《土壤學(xué)》復(fù)習(xí)大綱教學(xué)資料

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。土壤學(xué)復(fù)習(xí)大綱-土壤學(xué)復(fù)習(xí)大綱第一章：緒論土壤的定義：地球陸地表面能生長綠色植物的疏松層土地的概念：土地是指地球表面的陸地，內(nèi)陸水域，灘涂和島嶼，廣義的還包括海洋。是土壤，氣候，地貌，巖石，生物和水文因素構(gòu)成包括人類勞動在內(nèi)的自然綜合體。土壤肥力的概念：土壤為植物正常生長提供并協(xié)調(diào)營養(yǎng)物質(zhì)和環(huán)境條件的能力（是母質(zhì)向土壤演化過程中，在自然因素和人為因素共同作用下形成的）團(tuán)粒結(jié)構(gòu)是基礎(chǔ)自然肥力：土壤在自然因素的綜合作用下所發(fā)展起來的肥力，是成土作用的產(chǎn)物人為肥力：在耕作熟化過程中發(fā)展起來的，是人為因素作用下

2、產(chǎn)生的，是勞動的產(chǎn)物有效肥力：指在生產(chǎn)上表現(xiàn)出來的肥力。潛在肥力：指在生產(chǎn)上沒有直接表現(xiàn)出來的肥力土壤生產(chǎn)力：土壤肥力的各種性質(zhì)和土壤的自然、人為環(huán)境條件構(gòu)成了土壤生產(chǎn)力。（是由土壤本身的肥力屬性和發(fā)揮肥力作用的外界條件所決定的）第二章：土壤礦物質(zhì)礦物的概念：礦物是天然產(chǎn)生于地殼中具有一定化學(xué)組成、物理性質(zhì)和內(nèi)在結(jié)構(gòu)的物體，是組成巖石的基本單位。原生礦物：直接來源于母巖的礦物，其中巖漿巖是其主要來源，主要是硅酸鹽和鋁硅酸鹽礦物原生礦物對土壤肥力的貢獻(xiàn)：A.構(gòu)成了土壤的骨骼-土粒B.提供養(yǎng)分：有的礦物風(fēng)化產(chǎn)生大量的養(yǎng)分次生礦物：是在風(fēng)化成土過程中新形成的礦物，主要為粘粒，所以，也叫粘土礦物或粘粒

3、礦物，它們是成土過程和成土條件的反映-土壤分類的重要依據(jù)層狀硅酸鹽礦物的基本結(jié)構(gòu)單元：硅氧四面體鋁氧八面體粘粒礦物的同晶替代作用：粘粒礦物晶格中的組成離子被另一種大小相近而且電性符號相同的離子替代而晶格不變的現(xiàn)象（結(jié)果使土壤產(chǎn)生永久電荷）非硅酸鹽粘土礦物：主要是Fe、Mn、Al、Si的氧化物及其水合物-氧化物組礦物粘土礦物的分布：中國南方地區(qū)溫度高，風(fēng)化強(qiáng)烈，以高嶺石為主，其次為氧化鐵鋁礦物；北方氣候干旱，淋溶弱，粘土礦物以伊利石和蒙脫石為主。粘土礦物的形成：粘土礦物是一次生礦物，由母巖風(fēng)化產(chǎn)生。自然合成學(xué)說，由化學(xué)風(fēng)化產(chǎn)生的簡單風(fēng)化產(chǎn)物在一定的條件下重新組合沉淀而成。所以，粘土礦物反映了成土

4、環(huán)境第三章：土壤有機(jī)質(zhì)土壤有機(jī)質(zhì)：指存在于土壤中的所有含碳的有機(jī)物質(zhì)，它包括土壤中各種動、植物殘?bào)w，微生物體及其分解和合成的各種有機(jī)物質(zhì)。土壤有機(jī)質(zhì)的來源：動、植物殘?bào)w是土壤有機(jī)質(zhì)的基本來源。有機(jī)質(zhì)是土壤的重要組成：一方面它含有植物生長所需要的各種營養(yǎng)元素，是土壤微生物生命活動的能源，對土壤物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)都有著深刻的影響。土壤有機(jī)質(zhì)對重金屬、農(nóng)藥等各種有機(jī)、無機(jī)污染物的行為都有顯著的影響，而且土壤有機(jī)質(zhì)對全球碳平衡起著重要作用，被認(rèn)為是影響-全球“溫室效應(yīng)”，的主要因素。土壤腐殖質(zhì)：是除未分解和半分解動、植物殘?bào)w及微生物體以外的有機(jī)物質(zhì)的總稱。非腐殖物質(zhì)：為有特定物理化學(xué)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)已知

5、的有機(jī)質(zhì)化合物，一般占土壤腐殖質(zhì)的20-30%腐殖物質(zhì)：腐殖物質(zhì)是經(jīng)土壤微生物作用后，由多酚和多醌類物質(zhì)聚合而成的含芳香環(huán)結(jié)構(gòu)的、新形成的黃色至棕黑色的非晶形高分子有機(jī)化合物。它是土壤有機(jī)質(zhì)的主體，也是土壤有機(jī)質(zhì)中最難降解的組分，一般占土壤有機(jī)質(zhì)的60-80有機(jī)質(zhì)的礦化過程：有機(jī)化合物進(jìn)入土壤后，一方面在微生物酶的作用下發(fā)生氧化反應(yīng)，徹底分解而最終釋放出二氧化碳、水和能量，所含氮、磷、硫等營養(yǎng)元素在一系列特定反應(yīng)后，釋放成為植物可利用的礦質(zhì)養(yǎng)料腐殖化過程：各種有機(jī)化合物通過微生物的合成或在原植物組織中的聚合轉(zhuǎn)變?yōu)榻M成和結(jié)構(gòu)比原來有機(jī)化合物更為復(fù)雜的新的有機(jī)化合物二氧化碳的釋放速率通常是衡量土壤

6、有機(jī)質(zhì)分解率和微生物活性的重要指標(biāo)；因?yàn)闊o論是在好氧條件還是在嫌氧條件下，有機(jī)物質(zhì)降解的終端產(chǎn)物主要是二氧化碳。影響土壤有機(jī)質(zhì)分解和轉(zhuǎn)化的因素：溫度，土壤水分，通氣狀況，植物殘?bào)w的特性（有機(jī)物質(zhì)組成的碳氮比(C/N)對其分解速度影響很大）土壤特性（有機(jī)質(zhì)含量與土壤粘粒含量呈正關(guān)系，腐殖質(zhì)與粘粒膠體結(jié)合形成的粘粒一腐殖質(zhì)復(fù)合體，可防止有機(jī)質(zhì)遭受分解，免受微生物的破壞。土壤PH也影響有機(jī)質(zhì)的分解）；土壤有機(jī)質(zhì)的分解和轉(zhuǎn)化也受土壤干濕交替作用的影響。干濕交替作用使土壤呼吸強(qiáng)度在很短時間內(nèi)大幅度地提高，并使其在幾天內(nèi)保持穩(wěn)定的土壤呼吸強(qiáng)度，從而增加土壤有機(jī)質(zhì)的礦化作用。另一方面干濕交替作用會引起土壤膠

7、體，尤其是蒙脫石、蛭石等粘土礦物的收縮和膨脹作用，使土壤團(tuán)聚體崩潰，其結(jié)果一是使原先不能被分解的有機(jī)物質(zhì)因團(tuán)聚體的分散而能被微生物分解；使干燥引起部分土壤微生物死亡。腐殖物質(zhì)是一類組成和結(jié)構(gòu)都很復(fù)雜的天然高分子聚合物，其主體是各種腐殖酸及其與金屬離子相結(jié)合的鹽類，它與土壤礦物質(zhì)部分密切結(jié)合形成有機(jī)無機(jī)復(fù)合體，因而難溶于水不溶于酸堿：胡敏素不溶于酸，只溶于堿：胡敏酸溶于酸堿：富啡酸土壤有機(jī)質(zhì)的作用：1、提供植物需要的養(yǎng)分2、改善土壤肥力特性（有機(jī)質(zhì)通過影響土壤物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)而改善土壤肥力特性）有機(jī)質(zhì)在生態(tài)環(huán)境上的作用3、有機(jī)質(zhì)與重金屬離子的作用（土壤腐殖物質(zhì)含有多種功能基，這些功能基對重

8、金屬離子有較強(qiáng)絡(luò)合和富集能力。土壤有機(jī)質(zhì)與重金屬離子的絡(luò)合作用對土壤和水體中重金屬離子的固定和遷移有極其重要的影響。）4、有機(jī)質(zhì)對農(nóng)藥等有機(jī)污染物的固定作用5、土壤有機(jī)質(zhì)對全球碳平衡的影響腐殖化系數(shù)：是單位重量的有機(jī)物質(zhì)碳在土壤中分解一年后的殘留碳量第四章：土壤質(zhì)地結(jié)構(gòu)土壤密度：單位容積固體土粒(不包括粒間孔隙的容積)的質(zhì)量土壤容重：田間自然壘結(jié)狀態(tài)下單位容積土體(包括土粒和孔隙)的質(zhì)量或重量土壤三相組成：固相率、液相率和氣相率土壤孔隙度：全部孔隙容積與土體容積的百分率；孔隙度=1-容重/密度=液相率+氣相率土壤粒級：按土粒的大小，分為若干組；重要分界點(diǎn)，0.1mm毛管孔隙/傳導(dǎo)孔隙0.10.

9、03mm貯藏孔隙M2+M+；對化合價相同的陽離子而言，吸附強(qiáng)度主要決定于離子的水合半徑。一般情況下，離子的水合半徑越小，離子的吸附強(qiáng)度越大。陽離子交換作用：在土壤中，被膠體靜電吸附的陽離子，被溶液中另一種陽離子交換而從膠體表面解吸；對這種能相互交換的陽離子叫做交換性陽離子。陽離子交換作用的主要特點(diǎn)：1陽離子交換是一種可逆反應(yīng)2陽離子交換遵循等價離子交換的原則3陽離子交換符合質(zhì)量作用定律高價陽離子的交換能力大于低價離子。就同價離子而言，水化半徑較小的陽離子的交換能力較強(qiáng)（氫離子是一個例外，H+的半徑較小，水化程度也極弱。由于它的運(yùn)動速度快，其交換能力也很強(qiáng)）/陽離子交換量(CEC)：指土壤所能吸

10、附交換的陽離子的容量，用每千克土壤的一價離子的厘摩數(shù)表示即土壤陽離子交換量的影響因素：膠體類型腐殖質(zhì)和2：1型粘土礦物較多的大；高嶺石和氧化物多的少土壤質(zhì)地粘粒多，大土壤ph一般的說，隨著土壤pH的升高，土壤可變負(fù)電荷增加，土壤陽離子交換變大致酸離子，如H+、Al3+離子鹽基離子，如K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+離子當(dāng)土壤膠體上吸附的陽離子全部是鹽基離子時，土壤呈鹽基飽和狀態(tài)，稱之為鹽基飽和的土壤。當(dāng)土壤膠體吸附的陽離子僅部分為鹽基離子，而其余部分則為致酸離子時，該土壤呈鹽基不飽和狀態(tài)，稱之為鹽基不飽和土壤。鹽基飽和的土壤具有中性或堿性反應(yīng)，而鹽基不飽和的土壤則呈酸性反應(yīng)。鹽基飽和

11、度()=交換性鹽基cmol(+)/kg/陽離子交換量cmol(+)/kgx100離子的互補(bǔ)效應(yīng)：膠體表面并存的交換性陽離子之間的互相影響；某離子的互補(bǔ)離子被土壤膠體的吸附力越強(qiáng)，該離子的有效度越高。交換性陽離子有效度影響因素：離子飽和度（越高有效性越高）；互補(bǔ)離子效應(yīng)（競爭吸附）；粘土礦物類型：不同類型的粘土礦物具有不同的晶體構(gòu)造特點(diǎn)，因而吸附陽離子的牢固程度也不同。在一定的鹽基飽和度圍，蒙脫石類礦物吸附的陽離子一般位于晶層之間，吸附比較牢固，因而有效性較低。而高嶺石類礦物吸附的陽離子通常位于晶格的外表面，吸附力較弱，因此有效性較高。陽離子的專性吸附:IB、IIB族，許多過渡金屬其原子核的電荷

12、數(shù)較多，離子半徑較小，因而其極化能力和變形能力較強(qiáng)，一般都能與配體形成內(nèi)絡(luò)合物，穩(wěn)定性增加；由于過渡金屬的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，離子在向吸附劑表面靠近時所需克服的能障降低，從而產(chǎn)生不可逆的吸附作用。（產(chǎn)生陽離子專性吸附的土壤膠體物質(zhì)主要是鐵、鋁、錳等的氧化物及其水合物）被土壤膠體專性吸附的金屬離子均為非交換態(tài)，不能參與一般的陽離子交換反應(yīng)，只能被親和力更強(qiáng)的金屬離子置換或部分置換，或在酸性條件下解吸專性吸附意義：1.重金屬污染物被土壤膠體專性吸附所固定，對水體中的重金屬污染起到一定的凈化作用，并對這些金屬離子從土壤溶液向植物體內(nèi)遷移和累積起一定的緩沖和調(diào)節(jié)作用2.氧化物及其水合物對重金屬離子的專性吸附，起

13、著控制土壤溶液中金屬離子濃度的重要作用，因此，專性吸附在調(diào)控金屬元素的生物有效性和生物毒性方面起著重要作用3.土壤和沉積物中的錳、鐵、鋁、硅等氧化物及其水合物，對多種微量重金屬離子起富集作用。陰離子的靜電吸附：土壤對陰離子的靜電吸附是由于土壤膠體表面帶有正電荷引起的。陰離子的負(fù)吸附：大多數(shù)土壤在一般情況下主要帶負(fù)電荷，因此會造成對同號電荷的陰離子的排斥；陰離子的負(fù)吸附是指電解質(zhì)溶液加入土壤后陰離子濃度相對增大的現(xiàn)象。陰離子專性吸附：陰離子專性吸附是指陰離子進(jìn)入粘土礦物或氧化物表面的金屬原子的配位殼中，與配位殼中的羥基或水合基重新配位，并直接通過共價鍵或配位鍵結(jié)合在固體的表面。這種吸附發(fā)生在膠體

14、雙電層的內(nèi)層，也稱為配位體交換吸附。（專性吸附的陰離子不僅可以在帶正電荷的表面發(fā)生吸附，也可在帶負(fù)電荷或零電荷的表面被吸附、吸附的結(jié)果使表面正電荷減少負(fù)電荷增加，體系的pH上升）第九章：土壤酸堿性和氧化還原反應(yīng)土壤酸化過程：土壤中的鹽基離子被淋失，氫鋁離子積累；土壤酸性的形成：1、水的解離2、碳酸解離3、有機(jī)酸的解離4、酸雨5、其它無機(jī)酸6、土壤中鋁的活化土壤中鋁的活化：當(dāng)交換氫達(dá)到一定限度時，膠體的結(jié)構(gòu)破壞，晶格中的鋁離子成為活性離子，水解產(chǎn)生氫離子?；钚运幔和寥廊芤褐械腍+反映出來的酸度，能參與土壤中的各種化學(xué)反應(yīng)。占總酸的小部分。潛性酸：吸附在土壤膠體表面的交換性H+和Al3+離子。占總

15、酸的大部分。土壤中的堿性物質(zhì)主要是Ca、Mg、Na的碳酸鹽和重碳酸鹽以及交換性Na，它們通過水解反應(yīng)產(chǎn)生OH-。土壤堿性的形成：(1)碳酸鈣水解CaCO3+H2O=Ca2+HCO3-+OH-CO2+H2O=HCO3-+H+石灰性土壤的pH主要受土壤空氣中CO2分壓控制，CO2濃度愈高，pH愈低，這種由石灰性物質(zhì)引起的弱堿性反應(yīng)叫石灰反應(yīng)，這種土壤叫石灰性土壤。(2)碳酸鈉的水解(3)交換性鈉的水解測定土壤潛性酸時，由于提取劑的不同，可分為交換性酸度和水解性酸度，它們是土壤酸度的數(shù)量指標(biāo)：石灰位：將氫離子數(shù)量與鈣離子數(shù)量聯(lián)系起來數(shù)學(xué)式：pH-0.5pCa交換性酸度：用中性鹽提取的酸度，常用1mo

16、l/LKCL提取；水解性酸：用弱酸強(qiáng)堿鹽提取的；如醋酸鈉。水解性酸交換性酸總堿度：土壤溶液中碳酸根和重碳酸根的總量：總堿度=CO32-+HCO3-cmol/L堿化度(ESP)：土壤膠體吸附的交換性鈉占陽離子交換量的百分率；堿化度(%)=交換性鈉/陽離子交換量100影響土壤酸度的因素：1.鹽基飽和度正比2.土壤空氣中CO2分壓（石灰性土壤）正比3.土壤含水量（水土比）正比4土壤氧化還原條件：酸性或堿性土壤淹水后均趨于中性1.還原性碳酸鐵錳堿性2.硫酸被還原為硫化物氧化還原體系：無機(jī)：氧體系、鐵體系、錳體系、氮體系、硫體系、氫體系等主要的氧化劑是大氣中的氧，主要還原性物質(zhì)是有機(jī)質(zhì)。特點(diǎn)：無機(jī)體系和

17、有機(jī)體系雖屬化學(xué)反應(yīng)，但是很大程度上是由生物參與土壤是一個不均勻相體。即使同一塊田不同點(diǎn)位置都有一定的變異土壤中氧化還原平衡經(jīng)常變動，不同時間空間不同耕作管理措施等都會改變Eh值。時空變異氧化還原電位(Eh)：由于溶液中氧化態(tài)物質(zhì)和還原態(tài)物質(zhì)的濃度關(guān)系變化而產(chǎn)生的電位（V或mV）電子活度負(fù)對數(shù)(pe)：氧化體系中pe值是正值，氧化性越強(qiáng)，則pe值越大還原體系中pe值是負(fù)值，還原性越強(qiáng)，則pe的負(fù)值也越大Eh與PH關(guān)系：Eh隨PH的增加而降低，所以堿性溶液里氧化還原反應(yīng)更容易進(jìn)行影響土壤氧化還原的因素:土壤通氣性微生物活動易分解有機(jī)質(zhì)的含量植物根系的代謝作用土壤pH土壤緩沖性：土壤抵抗酸堿物質(zhì)，

18、減緩pH變化的能力廣義上土壤是一個巨大的緩沖體系，包括對氧化還原、污染物質(zhì)、養(yǎng)分等。指抗衡外界環(huán)境變化的能力。緩沖作用:1土壤溶液的緩沖作用：弱酸及弱酸鹽、弱堿及弱堿鹽共存時都具有緩沖作用。2土壤膠體的緩沖作用：陽離子交換作用，土壤緩沖性的大小取決與CEC的大小，CEC愈大，緩沖性愈大3酸性土壤中的活性鋁和交換性鋁對堿的緩沖作用：PH5.0)：為游離CaC03與交換性鹽基緩沖控制帶第二段(pH4.0-5.0，以至于pH3.0)：為交換性鹽基緩沖帶第三段(pH4.0)：主要為活性鋁緩沖控制帶酸性沉降與土壤中鋁的活化和溶出：土壤中含鋁礦物以三水鋁石Al(OH)3和一水軟鋁石AlOOH為主，pH較低

19、(44.5)的酸化環(huán)境下鋁可被活化、溶出，可水解成一系列單體和多聚體的羥基鋁，其中以Al(OH)+和A1(OH)2+對生物的毒性較大。酸雨對土壤的酸化導(dǎo)致鋁的活化和釋放。當(dāng)酸性溶液pH4.5時，土壤鋁溶出量開始增加，當(dāng)pH拜來石伊利石蒙脫石土壤質(zhì)地黏者強(qiáng)水分干濕交替酸度聚合鋁離子，酸性固弱鉀的釋放：土壤中的緩效鉀（非交換性鉀）轉(zhuǎn)化為速效鉀（交換性鉀）的過程。數(shù)量強(qiáng)度，干燥灼燒冰凍微量元素：在土壤和植物中,通常把元素含量低于nx10-3%，最多不超過0.01%的元素。來源母質(zhì)大氣沉降污泥、固廢、礦區(qū)污染、污水化肥、農(nóng)藥有機(jī)肥輸出：植物吸收和帶走淋失侵蝕有效性影響因素：pH：礦物的溶解度膠體表面的

20、電性有機(jī)和無機(jī)配位體Eh：Fe、Mn、Cu有機(jī)質(zhì)：絡(luò)合物土壤質(zhì)地土壤力學(xué)性質(zhì)和耕作土壤耕作是土壤管理的主要技術(shù)措施之一，它與灌溉排水技術(shù)、施肥技術(shù)、間套輪作技術(shù)等，共同構(gòu)成土壤管理技術(shù)體系耕作是在作物種植以前，或在作物生長期間，為了改善植物生長條件而對土壤進(jìn)行的機(jī)械加工傳統(tǒng)的耕作通常分兩步進(jìn)行，首先用犁具將土壤翻轉(zhuǎn)，然后將翻轉(zhuǎn)的土塊破碎，以形成松散而平整的土層。耕作目的：改良土壤結(jié)構(gòu)把作物殘茬和有機(jī)肥料掩埋并摻和到土壤中去控制雜草或其它不需要的植株紅壤：土壤形成過程以脫硅富鋁過程和生物富集作用為主，發(fā)育成紅色，鐵鋁聚集，酸性，鹽基高度不飽和的土壤。廣泛分于我國的亞熱帶與熱帶，是我國熱帶與亞熱帶

21、的稻、棉及經(jīng)濟(jì)作物、水果等重要產(chǎn)區(qū)由于其生物氣候的特殊性，即高溫與高濕的氣候條件，使母巖進(jìn)行徹底的地球化學(xué)風(fēng)化，在土壤形成中即進(jìn)行脫硅富鋁化過程。首先是原生礦物的強(qiáng)烈水解，形成一些簡單的化合物。第二階段：由于水解風(fēng)化中形成較大量的堿金屬與堿土金屬，使風(fēng)化溶液呈中性至微堿性，因而形成堿性的所謂硅酸淋溶。第三階段，由于風(fēng)化鹽基的進(jìn)一步淋溶而使土體上部酸化，因而使鐵、鋁膠體開始活動，在干濕交替的氣候條件下，一方面是鐵的氧化物膠體蒙覆于粘粒表面，在土壤干旱期變?yōu)獒樿F礦與赤鐵礦，使土壤顆粒變紅，即所謂紅化過程；另一方面是粘土礦物的進(jìn)一步破壞，形成高嶺石，以至三水鋁石，這就是富鋁化過程的最后階段。特點(diǎn)：化

22、學(xué)風(fēng)化過程強(qiáng)烈。剖面深厚土壤肥力低4由于高溫、多濕，鐵的氧化物在土體中表現(xiàn)突出的顏色，如赤鐵礦、褐鐵礦等水化度低，為紅色；針鐵礦水化度高，為黃色等。網(wǎng)紋層成因隨地下水升降氧化還原交替使鐵質(zhì)氧化物的還原和氧化而凝聚淀積而成;水分流動:在紅色土層內(nèi)，水分沿裂隙流動使鐵、錳還原流失形成紅、橙、灰白色條紋斑塊而成；生物作用:生物呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳,有機(jī)酸使鐵錳溶解；地質(zhì)時期濕熱氣候條件下形成,不均勻風(fēng)化作用、不同巖石碎塊形成不同顏色。人為土：人為影響明顯的人工土壤。是在原來自然土壤（母土）的基礎(chǔ)上，經(jīng)過人為長期熟化，如種稻的水耕熟化、灌淤熟化與園藝旱耕熟化等方式，或者改變了原來母土的性質(zhì)，或是在原母土的表層之上又重新淤墊了新的熟化土層，所以統(tǒng)稱之為人為土。第一，具有一定深厚的熟化土層，熟化土層的標(biāo)志是具有適量的土壤活性腐殖質(zhì)、良好的水穩(wěn)性團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，近于中性的pH值和高量的（如80100mg/kg）有效磷，以及一個良好的微生物區(qū)系。第二，土壤具有較高的緩沖能力，即具有有關(guān)土壤的水、肥、氣、熱的良好的綜合調(diào)節(jié)能力，使作物根系具有一個比較穩(wěn)定的良好的土域生態(tài)環(huán)境。水稻土相當(dāng)于水耕