土壤学复习.docx

1、土壤学复习土壤学复习绪论：一：概念1：土壤：是地球表面岩石风化体及其再搬运沉积体在地球表面环境作用下形成的疏松物质。2：地球表层系统：是地球表层上始大气对流层上界，下到海底深处和岩石上部，由大气圈（Atmosphere）、水圈(Hydrosphere)、生物圈(Biosphere)、土壤圈(Pedosphere)和岩石圈(Lithosphere)组成的一个由非生物和生物过程叠加的物质体系。3：土壤圈:是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，犹如地球的皮肤，是地球表层系统中最活跃、最富有生命力的圈层。是岩石圈、大气圈、水圈、生物圈相互作用的产物。是地球表面随时空变化的景观连续统

2、一体的一部分，具有水平、垂直地带性分布规律。处于陆地表面特殊位置，独特的疏松多孔结构将其与其他四个圈层联系在一起，并通过它在各圈层间进行物质交换和能量循环。是人类赖以生存的物质基础，是地球陆地上生命体和非生命体的载体。4：土壤肥力：土壤供应养分的能力（西方土壤学家）“土壤矿质元素是土壤肥力的核心”（德国李比希）土壤供应植物生长所必须养料的能力（美国土壤学会）土壤在植物生长的全过程中同时不断地供给植物以最大数量的养料和水分的能力。（俄国威廉斯）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。土壤肥力是土壤物理、化学和生物化学性质的综合反映（中国土壤第二版

3、）5：土壤质量：土壤在生态界面内维持生产、保障环境质量、促进动物和人类健康行为的能力（Doran and Parkin,1994)在自然或管理的生态系统边界内，土壤具有动植物生产持续性、保持和提高水质、空气质量以及支承人类健康与生活的能力（美国土壤学会，1995）。6：土壤剖面（profile)：由若干成土过程形成的土层组成从地表面至母质的垂直面。包括三个基本层：A层（腐殖质层）、B层（淀积层或过渡层）、C层（母质层）7：单个土体（pedon）：能代表土壤个体的体积最小的三维土壤实体，它足以包含各土层和它们性质的微小变化，其面积一般为110m2， ，是土壤剖面的立体化形式。8：聚合土体（pol

4、ypedon）：在空间上相邻、物质组成和形状相近的若干单个土体的组合。9：土壤生态系统:是土壤中生物与非生物环境的相互作用通过能量转换和物质循环构成的整体。10：土壤资源：土壤资源是具有农林牧业生产力的各种土壤类型的总称。二：简答与论述1：土壤圈在地球表层系统中的作用：土壤圈在地球表层系统中具有特殊的地位和功能，它对各圈层的能量流动、物质循环和信息传递起着维持和调控作用。土壤圈各种土壤类型、特征和性质都是过去和现在大气圈、生物圈、岩石圈和水圈的记录和反映。它的任何变化都会影响个圈层的演化和发展，乃至对全球变化产生冲击。2:土壤在地球表层系统中与气体圈层的相互作用土壤与大气圈：接纳大气降水和沉降

5、物质；大气温室气体的源与汇土壤与水圈：除江河湖泊外，土壤是保持淡水的最大储库；土壤水处于土壤植物大气连续统一体（SPAC）中。土壤与生物圈：生物圈中绝大部分生物分布在土壤圈及其表面。土壤与岩石圈：土壤固相骨架的矿物组成占土壤质量的95%以上;土壤矿物是土壤养分的主要来源;对岩石起保护作用，减少外应力的破坏。3：如何理解“土壤”这一概念：土壤是地球表层系统中，生物多样性最丰富、生物地球化学的能量、物质循环（转化）最活跃的生命层（生态学家）； 土壤是重要的环境因素，是环境污染物的缓冲带和过滤器（环境科学家）； 土壤是能够承受高强度压力的基地和工程材料的来源（工程专家）；土壤是植物生长的介质（农业科

6、技工作者、农民）； 土壤是地球陆地表面能生长绿色植物的疏松表层;土壤是陆地表面由矿物质、有机质、水、空气和生物组成，具有肥力，能生长植物的未固结表层。4：如何理解土壤是独立的多功能历史自然体? 独立的历史自然体：指土壤是在成土母质、气候、生物、地形、时间和人类活动综合作用下形成的，并随成土因素的改变而变化。 多功能的历史自然体：生产功能、生态功能、环境功能、工程功能、社会功能。5：土壤有哪些重要功能：生产功能人类农业生产的基地；生态功能陆地生态系统的基础；环境功能环境的缓冲净化体系；工程功能工程基地和建筑材料；社会功能支撑人类社会生存和发展的最珍贵的资源。6:土壤在植物生长发育中的作用:营养库

7、的作用；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。7：土壤生态系统的结构和功能：土壤生态系统组成：生产者、消费者、分解者土壤生态系统功能：生物活性和多样性维持、生产功能、物质循环、能量流动。8：土壤资源的特性：土壤资源数量的有限性；土壤资源质量的可变性9：土壤科学的主要分支及其主要研究内容：土壤地理学：研究土壤发生、演变、分类、分布规律及其与地理环境之间关系的土壤学分支科学，是由土壤学与自然地理学交叉发展而成的边缘学科。 土壤物理学 ：主要研究土壤水、气、热运动及其调控的原理，具体包括土壤水分、土壤质地、土壤结构、土壤力学性质、土壤溶质移动及土壤植物大气连续体(SP

8、AC)中的水分运行和能量转移等。土壤化学 ： 研究土壤化学组成，性质及其土壤化学反应过程的分支学科。重点研究土壤胶体的组成、性质，及土壤固液界面发生的系列化学反应。为开展土壤培肥、土壤管理、土壤环境保护提供理论依据 。土壤微生物学 ：土壤中微生物区系、多样性及其功能和活性的土壤学分支。土壤生物化学：研究土壤中的有机质组成，结构及生物化学转化过程的土壤学分支学科。10：土壤学主要学派及其主要观点： 农业化学土壤学派: (德) 李比希(19世纪中叶)观点：植物生长需吸收土壤中的矿质营养，创立了矿质养分学说。 地质土壤学派: (德) 法鲁 (19世纪后半叶) 观点：土壤是岩石的风化堆积物，土壤的形成

9、过程只是岩石风化淋溶过程，土壤肥力呈递减曲线下降。土壤发生学派:(俄) 道库恰耶夫(19世纪70-80年代) 观点：土壤及其肥力的形成是五大成土因素共同作用的产物。11：应用土壤学发展的三个阶段：传统农业土壤学；环境土壤学；健康土壤学12:土壤学发展的两个新观点:土壤圈: (英) Matson(1938),(美) Arnold(1990)土壤生态系统: (美) Hans(1940-1960)13:如何理解土壤是地球的“皮肤”？14:如何理解土壤是“自然的镜子”？第1章：土壤矿物质一：概念1：矿物：矿物是天然产生于地壳中具有一定的化学组成、物理性质和内在结构的物体，是组成岩石的基本单位 。2：原

10、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 ：是原生矿物经化学风化后转变或重新合成的矿物。根据构造和性质分为简单盐类、次生层状硅酸盐类矿物和次生氧化物类矿物。同晶替代：指硅酸盐矿物的中心离子被电性相同、大小相近的离子所替代而矿物晶格构造保持不变的现象。2、简述论述题1：地壳和土壤元素组成有哪些异同点？2：土壤矿物组成特点3：比较高岭石、蒙脱石、水云母、蛭石、在晶体结构上的差异。高岭石 1:1型的晶层结构 非膨胀性 电荷数量少 胶体特性较弱 蒙脱石：2:1型的晶层结构 涨缩性大 电荷数量大 胶体特性突出水云母：2:1型的晶层结构 非膨胀性 电荷数量较大

11、 胶体特性4：为什么土壤黏土矿物一般带负电荷？5：土壤常见氧化铁、氧化铝矿物有哪些？为什么它们带可变电荷？氧化铁矿物：针铁矿 赤铁矿氧化铝矿物：三水铝石可变电荷：不是通过同晶替代获得，而是通过质子化和表面羟基H+解离6：影响土壤黏土矿物类型的主要因素有哪些？气候，母质，生物，地形第2章 土壤有机质一：概念1：土壤有机质（soil organic matter，SOM):指存在于土壤中的所有含碳的有机物质，它包括土壤中各种动植物残体、微小生命体及其分解、合成的各种有机物质，以及微小的异源有机物质。2：土壤腐殖质（soil humus):是除未分解和半分解动，植物残体及微生物体以外的有机物的总称。

12、通常占土壤有机物质90%以上。3：腐殖物质:（humic substances）：是经土壤微生物分解作用后，由多酚和多醌类物质聚合而成的含芳香环结构的、新形成的黄色至棕黑色的非晶形高分子有机化合物。4：非腐殖物质:（non-humic substances）：有特定的物理化学性质、结构已知的有机化合物。5：有机质土壤:一般把耕层含有机质20%以上的土壤。6：矿质土壤:有机质含量在20%以下的土壤。7：有机质矿化过程:土壤有机质在土壤微物酶的作用下，分解成简单的有机化合物，以至最终被分解成无机化合物（如CO2、CO、CH4、H2O、N2、NH3、N2O、NO、H2S），并释放出其中的矿质养分的过

13、程8:有机质矿化率:土壤每年因矿质化作用所消耗的有机质数量占土壤有机质总量的百分数。9:有机质周转:10:有机质周转时间:11:激发效应:土壤中加入新鲜有机物质会促进或抑制土壤原有有机质的降解，这种矿化作用称之激发效应。12:腐殖化过程:各种有机化合物通过微生物的合成或在原植物组织中的聚合转变为组成和结构比原来有机化合物更为复杂的新的有机化合物(腐殖质）的过程13”腐殖化系数:单位重量的有机物质碳在土壤中分解一年后的残留碳量。二、简述和论述1. 土壤有机质有哪些来源？正常来源的有机物质生命体形式的有机物质： 微生物、小动植物及土壤内活的植物根系，etc.。非生命体形式的有机物质： 未分解和部分

14、分解的植物、动物残体；已经分解了的植物、动物残体及其转化合成产物。异源有机物质： 各种有机肥料（绿肥、堆肥、沤肥）、工农业和生活废水废渣、有机农药、微生物制品，etc.。2. 土壤有机质的活性库、惰性库和缓效库的划分依据和组分构成。3. 划分依据：根据土壤有机质分解的难易程度。 活性库:活性有机库在土壤中容易分解，主要包括微生物生物量有机质、微粒有机质、部分易分解富啡酸、多糖等其它一些腐殖物质。 惰性库：惰性有机库在土壤中稳定存在，主要包括黏土矿物腐殖质复合体中受物理性保护的腐殖质、大部分胡敏酸和胡敏素。 缓效库：可能是包含木质素等不易降解化合物含量较高的微粒有机质。4. 为什么腐殖物质抗微生

15、物分解能力强？5. 影响土壤有机质分解转化因素有哪些？ 温度 土壤水分和通气状况 有机残体特性6. 土壤有机质的碳氮比如何影响其分解速率的？7. 土壤腐殖质形成的一般过程及其4个假说。糖-胺缩合学说：微生物代谢所产生的还原糖和氨基酸进行非酶聚合作用形成棕色含氮聚合物; 多酚学说：植物材料由微生物降解成酚类和氨基酸类，经化学氧化和聚合形成腐殖物质。其中多酚是以非木质素为碳源合成的;木质素-多酚学说：植物材料由微生物降解成酚类和氨基酸类，经化学氧化和聚合形成腐殖物质。其中多酚直接来自木质素的分解产物; 木质素-蛋白质学说：木质素在微生物作用下，经过一系列的脱甲氧基和氧化过程形成类木质素腐殖质形成的

16、基本结构单元，与微生物合成产生的氨基化合物反应形成腐殖物质8. 土壤腐殖物质黏土矿物复合体形成机制。9. 土壤腐植酸分组依据及具体分组:一般根据其在酸碱溶液中的溶解度进行分组 胡敏酸（humic acid, HA)、富啡酸（fulvic acid, FA）、胡敏素（humin, Hu)10. 土壤腐植酸的基本物理性质和化学性质。 物理性质1.颜色：2.吸水性3. .相对密度： 4.分子大小和形状: 化学性质：、相对分子量 2、腐殖酸分子模型3、元素组成 4、功能基团11. 土壤有机质在土壤肥力上的作用。 提供植物需要的养分改善土壤肥力特性12：土壤有机质在生态环境上的作用。有机质对重金属污染的

17、影响有机物质对农药污染的影响土壤有机质对全球碳平衡的影响13：提高耕作土壤有机质含量的措施。1增施用有机肥料主要的有机肥源包括：粪肥、厩肥、堆肥、沤肥、饼肥、蚕沙、鱼肥、河泥、塘泥。（2）种植绿肥:（3）秸秆还田2、调节土壤有机质分解速率 （1）调节土壤的C/N比：C/N=25：1时分解适宜，C/N25：1时分解率降低，C/N25:1时，分解速率增大。施入氮肥调节土壤有机质分解速率。 （2）通过耕作和其它农艺措施 调节水分、光照、套种绿肥作物、实行免耕和少耕技术、有机无机肥料配合施用。第三章土壤生物一、 概念1： 微生物生物量：指土壤中体积小于的生物总量2：根际：是指直径受植物根系影响的土壤区

18、域3：根土比：（RS) R：根系=际系统中微生物的数量；S：非根际土壤中微生物的数量4：根际效应：根际环境对微生物的影响5：菌根：是高等植物根系与一类特殊的土壤真菌之间建立的共生体6：根瘤：指原核固氮微生物侵入某些植物根部，刺激根部细胞增生而形成的瘤状物二、简述和论述1. 土壤微生物和土壤动物有哪些主要类群。土壤微生物：古菌 细菌 放线菌 蓝细菌 黏细菌 真菌 藻类 非细胞型生物及分子生物-病毒土壤动物：原生动物 线虫 蚯蚓 蚂蚁 螨类2. 土壤生物在土壤中表现出哪些作用？ 土壤生物除参与岩石的风化和原始土壤的生成外，对土壤的生长和发育、土壤肥力的形成和演变以及高等植物的营养供应状况均有重要作

19、用。其具体功能有：分解有机物质，直接参与碳、氮、硫、磷等元素的生物循环，使植物需要的营养元素从有机质中释放出来，重新供植物利用。参与腐殖质的合成和分解作用。某些微生物具有固定空气中氮，溶解土壤中难溶性磷和分解含钾矿物等的能力，从而改善植物的氮、磷、钾的营养状况。土壤生物的生命活动产物如生长刺激素和维生素等能促进植物的生长。参与土壤中的氧化还原过程。所有这些作用和过程的发生均借助于土壤生物体内酶的化学行为，并通过矿化作用、腐殖化作用和生物固氮作用等改变土壤的理化性状。此外，菌根还能提高某些作物对营养物质的吸收能力。3. 根际土壤和非根际土壤的生物学特征的差异。 根际土壤微生物的数量一般高于非根际

20、土壤根际土壤的呼吸作用一般比非根际土壤大得多4. 影响土壤生物生长繁殖的主要因素。 温度 水分及其有效性 PH 氧气和EH5. 土壤生物之间相互作用类型。 竞争 互生 共生 拮抗 捕食 寄生6. 菌根的类型和作用。类型：外生菌根 内生菌根 内外生菌根第四章 土壤水空气和热量一、 概念 1：吸湿水:干土从空气中吸着水汽所保持的水。2：膜状水:由土壤颗粒表面力和水分子引力而吸附和保持的水层 。3：毛管水:是借助于毛管力吸持和保持在土壤孔隙系统中的水分。4：悬着毛管水:指不受地下水源补给影响的毛管水，即当大气降水或灌溉后土壤所吸持的水分。5：支持毛管水:指土壤中受到地下水源支持并上升到一定高度的毛管

21、水，即地下水沿着土壤毛管系统上升并保持在土壤中的那部分水分。支持毛管水上升最大高度(h,cm)：h=0.15/r，r, cm, 土粒平均直径）6：重力水:当大气降水或灌溉强度超过土壤吸持水分的能力时，多余的水就由于重力的作用通过大孔隙向下流失，这种形态的水称为重力水。7：吸湿系数:(hygroscopic coefficient)：又称最大吸湿水量，是指干土从相对湿度接近饱和的空气中吸收水汽的最大量。8：凋萎系数:指植物产生永久萎蔫时的土壤含水量。9：田间持水量:土壤悬着毛管水达到最大值时的土壤含水量称为田间持水量。10：饱和持水量:土壤被重力水所饱和，即土壤大小孔隙全部被水分充满时的土壤含水

22、量称为饱和持水量或土壤最大持水量或全蓄水量。11：土壤有效水:（available water)：可被植物吸收利用的那一部分水分。12：质量（重量）含水量:土壤中水分的质量与干土质量的比。该指标多用于计算干土重。13：容积含水量:指单位土壤总容积中水分所占的容积分数。14：土水势:把单位数量纯水可逆地等温地以无穷小量从标准大气压下规定水平的水池中移至土壤中某一点而成为土壤水所需做功的数量15：基质势:（m）：它是指将单位水量从一个平衡的土-水体系统移到另一个没有土壤基质(纯水)，而其它状态完全相同的水池时所做的功。16：压力势:p）：它是指将单位水量从一个土-水体系移到另一个压力不同，而温度、

23、基质、溶质等状态完全相同的参比系统时所做的功。17：溶质势:（s）：它是指将单位水量从一个平衡的土-水体系统中移到另一个没有溶质而其它状态均相同的水池时所做的功。又称渗透势.18：重力势:g）：它是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。19：土壤水吸力:是指土壤水在承受一定吸力的情况下所处的能态，简称吸力，但并不是指土壤对水的吸力。20：土壤水分特征曲线:土壤水的基质势或土壤水吸力随土壤含水量变化的曲线，又称土壤持水曲线。21：土壤通气性(soil aeration):泛指土壤空气与大气进行交换以及土体内部允许气体扩散和通气的能力。22：土壤热容量:是指单位质量（重量）或容积的

24、土壤每升高（或降低）1所需要（或放出的）热量。 23：土壤热导率:土壤具有对所吸热量传导到邻近土层性质，称为导热性。导热性大小用导热率表示。24：土壤温导率:是指在标准状况下，在土层垂直方向上每厘米距离内，1的温度梯度下，每秒流入1cm2土壤断面面积的热量，使单位体积（1cm3）土壤所发生的温度变化。又称土壤热扩散率。其大小等于土壤导热率/容积热容量之比值。 上式中:为土壤导热率， Cv为土壤容积热容量。二、简述和论述7. 常用土壤水分常数及其在农业生产上的意义。吸湿系数(hygroscopic coefficient);凋萎系数(wilting coefficient);田间持水量(fiel

25、d capacity);饱和含水量(saturated water content)：8:分析土壤水分形态、能量与有效性的关系。P608. 土壤质量（重量）含水量和容积含水量的关系及推导。v=mbv为土壤体积含水量m为土壤质量含水量b为土壤容重（田间自然垒结状态下单位容积土体（包括土粒和孔隙）的质量，bulk density）。9. 土壤水分含量测定方法有哪些？ 经典烘干法（标准方法） 有机土不适用;快速烘干法 红外线烘干法微波炉烘干法酒精燃烧法中子法 时域反射仪法 (TDR法)电阻法10. 土水势的构成及其物理机制。土水势主要由以下几个分势组成：t = m +p +s+ g基质势(m); 压

26、力势(p); 溶质势(s); 重力势(g)11. 分析水分饱和土壤、水分不饱和土壤及盐土中土水势分势构成特点。12. 测定土水势的张力计法和压力膜法原理和适用的水势范围P6713. 土壤水分特征曲线有何作用。 可以对土壤含水量和土壤吸力进行相互换算。 可以间接反映出土壤孔隙大小分布。可以用来分析不同质地土壤持水性和土壤水分的有效性。 是用数学物理方法对土壤水分运动进行定量分析的重要参数。14. 影响土壤水分特征曲线的因素。土壤质地；土壤结构；土壤温度；水分变化过程；滞后现象（hysteresis)15. 土壤水分特征曲线的应用。16. 土壤空气的运动方式、推动力及通量方程。 土壤空气的对流；推

27、动力：气压变化、温度梯度、土壤表层风力、降水或灌溉等；通量方程：qv:空气的容积对流量（单位时间通过单位横截面积的空气容量）；：通气孔隙透气率；：土壤空气黏度；p：土壤空气压力的三维梯度土壤气体扩散；推动力：气压变化；通量方程：q表示体积扩散通量LT-1 Ds表示土壤中气体表观扩散系数L2T-1 C表示气体容积分数(浓度)L3 L3 x表示扩散距离 L17. 土壤通气性对植物生长和土壤环境的影响。P7218. 土壤通气性的调节措施。1、调节土壤水分含量；2、改良土壤结构；3、通过各种耕作手段来调节土壤通性19. 地面辐射平衡公式和土壤热量平衡公式。P7420：影响土壤温度状况的因素有哪些，农业

28、生产中通过哪些措施调节土壤温度状况。(1）海拔高度对土壤温度的影响 ；（2）坡向与坡度对土壤温度的影响；（3）土壤的组成和性质对土壤温度的影响第五章 土壤的形成和发育过程一、 概念 1：成土母质：或称土壤母质，地表岩石经风化作用使岩石破碎形成的松散碎屑，物理性质改变，形成疏松的风化物，是形成土壤的基本的原始物质，是土壤形成的物质基础和植物矿物养分元素（除氮外）的最初来源。2:残积母质：(residual parent material)：指岩石风化后，基本上未经动力搬运而残留在原地的风化物；3：运积母质：(carried parent material)：指母质经外力，如水、风、冰川和地心引力

29、等作用而迁移到其它地区的物质。 4：土壤绝对年龄：指该土壤在当地新鲜风化层或新母质上开始发育时算起迄今所经历的时间，通常用年表示；5：土壤相对年龄：指土壤的发育阶段或土壤的发育程度。6：地质大循环:：(macro-geological cycle)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，这是地球表面恒定的周而复始的大循环。生物小循环：(micro-biological cycle)植物营养元素在生物体与土壤之间的循环。7：成土过程：将土壤中物质迁移与转化看作为成土过程8：原始成土过程:在冰雪复盖、寒冷干燥的条件下，从岩石露出地表而有微生物着生开始到高等植物定居之前形成的

30、土壤过程，9:有机质积聚过程:是生物因素在土壤形成过程中的具体表现，但生物创造有机质及其分解与积累又常受到气候与其它成土因素的综合影响10:黏化过程:是指土体中的矿质颗粒由粗变细而成黏粒，以及黏粒在剖面中积聚的过程11：积钙过程(:calcification)： 在干旱半干旱区如果大气的干燥度提高，像大陆性的温带草原，则碳酸氢钙不会完全排出土体，而是由A层或A/B层向下淋溶到一定深度，这时土壤孔隙中的二氧化碳分压或水分含量降低，则碳酸氢钙放出二氧化碳而变成碳酸钙沉积出来。12：脱钙过程:13：盐化过程、14：脱盐过程、15：碱化过程、16：脱碱过程、17：富铝化过程:18：灰化过程、19：潜育

31、化过程、20：潴育化过程、21：熟化过程、22：土壤个体发育:是指具体的土壤从岩石风化产物(weathering product)或其它新的母质上开始发育的时起，直到目前状态真实土壤的具体历程。它只涉及到土壤的个体（即具体的个别土壤） 23：土壤系统发育:指土壤发生类型在漫长地质时期内的发生和发展过程。24：土壤剖面:(soil profile) ：是一个具体土壤的垂直断面，一个完整的土壤剖面应包括土壤形成过程中所产生的发生学层次，以及母质层次。25：发生层:（soil horizon，soil layer） ：简称土层，指土壤形成过程中所形成的剖面层次（或土体构造层次）26：土体构型:（土壤剖面构型）：指土壤发生层在垂直方向上有规律的组合和有序的排列状况，是土壤剖面的最重要特征。27：土壤诊断层:用于鉴别土壤类型，在性质上有一系列定量说明的土层.二、简述论述题