土壤學學習復習資料

土壤肥料學通論課程設置1分土壤學和肥料學兩部分2理論課（18學時）+實驗課（9學時）3考核方法：閉卷考試平時成績（30%）+考試成績（70%）土壤學部分第一章緒論一土壤的用途作物生產的基地，氣體的生產者和吸收者，植物生長的介質，建筑、藝術、醫(yī)藥等行業(yè)的原料，水和廢棄物的過濾器，生物的家園（植物、動物等），地質學、氣候學、生物學以及人類歷史的快照，廢棄物的處理場所，土壤的形成過程土壤的形成是漸進的、緩慢的過程，任何一個環(huán)節(jié)受到影響都會波及到土壤的形成，因此，土壤是一個脆弱的，可耗竭的資源。面臨的挑戰(zhàn)！有限的土壤資源，緩慢的再生過程，土壤資源的破壞自然因素：水蝕、風蝕、鹽漬化人為因素：礦山無序開墾,垃圾隨意丟棄,農藥等化學品的不合理生產使用,耕地的非農業(yè)占用以上種種自然或人為的因素，都會影響和改變土壤的性質，導致土壤生產力、環(huán)境調控潛力和可持續(xù)發(fā)展能力下降甚至完全喪失。具體表現為土壤數量減少和質量降低。其中人為因素是加劇土壤退化的根本原因。短暫不合理的使用，有可能會嚴重破壞經歷幾個世紀才形成的土壤。因此，面對有限的，不可再生，與人類生活息息相關而又脆弱的土壤系統，如何合理開發(fā)利用和保護是全人類的一項迫切而又長遠的歷史任務。二土壤和肥料的概念土壤（Soil）陸地表面——所處的位置，礦物質、有機物質、水、空氣和生物——組成部分，具有肥力，能生長植物——基本性質，未固結層——物理狀態(tài)（有別于巖石），土壤具有的獨特性土壤剖面的垂直分層特性，土壤的物理特性，土壤的化學特性，土壤的生物特性，土壤的肥力特性土壤剖面的垂直分層特性O層有機殘落物層枯枝落葉有機物殘體厚度<10cmA層淋溶層較強度風化，富含有機質，顏色深暗厚度可達25cmB層淀積層中度風化，顏色較淺厚度約30-100cmC層母質層若度風化深度在1m以下R層基巖未受風化影響土壤的物理特性孔性、結構性、耕性土壤的化學特性土壤膠體，土壤吸附性能，土壤酸堿性，土壤緩沖性……土壤的生物學特性土壤的肥力特性土壤肥力（Soilfertility）在植物生活的全過程中，土壤具有能供應與協調植物正常生長發(fā)育所需的水分、養(yǎng)分、空氣和熱量的能力。狹義：土壤供給植物必需養(yǎng)分的能力。根據肥力產生的原因，可以將土壤肥力分為自然肥力和人為肥力。自然肥力（Naturalfertility）：由自然因素形成的土壤所具有的肥力，也就是土壤在自然因素綜合作用下發(fā)生和發(fā)展起來的肥力。人為肥力（Anthropogenicfertility）：由耕作、施肥、灌排、改土等人為因素作用形成的土壤肥力。它是在自然土壤經過開墾耕種以后，在人類生產活動影響下創(chuàng)造出來的。根據肥力的不同表現形式，可以將土壤肥力分為土壤有效肥力和潛在肥力。土壤有效肥力（Effectivefertility）在一定農業(yè)技術措施下反映土壤生產能力的那部分肥力。潛在肥力（Potentialfertility）受環(huán)境條件和科技水平限制暫不能被植物利用的那部分肥力。土壤潛在肥力在一定條件下可以轉化為有效肥力。土壤生產力（Soilproductivity）是指土壤產出農產品的能力。它不僅受到土壤肥力的影響，而且環(huán)境條件和植物本身因素都會影響土壤生產力。肥料（Fertilizer）能夠直接供給植物生長的必需的營養(yǎng)元素的物料。有機肥料（Organicfertilizer）化學肥料（Chemicalfertilizer）三土壤和肥料學發(fā)展狀況世界近代土壤肥料科學發(fā)展概況（一）農業(yè)化學派：以德國農業(yè)化學家李比希（J.V.Liebig）為代表。提出“植物礦質營養(yǎng)學說”（二）農業(yè)地質學派：以德國地質學家法魯（Fallou）為代表。提出“土壤礦質淋溶學說”（三）土壤發(fā)生學派：以俄國土壤學家道庫恰耶夫（Dokuchaev）為代表。認為自然土壤的發(fā)生是以生物因素為主導的生物、母質、氣候、地形和時間五種自然因素相互作用的產物。四土壤肥料在農業(yè)可持續(xù)發(fā)展中的地位與作用1、農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的可能性2、我國農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的迫切性農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要基礎——土壤肥力我國耕地資源中尚有60%的中低產田，具有很大的土壤肥力提高空間。同時隨之農業(yè)生產水平及復種指數的提高，耕地質量包括土壤肥力出現下降。土壤肥力最重要的物質基礎——土壤養(yǎng)分（肥料是其主要來源）我國中低產田普遍存在養(yǎng)分貧瘠的現象。我國肥料的投放存在不合理性，增產潛力還是很大的。投放品種不協調，未重視化肥投入后續(xù)可能污染問題，肥料宏觀分配不合理，肥料生產、銷售、供應存在不穩(wěn)定性。目前我國在可持續(xù)農業(yè)發(fā)展中對于土壤肥料學的主要研究領域：①土壤肥力的研究；②提高肥料利用率的研究；③高產作物營養(yǎng)特性與高效施肥綜合配套技術的研究；④植物營養(yǎng)基因型差異研究；⑤植物根際微生態(tài)學研究；⑥植物養(yǎng)分和水分交互作用研究；⑦設施農業(yè)條件下的植物營養(yǎng)特性的研究。土壤肥料工作面臨的主要任務主要有：1)與環(huán)境生態(tài)相結合，繼續(xù)進行基礎理論研究，2)進行土壤普查和土壤普查成果應用3)重點搞好中、低產田的利用改良4)采取有力措施堅決制止濫占耕地5)防止土壤侵蝕保持生態(tài)平衡6)合理施肥，增辟肥源，調整氮、磷、鉀比例重點掌握1土壤、肥料、土壤肥力的概念2土壤肥力的四因素、土壤的基本物質組成3李比希的植物礦質營養(yǎng)學說以德國化學家李比希(J.V.Liebig，1803-1873)為代表的農業(yè)化學派，提出了“植物礦質營養(yǎng)學說”，認為植物的營養(yǎng)主要依賴于土壤的礦質成分以及有機質分解后產生的礦物質，只有不斷地向土壤歸還和供給礦質養(yǎng)分，才能維持土壤肥力。然而，李比希的學說片面地認為土壤是單純的養(yǎng)分貯藏庫，礦質養(yǎng)分是土壤肥力的唯一因素，只要施用礦質肥料把植物吸收的礦質養(yǎng)分歸還土壤，就能保持土壤肥力，從根本上拋棄了有機肥的施用及各種生物因素在提高土壤肥力方面的重要作用。復習土壤的概念，土壤的基本物質組成，土壤肥力

第二章土壤的基本物質組成1土壤礦物質與巖石的風化

1.1土壤的基本物質組成三相：固相、液相、氣相典型的菜園土空氣25％水分25％礦物質45％有機質5％土壤的形成：1.1.1形成土壤的主要礦物類群礦物：自然產生于地殼中的具有一定化學成分、物理性質和內部構造的單質或化合物，是組成巖石的基本單位。自然界礦物有三千多種，主要的造巖礦物只有幾十種，且主要是硅酸鹽類（即硅的含氧鹽）礦物（占地殼重量的80%）。土壤礦物幾乎包括地殼中所有元素，其中O、Si、Al、Fe、Ca、Mg、Na、K、Ti、C等10種元素占土壤礦物質總質量的99%以上。并以O、Si、Al、Fe四種元素含量最多。按照成因可將礦物分為原生礦物和次生礦物兩類。原生礦物(primarymineral)：在風化過程中沒有改變化學組成而遺留在土壤中的一類礦物。這部分礦物僅經物理機械作用、破碎變小，保留在土壤中。次生礦物(secondarymineral)：原生礦物風化和成土過程中經化學變化，或由分解產物重新結合而成的礦物。次生礦物是土壤物質中最細小的部分（粒徑＜0.001毫米），具膠體的性質，所以又常稱之為粘土礦物或粘粒礦物。原生礦物硅酸鹽類：橄欖石、輝石、角閃石、云母、長石；氧化物類：石英，赤鐵礦；硫化物：黃鐵礦，白鐵礦；磷酸巖類：磷灰石。次生礦物簡單鹽類：方解石（CaCO3）、白云石CaMg(CO3)2次生氧化物類：氧化鐵、氧化鋁、氧化硅、氧化錳；次生鋁硅酸鹽類：伊利石、高嶺石、蒙脫石、水云母。1.1.2形成土壤的主要巖石類型巖石：一種或數種礦物的集合體。巖石按照成因分為：巖漿巖、變質巖、沉積巖巖漿巖：由巖漿冷凝而成，無層次和化石。分為：侵入巖：巖漿侵入地殼冷凝（花崗巖、正長巖等）噴出巖：巖漿噴出地面冷凝（玄武巖）巖漿巖按照酸堿度分超堿性巖、堿性巖、中性巖、酸性巖沉積巖：在地表常溫常壓下，先生成的巖石經過風化、搬運、沉積、重新固積而成或由生物遺體堆積而成的巖石。有層次性，常含有生物化石。

變質巖：高溫高壓下巖石中的礦物發(fā)生重新結晶或結晶定向排列而形成的巖石。它的特點是致密堅硬，不易風化，呈片狀組織。 片麻巖（多由花崗巖變質而成）石英巖（一般由石英砂巖變質而成）大理巖（一般由石灰?guī)r重新結晶而成）片巖（大多由基性巖和超基性巖變質而成）千枚巖（頁巖、長石砂巖和酸性噴出巖變質而成）

巖石圈三大巖類的物質循環(huán)不同巖石礦物對土壤的性質的影響：1.土壤質地的影響石英含量多，質地粗，通透性好，保水肥差（花崗巖、石英巖）；含黑云母，角閃石、輝石、橄欖石等易風化的深色礦物多的，可形成較多粘粒，通透性差，保水肥力強（玄武巖、頁巖）。2.土壤養(yǎng)分的影響K（正長石、云母）；P（磷灰石）；Ca、Mg、Fe（褐鐵礦、橄欖石、角閃石等）；土壤養(yǎng)分匱乏（石英較多）3.土壤pH的影響花崗巖：偏酸性石灰?guī)r：偏堿性1.1.3巖石的風化作用風化(weathering)：巖石、礦物在外界因素和內部因素的共同作用下，逐漸發(fā)生崩解和分解的過程。按照其作用因素和風化的特點可以分為物理風化、化學風化、生物風化三種類型。物理風化(physicalweathering)：外力作用使巖石、礦物發(fā)生崩解破碎，但不改變其化學成分和結構的過程。外力作用包括有：溫度作用<不均勻配置>；結冰作用（冰劈作用）<不均勻收縮>；流水的沖刷；大風的磨蝕化學風化(chemicalweathering)：巖石、礦物在水、二氧化碳等因素作用下，發(fā)生化學變化而產生新物質的過程。風化過程包括：溶解作用，水化作用，水解作用，碳酸化作用，氧化作用。水的溶解作用：水是一種天然的溶劑，經過水的溶解作用，巖石中的易溶物質隨水流失，難熔物質殘留于原地。水化作用：指水與某些不含水的礦物相化合，改變了原來礦物的分子結構，形成新的礦物。CaSO4+2H2O←→CaSO4?2H2O體積擴大60%→物理破壞作用溶解度增加→被水溶解流失最終加速風化水解作用：指礦物與水發(fā)生反應而分解。水中存在游離的H+和OH-離子，能使某些弱酸強堿或強酸弱堿的鹽類礦物在水中出現離解，其離子與水中的H+及OH-結合，產生新的礦物，礦物和巖石遭到新的破壞。碳酸化作用：當水中溶有CO2時，與水結合形成碳酸，碳酸根（CO32-和HCO3-）易與礦物中的陽離子（K、Na、Ca等）化合成易溶于水的碳酸鹽，從而使礦物分解，并增強了水溶液的溶解力，這種化學作用稱碳酸化作用。氧化作用：是空氣和水中的游離氧使地表及其附近的礦物氧化，改變其化學成分，并形成新的礦物。生物風化(biologicalweathering)：巖石礦物在生物及其分泌物或有機質分解產物的作用下，進行的機械破碎和化學分解的過程。（1）生物物理風化作用根劈作用——樹根對巖石的劈裂作用穴居動物破壞作用——打洞（2）生物化學風化作用生物的新陳代謝作用、分泌酸性物質生物遺體腐爛形成腐殖質母質的類型及分布規(guī)律：巖石風化成土母質搬運動力沉積特點就地堆積殘積物重力、洪水堆積于山坡中、下部坡積物山洪山前平原沉積洪積物水流中下游兩岸與入海口沉積沖積物水流湖面靜水沉積湖積物水流海相沉積海積物風風搬運堆積風積物冰川搬運沉積冰磧物1.2土壤的機械組成土壤顆粒組成（又稱土壤機械組成）：土壤中不同粒徑礦質顆粒的組合比例，一般以各粒級所占百分比表示。土壤粒級：土粒大小的等級。一般將土粒分為石礫(gravel)、砂粒(sand)、粉砂粒(silt)和粘粒(clay)四級。各粒級土粒的礦物組成和化學組成:（加標記）1.3土壤的質地土壤質地(soiltexture)：土壤中各粒級土粒含量(質量)百分率的組合，及其所表現的粘砂性質。土壤質地分類：根據土壤中各粒級含量的百分率進行的土壤分類。土壤質地與肥力的關系砂土類：（1）水：粒間孔隙大，毛管作用弱，通氣透水性強而保水性弱，內部排水通暢，易干不易澇（2）氣:：大孔隙多，通氣性好，不易積聚還原性有害物質，有機質分解快，易釋放有效養(yǎng)分（3）熱:：含水量低，熱容量較小，易增溫也易降溫，為熱性土，有利于早春作物播種（4）肥:：礦物成分主要是石英，含養(yǎng)分少，要多施有機肥料；保肥性差，施肥后因灌水降雨而易淋失；肥效快，肥勁猛，但不持久，易造成作物后期脫肥早衰（5）耕性:：松散易耕，缺少有機質,砂土泡水后易沉淀、板結、閉氣。粘土類：（1）水：粒間孔隙小，多為極細毛管孔隙和無效孔隙，毛管細而曲折，透水性差，內部排水慢，易產生地表徑流,保水抗旱力強，易澇不易旱（2）氣:：小孔隙多，通氣性差，容易累積還原性物質；有機質分解慢，不易釋放有效養(yǎng)分（3）熱:：含水量多、熱容量較大，升溫慢降溫也慢；稱冷性土，對早春作物播種不利（4）肥:：粘土一般礦質養(yǎng)分較豐富，特別是鉀、鈣、鎂等含量較多，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（5）耕性:：粘土干時緊實堅硬，濕時泥爛，耕作費力，宜耕期短壤土類：（1）水，氣：既有一定數量的大孔隙，又有相當多的毛管孔隙，通氣透水性良好（2）熱，肥：含水量適宜，具有一定的保水保肥性能，土溫穩(wěn)定（3）耕性：粘性不大，耕性較好，宜耕期較長，適宜各種作物的種植土壤質地的層次性：土壤質地的層次性表現為上砂下粘、上粘下砂或砂粘相間。產生原因包括人為因素（耕作）和自然因素（包括沖積性母質發(fā)育的土壤、水分在剖面中的淋洗作用）上砂下粘：膠泥底、上浸地，托水又托肥；上粘下砂：砂礫底、菜藍地，漏水又漏肥。上部為輕壤質，下層為中壤～重壤，這種土壤既有利于種子出苗，又利于苗期根系下扎吸水吸肥，對土壤水、肥、氣、熱狀況具有較強的調節(jié)能力,有利于植物生長。這種土稱為“蒙金土”。不同質地土壤的利用：（1）土壤質地和作物生長的關系：各種作物所需的最適宜的作物生長環(huán)境不同。對土壤環(huán)境要求：水、氣、溫度、肥（供肥、保肥能力）、扎根難易等砂土：宜種植生長期短根莖類作物，耐旱耐瘠作物；粘土：需肥較多，生長期長的作物（2）土壤質地的改良措施：a.增施有機肥料;有機質的粘結力比砂粒強，比粘粒弱，b.摻砂摻粘、客土調劑；泥入砂，砂摻泥，以改良質地，改善耕性c.翻淤壓砂、翻砂壓淤；下層砂土或粘淤土翻到表層使砂粘混合，改良土性d.引洪放淤、引洪漫沙；利用洪水中泥沙改良土質e.根據不同質地采用不同的耕作管理措施。砂土：深播種，多次少量施肥，粘土：深溝，精耕，適量施肥思考題1.名詞解釋：礦物（原生礦物、次生礦物）巖石（巖漿巖、沉積巖、變質巖）土壤粒級、土壤顆粒組成、土壤質地2.簡答題：1)土壤質地與土壤肥力的關系2)土壤質地的改良措施復習礦物，巖石，土壤質地，土壤質地與土壤肥力的關系，土壤質地的改良措施。2土壤生物與土壤有機質2.1土壤生物土壤生物：生活在土壤中的微生物、動物和植物等的總稱。棲居在土壤中的活的有機體。土壤微生物：細菌，真菌，放線菌，藻類，原生動物。土壤動物：環(huán)節(jié)動物（蚯蚓、線蚓），節(jié)肢動物（螞蟻、螨類），線性動物（線蟲），軟體動物（蝸牛），脊椎動物（鼠）。土壤微生物：（1）細菌：占土壤微生物總數量70%-90%。主要為異養(yǎng)型，少數自養(yǎng)型。異養(yǎng)型細菌→土壤有機質的分解和腐殖質的形成自養(yǎng)型細菌→轉化著礦質養(yǎng)分的存在狀態(tài)細菌形體微小，通常以微米為測量單位。一般球菌的直徑約lμm，中等大小的桿菌長2～3μm，寬0.3～0.5μm，但由于數量多，所以單位體積中，活細胞的重量（生物量）也高。據估計，土壤中細菌的生物量，若以每畝半尺深耕作層的土壤重30萬斤計，則每畝土壤的這一深度內細菌的活重為180～460斤。以土壤有機質含量為3％計算，則所含細菌的干重約為土壤有機質的1％左右，而占土壤重量的萬分之三左右。由于它們個體小，數量大，與土壤接觸的表面積特別大，成為土壤中最大的生命活動面，也是最活躍的生活因素，時刻不停地進行著與周圍環(huán)境的物質交換。（2）放線菌：數量僅次于細菌。約占土壤微生物總數量的5%-30%。適宜于有機質含量高、偏堿性土壤環(huán)境。除少數自養(yǎng)型菌種如自養(yǎng)鏈霉菌外，絕大多數為異養(yǎng)型。土壤中放線菌的數量也很大，僅次于細菌，每克土壤含有幾百萬到幾千萬的菌體和孢子，約占土壤中微生物總數的5％～30％。它們多喜歡堿性富含有機質的溫暖的土壤。放線菌數量雖比細菌少，但由于體積大，比細菌大幾十倍到幾百倍，所以在土壤中的生物量并不低于細菌。放線菌耐干燥能力較細菌要強，能存在于干燥的土壤乃至沙漠中，它們隨土壤深度的增加而減少的速度比細菌慢，因此，深層土壤中放線菌往往比其他微生物要多。土壤特有的泥腥味，主要是放線菌的代謝產物所致。（3）真菌：菌絲比放線菌寬幾倍到幾十倍。大多好氣，喜酸性土壤。包括霉菌、酵母菌和擔子菌等。這些真菌往往具有很強的分解能力。如：酵母菌、白色假絲酵母、野生蘑菇、內生菌根真菌（4）藻類：數量少于細菌、真菌等，大多數單細胞硅藻或絲狀綠藻和裸藻。多半具有光合作用能力。當與真菌共同生長，可風化巖石。如硅藻、綠藻、地衣（5）原生動物：單細胞能運動的微生物，以有機物料為食，形體差異很大，通常以分裂方式進行無性繁殖，同時還捕食細菌、單細胞藻類和真菌的孢子。土壤微生物在土壤中的作用：1促進土壤的形成和發(fā)育2參與土壤有機物質的礦化和腐殖質化過程3參與土壤中營養(yǎng)元素的循環(huán)4固氮作用5與植物根部營養(yǎng)關系密切6為工農業(yè)生產和醫(yī)藥衛(wèi)生事業(yè)提供有效菌種，培育高效菌系7某些抗生性微生物能防治土傳病原菌對作物的危害8降解土壤中殘留的有機農藥、城市污物和工廠廢棄物等，降低殘毒危害9某些微生物可用于沼氣發(fā)酵，提供生物能源和有機肥料

土壤動物：土壤動物數量眾多，形態(tài)、功能等方面差別懸殊，根據土壤動物體形大小可分為：

①小型土壤動物(microfauna)，平均體寬<0.2mm，生活在土壤或枯落物的充水孔隙中，以原生土壤動物和線蟲類為主，包括原生動物、線蟲、輪蟲、最小的彈尾和螨等；②中型土壤動物(mesofauna)，平均體寬介于0.2~2mm，生存在土壤和枯落物的充氣孔隙中，以螨類、彈尾目、寡毛綱等小型無脊椎動物為主，包括彈尾、螨、線蚓、雙翅目幼蟲和小型甲蟲等；

③大型土壤動物(macrofauna)，平均體寬>2mm，以白蟻、蚯蚓(LumbricusTerrestris)和大型節(jié)肢動物為主，包括等足目、端足目、倍足綱、唇足綱(蜈蚣)、直翅目、蜚蠊目、半齒目、鞘翅目、蚯蚓、線蚓和鱗翅目及其幼蟲等。

蚯蚓：典型的也是最重要的土壤動物，以土壤中有機質為食，同時土壤的礦物質成分也受到蚯蚓體內機械研磨和各種消化酶的生物化學作用而變化。此外，蚯蚓的活動留下大量洞穴、孔道，對土壤通氣、排水以及根系生長發(fā)育有重要意義。

線蟲：嚴格好氣性動物，是土壤中最多的非原生物，線蟲可分為腐生型線蟲和寄生型線蟲，前者的主要取食對象為細菌、真菌、低等藻類和土壤中的小原生動物。寄生型線蟲的寄主主要是活的植物體的不同部位，寄生的結果通常導致植物發(fā)病。

根據土壤線蟲頭部形態(tài)學特征和取食習性，將其分為5個主要營養(yǎng)類群=4\*GB3④其他動物：取食、酶解有機質，疏松土壤。如螨類、彈尾蟲、蝸牛、螞蟻、田鼠土壤動物在土壤中的作用：1土壤動物是物質生物循環(huán)的積極參與者。2對土壤有機物質進行著強烈的破碎和分解作用。3影響土壤腐殖質的形成、養(yǎng)分的富集、土壤結構的形成、土壤剖面的發(fā)育以及土壤的通氣透水性能。對土壤的理化性質產生顯著影響。4某些動物對土壤和農、林、牧業(yè)生產有一定危害。2.2土壤有機質2.2.1土壤有機質的概念土壤有機質存在于土壤中的所有含碳的有機化合物。它主要包括土壤中各種動物、植物殘體，微生物體及其分解和合成的各種有機化合物。在土壤固相組成中，除了礦物質之外，就是土壤有機質。它是土壤肥力的重要物質基礎。土壤有機質的含量在不同土壤中差異很大，含量高的可達20％或30％以上（如泥炭土，某些肥沃的森林土壤等），含量低的不足1％或0.5％（如荒漠土和風沙土等）。2.2.2土壤有機質的來源及存在形態(tài)來源（1）自然土壤①植物殘體②土壤中的動物、微生物（2）耕作土壤①有機肥料的施用作物殘體存在形態(tài)①新鮮有機質②半分解的有機質③腐殖質（占有機質總量85%-90%）2.2.3土壤有機質的組成和性質主要元素組成：C(52-58%)，H(34-39%)，O(3.3-4.8%)，N(3.7-4.1%)。主要化學組分：（1）糖類化合物：單糖、雙糖、多糖；（2）纖維素、半纖維素（3）木質素（4）含N化合物（蛋白質、氨基酸）（5）脂肪、樹脂、蠟質和單寧（6）灰分物質（Ca、Mg、K、Na、Si、P、S、Fe、Al、Mn）2.2.4土壤有機質的轉化過程有機質轉化包括：①礦化（有機質養(yǎng)分的釋放過程）②腐殖質化（土壤腐殖質的形成過程）↗—————植物————↘殘根落葉——→（微生物分解）—→莊稼可以吸收的養(yǎng)料↘（微生物分解合成）→腐殖質→（微生物分解）↗一、有機質礦化過程有機質在微生物作用下，分解為簡單無機化合物的過程，最終產物為CO2、H2O等，而N、P、S等以礦質鹽類釋放出來，同時放出熱量，為植物、微生物提供養(yǎng)分和能量。該過程也為形成土壤腐殖質提供物質來源。有機質分解由易而難的遞進：單糖、淀粉、簡單蛋白質，粗蛋白質，纖維素、半纖維素，脂肪、蠟質，木質素。（1）糖類化合物（2）含氮有機物的轉化蛋白質、腐殖質、生物堿、尿素等。三個過程：氨基化（水解）、氨化、硝化和反硝化a氨基化過程(水解作用)蛋白質首先通過微生物好氣和厭氣細菌分泌的蛋白水解酶的作用，水解形成氨基酸。b.氨化作用氨基酸經微生物分解作用而釋放氨的過程①水解作用②氧化作用=3\*GB3③還原作用c硝化、反硝化作用硝化作用：在通氣良好條件下，氨態(tài)氮在亞硝化細菌和硝化細菌作用下，氧化形成亞硝酸態(tài)氮和硝酸態(tài)氮的過程。反硝化作用：在某些條件下（通氣不良，硝酸鹽存在，大量碳水化合物存在，pH值7.0-8.2之間），通過反硝化細菌的作用下，將硝酸或硝酸鹽還原成氧化亞氮或氮氣的過程5C6H12O6+24KNO3→24KHCO3+6CO2+12N2↑+18H2O（補充：NH4+和硝酸鹽是植物氮素養(yǎng)料的重要來源。硝態(tài)氮肥一般用于旱作追肥較為理想，增產效果很好。但硝態(tài)氮用于水稻田的效果就不如銨態(tài)氮肥好。其主要原因是硝態(tài)氮移動性大，氮素易隨水進入水稻田的還原層，在還原層中，由于反硝化作用，把硝態(tài)氮還原成氮氣或氧化氮氣逸山水面而揮發(fā)損火。應該指出，水田施用銨態(tài)氮肥時，必須施到還原層中，才能有良好的效果。、因此，硝態(tài)氮肥適宜于氣候較冷涼的地區(qū)和季節(jié)，在旱地分次施用，肥效快而明顯，但不宜在高溫、多雨的水田地區(qū)使用；銨態(tài)氮肥適宜于水田，也適宜于旱地使用，但施用于土壤表面或撒施于水田，氨揮發(fā)的損失較大。）（3）含磷、含硫有機物的轉化土壤中含磷有機物主要有核蛋白、卵磷脂、核酸、核素等，它們在有機磷細菌的作用下進行分解，產生磷酸。磷細菌↗（金屬離子）→磷酸鹽（營養(yǎng)）含磷有機物——→磷酸水解↘（缺氧還原）→磷化氫（危害）硫主要存在于蛋白質中，經過微生物分解可產生硫化氫，硫化氫在硫細菌作用下可氧化成硫酸，最終形成硫酸鹽。含硫蛋白質→含硫氨基酸→H2SH2SO4→硫酸鹽二、有機質腐殖化過程humificationprocess進入土壤中的生物殘體，在土壤微生物作用下，合成為腐殖質的過程。關于腐殖化過程有很多種學說：1）植物物質形成學說瓦克斯曼認為，腐殖質是由植物組織中不為微生物所分解的組分在稍經改變后形成的。最初形成的腐殖物質是胡敏素。在胡敏素經過微生物的降解后才形成胡敏酸。胡敏酸進一步降解才形成富里酸。2）細胞自溶學說腐殖質的生物合成過程是在微生物體內進行的，微生物死亡后，細胞自溶的物質如糖、氨基酸、酚，以及其他芳香族化合物經過縮合和聚合作用而形成腐殖質。3）微生物合成學說微生物利用生物殘體的碳源和能源，并以這些有機質為原料在微生物細胞內合成各種類似于腐殖質的高分子化合物。當微生物細胞死亡并發(fā)生自溶后，這些高分子化合物便進入土壤成為土壤腐殖質。細胞內合成的類似腐殖質的高分子化合物，只有當其進入土壤以后，在細胞外才被微生物降解為胡敏酸和富里酸。4）生物化學聚合學說第一階段：有機殘體在微生物分泌的胞外酶作用下，其中一部分徹底礦化；另一部分轉化為較簡單的有機化合物（多元酚）和含氮化合物（氨基酸、肽等），提供了形成腐殖質的材料。第二階段：上述半分解產物在微生物酶的作用下經縮合形成腐殖質的基本單元。先是多元酚在微生物的作用下氧化為醌，然后醌再與含氮化合物縮合成原始腐殖質。氧化縮合腐殖質分子的大小與熟化程度有關，熟化程度越高，分子越復雜，越大。形成后的腐殖質較難分解，協調控制土壤肥力。腐殖質的組成：物質組成：胡敏酸：分子量大，分散性和活動性小，一價鹽溶于水、二價鹽不溶于水，是水穩(wěn)定性團粒結構形成不可或缺的物質。富里酸：分子量小，分散性和活動性大，其酸性和溶解性強，能強烈地破壞礦物質。胡敏素：胡敏酸冰凍或干燥的變性產物，或胡敏酸與礦物質緊密結合而成，沒有水溶性和堿溶性。元素組成：和其他有機化合物一樣，主要由C、H、O、N、S等元素組成。從元素的含量看，胡敏酸含C、N量較富里酸高，而含O、S量則較富里酸低。腐殖質的分子結構：分子結構：腐殖質的基本結構，除了含碳水化合物、氨基酸等含氮物質、芳香族化合物外，尚有各種含氧功能團。如羧基（—COOH）甲氧基（OCH3）、酚羥基酮基醌基醇羥基（Alcoholic----OH）。腐殖質的土壤中的存在形態(tài)：游離狀態(tài)的腐殖質；與鹽基化合成穩(wěn)定的鹽類(腐質酸鈣鎂)；與含水三氧化物化合成復雜的凝膠體；與粘粒結合成膠質復合體（有機無機復合體）。腐殖質在土壤中主要和礦物質膠體結合，并形成土壤無機有機復合膠體，這對土壤團粒結構的形成及保持具有重要作用。腐殖質的性質：（1）帶電性：兩性膠體，通常以帶負性電荷為主，屬可變電荷，隨pH而變化（2）吸水性：親水性膠體，吸水能力強，吸水量可超過500%。因此具有膨脹性和收縮性。（3）穩(wěn)定性：親化學穩(wěn)定性高，抗分解能力強，分解周期長。三、影響土壤有機質轉化的因素腐殖化系數：通常把每克干重的有機質經過一年分解后轉化為腐殖質（干重）的克數。有機質的礦質化和腐殖化作用都是在微生物參與下的完成的，因此，所有影響微生物生命活動的因素都可以影響有機質的轉化。（1）有機質的碳氮比和物理狀態(tài)（2）土壤水、熱狀況（3）土壤通氣狀況（4）土壤酸堿性……1、有機質的碳氮比和物理狀態(tài)微生物的生長需要一定比例的碳和氮。一般來說，生物殘體的C/N在25∶1或30∶1時，最有利于微生物的生長。C/N過大，微生物在分解過程中就會感到氮素的不足，其分解速度就會減緩甚至停頓。不同的植物以及不同的腐解條件，腐殖化系數都不同，從而影響腐殖質的形成。此外，經粉碎的植物殘體比未經粉碎的植物殘體更容易腐解。2、土壤水、熱狀況土壤中適當的水分含量有利于土壤礦質化作用的進行，一般以田間持水量的60－80％為適宜。溫度是影響微生物生活和繁殖速度的一個重要因素。一般微生物存活溫度為0－45℃，當溫度接近0℃時，其活性很低，接近45℃時，活性也受到抑制，只有處于適溫范圍內（25－35℃），微生物活動最活躍，生物殘體的礦化速率才較大。當環(huán)境溫度在5—35℃內，年平均每增加10℃，生物殘體的礦質化速率就增加23、土壤通氣狀況通氣狀況直接影響著分解有機質的微生物群落分解的速度和最終產物。通氣良好條件下，好氧微生物活躍，有機質分解迅速完全。通氣不良條件下，以嫌氣性微生物為主，有機質分解緩慢，常積累有機酸，甚至形成還原性物質。好氣和嫌氣分解交替進行，有利于腐殖質的形成。4、土壤酸堿性各種微生物都有最適宜的生長環(huán)境。細菌：中性環(huán)境，在適宜水分和鈣的作用下易形成胡敏酸型腐殖質；放線菌：微堿性環(huán)境，有利于礦化作用；真菌：酸性環(huán)境，易產生酸性富里酸型的腐殖質。2.2.5土壤有機質對土壤肥力的作用1）是土壤養(yǎng)分的主要來源；2）促進土壤結構形成，改善土壤物理性質；3）提高土壤的保肥能力和緩沖性能；4）腐殖質具有生理活性，能促進作物生長發(fā)育；5）腐殖質具有絡合作用，有助于消除土壤的污染。2.2.6土壤有機質的積累和調控種植綠肥，增施有機肥料，秸稈還田，調節(jié)土壤水熱狀況。思考題1.名詞解釋：土壤有機質有機質的礦化作用腐殖化系數有機質的腐殖化作用2.簡答題：1)土壤有機質的來源及形態(tài)2)土壤有機質轉化的影響因素有哪些？3）土壤有機質與土壤肥力的關系？4）如何積累和調控土壤中有機質含量復習土壤生物組成。土壤有機質：定義、來源及形態(tài)、元素及組成、轉化方式及影響因素。3土壤水分3.1土壤水分的重要性土壤水實質上是極稀的土壤溶液1）供作物生長需要2）影響?zhàn)B分的溶解和移動3）土壤的氧化還原電位4）有機質的分解與積累5）土壤熱量狀況6）土壤的耕性土壤水分的來源：降雨、灌溉水。受力類型=1\*GB3①土粒與水界面的吸附力（氫鍵）=2\*GB3②土體的毛管引力=3\*GB3③重力3.2土壤水分的類型和性質1土壤吸濕水：固相土?？科浔砻娴姆肿右挽o電引力從大氣和土壤空氣中吸附氣態(tài)水，附著于土粒表面成單分子或多分子層。吸濕水的特點：水分子呈定向緊密排列、密度1.2～2.4g/cm3、無溶解能力、不能以液態(tài)水自由移動，不能被植物吸收（無效水）。土壤吸濕水含量取決于土粒比表面積和大氣相對濕度。吸濕水達到最大值時的土壤吸濕水量就叫做最大吸濕量。2土壤膜狀水：吸濕水達到最大后，土粒還有剩余的引力吸附液態(tài)水，在吸濕水的外圍形成一層水膜。膜狀水的特點：能從膜厚的地方向薄的部位移動，這部分能移動的水可被作物吸收利用（有效水）。凋萎系數：作物無法從土壤中吸收水分而呈現永久凋萎，此時的土壤含水量就稱為凋萎系數。土壤質地越粘，凋萎系數越大。最大分子持水量：當膜狀水達到最大厚度時的土壤含水量，包括吸濕水和膜狀水，其數值相當于最大吸濕量的2～4倍。3土壤毛管水：當土壤水分含量超過最大分子持水量后，水分不再受土粒引力的左右成為可以自由移動的水?？棵芰Ρ３衷谕寥揽障吨械乃?。毛管水的特點：這種水在土壤毛管中上下左右移動、具有溶解養(yǎng)分的能力，既能保持在土壤中，也可以被植物吸收（有效水）。毛管水的數量：主要取決于土壤質地、腐殖質含量和土壤結構狀況。砂、粘比例適當，有良好團粒結構，內部毛管空隙發(fā)達的土壤，毛管水數量最多。根據土層中毛管水與地下水有無連接，可毛管支持水和毛管懸著水毛管支持水：地下水層藉毛管力支持上升進入并保持在土壤中的水分。毛管支持水達到最大量時土壤含水量稱土壤毛管持水量，實質是吸濕水、膜狀水和毛管支持水的總和。毛管懸著水：地下水埋藏較深時，靠毛管力保持在土壤上層未能下滲的水分。毛管懸著水達到最大量時的土壤含水量稱田間持水量。4土壤重力水：指土壤水分含量超過田間持水量之后，過量的水分不能被毛管吸持，而在重力的作用下沿著大孔隙向下滲漏成為多余的水。重力水的特點：淋溶作用強，容易造成養(yǎng)分損失；使土壤的通氣狀況變差；可被作物吸收利用，但由于下滲不能被持續(xù)利用（多余水）。土壤全蓄水量或飽和持水量當重力水達到飽和，土壤所有孔隙都充滿水分時的含水量，它計算稻田灌水定額的依據3.3土壤水分含量的表示方法1土壤質量含水量是指土壤中保持的水分質量占土壤質量(一般為土壤干重)的分數，單位g/kg(也曾用%表示)θm=[(m1-m2)/m2]×1000式中θm為土壤質量含水量（g/kg）、m1為濕土質量（g）、m2為干土質量（g）。例題：土壤樣品質量100g，烘干后質量80g，質量含水量為？250g/kg2土壤容積含水量指土壤水分容積與土壤容積之比，常用θv表示單位為cm3/cm3。θv（%）=（土壤水分容積/土壤容積）×100%θv（%）=土壤質量含水量×容重/1000×100%θv=θm·ρ/1000*100%（ρ為土壤容重）例題：土壤質量含水量200g/kg，容重1.2g/cm3，計算容積含水率？24%3土壤相對含水量某一時刻土壤含水量占該土壤田間持水量的百分數稱為相對含水量。土壤相對含水量=(土壤含水量/土壤田間持水量)×100%通常旱地作物生長適宜的相對含水量是田間持水量的70%～80%，成熟期則宜保持在60%左右。3.4土壤水分能態(tài)1土水勢表示土壤水分在土—水平衡體系中所具有的能態(tài)。在標準大氣壓下，將單位水量從一個土—水系統可逆地移到溫度和它完全相同的純水池時所做的功。通常規(guī)定純水池參比系統的水勢能為零，因此土水勢一般為負值。土水勢（Ψw）包括：基質勢（Ψm）壓力勢（Ψp）溶質勢（Ψs）重力勢（Ψg）基質勢（Ψm）：由于基質吸力對水分的吸持，非飽和土壤的基質勢為負值，飽和的土壤水不受基質吸持，基質勢最大為0。土壤含水量越高，基質勢也越高。壓力勢（Ψp）：參比大氣壓力，在不飽和土壤中，空隙與大氣相通，壓力勢為0，飽和的土壤由于連續(xù)水柱的靜水壓力高于參比大氣壓力，壓力勢為正值。飽和土層越深，壓力勢越高。溶質勢（Ψs）：由于溶質分子對水分的吸持，土壤溶液溶質勢為負值，若土壤水不含溶質，溶質勢為0。土壤溶質濃度越高，溶質勢越低。重力勢（Ψg）：由重力作用引起的，規(guī)定某特定海拔高度的重力勢為零，高于參比面時為正，反之為負。任何時候重力勢都存在。2土壤水吸力指土壤水因受土壤基質的吸附和毛管作用，表面形成一個凹形彎月面，形成土壤水的負壓力。在數量上與土壤水負壓力相等，通常簡稱為土壤吸力。3土壤水分特征曲線土壤水分特征曲線又稱土壤持水曲線，它是指土壤水的基質勢或土壤水吸力與含水量的關系曲線。它能表征土壤水分的能量和數量之間的關系，是研究土壤水分的保持和運動，反映土壤水分基本特征的曲線。3.5土壤水分狀況與作物生長1作物對土壤水分的需求水分是作物的重要組成部分；影響作物的出苗情況；作物不同生育期對土壤水分要求不同。某一生育期的土壤缺水對作物產量影響最為嚴重，這一時期稱為需水臨界期。2土壤水分影響作物對養(yǎng)分的吸收土壤中有機養(yǎng)分的分解礦化，土壤中的化學肥料的溶解，養(yǎng)分離子向根系表面遷移，作物根系對養(yǎng)分的吸收，3.6土壤水分調節(jié)（增強入滲、控制蒸發(fā)）①控制地表徑流，增加土壤水分入滲：合理翻耕；等高種植、建立水平梯田；改良表土質地和結構②減少土壤水分蒸發(fā)：中耕除草；地面覆蓋；免耕與施用保水劑③合理灌溉：根據作物及土壤含水量、確定灌溉定額④提高土壤水分對作物的有效性：深耕結合有機肥⑤多余水的排除：地表積水、地下水、上層滯水4、土壤空氣4.1土壤空氣的組成組成與大氣相似，但有差別。表現在：CO2含量高；O2含量低；相對濕度高；含還原性氣體；組成和數量處于變化中。4.2土壤通氣性土壤通氣性又稱土壤透氣性：是指土壤空氣與近地層大氣進行氣體交換以及土體內部允許氣體擴散和流動的性能。產生機制包括：土壤空氣擴散，土壤空氣整體交換1土壤空氣擴散：指某種氣體成分由于其分壓梯度與大氣不同而產生的移動。F=－D·dc/dx式中：F是單位時間氣體擴散通過單位面積的數量；dc/dx是氣體濃度梯度或氣體分壓梯度；D是擴散系數，負號（－）表示其從氣體分壓高處向低處擴散。土壤呼吸：土壤空氣與大氣間通過氣體擴散作用不斷地進行著氣體交換，使土壤空氣得到更新的過程。2.土壤空氣整體交換：也稱土壤氣體的整體流動，是指由于土壤空氣與大氣之間存在總的壓力梯度而引起的氣體交換，是土體內外部分氣體的整體相互流動.土壤空氣的整體交換常受溫度、氣壓、刮風、降雨或灌溉水的影響。4.3土壤通氣狀況與作物生長（1）影響種子的萌發(fā)要求氧濃度>10%，否則，嫌氣呼吸產生有機酸類物質（2）影響作物根系生長及其吸收水肥的功能根系生長需要氧：氧濃度<9~10%，生長受阻；氧濃度<5%時，發(fā)育停止。缺氧，吸收水分、養(yǎng)分功能受損。4.4土壤空氣調節(jié)合理耕作、增施有機肥、改善土壤結構，增大土壤孔隙度；加強土壤水分管理，建立完整的排水系統，降低地下水位，及時排除漬澇，控制通氣狀況。5、土壤熱量5.1土壤熱量來源與平衡1土壤熱量來源（1）太陽輻射能：是土壤熱量主要來源（2）生物熱：微生物分解有機質釋放的能量（3）地熱：巖漿傳導至土壤表面的熱量2土壤熱量平衡土壤熱量的收支情況土壤熱量平衡可用下式表示：Q=E-Q1-Q2-Q3式中：Q為用于土壤增溫的熱量；E為土壤表面獲得的太陽輻射能；Q1為地面輻射所損失的熱量；Q2為土壤水分蒸發(fā)所消耗的熱量；Q3為其它方面消耗的熱量（向下層傳導）。（圖，29）5.2土壤的熱特性1土壤熱容量土壤熱容量是指單位容積或單位質量的土壤在溫度升高或降低1℃可分為：容積熱容量；質量熱容量。容積熱容量：指每1cm3土壤增、降1℃時需要吸收或釋放的熱量，用Cv表示，單位為J/(cm3·K)；質量熱容量(比熱)：指每1g土壤增、降溫1℃時所需吸收或釋放的熱量，用c表示，單位為J/(g·Cv=c×ρ（式中ρ為土壤容重）。熱容量愈大，土壤溫度變化愈緩慢，反之，熱容量愈小，則土壤溫度變化頻繁土壤熱容量的大小主要受土壤的三相組成影響。C水>C土>C氣2土壤導熱率土壤導熱率是評價土壤傳導熱量快慢的指標，它是指單位厚度（1cm）土層，溫度相差1℃時，每秒鐘經單位斷面（1cm2）通過的熱量焦耳數。單位:J/（cm·℃·s）l土>l水>l與土壤容重成正相關，與空隙度成負相關3土壤導溫率土壤導溫率又稱土壤導熱系數或熱擴散率。它是指在標準狀況下，當土層在垂直方向上每cm距離內，1J的溫度梯度下，每秒鐘流入1cm2土壤斷面面積的熱量，使單位體積（1cm3）土壤所發(fā)生的溫度變化。K=l/Cvl為導熱率，Cv為土壤容積熱容量。與導熱率呈正相關，與熱容量呈負相關。K氣>K水>K土5.3土壤溫度變化土溫變化影響因素：太陽輻射平衡、土壤質地、有機質、含水量、土壤礦物質等。A.土壤溫度的年變化：地表：1～7月為升溫，7～12月為降溫，7月土溫最高。B.土壤溫度的日變化：地表：日出時最低，日出后開始升溫，13、14時最高，隨后降低。C.不同深度土層的土溫變化：表土日變化輻度大，愈深變化愈小，隨土層加深，溫度變化滯后，60～100cm后基本穩(wěn)定。5.4土壤溫度與作物生長1.種子萌發(fā)：小麥大麥：1－2℃，谷子6－8℃，棉花、水稻、高梁12－2.作物根系生長：2-4℃,微弱生長；10℃以上，生長活躍；大于30－3.作物營養(yǎng)生長和生殖生長：春小麥16－20℃，冬小麥12－16℃，玉米24－28℃，棉花25－304.養(yǎng)分轉化與吸收：有機質轉化、微生物活動等5.5土壤溫度調節(jié)包括土壤熱量平衡調節(jié)和熱特性調節(jié)，措施主要有：1）合理耕作與施用有機肥：質地粘的土壤：中耕、耙、耱，以疏松表土，增加空隙，減小土壤熱容量和導熱率，增加土溫；質地輕的土壤：鎮(zhèn)壓土壤，以加大熱能傳導，改善溫度狀況；2）以水調溫3）覆蓋與遮蔭6、土壤氧化還原性質6.1土壤氧化還原體系土壤是一個氧化物質與還原物質并存的體系。土壤中主要氧化劑是O2，主要還原劑是土壤有機質。土壤氧化還原體系可分為無機體系和有機體系無機體系中又包括氧、鐵、錳、硫等，無機體系的反應一般是可逆的。有機體系包括多種有機酸、酚醛類和醣類等，有機體系和微生物參與條件下的反應是半可逆或不可逆的。6.2土壤氧化還原電位由于溶液氧化態(tài)物質和還原態(tài)物質的濃度關系而產生的電位，稱為氧化還原電位(Eh)，單位為mv。Eh＝E0＋[RT/nF]log[氧化態(tài)/還原態(tài)]。式中，E0為標準氧化還原電位，它是指在體系中氧化劑濃度和還原劑濃度相等時的電位，R為氣體常數，T為絕對溫度，F為法拉第常數，n為氧化還原反應中的電子轉移數目。6.3土壤氧化還原電位分級旱地土壤的Eh值多在400~700mV之間，大于700mV，表明土壤通氣過強，應適當灌水以降低氧分壓；Eh值低于200mV，則土壤通氣不良，應排水降漬，疏松土層。

水田土壤的Eh值變化較大，正常值低于200~300mV，長期積水的水稻土可降至100mV甚至下降到負值，而水稻一般適宜在輕度還原條件（180-300mV）下生長。水田土壤的Eh值低于180mV或100mV，將使土壤中Fe2+、Mn2+的濃度升高，導致水稻Fe、Mn中毒。Eh降至負值時，會產生有機酸和H2S。Eh<-100mV時，硫化物與亞鐵生成硫化鐵沉淀，使水稻產生黑根。

土壤養(yǎng)分的轉化也與Eh值有密切的關系。

6.4土壤氧化還原電位影響因素

1土壤通氣性：在通氣良好的土壤中，土壤空氣與大氣中的氣體交換迅速，致使土壤中氧濃度較高，Eh值較高。

2土壤中的易分解有機質：在淹水條件下施用新鮮的有機物料，土壤Eh值急劇下降。

3土壤中易氧化物質或易還原物質4植物根系的代謝作用5土壤pH

6.5土壤氧化還原電位的調節(jié)

核心是水、氣關系，通常通過排灌和施用有機肥等來實現。在強氧化條件下，如所謂的“望天田”，要解決水源問題，并增施有機肥料，以促進土壤適度還原。在強還原條件的土壤，如“冷浸田”、“冬水田”等，則應采取開溝排水，降低地下水位等措施，以創(chuàng)造氧化條件。

思考題名詞解釋萎蔫系數、田間持水量、土壤水吸力、土壤呼吸、土壤熱容量簡答題1、土壤水分類型有幾種，各有什么特點2、土壤水分特征曲線含義是什么，試分析不同質地土壤的水分特征曲線的差異3、土壤空氣組成與大氣的差異處4、土壤空氣運動的方式？復習1土壤水分類型2萎蔫系數3田間持水量4土壤空氣組成與大氣的差異5土壤空氣運動的方式6土壤呼吸7土壤熱容量第三章土壤的基本性質1土壤的孔性、結構性和耕性1.1土壤孔性土壤孔隙：土壤中土?；驁F聚體之間以及團聚體內部的空隙。單位容積土壤中孔隙容積占整個土體容積的百分數。它表示土壤中各種大小孔隙度的總和。一般是通過土壤容重和土壤密度來計算。土壤孔隙度=[1-(容重)/相對密度]×100%（1）土壤相對密度（土壤比重）：單位容積固體土粒（不包括粒間空隙）的干重與4℃時同體積水重之比。土壤相對密度的大小主要決定于土壤的各種礦物和土壤有機質的相對密度。大多數土壤礦物的相對密度在2.6-2.7左右，因此土壤相對密度一般取其平均值2.65。土壤有機質相對密度為1.25-1.40，表層土壤有機質含量較多，所以表層土壤相對密度通常低于底土。（2）土壤容重：是指單位容積土體（包括孔隙在內的原狀土）的干重。單位為g/cm3或t/m3。一般旱地土壤容重大體在1.00～1.80g/cm3之間。土壤容重是一個重要的參數：反映土壤松緊度(作物適宜的容重1.14-1.26g/cm3)=1\*GB3①計算土壤的重量ms=S·h·d(ms：土重，S：面積，h：土層深度，d：容重）=2\*GB3②計算土壤中各組分的含量：如土壤水分、有機質、養(yǎng)分和鹽分等=3\*GB3③土壤容重一般是比重的一半左右。（3）土壤孔隙比：是指土壤中孔隙容積與土粒容積的比值。土壤孔隙比=孔隙容積/土粒容積=孔隙度/(1-孔隙度)結構良好的耕層土壤的孔隙比應≥1例：一畝地，耕層深度為20cm，土壤容重為1.15g/cm3，土粒密度為2.65g/cm3，計算耕層土重和孔隙度，孔隙比。耕層土重=20*10-2*666.67*1.15=153.3t孔隙度=（1-1.15/2.65）*100%=56.6%孔隙比=56.6%/1-56.6%=1.32、土壤孔隙類型：土壤孔徑（當量孔徑）:指與一定的土壤水吸力相當的孔徑,它與孔隙的形狀及其均勻性無關。土壤水吸力與當量孔徑的關系式為d=3/Td為孔隙的當量孔徑（mm）、T為土壤水吸力（100Pa）當量孔徑與土壤水吸力成反比，土壤水吸力愈大，則當量孔徑愈小。按照土壤當量孔徑的大小分為：A非活性孔（無效孔、束縛水孔）最細微的孔隙，當量孔徑一般小于0.002毫米，土壤水吸力大于1500Pa。即使細菌（0.001～0.05mm）也很難在其中居留，這種孔隙的持水力極大，水分不易移動，不能被植物利用。B毛管孔隙當量孔徑在0.02～0.002毫米之間，毛管力發(fā)揮作用，水分貯存于該類孔隙中。植物根毛和一些細菌可在其中活動，貯存的水分可被植物吸收，保水保肥。C通氣孔隙當量孔隙大于0.02毫米，毛管作用減弱，孔隙中水分受重力支配而排除，通氣透水，孔隙直徑大于0.02mm，植物幼小的根可在其中順利伸展可分為兩種，大孔和小孔。土壤中各孔隙的計算:總孔隙度=非活性孔度+毛管孔度+通氣孔度;非活性孔度=非活性孔容積/土壤容積×100％毛管孔度=毛管容積/土壤容積×100％通氣孔度=通氣容積/土壤容積×100％毛管孔度=(田間持水量-凋萎含水量)×容重×100%3、土壤孔隙狀況與土壤肥力、作物生長的關系：（1）土壤孔隙狀況與土壤肥力：土壤孔隙影響土壤的松緊和保水通氣能力。土壤疏松時，保水透水能力強，而緊實的土壤蓄水少、滲水慢。（2）土壤孔隙狀況與作物生長：旱作土壤耕層的土壤總孔隙度為50%-56%，通氣孔度不低于10%，大小孔隙之比在1:2-4，較為合適。1.2土壤結構性土壤結構體的概念：土壤中的固體顆粒往往不是以單粒狀態(tài)存在，而是形成大小不同，形狀各異的團聚體。在內外因素的綜合作用下，土粒相互團聚成大小、形態(tài)和性質不同的團聚體，這種團聚體稱為土壤結構，或叫土壤結構體。土壤結構性：土壤結構體的大小、形狀、力穩(wěn)性、水穩(wěn)性及孔隙狀況的綜合特征。(圖，14)塊狀、盒狀：質地粘重而缺乏有機質的土壤。團粒、微團粒：有機質含量高、肥沃的耕層土壤中。柱狀、棱柱狀：半干旱地帶的心土和底土中。片狀：沖積性土壤中和老耕地的犁底層中。團粒結構：通常指土壤中近于圓球狀的小團聚體，直徑0.25-10mm。團粒結構經水浸泡較長時間不松散者稱為水穩(wěn)性團粒結構，它對調節(jié)土壤中水肥矛盾作用較大。良好團粒結構具備的條件=1\*GB3①有一定的結構形態(tài)和大?。汉档匾话阋灾睆?.25-10mm、邊面不明顯的球形較好。=2\*GB3②有多級孔隙：單?！F?！鷪F粒→大團粒，大孔隙通氣透水，小孔隙保水蓄水。=3\*GB3③有一定的穩(wěn)定性：水穩(wěn)性、機械穩(wěn)固性和生物穩(wěn)固性。=4\*GB3④有抵抗微生物分解破碎的能力：有機質和礦物質土粒相互結合而成的團粒具有不同程度的生物穩(wěn)定性。團粒結構對土壤肥力的作用：=1\*GB3①協調水分和空氣的矛盾：改善土壤透水通氣能力，由于團粒的毛管孔隙，因能大量接納降水和灌溉水，減輕地表徑流。團粒間孔隙能充滿空氣，而團粒內孔隙持水能力強。=2\*GB3②能協調土壤有機質中養(yǎng)分的消耗和積累的矛盾：團粒間氧氣充足，有機質分解快，團粒內氧氣少，有機質分解慢。=3\*GB3③能穩(wěn)定土壤溫度，調節(jié)土熱狀況：團粒內部小孔隙保持的水分較多，溫度變化小，土溫較穩(wěn)定。=4\*GB3④改良耕性和有利于作物根系伸展：團粒間孔隙大，作物根系穿插容易；團粒內又有利于根系的固著。團粒結構的形成（兩個階段）：1土粒的粘聚：①膠體的凝聚作用：如帶負電的粘粒與陽離子因電性中和而凝聚。②水膜的粘結作用：帶電粘粒吸引極性水分子，形成薄層水膜，靠近的粘粒通過水膜聯結在一起。③膠結作用：膠結物質有簡單的無機膠體、粘粒、有機物質。2成型動力：在土壤粘聚的基礎上，通過一定的作用力才能形成穩(wěn)定的獨立結構體、①生物作用：生長的植物根系對土壤的分割和擠壓，根系死亡形成腐殖質，有利于形成團粒結構。蚯蚓、線蟲、昆蟲等的作用。②干濕交替作用：土壤由濕變干時，不同膠體因干縮程度不同而裂開，反之亦然。③凍融交替作用孔隙水結冰對土體產生壓力而使土塊崩解，同時有利于膠體的凝聚作用。④土壤耕作的作用等：合理耕作可促進團粒結構的形成。形成土壤團粒結構的措施：1農業(yè)措施:深耕與施肥：深耕使土松散，變成小土團，施用有機質能增加膠結物質。正確的土壤耕作，合理的輪作制度，調節(jié)土壤陽離子組成，合理灌溉、曬垡和凍垡。2土壤結構改良劑的應用改良劑能溶于水，與土壤作用轉化為不可溶態(tài)，吸附土壤成為水穩(wěn)性的團粒結構。1.3土壤耕性土壤耕性：是指土壤在耕作時所表現的特性。主要包括1）耕作的難易程度：耕作阻力的大小2）耕作質量的好壞：耕后土垡松散、容易耙碎、不成坷垃，土壤松緊孔隙狀況適中3）宜耕期的長短：適宜耕作時間的長短。土壤物理機械性：是多項土壤動力學性質的統稱。它包括粘結性、粘著性、可塑性、脹縮性以及受其它外力作用后而發(fā)生形變的性質。粘結性和粘著性:土壤粘結性:指土粒與土粒之間由于分子引力而相互粘結在一起的性質。這種性質使土壤具有抵抗外力破碎的能力，也是耕作產生阻力的原因。土粒－土粒（干燥）土粒－水－土粒（濕潤）土壤粘著性:是土壤在一定含水量的情況下，土粒粘著外物表面的性能。土粒－水－外物影響土壤粘結性和粘著性的因素有：①土壤質地：土壤愈細，接觸面愈大，粘結性和粘著性愈強。②土壤含水量：含水量愈少，土粒距離愈近，分子引力愈大，粘結性愈強，水分含量增加，粘結性減小。飽和狀態(tài)飽和狀態(tài)③土壤結構：團粒結構可使土團接觸面減少，因而其粘結性和粘著性降低，土壤疏松易耕。④土壤腐殖質含量：腐殖質含量增加可減弱粘土的粘結性，因為腐殖質在土粒外圍形成薄膜，改變了粘粒接觸面的性質。⑤土壤代換性陽離子的組成：不同的陽離子種類可影響土粒的分散和團聚，一價陽離子可分散土粒，增大土壤粘結性和粘著性；而二價陽離子能凝聚膠體，降低土壤粘結性和粘著性?？伤苄裕和寥涝谝欢ê糠秶鷥?，可被外力任意改變成各種形狀，當在外力解除和土壤干燥后，仍能保持其變形的性能稱為可塑性。影響土壤可塑性的因素：①水分含量：干土沒有可塑性，當水分含量逐漸增加時，土壤才表現可塑性。土壤開始呈現可塑狀態(tài)時的水分含量稱為下塑限（塑限）；土壤失去可塑性而開始流動時的土壤含水量，稱為上塑限（流限）。上塑限與下塑限含水量之差稱為塑性值，也叫塑性指數。塑性值大，土壤的可塑性強。②土壤質地:土壤中粘粒愈多，質地愈細，塑性愈強。上塑限、下塑限和塑性值的數值隨著粘粒含量的增加而增大。上塑限、下塑限和塑性值的數值隨著粘粒含量的增加而增大。③代換性陽離子：代換性鈉離子因水化度大，使土壤分散，因此可塑性增大。相反，鈣離子因具有凝聚作用可減少土壤的可塑性。④土壤有機質：有機質能提高土壤上、下塑限，但一般不改變其塑性值。脹縮性:土壤吸水后體積膨脹，干燥后體積收縮的特性。對土壤性質影響1）濕時膨脹使土壤密實,難以通氣透水。2）干時收縮拉斷植物根系，同時產生裂隙。3）在這種土壤的建筑物，其地基也不牢固。影響因素主要因素是土壤膠體，而膠體的的品質則影響著脹縮性的強弱。蒙脫石由于晶層間結合不緊，水分容易進入而使晶層間距拉開，其脹縮性遠較晶層結合緊密的高嶺石大。改良措施培育良好的土壤結構，可以通過增加有機質，增大孔隙，以提高土地脹縮時的緩沖余地。還可以適時耕鋤，使土壤保持疏松狀態(tài)。改良土壤耕性：（1）防止壓板土壤耕作土壤在降雨、灌溉、人、畜踐踏與農機具等作用下由松變緊的過程稱為土壤壓板過程。避免過濕進行耕作，減少不必要的作業(yè)項目；實施免耕少耕。（2）注意土壤的宜耕狀態(tài)和宜耕期土壤宜耕期是指保持適宜耕作的土壤含水量的時間。（3）改良土壤耕性增施有機肥料、合理排灌、適時耕作等。2土壤膠體與土壤吸收性能2.1土壤膠體土壤膠體概念：土壤中最細微的顆粒，膠體顆粒的直徑一般在1nm～100nm之間（長寬高至少一個方向在此范圍內），實際上土壤中小于1000nm的粘粒都具有膠體性質。所以直徑在1～1000nm之間的土粒都可歸屬于土壤膠體的范圍。土壤膠體種類：無機膠體，有機膠體，有機無機復合膠體。A、無機膠體：主要為極細微的土壤粘粒，包括成分簡單的非晶體含水氧化物和成分復雜的各種次生鋁硅酸鹽粘粒礦物。數量上是有機膠體高數倍至數十倍。a.含水氧化硅膠體：游離態(tài)無定型SiO2.H2O→H2SiO3帶負電H2SiO3==H++HSiO3-==H++SiO32-b.含水氧化鐵、鋁：兩性膠體Al（OH）3+H+→Al（OH）2++H2O酸性環(huán)境Al（OH）3+OH-→Al（OH）2O-+H2O堿性環(huán)境c.層狀硅酸鹽：粘土礦物硅氧片和鋁氧片硅氧片由硅四面體連接而成，硅四面體是由四個氧原子和一個硅原子所組成。四面體鍵價不平衡，因此許多硅四面體可以共用氧原子形成一層。氧原子排列成為中間有空的六角形，稱為硅氧片。鋁氧片由鋁八面體連接而成，鋁八面體為六個氧原子圍繞一個鋁原子而構成。許多個鋁八面體相互連接成片稱為鋁氧片。同晶替代：原來晶格中的中心原子可被其大小相近且電性符號相同而原子價較低的原子所代換。由一層硅氧片和一層鋁氧片組成一晶層，屬1∶1型晶格，如高嶺石、埃洛石等。這類礦物晶層與晶層之間距離穩(wěn)定，連接緊密，內部空隙不大。由二層硅氧片夾一層鋁氧片結合而成一晶層，屬2∶1型晶格，如蒙脫石、蛭石和伊利石等。這類礦物易發(fā)生同晶替代作用，是其帶負電的原因，而且脹縮性、粘性、陽離子交換量高于1：1型礦物。不同層狀硅酸鹽礦物的性質比較

性質高嶺石組蒙脫石組水化云母組構造類型1：12：12：1鍵合力氫鍵分子鍵離子鍵脹縮性脹縮性弱脹縮性強脹縮性弱晶層間距nm0.721—21同晶置換少多較多陽離子交換量cmol（+）/kg土3—1580—15020—40顆粒表面積m2/kg*10*103700*103100*103分布南方酸土溫帶草原干旱土壤B、有機膠體：土壤腐殖質（胡敏酸、富非酸、胡敏素等）為主體、其次還有少量木質素、纖維素、蛋白質、多肽、氨基酸、以及多糖類高分子化合物。為無定形物質，高度的親水性。一般帶負電。易受微生物作用而分解，不如無機膠體穩(wěn)定。土壤微生物也具有膠體性質，屬于一種生物膠體。C、有機無機復合膠體：有機膠體和無機膠體通過物理、化學或物理化學的作用，相互結合在一起形成有機-無機復合體?？尚纬闪己玫膱F粒結構，改善保肥供肥性能。2.2土壤膠體的構造土壤膠體膠核內雙電層決定電位離子層補償離子層非活性層擴散層外2.3土壤膠體的特性1）土壤膠體比表面和表面能2）土壤膠體電荷3）土壤膠體有凝聚和分散作用1）土壤膠體比表面和表面能比表面（比面）是指單位重量或單位體積的總表面積（cm2/g，cm3/cm3）。此外，有些無機膠體，不僅具有巨大的外表面，而且在顆粒內部的晶層之間可以擴展，存在極大的內表面。外表面指粘土礦物、氧化物和腐植質分子暴露在外的表面。內表面指膨脹性粘土礦物的晶層間的表面和腐植質分子聚集體內部的表面。土壤有機膠體也有巨大的比面，如土壤腐殖質的比面可高達1000m2/g。表面能：由于表面分子與外界的液體或氣體介質相接觸，因而在內、外方面受到的是不同分子的吸引力，不能相互抵消，所以具有多余的表面能。這種能量產生于物體表面，故稱為表面能。膠體數量愈多，比面愈大，表面能也愈大，吸附能力也就愈強。土壤有機質含量高，2:1型粘粒礦物多，則比表面積較大，如黑土。有機質含量低，1:1型粘粒礦物較多，則比表面積較小，如紅壤。2）土壤膠體電荷永久電荷：它是由于粘粒礦物晶層內的同晶替代所產生的電荷。該電荷一旦產生即為該礦物永久所有，所以成為永久電荷。該電荷取決于同晶替代的多少，不受介質的pH值的影響。主要發(fā)生在2：1型粘粒礦物中，在1：1型礦物中極少?？勺冸姾桑弘姾傻牡臄盗亢托再|隨介質pH而改變的電荷。土壤的pH0值：土壤的可變正、負電荷數量相等時的pH值，或稱為可變電荷零點、等電點，是表征其可變電荷特點的一個重要指標。有機膠體、氧化物膠體的電荷屬于可變電荷，層狀硅酸鹽礦物的電荷既有永久電荷，也有可變電荷。產生可變電荷的主要原因是膠核表面分子解離，主要有：①粘粒礦物晶面上-OH基的解離：pH愈高，H＋愈易解離，1：1型粘土礦物帶電的主要原因。②含水鐵、鋁氧化物的解離：小于pH0，顯正電，反之顯負電。③腐殖質上某些原子團的解離：高pH條件下解離H＋帶負電，低pH時吸附H＋帶正電。④含水氧化硅的解離：pH0為2，一般帶負電。⑤粘粒礦物晶層上的斷鍵形成可變電荷。3）土壤膠體的凝聚和分散作用膠體有兩種狀態(tài)：溶膠狀態(tài)：膠粒帶同種電荷，彼此互相排斥，所以可以穩(wěn)定地分散在介質中。凝聚狀態(tài)：膠粒與膠粒之間互相凝聚在一起形成絮狀或無定形沉淀。土壤膠體溶液如受到某些因素的影響，使膠體微粒下沉，由溶膠變成凝膠，這種作用叫做膠體的凝聚作用；反之，由凝膠分散成溶膠，叫做膠體的分散作用。促使膠體凝聚或分散的原因，主要決定于電動電位的高低。而電動電位的高低又取決于擴散層的厚度，而擴散層的厚度與離子電荷數量及離子化度有關。影響膠體凝聚和分散作用的因素：凡電荷數量少而水化度大的離子(如Na+)，形成的擴散層厚，電動電位高，使膠體分散；電荷數量多，水化度小的離子(如Ca2+)，形成的擴散層薄，電動電位降至一定程度時，膠體即可凝聚。電解質種類對膠體的凝聚作用：一般是一價離子<二價離子<三價離子。Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>H+>NH4+>K+>Na+電解質濃度對膠體的凝聚也有很大影響:濃度大,可促使凝膠形成。膠體凝聚作用的可逆性：一價陽離子引起的凝聚作用可逆，當電介質濃度降低時，凝膠又分散成溶液；二、三價陽離子引起的凝聚作用不可逆，形成水穩(wěn)性團聚體；帶相反電荷膠體和膠體陳化也會發(fā)生凝聚作用。2.4土壤吸收性能土壤吸收性能：土壤能吸收和保留土壤溶液中的分子和離子，懸液中的懸浮顆粒、氣體以及微生物的能力。作用：吸收保存肥料，隨時釋放供作物生長，；影響土壤pH和緩沖性能。與土壤結構性、物理機械性、水熱狀況等有關。土壤吸收性能與土壤保肥供肥能力關系密切，因此土壤吸收性能又稱土壤吸收保肥性能。土壤吸收性能類型：1）機械吸收性2）物理吸收性3）化學吸附性4）物理化學吸收性5）生物吸收性（1）機械吸收性：是指土壤對物體的機械阻留。如施有機肥時，其中大小不等的顆粒，均可被保留在土壤中；污水、洪淤灌溉時，其土粒及其他不溶物，也可固機械吸收性而被保留在土壤中。這種吸收能力的大小主要取決于土壤的孔隙狀況。（2）物理吸收性：這種吸收性能是指土壤對分子態(tài)物質的保持能力，它表現在某些養(yǎng)分聚集在膠體表面，其濃度比溶液中大，為正吸附，另一些物質則膠體表面吸附較少而溶液中濃度較大，為負吸附。產生這種作用的原因是由于固體顆粒界面上的表面自由能的作用。氣態(tài)物質（水氣、CO2、NH3等）和細菌的吸附是物理吸附。3）化學吸附性是指易溶性鹽在土壤中轉變?yōu)殡y溶性鹽而沉淀保存在土壤中的過程。這種吸收是純化學作用過程。4）物理化學吸收性：是指土壤對可溶性物質中離子態(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到動態(tài)平衡。以物理吸收為基礎，又呈現出化學反應相似的特性，所以稱為物理化學吸附（離子交換作用）。是土壤中最重要的一種吸收性能。5）生物吸收性：是指土壤中植物根系和微生物對營養(yǎng)物質的吸收，這種吸收作用的特點是選擇性和創(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，生物吸收對于提高土壤肥力方面有著重要意義五種吸收性能相互聯系，相互影響，共同作用。土壤物理化學吸收性能（土壤離子交換作用）=1\*GB3①陽離子交換作用：帶負電膠體所吸附的陽離子與溶液中的陽離子進行交換。（研究較多）=2\*GB3②陰離子交換作用：帶正電膠體吸附的陰離子與溶液中陰離子互相交換的作用。（研究較少）一、土壤陽離子交換作用：土壤膠體通常帶有大量負電荷，能從土壤溶液中吸附陽離子，以中和電荷，而在一定條件下，被吸附的陽離子可與土壤溶液中的其他陽離子發(fā)生交換，這就是土壤陽離子的交換過程。離子從溶液中轉移到膠體上的過程，稱為離子的吸附過程；原來吸附在膠體上的離子轉移到溶液中的過程，稱為離子的解吸過程。1.陽離子交換作用特點：a可逆反應：始終處于動態(tài)平衡狀態(tài)下。b反應迅速：幾秒鐘內完成。c等量交換：它是等量電荷對等量電荷的反應。2.陽離子交換能力：是指一種陽離子將膠體上另一種陽離子交換出來有能力。各種陽離子交換能力大小的順序為：Fe3+>Al3+>H+>Ca2+>Mg2+>NH4+>K+>Na+影響陽離子交換能力的因素有：a.電荷的數量：電荷價愈高，交換能力愈大；b.離子半徑和離子水化半徑：同價的離子，離子半徑越大，其水化半徑減小，則交換能力強；c.離子濃度：濃度越大，交換性能越大。3.土壤陽離子交換量（CEC）：是指在一定pH值條件下每1000g干土所能吸附的全部交換性陽離子的厘摩爾數（cmol/kg）。可以作為土壤保肥力的指標。影響CEC的因素a膠體數量b膠體類型c土壤pH值a.膠體數量（土壤質地）：土壤膠體物質越多（包括礦質膠體、有機膠體和復合膠體），則CEC越大。就礦質膠體而言，CEC隨著質地粘重程度增加而增加，所以粘質土CEC較砂質土要大的多。砂土砂壤土壤土粘土陽離子交換量增加b.膠體類型：不同土壤膠體陽離子交換量相差很大。有機膠體>礦質膠體；2：1型礦質膠體>1：1型礦質膠體c.土壤pH值：土壤酸堿度影響膠體表面官能團中H+的解離，酸性時H+不易解離，膠體電荷少，CEC降低。陽離子交換量的意義：①作為土壤保肥性能的評價指標是評價土壤肥力的一個指標。它直接反應土壤可以提供速效養(yǎng)分的數量，也能表示土壤保肥能力、緩沖能力的大小。CEC<1010-20>20保肥性弱中等強②作為制定施肥計劃的參考CEC高的土壤，穩(wěn)肥，耐肥性好，可以少次多量CEC低的土壤，性燥，耐肥性差，可以少量多次對于交換量小、保肥力差的土壤，可通過施用河塘泥、廄肥、泥炭或摻粘土，以增加土壤中的無機、有機膠體，以及通過施用石灰調節(jié)土壤pH等來提高土壤的陽離子交換量。4.土壤的鹽基飽和度：土壤膠體吸附的陽離子分為兩類:鹽基離子：包括Ca2+、Mg2+、K+、Na+、NH4+等；鹽基離子為植物所需的速效養(yǎng)分。致酸離子：即H+、Al3+。鹽基飽和度:土壤中交換性鹽基離子總量占陽離子交換量的百分數。即：鹽基飽和度=交換性鹽基總量/陽離子交換量′100%這里鹽基離子指的是除H+、Al3+以外的陽離子。同理，某個交換性陽離子占土壤陽離子總量的百分數叫該離子的飽和度。鹽基飽和度的意義：①依據鹽基飽和度將土壤分為鹽基飽和土壤（土壤膠體吸附的陽離子，80%以上為鹽基離子）和鹽基不飽和土壤（鹽基飽和度在80%以下，H+、Al3+等離子含量較多）。②影響土壤pH值。鹽基飽和的土壤具有中性或堿性反應，如果是鈣、鎂飽和的土壤，顯微堿性，鈉飽和度高的土壤才是堿性的；而鹽基不飽和土壤則具有酸性反應，為酸性土壤，可能出現交換性鋁的毒害。③鹽基飽和度也可以作為判斷土壤肥力水平的指標。鹽基飽和度≥80%的土壤，一般認為是很肥沃的土壤，鹽基飽和度為50～80%的土壤為中等肥力水平，而鹽基飽和度低于50%的土壤肥力較低。

5.影響交換性陽離子有效度的因素交換性陽離子的飽和度、無機膠體的種類、陪伴（補）離子效應、陽離子的非交換性吸收

a、交換性陽離子的飽和度：施肥一大片，不如一條線

離子飽和度：土壤吸附的某離子量占土壤全部陽離子量的百分數。飽和度越大，有效度越大。

b、無機膠體的種類：

在飽和度相同的前提下，各種離子在無機膠體上的有效性：高嶺石〉蒙脫石〉水云母；這是因為：高嶺石：陽離子吸附點主要在破裂邊緣外表面；蒙脫石：吸附點主要在晶層間內表面；水云母：層間空隙狹窄，易使NH4+、K+等離子晶穴固定。

c、陪伴（補）離子效應：土壤膠體上同時吸附著多種陽離子，對其中某種離子來說，其余的各種離子都稱為它的陪補離子。如膠體吸附了H+、Ca+、Mg2+、K+等離子，對H+來說，Ca2+、Mg2+、K+是它的陪補離子。一般陪伴離子與膠體結合力愈強，則所指定的離子交換性愈大，此種作用稱為陪伴離子效應。與膠體吸附能力：H+>Mg2+>Na+。陪補離子的種類；陪補離子和被陪補離子的吸附的順序影響有效度。

d、陽離子的非交換性吸收：

專性吸附（礦物固定、晶穴固定）：NH4+、K+離子被固定在硅氧四面體聯成的六邊型晶穴中，不能被交換出來的現象。K+離子濃度越大，越易產生非交換性吸附。離子大小與晶格孔徑相近，離子易進入孔穴中，且穩(wěn)定性較大，從而降低了有效性。如：孔穴半徑為1.4埃，鉀離子的半徑為1.33埃，銨離子的半徑為1.42埃，與之相近，極易被擠壓進入網穴中，成為非交換性離子，有效性較低。

二、土壤陰離子交換作用：

陰離子的交換吸附：指土壤中帶正電荷的膠體吸附的陰離子與土壤溶液中的陰離子相互交換的作用。

土壤吸收陰離子的原因：1兩性膠體在酸性條件下，帶正電酸性Al(OH)3+HCl=Al(OH)2++Cl-+H2O2土壤腐殖質中的—NH2酸性條件下吸收H+成為—NH3+，帶正電3粘粒礦物表面上的-OH原子團可與土壤溶液中的陰離子代換這種交換作用與陽離子