物、⽕⼭灰或各种风化产物通过化学或⽣物作⽤转变主要成⼟岩⽯：岩浆岩、沉积岩、变质岩⼆、岩⽯的风化作⽤与⼟壤母质风化作⽤：指地壳最表层的岩⽯在空⽓、⽔、温度和⽣物活动的影响下，发⽣机械破碎和化学变化的过程。

物理风化（⼤多属于热⼒学风化）风化作⽤化学风化（溶解、⽔化、⽔解、氧化）⽣物风化（根系机械破碎、⽣物化学作⽤）⼟壤母质：裸露的岩⽯经风化作⽤⽽形成的疏松的、粗细不同的矿物颗粒的地表堆积体，是形成⼟壤的母体。

残积物（⼭地丘陵顶部较⾼部位）坡积物（重⼒⾬⽔冲刷，坡脚、⾕地）洪积物（洪⽔引发，沿⼭麓成带状分布）河流冲积物（成层性，成带性，成分复杂）湖积物（湖⽔泛滥，湖周围）我国主要成⼟母质海积物（海边海相积物，海岸上升、江流⼊海）风积物（风搬运；沙质、黄⼟）黄⼟状沉积物（第四世纪时期黄⼟经冰⽔、洪⽔搬运）冰渍物（冰川夹杂物质搬运沉积）⼟粒按成分可分为：矿质⼟粒、有机质⼟粒⼟粒按粒级可分为：⽯粒、砂粒、粉粒、粘粒机械组成：⼟壤中各粒级矿物质⼟粒所占的百分质量分数叫矿物质⼟粒的机械组成。

土壤学复习重点第一章绪论1、土壤的物质组成 : 土壤由矿物质、有机质 ( 土壤固相 ) 、土壤水分 ( 土壤液相 ) 、和土壤空气 ( 土壤气相 ) 三相四类物质组成。

2、土壤肥力 : 指土壤在某种程度上能同时不断地供给和调节植物正常生长发育所需要的水分、养分、空气、热量的能力。

3、土壤生产力 : 土壤生长植物并提供产品的能力, 由土壤本身的肥力属性和发挥肥力作用的外界条件所决定。

4、成土因素 : 气候、生物、地形、母质和时间。

第二章土壤的矿物组成1、矿物 : 矿物是天然产生与地壳中具有一定化学组成、物理性质和内在结构的化合物或单质。

土壤矿物按矿物来源, 可分为原生矿物和次生矿物; 按矿物的结晶状态 , 可分为结晶质和非晶质。

2、岩石 : 岩石是指由一种或数种矿物组成的自然集合体。

3、风化作用 : 风化作用是指地壳最表层的岩石在空气、水、温度和生物活动的影响下 , 发生机械破碎和化学变化的过程。

包括物理风化、化学风化、生物风化三种类型。

4、物理风化 : 指岩石因受物理因素作用而逐渐崩解破碎的过程。

特点: 只能引起岩石形状大小的改变 , 而不改变其矿物组成和化学成分。

5、化学风化 : 指岩石在化学因素作用下, 其组成矿物的化学成分发生分解和改变 , 直至形成在地表环境中稳定的新矿物。

特点: 不仅使已破碎的岩石进一步变细,更重要的是岩石发生矿物组成和化学成分的改变, 产生新的物质。

6、生物风化 : 指动物、植物、微生物的生命活动及其分解产物对岩石矿物的风化作用。

7、构成层状硅酸盐粘土矿物的基本结构单位是硅氧四面体和铝氧八面体。

8、同晶替代 : 是指组成矿物的中心离子被电性相同、大小相近的离子替代而晶格构造保持不变的现象。

9、高岭组 :1:1型粘土矿物,晶层由一层硅片和一层铝片重叠而成。

两个晶层的层面间产生了键能很强的氢键 , 不易膨胀。

基层内没有或极少同晶替代现象 , 其电荷数量少。

颗粒较粗、总表面积相对较小 , 可塑性、粘结性、粘着性和吸湿性都较弱。

土壤学重点概括土壤圈：是地球表层系统中处于四大圈（气、水、生物、岩石）交界面上最富有生命活力的土壤连续体或覆盖体。

土壤矿物质1.原生矿物: 指那些经过不同程度的物理风化，未改变化学组成和结晶结构的原始成岩矿物。

2.次生矿物:次生矿物是由原生矿物分解转化而成。

3.硅氧四面体（简称四面体）是由1 个硅离子和4 个氧离子所构成。

4.铝氧八面体（简称八面体）是由1 个铝离子6 个氧离子（或氢氧离子）所构成。

5. 1:1型单位晶层:（代表物为高岭石）由一个硅片和一个铝片构成。

硅片顶端的活性氧与铝片底层的活性氧通过共用的方式形成单位晶层。

这样1:1型层状铝硅酸盐的单位晶层有两个不同的层面，一个是由具有六角形孔穴的氧原子层面，一个是由氢氧构成的层面。

6. 2:1型单位晶层：（代表物为蒙脱石蛭石膨胀型，云母伊利石非膨胀型）由两个硅片夹一个铝片构成。

两个硅片顶端的氧都向着铝片，铝片上下两层氧分别与硅片通过共用顶端氧的方式形成单位晶层。

这样2:1型层状硅酸盐的单位晶层的两个层面都是氧原子面。

7. 2:1:1型单位晶层：（代表物为绿泥石）在2:1单位晶层的基础上多了一个八面体片水镁片或水铝片，这样2:1:1型单位晶层由两个硅片、一个铝片和一个镁片（或铝片）构成。

8. 同晶替换: 是指组成矿物的中心离子被电性相同、大小相近的离子所替代而晶格构造保持不变的现象。

9.硅酸盐粘土矿物的种类及一般特性高岭组(1）1:1型的晶层结构（2）无膨胀性（3）电荷数量少（4）胶体特性较弱蒙蛭组（1）2:1型的晶层结构（2）胀缩性大（3）电荷数量大（4）胶体特性突出水化云母组（1）2:1型晶层结构（2）无膨胀性（3）电荷数量较大（4）胶体特性绿泥石组（1）2:1:1型晶层结构（2）同晶替代较普遍（3）颗粒较小10.非硅酸盐粘土矿物氧化铁：着生矿物氧化铝：产酸的主要来源水铝英石、氧化硅：土壤中最不容易风化的粘土矿物。

我所在的地区为长江中下游平原，为水云母—蛭石—高岭区。

复习思考题（按章）绪论一、名词解释1、土壤：能产生植物收获的地球陆地表面的疏松层次。

2、土壤肥力：在植物生活全过程中，土壤供应和协调植物生长所需水、肥、气、热的能力。

3、土壤圈：覆盖于地球和浅水域底部的土壤所构成的一种连续体或覆盖层，它是地圈系统的重要组成部分。

4、自然肥力：指土壤在自然因子(气候、生物、地形等)综合作用下所具有的肥力。

5、人为（经济）肥力：土壤在人为条件熟化(耕作、施肥、灌溉等)作用下所表现出来的肥力。

二、思考题1、土壤在植物生长繁育过程中有何作用？为什么？（一）土壤是植物生长繁育和生物生产的基地1、土壤的营养库作用：是陆地生物所需营养物质的重要来源；2、土壤在养分转化和循环中的作用；无机物的有机化，有机物的矿质化；3、土壤的雨水涵养作用：是一个巨大的水库；4、土壤对生物的支撑作用；土壤中拥有种类繁多，数量巨大的生物群；5、土壤在稳定和缓冲环境变化中的作用；2、土壤圈与其它圈层系统有何关系？（1）对生物圈支撑和调节生物过程，提供植物生长的养分、水分与适宜的物理条件，决定自然植被的分布与演替。

（2）对水圈降水在陆地的重新分配、元素的生物地球化学行为和水分平衡、分异、转化及水圈的化学组成。

（3）对岩石圈具有一定的保护作用，以减少其受各种外营力破坏，与岩石圈进行物质交换与地质循环。

3、为什么说土壤是最珍贵的自然资源？1、数量的有限性和固定性我国是个多山的国家,各种山地丘陵地面积占全部土地面积的65％,平原区土地仅占35％。

我国人均耕地面积不到世界人均耕地的l/3。

人均林地面积占世界人均林地面积的1/9。

人均草地面积不到世界人均草地面积的1/2。

2、质量的可变性3、空间位置的固定性4、土壤学有哪些分支学科？土壤学与哪些学科存在联系？土壤物理学、土壤化学、土壤微生物学、土壤生物化学、土壤地理学；联系学科：1、土壤学与地质学、水文学、生物学、气象学有着密切的关系；2、土壤学与农学、农业生态学有着不可分割的关系；3、土壤学与环境科学联系密切。

土壤学复习资料绪论1、绿色植物生长发育的五个基本要素：日光（光能）、热量（热能）、空气、水分和养分。

2、土壤在植物生长繁育阶段的特殊作用：营养库的作用、养分转化和循环作用（在地球表层系统中通过土壤养分元素的复杂转化过程，实现了营养元素和生物之间的循环和周转，保持了生物生命周期生息和繁衍）、雨水涵养作用、生物的支撑作用、稳定和缓冲环境变化的作用。

3、构成自然地理环境的五大要素：大气圈、生物圈、岩石圈、水圈和土壤圈。

4、土壤资源面临的危机：耕地减少不可逆、人口增长不可逆、消费水平的提高不可逆。

5、土壤是在母质、气候、生物、地形和时间五大因子(五大成土因素)综合作用下形成的自然体，能够生产植物收获的陆地疏松表层。

其本质特性是土壤肥力。

6、土壤在陆地生态系统中的重要作用：保持生物活性、多样性和生产性；对水体和溶质流动起调节作用；对有机无机污染物具有过滤、缓冲、降解、固定和解毒作用；具有贮存并循环生物圈及地表的养分和其他元素的功能。

7、土壤资源的性质：数量有限性、质量可变性、空间分布过定性。

8、土壤发生层：在发育过程中由于物质和能量在上下部位之间的转化与转移，从而可能形成上下不同的层次，称为发生层，如A、B、C等。

9、土壤堆积层：由于地质作用或人为活动而造成的堆积风化层（幼年土,必须有生物作用）。

10、肥力是土壤的基本属性和质的特征，是土壤从营养条件和环境条件方面供应和协调植物生长的能力。

水分、养分、空气、热量的能力。

肥力四因子：水、肥、气、热。

11、同晶替代：指组成矿物的中心离子被电性相同、大小相近的离子所替代而晶格结构保持不变的现象。

在硅酸盐粘土矿物中最普遍的同晶替代现象是晶体中的中心离子被低价的离子所替代。

土壤中粘土矿物的类型和数量与土壤肥力的关系很大。

12、我国土壤粘土矿物的分布规律：粘土矿物是在风化和成土过程中形成的次生矿物，其类型一方面受母质、母岩的矿物学组成的影响，另一方面又和风化、成土条件有密切关系，粘土矿物的分布随生物、气候、分布的纬度地带性规律。

土壤学总复习题绪论：1、土壤剖面：有成土作用形成的层次称为土层（土壤发生层），而完整的垂直土层序列称之为土壤剖面。

2、肥力：土壤供应植物生长所必需的能力。

有效肥力：在农业实践中，由于土壤性质、环境条件和技术水平的限制，只有土壤中的一部分肥力在当季生产中能表现出来，产生经济效益这一部分费力叫有效肥力，而没有直接反映出来的叫做“潜在肥力”。

3、近代土壤科学的主要观点：1、农业化学土壤学派（这一观点把土壤看作提供植物生长所必需的水分、养分和起物理作用的介质）2、农业地质土壤学观点（这一观点把土壤形成过程看作岩石的风化作用过程，认为土壤是岩石经过风化而形成的地表疏松层，即岩石风化的产物）3、土壤发生学派（土壤形成过程是岩石风化过程和成土过程所推动的）第一章【土壤矿物质】：1、原生矿物：指那些经过不同程度的物理风化，未改变化学组成和结晶结构的原始成岩矿物。

次生矿物：在风化和成土过程中新形成的矿物。

2、土壤原生矿物以硅酸盐和铝硅酸盐占绝对优势，土壤次生矿物以结晶层状硅酸盐粘土矿物为主。

粘土矿物是在风化和成土过程中所形成的次生矿物。

3、粘土矿物：一个粘土颗粒是由许多层粘土矿物晶胞（片）堆叠形成，而粘土矿物晶胞又是由晶胞的最小构造单元组成。

不同种类的粘土矿物，它们的最小构造单元都是一样的。

但是，基本构造单元之间的连接方式和晶胞结合形式不同，因而形成不同粘土矿物各自的特点。

粘土矿物的基本构造单位是硅氧四面体和铝氧八面体。

硅氧四面体的结构如图11-1所示，每个四面体的中心是一个硅原子，它与四个氧原子以相等的距离相连，四个氧原子分别在四面体的四个顶角上。

从单独的四面体看，4个氧还有4个剩余的负电荷，因此各个氧还能和另一个邻近的硅离子相结合。

依此，四面体在平面上相互连接，形成四面体层。

铝氧八面体的结构如图11-2所示，每个八面体的中心是一个铝原子，它与三个氧原子和三个氢氧原子以等距离相连。

三个氧原子和三个氢氧原子分别在八面体的六个顶角上。