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文檔簡介

1、土壤肥料學(xué)重點(diǎn)第一章土壤的物質(zhì)組成四部分組成成分相互混合構(gòu)成極其復(fù)雜的單個(gè)上體:礦物質(zhì)(土壤固相)38%有機(jī)質(zhì)(土壤固相)12%上壤空氣(上壤氣相)25-30%上壤水(上攘液相)12-25% 第一節(jié)土壤礦物質(zhì)1. 主體物質(zhì)“骨骼”95曠98%2. 土壤母質(zhì)經(jīng)風(fēng)化成土作用形成3. 對上壤的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)以及生物與生物化學(xué)性質(zhì)均有深刻的影響一、土壤礦物質(zhì)的來源(-)主要的成土巖石一、上壤礦物質(zhì)的來源(一)主要的成上巖石一、上壤礦物質(zhì)的來源(-)主要的成土巖石沉積巖和巖漿巖通過變質(zhì)作用形成變質(zhì)巖。巖漿巖和變質(zhì)巖通過母巖的風(fēng)化、剝蝕和一系列的沉積作用而形成沉積巖。變質(zhì)巖和沉積巖進(jìn)入地下深處后,在高

2、溫高壓條件下發(fā)生熔融形成巖漿,經(jīng)結(jié)晶作 用而變成巖漿巖(二)巖石的風(fēng)化風(fēng)化作用:巖石、礦物在外界因素和內(nèi)部因素的共同作用下,逐漸發(fā)生分解和斕解的過程。 可分為:a. 物理風(fēng)化:物理朋解、T、結(jié)冰、水流、風(fēng)b. 化學(xué)風(fēng)化:化學(xué)變化產(chǎn)生新物質(zhì)的過程,比0, CO: .0:c. 生物風(fēng)化:生物作用+分泌+有機(jī)產(chǎn)物物理+化學(xué)作用1.物理風(fēng)化因溫度變化和孔隙中水的凍融以及鹽類的結(jié)晶而產(chǎn)生的機(jī)械崩解過程。只有物理形狀的 改變,由大變小,而不會引起巖石的成分和性質(zhì)的改變。 1)熱力作用受熱因晝夜和季節(jié)的不同而變化,因而氣溫與地表溫度均有相應(yīng)的日變 化和年變化。 2)冰劈作用在寒冷地帶、巖石的孔隙或裂隙中的水

3、在凍結(jié)成冰時(shí),由于體積的膨脹, 產(chǎn)生960 kg/cm:的壓力,使巖石逐漸崩解為巖屑。 3)鹽朋作用隨著水分的蒸發(fā),濃度逐漸達(dá)到飽和,對周帀裂隙壁產(chǎn)生巨大的壓力,使巖石崩裂。物理風(fēng)化是機(jī)械力作用的結(jié)果流水的沖擊、風(fēng)、冰川等自然動力對巖石的磨蝕,樹根生長時(shí)對巖石造成的擠壓作用, 均能加速巖石的破碎。物理風(fēng)化的結(jié)果,產(chǎn)生許多巖石碎屑和細(xì)粒,獲得了巖石所沒有的透 水性和通氣性。但由于物理風(fēng)化只是巖石在機(jī)械力作用下的破碎,產(chǎn)生的巖屑一般都大于 0.1mm,沒有毛管作用,所以對水的保蓄性能很差。增加了與大氣和水的接觸而積,為化學(xué) 風(fēng)化創(chuàng)造了有利的條件。2.化學(xué)風(fēng)化化學(xué)風(fēng)化指巖石在水、CO:、氧等作用下所

4、發(fā)生的溶解、水化、水解、碳酸化和氧化等 一系列復(fù)雜的化學(xué)變化作用,而水、氧、CO:對巖石作用的結(jié)果常是交叉進(jìn)行的。化學(xué)風(fēng)化-水解作用水解作用是水中呈離解狀態(tài)的H70 0H離子與風(fēng)化礦物中的離子發(fā)生交換的反應(yīng),影 響水的解離平衡,有兩大因素:一為溫度。二為水中溶解的CO:和各種酸類,K:A水解的結(jié)果使一些金屬離子與OF離子一道溶解于水被淋失,還有一部分金屬離子可被 土壤膠體吸附。水解作用是化學(xué)風(fēng)化中最主要的作用與基本環(huán)節(jié)?;瘜W(xué)風(fēng)化-水化作用水化作用指無水的礦物與水結(jié)合,成為含水礦物的作用。CaS0.(硬石W)+2H=0-*CaS0l 2H:0(石膏)2Fe308(赤鐵礦)+nH:0-*Fe:0,

5、 nH30(褐鐵礦)礦物經(jīng)水化后,硬度降低,體積增大,溶解度增加,從而促進(jìn)物理風(fēng)化?;瘜W(xué)風(fēng)化-溶解作用溶解作用水是一種極性溶劑,巖石中的礦物都是無機(jī)鹽,在水中都將產(chǎn)生一定程度的 溶解。Ca (PO:) =+2He+2C0LCa (ItPO.) =+2CaC05礦物在水中的溶解度,巖石中易溶解礦物的含量愈多,愈易風(fēng)化。化學(xué)風(fēng)化-碳酸化作用碳酸化作用 指溶解在水中的CO:成為H:CO,溶液后,其可以促進(jìn)對巖石的水解作用。CaC05 (方解石)+C0bH:0f Ca (HC03) = (重碳酸鈣)KAlSi303(正長石)+4H:O+2CO:-*2K3C03+8Si03+AliSil0lo 0Ha(

6、高嶺石)這一反應(yīng)在含CO:的水溶液中的速度要比在純水中快得多?;瘜W(xué)風(fēng)化-氧化作用氧化作用:空氣中的氧,在有水的情況下氧化能力很強(qiáng),如:2Fe:SiO:(橄欖石)+3H:0+0;-2Fe:03H:0(含水氧化鐵)+2SiO=(氧化硅膠狀)4FeS=(黃鐵礦)+14H=Ot15O:-*2(Fe:0, - 3比0)(含水氧化鐵)+8H:S0-.3.生物風(fēng)化1)生物的物理風(fēng)化主要表現(xiàn)為機(jī)械破碎作用,如樹根在巖隙中的穿插與長大,穴居幼物 的挖掘作用等。2)生物的化學(xué)作用,其表現(xiàn)為多方而。如生命活動與動植物殘?bào)w的分解所產(chǎn)生的大量CO:,在水解和溶解作用中起著重要作用:而使巖石礦物更易發(fā)生風(fēng)化。另外,人類活

7、動如開礦、筑路、耕作等都會對風(fēng)化作用有影響。(三)成土母質(zhì)的類型及分布規(guī)律母質(zhì)主要可分以下類型:1殘積物是指巖石礦物經(jīng)過風(fēng)化后殘留在原地未經(jīng)搬運(yùn)的碎屑2坡積物 是指山坡上部的風(fēng)化碎屑母質(zhì),經(jīng)重力作用,雨水和融雪水的侵蝕沖刷,搬運(yùn) 到山坡的中,下部而成的堆積物。3洪積物 是指山洪搬運(yùn)的碎眉物質(zhì)在山前平原地區(qū)沉積而成的山洪沉積體,在干旱與半 干旱地帶的山區(qū),間歇性的暴雨形成流速較大的洪水,將山區(qū)長期累積的風(fēng)化碎屑搬運(yùn)到山 谷出口處,因地勢高平緩,水流由集中分散,所帶的物質(zhì)即沉積下來,形成扇形,稱為洪積 扇。4沖積物是指風(fēng)化碎屑經(jīng)河流(經(jīng)常性水流)侵蝕,搬運(yùn)和在河流兩岸沉積的沉積物。A、成層性由于不

8、同時(shí)期河流流速不一致,其搬運(yùn)和沉積物質(zhì)顆粒大小也不一 致,這就造成了在一個(gè)地方上下層在質(zhì)地上發(fā)生變化,而且有明顯的成層性。B、成帶性 因流速不同,還有區(qū)域變化。上游粗,下游細(xì),近河粗,離河遠(yuǎn)則 細(xì)。C、成分復(fù)雜 礦物種類多,營養(yǎng)成分也較豐富,近代河流沖積物上,往往形成 很肥沃的土壤。5湖積物是指湖泊的靜水沉枳物,質(zhì)地較細(xì),主要是粘上,并且夾雜著在湖水中生活的藻類和動物遺體。6海積物是指海相的海機(jī)沉積物,由于海岸上升露岀水而而成,在海濱地區(qū)可以見到。7風(fēng)積物是由風(fēng)力將貫地成因的堆積物搬運(yùn)沉積而成。8黃上黃上及黃上狀物質(zhì)是屬第四紀(jì)(近一百年以內(nèi)的地質(zhì)年代)沉積物。9紅土 在我國南方,多呈紅色、紅棕

9、色、質(zhì)地黏重,養(yǎng)分少。二、土壤礦物質(zhì)的組成與性質(zhì)礦物質(zhì)顆粒越粗大,含石英及原生原生鋁硅酸鹽類愈多:反之,礦物質(zhì)顆粒愈小,含石英及 原生原生鋁硅酸鹽類愈少,而次生礦的含量愈多。(二)土壤礦物質(zhì)的化學(xué)組成0、 Si、 Al、 Fe、 Ca、 Mg、 K、 Na、 Ti、 C 等SiO:、Al:Os % Fe;0s占上壤礦質(zhì)總質(zhì)量75%四、土壤質(zhì)地及其利用改良(一)土壊質(zhì)地分類的蘇聯(lián)制土境質(zhì)地分類標(biāo)準(zhǔn)(1957)質(zhì)地g稱不同土畔型的Q 01臺米粒含量(吩灰化土草原土壤.紅黃壤堿fct、Wfct松砂土050F0-5緊砂土510510510砂壤10-20102010-1520 3020701570我30

10、 4030 452070405045 603040粘土輕壯50 6560 7540 50中粘土65 8075 8550 65重8085:65三、丄壤的顆粒組成(一)土壤粒級分類常見的土堆粒級制當(dāng)曰粒徑(鬲米)中*(1937)卡欽斯基制(1957)羌國農(nóng)部制(1951)國際制(1930)3-2石礫石石 B石礫2-1扱相砂粒1-0.5粗砂粒粗砂檢粗砂粒相砂粒05一025物中砂粒中砂粒025 -02理細(xì)砂粒0. 2-0. 1細(xì)砂粒性細(xì)砂粒0. L-O. 05砂極細(xì)砂粒細(xì)砂粒0 05 -0 02相粉粒粒相粉粒0 02 一 0 01粉粒O OL-O OOB中粉粒物中粉粒粉檢0 005一0 002細(xì)粉粒理

11、幻粉粒0 002一0 001相粘粒性0. 001-0. 0005粘粘粗粘粽粘粒粘粒0 0005一0 0001細(xì)粘粒粒粒細(xì)粘粒VO. 0001膠質(zhì)粘粒四、丄壤質(zhì)地及其利用改良(-)土壤質(zhì)地分類前蘇聯(lián)制土壤質(zhì)地分類標(biāo)準(zhǔn)(1957)質(zhì)地2稱不同土壤類型的0.01毫米粒級含量闿草原土壤、紅黃壤砂土松砂土050-50-5緊砂土5-105105-1010-2010 201015輕壤20 3020 3015 20中壤30 4030 4520 30405045-6030-40粘土輕來吐50 6560 7540-50中粘土65 80758550-658()85溺三、上壤的顆粒組成(-)土壤粒級分類各級土粒的主要

12、特征1.石礫及砂粒它們是風(fēng)化碎屑,英所含礦物成分和母巖基本一致,粒級大,抗風(fēng)化, 養(yǎng)分釋放慢,比表面積小,無可塑性、粘結(jié)性、粘著性和吸附性。無收縮性和膨脹性。S102 含量在80%以上,有效養(yǎng)分貧乏。2.粉粒顆粒較小,容易進(jìn)一步風(fēng)化,其礦物成分中有原生的也有次生的,有微弱的可 塑性、膨脹性和收縮性。濕時(shí)有明顯的粘結(jié)性,干時(shí)減弱。粒間孔隙毛管作用強(qiáng),毛管水上 升速度快。SiO2含量在60弔一80%之間,營養(yǎng)元素含量比砂粒豐富。3.粘粒顆粒極細(xì)小,比表而積大,粒間孔隙小,吸水易膨脹,使孔隙堵塞,毛管水上 升極慢。可塑性、粘著性、粘結(jié)性極強(qiáng),干時(shí)收縮堅(jiān)硬,濕時(shí)膨脹,保水保肥性強(qiáng),SiO2 含量在40

13、%-60%之間,營養(yǎng)元素豐富。土壤質(zhì)地指各粒級土粒占上壊重量的百分?jǐn)?shù),也叫丄壤的機(jī)械組成。國際制:根據(jù)砂粒(2-0. 02亳米)、粉粒(0. 02-0. 002亳米)和粘粒(0. 002毫米)三粒級含量的比 例,劃泄12個(gè)質(zhì)地名稱,可從三角圖上查質(zhì)地名稱。査三角圖的要點(diǎn)為:以粘粒含量為主要標(biāo)準(zhǔn),15%者為砂土質(zhì)地組和壤土質(zhì)地組;15% 25%者為粘壤組;25%者為粘土組。當(dāng)土壤含粉粒45%時(shí),“粉質(zhì)”:當(dāng)砂粒含量在55%-85%時(shí),“砂質(zhì)”,當(dāng)砂粒含量85%時(shí),則稱壤砂土或砂土土壤質(zhì)地與肥力關(guān)系砂土類質(zhì)地特點(diǎn):松散的土壊固相竹架,砂粒多,粘粒少粒間空隙大肥力特點(diǎn):通氣性、透水性強(qiáng),易耕作蓄水弱

14、,抗旱能力弱養(yǎng)分含疑少,保肥能力差,有機(jī)質(zhì)分解快,養(yǎng)分供應(yīng)快土溫變化快對植物生長影響:發(fā)小苗不發(fā)老2、粘質(zhì)土壤主要特性:粘質(zhì)土類質(zhì)地特點(diǎn):孔隙小,多為極細(xì)的毛管孔隙。肥力特點(diǎn):保水保肥性強(qiáng),養(yǎng)分含量豐富(肥效緩慢,勁長),上溫較穩(wěn)左,溫差小。透水、透氣性差,耕作困難,宜耕期短對植物生長的影響:發(fā)老不發(fā)小3、壤質(zhì)土壤主要特性含有適量的砂粒、粉粒和粘粒,兼砂質(zhì)土和粘質(zhì)土的優(yōu)點(diǎn),是理想的農(nóng)業(yè)上壤。特點(diǎn):含水量適宜,耕性好,通透性好,相當(dāng)?shù)拿芸紫?。(三)上壤質(zhì)地的評價(jià)與苴合理利用(自修)(四)不同質(zhì)地土壤的利用和改良(1)土壤質(zhì)地和作物生長的關(guān)系各種作物所需的最適宜的作物生長環(huán)境不同上攘環(huán)境要求:水

15、、肥(供肥、保肥能力)、扎根難易,保溫等砂丄:宜種植生長期短根莖類作物,耐旱耐瘠作物,需肥較多;粘土:生長期長的作物(2)土壤質(zhì)地的改良措施增施有機(jī)肥料:有機(jī)質(zhì)的粘結(jié)力比砂粒強(qiáng),比粘粒弱,家畜糞便,綠肥,秸桿還田客土法:泥入砂,砂摻泥,以改良質(zhì)地,改善耕性引洪漫淤法:農(nóng)田表層丄壤,肥,含養(yǎng)料豐富,改良砂質(zhì)上壊翻砂壓淤,翻淤壓砂第二節(jié)土壤有機(jī)質(zhì)土壤有機(jī)質(zhì)的組成土壤有機(jī)質(zhì)是上壤中所有有機(jī)物質(zhì)的總稱(C占52-58%)、H占3. 3-4. 8%. 0占34-39%.N 占 3. 7-4.1%, C/N 比在 10-12 之間。(1)動植物殘?bào)w:(2)微生物體(生物量占土壤有機(jī)質(zhì)的2%-5%);(3)

16、上述二類物質(zhì)的中間分解物以及微生物生命活動的代謝產(chǎn)物,如多肽、簡單有機(jī)酸、 脂蠟物質(zhì)、碳水化合物等;(4)進(jìn)入上壤的有機(jī)殘?bào)w,經(jīng)一系列復(fù)雜的生物化學(xué)變化后生成的穩(wěn)左的高分子化合物 腐殖質(zhì)。(三)上壤有機(jī)質(zhì)的分解與轉(zhuǎn)化-生物化過程1、礦化作用(Mineralization)上壤有機(jī)質(zhì)在土攘微生物及其酶的作用下,分解成二氧化碳和水,并釋放出其中的礦 質(zhì)養(yǎng)分的過程。腐殖質(zhì)化過程:進(jìn)入上壤的有機(jī)物質(zhì)在微生物的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)楸仍镔|(zhì)組成更為復(fù)雜、結(jié) 構(gòu)更為穩(wěn)定的腐殖質(zhì)的過程。腐殖物質(zhì):上壤中特有的、分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜的一類有機(jī)大分子。腐殖物質(zhì)(humus):上壤中特有的、分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜的一類有機(jī)大分子。腐殖質(zhì)的化

17、學(xué)功能基團(tuán)酸性功能基:竣基(R-COOH和酚疑基(酚-0H);中性功能基:醇羥基(R-CHc-OH)、瞇基(R-CH:- 0 - CH= - R)、酮基(R-C=O -R)、醛基(R-C=O -H)和酯(R-C=O- R-0):堿性功能基:胺(R-CH:-NH=).酰胺(R-C=O-NH-R);3. 影響上壤有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化的因素溫度微生物活動響應(yīng)于溫度變化無分解:W0c :分解隨溫度而加強(qiáng):0-35C :升溫10C 分解速率提高23倍。最適分解溫度:2035 C水分微生物適宜的含水量0. 3MPa,分解迅速降低: -4MPa, only fungi (真菌)但是,頻繁的干濕交替,強(qiáng)烈促進(jìn)分解二、土

18、壤有機(jī)質(zhì)的作用(-)對肥力的影響a. 提供作物及微生物需要的養(yǎng)分N、C源及微疑元素等,植物生長所需氮:上壤,肥料b. 增強(qiáng)土壤的保肥性能帶電性主要是帶負(fù)電,吸附陽離子c. 促進(jìn)團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成,改善物理性質(zhì)腐殖質(zhì)是種膠體,包被于礦質(zhì)土粒的外表,松軟,絮狀,多孔d. 促進(jìn)作物生長極低濃度的腐殖質(zhì)分子,對植物有刺激作用e. 消除土壤污染與農(nóng)藥、重金屬絡(luò)合,減少毒害。(二) 提髙士壤的蓄水保肥和緩沖能力腐殖質(zhì)本身疏松多孔,具有很強(qiáng)的蓄水能力。上壤中的粘粒吸水力一般為50%60%, 而腐殖質(zhì)可高達(dá)400%600%。(三) 改善土壤的物理性質(zhì)新鮮有機(jī)質(zhì)是土攘團(tuán)聚體主要的膠結(jié)劑,在鈣離子的作用下,能夠形成穩(wěn)

19、泄性團(tuán)聚體, 腐殖質(zhì)顏色深,能吸收大雖:的太陽輻射熱,同時(shí)有機(jī)質(zhì)分解時(shí)也能釋放熱,所以有機(jī)質(zhì)在一 泄條件下能提高上壤溫度。(四) 促進(jìn)微生物的生命活動上壤有機(jī)質(zhì)能為微生物生活提供能量和養(yǎng)分,同時(shí)又能調(diào)卩上壤水、氣熱及酸堿狀況。(五) 促進(jìn)植物的生長發(fā)育胡敏酸具有芳香族的多元酚官能團(tuán),可以加強(qiáng)植物的呼吸過程,提高細(xì)胞膜的透性,促 進(jìn)養(yǎng)分進(jìn)入植物體,還能促進(jìn)新陳代謝,細(xì)胞分裂,加速根系和地上部分的生長。(六) 其他方面的作用腐殖質(zhì)中含維生素、抗生素和激素,可增強(qiáng)植物抗病免疫能力,胡敏酸還有助于消除上 壤中農(nóng)藥殘毒及重金屬離子的污染。另外,腐殖質(zhì)還有利于鹽、堿上的改良。第三節(jié)土壤生物和土壤酶一、土壤

20、生物土壤生物有:多細(xì)胞的后生動物單細(xì)胞的原生動物真核細(xì)胞的真菌(酵母、殆菌)和藻類原核細(xì)胞的細(xì)菌、放線菌和藍(lán)細(xì)菌 沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的分子生物(如病毒)2. 土壤微生物-1) 土壤微生物的概念和類型上壤微生物是一種非常微小的生物,要用顯微鏡才能看見。上壤中的微生物 很多,一兩土壤就有幾十億到上千億個(gè)。(1)、細(xì)菌包括有桿菌,球菌等。它們的主要特點(diǎn)是單細(xì)胞,個(gè)體小,繁殖快,分布廣。土壤細(xì) 菌大部分都是異養(yǎng)性的,靠分解各種不同的有機(jī)物獲得能量及養(yǎng)分以進(jìn)行生活和繁殖。(2) 、真菌真菌大多數(shù)是多細(xì)胞的,菌體呈絲狀分枝,叫菌絲體。它們在土壤中,特別在通氣良 好的酸性土壤中,是有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化的主力,且能利用或分解

21、木質(zhì),單寧等復(fù)雜的有機(jī)物質(zhì)。真 菌一般是需氧的,以腐生或寄生方式生活,在表土最活躍。根據(jù)上壤微生物的形態(tài)構(gòu)造和生理活動特點(diǎn),一般可分為:細(xì)菌、真菌、放線菌(3) 、放線菌這是一種放射性的微生物,它介于細(xì)菌和真菌之間,苴主要特征是單細(xì)胞的菌線體。 放線菌的菌絲相當(dāng)長,但是很細(xì)。放線菌一般在酸性上壤中較少,多存在于干燥的桔桿和上 壤中??购的芰^細(xì)菌大。(4) 、藻類和原生動物上壤藻類主要有藍(lán)藻中的念珠藻,顫藻,綠藻中的衣藻,小球藻以及裸藻,硅藻等。 它們的主要特點(diǎn)是具有葉綠素,可進(jìn)行光合作用,能自營生活和積累有機(jī)質(zhì)。它們多棲于多 水的表土,往往使表土呈綠色。微生物對空氣的喜愛不同,有的要在空氣流

22、通的環(huán)境下才能生活,稱為好氣性微生物, 真菌,放線菌及大部分細(xì)菌是屬于這一類。有的微生物不喜歡或不能在空氣流通條件下生活, 稱為嫌氣性微生物。例如,乳酸細(xì)菌是源于這一類。還有一些對空氣要求并不嚴(yán)格,有無、 空氣均能生活,稱為兼氣性微生物。例如,反硝化細(xì)菌就屬于此類微生物。2) 土壤微生物與土壤肥力的關(guān)系上壤微生物在土壤中的巨大作用,主要表現(xiàn)在時(shí)丄壤物質(zhì)的轉(zhuǎn)化上,從而豐 富了植物營養(yǎng),提髙了丄壤肥力。1、分解上壤中有機(jī)質(zhì)成為植物可吸收的無機(jī)鹽,供給植物營養(yǎng):如腐生細(xì)菌的作用。2、分解植物不能吸收的礦物質(zhì)(如磷礦粉、丹粉),使英轉(zhuǎn)化成植物可以吸收的狀態(tài)。 如磷細(xì)菌、鉀細(xì)菌等。3、同化大氣游離氮,供

23、給植物氮素營養(yǎng)。如根瘤菌,自生固氮菌等。4、微生物合成腐殖質(zhì),增加土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu),協(xié)調(diào)上壤肥力狀況。5、微生物吸收養(yǎng)料,使養(yǎng)料免于流失,死亡后分解為植物利用。5. 土壤生物對土壤和植物的影響1. 有利于上攘結(jié)構(gòu)的形成和養(yǎng)分的循環(huán)2. 無機(jī)物的轉(zhuǎn)化作用3. 生物固氮4、上壤微生物對上壤污染的凈化作用6. 土壤管理對土壤生物的影響1)耕作制度對土壤生物的影響(1)常規(guī)耕作:有利于生命周期短,代謝率高,擴(kuò)散迅速的生物發(fā)展:(2)頻繁耕作:不利真菌、蚯蚓、中、大型動物。2)施肥措施:有機(jī)肥有利于上壤微生物和動物繁衍,無機(jī)肥會使上壊微生物數(shù)量下降:3)化學(xué)物質(zhì):農(nóng)藥、除草劑、殺蟲劑:不利于土壤動物4)其他

24、:改變上壤pH:有利于蚯蚓(酸性土壤)二、土壤酶(-)來源土壤微生物、動物和植物(二)種類與功能1)種類:p332)功能:p33(四)上壤酶的作用1腐殖質(zhì)的形成2. C、N、P等化學(xué)元素在生物地球化學(xué)循環(huán)3. 保持上壤的生物化學(xué)穩(wěn)定和平衡(五)影響土壤酶活性的因素1土壤的物理性狀一質(zhì)地;結(jié)構(gòu)組成:濕度2. 土壤的化學(xué)性狀一上壤的酸堿性3. 土壤管理-施肥:耕作4. 土壤污染第四節(jié)土壤膠體一、膠體的組成及結(jié)構(gòu)礦物顆粒:鋁硅酸鹽,鐵、鋁、鐳、鈦的氧化物有機(jī)態(tài)顆粒:膜狀或游離態(tài)的腐殖質(zhì)(-)土壤膠體的組成三類:1.無機(jī)膠體2.有機(jī)膠體3.有機(jī)無機(jī)復(fù)合膠體二、土壤膠體的性質(zhì)(-)土壤膠體電荷可分為永久

25、電荷和可變電荷兩種。1永久電荷(內(nèi)電荷):粘粒礦物晶層內(nèi)的同晶代換所產(chǎn)生的電荷。電荷數(shù)量取決于同晶替的多少。特點(diǎn):不受pH的影響。2: 1型礦物帶負(fù)電的主要原因。2. 可變電荷泄義:電荷的數(shù)量和質(zhì)量隨介質(zhì)的pH而改變的電荷??勺冸姾闪泓c(diǎn)(pHO):上壤的可變正、負(fù)電荷數(shù)量相等時(shí)的pH來源:膠核表而分子(或原子團(tuán))的解離1、黏土礦物晶面上-0H的解離2、含水鐵、鋁氧化物的解離(A1203. 3H20)3、腐殖質(zhì)上某些官能團(tuán)的解離(COOH)4、含水氧化硅的解離帶電:凈電荷總之,土壤電荷總體上帶負(fù)電荷,使得它能夠緊密結(jié)合上壊溶液中的等陽離子, 使這些陽離子被吸附在表而而不被流失,這是土壤具有保肥性

26、的原因所在(二)土壤膠體的吸收性指上壤能夠吸收和保持丄壤溶液中的分子和離子,懸液中的懸浮顆粒、氣體及微生物的能力。土壤吸收性能:1、機(jī)械吸收:機(jī)械阻隔2、物理吸收性3、化學(xué)吸收性4、物理化學(xué)吸收性5、生物吸收性1. 機(jī)械吸收性是指土壤對物體的阻留。如施有機(jī)肥時(shí),英中大小不等的顆粒,均可被保留在上壤中; 污水、洪淤灌溉時(shí),英丄粒及其他不溶物,也可固機(jī)械吸收性而被保留在上壤中。主要決定于土壊的孔隙狀況。2. 物理吸收性這種吸收性能是指丄壤對分子態(tài)物質(zhì)的保持能力,它表現(xiàn)在某些養(yǎng)分聚集在膠體表面, 艮濃度比在溶液中為大,另一些物質(zhì)則膠體表面吸附較少而溶液中濃度較大,前者為正吸附, 后者為負(fù)吸附。3.

27、化學(xué)吸收性是指易溶性鹽在上壤中轉(zhuǎn)變?yōu)殡y溶性鹽而沉淀保存在土壤中的過程,這種吸收作用是以 純化學(xué)作用為基礎(chǔ)的。4. 物理化學(xué)吸收性是指上壤對可溶性物質(zhì)中離子態(tài)養(yǎng)分的保持能力,由于上壤膠體帶有正電荷或負(fù)電荷, 能吸附溶液中帶異號電荷的離子,這些被吸附的離子又可與土壤溶液中的同號電荷的離子交 換而達(dá)到動態(tài)平衡。這一作用是以物理吸附為基礎(chǔ),而又呈現(xiàn)出化學(xué)反應(yīng)相似的特性。5. 生物吸收性是指上壤中植物根系和微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收,這種吸收作用的特點(diǎn)是有選擇性和 創(chuàng)造性,并且具有累積和集中養(yǎng)分的作用。只有此種吸收才能吸收硝酸鹽,生物吸收對于 提髙土壤肥力方而有著重要意義。第五節(jié) 土壤溶液泄義:含有溶質(zhì)和可

28、溶性氣體的土壤間隙水,被稱為上壤的血液” 意義:上壤與環(huán)境之間物質(zhì)交換,是物質(zhì)遷移與運(yùn)動的基礎(chǔ),也是提供作物有效養(yǎng)分的重要 途徑。可反映土壤最新動態(tài)。(一)組成:水+溶質(zhì)(包含哪些物質(zhì)?)二、土壤溶液的特性主要體現(xiàn)在:濃度、活度、離子強(qiáng)度、導(dǎo)電性、酸堿性、氧化還原性及時(shí)空變異等。(-)土壤溶液的表示方法1. 濃度:kg/m、g/cm、g/L、mg/L:mol/mJ 、 mol/Lx mmol/L2. 活度:a二y,c3. 離子強(qiáng)度:1=1/2C氛C為物質(zhì)的量濃度;Z為離子價(jià)數(shù),為離子種類四、土壤溶液的動態(tài)平衡與調(diào)節(jié)(-)影響土壤溶液動態(tài)平衡的因素1. 上壤水熱狀況:上壤微生物活動和植物根系生長

29、都要求適宜的溫度范弗I,上壤溫度對上壤 溶液動態(tài)平衡的影響主要在于溫度對土壤微生物和根系群體活性的影響,從而間接影響上壤 溶液的組成和濃度。2. 上壤溶液的化學(xué)特性:溶質(zhì)組成不同所產(chǎn)生的吸附與解吸、溶解與沉淀、氧化與還原、配 合與螯合等化學(xué)反應(yīng)各異,均對土壤溶質(zhì)運(yùn)移有不同的影響。3. 介質(zhì)pH和EA (氧化還原電位)的影響:上壤中的許多生物化學(xué)反應(yīng),都是在一泄的pH和Eh條件下進(jìn)行的:pH:改變土壤的電荷性質(zhì)和土壤膠體的物理狀況:EA:對溶質(zhì)元素的遷移等產(chǎn)生彫響。4.上壤生物有機(jī)體的彫響與土壤溶液有關(guān)的有機(jī)體:上壤有機(jī)質(zhì):土壤生物:酶;植物根系等。上壤有機(jī)質(zhì)的分解與 轉(zhuǎn)化過程,影響上壤溶質(zhì)中的

30、數(shù)量、配合比例、存在狀態(tài)、動態(tài)變化,對上壤溶液中的溶質(zhì) 運(yùn)移產(chǎn)生重大影響。第二章上攘的形成、分類及分布第一節(jié)土壤的形成一、風(fēng)化作用及母質(zhì)類型地表的巖石在外界因素的作用下,發(fā)生形態(tài)、組成和性質(zhì)變化的過程,稱為風(fēng)化作用。1. 物理風(fēng)化因溫度變化和孔隙中水的凍融以及鹽類的結(jié)晶而產(chǎn)生的機(jī)械胡解過程。只有物理 形狀的改變,由大變小,而不會引起巖石的成分和性質(zhì)的改變。1)熱力作用 受熱因晝夜和季節(jié)的不同而變化,因而氣溫與地表溫度均有相應(yīng)的日變化 和年變化。2)冰劈作用在寒冷地帶、巖石的孔隙或裂隙中的水在凍結(jié)成冰時(shí),由于體積的膨脹, 產(chǎn)生960 kg/cm2的壓力,使巖石逐漸朗解為巖屑。3)鹽崩作用隨著水分

31、的蒸發(fā),濃度逐漸達(dá)到飽和,對周國裂隙壁產(chǎn)生巨大的壓力,使 巖石崩裂。2. 化學(xué)風(fēng)化-水解作用水解作用是水中呈離解狀態(tài)的H和OF離子與風(fēng)化礦物中的離子發(fā)生交換的反應(yīng),影 響水的解離平衡,有兩大因素:一為溫度。二為水中溶解的CO:和各種酸類,K:A水解的結(jié)果使一些金屬離子與0扌離子一逍溶解于水被淋失,還有一部分金屬離子可被 土壤膠體吸附。水解作用是化學(xué)風(fēng)化中最主要的作用與基本環(huán)節(jié)。2. 化學(xué)風(fēng)化-水化作用水化作用指無水的礦物與水結(jié)合,成為含水礦物的作用。CaS0(硬石膏)+2H:0-CaS0i 2H=0(石膏)2Fe:03(赤鐵礦)+nH:0-*Fe:03 nH:0(褐鐵礦)礦物經(jīng)水化后,硬度降低

32、,體積增大,溶解度增加,從而促進(jìn)物理風(fēng)化。2. 化學(xué)風(fēng)化-溶解作用溶解作用水是一種極性溶劑,巖石中的礦物都是無機(jī)鹽,在水中都將產(chǎn)生一立程度的 溶解。Ca (PO:) :+2HcO+2CO:-*Ca (ftPOj =+2CaC03礦物在水中的溶解度,巖石中易溶解礦物的含量愈多,愈易風(fēng)化。2.化學(xué)風(fēng)化-碳酸化作用碳酸化作用 指溶解在水中的CO:成為H:CO,溶液后,其可以促進(jìn)對巖石的水解作用。CaC05 (方解石)+CO=+H:O-Ca (HC03) = (重碳酸鈣)KAlSi303(正長石)+4H:O+2CO:-*2K=C05+8Si05+AlSi.i01o 0Ha(i嶺石)這一反應(yīng)在含CO:的

33、水溶液中的速度要比在純水中快得多。2. 化學(xué)風(fēng)化-氧化作用氧化作用:空氣中的氧,在有水的情況下氧化能力很強(qiáng),如:2Fe=SiO:(橄欖石)+3HQ+0:-2Fe:033比0(含水氧化鐵)+2SiO:(氧化硅膠狀)4FeS=(黃鐵礦)+14HQF150L2 (Fe:03 3H=0)(含水氧化鐵)+8H:SO.3. 生物風(fēng)化 1)生物的物理風(fēng)化主要表現(xiàn)為機(jī)械破碎作用,如樹根在巖隙中的穿插與長大,穴居幼物 的挖掘作用等。2)生物的化學(xué)作用,其表現(xiàn)為多方面。如生命活動與動植物殘?bào)w的分解所產(chǎn)生的大量CO:, 在水解和溶解作用中起著重要作用:而使巖石礦物更易發(fā)生風(fēng)化。另外,人類活動如開礦、筑路、耕作等都會

34、對風(fēng)化作用有影響。二、土壤形成(一)上壤形成因素1. 母質(zhì)-形成土壤的物質(zhì)基礎(chǔ)2. 氣候-影響上體物理、化學(xué)、生物化學(xué)作用,上壤形成方向、速率3. 生物-有機(jī)質(zhì)的積累和腐殖質(zhì)的形成4. 地形-多方面綜合5. 時(shí)間-上壤的形成和發(fā)展需要時(shí)間(二)土壤形成過程1. 物質(zhì)的地質(zhì)大循環(huán)過程堅(jiān)硬塊狀的結(jié)晶巖出壺地表后,受太陽輻射能及大氣降水作用進(jìn)行風(fēng)化,形成疏松多 孔體的母質(zhì)。在生物未出現(xiàn)之前,地球表而的物質(zhì)循環(huán),可認(rèn)為一直就是這樣進(jìn)行的。2. 物質(zhì)的生物小循環(huán)過程物質(zhì)的生物小循環(huán)是有機(jī)物質(zhì)的合成與分解的對立統(tǒng)一過程。它從地球上出現(xiàn)生物有 機(jī)體時(shí)起,就存在于自然界。生物小循環(huán)過程是一個(gè)生物學(xué)過程,其特點(diǎn)

35、是時(shí)間短,范用小, 植物營養(yǎng)元素有向上富集的趨勢。是地質(zhì)大循環(huán)和生物小循環(huán)相互作用的結(jié)果。第二節(jié)土壤分類一、上壤分類的原則和級別(-)分類原則1. 以土壤發(fā)生演變?yōu)榛A(chǔ)2. 辯證地看待和運(yùn)用上壤地帶分布規(guī)律3. 重視成土母質(zhì)的內(nèi)動力作用4. 耕作上壤在統(tǒng)一的分類系統(tǒng)中,依質(zhì)變和量變的差異程度,作合理安排5. 土壤屬性差異是劃分土壤類型的主要依據(jù)(二)分類級別我國第二次上壤普査,1978年公布草案,1987、1992、1998結(jié)合丄壤普査進(jìn)行修訂,我們 書上是1992年,第一次土壤普查資料匯總階段,專家制定,共分7級。高級分類:土綱、亞綱、土類、亞類低級分類:上屬、土種、變種(-)土綱上綱為最髙

36、級上壤分類級別,反映了上壤不同發(fā)育階段中,上壤物質(zhì)移動累積所引起 的重大屬性的差異,是上壤重大屬性的差異和上類屬性的共性的歸納和槪括。(二)亞綱亞綱是在同一上綱中,根據(jù)丄壤形成的水熱條件和巖性及鹽堿的重大差異來劃分。(三)土類土類是髙級分類的基本單元。它是在一泄的自然或人為條件下獨(dú)特的成上過程及其 相適應(yīng)的土壤屬性的一群土壤。每一類土壤均要求:1. 具有一定的特征土層或其組合;2. 具有一定的生態(tài)條件和地理分布區(qū)域:3. 具有一左的成上過程和物質(zhì)遷移的地球化學(xué)規(guī)律:4. 具有一左的理化屬性和肥力特征及改良利用方向。(四)亞類亞類是土類范用內(nèi)的進(jìn)一步細(xì)分,反映主導(dǎo)成上過程以外其他附加的成上過程。

37、(五)土屬土屬為中級分類單元。主要根據(jù)成上母質(zhì)的成因、巖性及區(qū)域水分條件等地方性因素的 差異進(jìn)行劃分。(六)土種丄種是丄壤基層分類的基本單元。它處于一左的景觀部位,是具有相似丄體構(gòu)型的一群 上壤。同一上種要求:1.景觀特征、地形部位、水熱條件相同;2.母質(zhì)類型相同;3. 體構(gòu)型一致:4.生產(chǎn)性和生產(chǎn)潛力相似,而且具有一泄的穩(wěn)左性,在短期內(nèi)不會改變。(七)亞種是上種的輔助分類單元,是根據(jù)土種范用內(nèi)由于耕層或表層性狀的差異進(jìn)行劃分,如 根據(jù)表層耕性、質(zhì)地、有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)和耕層厚度等進(jìn)行劃分。第三章土壤的基本性狀第一節(jié)土壤的孔性一、上壤的相對密度和容重1. 土壤相對質(zhì)量密度(比重)是指單位容積的固體

38、土粒(不包括粒間孔隙)的干重與同體積水的質(zhì)量之比。多數(shù)土壤礦物比重在2.6-2. 7左右,(將2. 65作為土壤礦物的平均值),而一般 上壤有機(jī)質(zhì)的比重為1.25-1.40.由于表層上壤有機(jī)質(zhì)含量較多,其比重通常都低于心上及 底土層。2. 上壤容重是指單位容積土壤體(包括粒間空隙)的烘干重,單位為g/cm3a上壤容重大 體為1. 00-1. 70g/cm3之間,是土壤肥力的重要標(biāo)志之一。3. 土壤容重的應(yīng)用(1)計(jì)算土壤總孔度(2)配合水分常數(shù)計(jì)算各級孔度(4)計(jì)算上壤固、液、氣三相容積比率,用以反映上壤自身調(diào)丹肥力因素的功能(5)將土壤某些以質(zhì)量為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)換算為以容積為基礎(chǔ)。(6)計(jì)算一定

39、而積與深度的土壤質(zhì)疑(7)計(jì)算一上上層內(nèi)各種土壤成分的儲量二、土壤空隙度與空隙比(各公式及計(jì)算)上壤孔隙:上壤中土?;驁F(tuán)聚體之間及團(tuán)聚體內(nèi)部形成空隙。上壤總孔隙度:指單位容積上壤中孔隙容積占整個(gè)丄體容積的百分?jǐn)?shù)。土壤總孔隙度二孔隙容積X100% /土壤容積=(1-容重/相對密度)X100%上壤容重:單位容積上體(包括孔隙在內(nèi)的原狀上)的干重,g/cm3o 特點(diǎn):土壤的緊實(shí)程度,適宜范國1. 141. 26g/cm3土壤孔隙度二孔隙容積/上壤容積X100%二(土壤容積-上粒容積)/上壤容積X 100%=(1-土粒容積/ 土壤容積)X 100%=(1-(上壤重疑/相對密度)/(壤重量/容重)X 1

40、00%=(I-容重/相對密度)X 100%舉例:1、某上壤耕層容重為1. 33g/cm3,上壤相對密度為2.65,求該上壤的總孔隙度? 將上述參數(shù)代入公式即得:上壤總孔隙度二(1-1.33/2.65) X 100% =50%上壤孔隙比:孔隙容枳與上粒容積的比值??紫侗榷紫抖?(1-孔隙度)二孔隙容積/上粒容積三、土壤孔隙類型 非活性孔隙:當(dāng)量孔徑0. 002mm, 土壊水吸力1. 5 X105Pa。特點(diǎn):最細(xì)的孔隙,束縛水,非活性,無效孔,移動慢,難被植物吸收,粘質(zhì)丄中非活性孔 隙多,耕性差,粘著力強(qiáng)。 毛管孔隙:d 在 0. 020. 002mm, _L壤水吸力為 1. 5 X 104 1

41、. 5 X 105Paa具有毛管作用,孔隙中水的毛管傳導(dǎo)率大,易于被植物利用。 通氣孔隙:孔隙粗大,d0. 02mm孔隙中的水分在重力作用下排出,或?yàn)橥獾耐ǖ?,稱通氣孔隙(空氣孔隙)。旱地丄壤通氣孔隙在810$以上,植物正常生長。第二節(jié)土壤的結(jié)構(gòu)性二、土壤結(jié)構(gòu)類型(1)塊狀結(jié)構(gòu):立方體型,縱軸與橫軸大體相等,內(nèi)部緊實(shí),多出現(xiàn)于有機(jī)質(zhì)含量低,耕 性不良的粘質(zhì)土壤中。(2)柱狀和棱柱狀結(jié)構(gòu)體:在土體中直立,棱角不顯的叫做柱狀結(jié)構(gòu),棱角明顯的叫棱柱 狀結(jié)構(gòu)體。(3)核狀結(jié)構(gòu):長、寬、髙大致相近,邊而棱角明顯,較塊狀結(jié)構(gòu)小。(4)片狀結(jié)構(gòu):橫軸大于縱軸,呈扁平狀,出現(xiàn)于老耕地的犁底層。(5)團(tuán)粒結(jié)構(gòu)

42、:團(tuán)粒結(jié)構(gòu)是指近似球形的較疏松的多孔的小團(tuán)聚體,直徑約為0. 2510mm。微團(tuán)聚結(jié)構(gòu)指0. 25mm以下的團(tuán)聚體。三、土壤結(jié)構(gòu)性評價(jià)和管理1、增施有機(jī)肥:-一有機(jī)質(zhì)是形成團(tuán)粒的良好的膠結(jié)劑,可以明顯改善土壤結(jié)構(gòu)性。-一有機(jī)質(zhì)用量大時(shí)效果較好,秸桿直接回田比泄制的效果好。2、實(shí)行合理輪作:一-作物根系的活動及耕作活動對土壤結(jié)構(gòu)有重要影響。不管什么作物,只要根系發(fā)達(dá),都 能促進(jìn)團(tuán)粒的形成。一-不同的輪做制對土壤結(jié)構(gòu)有不同影響。冬季種植一季豆科綠肥有利于團(tuán)粒的形成,其中 以紫云英為最好。3、合理耕作:一-選擇合適的含水量時(shí)期進(jìn)行耕作,避免爛耕爛耙。一-水出實(shí)行水旱輪作,有利于上壤結(jié)構(gòu)的改善。一-酸

43、性上壤施用石灰,有利于結(jié)構(gòu)的改善。4、土壤結(jié)構(gòu)改良劑的應(yīng)用:一-丄壤結(jié)構(gòu)改良劑指能改善并穩(wěn)立結(jié)構(gòu)的制劑。可分為天然結(jié)構(gòu)改良劑、人工合成髙分子 聚合物和無機(jī)制劑等三類。(1)人工合成髙分子聚合物:上世紀(jì)五十年代在美國問世。主要種類有四類。特點(diǎn)是用量少,形成的結(jié)構(gòu)體穩(wěn)左。(2)天然有機(jī)制劑:由自然有機(jī)物料加工而成。與合成制劑比較,用量較大,穩(wěn)左性較差, 穩(wěn)定時(shí)間較短。(3)無機(jī)制劑:如硅酸鈉、澎潤上、沸石、氧化鐵(鋁)硅酸鹽等。利用他們某一方面的 特性來改良上壤結(jié)構(gòu)。如澎潤上的膨脹性強(qiáng),可以減少水份滲漏。氧化鐵(鋁)制劑的孔隙 多,可以改善土壤的通透性。四、土壤耕性指上壤耕作時(shí)表現(xiàn)岀來的上壤物理性

44、質(zhì)。包括:(1)耕作時(shí)上壤對農(nóng)具操作的機(jī)械阻力,即耕作的難易問題:(2)耕作后與植物生長有關(guān)的上壤物理性狀,即耕作質(zhì)量問題;(3)宜耕期長短第四節(jié)上攘的酸堿性一、土壤酸性一-游離于上壤溶液中的H+所表現(xiàn)岀來的酸度。一-H+活度越大,活性酸度越強(qiáng)。一-通常用pH值表示活性酸度。上壤酸堿性的分級強(qiáng)酸性pH8. 52、潛性酸(1)概念與成因上壤膠粒上吸附的氫離子和鋁離子進(jìn)入上壤溶液后表現(xiàn)出來的酸度,稱為潛性酸。 在一般礦質(zhì)土壤中,由交換性鋁離子產(chǎn)生的酸度,比由交換性氫離子產(chǎn)生的酸度 重要。紅壤的交換性酸度,90%以上是由交換性鋁所引起。只有鹽基不飽和的土壤,才有潛性酸。二、土壤堿性上壤堿性是由于上壤

45、中OIF濃度髙于H*離子濃度而造成的。土壤中OH主要來自于強(qiáng)堿弱酸鹽的水解和上壤吸附的鈉離子的解離。土壤中的強(qiáng)堿弱酸鹽主要是碳酸鹽或重碳酸鹽的堿金屬(K; Na)或堿丄金屬(Ca:; Mg=*) 的鹽類。三、影響土壊酸堿性的因素1、氣候的影響:氣候?qū)ι先浪釅A性有深刻的影響。一-南方多雨,鹽基淋失強(qiáng)烈,丄壤鹽基飽和度低,上壤多呈酸性。一-西北雨量較少,鹽基淋失較弱,鹽基飽和度較高,上壤多呈堿性。2、母質(zhì)的影響:一-石灰?guī)r、基性巖、超基性巖的鹽基含量較高。當(dāng)上壤的淋溶程度較弱時(shí),上壤pH會比附 近其它母質(zhì)上發(fā)冇的土壤髙。一-濱海鹽上含有豐富的易溶鹽類及碳酸鈣,加之地下水礦化度較高。因此,發(fā)育的上壤

46、的 pH般較高,土壤常呈堿性。3、自然植被不同植被凋落物的分解產(chǎn)物對土壤酸堿性產(chǎn)生不同影響。針葉林凋落物分解后形成的有機(jī)酸較多,鹽基較少,故實(shí)下的上壤一般呈酸性。濱海紅樹林殘?bào)w分解后形成大量SO.2-,使土壤呈強(qiáng)酸性。一些耐鹽、耐堿的植物會選擇性地富集鹽基離子,其殘?bào)w分解后會促進(jìn)上壤堿性的發(fā)展。4、地形不同地形部位的鹽基淋失和富集狀況不同,土壤pH也有差異。地形高處的土壤的鹽基淋失較強(qiáng)烈,pH可能較低:低洼處的土壤多接受鹽基的淀積,所以pH可能較高:內(nèi)陸一些閉流區(qū)域或集水洼地,由于大量富集徑流水帶來的Ca, Mg, K, Na的重碳酸鹽類, pH可能較髙。5、人類耕作活動施肥和灌溉會改變土壤酸

47、度:酸性肥料降低上壤pH (KC1);施用石灰提高土壤pH:污染水的灌溉:大氣污染;淹水耕作:三、土壤緩沖性能概念及其意義一、土壤緩沖性的概念和意義當(dāng)上壤溶液中的H或OF離子濃度發(fā)生較大變化時(shí),上壤通過自身的調(diào)仔能力使上壤酸堿性 不致于發(fā)生太大變化的能力,稱為土壤緩沖性。上壤緩沖性為植物和微生物創(chuàng)造一個(gè)比較緩和的生長環(huán)境,意義十分重大。產(chǎn)生機(jī)制二、產(chǎn)生緩沖性能的機(jī)制1、土壤溶液中弱酸及其鹽類的存在丄壤溶液中的硅酸、碳酸、磷酸、腐植酸以及北它有機(jī)酸及其鹽類,可以構(gòu)成良好的緩 沖體系:Na:COs + 2HC1_ CO, + 2NaCl (酸緩沖)HcCO, + Ca(0H): 拄 aC0 + 2

48、H:0(堿緩沖) 2、上壤膠體的陽離子交換作用 吸附的交換性陽離子對酸起緩沖作用:(S) -M + HC1 U (S)-H + MCI (M二鹽基禽子)吸附的H Al對堿性物質(zhì)$起緩沖作用(S) -H + NaOH* (S) -Na + H=03、酸性土壤鋁離子聚合對堿的緩沖作用在pH5的上壤中,Al被6個(gè)水分子所環(huán)繞,形成水合鋁離子。當(dāng)土壤中OF增多時(shí),水合鋁離子聚合成更大的離子團(tuán),釋放出H:2A1 (H:0)63* + 20H Al- (OH): (H:0)訂 * + 4H:0四、土壤酸堿性對土壤肥力及植物生長的影響(一) 土壤酸堿性與上壤肥力的關(guān)系1. 表現(xiàn)在土壤養(yǎng)分的有效性方面;2.

49、對膠體帶電性的影響,pH升高,可變負(fù)電荷增多,陽離子交換量大,保肥能力增強(qiáng)pH 低,則反之。3. 對上壤物理性質(zhì)的影響。上壤反應(yīng)影響上壤膠體上吸附的陽離子種類,進(jìn)而影響上壤的物 理性質(zhì)。如:紅壤膠體上氫、鋁離子多,鈣離子少,所以結(jié)構(gòu)不良;東北黑上中鈣離子多,加之有機(jī)質(zhì)含量高,形成了豐富的團(tuán)粒結(jié)構(gòu),物理性狀好。(二) 土壤酸堿性與植物生長的關(guān)系不同作物對上壤酸堿性都有一左的要求,這是植物長期的自然選擇的結(jié)果。常見植物對上壤pH的要求見下表:四、土壤酸堿性對土壤肥力及植物生長的影響(一)土壤酸堿性與土壤肥力的關(guān)系1. 表現(xiàn)在土壤養(yǎng)分的有效性方而:2. 對膠體帶電性的影響,pH升高,可變負(fù)電荷增多,

50、陽離子交換量大,保肥能力增強(qiáng)pH 低,則反之。3. 對上壤物理性質(zhì)的影響。上壤反應(yīng)影響土壤膠體上吸附的陽離子種類,進(jìn)而影響上壤的物 理性質(zhì)。如:紅壤膠體上氫、鋁離子多,鈣藹子少,所以結(jié)構(gòu)不良;東北黑上中鈣離子多,加之有機(jī)質(zhì)含疑高,形成了豐富的團(tuán)粒結(jié)構(gòu),物理性狀好。施用石灰的益處1、降低酸度,提髙鹽基飽和度:2、促進(jìn)團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成;3、提高磷酸鹽、鋁酸鹽等的有效性;4、提髙微生物的活性:5、抑制鐵、鋁、鐳的毒性;過度施用仃灰的負(fù)而影響上壤板結(jié),結(jié)構(gòu)變劣:部分微量元素有效性降低;磷的有效性也下降。因此,施用石灰要適量。影響石灰施用量的因素有:丄壤潛性酸和pH:鹽基飽和度:質(zhì)地;有機(jī)質(zhì)含量;石灰的種

51、類和施用方法:作物的要 求等;石灰需要量的估算石灰需要量二土壤體積*容重*CEC* (1-鹽基飽和度)單位:千克/公頃例子:某紅壤的pH為5. 0,耕層土壤重為2250000kg/hm=, 土壤含水量為20%, CEC為 10cmol/kg,鹽基飽和度為60%,試計(jì)算達(dá)到pH=7時(shí),中和活性酸和潛性酸的石灰需要量 (理論值).中和活性酸:pH二5時(shí),每升土壤溶液所含H為10_smol,每公頃土壤水份所含的H*為:2250000*20%*10_5=4. 5mol/hm=pH二7時(shí),每升上壤溶液所含H為lOmol,每公頃土壤水份所含的H為:2250000*20%*l(T二0. OlSmol/W需要

52、中和的H的量為:4. 5-0. 045=4. 455mol所需 CaO 為:4. 455*56/2=124. 74g中和潛性酸:每公頃上壤所含的潛性酸量為:2250000*l/100*4=90000molH*需要CaO量:90000*56/2=2520kg/hm3一-從上述訃算可知,中和活性酸所需的石灰量極少,而中和潛性酸所需的石灰很多。一-計(jì)算出的理論值,實(shí)際用量一般低于理論需要量。第五節(jié)土壤電性與離子交換4、土壤吸收性能指上壤能夠吸收和保持土壤溶液中的分子和離子,懸液中的懸浮顆粒、氣體及微生物的能力。土壤吸收性能:1、機(jī)械吸收:機(jī)械阻隔2、物理吸收性3、化學(xué)吸收性4、物理化學(xué)吸收性5、生物

53、吸收性(1)機(jī)械吸收性:是指上壤對物體的阻留。如施有機(jī)肥時(shí),其中大小不等的顆粒,均可被 保留在上壤中:污水、洪淤灌溉時(shí),其丄粒及其他不溶物,也可固機(jī)械吸收性而被保留在上 壤中。主要決能于土壊的孔隙狀況。(2)物理吸收性:這種吸收性能是指丄壤對分子態(tài)物質(zhì)的保持能力,它表現(xiàn)在某些養(yǎng)分聚 集在膠體表面,其濃度比在溶液中為大,另一些物質(zhì)則膠體表面吸附較少而溶液中濃度較大, 前者為正吸附,后者為負(fù)吸附。(3)化學(xué)吸收性:是指易溶性鹽在上壤中轉(zhuǎn)變?yōu)殡y溶性鹽而沉淀保存在上壤中的過程,這 種吸收作用是以純化學(xué)作用為基礎(chǔ)的。(4)物理化學(xué)吸收性:是指土壤對可溶性物質(zhì)中離子態(tài)養(yǎng)分的保持能力,由于土壤膠體帶 有正電荷或負(fù)電荷,能吸附溶液中帶異號電荷的離子,這些被吸附的離子又可與上壤溶液中 的同號電荷的離子交換而達(dá)到動態(tài)平衡。這一作用是以物理吸附為基礎(chǔ),而又呈現(xiàn)出化學(xué)反應(yīng)相似的特性。(5)生物吸收性:是指上壤中植物根系和微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收,這種吸收作用的特點(diǎn)

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