高職土壤營養(yǎng)與施肥課件教案

緒論1.土壤是人類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基地（營養(yǎng)庫功能、養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和循環(huán)功能、雨水涵養(yǎng)功能、生物支撐作用、穩(wěn)定和緩沖環(huán)境變化功能）2.土壤是地球表層系統(tǒng)自然地理環(huán)境的重要組成3.土壤是地球陸地生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)4.土壤是最珍貴的自然資源土壤是綠色生命的源泉，是人類賴以生產(chǎn)、生活和生存的物質(zhì)基礎(chǔ)。人類衣食住行需要的物質(zhì)，主要來源于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和林業(yè)生產(chǎn)，而土壤是農(nóng)、林業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，是農(nóng)、林業(yè)生產(chǎn)的基本生產(chǎn)資料。經(jīng)濟肥力由于受環(huán)境條件和管理水平的限制，土壤肥力往往只有部分表現(xiàn)出來，這部分肥力稱為“有效肥力”，又稱“經(jīng)濟肥力”，即在一定農(nóng)業(yè)技術(shù)措施下反映土壤生產(chǎn)能力的那部分肥力，亦稱自然肥力與人為肥力的總和。潛在肥力另一部分肥力則沒有直接表現(xiàn)出來稱“潛在肥力”，指受環(huán)境條件和科技水平限制不能被植物利用，但在一定生產(chǎn)條件下可轉(zhuǎn)化為有效肥力的那部分肥力。礦物礦物是人類生產(chǎn)資料和生活資料的重要來源之一。二、礦物的概念礦物是地殼中的化學(xué)元素在各種地質(zhì)作用下所形成的自然均質(zhì)體。地質(zhì)作用指火山爆發(fā)，地震，巖石風(fēng)化等。1、類型根據(jù)礦物形成原因可分為：原生礦物——由地殼內(nèi)部巖漿冷卻后形成的礦物。次生礦物——由原生礦物進一步風(fēng)化形成的新的礦物。如方解石是有碳酸鈣溶液沉淀而來的；高嶺石是由鉀長石風(fēng)化來的。2、礦物數(shù)量世界上礦物有3000多種，常見的有50多種，而和土壤形成有關(guān)的造巖礦物有20～30多種三、礦物的主要特征主要根據(jù)礦物的一些物理性質(zhì)來區(qū)分，這是最簡單最實用的方法，也是土壤工作者常用的方法。1、礦物的顏色是最容易引起注意的。分為三種：自色——礦物本身所固有的顏色它色——礦物中混入雜質(zhì)，帶色的氣泡所導(dǎo)致的顏色。假色——由礦物表面氧化膜、光線干涉等作用引起的顏色。2、礦物粉末的顏色。它可以消除假色，減弱他色，保存自色。比顏色更具有意義。赤鐵礦顏色可能有赤紅、黑灰等色，但其條痕為櫻紅色；黃金和黃鐵礦，顏色大體相同，但黃金條痕為金黃色，黃鐵礦為黑色或黑綠色。3、礦物表面對光線反射所呈現(xiàn)出的光亮。可分為三類：金屬光澤：具有金屬的光亮，如黃銅礦、黃鐵礦等非金屬光澤：可細分為：金剛光澤，如金剛石；脂肪光澤，如石英；玻璃光澤，如正長石、方解石；珍珠光澤，如白云母、滑石等；絲絹光澤，如石膏、石棉等。半金屬光澤：如赤鐵礦。4、硬度：礦物抵抗外力刻劃的能力。硬度采用相對大小來衡量。常用摩氏硬度級12345滑石石膏方解石螢石磷灰石678910正長石石英黃玉剛玉金剛石在野外工作中，常用指甲2.5,銅板3.0,小刀5.5,玻璃5.5,鋼銼6.5.5、礦物在外力的作用下,沿一定方向裂開。可分為:極完全解理完全解理中等解理不完全解理極不完全解理6、斷口：在外力作用下，破裂成不平坦、不規(guī)則的斷面。7、其它特性：彈性；與鹽酸反應(yīng)的程度；磁性等四、礦物的分類。礦物的分類方法很多，當(dāng)前常用的是根據(jù)礦物的化學(xué)成分類型分類：共分5類：自然元素礦物這類礦物較少，包括人們熟悉的礦物，如金、自然銀、自然汞、自然銅、硫磺、金剛石、石墨等。金剛石（Diamond），顏色豐富多彩：無色、白色、灰色、黃色、紅色、臉色、綠色或黑色，條痕是白色。主要用于鉆探研磨方面，還廣泛用于微波、激光、三極管、高靈敏度溫度計等尖端技術(shù)方面。同時是一種價值不菲、眾所矚目的寶石。在已知礦物中為最硬的一種，不能被任何其他礦物刻劃。透明金剛石琢磨后稱鉆石。硫化物類礦物本類是金屬元素與硫的化合物。大約有200多種，許多銅、鉛、鋅、鉬、銻等金屬礦床，就是由這類礦物富集而成的。1、辰砂（HgS）又叫朱砂，顏色和條痕為朱紅色，硬度2——2.5，比重為8.09——8.20，新鮮面具金剛光澤。暴露在空氣中比較穩(wěn)定，為重要的煉汞礦物。2、黃鐵礦FeS2顏色為淺黃色，條痕為黑色，硬度6——6.53、黃銅礦CuFeS2顏色為金黃色條痕黑色，硬度3.5——4黃銅礦與黃鐵礦、金的顏色基本一致，容易相混，但黃銅礦與黃鐵礦的條痕為黑色，而金的條痕為金黃色；另外硬度不同，金硬度為2.5——3，很容易用小刀刻劃。4、雄黃（Realgar）成分AsS加熱后會釋放出強烈的大蒜味，雌黃溶于硝酸后，硫可溶解出來。5、雌黃（Orpiment）成分As2S3加熱后會釋放出強烈的大蒜味。氧化物及氫氧化物類礦物這類礦物分布相當(dāng)廣泛，共180多種。包括重要造巖礦物石英以及鐵、鋁錳、鉻、鈦等的氧化物或氫氧化物。石英：是最常見的礦物之一。占地殼重量的12.6%，其含量僅次于長石。晶體為六方柱狀，或錐狀，在晶面上有明顯的條紋。此外，還有還有一些致密的塊狀集合體或隱晶質(zhì)礦物集合體。顏色種類多，有白色、灰色、紫色、紅色、黃色黑色等，常見的是無色透明。石英的硬度7，用小刀刻不動。石英的晶體具有典型的玻璃光澤，隱晶質(zhì)的石英礦物具有脂肪光澤。對土壤肥力的作用：純石英不含養(yǎng)分，在土壤中主要以砂粒存在，可以改善粘重土壤的通透性。無色透明的晶體為水晶，透明，具有玻璃光澤。紫水晶含有錳離子；煙水晶含有機質(zhì)；芙蓉石含鐵錳。由二氧化硅膠體沉積而成的隱晶質(zhì)礦物，白色、灰白色者稱玉髓；白、灰、紅等不同顏色組成的同心層狀稱瑪瑙；不純凈、紅綠各色稱碧玉；黑、灰各色者稱燧石。含有水分、硬度稍低、具脂肪或蠟狀光澤為蛋白石。2、赤鐵礦：Fe2O3常呈鮞狀、腎狀，顏色為赤紅色，條痕為櫻紅色，半金屬光澤。磁鐵礦：Fe3O4條痕為黑色，有很強的磁性。褐鐵礦：FeO（OH）﹒nH2O常呈腎狀、土塊狀，顏色呈褐色至黑色，但條痕比較固定為黃褐色，半金屬光澤到土狀光澤。剛玉（Corundun）成分為Al2O3顏色多變，條痕為白色，玻璃光澤或金剛光澤。紅寶石（Ruby）剛玉的紅色變種，條痕為白色。藍寶石（Sapphire）剛玉的藍色變種，條痕為白色。含氧鹽類礦物為金屬元素與各種含氧酸根的化合物，種類多，數(shù)量很大。硅酸鹽類礦物這類礦物有800多種，約占已知礦物的1/3。占地殼重量的3/4。是構(gòu)成地殼的主要造巖礦物。1、正長石：K2O.Al2O3.6SiO2又叫鉀長石，肉紅色或淺黃白色，晶體為短柱狀（在巖石中為不完整的短柱狀顆粒），常具有卡斯巴雙晶或穿插雙星，硬度6。正長石容易風(fēng)化形成高嶺石，為土壤提供鉀。斜長石：由鈉長石（Na2O.Al2O3.6SiO2）和鈣長石（CaO.Al2O3.6SiO2）組成。在巖石中為板狀或細柱狀的顆粒，在晶面上可見聚片雙晶（細而長的雙晶紋）?；野咨?，硬度6.5左右，為土壤提供鈣。正長石是因兩組解理面直交而得名；斜長石是因兩組解理面斜交（86o）而得名；正長石和斜長石及其各變種，稱為長石類礦物，約占地殼重量的50%，是分布最廣的第一重要造巖礦物。3、輝石：（Ca，Na）（Mg，F(xiàn)e，Al）[(Si，Al)2O6綠黑色，短柱狀或近似粒狀，硬度5～6，玻璃光澤。為土壤提供鈣、鐵、鎂等養(yǎng)分。4、角閃石：（Ca2Na）（Mg，F(xiàn)e）4(Al,Fe）[(Si，Al)4O11[OH]2黑綠色，長柱狀或近似細長條狀，硬度5～6，玻璃光澤。為土壤提供鈣、鐵、鎂等養(yǎng)分。5、云母：通常呈片狀或鱗片狀，具有撲玻璃光澤或珍珠光澤。硬度2～3，極完全解理，薄片有彈性。具有高度的不導(dǎo)電性。常見的種類有：（1）白云母,KAl2[AlSi3O10][OH]2無色，可為土壤提供鉀。（2）黑云母：K(Mg，F(xiàn)e)3[AlSi3O10][OH]2黑色，為土壤提供鉀、鐵、鎂等養(yǎng)分。（3）金云母：KMg3[AlSi3O10][OH]2金黃褐色，具有半金屬光澤。6、橄欖石：橄欖綠色，立方形晶粒，斷口常為貝殼狀，硬度6.5～7?？蔀橥寥捞峁╄F、鎂等養(yǎng)分。7、高嶺石：是一種粘土礦物，白色、淺灰色或淺紅等，硬度，1——2.5。有吸水性（可粘舌），遇水有可塑性。高嶺石及其近似礦物和其它雜質(zhì)的混合物，通稱為高嶺土。是制陶瓷的主要原料。二）碳酸鹽類礦物1、方解石：CaCO3主要是由CaCO3溶液沉淀或生物遺體沉積形成的。晶體菱形，乳白色，完全解理（錘擊成菱形碎塊因此得名方解石），硬度3，與鹽酸強烈冒泡。無色透明者稱冰洲石，是重要的光學(xué)材料。2、白云石：CaCO3﹒MgCO3結(jié)晶形狀和解理同方解石，晶面和解理面彎曲（方解石為平直），其粉末遇鹽酸冒泡但很微弱?？兹甘疌uCO3[OH]2和藍銅礦經(jīng)常共生在一起?？兹甘念伾蜅l痕為翠綠色，藍銅礦的顏色和條痕為天藍色，可作裝飾品和藝術(shù)品。三）硫酸鹽類礦物1、石膏：CaSO4﹒2H2O晶體為纖維狀、板狀等，白色，硬度2，完全解理。透明的石膏，叫透石膏；纖維狀的集合體叫纖維石膏；粒狀石膏的集合體稱雪花石膏。巖石：由一種或多種礦物有規(guī)律組合而成的礦物集合體.根據(jù)巖石產(chǎn)生的原因,可分為三大類:巖漿巖——由熔融的巖漿上升到地殼不同深度或噴出地表冷凝結(jié)晶而成。沉積巖——在地表條件下，各類巖石風(fēng)化破壞后的產(chǎn)物，經(jīng)搬運、沉積、成巖作用形成的巖石。變質(zhì)巖——各類巖石，在地球內(nèi)力作用下，經(jīng)過變質(zhì)作用形成的巖石。二、巖漿巖又叫火成巖1、概念：當(dāng)巖漿上升侵入地殼或噴出地表冷卻后形成的巖石．巖漿：形成于地殼深處或上地幔中，由兩部分組成：一部分是以硅酸鹽熔漿為主體，在一定條件下凝固后形成各種巖漿巖；另一部分是揮發(fā)成分，主要是水蒸氣和其他氣態(tài)物質(zhì)。巖漿的化學(xué)成分用氧化物表示，主要成分是二氧化硅、三氧化二鋁、氧化鎂、氧化亞鐵、氧化鈣、氧化鉀等。其中二氧化硅含量最大。根據(jù)二氧化硅的相對含量，分為酸性巖漿（>65%）、中性巖漿（52—65%）、基性巖漿（45—52%）和超基性巖漿（<45%）越是酸性巖漿，粘性大，溫度低，不易流動。酸性巖漿溫度為700——900度，中性巖漿900——1000度，基性巖漿1000——1200度。2、分類：根據(jù)巖漿巖形成的方式，巖體所處的位置和構(gòu)造環(huán)境，可分為三類：深成巖：巖漿在地殼較深的地方，在壓力和溫度較高的條件下，緩慢冷凝而成．淺成巖：巖漿在地殼不太深處，壓力溫度不太高的條件下，較快冷凝而成．噴出巖：巖漿噴出地表，在常溫常壓下迅速冷凝而成．其中深成巖和淺成巖是由侵入活動形成的，屬侵入巖。3、巖漿巖的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造各類巖漿巖的識別就是根據(jù)它們的結(jié)構(gòu)，構(gòu)造和礦物組成．（1）巖漿巖的結(jié)構(gòu)：組成巖石的礦物結(jié)晶程度，晶粒大小，相對大小以及組合方式．按結(jié)晶程度：全晶質(zhì)組成巖漿巖的礦物全部結(jié)晶．半晶質(zhì)組成巖漿巖的礦物部分結(jié)晶非晶質(zhì)組成巖漿巖的礦物未結(jié)晶結(jié)晶程度主要決定于巖石的形成環(huán)境和巖漿成分。深成巖是巖漿在地下深處相對封閉的條件下冷凝而成的巖石，因圍巖導(dǎo)熱性不好，揮發(fā)成分不易逸散，巖漿冷凝緩慢，往往形成全晶質(zhì)巖石。據(jù)研究大巖體冷卻時間常為100萬年以上。噴出巖形成于地表，往往形成結(jié)晶程度差的巖石。按晶粒大?。猴@晶質(zhì)礦物結(jié)晶顆粒大于0.1mm，用肉眼可識別。隱晶質(zhì)小于0.1mm，需借助顯微鏡來觀察。按晶粒相對大?。旱攘＝Y(jié)構(gòu)組成巖石的各種礦物的大小基本一致．斑狀結(jié)構(gòu)由斑晶和石基組成。似斑狀結(jié)構(gòu)石基部分也為顯晶質(zhì)。具斑狀結(jié)構(gòu)的巖石，礦物顆粒相對懸殊，較大顆粒稱為斑晶，斑晶與斑晶之間的物質(zhì)稱為基質(zhì)，基質(zhì)為隱晶質(zhì)或玻璃質(zhì)。一般斑晶結(jié)晶早，晶形較好，而基質(zhì)部分結(jié)晶較晚。似斑狀結(jié)構(gòu)類似斑狀結(jié)構(gòu)，但斑晶更為粗大（可超過1cm），而基質(zhì)則多為中、粗粒顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。（2）巖漿巖的構(gòu)造：巖石中各種礦物的空間排列方式，即填充空間的形式．氣孔構(gòu)造——巖石上有孔洞或氣孔，巖漿冷凝時氣體來不及排除．杏仁構(gòu)造——巖石上的氣孔被外來的礦物部分或全部填充．流紋狀構(gòu)造——有拉長的條紋和拉長氣孔，呈定向排列。塊狀構(gòu)造——礦物無定向排列，而是均勻分布。4、幾種主要的巖漿巖（1）區(qū)分噴出巖和侵入巖：從構(gòu)造上區(qū)分（2）區(qū)分深成巖和淺成巖：從結(jié)構(gòu)上區(qū)分。（3）幾種深成巖——特征：塊狀構(gòu)造，等粒結(jié)構(gòu)，礦物全部結(jié)晶。花崗巖——主要組成礦物：石英，正長石，角閃石正長巖——主要組成礦物：正長石，角閃石閃長巖——主要組成礦物：斜長石，角閃石輝長巖——主要組成礦物：斜長石，輝石（4）幾種淺成巖——特征：塊狀構(gòu)造，斑狀結(jié)構(gòu)，礦物部分結(jié)晶?；◢彴邘r——斑晶：石英、正長石正長斑巖——斑晶：正長石閃長玢巖——斑晶：斜長石、角閃石輝長玢巖——斑晶：斜長石、輝石（5）幾種噴出巖——特征：斑狀結(jié)構(gòu)或半晶質(zhì)、非晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。流紋巖——流紋狀構(gòu)造，斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶：石英，透長石。粗面巖——氣孔狀構(gòu)造，斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶:正長石安山巖——氣孔狀構(gòu)造，斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶：斜長石玄武巖——氣孔或杏仁狀構(gòu)造，致密隱晶質(zhì)或斑晶結(jié)構(gòu)，斑晶斜長石、輝石。三、沉積巖沉積巖在世界上分布很廣，大約占世界陸地面積的75%，在我國約占77.3%。1、概念：在地球表面或接近地表的條件下，由風(fēng)化的疏松物質(zhì)經(jīng)過搬運，沉積和成巖作用形成的巖石。2、沉積巖的形成過程（1）先成巖石的破壞：引起巖石破壞的作用有風(fēng)化作用和剝蝕作用。風(fēng)化作用就是暴露在地表或接近地表的各種巖石，在溫度變化、水及水溶液的作用、大氣及生物作用下，原地發(fā)生的破壞作用；剝蝕作用各種外力在運動狀態(tài)下對地面巖石及風(fēng)化產(chǎn)物的破壞作用。（2）搬運作用：風(fēng)化作用和剝蝕作用的產(chǎn)物，由流水、風(fēng)、冰川、海洋、重力等動力轉(zhuǎn)移，離開原來的位置。（3）沉積作用：被搬運的物質(zhì)逐漸沉積，沉積作用可以發(fā)生在海洋，也可以發(fā)生在大陸地區(qū)。有三種沉積方式。機械沉積作用——被搬運的巖石碎屑在重力大于水流、風(fēng)的搬運力時，便先后沉積下來。由于流水的流速，流量不定，碎屑的大小，形狀不同，原來混雜在一起的物質(zhì)，按照礫石——砂——粉砂——粘土的順序沉積下來。化學(xué)沉積作用——溶解于水中的物質(zhì)是多種多樣的，由于溶解質(zhì)的溶解度不同，以及溶液的性質(zhì)，溫度，pH不同，物質(zhì)沉積有先后順序。按分異順序為：氧化物——硅酸鹽——碳酸鹽——硫酸鹽——鹵化物生物沉積分異作用——生物殘體的沉積和生物化學(xué)沉積。生物遺體沉積是指生物死亡后，其骨骼、硬殼堆積形成硅質(zhì)巖和碳酸鹽巖等。生物化學(xué)沉積是指生物在新陳代謝中，引起周圍介質(zhì)物理化學(xué)條件的變化，從而引起某些物質(zhì)的沉淀。如海中藻類進行光合作用，吸收海水中的CO2，可以引起碳酸鈣的沉淀，從而形成石灰?guī)r。（4）成巖作用：壓固作用：上覆物逐漸增厚，壓力增大，沉積物就會固結(jié)變硬。脫水作用：壓力增加，溫度也增大，在壓力和溫度的共同作用下，某些膠體礦物和含水礦物產(chǎn)生失水而變成新礦物。膠結(jié)作用：碎屑巖主要的成巖作用。沉積物中的孔隙，被礦物質(zhì)填充，從而將分散的碎屑顆粒粘結(jié)在一起。最常見的膠結(jié)物有硅質(zhì)、鈣質(zhì)、鐵質(zhì)、粘土質(zhì)、火山灰等。重結(jié)晶作用：受溫度和壓力影響，物質(zhì)質(zhì)點重心排列，使非晶質(zhì)變成晶質(zhì)。3、沉積巖的成分：包括：碎屑礦物、粘土礦物以及化學(xué)和生物成因的礦物（方解石、白云石、石膏等）。4、沉積巖的構(gòu)造：沉積巖各個組分的空間排列方式。層理構(gòu)造：沉積巖的成層性，即沉積巖的成分、顏色、顆粒大小等沿垂直于巖層的方向變化、交替。是最主要的構(gòu)造特征。這種構(gòu)造是在沉積過程中形成的。沉積巖在沉積過程中，由于氣候、季節(jié)等周期性的變化，必然引起搬運介質(zhì)的變化，如水的流向、水量的大小變化等，從而使搬運物質(zhì)的數(shù)量、成分、顆粒大小、有機成分的多少等發(fā)生變化，有時甚至出現(xiàn)一定時間的沉積間斷，這樣就會使沉積物在垂直方向上由于成分、顏色和結(jié)構(gòu)的不同，而形成層狀構(gòu)造。層：在一個基本穩(wěn)定的物理條件下，所形成的沉積單位，有的層很厚，有的很薄。層面構(gòu)造：在沉積面上保留的自然作用產(chǎn)生的痕跡。如動物的遺跡，雨，波浪等，在成巖過程中保留下來。這種情況比較少見。層面就是一個層的頂面。5、沉積巖的結(jié)構(gòu)：是沉積巖中組成物質(zhì)的形狀、大小和結(jié)晶程度?？煞譃樗樾冀Y(jié)構(gòu)、泥質(zhì)結(jié)構(gòu)和化學(xué)結(jié)構(gòu)。碎屑結(jié)構(gòu)中有碎屑和膠結(jié)物。根據(jù)碎屑顆粒大小分為：礫狀結(jié)構(gòu)：碎屑成分主要為巖屑，直徑>2mm；如果碎屑棱角明顯，則成為角礫狀結(jié)構(gòu)。砂質(zhì)結(jié)構(gòu)：成分為礦物碎屑，直徑為2～0.05mm。可細分為粗砂2～0.5mm，中砂0.5～0.25mm，細砂0.25～0.10mm，微細砂0.10～0.05mm。粉砂質(zhì)結(jié)構(gòu)：成分為礦物碎屑，直徑為0.05～0.005mm。泥質(zhì)結(jié)構(gòu)：成分以粘土為主，直徑<0.005mm。化學(xué)結(jié)構(gòu)：由各種溶解物質(zhì)沉淀而成的沉積巖具有此結(jié)構(gòu)。分為致密狀和晶粒狀。幾種主要的沉積巖（1）火山碎屑巖：主要是火山噴發(fā)碎屑由空中墜落就地沉積或經(jīng)一定距離的流水沖刷搬運沉積而成。根據(jù)火山碎屑粒度大體可分為：火山集塊巖：由直徑>64mm的粗火山碎屑固結(jié)而成。火山角礫巖：主要由粒徑為2mm～64mm的火山碎塊固結(jié)而成。凝灰?guī)r：主要由直徑<2mm的火山灰或火山碎屑固結(jié)而成，可有黃、灰、白、棕、紫等不同顏色。（2）沉積碎屑巖礫巖——由直徑大于2mm的碎屑顆粒膠結(jié)組成。碎屑稱為礫。如礫帶棱角，則稱角礫巖。具礫狀結(jié)構(gòu)。砂巖——由2～0.05mm的砂粒膠結(jié)組成，具砂質(zhì)結(jié)構(gòu)。根據(jù)礦物成分可分為石英砂巖和長石砂巖。顏色取決于礦物成分和混入的其它成分。砂巖的物理特性好，但養(yǎng)分缺少。頁巖——屬粘土巖類。由顆粒直徑<0.005mm的微細顆粒組成，成分主要是粘土礦物和少量細小的石英顆粒。致密狀泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，顏色多樣，手感很細滑，不透水，泡不軟。（3）碳酸鹽類石灰?guī)r——含方解石大于50%，遇稀HCl反應(yīng)強烈。白云巖——白云石大于50%，粉末遇稀HCl冒泡。四、變質(zhì)巖：1、概念在地球內(nèi)力作用下，各類巖石經(jīng)過變質(zhì)作用形成的巖石。變質(zhì)作用是在一定溫度、壓力等條件下進行的，風(fēng)化作用是在一般溫度、壓力等條件下進行的。引起變質(zhì)作用的因素有三種：溫度：來源于地?zé)帷r漿熱、摩擦熱。關(guān)于引起變質(zhì)作用的溫度的上下限不太一致，在有水流存在時，上限為700——900度，下限為150——200度。壓力：有靜壓力、定向壓力二種。靜壓力又叫圍壓，具有均向性。定向壓力是一種側(cè)向壓力，可使巖石變形或破碎、重結(jié)晶，使礦物定向排列。熱氣和熱液：熱氣和熱液中的化學(xué)物質(zhì)，引起變質(zhì)巖礦物和化學(xué)成分的變化。2、變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)變晶結(jié)構(gòu)——由于重新結(jié)晶所形成形成的結(jié)構(gòu)。包括等粒變晶結(jié)構(gòu)、斑狀變晶結(jié)構(gòu)和鱗片狀變晶結(jié)構(gòu)。變余結(jié)構(gòu)——部分還保留原巖的結(jié)構(gòu)。3、變質(zhì)巖的構(gòu)造變成構(gòu)造：又分為片理構(gòu)造和塊狀構(gòu)造二種：片理構(gòu)造——巖石中的礦物排列定向。是變質(zhì)巖中最常見、最帶有特征性的構(gòu)造。礦物平行排列所成的面稱為片理面，它可以是平的，可以是波浪狀的?？煞譃橐韵聨最悾喊鍫顦?gòu)造：由微小礦物晶體定向排列成平行板狀，板面平整微具光澤。千枚構(gòu)造：由細小片狀礦物定向排列而成，片理面具絲絹光澤，具有小彎曲和皺紋。礦物晶粒微細，用肉眼無法識別。片狀構(gòu)造：礦物呈鱗片狀或柱狀，平行排列，形成薄層片狀，片理面粗糙。片麻構(gòu)造：由較粗的粒狀礦物組成，它們和一定數(shù)量的柱狀、片狀礦物定向排列，形成斷續(xù)條帶狀。塊狀構(gòu)造——巖石中的礦物無定向排列。（2）變余構(gòu)造4、幾種主要的變質(zhì)巖板巖——變質(zhì)程度低，由頁巖、粉砂巖等變質(zhì)而來，板狀構(gòu)造或變余構(gòu)造，有微弱光澤。千枚巖——變質(zhì)程度較板巖深，千枚狀構(gòu)造，片理面具絲絹光澤，在巖石端面上可見到許多平行排列的薄片。片巖：可由各種巖石變質(zhì)形成，片狀構(gòu)造，鱗片狀變晶結(jié)構(gòu)。主要由片狀或柱狀礦物如云母、滑石、角閃石定向排列而成。片麻巖：巖石中的柱狀和粒狀礦物分別呈定向排列，具有片麻構(gòu)造，等粒狀變晶結(jié)構(gòu)。礦物種類有石英，正長石，云母，角閃石。大理巖：云南的大理而得名。由石灰?guī)r和白云巖等碳酸鹽類變質(zhì)而來，塊狀構(gòu)造，等粒狀變晶結(jié)構(gòu)，白色或具各種條紋，方解石大理巖遇鹽酸劇烈冒泡，而白云石大理巖則反應(yīng)微弱。石英巖：由石英砂巖變質(zhì)而來，塊狀構(gòu)造，等粒狀變晶結(jié)構(gòu)，礦物組成為石英，純石英巖多為乳白色，具脂肪光澤。地質(zhì)作用一、概述1、地質(zhì)作用使地球的物質(zhì)組成、內(nèi)部構(gòu)造和地表形態(tài)發(fā)生變化的作用，總稱為地質(zhì)作用。2、地質(zhì)營力引起地質(zhì)作用的自然力稱為地質(zhì)營力?？煞譃榈刭|(zhì)內(nèi)營力和地質(zhì)外營力。地質(zhì)內(nèi)營力由地球內(nèi)部的能引起，主要有地內(nèi)熱能、重力能、地球旋轉(zhuǎn)能等；地質(zhì)外營力主要由太陽能、潮汐能和生物能引起。3、地質(zhì)作用的分類地質(zhì)內(nèi)力作用：地震、變質(zhì)作用、巖漿活動和構(gòu)造運動；地質(zhì)外力作用：風(fēng)化作用、剝蝕作用、搬運作用、沉積作用和成巖作用。二、地殼的內(nèi)營力作用和地貌1、地殼的升降運動和地貌引起海陸面積的變化。地殼上升，大陸面積擴大，海洋面積逐漸縮??；地殼下降，大陸面積逐漸縮小擴大，海洋面積逐漸擴大。2、地殼的褶皺運動與地貌褶皺運動：是指原來水平或近似水平的巖層變成褶皺而隆起形成山脈的運動。褶皺后巖層形成一個彎曲，稱為褶曲，有背斜和向斜兩種形式。3、地殼的斷裂運動與地貌地殼的斷裂運動是巖層的連續(xù)性受到破壞，而產(chǎn)生斷裂和錯位現(xiàn)象。巖層斷裂后產(chǎn)生斷裂面。斷裂運動分為節(jié)理和斷層兩大類：節(jié)理就是斷裂兩側(cè)的巖塊沿著破裂面沒有發(fā)生明顯位移的斷裂運動。在巖石中有規(guī)律、從橫交錯的裂隙就是節(jié)理。斷層：巖塊巖塊沿著破裂面發(fā)生了明顯位移的斷裂運動?？尚纬傻貕?、地塹等。三、地殼的外營力作用和地貌1、流水的地質(zhì)作用和地貌⑴斜坡水流的侵蝕作用和地貌降雨水流沿自然坡面向下流動，可造成土壤片蝕，在低洼地可形成細溝侵蝕。⑵暫時性洪流作用與地貌暴雨和大量積雪瞬間形成的洪流，在通過山谷流出山口和溝口之后，形成洪積扇。暫時性的水流也可形成侵蝕溝。⑶河流的地質(zhì)作用和地貌河流是改造地表地貌最主要的地質(zhì)營力。河流所經(jīng)過的線裝凹地稱為河谷。河谷由河床、河漫灘、谷坡、砂洲和階地組成。河流對河谷和河床不斷進行著下切侵蝕作用，使河流加深。另外河流還使河面不斷加寬。2、地下水的地質(zhì)作用和地形地下水存在于巖石孔隙和裂隙中。含有一定數(shù)量的CO2對碳酸鹽類巖石產(chǎn)生溶蝕、剝蝕、搬運、沉積等作用。地下水的溶蝕作用可形成巖溶地形，常見巖溶地形有：（1）溶溝和石芽.發(fā)育高大，溝坡近于垂直的峰林稱石林。（2）溶洞.如廣西桂林的七星巖、蘆笛巖等，是著名的旅游勝地。溶洞中有大量的地下室沉積物如石筍、石鐘乳、石柱等。（3）落水洞三、黃土和黃土地貌1、黃土：典型黃土的質(zhì)地為粉沙顆粒，呈灰黃色或黃棕色，疏松多孔，有明顯的垂直節(jié)理。并含有大量的碳酸鈣。主要集中與黃土高原。2、黃土地貌：主要有塬、墚、峁等侵蝕地貌。四、化石保存在地層中的地質(zhì)時期的生物遺體或遺跡。遺體如動物骨骼、硬殼遺跡如動物的足印、蟲穴、蛋類、人類石器等。并不是所有古生物都能保存下來成為化石。生物成為化石需具有三個條件：首先，生物本身具有硬殼、骨骼等不易毀壞的硬體部分。只有在一定條件下，硬體和軟體才一齊被保存下來。第二，生物死后必須盡快地被沉積物所掩埋，這可避免遺體的氧化腐爛或被其他動物吞食。第三，埋藏下來的生物遺體必須在較長時間內(nèi)經(jīng)歷一定的填充（如疏松多孔的貝殼、骨骼等被水溶液中的CaCO3、SiO2等所填充）、置換（如有機分子被CaCO3、SiO2等分子所代換）或升餾（如植物葉子、昆蟲的角質(zhì)外殼中的氫、氧等成分揮發(fā)逸出）等作用才能成為化石。1.土壤有機質(zhì)的來源、組成和類型什么是有機質(zhì)廣義：包括一切生物體極其分解或合成的各種產(chǎn)物。狹義：通過微生物轉(zhuǎn)化合成的有機物質(zhì)即腐殖質(zhì)。來源最重要的是高等植物的枯枝落葉、莖、根系、花果等殘體。有機質(zhì)的類型廣義的有機質(zhì)包括2大類：一是非特殊性有機質(zhì)——生物遺體及其分解的中間產(chǎn)物。二是特殊性有機質(zhì)——腐殖質(zhì)四、非特殊性有機質(zhì)的化學(xué)成分1、單糖和有機酸；2、多糖類：淀粉、半纖維素、纖維素等。3、蛋白質(zhì)；4、木質(zhì)素；5、單寧、脂肪、蠟質(zhì)、樹脂6、灰分物質(zhì)——植物體經(jīng)過灼燒后殘留的無機物，主要元素有Ca、Mg、K、Na、S、P、Fe等。2.土壤有機質(zhì)的轉(zhuǎn)化是本章的重點。有機質(zhì)的轉(zhuǎn)化過程包括：礦質(zhì)化過程和腐殖化過程一、礦質(zhì)化過程——復(fù)雜的有機質(zhì)經(jīng)過微生物的分解作用，最終形成簡單的無機物質(zhì)如水、二氧化碳、硫酸鹽、硝酸鹽等。1、單糖的分解：在有氧條件下徹底分解，形成二氧化碳和水，在缺氧條件下，形成有機酸類的中間產(chǎn)物，并產(chǎn)生還原性的甲烷及氫氣等。2、纖維素的分解：首先分解為單糖，然后進一步分解。3、含氮有機質(zhì)的分解：主要是蛋白質(zhì)的分解，是土壤氮素循環(huán)的主要過程。包括4個過程：（1）水解過程：蛋白質(zhì)在水解酶作用下分解成簡單的氨基酸；（2）氨化作用：在氨化細菌作用下，有機態(tài)氮變成無機態(tài)氮即氨或銨的過程。（3）硝化作用：氨在微生物作用下，經(jīng)過亞硝酸的中間階段，進一步氧化為硝酸。需在有氧條件下進行。（4）反硝化作用：在厭氣條件如水淹、有機質(zhì)含量過高情況下。硝態(tài)氮在反硝化細菌作用下，轉(zhuǎn)化為還原態(tài)氮如氨、NO、N2O、N2、HNO等4、有機態(tài)P的分解：含磷的有機物在磷細菌的作用下，經(jīng)過水解過程形成磷酸（H3PO4）。在嫌氣條件下，許多微生物引起磷酸還原，產(chǎn)生亞磷酸或次磷酸。在有機質(zhì)豐富時，進一步還原為磷化氫。5、含S有機物的轉(zhuǎn)化與有機含氮化合物的轉(zhuǎn)化過程相似。含S有機物在腐解作用下產(chǎn)生的硫化氫，在通氣良好時，在硫細菌作用下氧化形成硫酸。硫酸在不良通氣條件下發(fā)生反硫化作用，形成硫化氫，對植物產(chǎn)生毒害。二、腐殖化過程——有機質(zhì)分解過程中的中間產(chǎn)物經(jīng)過微生物的作用合成暗色的含N高分子化合物（腐殖質(zhì)），是一種自然的形成物。定義：土壤腐殖質(zhì)是土壤有機質(zhì)經(jīng)過強烈轉(zhuǎn)化而形成的含N高分子化合物。2、形成過程還不十分清楚，但大體包括2個階段第一階段：產(chǎn)生腐殖質(zhì)分子的各個組成成分。如多元酚、氨基酸、多肽等有機物質(zhì)。第二階段：由多元酚和含氮化合物縮合成腐殖質(zhì)單體分子。此縮合過程包括兩步：首先是多元酚在多酚氧化酶作用下氧化為醌：然后醌和含氮化合物（氨基酸）縮合，最后腐殖質(zhì)單體分子繼續(xù)縮合成高級腐殖質(zhì)分子。用圖表示為：3、土壤腐殖質(zhì)的物質(zhì)組成用酸、堿和酒精處理，得到胡敏酸、吉馬多美朗酸、富里酸和胡敏素。胡敏素是與礦物結(jié)合的胡敏酸或是變質(zhì)的胡敏酸；吉馬多美朗酸是胡敏酸的衍生物。4、胡敏酸和富里酸的特征從顏色看胡敏酸棕色到黑色，富里酸黃色。從分子量看，胡敏酸大，富里酸小，在1萬以下。胡敏酸的C，N，S含量高于富里酸對水溶解度，胡敏酸不溶或難溶，富里酸溶于水胡敏酸羧基和酚基低于富里酸胡敏酸一價鹽溶于水，二價或三價鹽不溶于水，富里酸都溶。礦質(zhì)化過程和腐質(zhì)化過程是有機質(zhì)轉(zhuǎn)化的兩個方向，同時進行的。在溫度較高、濕度適中、通氣良好時，礦化過程快，養(yǎng)分釋放快。如過快，養(yǎng)分會損失，且腐殖質(zhì)形成過少，對養(yǎng)地不利。溫度低、濕度大、通氣不良，以嫌氣性微生物活動為主，養(yǎng)分釋放少，腐殖質(zhì)過程快。園林土壤有機質(zhì)少、結(jié)構(gòu)性差、養(yǎng)分低，如何促進施用有機肥料的分解，是目前面臨的新課題。3.影響有機質(zhì)分解的因素一、有機殘體的組成狀況1、有機殘體的物理狀態(tài)：一般情況下，多枝幼嫩新鮮的綠肥易分解。2、有機殘體的化學(xué)成分。一般情況下，闊葉比針葉快；葉片比殘根快，豆科比禾本科快。3、有機殘體的碳氮比用C/N表示。微生物吸收1份氮，就要吸收5份碳用于構(gòu)成自身細胞，同時要消耗20份碳作為生命活動的能量。微生物分解需有機質(zhì)的C/N為25：1。二、外界條件外界條件通過制約微生物的活動，而影響有機質(zhì)的轉(zhuǎn)化。1、最適溫度：20～30度。2、濕度和通氣狀況：在田間持水量的60%最好。3、土壤pH：細菌最適Ph6.5—7.5，放線菌中性到為堿性，真菌酸性到中性條件。4、土壤中的粘粒：由于粘粒的吸附可減弱土壤酶、土壤微生物的活性，對于粘重土壤，有機質(zhì)不易分解。4土壤有機質(zhì)的作用一、是植物營養(yǎng)的主要來源有機質(zhì)含有極為豐富的氮、磷、鉀和微量元素。分解后產(chǎn)生的二氧化碳是供給植物的碳素營養(yǎng)。二、刺激根系的生長腐殖質(zhì)物質(zhì)以很稀的濃度（10-6—10-3）、以分子態(tài)進入到植物體，可刺激根系的發(fā)育，促進植物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。三、腐殖質(zhì)可改善土壤的物理狀況促進土壤團粒結(jié)構(gòu)的形成，是良好的土壤膠結(jié)劑。四、腐殖質(zhì)具有高度保水、保肥能力腐殖質(zhì)是一種土壤膠體，有巨大的比表面積，有巨大的吸收代換能力。粘土顆粒的吸水率為50%—60%。而腐殖質(zhì)的吸水率為500%—600%。五、腐殖質(zhì)具有絡(luò)合作用腐殖質(zhì)能和磷、鐵、鋁離子形成絡(luò)合物或螯合物，避免難溶性磷酸鹽的沉淀，提高有效養(yǎng)分的數(shù)量。六、促進微生物的活動為微生物提供營養(yǎng)物質(zhì)。七、提高土壤溫度的作用有機質(zhì)為暗色物質(zhì)，一般是棕色到黑褐色，吸熱能力強，可改善土壤熱狀況。第五節(jié)土壤有機質(zhì)的調(diào)節(jié)土壤有機質(zhì)含量一般低于1%，且土壤的結(jié)構(gòu)性差，應(yīng)當(dāng)引起足夠的重視。增施有機肥。施用草炭土、腐葉土以及經(jīng)過合理處理的生活垃圾。應(yīng)注意長期施用有機肥。歸還植物的凋落物。將有機殘體就地填埋或集中堆漚，使之成為理想的有機肥料。種可觀賞的綠肥。在公園、街道、廣場的橋灌木下。種草坪或觀賞價值較高的綠肥植物，通過翻耕入土，可提高土壤有機質(zhì)含量。通過澆水、翻土措施。調(diào)節(jié)土壤的溫度、濕度、通氣等，調(diào)節(jié)有機質(zhì)的積累和分解。土壤動物土壤動物指長期或一生中大部分時間生活在土壤或地表凋落物層中的動物。它們直接或間接地參與土壤中物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)化，是土壤生態(tài)系統(tǒng)中不可分割的組成部分。土壤動物通過取食、排泄、挖掘等生命活動破碎生物殘體，使之與土壤混合，為微生物活動和有機物質(zhì)進一步分解創(chuàng)造了條件。土壤動物活動使土壤的物理性質(zhì)（通氣狀況）、化學(xué)性質(zhì)（養(yǎng)分循環(huán)）以及生物化學(xué)性質(zhì)（微生物活動）均發(fā)生變化，對土壤形成及土壤肥力發(fā)展起著重要作用。一、土壤動物的分類及其主要的土壤動物介紹土壤動物是陸地生態(tài)系統(tǒng)中生物量最大的一類生物，門類齊全、種類繁多、數(shù)量龐大，在土壤中它們與植物、土壤微生物組成土壤生態(tài)系統(tǒng)，三者相互作用、相互影響。土壤動物的分類有多種類型，下面列舉較常見的四種分類方法。

（一）土壤動物的分類1、系統(tǒng)分類表3-1主要的土壤動物門類門綱原生動物門扁形動物門線形動物門軟體動物門環(huán)節(jié)動物門節(jié)肢動物門脊椎動物門

渦蟲綱輪蟲綱、線蟲綱腹足綱寡毛綱蛛形綱、甲殼綱、多足綱、昆蟲綱兩棲綱、爬行綱、哺乳綱2、按體形大小分類①小型土壤動物，體長在0.2毫米以下，主要包括鞭毛蟲、變形蟲等原生動物，輪蟲的大部分和熊蟲、線蟲等。②中型土壤動物，體長0.2-2毫米，主要有螨類、擬蝎、跳蟲等微小節(jié)肢動物，還有渦蟲、蟻類、雙尾類等。③大型土壤動物，體長2-20毫米，主要有大型的甲蟲，蝽象、金針蟲、蜈蚣、馬陸、蟬的若蟲和盲蛛等。④巨型土壤動物，體長大于20毫米，脊椎動物中，有蛇、蜥蜴、蛙、鼠類和食蟲類的鼴鼠等，無脊椎動物中，有蚯蚓和許多有害的昆蟲（包括螻蛄、金龜甲和地蠶）。3、按食性分類：分為落葉食性、材食性、腐植食性、植食性、蘚苔類食性、菌食性、藻食性、細菌食性、捕食性、尸食性、糞食性、雜食性和寄生性土壤動物。4、按土壤中生活時期，分為全期土壤動物，周期土壤動物，部分土壤動物，暫時土壤動物，過渡土壤動物和交替土壤動物。重要的土壤動物介紹土壤動物的種類和數(shù)量令人驚嘆，難以計數(shù)。這里僅介紹幾種對土壤性質(zhì)影響較大，且它們的生理習(xí)性及生態(tài)功能較為人類熟知的優(yōu)勢土壤動物類群。1、原生動物原生動物是生活于土壤和苔蘚中的真核單細胞動物，屬原生動物門，相對于原生動物而言，其他土壤動物門類均稱為后生動物。原生動物結(jié)構(gòu)簡單、數(shù)量巨大，只有幾微米至幾毫米，而且一般每克土壤有104~105個原生動物，在土壤剖面上分布為上層多，下層少。已報導(dǎo)的原生動物有300種以上，按其運動形式可把原生動物分為三類：①變形蟲類（靠假足移動），②鞭毛蟲類（靠鞭毛移動），③纖毛蟲類（靠纖毛移動）。從數(shù)量上以鞭毛蟲類最多，主要分布在森林的枯落物層；其次為變形蟲，通常能進入其他原生動物所不能到達的微小孔隙；纖毛蟲類分布相對較少。原生動物以微生物、藻類為食物，在維持土壤微生物動態(tài)平衡上起著重要作用，可使養(yǎng)分在整個植物生長季節(jié)內(nèi)緩慢釋放，有利于植物對礦質(zhì)養(yǎng)分的吸收。2、土壤線蟲線蟲屬線形動物門的線蟲綱，是一種體形細長（1毫米左右）的白色或半透明無節(jié)動物，是土壤中最多的非原生動物，已報導(dǎo)種類達1萬多種，每平方米土壤的線蟲個體數(shù)達105-106條。線蟲一般喜濕，主要分布在有機質(zhì)豐富的潮濕土層及植物根系周圍。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微小原生動物。腐生型線蟲的活動對土壤微生物的密度和結(jié)構(gòu)起控制和調(diào)節(jié)作用，另外通過捕食多種土壤病原真菌，可防止土壤病害的發(fā)生和傳播。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(jié)果通常導(dǎo)致植物發(fā)病。線蟲是多數(shù)森林土壤中濕生小型動物的優(yōu)勢類群。3、蚯蚓土壤蚯蚓屬環(huán)節(jié)動物門的寡毛綱，是被研究最早（自1840年達爾文起）和最多的土壤動物。蚯蚓體圓而細長，其長短、粗細因種類而異，最小的長0.44毫米，寬0.13毫米；最長的達3600毫米，寬24毫米。身體由許多環(huán)狀節(jié)構(gòu)成，體節(jié)數(shù)目是分類的特征之一，蚯蚓的體節(jié)數(shù)目相差懸殊，最多達600多節(jié)，最少的只有7節(jié)，目前全球已命名的蚯蚓大約有2700多種，中國已發(fā)現(xiàn)有200多種。蚯蚓是典型的土壤動物，主要集中生活在表土層或枯落物層，因為它們主要捕食大量的有機物和礦質(zhì)土壤，因此有機質(zhì)豐富的表層，蚯蚓密度最大，平均最高可達每平方米170多條。土壤中枯落物類型是影響蚯蚓活動的重要因素，不具蠟層的葉片是蚯蚓容易取食的對象（如榆、柞、椴、槭、樺樹葉等），因此，此類樹林下土壤中蚯蚓的數(shù)量比含蠟葉片的針葉林土壤要豐富得多（柞樹林下，每公頃294萬條蚯蚓，而云杉林下僅每公頃61萬條）。蚯蚓通過大量取食與排泄活動富集養(yǎng)分，促進土壤團粒結(jié)構(gòu)的形成，并通過掘穴、穿行改善土壤的通透性，提高土壤肥力。因此，土壤中蚯蚓的數(shù)量是衡量土壤肥力的重要指標(biāo)。4、彈尾和螨目彈尾（又名跳蟲）和螨目分屬節(jié)肢動物門的昆蟲綱和蛛形綱，是土壤中數(shù)量最多的節(jié)肢動物（分別占土壤動物總數(shù)的54.9%和28%），它們是我國森林土壤中中型動物的主要優(yōu)勢類群。跳蟲一般體長1-3毫米，腹部第4或第5節(jié)有一彈器，目前已知2000種以上，主要生活于土壤表層（0-6厘米最多，15-30厘米最少），1平方米土壤內(nèi)可多達2000尾。絕大多數(shù)跳蟲以取食花粉、真菌、細菌為主，少數(shù)可危害甘蔗、煙草和磨菇。螨目的主要代表是甲螨（占土壤螨類的62%~94%），一般體長0.2–1.3毫米，主要分布在表土層中，0-5厘米土層內(nèi)其數(shù)量約占全層數(shù)量的82%，而在25厘米以下則很難找到。大多數(shù)甲螨取食真菌、藻類和已分解的植物殘體，在控制微生物數(shù)量及促進有機質(zhì)分解過程中起著重要作用。土壤中主要的動物還包括蠕蟲、蛞蝓、蝸牛、千足蟲、蜈蚣、蛤蟲、螞蟻、馬陸、蜘蛛及昆蟲等。土壤動物與生態(tài)環(huán)境的關(guān)系

生態(tài)環(huán)境對土壤動物的影響土壤是復(fù)雜的自然體，生活在土壤中的動物群落受多種環(huán)境因素的影響，包括土壤性質(zhì)（土溫、土壤濕度、土壤pH、有機質(zhì)、土壤容重、枯落物數(shù)量和質(zhì)量，土壤礦質(zhì)元素以及污染物質(zhì)含量），地上植被，地形和氣候等。因此土壤動物的群落結(jié)構(gòu)隨環(huán)境因素和時間變化呈明顯的時空變化?？臻g變化表現(xiàn)為：①水平變異，土壤動物群落隨植被、土壤、微地貌類型與海拔高度以及人為活動等因素的變化，呈現(xiàn)出群落組成、數(shù)量、密度和多樣性等的水平差異。自然植被改為耕作土壤后，土壤動物的種類和數(shù)量明顯減少，顯示植被類型對土壤動物群落的水平結(jié)構(gòu)的巨大影響。王宗英等對皖南農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，土壤的動物群落多樣性指數(shù)H：菜地>次生林>灌叢>人工杉林>旱地>菜園>稻田>果園。②垂直變異，主要表現(xiàn)在土壤動物的表聚性特征，土壤動物的種類、個體數(shù)、密度和多樣性隨著土壤深度而逐漸減少。土壤動物的時間變化主要表現(xiàn)為季節(jié)變異。土壤動物的季節(jié)變化與其環(huán)境的季節(jié)性節(jié)律密切相關(guān)，在中溫帶和寒溫帶地區(qū)，土壤動物群落種類和數(shù)量一般在7-9月達到最高，與雨量、溫度的變化基本一致，而在亞熱帶地區(qū)一般于秋末冬初達到最高（11月）。土壤動物的指示作用生活于土壤中的動物受環(huán)境的影響，反過來土壤動物的數(shù)量和群落結(jié)構(gòu)的變異能指示生態(tài)系統(tǒng)的變化。土壤動物多樣性被認(rèn)為是土壤肥力高低及生態(tài)穩(wěn)定性的有效指標(biāo)。土壤中某些種類的土壤動物可以快速靈敏地反映土壤是否被污染以及污染的程度。例如分布廣、數(shù)量大、種類多的甲螨，有廣泛接觸有害物質(zhì)的機會，所以當(dāng)土壤環(huán)境發(fā)生變化時有可能從它們種類和數(shù)量的變化反映出來。另外，線蟲常被看作生態(tài)系統(tǒng)變化和農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)受到干擾的敏感指示生物。土壤動物多樣性的破壞將威脅到整個陸地生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性及生態(tài)穩(wěn)定性，因此，應(yīng)加強土壤動物多樣性的研究和保護。土壤微生物土壤微生物包括：細菌、真菌、放線菌和藻類特點：在土壤中數(shù)量高，繁殖快。如一般土壤中細菌為107～108個/g土真菌105～106個/g土，放線菌106～107個/g土，藻類104～105個/g土。作用：分解有機質(zhì)、合成腐殖質(zhì)，在土壤總的代謝活性中起重要的作用。土壤微生物是指生活在土中借用光學(xué)顯微鏡才能看到的微小生物。包括細胞核構(gòu)造不完善的原核生物，如細菌、藍細菌、放線菌，和具完善細胞核結(jié)構(gòu)的真核生物，如真菌、藻類、地衣等。土壤微生物參與土壤物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程，在土壤形成和發(fā)育、土壤肥力演變、養(yǎng)分有效化和有毒物質(zhì)降解等方面起著重要作用。由于植物殘體是土壤微生物主要營養(yǎng)和能量的來源，因而肥沃土壤和有機質(zhì)豐富的森林土壤微生物數(shù)量常較多，缺乏有機質(zhì)的土壤微生物數(shù)量較少。表3-2是我國幾種土壤的微生物數(shù)量表3-2我國不同土壤微生物數(shù)量（104個/g土）土壤植被細菌放線菌真菌黑土林地3370241017草地207050510灰褐土林地4381694黃綿土草地3571401紅壤林地14463草地10032磚紅壤林地1891012草地64147土壤微生物的營養(yǎng)類型和呼吸類型土壤微生物的營養(yǎng)類型根據(jù)微生物對營養(yǎng)和能源的要求，一般可將其分成四大類型。1、化能有機營養(yǎng)型化能有機營養(yǎng)型又稱化能異養(yǎng)型，這類土壤微生物需要有機化合物作為碳源，通過氧化有機化合物來獲取能量。土壤中絕大部分細菌和幾乎全部真菌屬于這個類型，這類微生物是土壤中起主導(dǎo)作用的微生物。2、光能有機營養(yǎng)型光能有機營養(yǎng)型又稱光能異養(yǎng)型，其能源來自光，但需要有機化合物作為供氫體以還原CO2，并合成細胞物質(zhì)。如紫色非硫細菌中的深紅紅螺菌（Rhodospirillumrubrum）可利用簡單有機物作為供氫體。3、化能無機營養(yǎng)型化能無機營養(yǎng)型又稱化能自養(yǎng)型，這類土壤微生物以CO2作為碳源，再從氧化無機物中獲取能量。這類微生物雖在土壤中種類不多，但它們在土壤物質(zhì)轉(zhuǎn)化中起了重要作用。屬于這一類的土壤微生物主要有：亞硝酸細菌、硝酸細菌、硫氧化細菌、鐵細菌和氫細菌等。4、光能無機營養(yǎng)型光能無機營養(yǎng)型又稱光能自養(yǎng)型，這類土壤微生物利用光能進行光合作用，以無機物作為供氫體以還原CO2，從而合成細胞物質(zhì)。藻類和光合細菌中綠硫細菌、紫硫細菌都屬于光能自養(yǎng)型。土壤微生物呼吸類型土壤微生物按呼吸類型可分為三類。1、好氣性微生物這類微生物在有氧環(huán)境中生長，以氧分子為呼吸基質(zhì)氧化時的最終電子受體。由于來自空氣中的氧能不斷供應(yīng)，所以能使基質(zhì)徹底氧化，釋放出全部能量。土壤中大多數(shù)細菌，如芽孢桿菌、假單胞菌、根瘤菌、硝酸化細菌和硫化細菌等都屬于這一類。另外土壤放線菌、藻類等也屬于好氣性微生物。好氣性微生物在通氣良好的土壤中生長，轉(zhuǎn)化土壤中有機物，獲得能量、構(gòu)建細胞物質(zhì)，行使其生理功能。土壤中好氣性化能自養(yǎng)型細菌，以還原態(tài)無機化合物為呼吸基質(zhì)，依賴它特殊的氧化酶系統(tǒng)，活化分子態(tài)氧去氧化相應(yīng)的無機物質(zhì)來獲取能量。土壤中亞硝酸細菌（以NH4+為呼吸基質(zhì)氧化成NO2-）、硝酸細菌（以NO2-為基質(zhì)氧化成NO3-）、硫化桿菌（以S為基質(zhì)氧化成SO42-）等均屬于這一類。2、嫌氣性微生物這類微生物在嫌氣條件下進行無氧呼吸，以無機氧化物（NO3-、SO42-、CO2）作為最終電子受體，通過脫氧酶將氫傳遞給其它的有機或無機化合物，并使之還原。土壤中的嫌氣固氮菌就屬于這一類。嫌氣性固氮細菌的代表巴氏梭菌（ClostridiumPasteurianum）能在酸性森林土壤中生活，并進行固定氮素的作用。另外，產(chǎn)甲烷細菌和脫硫弧菌等也屬于嫌氣性微生物。3、兼嫌氣性微生物這是一類在有氧和無氧環(huán)境中均能進行呼吸的土壤微生物。土壤中的反硝化假單胞菌和某些硝酸還原細菌、硫酸還原細菌等都屬于兼性微生物。在有氧環(huán)境中，它們與其它好氣性細菌一樣進行有氧呼吸。而在缺氧環(huán)境中，它們能將呼吸基質(zhì)徹底氧化，以硝酸或碳酸中的氧作為受氫體，使硝酸還原為亞硝酸或分子氮，使硫酸還原為硫或硫化氫。

二、土壤細菌土壤細菌的一般特點土壤細菌是一類單細胞、無完整細胞核的生物。它占土壤微生物總數(shù)的70%~90%，每克土中100萬個以上細菌。細菌菌體通常很小，直徑為0.2~0.5微米，長度約幾微米，因而土壤細菌生物量并不高。細菌的基本形態(tài)有三種：球狀、桿狀和螺旋狀；相應(yīng)的細菌種類有球菌、桿菌和螺旋菌。土壤細菌常見屬有：節(jié)桿菌屬（Arthrobacter）、芽孢桿菌屬（Bacillus）、假單胞菌屬（Psendomonas）、土壤桿菌屬（Agrobacterium）、產(chǎn)堿桿菌屬（Alcaligenes）和黃桿菌屬（Flavobacterium）。土壤細菌的主要生理群土壤存在中各種細菌生理群，其中主要的有纖維分解細菌，固氮細菌、氨化細菌、硝化細菌和反硝化細菌等。它們在土壤元素循環(huán)中起著主要作用。纖維分解細菌土壤中能分解纖維的細菌主要是好氣纖維分解細菌和嫌氣纖維分解細菌。好氣纖維分解細菌主要有生孢噬纖維菌屬（Sporocytophaga）、噬纖維菌屬（Cytophaga）、多囊菌屬（Polyangium）和鐮狀纖維菌屬（Cellfalcicula）等。這類纖維分解菌活動最適溫度為22~30℃，通氣不良和太高、太低溫度對這類細菌的活性均有較大影響。嫌氣纖維分解細菌主要是好熱性嫌氣纖維分解芽孢細菌，包括熱纖梭菌（Cl.thermocellum）、溶解梭菌（Cl.dissolvens）及高溫溶解梭菌（Cl.thermocellulolyticus）等。好熱性纖維分解菌活動適宜溫度達60~65℃，最高活動溫度可達80℃。土壤纖維分解細菌活動強度受土壤養(yǎng)分、水分、溫度、酸度和通氣等因素的影響。通常纖維分解細菌適宜中性至微堿性環(huán)境，所以在酸性土壤中纖維素分解菌活性明顯減弱。纖維分解細菌的活動也受到分解物料C/N比率的影響，一般情況下，細菌細胞增長所需的C/N比率為4/1~5/1，同時，在呼吸過程中還要消耗幾倍的碳，因而，當(dāng)分解物料C/N比率在20/1~25/1時，纖維分解細菌能很好地進行分解活動。由于一般植物性材料（如蒿桿、樹葉、雜草等）C/N比率常大于25/1，因而，在利用這些材料作堆肥、基肥時，為了加速分解可適當(dāng)補充一些氮素化肥或人糞尿等。固氮細菌土壤中固氮微生物種類很多，它們每年可從大氣中固定氮素達一億噸（表3-3）。其中固氮細菌在固氮微生物中占有優(yōu)勢地位，大約有三分之二的分子態(tài)氮是由固氮細菌固定的。固氮細菌可分為自生固氮細菌和共生固氮細菌二類。表3-3各種固氮微生物固氮量統(tǒng)計固氮微生物種類全年總固氮量（×104t）單位面積固氮量（kg.hm-2）共生固氮細菌550090~240自生固氮細菌100~20030~75非豆科共生微生物250045~150固氮藻類100038~75自生固氮細菌自生固氮細菌是指獨自生活時能將分子態(tài)氮還原成氨，并營養(yǎng)自給的細菌類群。目前已發(fā)現(xiàn)和確證具有自生固氮作用的細菌近70屬。固氮細菌中屬好氣性的主要有固氮菌屬（Azotobacter）、氮單胞菌屬（Azomonas）、拜葉林克菌屬（Beijer-inckia）和德克斯菌屬（Derxia）。嫌氣性的主要是丁酸發(fā)酵型的梭狀芽孢桿菌，最重要的是巴斯德梭菌。兼性的主要是腸桿菌科中的一些屬種和芽孢桿菌屬中的少數(shù)種。自生固氮細菌屬中溫性細菌，最適活動溫度為28~30℃,適宜中性反應(yīng)土壤，但好氣性固氮細菌與嫌氣性固氮細菌對土壤反應(yīng)的適應(yīng)性不同。前者當(dāng)土壤pH降至6.0，固氮活性就會明顯影響，而后者在pH5.0~8.5范圍均有較高活性，所以在酸性的森林土壤中，好氣性固氮細菌不占主要地位。嫌氣性固氮細菌廣泛分布在森林土壤中，甚至在酸性沼澤化泥炭中也可以長生，它們的固氮能力雖不如好氣性固氮細菌,但它們適應(yīng)性強，在森林土壤中數(shù)量可超過好氣性固氮細菌十倍甚至百倍，所以嫌氣性固氮細菌對森林土壤固氮起著重要的作用。共生固氮細菌共生固氮作用是指兩種生物相互依存生活在一起時，由固氮微生物進行固氮的作用。共生固氮作用中根瘤菌與豆科植物的共生固氮作用最為重要。根瘤菌是指與豆科植物共生，形成根瘤，能固定大氣中分子態(tài)氮,向植物提供氮營養(yǎng)的一類桿狀細菌。根瘤菌在土壤中可獨立生活，但只有在豆科植物根瘤中才能進行旺盛的固氮作用。根瘤菌主要有根瘤菌屬（Rhizobium）和慢生根瘤菌屬（Bradyrhizobium）根瘤菌在人工培養(yǎng)條件下，細胞呈桿狀，大小為0.5~0.9×1.2~3.0微米，革蘭氏染色陰性。根瘤菌與豆科植物形成根瘤可分為兩個階段。①侵染土壤階段在這個階段中，根瘤菌菌體生活在土壤中，呈小球菌或小短桿菌。以后逐漸變成具有鞭毛能運動的小桿菌，這時還沒有固氮能力，由于受豆科植物根系分泌物的誘導(dǎo)，它們在根際大量繁殖。②根瘤菌形成階段侵入根毛細胞中的根瘤菌，在細胞中大量繁殖，根瘤菌在這個時期不能固氮。當(dāng)菌體侵入達到皮層深處時，皮層細胞受到菌分泌物的刺激，強烈增生并產(chǎn)生分生組織，其一部分形成根瘤的皮層，另一部分分化為維管束，與根部維管束相聯(lián)通，這就是根瘤與宿主共生關(guān)系的通道，這樣就在植物根部形成了根瘤。在根瘤增長最強烈的時期，也是根瘤菌固氮最旺盛的時期，這時才形成真正的共生關(guān)系。根瘤菌的固氮生物化學(xué)過程，不是在菌體細胞中進行的，而是根瘤組織受到根瘤菌分泌物的影響，產(chǎn)生某種固氮酶系統(tǒng)，在根瘤組織中進行固氮作用。根瘤菌與豆科植物的共生關(guān)系是有?；缘?，由某種豆科植物的根系中分離出來的根瘤菌，只能在同一個“互接種族”的植物根部形成根菌。因為它們在土壤中的發(fā)育條件，往往與宿主植物要求的條件相同。土壤真菌土壤真菌是指生活在土壤中菌體多呈分枝絲狀菌絲體，少數(shù)菌絲不發(fā)達或缺乏菌絲的具真正細胞核的一類微生物。土壤真菌數(shù)量約為每克土含2~10萬個繁殖體，雖數(shù)量比土壤細菌少，但由于真菌菌絲體長，真菌菌體遠比細菌大。據(jù)測定，每克表土中真菌菌絲體長度約10~100米，每公頃表土中真菌菌體重量可達500~5000千克。因而在土壤中細菌與真菌的菌體重量比較近1：1，可見土壤真菌是構(gòu)成土壤微生物生物量的重要組成部分。土壤真菌是常見的土壤微生物，它適宜酸性，在pH低于4.0的條件下，細菌和放線菌已難以生長，而真菌卻能很好發(fā)育。所以在許多酸性森林土壤中真菌起了重要作用。我國土壤真菌種類繁多、資源豐富，分布最廣的是青毒屬，曲霉屬、木霉屬、鐮刀菌屬、毛霉屬和根霉屬。土壤真菌屬好氣性微生物，通氣良好的土壤中多，通氣不良或漬水的土壤中少；土壤剖面表層多，下層少。土壤真菌為化能有機營養(yǎng)型，以氧化含碳有機物質(zhì)獲取能量，是土壤中糖類、纖維類、果膠和木質(zhì)素等含碳物質(zhì)分解的積極參與者。植物根系及其與微生物的聯(lián)合植物根系通過根表細胞或組織脫落物、根系分泌物向土壤輸送有機物質(zhì)，這些有機物質(zhì)一方面對土壤養(yǎng)分循環(huán)、土壤腐殖質(zhì)的積累和土壤結(jié)構(gòu)的改良起著重要作用；另一方面作為微生物的營養(yǎng)物質(zhì)，大大刺激了根系周圍土壤微生物的生長，使根周圍土壤微生物數(shù)量明顯增加。表3-4列舉了根表細胞、組織脫落物和根系分泌物的物質(zhì)類型及其營養(yǎng)作用。植物根系的形態(tài)高等植物的根是生長在地下的營養(yǎng)器官，單株植物全部根的總稱為根系。由于林木根系分布范圍廣、根量大，對土壤影響廣泛，因而本節(jié)中只闡述林木根系的形態(tài)。林木根系有不同形態(tài)，概括起來可將其分成五種類型。1、垂直狀根系此類根系有明顯發(fā)達的垂直主根，主根上伸展出許多側(cè)根，側(cè)根上著生著許多營養(yǎng)根，營養(yǎng)根頂端常生長著根毛和菌根。大部分闊葉樹及針葉樹的根系屬此類型，尤其在各種松樹和櫟類中特別普遍。這類根系多發(fā)育在比較干旱或透水良好、地下水位較深的土壤上。2、輻射狀根系此類根系沒有垂直主根，初生或次生的側(cè)根由根莖向四周延伸，其纖維狀營養(yǎng)根在土層中結(jié)成網(wǎng)狀，槭屬，水青岡屬，以及杉木、冷杉等都具有這種根系。輻射狀根系發(fā)育在通氣良好、水分適宜和土質(zhì)肥沃的土壤上。表3-4根產(chǎn)物中有機物質(zhì)的種類及其在植物營養(yǎng)中的作用根產(chǎn)物中有機物質(zhì)的種類在植物營養(yǎng)中的作用低分子有機化合物糖類養(yǎng)分活化與固定微生物的養(yǎng)分和能源有機酸氨基酸酚類化合物高分子粘膠物質(zhì)多糖、酚類化合物抵御鐵、鋁、錳的毒害多聚半乳糖醛酸等細胞或組織脫落物及其溶解產(chǎn)物根冠細胞微生物能源根毛細胞內(nèi)含物間接影響植物營養(yǎng)狀況3、扁平狀根系此類根系側(cè)根沿水平方向向周圍伸展，不具垂直主根，由側(cè)根上生出許多頂端呈穗狀的營養(yǎng)根。云杉、冷杉、鐵杉以及趨于腐朽的林木都具有這類根系，尤其在積水的土壤上，如在泥炭土上這種根系發(fā)育得最為突出。4、串聯(lián)狀根系此類根系是變態(tài)的地下莖。例竹類根屬于這種類型。此類根分布較淺，向一定方向或四周蔓延、萌蘗，并生長出不定根。此類根對土壤要求較嚴(yán)格，緊實或積水土壤對它們的生長不利。5、須狀根系此類根主根不發(fā)達，從莖的基部生長出許多粗細相似的須狀不定根。棕櫚的根系屬此類型。此類根呈叢生狀態(tài)，在土壤中緊密盤結(jié)。根際與根際效應(yīng)根際（Rhizosphere）是指植物根系直接影響的土壤范圍。根際的概念最早是1904年由德國科學(xué)家黑爾特納（Lorenzhiltne）提出的。根際范圍的大小因植物種類不同而有較大變化，同時，也受植物營養(yǎng)代謝狀況的影響，因此，根際并不是一個界限十分分明的一個區(qū)域。通常把根際范圍分成根際與根面二個區(qū)，受根系影響最為顯著的區(qū)域是距活性根1~2毫米的土壤和根表面及共其粘附的土壤（也稱根面）。由于植物根系的細胞組織脫落物和根系分泌物為根際微生物提供了豐富的營養(yǎng)和能量，因此，在植物根際的微生物數(shù)量和活性常高于根外土壤，這種現(xiàn)象稱為根際效應(yīng)。根際效應(yīng)的大小常用根際土和根外土中微生物數(shù)量的比值（R/S比值）來表示。R/S比值越大，根際效應(yīng)越明顯。當(dāng)然R/S比值總大于1，一般在5~50之間，高的可達100。土壤類型對R/S比值有很大影響，有機質(zhì)含量少的貧瘠土壤，R/S比值更大。植物生長勢旺盛，也會使R/S比值增大。根瘤根瘤是指原核固氮微生物侵入某些裸子植物根部，刺激根部細胞增生而形成的瘤狀物。因而根瘤是微生物與植物根聯(lián)合的一種形式。根瘤可分為豆科植物根瘤和非豆科植物根瘤，豆科植物根瘤在共生固氮中已敘述。非豆科植物根瘤中的內(nèi)生菌主要是放線菌，少數(shù)是細菌或藻類。其中放線菌為弗蘭克氏菌屬，目前已發(fā)現(xiàn)有9科20多個屬約200多種非豆科植物能被弗蘭克氏屬放線菌侵染結(jié)瘤。在我國有許多非豆科植物可與放線菌、細菌結(jié)瘤。榿木屬、楊梅屬、木麻黃屬植物與放線菌形成根瘤，具有固氮作用。沙棘屬胡頹子屬植物可與細菌形成根瘤，根瘤同樣也有固氮能力。土壤酶土壤酶是指在土壤中能催化土壤生物學(xué)反應(yīng)的一類蛋白質(zhì)。土壤中各種生物化學(xué)反應(yīng)是在各類相應(yīng)的土壤酶參與下完成的，因此，土壤酶活性表征了土壤生物活性的強弱。。3土壤酶活性及其影響因素土壤酶活性是指土壤中酶催化生物化學(xué)反應(yīng)的能力。常以單位時間內(nèi)單位土重的底物剩余量或產(chǎn)物生成量表示。影響土壤酶活性的因素主要有土壤性質(zhì)和耕作管理措施。1、土壤性質(zhì)影響酶活性的土壤性質(zhì)主要有:①土壤質(zhì)地，質(zhì)地粘重的土壤酶活性常高于質(zhì)地較砂的土壤。'②土壤水分狀況，漬水條件常降低了轉(zhuǎn)化酶（例蔗糖酶）活性，但可提高脫氫酶活性。③土壤結(jié)構(gòu)，由于小粒徑團聚體含有較多的粘土礦物和有機質(zhì)，因而，小徑團聚體的土壤酶活性常較大粒徑團聚體強。④土壤溫度在最適溫度以下，土壤酶活性隨溫度升高而升高。⑤土壤有機質(zhì)含量，一般情況下，土壤有機質(zhì)含量高的土壤酶活性較強。⑥土壤pH，不同土壤酶，其適宜pH有一定差別。2、耕作管理措施①施肥對土壤酶活性的影響，施有機肥常可提高土壤酶的活性施用礦質(zhì)肥料對土壤酶活性影響因土壤、肥料和酶的種類不同而不同，施用不含磷的礦質(zhì)肥料常可提高磷酸酶的活性，而長期施用磷肥將降低磷酸活性，但在有機質(zhì)含量低的土壤上施磷肥會提高磷酸酶活性。②土壤灌溉，灌溉增加脫氫酶、磷酸酶活性，但降低了轉(zhuǎn)化酶活性，③農(nóng)藥對土壤的影響，除殺真菌劑外，施用正常劑量的農(nóng)藥對土壤酶活性影響不大。農(nóng)藥施用后，土壤酶活性可能被農(nóng)藥抑制或增強，但其影響一般只能維持幾個月，然后能恢復(fù)正常。只有長期施用農(nóng)藥導(dǎo)致土壤的化學(xué)性質(zhì)發(fā)生較大變化時，才會對土壤酶活性產(chǎn)生持久的影響。4土壤生物學(xué)性質(zhì)改良對于土壤來講，不良的生物學(xué)性質(zhì)，包括生物活性(微生物所進行的各種生理活動能力）低下以及有害生物過多兩種情況。生物活性低的原因，主要是有機質(zhì)和礦質(zhì)營養(yǎng)缺乏，另外還與土壤物理性質(zhì)不良有關(guān)。改良的關(guān)鍵：增加有機質(zhì)含量，另外使土壤疏松、良好的水氣熱狀況也是必要的。另外，接種有益的微生物或施用微生物肥料。土壤有害生物多，可引起嚴(yán)重的病蟲害。土壤物理性質(zhì)主要教學(xué)目標(biāo)：本章將要求學(xué)生掌握土壤物理性質(zhì)如土壤質(zhì)地、土壤結(jié)構(gòu)以及土壤孔隙等內(nèi)容。并在學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上掌握改良不太適宜林業(yè)生產(chǎn)的某些土壤物理性質(zhì)的一些方法。如客土、土壤耕作、施用化學(xué)肥料和土壤結(jié)構(gòu)改良劑等。土壤質(zhì)地一、概念單粒：相對穩(wěn)定的土壤礦物的基本顆粒，不包括有機質(zhì)單粒；2、復(fù)粒（團聚體）：由若干單粒團聚而成的次生顆粒為復(fù)?；驁F聚體。3、粒級：按一定的直徑范圍，將土劃分為若干組。土壤中單粒的直徑是一個連續(xù)的變量，只是為了測定和劃分的方便，進行了人為分組。土壤中顆粒的大小不同，成分和性質(zhì)各異；根據(jù)土粒的特性并按其粒徑大小劃分為若干組，使同一組土粒的成分和性質(zhì)基本一致，組間則的差異較明顯。4、土壤的機械組成：又叫土壤的顆粒組成，土壤中各種粒級所占的重量百分比。5、土壤質(zhì)地：將土壤的顆粒組成區(qū)分為幾種不同的組合，并給每個組合一定的名稱，這種分類命名稱為土壤質(zhì)地。如：砂土、砂壤土、輕壤土、中壤土、重壤土、粘土等二、粒級劃分標(biāo)準(zhǔn)：我國土粒分級主要有2個1、前蘇聯(lián)卡慶斯基制土粒分級（簡明系統(tǒng)）將0.01mm作為劃分的界限，直徑>0.01mm的顆粒，稱為物理性砂粒；而<0.01mm的顆粒，稱為物理性粘粒。2、現(xiàn)在我國常用的分級標(biāo)準(zhǔn)是：這個標(biāo)準(zhǔn)是1995年制定的。共8級：2～1mm極粗砂；1～0.5mm粗砂；0.5～0.25mm中砂；0.25～0.10mm細砂；0.10～0.05mm極細砂；0.05～0.02mm粗粉粒；0.02～0.002mm細粉粒；小于0.002mm粘粒三、各粒級組的性質(zhì)石礫：主要成分是各種巖屑砂粒：主要成分為原生礦物如石英。比表面積小，養(yǎng)分少，保水保肥性差，通透性強。粘粒：主要成分是粘土礦物。比表面積大，養(yǎng)分含量高，保肥保水能力強，但通透性差。粉粒：性質(zhì)介于砂粒和粘粒之間。四、土壤質(zhì)地分類1、國際三級制，根據(jù)砂粒（2—0.02mm）、粉砂粒(0.02mm—0.002mm)和粘粒(<0.002mm)的含量確定，用三角坐標(biāo)圖。2、簡明系統(tǒng)二級制，根據(jù)物理性粘粒的數(shù)量確定?？紤]到土壤條件對物理性質(zhì)的影響，對不同土類定下不同的質(zhì)地分類標(biāo)準(zhǔn)。在我國較常用。3、我國土壤質(zhì)地分類系統(tǒng)：結(jié)合我國土壤的特點，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中主要采用前蘇聯(lián)的卡慶斯基的質(zhì)地分類。對石礫含量較高的土壤制定了石礫性土壤質(zhì)地分類標(biāo)準(zhǔn)。將礫質(zhì)土壤分為無礫質(zhì)、少礫質(zhì)和多礫質(zhì)三級，可在土壤質(zhì)地前冠以少礫質(zhì)或多礫質(zhì)的名稱。五、土壤質(zhì)地與土壤肥力性狀關(guān)系從兩個方面來論述1、土壤質(zhì)地與土壤營養(yǎng)條件的關(guān)系肥力性狀砂土壤土粘土保持養(yǎng)分能力小中等大供給養(yǎng)分能力小中等大保持水分能力小中等大有效水分含量少多中-少2、土壤質(zhì)地與環(huán)境條件的關(guān)系肥力性狀砂土壤土粘土通氣性易中等不易透水性易中等不易增溫性易中等不易另外，土壤中石礫對土壤肥力有一定的影響。土壤結(jié)構(gòu)一、概念：1、土壤結(jié)構(gòu)：土壤顆粒的空間排列方式。2、土壤結(jié)構(gòu)性：土壤顆粒的空間排列方式所呈現(xiàn)出的穩(wěn)定程度和孔隙狀況。穩(wěn)定程度包括：1）在自然狀況下保持該結(jié)構(gòu)的時間長短；2）在人為條件下（耕作、施肥）保持該結(jié)構(gòu)的時間長短3、土壤結(jié)構(gòu)體：單?；ハ嗄z結(jié)在一起形成的團聚體。二、土壤結(jié)構(gòu)類型根據(jù)土壤結(jié)構(gòu)體的形狀和大小，可分為立方體狀（塊狀、核狀、粒狀、團粒）、柱狀（棱柱狀）、片狀、板狀等。三、土壤結(jié)構(gòu)形成的因素1、需要一定數(shù)量和直徑足夠小的土粒，土粒愈細，數(shù)量越多，粘結(jié)力愈大；2、使土粒聚合的陽離子不同種類離子的聚合能力不同：Fe3+<Al3+<Ca2+<Mg2+<H+<NH4+<K+<Na+聚合能力逐漸減小。3、膠結(jié)物質(zhì)主要是各種土壤膠體。無機膠體：粘土礦物、含水的氧化鐵、氧化鋁、氧化硅等；有機膠體包括腐殖質(zhì)、有機質(zhì)如多糖（線性的高分子聚合體）葡萄糖、胡敏酸等。4、外力的推動作用主要是促使較大土壤顆粒破碎成細小顆粒，同時促進小顆粒之間的粘結(jié)。起外力推動作用的因素有三個方面：土壤生物：根系的生長（穿插、擠壓、分泌物及根際微生物）、動物的活動大氣變化：干濕、凍融交替人為活動：耕作、施肥四、土壤結(jié)構(gòu)與土壤肥力1、森林土壤的表層A1層，如沒有被破壞，都有良好的團粒結(jié)構(gòu)，還有粒狀、塊狀結(jié)構(gòu)2、具有團粒結(jié)構(gòu)或粒狀的土壤，透氣性、滲水性和保水性好，有利于根的生長3、質(zhì)地為砂土、砂壤土、輕壤土的土壤，土壤結(jié)構(gòu)的影響較?。欢|(zhì)地為粘土、重壤土、中壤土或沉積緊實的砂土，土壤結(jié)構(gòu)的影響較大。土壤結(jié)構(gòu)可以改變質(zhì)地對土壤孔隙的影響。多年施用有機肥可使砂土團聚成塊，增加土壤保水能力；可使粘土疏松多孔。土壤比重、容重和孔隙度一、土壤比重1、概念：單位體積的土壤固體物質(zhì)重量與同體積水的重量之比。比重和密度在數(shù)值上接近，故有時不嚴(yán)格區(qū)分。2、影響因素土壤礦物質(zhì)的種類、數(shù)量有機質(zhì)（腐殖質(zhì)較小，在1.25—1.40之間）3、一般土壤平均比重在2.65（2.6—2.7）左右二、土壤容重：1、概念：單位原狀土壤體積的烘干土重g/cm32、影響容重的因素：土壤礦物質(zhì)、土壤有機質(zhì)含量和孔隙狀況一般礦質(zhì)土壤的容重為1.33g/cm33、容重的用途：計算土壤重量，以及土壤水分、有機質(zhì)和各種養(yǎng)分的重量；W=V*容重計算總孔隙度：P=(1-容重/比重)*1004、容重與堅實度的關(guān)系：在同等條件下，容重小的土壤疏松，而容重大的土壤堅實。5、極限容重與適宜容重極限容重：土體堅實以致根系不能生長的最大容重值。適宜容重：土壤結(jié)構(gòu)性與孔隙狀況適宜植物扎根生長時的容重。以上兩者均取決于土壤質(zhì)地和根系本身，無固定數(shù)值。6、計算題：一畝地，耕層深度為20cm，土壤容重為1.15g/cm3，比重為2.651）、計算耕層土重和總孔隙度。2）、已知現(xiàn)在土壤含水量為5%，要求灌水后達到25%，應(yīng)補充多少水？3）、經(jīng)測定，土壤有機質(zhì)含量為2%，計算土壤有機質(zhì)的重量。三、土壤孔隙度1、定義：單位原狀土壤體積中土壤孔隙體積所占的百分率?？偪紫抖炔恢苯訙y定，而是計算出來?？偪紫抖?(1-容重/比重)*100%2、孔隙的類型分級：孔隙的真實直徑是很難測定的，土壤學(xué)所說的直徑是指與一定土壤吸力相當(dāng)?shù)目讖?，與孔隙的形狀和均勻度無關(guān)。根據(jù)孔隙的粗細分為三類：（1）非毛管孔隙（大）：孔隙直徑大于0.02mm，水受重力作用自由向下流動，植物幼小的跟可在其中順利伸展，氣體、水分流動（2）毛管孔隙：孔隙直徑在0.02—0.002毫米之間，毛管力發(fā)揮作用，植物根毛（0.01）可伸入其中，原生動物和真菌菌絲體也可進入，水分傳導(dǎo)性能較好，同時可以保存水分，水分可以被植物利用（3）非活性毛管孔隙：小于0.002毫米，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，同時水分移動的阻力也很大，其中的水分不能被植物利用（有效水分含量低）。3、適宜的土壤孔隙狀況土壤中大小孔隙同時存在，土壤總孔隙度在50%左右，而毛管孔隙在30—40%之間，非毛管孔隙在20—10%，非活性毛管孔隙很少，則比較理想；若總孔隙大于60—70%，則過分疏松，難于立苗，不能保水；若非毛管孔隙小于10%，不能保證空氣充足，通氣性差，水分也很難流通（滲水不好）；4、影響土壤孔隙狀況的因素（1）質(zhì)地的影響：規(guī)律為質(zhì)地越粘，總孔隙度增加；（2）結(jié)構(gòu)的影響：團聚體直徑越大，總孔隙度上升，一般團聚體直徑在0.5—2mm較好；（3）有機質(zhì)的影響：增加總孔隙度（本身多孔），并利于團聚體的形成土壤水、空氣和熱量土壤水的類型土壤學(xué)中的土壤水是指在一個大氣壓下，在105℃條件下能從土壤中分離出來的水分。土壤中液態(tài)水?dāng)?shù)量最多，對植物的生長關(guān)系最為密切。液態(tài)水類型的劃分是根據(jù)水分受力的不同來劃分的，這是水分研究的形態(tài)學(xué)觀點。這一觀點在農(nóng)業(yè)、水利、氣象等學(xué)科和生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。一、吸濕水土壤顆粒從空氣中吸收的汽態(tài)水分子。從室外取土，放在室內(nèi)風(fēng)干若干時間后，表面上看似乎干燥了，但把土壤放在烘箱中烘烤，土壤重量會減輕；再放置到常溫常壓下，土壤重量又會增加，這表明土壤吸收了空氣中的水汽分子。土壤的吸濕性是由土粒表面的分子引力作用所引起的，一般來說，土壤中吸濕水的多少，取決于土壤顆粒表面積大小和空氣相對濕度。由于這種作用的力非常大，最大可達一萬個大氣壓，所以植物不能利用此水，稱之為緊束縛水。膜狀水土粒吸足了吸濕水后，還有剩余的吸引力，可吸引一部分液態(tài)水成水膜狀附著在土粒表面，這種水分稱為膜狀水。重力不能使膜狀水移動，但其自身可從水膜較厚處向水膜較薄處移動，植物可以利用此水。但由于這種水的移動非常緩慢（0.2—0.4mm/d），不能及時供給植物生長需要，植物可利用的數(shù)量很少。當(dāng)植物發(fā)生永久萎蔫時，往往還有相當(dāng)多的膜狀水。毛管水當(dāng)把一個很細的管子（毛細管）插入水中后，水分可以上升的較高于水平面，并保持在毛細管中。毛管水：由于毛管力的作用而保持在土壤中的液態(tài)水。毛管水可以有毛管力小的方向移向毛管力大的方向，毛管力的大小可用Laplace公式計算：P=2T/r式中的P為毛管力，T為水的表面張力，r為毛管半徑。根據(jù)毛管水是否與地下水相連，可分為2種類型：毛管懸著水：降水或灌溉后，由地表進入土壤被保存在土壤中的毛管水。毛管上升水：或毛管支持水，土壤中受到地下水源支持并上升到一定高度的毛管水。影響毛管上升水的因素：地下水水位和毛管孔隙狀況毛管水上升高度用下式計算：H=75/d，d為土粒平均直徑（上升高度與顆粒直徑間關(guān)系見的附表）。若假設(shè)土粒的d為0.001毫米，據(jù)公式得出H為75米，但這個數(shù)據(jù)無法從實驗中得到證實。實際上，一般毛管水的上升高度不超過3—4米，這可能是由于毛管直徑太小，當(dāng)達到一定長度后，很容易被堵塞。重力水降水或灌溉后，不受土粒和毛管力吸持，而在重力作用下向下移動的水，稱為重力水。植物能完全吸收重力水，但由于重力水很快就流失（一般兩天就會從土壤中移走），因此利用率很低。地下水在土壤中或很深的母質(zhì)層中，具有不透水層時，重力水就會在此層之上的土壤孔隙中聚積起來，形成水層，這就是地下水。在干旱條件下，土壤水分蒸發(fā)快，如地下水位過高，就會使水溶性鹽類向上集中，使含鹽量增加到有害程度，即所謂的鹽漬化；在濕潤地區(qū)，如地下水位過高，就會是土壤過濕，植物不