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土壤资源学（Soil Resource）绪论一、土壤在地理环境中的地位和作用：1、土壤及肥力的概念：土壤学家和农学家传统地把土壤定义为：“发育于地球陆地表面能生长绿色植物的疏松多孔的结构表层”。
在这一概念中重点阐述了土壤的主要功能是能生长绿色植物，具有生物多样性，所处的位置是在地球陆地表面层，它的物理状态是由矿物质、有机质、水和空气组成的，具有孔隙结构的介质。
土壤的基本属性和本质特征是具有肥力。
土壤肥力是指土壤为植物生长供应和协调养分、水分、空气和热量的能力。
2、土壤在地理环境中的地位：1938年，S.Matson根据物质循环的观点，提出土壤是岩石圈、水圈、生物圈及大气圈相互作用的产物。
土壤圈处于其他圈层的交接面上，成为它们连接的纽带，构成了结合无机界和有机界----即生命和非生命联系的中心环境。
3、资源：1）所谓资源指的是一切可被人类开发和利用的物质、能量和信息的总称，它广泛地存在于自然界和人类社会中，是一种自然存在物或能够给人类带来财富的财富。
2）分类：●按资源性质分类1）自然资源：一般是指一切物质资源和自然过程，通常是指在一定技术经济环境条件下对人类有益的资源。
2）社会经济资源又称社会人文资源，是直接或间接对生产发生作用的社会经济因素。
其中人口、劳动力是社会经济发展的主要条件。
技术资源广义上也属于社会人文资源，其在经济发展中愈益起着重大作用。
自然资源、社会经济资源、技术资源通常被称为人类社会的三大类资源。
●按资源用途分类．农业资源．工业资源．信息资源（含服务性资源）●按资源可利用状况分类．现实资源，即已经被认识和开发的资源。
．潜在资源，即尚未被认识，或虽已认识却因技术等条件不具备还不能被开发利用的资源。
．废物资源，即传统被认为是废物，而由于科学技术的使用，又使其转化为可被开发利用的资源。
4、土壤资源(soil resource)是指具有农业、林业、牧业生产力的各种土壤类型的总称，是人类生存与发展过程中最基本、最广泛、最重要的自然资源之一。
土壤地理---重点知识整理1.土壤土壤是覆盖在地球陆地表面上能够生长植物的疏松层。
2.土壤肥力土壤肥力是指土壤为植物生长供应和协调养分、水分、空气和热量的能力。
3.土壤系统土壤系统是由固相（矿物质和有机质）、液相（土壤水分和土壤溶液）和气相（土壤空气）三相物质相互联系、相互作用组成的有机整体，表现出肥力、能量交换和净化功能。
4.土壤生态系统土壤与其地上部生物和地下部生物之间进行复杂的物质与能量的迁移、转化和交换，构成一个动态平衡的统一体，成为生物同环境之间进行物质和能量交换的活跃场所。
5.土壤圈覆盖于地球陆地表面和浅水底部的土壤所构成的一种连续体或覆被层，犹如地球的地膜。
6.单个土体和聚合土体单个土体是土壤剖面的立体化形式，作为土壤的三维实体，其体积最小。
面积的大小取决于土壤的变异程度。
聚合土体，两个以上的单个土体组成的群体，称为聚合土体。
7.土壤剖面从地面垂直向下的土壤纵断面称为土壤剖面。
8.土层土壤剖面中与地表大致平行的层次，由成土作用而形成的，因此，称为土壤发生层，简称土层。
9.土壤的组成包括哪些？它们之间的相互关系如何？（1）土壤组成：土壤是由固相（矿物质、有机质）、液相（土壤水分）、气相（土壤空气）等三相物质组成的。
（2）相互关系：土壤固相（矿物质、有机质）、液相（土壤水分）、气相（土壤空气）之间是相互联系、相互转化、相互作用的有机整体。
10.土壤矿物质包括哪些类型？什么叫原生矿物？土壤中主要原生矿物有哪些？它们的性质如何？（1）土壤矿物质包括：土壤矿物质主要来自成土母质，按其成因可分为原生矿物和次生矿物两大类。
（2）原生矿物：指各种岩石受到不同程度的物理风化，而未经化学风化的碎屑物，其原来的化学组成和结晶构造均未改变，颗粒较粗，有些表面可能受到轻微蚀变，内部结晶仍然完好。
（3）土壤中主要原生矿物及性质①硅酸盐、铝硅酸盐类矿物：是土壤多种营养元素的来源。
②氧化物类矿物：这些矿物都极稳定，不易风化、对植物的养分意义不大。
土壤的空气特点
土壤是由多种因素构成的自然环境，其中空气是土壤中的重要部分。
土壤空气的特点主要表现在以下几个方面：
首先，土壤空气的含氧量较低，通常只有空气中含氧量的五分之一左右，这是由于土壤中有机质的分解和微生物的呼吸消耗了大量的氧气。
此外，土壤中常存在着各种气体，如氮气、二氧化碳等，它们对土壤生态系统的运行和作用有重要影响。
其次，土壤空气的动态性较差，由于土壤的密度较高，土壤空气的气体分子运动速度较慢，因此导致土壤空气流动缓慢。
而且，土壤中的微生物和有机物质会吸附和固定空气中的气体，从而形成一种复杂的迁移和转化过程。
此外，土壤空气的湿度和温度较高，与地面空气相比，土壤空气的湿度和温度变化较慢，这是由于土壤中的水分和热量有较强的保持和储存能力。
修正土壤空气条件的方法之一是通过加强通风和增加土壤通气性能，这有助于提高土壤的氧气和水分的含量，从而促进植物的生长和发育。
综上所述，土壤空气的特点具有复杂性和动态性，它与土壤和植物生长密切相关。
因此，在进行土壤改良和农业生产中，我们需要认真关注土壤空气的特点和影响，并采取有针对性的措施来改善土壤空气环境，从而实现增产和提质的目标。
土壤是发育于地球陆地表层，能够生长绿色植物的疏松多孔表层。
是指在植物生长期间，土壤能持续不断地、适量地提供并协调植物生长所需要的水分、养分、空气、热量等因素及其他生活条件的能力。
是由土壤本身属性及发挥肥力作用的外部条件 (包括自然条件、人为因素、社会因素)所共同决定的，它是土壤的经济效应。
是指地面岩石的风化、风化产物的淋溶与搬运、堆积，进而产生成岩作用.是植物营养元素在生物体与土壤之间的循环：植物从土壤中吸收养分，形成植物体，后者供动物生长，而动植物残体回到土壤中，在微生物的作用下转化为植物需要的养分，促进土壤肥力的形成和发展。
是一个具体土壤的垂直断面，其深度一般达到基岩或达到地表沉积体的相当深度为止。
是指土壤形成过程中所形成的具有特定性质和组成的、大致与地面相平行的，并具有成土过程特性的层次。
地壳表面的岩石风化体及其再积体，接受其所处的环境因素的作用，而形成具有一定剖面形态和肥力特性的土壤，称为土壤发育。
是风化壳(weathering crust)的表层，是指原生基岩(original bed rock)经过风化、搬运、堆积等过程于地表形成的一层疏松、最年轻的地质矿物质层，它是形成土壤的物质基础，是土壤的前身。
动物残体及其转化产物，约占固体重量的 5%以下。
来自岩石的风化，包括原生矿物和次生矿物，约占固体重量的 95%以上。
泛指土壤中以各种形态存在的一切有机物质的总称，是土壤中的各种动植物残体，在土壤生物的作用下形成的一类特殊的高分子化合物。
指与土壤固相处于平衡状态的土壤溶液中游离的H＋浓度所直接显示的酸度。
它是土壤酸度的活度指标，通常用 pH 值表示。
一般用水浸出液加指示剂来测定。
指土壤胶体上吸附着的 H＋和 Al3＋所引起的酸度。
它是土壤酸度的容量指标。
一般情况下它不显示出来，只有当被吸附的H＋和 Al3＋被交换到溶液中后才显示，所以称为潜性酸度，通常用 100g 烘干土中H＋的毫摩尔数来表示。
目录
第一章土壤基础知识
第一节土壤的基本物质组成
一、土壤矿物质与岩石的风化
二、土壤生物与土壤有机质
三、土壤水分
四、土壤空气与热量
五、土壤水、气、热的调节措施
六、土壤养分
第二节土壤基本理化性质
一、土壤的孔性、结构性与耕性
二、土壤胶体
三、土壤的酸碱性与氧化还原性
第三节土壤的供肥与保肥
一、土壤供肥保肥的原因
二、高产肥沃土壤的特征
三、土壤培肥措施
四、农田土壤生态与保护
每一部分的编写要求：可包括三大部分内容
1.明确问题
讲清楚概念或土壤名词，分析意义和重要性。
如土壤，土壤水，土壤有机质，土壤热量，土壤空气，土壤酸碱性，土壤养分，土壤结构等。
2.分析问题
分析基本原理，讲清每个概念的特点、组成、性质，发生、发展和运动变化规律，分析有关的优点与缺点等。
如：土壤有机质的来源，组成，特点；土壤水分的类型及其有效性，土壤质地与土壤肥力；土壤结构与土壤肥力，土壤养分、酸碱性对植物生长的影响等。
3.解决问题
有关原理在实践中的运用。
如：如何提高土壤肥力？土壤有机质的管理措施？如何
改良土壤质地？如何创造土壤团粒结构？如何改良土壤酸碱性？如何调节土壤空气和热量等。
土壤环境与作物生长的关系土壤环境与作物生长的关系【1】摘要：土壤是农作物生长的基地，合理开发利用土壤资源，如何改良土壤更好的促进作物生长提高作物产量是发展农业生产的重要环节。
土壤中的水、肥、气、热是土壤肥力的四个因素。
它们之间在一定条件下的协调程度决定着土壤肥力的高低。
关键词：土壤;环境;作物生长;关系 1 土壤水分 1.1 土壤水分类型土壤水分常以三种形式存在于土壤中。
束缚水：紧紧吸附在土粒表面，不能流动，也很难为作物根系吸收的水分叫束缚水。
土粒越细，吸附在土粒表面的束缚水越多;毛管水：土粒之间小于0.1毫米的小孔隙叫毛细管，毛细管中的水可以在土壤中上下、左右移动，是供作物吸收利用的主要有效水。
因此，毛管水对作物生长发育最为重要;重力水;是土粒之间大于0.1毫米的大孔隙中的水分。
由于受重力作用只能向下流动，所以叫重力水。
在水稻田中，重力水是有效的水分。
在旱田中，重力水只能短期被植物利用，如较长期地充满着重力水(即地里积水)，则土壤空气缺乏，对作物生长非常不利。
1.2 土壤水分的有效性土壤水分并不能全部被作物吸收利用，束缚水和重力水都是不能被作物利用的无效水，只有毛管水是能被作物利用的有效水。
当土壤中只存在着束缚水时，因作物不能利用，而表现出萎蔫，这时的土壤含水量叫萎蔫系数。
随着土壤水分的增加毛细管中开始充水，当土壤中毛细管全部充满水时的含水量，叫田间持水量。
土壤有效水的数量是田间持水量减去萎蔫系数的数值。
土壤有效水含量的多少，主要受土壤质地、结构、有机质含量的影响。
砂土和粘土有效水都低于壤土。
具有团粒结构的土壤毛细孔隙增加，有效水含量高。
2 土壤养分 2.1 土壤养分的有效性根据作物吸收土壤的难易，可把土壤养分分为两类。
一类是速效态养分又叫有养分，另一类是迟效态养分又叫潜在养分。
速效态养分以离子、分子状态存在于土壤溶液中和土壤胶粒表面上，能够直接被作物吸收利用。
迟效态养分存在于土壤矿物质和有机质中，难溶于水而不能被作物直接吸收利用，需经化学作用和微生物作用，分解成可溶性的速效养分才能被作物吸收。
第六章土壤水、空气和热量目的要求：要求学生掌握土壤水分的来源和类型，水分的有效性与水分测定、表示方法，土壤水分运动状况。
土壤空气与热状况以及水、气、热与作物生长的关系。
第一节土壤水的类型划分及土壤水分含量的测定一、土壤水的类型划分及有效性（一）土壤水的类型划分土壤能保持水分是由于土粒表面的吸附力以及毛管孔隙的毛管力。
根据水分被土壤保持的力，将水分划为不同类型。
1. 吸湿水：土粒通过吸附力吸附空气中水汽分子所保持的水分称为吸湿水。
（1）特点：吸附力很强，对水汽分子的吸附可达31 至10000 个大气压，因而水的密度增大，可达cm 3 ，无溶解能力，不移动，通常是在105 °C ～110 °C 条件下烘干除去。
对植物无效。
（2）只含有吸湿水的土壤称为风干土；除去吸湿水的绝对干土称为烘干土。
风干土重烘干土重= ———————1+ 吸湿水%风干土重= 烘干土重×（1+ 吸湿水% ）（3）影响因素：①土壤吸湿水含量受土壤质地的影响，粘质土吸附力强，保持的吸湿水多，砂质土则吸湿水含量低。
②吸湿水含量还受空气湿度的影响，空气相对湿度高，吸湿水含量也高，反之则吸湿水含量低。
2 、膜状水：土粒吸附力所保持的液态水，在土粒周围形成连续水膜，称为膜状水。
（1）特点：保持的力较吸湿水低，～31 大气压，水的密度较吸湿水小，仍粘滞而无溶解性；移动缓慢，由水膜厚的地方往水膜薄的地方移动，速度仅～毫米/ 小时。
膜状水对植物有效性低，部分有效。
3. 毛管水：存在于毛管孔隙中为弯月面力所保持的水分称为毛管水。
毛管水又分为两类：①毛管上升水：与地下水有联系，随毛管上升保持在土壤中的水分。
②毛管悬着水：与地下水无联系，由毛管力保持在土壤中的水分，象悬在土壤中一样，故称毛管悬着水。
4. 重力水：受重力作用可以从土壤中排出的水分称为重力水，主要存在于通气孔隙中。
（二）土壤水分常数土壤中某种水分类型的最大含量，随土壤性质而定，是一个比较固定的数值，故称水分常数。
1. 吸湿系数：吸湿水的最大含量称为吸湿系数，也称最大吸湿量。
吸湿水的含量受空气相对湿度的影响，因此测定吸湿系数是在空气相对湿度98%( 或99%) 条件下，让土壤充分吸湿( 通常为一周时间) ，达到稳定后在105 ° C ～110 ° C 条件下烘干测定得到吸湿系数。
土壤质地愈粘重，吸湿系数愈大。
2. 凋萎系数：植物永久凋萎时的土壤含水量称为凋萎系数。
土壤凋萎系数的大小，通常用吸湿系数的～倍来衡量。
质地愈粘重，凋萎系数愈大。
3. 田间持水量：田间持水量是毛管悬着水达最大量时的土壤含水量。
它是反映土壤保水能力大小的一个指标。
计算土壤灌溉水量时以田间持水量为指标，既节约用水，又避免超过田间持水量的水分作为重力水下渗后抬高地下水位。
4. 毛管持水量：毛管上升水达最大量时的土壤含水量。
毛管上升水与地下水有联系，受地下水压的影响，因此毛管持水量通常大于田间持水量。
毛管持水量是计算土壤毛管孔隙度的依据。
5. 饱和持水量：土壤孔隙全部充满水时的含水量称为饱和持水量。
（三）土壤水的有效性土壤水的有效性是指土壤水能否被植物吸收利用及其难易程度。
不能被植物吸收利用的水称为无效水，能被植物吸收利用的水称为有效水。
有效水的范围是凋萎系数至田间持水量的水分。
二、土壤水含量的表示方法1. 重量百分数( 水w %) ：土壤样品水分重量（Mw ）占干重（M s）的百分数。
Mw水w %= —×100M s计算土壤含水量时，是以干土重为计算基础，这样才能反映土壤的水分状况。
2. 容积百分数( 水v %) ：土壤所含水分的容积总量占土壤总容积的百分数。
容积百分数是根据土壤容重计算出来的，即：水v%= 水w% ×土壤容重根据水分的容积百分数可算出土壤中空气含量并进而算出土壤固、液、气三相的比例。
3. 水层厚度（水mm ）：即在一定厚度的土层中，水分的厚度毫米数。
计算公式为：水mm= 水v% ×土层厚度用水层厚度（水mm ）来表示土壤含水量的优点在于与气象资料和作物耗水量所用的水分表示方法一致，便于互相比较和互相换算。
例：容重为克/ 立方厘米的土壤，初始含水量为10% ，田间持水量为30% ，降雨10mm ，若全部入渗，可使多深土层达田间持水量解：先将土壤含水量水w% 换算为水v%初始含水量水v%=10% ×=12%田间持水量水v%=30% ×=36%因水mm= 水v% ×土层厚度故土层厚度= 水mm/ 水v%=10/ = （mm ）4. 水贮量( 方/ 亩) ：1 亩地土壤水贮量( 方/ 亩) 的计算公式为：方/ 亩=2/3 水mm公式来源为：方/ 亩= 水mm ×1/1000 ×10000/15=2/3 水mm这种水分表示方法的作用在于与灌溉水量的表示方法一致，便于计算库容和灌水量。
例：一容重为 1 克/ 立方厘米的土壤，初始含水量为12% ，田间持水量为30% ，要使30 厘米土层含水量达田间持水量的80% ，需灌水多少（方/ 亩）解：田间持水量的80% 为：30% ×80%=24%30 厘米土层含水达田间持水量80% 时水mm= （）× 1 ×300=36(mm)2/3 ×36=24( 方/ 亩)5. 相对含水量：相对含水量是指土壤自然含水量占某种水分常数的百分数。
一般是以田间持水量为基数，土壤自然含水量占田间持水量的百分数为相对含水量。
通常相对含水量的60% 至80% ，是适宜一般农作物以及微生物活动的水分条件。
三、水分含量的测定1. 经典烘干法在105 ～110 ℃条件下，烘至恒重，为烘干土重，以此为基础计算水分重（蒸发损失量）的百分比（% ）。
此法费事，不便定位测定。
改进快速法——红外线烘干法、微波炉烘干法、酒精烘干法、酒精烧失法等。
2. 中子法简便、较精确。
但只能用于较深土层水分测定，不能用于土表薄层土。
有机质中的氢也会影响H 2 O 的测定结果。
法（时域反射仪法）四、土壤水的能态（一）土水势及其分势1. 土水势土壤水的自由能与标准状态水自由能的差值称为土水势。
标准状态水是指：纯水，即无溶质；自由水，即无束缚力； 1 个大气压；一定高度和温度。
以标准状态水的自由能为零，土壤水的自由能与其比较的差值一般为负值。
差值大，表明水不活跃，能量低；差值小，表明土壤水与自由水接近，活跃，能量高。
2. 土水势分势使土壤水的自由能发生变化的各种力，就构成了土水势的分势，主要有：①基模势Ψm基模势也称基质势，是由土粒吸附力和毛管力所产生的。
在土壤水不饱和的情况下，非盐碱化土壤的土水势以基模势为主。
②溶质势Ψs溶质势又称渗透势，是由溶质对水的吸附所产生的。
土壤水不是纯水，其中有溶质，而水分子是极性分子，与溶质之间可产生静电吸附，产生溶质势。
③重力势Ψg由重力作用产生的水势。
如果土壤水在参照面之上，则重力势为正，反之，重力势为负。
④压力势Ψp标准状态水的压力为 1 个大气压，但在土壤中的水所受到的压力，在局部地方就不一定为 1 个大气压。
如果土壤中有水柱或水层，就有一定的静水压；悬浮于水中的物质也会产生一定的荷载压。
若存在上述状况则Ψp 为正值。
土水势是这些分势的总和，即Ψt= Ψm+ Ψs+ Ψg+ Ψp（二）土壤水吸力土壤水承受一定吸附力情况下的能态，但不能简单理解为土壤对水的吸力。
水吸力只相当于土水势的基膜势和溶质势，数值相等，符号相反。
基膜势和溶质势一般为负值，使用不方便，故将其取为正数，定义为吸力（S ），分别称为基质吸力和溶质吸力。
在土壤水分的保持和运动中，不考虑ψs ，故一般所说的水吸力是指基质吸力，其值与ψm 相等，符号相反。
溶质吸力只在根系吸水（有半透膜存在）时才表现出来。
（三）水分能量的表示方法土水势或水吸力的表示方法，以使用水柱高度的厘米数来表示最简便，最易理解。
pF ：水柱高度厘米数的对数。
1 大气压(atm)=1033cm 水柱=p F ≈1bar=1000mbar标准压力单位为帕(Pa) ，常用百帕(hPa), 兆帕(MPa=10 6 Pa)=10bar1 Pa= ×10 -2 cm 水柱，1bar=1020cm 水柱1bar=1020cm 水柱=10 5 Pa=103 hPa=10 -1 MPa1mbar=1hPa=1.02cm 水柱（四）土水势的测定方法①张力计，又名负压计或湿度计，测定水不饱和土壤的基质势或基质吸力。
张力计适用范围800/850hPa 以下，超过此范围，就有空气进入陶土管而失效。
旱地作物可吸水的吸力范围多在1000hPa 以下，故张力计有一定实用价值。
②压力膜法：根据土壤在不同压力下排水的原理测定，可测水吸力1~20bar 。
五、土壤水分特征曲线土壤水分特征曲线是土壤水的能量指标（水吸力）与数量指标（含水量）的关系曲线。
随着土壤含水量的减少其水吸力增大，基质势降低，植物根系吸水难度增大，水分有效性降低。
土壤水吸力（S ）与含水量的经验公式：S= a θb 或S=a( θ/ θs ) bS=A （θs - θ）n / θm式中：S——水吸力（P a ）；θ——含水量（% ）；θs ——饱和含水量（% ），a 、b 、A 、n 、m 为相应的经验常数。
（一）土壤水分特征曲线的影响因素1. 土壤质地假定土壤水吸力为300cm （水柱高），各种质地的对应土壤的含水量（容积% ）约为：细砂土8% ，砂壤土15% ，壤土34% ，粘土42% 。
2. 土壤结构和紧实度（容重）在同一吸力值下，容重愈大的土壤，含水量愈高。
3. 温度影响水的粘滞性和表面张力。
土温升高，水的基质势增大，有效性提高。
4. 水分滞后现象土壤吸湿（水）过程中，水吸力随含水量增加而降低的速度较快。
土壤脱湿( 水) 过程中，水吸力随含水量减少而增大的速度较慢。
同一土壤的两种水分特征曲线不重合。
砂质土的滞后现象比粘质土更明显。
（二）土壤水分特征曲线的应用1. 用于土壤水吸力与含水量之间的换算不同土壤的水吸力相同，水分有效性相同，但含水量不同，因而有效水的数量不同。
2. 用于各级孔径、孔隙及其容积（V ，% ）的计算D=3/T3. 计算水容量（又称比水容）指水吸力变化 1 个单位土壤吸入或释出的水量(ml/bar·g) ，即水分特征曲线的斜率（ d θ/ds ），可作为土壤供水能力的指标。
六、土壤水的运动第一阶段是在下渗过程中被土粒和毛管吸收，直到饱和为止，这一阶段叫渗吸，实际上是水分的不饱和流动；此后如果水分继续增加，水分将向下渗透补充地下水，这一阶段叫渗透（渗漏），即土壤水的饱和流动。
