土壤地理學作業(yè)2010(共27頁)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上土壤地理思考題匯總第一次作業(yè)1、 土壤圈在整個地球圈層中的地位？地位（如右圖）：解釋：（1）對生物圈 支撐和調(diào)節(jié)生物過程，提供植物生長的養(yǎng)分、水分與適宜的物理條件，決定自然植被的分布與演替。（2）對水圈 降水在陸地的重新分配、元素的生物地球化學行為和水分平衡、分異、轉化及水圈的化學組成。（3）對巖石圈 具有一定的保護作用，以減少其受各種外營力破壞，與巖石圈進行物質交換與地質循環(huán)。2、 地殼巖石與土壤元素組成特征的異同點？異：土壤中氧硅含量高于地殼，其他六種元素（Al、Fe、Ca、Na、K、Mg）略低于地殼相應元素含量，其中，最本質的區(qū)別是土壤中的C、N含量遠大于地殼中

2、。同：兩者元素基本形同，幾乎包括元素周期表中所有元素；兩者元素基本上都以O、Si、Al、Fe為主，四者共占88.7%以上；植物必需營養(yǎng)元素含量低，分布不平衡。3、 土壤礦物分為哪兩類，如何區(qū)分？分為原生礦物和次生礦物兩類原生礦物以和鋁硅酸鹽為主，其類型和數(shù)量決定礦物的穩(wěn)定性，并且其為植物養(yǎng)分的重要來源（Ca、Mg、K、P、S等），而次生礦物是原生礦分解轉化形成的礦物，以粘土礦物為主，又以結晶層狀硅酸鹽為主，此外還有Si、Al、Fe的氧化物及其水合物。此外，原生礦物在風化過程中沒有化學風化，只有物理風化形成的碎屑物，因而其化學組成和結晶構造均未發(fā)生變化，而次生礦物（原生礦物淋溶形成；原生礦物徹底

3、分化物質經(jīng)沉淀重新組合形成）結晶構造和礦物成分均發(fā)生了變化，且其為土壤礦物中最細小的部分，不同于原生礦物，許多次生礦物具有活動的晶格、呈高度分散性，并具有強烈的吸附交換性能、能吸收水分和膨脹，因而具有明顯的膠體特性。4、 原生硅酸鹽礦物結晶構造、順序與風化穩(wěn)定性的關系？原生硅酸鹽礦物結晶構造上有單四面體型（如橄欖石）、單鏈型（輝石）、雙鏈型（角閃石）、四面體片（云母、滑石）、四面體架（石英、長石），其構型決定了其穩(wěn)定性順序(從小到大)，即，單四面體型、單鏈型、雙鏈型、四面體片、四面體架，具體為橄欖石、輝石、角閃石、云母、長石、石英。風化穩(wěn)定性與結晶順序相反，越先結晶的礦物越易被風化。5、 次生

4、硅酸鹽粘土礦物主要分為哪幾類？分類依據(jù)是什么，各自有什么特征？根據(jù)硅酸鹽礦物中所含硅氧四面體和鋁氧八面體的數(shù)目和比例可分為1:1型礦物和2:1型礦物，1：1型主要有高嶺石類，2:1型主要有蒙脫石類、水化云母類、綠泥石類。高嶺石類： 單位晶胞（層）化學式：Al4Si4O10(OH)8 ，理論硅鋁率SiO2/Al2O3=4/2=2 ；膨脹性小；電荷數(shù)量少，同晶替代極少；顆粒較大（有效直徑0.22m），可塑性、粘結性、吸濕性、粘著性弱。蒙脫石類（北方分布較廣）：單位晶胞的理論化學式：Al4Si8O20(OH)4·nH2O，理論硅鋁率SiO2/Al2O3=8/2=4 ；膨脹性大（晶層以分子引

5、力聯(lián)結）；電荷數(shù)量大；同晶替代現(xiàn)象普遍；顆粒較細，呈片狀，可塑性、粘結性、吸濕性、粘著性顯著，對耕作不利 。水化云母類：單位晶胞化學式： K2(Al·Fe·Mg)4(Si·Al)8O20(OH)4·nH2O，理論硅鋁率SiO2/Al2O3:34；非膨脹性，晶層之間吸附的K+的強吸附力，層間距1.0nm ；電荷數(shù)量大（同晶替代現(xiàn)象普遍，主要發(fā)生在硅片，電荷量較大，但部分被層間K+中和，有效電荷量少于蒙脫石）；可塑性等性質介于高嶺組和蒙脫組之間。綠泥石類：三八面體，化學式為Mg·Fe·Al)12(Si·Al)8O20(OH)16

6、；同晶替代現(xiàn)象普遍（硅片、水鋁片和水鎂片上均有發(fā)生，硅片中Al3+代Si4+、鋁片中Mg2+代Al3+產(chǎn)生負電荷，水鎂片中Al3+ 代Mg2+產(chǎn)生正電荷，兩者相抵為凈負電荷，介于伊利石與高嶺石之間 ）；顆粒較小， 可塑性、粘結性、吸濕性、粘著性居中。6、 從次生粘土礦物的形成圖示，闡釋土壤次生粘土礦物的分布規(guī)律？經(jīng)過碎屑型風化階段原生硅酸鹽礦物（長石、云母、角閃石）（干旱半干旱、荒漠地區(qū)，我國青藏高原及西北地區(qū)）（脫鹽基）溫暖濕潤硅鋁型風化階段（綠泥石、水云母）（半干旱、草原地區(qū)，我國中北部）脫鹽基（K）蛭石（半濕潤地區(qū)，如華北東北地區(qū)）蒙脫石（亞熱帶濕潤地區(qū)）高溫多雨（脫硅）富鋁化階段（高嶺

7、石、鐵鋁氧化物）(南亞熱帶、熱帶濕潤地區(qū)、如我國華南，之南南部的海南等地區(qū)）第二次作業(yè)1、 土壤有機質在土壤肥力上的意義 1、養(yǎng)分較完全 植物生長所需養(yǎng)分N：80 97%，平均95%；P：20 76%；S：38 94%，為有機態(tài)，由有機質提供。 2、促進養(yǎng)分有效化(effectuation) 有機質（OM）礦質化過程中產(chǎn)生的有機酸，腐殖化過程中產(chǎn)生的腐殖酸，一方面促進土壤礦質養(yǎng)分溶解釋放養(yǎng)分；另一方面可以絡合金屬離子，減少金屬離子對P的固定，提高P的有效性。3、提高土壤保肥性(nutrient preserving capability) 土壤腐殖質是一種有機膠體，有巨大的表面積和表面能，吸附

8、能力大于礦質膠體，從而大大提高土壤保肥性。 膠體對陽離子吸附能力比較（cmol/kg） 膠體類型 有機膠體高嶺石 蒙脫石 吸附力150 450（平均350） 3 5 80 1004、提高土壤緩沖性（impact absorption) 腐殖質含有多種功能團，遇OH時，電離出H與之作用生成水對堿緩沖；遇H時則由于帶負電荷而吸附H對酸緩沖； 同時，由于腐殖質膠體帶負電荷，可吸附土壤溶液中鹽基離子，對肥料起緩沖作用。5、促進團粒結構(aggregate structure)的形成，改善土壤物理性質(physical property) 粘結力(binding force)：砂有機膠體粘粒 因此，有機

9、質能改變砂粒的分散無結構狀態(tài)，又能改善粘粒的粘重大塊結構，促進土壤良好結構的形成，從而改善土壤的通透性等物理性質。2、 腐殖質的分組依據(jù)，根據(jù)各自化學結構特點對比分析各組分的性質？根據(jù)腐殖質在不同溶劑中的溶解性，可將其分為胡敏酸、富里酸、棕腐酸和胡敏素，土壤腐殖質主要由胡敏酸和富里酸組成，構成其的主要結構有：碳水化合物，氨基酸，芳香族化合物以及多種官能團。胡敏酸是溶于堿、不溶于酸和酒精的一類高分子有機化合物，具有膠體的性質，其分子結構具有明顯的芳香化，從而具有弱酸性、吸附性和陽離子交換性能，其一價鹽均溶于水，二價三價均不溶于水。富里酸是溶于堿和酸的高分子有機化合物，從化學組成上看，富里酸的C/

10、N比值比胡敏酸低，表明富里酸分子結構中芳香結構體聚合程度較低，其外圍官能團中羥基、醇羥基明顯增多，故其在水溶液中可解離出更多的氫離子，表現(xiàn)出更強的酸性。富里酸具有相對較弱的吸附性和陽離子交換性能，其一價二價三價鹽均溶于水。第三次作業(yè)1、 簡述土壤四個主要粒級的大致界限及基本性質？分為石礫、沙礫、粉粒、粘粒四個主要粒級國際制mm：2，2-0.02，0.02-0.002，0.002美國制mm：2，2-0.05，0.05-0.002，0.002卡慶斯基制mm：0.01以上 物理性沙礫 0.01以下物理性粘粒中國制mm：1-10，1-0.05，0.05-0.001，0.001石礫：無吸濕量，最大分子持

11、水量小，毛管上升高度低，滲透系數(shù)大，不可塑，主要為原生礦物，Sio2多沙礫：以原生礦物為主，最多是石英，吸濕量略高于石礫，最大分子持水量明顯大于石礫，滲透系數(shù)較小，細沙粒有濕脹性，不可塑。粉粒：有明顯的吸濕量，最大分子持水量較大，毛管上升高度極大，滲透系數(shù)小，濕脹性強，中粉粒已有可塑性，出原生礦物外，還有一些風化形成的次生礦物粘粒：吸濕量極大，無毛管性，無滲透性，濕脹性極強，塑性強，含較多的次生礦物。物理性變（土粒由大到?。罕Ｋ芰?，最大吸濕量、最大分子持水量 毛管水上升高度增加，但通透性，滲透系數(shù)降低；土壤膨脹性(soil swelling)和可塑性(plasticity)增加，對耕作(t

12、illage)帶來不利影響。化學性變（粒徑由大到?。篠iO2含量由多到少；R2O3(即Fe2O3與Al2O3的總稱)與SiO2相 反，隨粒徑由大到小，R2O3含量由少到多；CaO、MgO、P2O5、K2O隨土粒由大到小,含量增加。2、 土壤質地分為哪幾類？如何確定土壤的質地？不同質地的土壤肥力特征及如何改良？分類標準，世界各國并不統(tǒng)一，有：國際制、美國制、卡慶斯基制、我國等，但大同小異，各種分類標準均根據(jù)土壤顆粒組成進行劃分，將顆粒組成相近而土壤性質相似的土壤劃分為一類，并給予一定的名稱。大體分為三類：砂質土類、粘質土類、壤質土類，其對應的肥力特征及改良如下：砂質土類水：粒間孔隙大，毛管作用

13、弱，透水性強而保水性弱，水氣易擴散，易干不易澇氣：大孔隙多，通氣性好，一般不會累積還原物質熱：水少氣多，溫度容易上升，稱為熱性有利于早春作物播種。肥：養(yǎng)分含量少，保肥力弱，肥效快，肥勁猛，但不持久，易造成作物后期脫肥早衰耕性：松散易耕粘質土類水：粒間孔隙小，毛管細而曲折，透水性差，易產(chǎn)生地表徑流,保水抗旱力強，易澇不易旱熱：水多氣少，熱容量大，溫度不易上升，稱冷性土，對早春作物播種不利氣：小孔隙多，通氣性差，容易累積還原性物質肥：養(yǎng)分含量較豐富且保肥力強，肥效緩慢，穩(wěn)而持久，有利于禾谷類作物生長，籽實飽滿。早春低溫時，由于肥效緩慢易造成作物苗期缺素耕性：耕性差，粘著難耕壤質土類土壤性質兼具粘質

14、土和砂質土的優(yōu)點，而克服了它們的缺點 。耕性好，宜種廣，對水分有回潤能力，是較理想的質地類型。對應改良：3、土壤結構有哪些類型？其中團粒結構對土壤肥力有何意義？a、塊狀結構(cloddy structure) 形狀： 立方體型，縱軸和橫軸大體相等，邊面不明顯，內(nèi)部緊實。 產(chǎn)生條件：熟化度較低的表層土壤或缺乏有機質而粘重的底土多為塊狀結構。 大小劃分：大塊狀結構,直徑>10cm;小塊狀結構直徑510cm。b、團塊狀(crumby structure) 形狀：與塊狀相似，較塊狀結構小，略呈圓形，表面不平。 大小劃分：大團塊結構，直徑53cm；團塊狀結構，直徑31cm；小團塊狀結構，直徑<

15、;1cm。 c、核狀結構(nutty structure) 形狀：立方體型，邊面明顯的多棱角碎塊，內(nèi)部緊實，泡水后不易散碎。 產(chǎn)生條件：在粘重的心土層或由氫氧化鐵膠結土粒后形成核狀結構。 大小劃分：大核狀，直徑>1cm；核狀，直徑710mm；小核狀，57mm。d、柱狀(columnar structure) 形狀：側面，橫斷面形狀不規(guī)則。 產(chǎn)生條件：柱狀結構是堿化土壤的標志特征，常在干旱半干旱地帶的底土出現(xiàn)。 大小劃分：大柱狀結構，>5cm；柱狀結構，35cm；小柱狀結構，<3cm。e、棱柱狀結構(primatic structure) 形 狀：同柱狀結構，棱角尖銳明顯，橫斷

16、面略呈三角形。 產(chǎn)生條件：粘重土壤的底土，由于干濕交替頻繁形成棱柱狀結構。 大小劃分：大棱柱狀結構，>5cm；棱柱狀結構，35cm；小棱柱狀結構，<3cm。f、片狀、板狀結構(platy structure) 形 狀：橫軸遠大于縱軸，呈扁平狀結構體。 產(chǎn)生條件：雨后土壤表面結殼或老耕作土壤犁底層。 大小劃分：>3mm者為板狀，<3mm者為片狀。g、團粒結構(granular structure) 形狀：近似于球形，疏松多孔的小土團稱團粒結構，是含有機質豐富肥沃土壤的標志特征。 大小劃分：一般為0.2510mm，<0.25mm者稱微團粒(microaggregate

17、)，水稻土中多為微團粒結構。團粒對土壤肥力意義：團粒結構具有小水庫、小肥料庫、空氣走廊的作用，協(xié)調(diào)水氣狀況能力強，因而是理想的結構體。a、小水庫(reservoir) 團粒結構透水性好，可接納大量降水(precipitation)和灌溉水(irrigation water)，而團粒內(nèi)部保水性強，天旱(drought)時還可防止水分蒸發(fā)(evaporation)。 天旱時表層蒸發(fā)失水后，土體收縮切斷與下層毛管連通性，水分不會由大孔隙流向小孔隙而蒸發(fā)損失。b、小肥料庫 具有團粒結構的土壤，通常有機質含量豐富。團粒結構表面為好氣作用，有利于有機質的礦質化(mineralization)，釋放養(yǎng)分。團

18、粒內(nèi)部則有利于腐殖化(humification)，保存養(yǎng)分。c、空氣走廊 由于團粒之間的孔隙較大，有利于空氣流通(ventilation)4、 土壤結構如何形成的？形成可分為兩個階段第一階段是土粒在自身的粘結、凝聚或在外物膠結作用下粘聚形成致密土體或次生復粒(secondary compound particle)(微團聚體(microaggregate)；第二階段是團聚體再通過黏粒等的作用進一步粘結形成水穩(wěn)性的團聚體。5、 土壤比重（土粒密度），容重的概念，及其應用？ 土壤比重：單位容積上土壤固相顆粒的質量（風干）(g/cm3)（書） 單位容積固體土粒(不包括粒間孔隙)的質量。(g/cm3)

19、（ppt) (土壤密度與4時純水密度之比。一般取2.65)土壤容重：單位體積自然狀態(tài)土壤體(含粒間孔隙)的重。(g/cm3)土壤容重的作用：第四次作業(yè)1、 土壤空氣組成與大氣組成有什么基本差異？土壤空氣與近地表大氣組成，主要差別： （1）土壤空氣中的CO2含量高于大氣 （2）土壤空氣中的O2含量低于大氣 （3）土壤空氣中水汽含量一般高于大氣 （4）土壤空氣中含有較多的還原性氣體 。2、 土壤氣體交換主要特征與實質？土壤氣體的擴散，也稱呼吸作用，在大氣和土壤之間二氧化碳和氧氣濃度不同形成分壓梯度，驅使土壤從答案其中吸收氧氣，同時排除二氧化碳的氣體擴散作用。特征即為從高濃度地區(qū)流向低濃度地區(qū)。實質

20、即為吸收氧氣，放出二氧化碳。液相擴散：通過不同厚度氺膜的擴散氣相擴散：通過充氣孔隙擴散保持著大氣與土壤間的氣體交流作用。3、 土壤氣體交換的條件？通氣性機制a、 土壤固相物質部分有足夠的孔隙，容許氣體進入與排出。b、 必須具備促使氣體進入或排除這些孔隙的原動力，即土壤空氣于近地表大氣層之間不同氣體的濃度梯度、近地大氣層空氣的湍流作用。4、 土壤通氣性的機制，通氣運動方式？兩種土壤通氣的機制有對流和擴散對流：土壤和大氣間總壓力梯度推動的氣體的整體運動。擴散：大氣和土壤間二氧化碳和氧氣濃度的不同，形成的分壓梯度，驅使土壤從大氣中吸收氧氣，同時排出二氧化碳的氣體的擴散作用，成為土壤呼吸，是土壤與大氣

21、氣體交換的主要機制。5、 影響土壤溫度的因素有哪些？如何調(diào)節(jié)土壤溫度？影響土壤溫度變化因素緯度：緯度影響土壤表面接受太陽輻射的強度。隨緯度由低到高，自南而北土壤表面接受的輻射強度逐漸減小。坡向：北半球南坡接受太陽輻射最多，東南坡、西南坡次之，東坡、西坡、東北坡、西北依次遞減，北坡最低。坡度：北半球中緯度地區(qū)（30600）的南向坡，隨著坡度增加，接受太陽輻射增加。海拔高度：海拔增高，大氣稀薄，透明度增加，散熱快，土壤吸收熱量增多，所以高山土溫比氣溫高。由于高山氣溫低，地面裸露時，地面輻射增強，隨著高度增加，土溫比平地的低。 土壤因素：影響土溫變化的土壤因素，包括土壤結構、質地、松緊度、顏色、濕度

22、、地表狀態(tài)及土壤水汽含量等 。地面覆蓋：地面覆蓋后既減少吸熱，也減少散熱。調(diào)節(jié)途徑：可通過調(diào)節(jié)土壤中的水分含量，翻土以及改變其反射和吸收率。 在土表面覆蓋植被、秸稈等，或建立溫室，如塑料大棚。第五次作業(yè)1、 土壤水分常數(shù)以及水分常數(shù)的計算？水分常數(shù)：土壤中某種水分類型的最大含量，隨土壤性質而定，是一個比較固定的數(shù)值包括：a、吸濕系數(shù) 吸濕水的最大含量稱為吸濕系數(shù)(最大吸濕量)。 測定吸濕系數(shù)是在空氣相對濕度98%(或99%)條件下，讓土壤充分吸濕(通常為一周時間)，達到穩(wěn)定后在105110條件下烘干測定得到吸濕系數(shù)。土壤質地愈粘重，吸濕系數(shù)愈大。b、凋萎系數(shù) 植物永久凋萎時的土壤含水量稱為凋萎

23、系數(shù)。 土壤凋萎系數(shù)的大小，通常用吸濕系數(shù)的1.52.0倍來衡量。質地愈粘重，凋萎系數(shù)愈大。 （非活性孔度凋萎系數(shù)×容重）c、田間持水量 毛管懸著水達最大量時的土壤含水量。它是反映土壤保水能力大小的一個指標。 計算土壤灌溉水量時以田間持水量為指標，既節(jié)約用水，又避免超過田間持水量的水分作為重力水下滲后抬高地下水位。 d、毛管持水量 毛管上升水達最大量時的土壤含水量。 毛管上升水與地下水有聯(lián)系，受地下水壓的影響，因此毛管持水量通常大于田間持水量。毛管持水量是計算土壤毛管孔隙度的依據(jù)。 （毛管孔度毛管持水量 ×容重）（通氣孔度總孔度非活性孔度毛管孔度）e、飽和持水量 土壤孔隙全

24、部充滿水時的含水量稱為飽和持水量。 2、 土水勢的概念以及物理意義？土水勢：土壤水的自由能與標準狀態(tài)水（與土壤水等溫、等壓、等高的純凈自由水）自由能的差值。 反映了土壤水分有效能的高低。假定標準狀態(tài)水自由能為零，作為參比標準， 土壤水自由能與其比較差值一般為負值。差值大，表明水不活躍，能量低；差值小，表明土壤水與自由水接近，活躍，能量高。水流動方向：土水勢高（負值?。┑停ㄘ撝荡螅?、 什么是水分特征曲線以及其應用？土壤水分特征曲線：土壤水的能量指標（水吸力）與數(shù)量指標（含水量）的關系曲線。解釋：隨著土壤含水量的減少其水吸力增大，基質勢降低，植物根系吸水難度增大，水分有效性降低。土壤水分特征曲線

25、的應用a、 用于土壤水吸力與含水量之間的換算不同土壤的水吸力相同，水分有效性相同，但含水量不同，因而有效水的數(shù)量不同。b、用于各級孔徑、孔隙及其容積（V，%）的計算 D=3/T T:吸力 D:當量直徑c、計算水容量（又稱比水容） 指水吸力變化1個單位土壤吸入或釋出的水量(ml/bar · g)，即水分特征曲線的斜率（d/ds），可作為土壤供水能力的指標。4、 土壤水分運動規(guī)律？第一階段：不飽和流動 第二階段：飽和流動其運動可用達西定律來表示： q=-kdh/dx（其中，q 為土壤水通量,單位時間通過單位斷面水的容積；dh/dx水壓梯度 ；“-”表示水流方向；k 為導水率，即單位壓力梯

26、度下水的流量）k主要受孔徑大小影響 ，影響孔徑大小的因素有質地、結構。生產(chǎn)中要求土壤保持適當?shù)娘柡蚹。若k值過小，造成透水通氣差，還原有害物質易在土壤中積累，造成地表徑流；若k值過大，造成漏水漏肥現(xiàn)象。土壤水的飽和流動：a、 垂直向下的飽和流發(fā)生在雨后或稻田灌水以后。b、 水平飽和流發(fā)生在灌溉渠道兩側的側滲；水庫的側滲；不透水層上的水分沿傾斜面的流動等水平飽和流。d、垂直向上的飽和流 發(fā)生在地下水位較高的地區(qū)；因不合理灌溉抬高地下水位，引起垂直向上的飽和流，這是造成土壤返鹽的重要原因。土壤水的不飽和運動：(1) 推動力（h）包括基模勢和重力勢(2)k值不是一個常數(shù)，是一個受水吸力,含水量影響的

27、變量。 含水量高，水勢高則k值大，反之，水勢低則k值小。 若水分是連續(xù)的，則隨著土壤含水量減少，k值逐漸降低；若是不連續(xù)的，則k值隨著含水量降低后急劇下降。(3)流動方向 由水膜厚的地方向水膜薄的地方移動；由曲率半徑大的孔隙向曲率半徑小的孔隙移動；由溫度高處向溫度低處移動。第六次作業(yè)1、 土壤膠體有哪幾種？根據(jù)組成膠粒物質的不同，土壤膠體可分為三類：a有機膠體 組成膠粒的物質是有機物質，主要包括腐殖質質及其他復雜的高分子有機化合物，如木質素、蛋白質、纖維素等b無機膠體 也稱礦物質膠體。包括土壤中的次生礦物如硅酸鹽粘土礦物、含水氧化鐵鋁（Fe2O3.nH2O,Al2O3.nH2O）、含水二氧化硅

28、（SiO2：·nH20）及含水氧化錳（MnO2·nH20）等。c. 有機-無機復合膠體 土壤中腐殖質物質與各種次生礦物（含水氧化鐵鋁、硅酸鹽粘土礦物等）緊密結合在一起，形成復合體，稱為有機礦質復合體膠體。2、 為什么土壤膠體吸附具有巨大的表面能？比面（比表面）：單位重量（體積）物體的總表面積。土壤顆粒越小，其比表面面積越大。土壤膠體顆粒內(nèi)部的分子所收到的內(nèi)部相同分子的引力相接觸，受到的吸引力各方向相等；而處于土壤膠體表面的分子受到內(nèi)部相同分子的引力，與其受到介質分子的引力不同，從而使膠體表面具有一定的自由能（表面能）。膠體的表面能：膠體的表面具有吸引其他物體的能力，這種能力

29、稱為表面能。表面能是由物體的表面和近表面分子由于受力不平衡而產(chǎn)生的自由能。一定體積的物質比面愈大，其表面能也愈大。土壤膠體顆粒在1-100nm之間，顆粒、比面大，故具巨大的表面能。3、 什么是永久電荷，什么是可變電荷，哪些物質帶有這些電荷，他們分別是如何帶電的？永久負電荷（或稱內(nèi)電荷）：電荷一旦產(chǎn)生，其性質和多少不會因環(huán)境條件而改變。主要由于，粘土礦物晶層中核心粒子的同晶置換作用。粘粒礦物的結構單位為硅四面體和鋁八面體，硅酸鹽粘土礦物在生成時其硅四面體中的中心原子Si原子可被AI原子所代替，鋁八面體中的AI原子可被Fe（Fe3 或Fe 2、Mg、 Zn Mn、 Cr、 Ni、 Li等所代替，從

30、而改變交替的化學組成，而使膠體產(chǎn)生永久負電。永久負電荷以蒙脫石為最多（它大約可有六分之一的AI被代替），伊利石次之，高嶺石很少。 可變電荷 (兩性膠體)：在介質酸堿度影響下產(chǎn)生的，其電荷類型和電荷數(shù)量均決定于介質酸堿度，又稱pH依變電荷。A、腐殖質產(chǎn)生可變電荷 腐殖質具有很多含氧功能團，這些功能團在介質pH值發(fā)生變化時，可解離而帶電。 羥基、酚羥基解離使腐殖質帶負電，氨基質子化使腐殖質帶正電荷。B、層狀鋁硅酸鹽產(chǎn)生可變電荷 -羥基化表面(ROH) 1:1型粘土礦物的晶面特點是一面為硅氧烷型表面，另一面則為羥基化表面，后者在介質pH值發(fā)生變化時，吸附或釋放一個H+，使表面帶電。C、氧化物帶可變電

31、荷 -羥基化表面(ROH) 兩性氧化物膠體不帶電時的pH值稱為電荷零點，簡稱ZPC。 介質pHZPC時氧化物帶負電； pHZPC時，氧化物帶正電 氧化物的電荷零點，與金屬的價數(shù)有關。 土壤中的鐵、鋁氧化物，一般為M2O3形態(tài)，其ZPC大于6.5而小于10.4，故在酸性條件下，一般帶負電很少，甚至帶正電。4、 土壤溶膠和凝膠產(chǎn)生的條件？土壤膠體可以呈膠溶和凝膠兩種形態(tài)存在，兩者是可以相互轉化的。A、土壤膠體以高度分散狀態(tài)存在于溶液中，此時土壤膠體相互排斥而呈現(xiàn)布朗運動，稱為膠溶。土壤膠體從絮凝狀態(tài)轉為溶膠狀態(tài)，稱為膠溶作用。土壤膠體呈分散狀態(tài)的條件是：（l）膠粒的電動電位增大，使膠?；ハ嗯懦猓?/p>

32、時膠粒的水化，也阻障其相互絮凝；（2）易溶鹽的濃度減小到“絮凝閥”以下；（3）起膠溶作用的鉀、鈉一價離子，取代了起絮凝作用的二、三價陽離子；B、土壤膠體的絮凝：由于膠粒的膠合和團聚，可使土壤膠體從膠溶狀態(tài)變?yōu)樾跄恋恚@個過程稱為絮凝作用。第一，膠體溶液中電解質增加。由于電解質產(chǎn)生帶與膠粒電性相反電荷的離子，可使膠粒的電性被中和，不再互相排斥，結果它們由于分子引力而相互凝聚。第二，膠體溶液的水分蒸發(fā)。這樣可使溶液中原來濃度不大的電解質濃度增加，于是會產(chǎn)生與第一種原因相同的效果。第三，膠體溶液的溫度加高。這樣能降低膠粒對離子的吸附力，同時膠粒的動能和相互碰撞的機會增加，有利于凝聚。農(nóng)業(yè)上常通過曬

33、田得到土壤膠體凝聚的效果，其道理也在此。第四，向膠體溶液中加進帶相反電荷的膠體溶液，因異電相吸，故發(fā)生凝聚。5、 膠體微粒的雙電層結構膠體微粒可分為微粒核和其外面的雙電層，微粒核是膠體微粒的中心部分，是固相物質。雙電層位于微粒核之外，分為內(nèi)外兩層，兩層電荷量相等，電性相反。直接與微粒核連接的帶電層成為決定電位離子層，決定電位離子層外側的帶相反電荷的粒子的那一層，又可分為非活性補償離子層和擴散層。6、 什么是陽離子交換作用，什么是陰離子交換作用，各有什么特點？陽離子交換作用：土壤溶液中的陽離子與土壤膠體表面吸附的陽離子互換位置。特征：a、可逆反應 陽離子交換作用是一種可逆反應。這種交換作用是動態(tài)

34、平衡，反應速度很快。陽離子吸附：非活性補償離子層和擴散層陽離子解吸：擴散層陽離子交換：擴散層鐵鋁氫鋇鈣鎂銨鉀鈉 b、以離子價為基礎的等價交換 二個一價銨離子，交換一個二價鈣離子，即36克銨可交換40克鈣；一個一價銨離子可交換一個一價鈉離子，即18克銨可交換23克鈉。 c、受質量作用定律支配 溶液中某種離子濃度高時，其交換能力增大，可將交換能力弱的離子交換出來，也可將交換能力強的離子交換出來。 土壤中常見陽離子交換能力： Fe3+、Al3+H+Ca2+Mg2+K+Na+ H+例外，半徑小，水合度低，運動快，交換能力強。陰離子交換作用：土壤溶液中的陰離子與土壤膠體表面吸附的陰離子互換位置。特征：A

35、、 土壤對不同陰離子的吸收能力不同，一般對高價陰離子的吸收能力大于低價（OH>PO4>SiO3>SO4>CI>NO3）B、 靜電吸附，包括正吸附即帶正電的膠體對陰離子的吸附，吸引力收PH值影響，和負吸附C、 專性吸附-配位體交換吸附，發(fā)生在雙電層的內(nèi)層。專性吸附與電荷無關。7、 土壤具有凈化環(huán)境的能力，機制是什么？專性吸附1）對多種微量重金屬離子的富集作用 在紅壤、黃壤的鐵錳結核中，Zn、Co、Ni、Ti、Cu、V等都有富集。 其中Zn、Co、Ni與錳含量呈正相關，而Ti、Cu、V、Mo與鐵含量呈正相關。 在地球化學探礦上有實用價值。 2）控制土壤溶液中重金屬離子

36、濃度 通過專性吸附和解吸，控制土壤溶液中Zn、Cu、Co、Mo等微量重金屬離子濃度。從而控制其生物有效性和生物毒性。被Pb污染的土壤中加入氧化錳，可抑制植物對Pb的吸收，降低毒害。3）凈化與污染作用土壤氧化物膠體對重金屬污染離子的專性吸附固定，對水體起一定的凈化作用，并對植物從土壤溶液吸收和積累這些金屬離子起一定的緩沖和調(diào)節(jié)作用。但同時給土壤帶來潛在的污染危險。8、 影響交換性陽離子有效性的因素？a、離子飽和度 土壤吸咐某種交換性陽離子數(shù)量占土壤交換性陽離子總量的百分數(shù)，稱該種離子飽和度。離子飽和度愈高，其有效性愈高。b、互補離子效應 對某一指定吸附離子，其他并存的離子都是它的互補離子。 互補

37、離子效應是由各種陽離子被膠體吸著能力不同所致。有的陽離子被土壤膠體吸著力大，吸著很緊；有的陽離子被膠體吸著力小，吸著松散。一般說來，某離子的互補離子被土壤膠體的吸附力越強，該離子的有效度就越高c、粘土礦物類型 高嶺石類粘土礦物，有外表面而無內(nèi)表面，陽離子吸著于外表面上，容易解吸，有效性高； 蒙脫石類粘土礦物既有強大的外表面，又有內(nèi)表面，吸著陽離子的有效性低于高嶺石。 水云母類粘土礦物由于硅層晶穴對陽離子K+或NH4+產(chǎn)生固定作用，降低其有效性。 氧化物類膠體對陽離子產(chǎn)生專性吸收，使陽離子失去有效性。9、 陰陽離子的吸附與交換機理，有靜電吸附和專性吸附，各有什么特點？10、 名詞解釋：同晶置換，

38、陽離子代換量，鹽基飽和度，離子飽和度等同晶置換：原子代換作用改變了礦物的化學組成，但結晶構造型式不變。陽離子代換量：單位重量的土壤所含交換性陽離子(一價)的總量，簡稱CEC。單位是cmol/kg（陽離子交換量可作為土壤保肥能力的指標）土壤鹽基飽和度：鹽基離子占吸附陽離子總量(CEC)的百分數(shù)。離子飽和度： 土壤吸咐某種交換性陽離子數(shù)量占土壤交換性陽離子總量的百分數(shù)，稱該種離子飽和度。離子飽和度愈高，其有效性愈高。陽離子交換作用：土壤溶液中的陽離子與土壤膠體表面吸附的陽離子互換位置。交換性陽離子：被土壤膠體表面所吸附，能被土壤溶液中的陽離子所交換的陽離子。第七次作業(yè)1、什么是活性酸，什么是潛性酸

39、，如何測量他們？答：活性酸：土壤溶液中游離的H+所表現(xiàn)的酸度 潛性酸：指土壤膠體上吸附的H+和Al3+所引起的酸度前者測量使用水浸提，得到的pH值反應土壤活性酸的強弱。測定土壤pH值時的水土比，按國際土壤學會推薦用2.5:1，水土比大時，測出的pH值稍偏大。后者測量使用交換性酸度和水解性酸度 交換性酸度：用過量的中性鹽溶液（如KCl、NaCl或BaCl2）與土壤作用，將膠體表面上的大部分H+或Al3+交換出來，再以標準堿液滴定溶液中的H+，這樣測得的溶液中氫離子的濃度稱為交換性酸度或代換性酸度。 水解性酸度：,用強堿弱酸鹽浸提（醋酸鈉）用堿滴定溶液中醋酸的總量即是水解酸的量2、CACO3是鹽而

40、不是堿，為什么CO32-土壤卻成堿性反應？答：土壤堿性反應是由CO32-和HCO3-的水溶性強堿(Na、K、Ca、Mg)鹽的水解產(chǎn)生的： CO32-+H2O=HCO3-+OH- HCO3- +H2O = H2CO3 +OH- 但CaCO3、 MgCO3溶解度很小，產(chǎn)生的堿度有限3、土壤淋溶作用是水分的下滲過程，為什么強烈的淋溶作用會使土壤變酸？答：風化淋溶強的話，特別是降雨量大而蒸發(fā)勢較弱地區(qū)，礦物巖石風化所產(chǎn)生的鹽基物質大量淋失，有機質上的鹽基粒子被氫離子所致?lián)Q成可溶性鹽流失掉了，留下氫離子跟有機質呈酸性，故顯酸性。4、什么叫土壤的酸堿緩沖性，為什么有土壤的酸堿緩沖性，影響他的因素有哪些？答

41、：狹義：土壤抵抗酸堿物質，減緩pH變化的能力。 廣義：土壤是一個巨大的緩沖體系，包 括對氧化還原、污染物質、養(yǎng)分等。指 抗衡外界環(huán)境變化的能力。原因：1. 土壤膠體的陽離子交換作用，這是土壤產(chǎn)生緩沖性的主要原因 土壤膠體吸附有H+、K+、Ca2+、Mg2+、Al3+等多種陽離子。由于這些陽離子有交換性能，故膠體上吸附的鹽基離子能對加進土壤的H+（酸性物質）起緩沖作用，而膠體上吸附的致酸離子能對加進土壤的OH-（堿性物質）起緩沖作用。2.土壤溶液中的弱酸及其鹽類組成的緩沖系統(tǒng)3、土壤中兩性物質的緩沖作用4 酸性土中鋁離子對堿的緩沖作用 影響因素：(1)土壤膠體類型及交換量陽離子交換量愈大，土壤的

42、緩沖力也愈大，因此就緩沖力而言，有機膠體>無機膠體，土壤有機質越高，緩沖力越大；而無機膠體中，蒙脫石伊利石高嶺石水合氧化鐵、鋁 (2)土壤質地 粘土壤土砂土 (3) 土壤鹽基飽和度 鹽基飽和度愈高，對酸緩沖力愈大。5、中國土壤酸堿性質地理分布上有何特點？酸堿土是如何形成的？答：南酸北堿的地理分布，一般在4.5-8.5之間。吉林、內(nèi)蒙古、華北的堿土的pH值有的高達10.5；臺灣省新八仙山和廣東省鼎湖山、五指山的黃壤的pH值有低至3.63.8，以上是已知的我國土壤的最高和最低PH范圍。形成：應回答形成機理，不是影響因素1.氣候的影響（最主要），南方多雨，鹽基淋失強烈，土壤鹽基飽和度低，土壤多

43、呈酸性。西北雨量較少，鹽基淋失較弱，鹽基飽和度較高，土壤多呈堿性。 2.母質的影響石灰?guī)r、基性巖、超基性巖的鹽基含量較高。當土壤的淋溶程度較弱時，土壤pH會比附近其它母質上發(fā)育的土壤高。濱海鹽土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)育的土壤的pH一般較高，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酸較多，鹽基較少，故其下的土壤一般呈酸性。濱海紅樹林殘體分解后形成大量SO42-，使土壤呈強酸性。一些耐鹽、耐堿的植物會選擇性地富集鹽基離子，其殘體分解后會促進土壤堿性的發(fā)展。4.地形不同地形部位的鹽基淋失和富集狀況不同

44、，土壤pH也有差異：地形高處的土壤的鹽基淋失較強烈，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可能較高。5. 人類耕作活動施肥和灌溉會改變土壤酸度： 酸性肥料降低土壤pH（如KCl）； 施用石灰提高土壤pH；污染水的灌溉；大氣污染；淹水耕作等。6.飽和度一定范圍內(nèi)，鹽基飽和度越大，pH值越高。7.氧化還原條件如在酸性土壤中，淹水后氧化還原電位降低，F(xiàn)e、Mn等氧化物轉換為還原態(tài)而呈堿性。第八次作業(yè)1、 土壤中主要的氧化劑與還原劑有哪些？答：氧化劑：A. 空氣中是主要氧化劑, 在通氣良好的

45、土壤中，氧體系控制氧化還原反應，使多種物質呈氧化態(tài)，如NO3-、Fe3+、Mn4+、SO42-等。B. 其它氧化態(tài)較高（高價）的離子或分子：如NO3-，Mn 4+ , Fe3+ ,SO42-還原劑：A.土壤有機質特別是新鮮有機物是還原劑，在土壤缺條件下，將氧化物轉化為還原態(tài)。 B：還原態(tài)（低價）離子或分子：Fe 2+ Mn 2+ H2S, CH42、 什么是順序還原作用，什么決定電位體系？控制土壤氧化還原反應決定電位體系是什么？答：順序還原作用: 土壤中各種氧化還原體系按標準電位大小順序依次還原的現(xiàn)象稱為順序還原作用.理論上,各種反應按上述順序進行，但實際上，往往有數(shù)種反應同時進行. 決定電位

46、體系：土壤中多個氧化還原體系共存時，其中起主導作用的體系對該復雜系統(tǒng)的氧化還原電位的高低起決定性作用，稱為決定電位體系 土壤中的氧和有機質是控制土壤氧化還原反應的決定電位體系。3、 土壤氧化還原狀況對肥力的影響？答：一、 土壤Eh值范圍和植物生長 土壤中發(fā)生的一系列氧化還原反應都在水的氧化還原穩(wěn)定范圍內(nèi)進行的。二、土壤氧化還原狀況對養(yǎng)分有效性影響 1、土壤氧化還原狀況對養(yǎng)分有效性的影響 主要影響變價元素的有效性。Fe3+、Mn4+還原成Fe2+、Mn2+后溶解度和有效性增加。 此外氮的形態(tài)：Eh480mV時，以NO3-N為主，適于旱作吸收 。 Eh220mV時，以NH4-N為主，適于水稻吸收。

47、 SO42-S2-，形成硫化物。 幾種硫化物的溶解度：MnSFeSZnSCuS ，造成土壤Zn、Cu的有效性降低。三、土壤氧化還原狀況與有毒物質積累 在長期淹水強還原性土壤中，往往有Fe2+和S2等還原物質大量積累。 (1)亞鐵 主要呈沉淀狀態(tài)，在偏酸性土壤中水溶性Fe2+可高達400mg/kg，如銹水田，可毒害水稻根系。 (2)H2S 在土壤富鐵條件下形成FeS，但如土壤缺鐵或在pH6的條件下，出現(xiàn)較多H2S對水稻發(fā)生毒害。(3)有機酸 水田在大量施用新鮮有機肥時可積累較多的丁酸等有機酸，抑制水稻根系呼吸和養(yǎng)分吸收。 H2S(0.07mg/L)和丁酸(10-3mol/L)對水稻吸收養(yǎng)分抑制程

48、度的順序為： 2PO4-、K+Si4+NH4+Mg2+、Ca2+ 4、 影響土壤氧化還原狀況的因素有哪些？如何調(diào)節(jié)土壤氧化還原狀況?答：影響因素：土壤通氣性，微生物活動，易分解有機質含量，植物根系代謝作用，土壤的PH值重點在水田土壤，核心是水、氣關系。 (1)水分過多的下濕田、深腳爛泥田，排水不暢，滲漏量過小，還原性強，Eh為負值，還原性物質大量積累，導致作物低產(chǎn)。加強以排水、降低地下水為主的水漿管理，改善土壤通氣條件。 (2)缺水、漏水的水稻田，氧化性過強，對水稻生長不利，應蓄水保水和增施有機肥，促進土壤適度還原。第九次作業(yè)1、 土壤氮素的存在形態(tài)？氮素轉化和損失的過程，土壤氮素的調(diào)控途經(jīng)？

49、形態(tài)：（1）、土壤全氮其中95%以上為有機態(tài)氮，無機態(tài)氮一般不超過5%。土壤的全氮和有機質含量之間存在高度正相關關系。 （2）、無機態(tài)氮 包括NH4+N、NO3-N、 NO2-N。旱地土壤無機氮一般以NO3- N較多，淹水土壤則以NH4-N占優(yōu)勢。（3）、有機態(tài)氮 包括水溶性氮、水解性氮、非水解性氮。大部分是腐殖物質。它們需經(jīng)微生物分解礦化成無機氮后才能為植物吸收利用。 轉化：1、有機氮的礦化氨化過程 氨基化復雜的含氮有機化合物降解為簡單的氨基化合物。 氨化簡單的氨基化合物分解成氨（NH3/NH4+）2、銨的硝化：NH4+NO3-分兩步 亞硝酸微生物 2NH4+3O2=2NO2-+2H2O+4

50、H+ 硝酸微生物 2NO2-+ O2 =2NO3 -3、無機態(tài)氮的生物固定 4、銨離子的礦物固定 NH4+離子半徑為0.148nm，與21型粘土礦物晶層表面六角形孔穴半徑0.140nm接近，陷入層間的孔穴后，轉化為固定態(tài)銨。損失： 1、淋洗損失（NO3-的淋失） NH4+、NO3-易溶于水，帶負電荷的土壤膠體表面對NH4+為正吸附，而保持于土壤中；對NO3-為負吸附（排斥作用），易被淋失。2、反硝化作用，又稱生物脫氮作用 在缺氧條件下，NO3-在反硝化細菌作用下還原為NO、N2O、N2的過程。 NO3-NO2-NON2ON2 3、氨態(tài)氮揮發(fā)損失主要發(fā)生在堿性土壤中 NH4+OH- = NH3H

51、2O調(diào)控：1、維持土壤氮素平衡 土壤氮以有機態(tài)氮為主，土壤有機質平衡是氮素平衡的基礎。（1） 有機肥與無機氮肥（化肥）配合施用。（2）應用“激發(fā)效應”調(diào)節(jié)土壤有機質和氮素平衡2、 防止土壤氮的損失“南銨北硝”。水田土壤不施硝態(tài)化肥和避免頻繁的干濕交替。氮肥深施（水田和旱地）。堿性土碳銨少施，防止氨的揮發(fā)損失。應用氮肥增效劑（硝化作用抑制劑）。3、避免有害物質NO2-的積累亞硝酸鹽是人的致癌物質和植物的有害物質。其產(chǎn)生和積累條件：（1）Eh NH4+NO2-（亞硝化過程） E00.345V NO2-NO3- （硝化過程） E00.421V（2）pH 硝化細菌比亞硝化細菌對pH反應敏感。 NO2-

52、易在pH7.3的堿性環(huán)境積累。（3）游離NH4+的影響 氨對硝化細菌的抑制作用大于對亞硝化細菌，大量施用銨態(tài)氮肥（特別是NH4HCO3），易造成NO2-積累2土壤磷素的存在形態(tài)？磷素的固定機制？影響磷素固定的因素，如何減少磷素的固定？形態(tài)：（一） 無機態(tài)磷1、水溶態(tài)磷土壤溶液中的磷H2PO4-、HPO42-、PO43-，其相對濃度（比例）隨溶液pH而變化。2、吸附態(tài)磷 土壤固相表面吸附的磷酸根離子，主要是配位體交換吸附（專性吸附）。酸性土中磷的專性吸附劑主要是鐵、鋁氧化物及其水合物。石灰性土壤的方解石（CaCO3）對磷的配位交換吸附亦為常見。3、礦物態(tài)磷 占土壤無機態(tài)磷的99%以上。石灰性土以

53、磷酸鈣鹽（Ca-P）為主，酸性土以磷酸鐵鹽（Fe-P）和磷酸鋁鹽（Al-P）為主。以及閉蓄態(tài)磷（O-P）(二)有機態(tài)磷 土壤有機磷含量變化大，一般占土壤表層全磷的2080%，隨土壤有機質含量增加而增加。一般需經(jīng)礦化為無機磷后才能被植物吸收利用。（1）植素類植酸與鈣、鎂等離子結合而成。一般占土壤有機磷總量的2030%。（2）核酸類含磷、氮的復雜有機化合物。多數(shù)報道占土壤有機磷總量的110%。（3）磷脂類醇、醚溶性的有機磷化合物，一般約占土壤有機磷總量的1%。容易分解礦化為磷酸。 固定機制：1、化學沉淀機制在酸性條件下，鐵離子與鋁離子同磷酸二氫根發(fā)生作用，生成化學沉淀，還有膠體中的專性吸附，形成含磷沉淀。在堿性條件下，鈣離子與磷酸根離子反應生成沉淀2、專性吸附含羥基集團的鐵、鋁、高嶺石等與磷酸根以及磷酸一氫根