土壤学.docx
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土壤学
自然肥力：
指以生物为主导的各种自然因素共同作用下形成的自然肥力
人为肥力：
指人类进行生产活动和自然因素一起对土壤形成发生影响而产生的土壤肥力
潜在肥力：
指当季不能供给作物吸收利用的肥力
有效肥力：
指当季能被作物吸收利用的肥力
岩石➡️风化作用➡️母质➡️成土作用➡️土壤➡️成岩作用➡️岩石
一，岩石
矿物：
具有一定的化学组成，物理性质，内部结构而天然存在于地壳中的物质。
矿物分化释放
石英：
Si正长石：
K斜长石：
Ca角长石，辉石：
Fe，Ca，Mg方解石：
Ca
磷灰石：
P，Ca，Cl赤铁砂：
Fe云母：
K粘土矿物：
K
岩石：
矿物的自然集合体
按集合方式可分为（由单种矿物组成的）单层岩和（多种矿物组成的）复成岩；
按生成方式可分为火成岩，水成岩，变质岩三种
按岩石含SiO2含量分成酸性岩（含量65%以上，如花岗岩），中性岩（50%～65%，如安山岩），基性岩（45%～50%，如玄武岩），超基性岩（＜45%，如橄榄岩）
类型
概念
特征
典型岩石
火成岩（岩浆岩）
地球内部岩浆侵入地壳或喷出地表冷凝固结而成
无层次
无化石
无有机物
玄武岩
花岗岩
水成岩（沉积岩）
经流水搬运重新沉积胶结而成
有层次
有化石
含有机物
砂岩
页岩
石灰岩
变质岩
由原岩石在高温高压条件（岩浆接触面）下，组成物质产生定向排列，内部结构变化或者重新结晶而成的岩石
带状分布
板状分布
片状分布
分布范围小
片麻岩
石英岩
二，成土母质的形成
风化作用：
指暴露于地表的岩石在环境因素作用下，由坚硬变疏松，同时化学组成改变的作用。
分为物理风化、化学风化、生物风化。
物理风化：
岩石由大块变小块，由坚硬变疏松，而不改变其化学组成的机械破碎过程。
影响因素：
温度变化：
岩石是热的不良导体，表里受热不同，胀缩不一致，岩石表面层状剥落；
岩石矿物组成不同，胀缩系数不一样，使岩石崩解；
水的结冰：
水流入岩石节理缝隙，结冰膨胀挤压缝隙，长期以往使缝隙越来越大；
冰川，流水，风的运动：
一方面带走岩石表面碎屑，促进风化；
一方面有磨蚀和破碎作用；
化学风化：
使岩石的化学组成和物理特性发生深度变化的作用过程。
影响因素：
水，二氧化碳，氧气。
作用方式：
水的溶解作用：
岩石矿物直接溶解于水中
水的水化作用：
矿物与水结合成矿物·结晶水模式
氧的氧化作用：
碳酸化作用：
CO2溶解于水产生碳酸对岩石矿物产生作用
作用结果：
使岩石产生碎屑并进一步分解转化为相当于0.01mm的粘粒；
使岩石矿物改变成分，生成新的物质；
产生可溶性盐类。
生物风化：
岩石受生物有机体作用所进行的机械破碎和化学作用。
直接作用：
微生物直接分解岩石矿物质；
高等植物根系的穿插作用；
穴居动物对岩石的直接挖掘破碎作用；
人类的生产活动。
间接作用：
生命活动产生CO2溶解于水成碳酸和产生的各种有机酸对岩石产生化学风化
成土母质的特性（与岩石和土壤的对比）
比较项目
岩石
成土母质★
土壤
物质性状
坚硬，大块
酥松，碎屑
以粘粒为主的酥松土体
通透性
无通水透气性
有一定通水透气性
具有强通水透气性
水分状况
无保水能力
保水能力弱
保水能力强
养分状况
不含植物生长可利用的养分
有一定量植物可利用养分（且不含氮素）
有各种植物可利用矿质养分
保肥能力
无
弱
强
成土母质的类型
类型
概念
分布
特性
肥力状况
残积物质
没有经过位置移动，在原地未动
山区，丘陵区
层次薄，颗粒较粗
低
坡积物
有位移，但距离不远
山坡平缓处，低坳处
层次较厚，颗粒粗细不一
较高
冲积物
经流水长距离搬运，在其他地方堆积
河流出海口三角洲，河漫滩
成层性，成带性，质地细
高
洪积物
被山洪暴力搬运至山谷
山前平缓地带，成扇状
石块多
低
湖积物
湖泊四周
层次厚，质地细
高
海积物
滨海区
粗细不一
肥力不一
红土母质
第四纪以来形成的木质
华南丘陵区
肥力低，酸性强
三，土壤的形成
自然成土因素在土壤形成过程中的作用
1，母质作用：
土壤的“骨架（矿物质）”来源于成土母质；
母质的特性影响土壤的物理特性；
母质的特性影响土壤的肥力特性。
2，气候作用：
温度作用
湿度作用
3，地形作用：
不同地海拔高度和坡度导致水热的重新分配导致实现的地形小气候
水力重新分配：
位置高，土层薄，颗粒粗，肥力低；反之土层厚，颗粒细，肥力高
地形温度不同：
地形越高，温度越低；南坡接受阳光多，温度高，北坡低。
坡度大小影响：
坡度越大，径流冲刷能力越高，土层越薄，颗粒越大，肥力越低。
4，生物作用：
植物：
土壤有机质的主要来源；
选择吸收性。
微生物：
土壤中生物化学过程的催化剂；
直接分解矿物质。
动物：
物理破坏，如穿山甲打洞等
5，时间作用：
人为因素在成土过程中的作用
可使自然环境发生深刻变化：
大范围，高程度破坏，保护，改造
可改变原状土体的肥力条件
可定向培养土壤
时间迅速
成土过程作用实质
是物质的地质大循环和生物小循环矛盾统一的结果，其中，生物起主导作用。
生物主导作用：
使土壤有了氮素；
使土壤有了有机物；
使植物营养元素富集。
第二章：
土壤生态系统组成
土壤矿物质
组成：
原生矿物：
岩石风化过程中，结构和化学组成没有发生改变，只发生机械破碎作用而-残留于土壤中的矿物。
常见原生矿物：
石英SiO2，
长石：
正长石KAlSi3O8，
钠长石NaAlSi3O8，
斜长石CaAl2Si2O8，
云母，辉石，角闪石，橄榄石，黄铁矿等
次生矿物：
原生矿物在风化过程中逐步改变其结构、性质、成分而生成的新矿物。
种类：
高岭石类，蒙脱石类，水化云母类。
（均属于硅铝酸盐类矿物）
共同特征：
颗粒细小，胶体性质，离子吸收性，可塑性，胀缩性，黏着性，黏结性。
硅铝酸盐类粘土矿物结构：
基本结构：
硅氧四面体，铝氧八面体
单位晶片：
硅氧四面体片，铝氧八面体片
晶层单位：
1:
1型，2:
1型，（四面体片和八面体片相隔叠加）
同晶替代作用：
组成矿物的中心原子被不同电荷、大小相近的不同原子所替代，而晶格
硅铝酸盐粘土性质的比较
类型
结构
颗粒大小
分布地带
吸收阳离子能力，保肥能力和胀缩性
高岭土，高岭石
1:
1型
0.1～5.0微米
华南地区
三性均弱
蒙脱石
2:
1型
0.25～1.0微米
东北，华北，西北
三性均强
水化云母
2:
1型
1.0～2.0微米
西北，华北黄土。
华南紫色土。
三性均中等
三氧化物类性质：
分布于华南地区
阳离子吸收能力弱
保肥能力弱
粘性大，胀缩性强
土壤颗粒分级
土粒：
土壤中各种大小不同的单粒。
粒级（粒组）：
把大小相近，性质相似的土粒划分为一组，所得的各组成为粒级（粒组）。
各分类制的土粒分级
分类制
分类方式
国际制
石砾，砂，粉砂，粘粒。
四级分类
苏联制
直径0.01mm为分界点，两级分类为物理性砂粒和粘粒
美国制
中国制
各粒级的性质
粒级
大小
组成
通透性
保水能力
养分
石砾
大于1mm
岩石碎片
强
弱
少
砂
0.02～1mm
原生矿物
较强
较弱
较少
粉砂
0.002～0.02mm
部分原生，部分次生矿物
较弱
较强
较多
粘粒
小于0.002
次生矿物
弱
强
多
硅铝率：
二氧化硅与三氧化物的分子比率，即，硅铝率=【SiO2分子数/（Fe2O3+Al2O3）】*100%
测定意义：
了解土壤的熟化程度（硅铝率越低，熟化程度越高，肥力越低）
了解土壤大致的物质组成
土壤质地及分级
土壤质地（土壤机械组成）：
土壤中各种粒级土壤含量的百分组成或搭配比例。
土壤质地分类
分级制
分类方法
分类
国际制
三级分类（四类十二级）
砂土，壤土，粘壤土，粘土
苏联制
两级分类（三类六级）
砂土（砂土，砂壤土），壤土（轻壤，中壤，重壤），粘土
中国制
三级分类（三类十一级）
砂粒，粗粉砂粒，粘粒
美国制
手测土壤质地
方法：
手握少于土壤，加水湿润，手搓
标准：
若不能搓成条，则为砂土；
若能搓成短粗条，则为砂壤土；
若能搓成条后易断裂，则为轻壤土；
若能搓成完整细条，弯曲后易断裂，则为中壤土；
若能搓成短细条，弯曲成圈后有裂纹，则为重壤土；
若能搓成短细条，弯曲成圈后无裂纹，则为粘土。
土壤质地性质的比较
比较项目
粘粒
粘性
耕性
保肥，供肥力
通水透气性
热容量
胀缩性
砂质土
＜20%
弱
差
保肥弱，供肥强
易漏水漏肥
热容量小，易升温
弱
壤质土
20%～60%
中
好
均适中
中
均适中
中
粘质土
＞60％
强
差
保肥强，供肥弱
差
热容量大，难升温
强
土壤质地的改良
掺砂改粘土，入泥改砂土
土壤微生物：
生存于土壤中，肉眼不可见，需要借助显微镜才能看见的微小生物
土壤生物：
依赖于土壤而生存于土壤中的各种生物
组成：
微生物区系
微动物区系
动物区系
土壤微生物分类：
细菌放线菌真菌藻类病毒
细菌：
单细胞微生物
按营养方式分成两大类：
无机营养型（自养型）：
不消耗土壤有机质。
（少数）
有机营养型（异养型）：
消耗土壤有机质。
（多数）
按对氧气需求分成三大类：
好气性：
生存环境中必须要有氧气
嫌气性：
生存环境中不需要氧气
兼气性：
对生存环境中氧气不作要求
放线菌：
数量仅次于细菌
占土壤微生物总量的20%～30%
多数属于好气性。
耐干旱，适应中性和微碱性土壤条件
真菌：
数量小，个体大
适应于通气条件好的土壤
耐酸性
是许多植物病害的病原菌
藻类：
数量少，主要有蓝藻，绿藻，硅藻，裸藻。
蓝藻，绿藻可进行光合作用，能固氮
土壤病毒：
个体非常细小
微生物致病病毒
植物致病病毒
动物致病病毒
微生物对土壤肥力的作用
在土壤有机质周转中的作用：
把复杂的有机物变成简单的无机物，是土壤有效肥力的释放过程
合成复杂的高分子有机物——腐殖质
释放矿质营养元素
固氮作用：
共生固氮：
豆科植物根瘤菌
自生固氮：
自身即可固氮又可进行光合作用
转化化学肥料：
尿素等
提供土壤热能
影响土壤微生物活性的因素：
氧气：
土壤通气性良好，利于微生物生命活动
温度：
土壤温度最适范围20～30℃
水分：
土壤含水量在饱和的60%～70%左右最好
养分：
微生物对养分的需求与其他生物一样
土壤酸碱度：
细菌适于中性
放线菌适于中性到微碱性
真菌适于酸性
土壤微生物在土壤中的分布特点
多数分布于土壤颗粒表面：
土壤颗粒表面有氧，内部缺氧
植物根际微生物种类繁多，数量大：
根细胞分泌的有机物适宜生物生命活动所需
具有土壤表层多，底层少的垂直分布特点：
土壤表层氧气多，养分多
土壤有机质
土壤有机质的来源。
土壤有机质的形态
植物枯枝落叶和残体。
未分解的动、植物残体
动物和微生物的遗体。
半分解的动、植物残体和中间产物
人为施用有机物。
彻底分解后再重新形成的特殊物质——腐殖质
土壤有机质的组成和性质
非腐殖物质的组成和性质
糖类化合物：
占非腐殖物质总量的80～90%
单糖类，有机酸，多糖类
油脂类
含氮化合物：
占土壤有
升级会员 