土壤學(xué)復(fù)習(xí)資料.doc

1、第一章緒論 目的要求： 使學(xué)生了解土壤在人類(lèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和自然環(huán)境中的重要性、土壤學(xué)的任務(wù)與土壤學(xué)和相關(guān)學(xué)科的關(guān)系；掌握土壤及土壤肥力的內(nèi)涵。 第一節(jié)土壤在人類(lèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和自然環(huán)境中的重要性 土壤不僅是人類(lèi)賴(lài)以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)和寶貴財(cái)富的源泉，而且是人類(lèi)最早開(kāi)發(fā)利用的生產(chǎn)資料。 一、土壤是人類(lèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基地 民以食為天，食以土為本 （一）土壤是植物生長(zhǎng)繁育和生物生產(chǎn)的基地 1. 土壤的營(yíng)養(yǎng)庫(kù)作用： 是陸地生物所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的重要來(lái)源； 2. 土壤在養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和循環(huán)中的作用 ； 無(wú)機(jī)物的有機(jī)化，有機(jī)物的礦質(zhì)化； 3. 土壤的雨水涵養(yǎng)作用：是一個(gè)巨大的水庫(kù)； 4. 土壤對(duì)生物的支撐作用 ； 土壤中擁有種類(lèi)繁多

2、，數(shù)量巨大的生物群； 5. 土壤在穩(wěn)定和緩沖環(huán)境變化中的作用 （ 緩沖庫(kù)）。 （二）植物生產(chǎn)、動(dòng)物生產(chǎn)和土壤管理關(guān)系 二、土壤是最珍貴的自然資源 1. 數(shù)量的有限性和固定性 地球表面形成 1cm 厚的土壤，約需要 300 年或更長(zhǎng)時(shí)間。 2. 質(zhì)量的可變性（土壤肥力的可更新性） 治之得宜，地力常新 3. 土壤空間位置的固定性 三、土壤是地球陸地生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ) 1. 保持生物活性、多樣性及生產(chǎn)性； 2. 對(duì)水和溶質(zhì)流動(dòng)起調(diào)節(jié)作用； 3. 對(duì)有機(jī)、無(wú)機(jī)污染物具有過(guò)濾、緩沖、固定和解毒作用； 4. 具有貯存并循環(huán)生物圈及地表的養(yǎng)分作用和其它元素的功能。 四、土壤是地球表層系統(tǒng)自然地理環(huán)境的重要組成部

3、分 （一）土壤圈 (Pedosphere) 的概念 地球表層系統(tǒng)五大要素：大氣圈、生物圈、巖石圈、水圈、土壤圈 土壤圈是覆蓋于地球和淺水域底部的土壤所構(gòu)成的一種連續(xù)體或覆蓋層，它是地圈系統(tǒng)的重要組成部分，它處于地圈系統(tǒng)（氣圈、水圈、生物圈、巖石圈）的交界面，既是這些圈層的支撐者，又是它們長(zhǎng)期共同作用的產(chǎn)物。 1. 土壤圈涵義 （ 1 ）永恒的物質(zhì)與能量交換 （ 2 ）最活躍與最富生命力的圈層 （ 3 ）記憶塊的功能 （ 4 ）時(shí)空限制特征 （ 5 ）僅部分為可再生資源 2. 土壤圈功能 （ 1 ）對(duì)生物圈 支撐和調(diào)節(jié)生物過(guò)程，提供植物生長(zhǎng)的養(yǎng)分、水分與適宜的物理?xiàng)l件，決定自然植被的分布與演替。

4、但土壤圈的各種限制因素對(duì)生物也起不良影響。 （ 2 ）對(duì)水圈 影響降水在陸地的重新分配，影響元素的生物地球化學(xué)行為，影響水分平衡、分異、轉(zhuǎn)化及水圈的化學(xué)組成。 （ 3 ）對(duì)巖石圈 作為地球的 “ 皮膚 ” ，對(duì)巖石圈具有一定的保護(hù)作用，以減少其受各種外營(yíng)力破壞，同時(shí)與巖石圈進(jìn)行物質(zhì)交換與地質(zhì)循環(huán)。 （二）土壤圈在全球變化中的作用 1. 通過(guò)土壤圈與其它圈層的物質(zhì)交換，影響土壤的全球變化 2. 通過(guò)全球土被在時(shí)空上的演變，引起土壤全球變化 3. 通過(guò)人為活動(dòng)對(duì)土壤圈的強(qiáng)烈作用，對(duì)全球土壤變化以至生存環(huán)境發(fā)生影響 （ 1 ）人為砍伐森林，加劇水土流失； （ 2 ）對(duì)土壤資源利用不當(dāng)導(dǎo)致土壤退化嚴(yán)重

5、； （ 3 ）水稻田、沼澤地及湖泊產(chǎn)生痕量溫室氣體。 （三）土壤圈的研究方向與內(nèi)容 1. 研究方向 土壤圈研究的總方向是研究土壤圈物質(zhì)的組成、性質(zhì)和物質(zhì)與能量的循環(huán)及其對(duì)人類(lèi)生存環(huán)境的影響。 （ 1 ）研究土壤圈與生物圈之間養(yǎng)分元素的交換與平衡，土壤圈與水圈之間的水分循環(huán)與物質(zhì)運(yùn)動(dòng)，土壤圈與大氣圈之間的大量氣體及痕量氣體的交換與平衡，以及土壤圈與巖石圈之間元素遷移與轉(zhuǎn)化； （ 2 ）研究土壤圈物質(zhì)和能量循環(huán)與地球生命、人類(lèi)生存條件、自然環(huán)境及全球變化之間的關(guān)系。 2. 研究任務(wù) （ 1 ）土壤資源的開(kāi)發(fā)利用與保護(hù) 研究低耗土壤資源的節(jié)約型開(kāi)發(fā)利用；綜合治理和集約經(jīng)營(yíng)耕地；土壤資源承載能力；防止

6、土地退化和提高土地質(zhì)量；土地動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)及土地?cái)?shù)字化數(shù)據(jù)庫(kù) (SOTER) 。 （ 2 ）土壤肥力調(diào)節(jié)與農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展 研究不同生態(tài)條件下土壤肥力演變 ; 施肥技術(shù)與提高肥效 ; 持續(xù)穩(wěn)定的土壤肥力培育的研究 ; 農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的理論與戰(zhàn)略 ; 農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展中高效適度技術(shù)的管理、對(duì)策與合理布局；不同地區(qū)農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展模式。 （ 3 ）土壤生態(tài)環(huán)境的建設(shè) 研究農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中土壤生態(tài)環(huán)境演替規(guī)律，土壤生態(tài)環(huán)境建設(shè)的研究；防止土壤污染。 （ 4 ）土壤圈物質(zhì)循環(huán)及全球變化 土壤圈與大氣圈大量與痕量氣體交換與平衡； 土壤圈與水圈的水循環(huán)； 土壤圈與巖石圈元素遷移； 土壤圈與生物圈養(yǎng)分元素交換與平衡； 土壤圈物質(zhì)

7、組成、性質(zhì)、類(lèi)型及時(shí)空變化規(guī)律； 全球土被演變及土壤退化 ( 土壤侵蝕、沙漠化、肥力退化、鹽漬化、酸化、沼澤化 ) 的時(shí)空變化，形成機(jī)理及預(yù)測(cè)預(yù)控； 人類(lèi)活動(dòng)對(duì)土壤全球變化及人類(lèi)環(huán)境變化的影響。 （四）土壤圈的地位 第二節(jié) 土壤及土壤肥力的概念 一、土壤 (soil) 能產(chǎn)生植物收獲的地球陸地表面的疏松層次。 二、土壤肥力 土壤具有肥力是其最本質(zhì)的特征，是其區(qū)別于其它事物的標(biāo)志。 土壤肥力：在植物生活全過(guò)程中，土壤供應(yīng)和協(xié)調(diào)植物生長(zhǎng)所需水、肥、氣、熱的能力。 ( 一）土壤肥力類(lèi)型 1. 自然肥力和人為肥力 自然肥力：指土壤在自然因子（氣候、生物、地形等）綜合作用下所具有的肥力。 人為肥力：土壤

8、在人為條件熟化 ( 耕作、施肥、灌溉等 ) 作用下所表現(xiàn)出來(lái)的肥力。 2. 潛在肥力與有效（經(jīng)濟(jì)）肥力 潛在肥力：土壤肥力在生產(chǎn)上沒(méi)有發(fā)揮出來(lái)產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益的部分。 有效（經(jīng)濟(jì)）肥力：土壤肥力在當(dāng)季生產(chǎn)中表現(xiàn)出來(lái)產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益的部分。 （二）基本觀點(diǎn) 1. 肥力因素的全面觀點(diǎn) 水、肥、氣、熱全面分析、綜合評(píng)定 2. 肥力因素的供應(yīng)和協(xié)調(diào)觀點(diǎn) 供應(yīng)、協(xié)調(diào) 3. 土壤肥力與生產(chǎn)力統(tǒng)一的觀點(diǎn) 土壤肥力的發(fā)揮與環(huán)境條件、社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件、科學(xué)技術(shù)條件密切相關(guān)。 三、近代土壤學(xué)的發(fā)展及主要觀點(diǎn) 1. 農(nóng)業(yè)化學(xué)土壤學(xué)派 2. 農(nóng)業(yè)地質(zhì)土壤學(xué)觀點(diǎn) 3. 土壤發(fā)生學(xué)派 4. 土壤學(xué)發(fā)展的新觀點(diǎn) 5. 我國(guó)土壤學(xué)的發(fā)展

9、概況 第三節(jié) 土壤學(xué)科體系、研究?jī)?nèi)容和方法 一、分支學(xué)科及研究?jī)?nèi)容 （一）土壤物理 研究土壤中物理現(xiàn)象和過(guò)程的土壤學(xué)分支。主要研究土壤水、氣、熱運(yùn)動(dòng)及其調(diào)控的原理，其研究?jī)?nèi)容包括土壤水分、土壤質(zhì)地、土壤結(jié)構(gòu)、土壤力學(xué)性質(zhì)、土壤溶質(zhì)移動(dòng)及土壤植物大氣連續(xù)體 (SPAC) 中的水分運(yùn)行和能量轉(zhuǎn)移等。 （二）土壤化學(xué) 研究土壤化學(xué)組成，性質(zhì)及其土壤化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的分支學(xué)科。重點(diǎn)研究土壤膠體的組成、性質(zhì)，及土壤固液界面發(fā)生的系列化學(xué)反應(yīng)。為開(kāi)展土壤培肥、土壤管理、土壤環(huán)境保護(hù)提供理論依據(jù) 。 （三）土壤微生物 研究土壤中微生物區(qū)系、多樣性及其功能和活性的土壤學(xué)分支。研究?jī)?nèi)容： 1. 土壤微生物生態(tài)； 2

10、. 土壤微生物與土壤物質(zhì)循環(huán)（陸地 N,P,S,C 素循環(huán)） ; 3. 土壤酶活性 ; 4. 土壤微生物與土壤固氮作用 ; 5. 根際微生物與菌根 ; 6. 土壤微生物之間的相互作用 ; 7. 農(nóng)業(yè)措施對(duì)微生物的影響 ; 8. 土壤微生物與土壤的污染防治 ; 9. 有益微生物的農(nóng)業(yè)應(yīng)用。 （四）土壤生物化學(xué) 研究土壤中的有機(jī)質(zhì)組成，結(jié)構(gòu)及生物化學(xué)轉(zhuǎn)化過(guò)程的土壤學(xué)分支學(xué)科，主要的研究?jī)?nèi)容包括： 1. 土壤腐殖質(zhì)形成，特性、及其對(duì)土壤肥力的影響； 2. 土壤碳、氮、磷、硫的生物轉(zhuǎn)化（有機(jī)碳、氮礦化作用和腐殖化作用）； 3. 土壤酶活性； 4. 有機(jī)生物制劑包括有機(jī)農(nóng)藥、殺蟲(chóng)劑、除草劑的生物降解及其

11、對(duì)環(huán)境污染的影響等。 （五）土壤地理學(xué) 研究土壤發(fā)生、演變、分類(lèi)、分布規(guī)律及其與地理環(huán)境之間關(guān)系的土壤學(xué)分支科學(xué)，是由土壤學(xué)與自然地理學(xué)交叉發(fā)展而成的邊緣學(xué)科。主要研究?jī)?nèi)容包括 : 1. 土壤發(fā)生和分類(lèi)： 土壤發(fā)生學(xué)是土壤地理的核心，重點(diǎn)研究土壤形成與自然成土因子和人為活動(dòng)的復(fù)雜關(guān)系，回答地球表層系統(tǒng)多樣性土壤的形成特點(diǎn)和機(jī)理，并在此基礎(chǔ)上，根據(jù)土壤的發(fā)生發(fā)育過(guò)程、土壤診斷學(xué)屬性進(jìn)行土壤分類(lèi)。 2. 土壤分布規(guī)律： 土壤是一個(gè)時(shí)間上處于動(dòng)態(tài)、空間上具有垂和水平方向上分異性的三維連續(xù)體，搞清土壤和土被結(jié)構(gòu)在地面空間上的分布規(guī)律，可以為因地制宜合理利用和保護(hù)土壤資源，搞好農(nóng)業(yè)區(qū)劃及生產(chǎn)布局，改善生

12、態(tài)環(huán)境提供科學(xué)依據(jù)。 3. 土壤調(diào)查制圖和土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)； 主要研究?jī)?nèi)容是應(yīng)用現(xiàn)代新技術(shù)（如 3S 技術(shù)），建立土壤數(shù)據(jù)庫(kù)和土壤信息系統(tǒng)；研究土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、指標(biāo)體系和退化土壤的恢復(fù)重建技術(shù)與措施。 二、土壤學(xué)與相鄰學(xué)科的關(guān)系 1. 土壤學(xué)與地質(zhì)學(xué)、水文學(xué)、生物學(xué)、氣象學(xué)有著密切的關(guān)系。 土壤作為地球表層系統(tǒng)的重要組成部分，它的形成、發(fā)育與地質(zhì)，水文、生物和近地表大氣息息相關(guān)。 2. 土壤學(xué)與農(nóng)學(xué)、農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)有著不可分割的關(guān)系。 土壤是綠色植物生長(zhǎng)的基地，農(nóng)學(xué)中的栽培學(xué)、耕作學(xué)、肥料學(xué)、灌溉排水等，都以土壤學(xué)為基礎(chǔ)的，土壤學(xué)是農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)學(xué)科的一部分。 3. 土壤學(xué)與環(huán)境科學(xué)聯(lián)系密切。 土壤不僅是

13、一種資源，還是人類(lèi)生存環(huán)境的重要組成要素。土壤除能生產(chǎn)綠色植物外，還具有對(duì)環(huán)境污染物質(zhì)的緩沖性、同化和凈化性能，在穩(wěn)定和保護(hù)人類(lèi)生存環(huán)境中起著極重要的作用。 三、土壤學(xué)的任務(wù) （一）合理利用土壤 水土流失、土壤沙化、土壤次生鹽漬化、土壤酸化、土壤污染（農(nóng)藥和三廢）、土壤鹽堿化、土壤潛育化等。 （二）中低產(chǎn)土壤改良 中低產(chǎn)田土面積約占一個(gè)地區(qū)土壤面積的三分之二 （三）基礎(chǔ)理論研究 1. 土壤溫室氣體形成機(jī)理、變化規(guī)律與減緩?fù)緩降难芯浚ㄖ攸c(diǎn)是 CH 4 、 N x O y 、 CO 2 ）。 2. 土壤污染發(fā)生類(lèi)型、形成規(guī)律與防治途徑研究。 3. 土壤退化時(shí)空變化、形成機(jī)理、調(diào)控對(duì)策。重點(diǎn)是荒漠化

14、（西北）、鹽漬化（黃淮海）、沼澤化（東北）、土壤酸化（西南及東南）、肥力減退（南方）及土壤污染（經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)區(qū)）。 4. 土壤質(zhì)量演變機(jī)制、評(píng)價(jià)體系及恢復(fù)重建的研究。 5. 經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展地區(qū)土壤環(huán)境演變機(jī)制與調(diào)控研究。 6. 不同地區(qū)土壤生態(tài)環(huán)境建設(shè)及其治理途徑的研究。 7. 土壤與環(huán)境問(wèn)題有關(guān)基礎(chǔ)應(yīng)用與開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的研究。 四、土壤學(xué)的研究方法 （一）宏觀研究和微觀研究 （二）綜合、交叉研究 （三）野外調(diào)查與實(shí)驗(yàn)室研究結(jié)合 （四）新技術(shù)的應(yīng)用 五、 21 世紀(jì)土壤科學(xué)所面臨的挑戰(zhàn) 來(lái)自人口膨脹的挑戰(zhàn) 如何保證糧食的持續(xù)增產(chǎn)； 來(lái)自全球生態(tài)環(huán)境的挑戰(zhàn) 如何保持土壤的生態(tài)健康功能，建立良好生態(tài)環(huán)境； 來(lái)

15、自土壤學(xué)自身發(fā)展的挑戰(zhàn)加強(qiáng)基礎(chǔ)研究，加速新技術(shù)在土壤學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用； 社會(huì)對(duì)土壤學(xué)認(rèn)同的挑戰(zhàn)強(qiáng)化土壤資源在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的戰(zhàn)略地位； 立足于為解決人類(lèi)的吃飯問(wèn)題和環(huán)境健康問(wèn)題服務(wù)。 第二章土壤礦物質(zhì) 目的要求： 使學(xué)生了解土壤礦物質(zhì)組成和化學(xué)組成，層狀鋁硅酸鹽粘土礦物、非硅酸鹽粘土礦物的主要性狀及其分布。 第一節(jié) 土壤礦物質(zhì)的礦物組成和化學(xué)組成 一、元素組成 1. 幾乎包括元素周期表中所有元素； 2.O 、 Si 、 Al 、 Fe 為主，四者共占 88.7% 以上； 3. 植物必需營(yíng)養(yǎng)元素含量低，分布不平衡。 二、礦物組成 ( 一 ) 原生礦物 1. 原生礦物以硅酸鹽和鋁硅酸鹽為主； 以氧化硅和

16、硅酸鹽礦物占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。常見(jiàn)石英、長(zhǎng)石、云母、輝石、角閃石等。 2. 原生礦物類(lèi)型和數(shù)量決定于礦物的穩(wěn)定性； 石英最穩(wěn)定，是粗土粒的主要成分； 白云母和長(zhǎng)石較穩(wěn)定，在粗土粒中較多； 黑云母、角閃石、輝石等暗色礦物易風(fēng)化。 3. 原生礦物是植物養(yǎng)分的重要來(lái)源 。 Ca 、 Mg 、 K 、 P 、 S 等 。 （二）次生礦物 1. 原生礦物分解轉(zhuǎn)化形成的礦物。 2. 以粘土礦物為主，又以結(jié)晶層狀硅酸鹽礦物為主； 3. 此外有 Si 、 Al 、 Fe 的氧化物及其水合物 。 第二節(jié) 粘土礦物 一、層狀硅酸鹽粘土礦物 ( 一 ) 構(gòu)造特征 1. 基本結(jié)構(gòu)單位 (1) 硅氧四面體（ SiO 4 4-

17、Si 2 O 5 2- Si 4 O 10 4- ） (2) 鋁氧八面體 (AlO 6 9- Al 4 O 12 12- Al 4 （ OH ） 8 O 4 4- ) 2. 單位晶片 硅氧四面體 硅層 鋁氧八面體 鋁層 3. 單位晶層 （ 1 ） 1:1 型 一層硅層與一層鋁層重疊而成 （ 2 ） 2:1 型 兩層硅層中間夾一鋁層 （ 3 ） 2:1:1 型 2:1 型基礎(chǔ)上增加一鋁層 ( 或鎂層 ) 4. 同晶替代 指硅酸鹽礦物的中心離子被電性相同、大小相近的其它離子所代替而礦物晶格構(gòu)造保持不變的現(xiàn)象。 發(fā)生同晶替代后，硅酸鹽礦物產(chǎn)生負(fù)電荷。 ( 二 ) 硅酸鹽礦物的種類(lèi) 1. 高嶺 ( 石

18、 ) 組（ 1:1 型）：包括高嶺石、埃洛石、珍珠陶土等。 特點(diǎn)： （ 1 ） 單位晶胞（層）化學(xué)式為 Al 4 Si 4 O 10 (OH) 8 ，硅鋁鐵率為 2 ； 硅鋁鐵率：土壤粘粒部分的 SiO 2 和 Fe 2 O 3 、 Al 2 O 3 （ R 2 O 3 ）含量的分子比。 硅鋁率：土壤粘粒部分 SiO 2 和 Al 2 O 3 的分子。 硅鐵率：土壤粘粒部分 SiO 2 和 Fe 2 O 3 的分子比 例：某土壤粘粒部分 SiO 2 含量為 41.89% ， Al 2 O 3 含量 33.27% ， Fe 2 O 3 含量 11.85% ，計(jì)算其硅鋁鐵率、硅鐵率。 解 :SiO

19、 2 的分子含量 41.89/60 0.698 Al 2 O 3 的分子含量 33.27/102 0.326 Fe 2 O 3 的分子含量 11.85/160 0.074 SiO 2/ R 2 O 3 0.689/ (0.326+0.074) 1.75 意義： 硅鋁鐵率可以反映土壤母質(zhì)的化學(xué)風(fēng)化程度； 硅鋁鐵率還可以反映土壤的成土過(guò)程和保肥能力。 (2) 膨脹性小 晶層間距約 0.72nm, 硅片和鋁片之間存在氫鍵 (3) 電荷數(shù)量少 同晶替代極少 (4) 顆粒較大（有效直徑 0.2 2 m ）， 可塑性、粘結(jié)性、吸濕性、粘著性弱。 2. 蒙脫石組：包括蒙脫石、綠脫石、蛭石等。 特點(diǎn)： (1)

20、 2:1 型 單位晶胞的理論化學(xué)式： Al 4 Si 8 O 20 (OH) 4 nH 2 O 蒙脫石理論硅鋁率 SiO 2 /Al 2 O 3 =8/2=4 (2) 膨脹性大 晶層以分子引力聯(lián)結(jié)，晶層間距：蒙脫石 0.96 2.14nm 蛭石 0.96 1.45nm (3) 電荷數(shù)量大 同晶替代現(xiàn)象普遍 (4) 顆粒較細(xì)，呈片狀，可塑性、粘結(jié)性、吸濕性、粘著性顯著，對(duì)耕作不利。 蒙脫石在我國(guó)北方土壤分布較廣，蛭石分布在風(fēng)化不太強(qiáng)而排水良好的土壤中。 3. 水化云母 ( 伊利石 ) 組（又稱(chēng) 2 :1 型非膨脹性礦物） 特點(diǎn)： (1)2:1 型 單位晶胞化學(xué)式： K 2 (AlFeMg) 4

21、(SiAl) 8 O 20 (OH) 4 nH 2 O SiO 2 /Al 2 O 3 :3 4 (2) 非膨脹性 晶層之間吸附的 K+ 的強(qiáng)吸附力，層間距 1.0nm 。 (3) 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。 (4) 可塑性等性質(zhì)介于高嶺組和蒙脫組之間。 伊利石主要存在于我國(guó)北方干旱地區(qū)土壤中。四川盆地紫色土和河流沖積土一般以伊利石為主。 4. 綠泥石組（以綠泥石為代表，富含鎂、鐵） 特點(diǎn)： (1) 2:1:1 型 三八面體，化學(xué)式為 MgFeAl) 12 (SiAl) 8 O 20 (OH) 16 (2) 同晶替

22、代現(xiàn)象普遍 硅片、水鋁片和水鎂片上均有發(fā)生，硅片中 Al 3+ 代 Si 4+ 、鋁片中 Mg 2+ 代 Al 3+ 產(chǎn)生負(fù)電荷，水鎂片中 Al 3+ 代 Mg 2+ 產(chǎn)生正電荷，兩者相抵為凈負(fù)電荷，介于伊利石與高嶺石之間。 (3) 顆粒較小 可塑性、粘結(jié)性、吸濕性、粘著性居中 土壤中綠泥石大部分來(lái)自母質(zhì)遺留，沉積巖和沉積物中較多。 二、非硅酸鹽粘土礦物 1. 氧化鐵 （ 1 ）氧化鐵的類(lèi)型 針鐵礦 ( -FeOOH) ：晶體較大者為黃色，較小者為棕色，存在于濕潤(rùn)土壤有較高氧化性的亞表層，銹紋銹斑，鐵結(jié)核。 赤鐵礦 ( -Fe 2 O 3 ) ：紅色，存在于干燥的氧化性表土層及膠膜。 纖鐵礦

23、( -FeOOH) ：棕橙色，存在于排水不良而富含有機(jī)質(zhì)土壤。 磁赤鐵礦 ( -Fe 2 O 3 ) ：暗紅棕色，存在于高度風(fēng)化且有機(jī)質(zhì)少的表土。 磁鐵礦（ Fe 3 O 4 ）：棕黑色，多存在于母質(zhì)中 , 有時(shí)與磁赤鐵礦共存。 無(wú)定形鐵（ Fe(OH) 3 ）：棕色，膠膜，銹水。 （ 2 ）氧化鐵的形態(tài)及轉(zhuǎn)化 土壤鐵的游離度（ % ） = Fed/ Fet 100 土壤鐵的活化度（ % ） = Feo/ Fed 100 土壤鐵的絡(luò)合度（ % ） = Fep/ Fed 100 無(wú)定形隱晶質(zhì)晶質(zhì) 2. 氧化鋁 硅酸鹽礦物徹底分解產(chǎn)物 土壤中常見(jiàn) : 三水鋁石 Al 2 O 3 3H 2 O ，

24、Al(OH) 3 。 粘土礦物 : 濕熱強(qiáng)度風(fēng)化 脫硅富鋁化的指標(biāo)之一 。 我國(guó)北緯 30 度以南土壤（紅壤、磚紅壤等）中才出現(xiàn) 。 花崗巖風(fēng)化土壤中較多。山地土壤中也有三水鋁石存在 無(wú)定形鐵鋁氧化物比表面大，包被土粒，改變表面性質(zhì)可吸附固定 H 2 PO 4 - 等陰離子，減低其有效性。 3. 氧化硅（粘粒）（結(jié)晶質(zhì)和非晶質(zhì)） 晶質(zhì)以 石英為主；非晶質(zhì)為蛋白石 (SiO 2 nH 2 O) ，脫水結(jié)晶為玉髓、石英、方石英、鱗石英等變體。 土壤中部分蛋白石來(lái)源于有機(jī)體 , 其含量常與有機(jī)質(zhì)含量有關(guān)?？勺鳛楣磐寥缆癫乇韺拥闹甘拘缘V物。 4. 水鋁英石 非晶質(zhì)硅酸鹽礦物，火山灰土壤的主要粘土礦物

25、,Si/Al 變化在 1-2 之間。比表面較大，帶較多負(fù)電荷，數(shù)量決定于水化程度和溶液 pH 。 三、粘土礦物的形成和分布規(guī)律 1. 粘土礦物形成途徑 風(fēng)化和成土過(guò)程中形成的次生礦物 , 有兩種形成途徑。 （ 1 ）原生礦物風(fēng)化淋溶直接演變 +H 2 O ， -K -K -Mg -Si -Si 云母類(lèi) 伊利石 蛭石 蒙脫石 高嶺石 三水鋁石 （ 2 ） 風(fēng)化沉淀（自然合成）學(xué)說(shuō) 原生礦物徹底風(fēng)化產(chǎn)物重新組合沉淀而成。 SiO 2 nH 2 O ：土壤 pH 條件下帶負(fù)電荷，酸膠基。 Al 2 O 3 nH 2 O ， Fe 2 O 3 nH 2 O ：帶正電荷，堿膠基。 鹽基離子 Ca 2+

26、、 Mg 2+ 、 K + 、 Na + 等，決定溶液 pH ，并參與礦物形成。 正負(fù)電荷膠體相互中和沉淀組成新礦物。 沉淀 老化、結(jié)晶 溶膠 凝膠（非晶質(zhì)） 結(jié)晶質(zhì) 當(dāng)溶膠 SiO 2 /Al 2 O 3 3 ，可形成 2:1 型礦物； 當(dāng)溶膠 SiO 2 /Al 2 O 3 3 ，可形成 1:1 型礦物及氧化鋁礦物 風(fēng)化液 pH 與鹽基淋溶有關(guān)，并影響膠體的正、負(fù)電荷數(shù)量和沉淀凝膠中正負(fù)電荷膠體的比例。 鹽基離子 Mg 2+ 、 K + 等直接參與新礦物合成，分別形成富鉀（伊利石）、富鎂（蛭石、綠泥石）等礦物。 2. 粘土礦物的形成條件 粘土礦物形成與氣候等成土條件密切相關(guān)。 南方熱帶磚紅

27、壤、亞熱帶紅壤礦物風(fēng)化程度高，粘土礦物以 1:1 型為主，并有三水鋁石，粘粒硅鋁鐵率為 2 左右，屬鐵鋁土。 北方溫帶地區(qū)，粘粒礦物為各種 2:1 型 ( 伊利石、蒙脫石等 ) ，粘粒硅鋁鐵率多在 3 以上。風(fēng)化度低，屬硅鋁土。 3. 我國(guó)土壤粘土礦物分布規(guī)律 ： 全國(guó)分為 7 個(gè)分布區(qū)。 北方以水云母（伊利石）為主的 1 、 2 、 3 區(qū)； 秦嶺、長(zhǎng)江中下游水云母、蛭石、高嶺石交錯(cuò)分布區(qū) (4 區(qū) ) ； 南方西部蛭石和高嶺石為主的分布區(qū)（ 5 區(qū)）； 南方以高嶺石為主的 6 、 7 分布區(qū)。 西北和青藏高原水云母區(qū) (1 區(qū) ) ，土壤風(fēng)化程度最低； 華南高嶺區(qū)（ 7 區(qū)）土壤風(fēng)化程度最

28、高。 第三章土壤有機(jī)質(zhì) 目的要求： 要求學(xué)生掌握土壤有機(jī)質(zhì)的概念、來(lái)源、含量與組成，土壤有機(jī)質(zhì)分解與轉(zhuǎn)化，土壤有機(jī)質(zhì)的主體腐殖質(zhì)的形成與性質(zhì)，土壤有機(jī)質(zhì)在土壤肥力上和生態(tài)環(huán)境方面的作用與管理。 第一節(jié)土壤有機(jī)質(zhì)的來(lái)源、含量及組成 一、土壤有機(jī)質(zhì)來(lái)源 森林土壤：枯枝落葉草原土壤：草、根系耕作土壤：作物殘茬 ( 一般占籽實(shí)產(chǎn)量的 35 40%) 、施用的有機(jī)肥。 作為土壤有機(jī)質(zhì)最主要來(lái)源的各種植物殘?bào)w，其化學(xué)組成和各種成分的含量，因植物種類(lèi)、器官、年齡等的不同而有很大差異。從而導(dǎo)致土壤有機(jī)質(zhì)的差異。 森林土壤：酸性有機(jī)質(zhì) 草原土壤：中性有機(jī)質(zhì) 二、土壤有機(jī)質(zhì)的含量及組成 1. 含量 土壤學(xué)中，一般

29、把耕層含有機(jī)質(zhì) 20% 以上的土壤 , 稱(chēng)為有機(jī)質(zhì)土壤，在 20% 以下的土壤，稱(chēng)為礦質(zhì)土壤 , 但耕作土壤中，表層有機(jī)質(zhì)的含量通常在 5% 以下。 土壤有機(jī)質(zhì)含量與氣候、植被、地形、土壤類(lèi)型、農(nóng)耕措施密切相關(guān)。不同土壤中含量差異很大。 目前，我國(guó)土壤有機(jī)質(zhì)含量普遍偏低?？傮w而言 , 北方土壤有機(jī)質(zhì)含量高于南方土壤。 四川土壤有機(jī)質(zhì)含量（ % ） OM% 4.00 3.01 4.00 2.01 3.00 1.01 2.00 0.61 1.00 0.60 水田 % 1.29 6.19 39.9 51.99 0.63 0.004 旱地 % 3.14 5.52 18.72 46.26 24.66 1

30、.10 2. 元素組成（水 % 75 ，干物質(zhì) % 25 ） 干物質(zhì) C H O N 灰分元素 % 44 8 40 8 C/N 大約為 10 左右。 3. 化學(xué)組成 成分纖維素半纖維素木質(zhì)素蛋白質(zhì)脂肪、樹(shù)脂等 % 2 10 0 2 30 50 28 35 1 8 4. 土壤腐殖質(zhì)（ humus ） 土壤腐殖質(zhì)：是除未分解和半分解動(dòng)、植物殘?bào)w及微生物體以外的有機(jī)物質(zhì)的總稱(chēng)，由非腐殖物質(zhì)（ Non-humic substances ）和腐殖物質(zhì)（ Humic substances ）組成，通常占土壤有機(jī)質(zhì)的 90% 以上。 第二節(jié)土壤有機(jī)質(zhì)的分解和轉(zhuǎn)化 一、簡(jiǎn)單有機(jī)化合物的分解和轉(zhuǎn)化 礦質(zhì)化：指復(fù)

31、雜的有機(jī)質(zhì)在微生物的作用下，轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物的過(guò)程。 ( 一 ) 碳水化合物的礦質(zhì)化 在低溫、嫌氣條件下 , 有機(jī)酸變?yōu)?CO 2 和 H 2 O 的過(guò)程受到阻礙 , 產(chǎn)生有機(jī)酸的累積 , 從而造成植物根系萎縮、腐爛。如：甲酸 3.2 10 -3 M 、乙酸 4.6 10 -3 M 、 正丁酸 7 10 -4 M ，就會(huì)對(duì)植物根系產(chǎn)生較嚴(yán)重的危害。 解決辦法：排水曬田、施草木灰（中和酸、補(bǔ)充 K 素）有機(jī)肥施用前進(jìn)行堆漚。 （二）含 N 化合物的礦質(zhì)化 N 素生物固定與有效化過(guò)程與有機(jī)物 C/N 比密切相關(guān)。 C/N 25 時(shí)，產(chǎn)生 N 素生物固定； C/N 25 時(shí)，產(chǎn)生 N 素有效化。

32、豆科綠肥（三葉草等） C/N 小，施入土壤后能提供 N 素（ N 素有效化）。禾本科作物秸稈 C/N 大，直接還田易造成 M 與作物爭(zhēng)奪 N 素，造成 N 素的生物固定。 秸稈還田應(yīng)配施化學(xué) N 肥：一般畝施秸稈 300 400kg, 需要配施化學(xué)純 N3 4kg 。 ( 三 ) 脂肪、樹(shù)脂、蠟質(zhì)、單寧的礦質(zhì)化 這類(lèi)有機(jī)物的礦質(zhì)化過(guò)程與碳水化合物基本相同，不同之點(diǎn)是在嫌氣條件下產(chǎn)生多酚化合物，這是形成腐殖質(zhì)的基本材料。 （四）木質(zhì)素的礦質(zhì)化 木質(zhì)素是芳香性聚合物，含碳量高，在土壤中真菌和放線(xiàn)菌作用下緩慢的轉(zhuǎn)化，最終產(chǎn)物是 CO 2 和 H 2 O ，但往往只有 50% 可形成最終產(chǎn)物，其余僅為

33、降解產(chǎn)物，作為形成腐殖質(zhì)的原始材料。 土壤有機(jī)質(zhì)因礦質(zhì)化作用每年損失的量占土壤有機(jī)質(zhì)總量的百分?jǐn)?shù)稱(chēng)為有機(jī)質(zhì)的礦化率，一般在 1% 3% 。由于土壤有機(jī)質(zhì)的礦化率與有機(jī)氮的礦化率同步，因而可通過(guò)測(cè)定土壤有機(jī)氮的礦化率來(lái)代表有機(jī)質(zhì)的礦化率。 二、植物殘?bào)w的分解和轉(zhuǎn)化 1. 可溶性有機(jī)化合物以及部分類(lèi)似有機(jī)物入土壤后的頭幾個(gè)月很快礦化 。 2. 殘留在土壤中的木質(zhì)素、蠟質(zhì)以及第一階段未被礦化的植物殘?bào)w碳相對(duì)緩慢分解。 三、土壤腐殖物質(zhì)的分解和轉(zhuǎn)化 1. 腐殖質(zhì)經(jīng)過(guò)物理化學(xué)作用和生物降解，使其芳香結(jié)構(gòu)核心與其復(fù)合的簡(jiǎn)單有機(jī)物分離，或是整個(gè)復(fù)合體解體。 2. 釋放的簡(jiǎn)單有機(jī)物質(zhì)被分解（礦化）和轉(zhuǎn)化，酚類(lèi)

34、聚合物被氧化。 3. 脂肪酸被分解，被釋放的芳香族化合物（如酚類(lèi)）參與新腐殖質(zhì)的形成。 四、影響土壤有機(jī)質(zhì)分解和轉(zhuǎn)化的因素 1. 溫度 25 35 條件下， M 活動(dòng)最為旺盛，利于 OM 礦質(zhì)化分解，提供作物所需養(yǎng)分。 2. 土壤濕度和通氣狀況 好氣：水少氣多 , M 活動(dòng)旺盛 ,OM 礦質(zhì)化分解 , 釋放養(yǎng)分 嫌氣：水多氣少 , M 活動(dòng)受抑制 , OM 腐殖化合成腐殖質(zhì) 3. 干濕交替 一方面增加土壤呼吸作用，破壞土壤結(jié)構(gòu)體，利于 OM 的礦質(zhì)化分解，另一方面干燥時(shí)引起 M 死亡，又不利于 OM 分解。 4. 有機(jī)殘?bào)w特性 (1) 物理狀態(tài)：多汁、幼嫩綠肥易于分解，磨細(xì)粉碎易于分解 (2)

35、C/N 大，不易分解 小，易于分解 一般耕作土壤表層有機(jī)質(zhì)的 C/N 在 8:1 到 15:1 ，平均在 10:1 到 12:1 之間，處于植物殘?bào)w和微生物 C/N 之間。 (3) 硫、磷等元素缺乏也會(huì)抑制土壤有機(jī)質(zhì)分解。 激發(fā)效應(yīng) ( 作用 ) ：土壤中加入新鮮有機(jī)物質(zhì)會(huì)促進(jìn)土壤原有有機(jī)質(zhì)的降解，可以是正、也可以是負(fù)。 5. 土壤特性 （ 1 ） pH 中性條件下利于 OM 分解 （ 2 ）質(zhì)地 質(zhì)地愈粘重，腐殖化系數(shù)愈高，愈難分解 第三節(jié) 土壤腐殖質(zhì)的形成和性質(zhì) 一、土壤腐殖質(zhì)形成 1. 腐殖化作用 腐殖質(zhì)：土壤腐殖質(zhì)是土壤中一類(lèi)性質(zhì)穩(wěn)定，成分、結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜的高分子化合物。 腐殖化作用：進(jìn)

36、入土壤中的有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化形成腐殖質(zhì)的過(guò)程。 2. 腐殖質(zhì)的形成過(guò)程 （ 1 ）植物殘?bào)w分解產(chǎn)生簡(jiǎn)單的有機(jī)碳化合物； （ 2 ）通過(guò)微生物對(duì)這些有機(jī)化合物的代謝作用及反復(fù)的循環(huán)，增殖微生物細(xì)胞； （ 3 ）通過(guò)微生物合成的多酚和醌或來(lái)自植物的類(lèi)木質(zhì)素，聚合形成腐殖物質(zhì)。 3. 腐殖質(zhì)的形成途徑 二、土壤腐殖質(zhì) - 粘土礦物復(fù)合 三、土壤有機(jī)質(zhì)的分組 四、土壤腐殖酸性質(zhì) （一）物理性質(zhì) 1. 分子量、形狀、顏色 分子量 很大。分子量大小與單體和聚合度有關(guān)； 形狀 球形結(jié)構(gòu)，疏松多孔，似海棉； 顏色 分子量愈大，顏色愈深（ HA 分子量大，褐色； FA 分子量小，呈淡黃色） 2. 溶解性與吸收性 溶解性

37、 FA 、 HA 都溶解于堿， HA 不溶于酸，而 FA 溶解于酸。 吸收性 親水膠體，吸水能力強(qiáng)，吸水量可達(dá)其重量的 500% 。 （二）化學(xué)性質(zhì) 1. 元素組成 C 、 H 、 O 、 N 、 P 、 S 為主 C ： N ： P ： S 100 ： 10 ： 1 ： 1 120 ： 10 ： 1 ： 1 含 C 量為 55 60% ，平均 58% ， 100/58 1.724 實(shí)驗(yàn)測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)時(shí)，測(cè)出含 C 量后 1.724 即得土壤有機(jī)質(zhì)含量 OM% C% 1.724 2. 功能團(tuán)：含有 COOH 、 OH 及酚羥基等多種功能團(tuán)，能團(tuán)的解離導(dǎo)致腐殖酸帶電 （三）分子結(jié)構(gòu)特征 分子結(jié)構(gòu)

38、極其復(fù)雜的有機(jī)高分子化合物。單體中有芳核結(jié)構(gòu)物質(zhì)，芳核上有多種取代基 第四節(jié)土壤有機(jī)質(zhì)的作用及管理 一、在土壤肥力上的作用 1. 養(yǎng)分較完全 含有植物生長(zhǎng)所需各種養(yǎng)分。 N ： 80 97% ，平均 95% ； P ： 20 76% ； S ： 38 94% 為有機(jī)態(tài)，由有機(jī)質(zhì)提供。 2. 促進(jìn)養(yǎng)分有效化 OM 礦質(zhì)化過(guò)程中產(chǎn)生的有機(jī)酸，腐殖化過(guò)程中產(chǎn)生的腐殖酸，一方面促進(jìn)土壤礦質(zhì)養(yǎng)分溶解釋放養(yǎng)分；另一方面可以絡(luò)合金屬離子，減少金屬離子對(duì) P 的固定，提高 P 的有效性。 3. 提高土壤保肥性 土壤腐殖質(zhì)是一種有機(jī)膠體 , 有巨大的表面積和表面能 , 吸附能力大于礦質(zhì)膠體 , 從而大大提高土壤

39、保肥性。 膠體對(duì)陽(yáng)離子吸附能力比較（ cmol/kg ） 膠體類(lèi)型有機(jī)膠體 高嶺石 蒙脫石 吸附力 150 450( 平均 350) 3 5 80 100 4. 提高土壤緩沖性 腐殖質(zhì)含有多種功能團(tuán) , 遇 OH 時(shí) , 電離出 H 與之作用生成水對(duì)堿緩沖 ; 遇 H 時(shí)則由于帶負(fù)電荷而吸附 H 對(duì)酸緩沖 ; 由于腐殖質(zhì)膠體帶負(fù)電荷 , 可吸附土壤溶液中鹽基離子 , 對(duì)肥料起緩沖作用。 5. 促進(jìn)團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，改善土壤物理性質(zhì) 粘結(jié)力：砂有機(jī)膠體粘粒 因此，有機(jī)質(zhì)能改變砂粒的分散無(wú)結(jié)構(gòu)狀態(tài)，又能改善粘粒的粘重大塊結(jié)構(gòu)，促進(jìn)土壤良好結(jié)構(gòu)的形成，從而改善土壤的通透性等物理性質(zhì)。 二、有機(jī)質(zhì)在生態(tài)

40、環(huán)境上的作用 1. 絡(luò)合重金屬離子，減輕重金屬污染； 2. 減輕農(nóng)藥殘毒：腐殖酸可溶解、吸收農(nóng)藥，如 DDT 易溶于 HA ； 3. 全球 C 平衡的重要 C 庫(kù)（含 C 平均為 58% ）。 三、其它方面作用 1. 為 M 提供 C 源和 N 源； 2.OM 含有多種生理活性物質(zhì)，有利于植物生長(zhǎng)； 3. 腐殖酸在一定濃度下能促進(jìn) M 和植物的生理活性。 四、土壤有機(jī)質(zhì)的管理 我國(guó)土壤有機(jī)質(zhì)含量普遍偏低 腐殖化系數(shù)：?jiǎn)挝恢亓康挠袡C(jī)碳在土壤中分解一年后殘留的碳量，常作為有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為有機(jī)質(zhì)的換算系數(shù)。 1. 大量施用有機(jī)肥； 2. 大力提倡秸稈還田（沃土計(jì)劃） 目前四川還田秸稈不到 20% ，川

41、中丘陵區(qū)不到 10% 。 (1) 直接還田 秸稈直接還田時(shí)注意配施速效性化學(xué)氮肥。 (2) 過(guò)腹還田 適應(yīng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，發(fā)展蓄牧業(yè)。 第四章 土壤生物 目的要求： 通過(guò)本章的學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握土壤生物的多樣性及其生存環(huán)境和功能。 土壤生物活性 (biological activity) 和肥力直接或間接地與土壤生物有關(guān)。土壤生物是土壤具有生命力的主要成分，在土壤形成 (soil formation) 和發(fā)育過(guò)程 (development process) 中起主導(dǎo)作用 (the leading effects) 。也是評(píng)價(jià)土壤質(zhì)量 (soil quality) 和健康狀況 (health le

42、vel) 的重要指標(biāo)之一。本章重點(diǎn)闡述土壤微生物的多樣性及其功能。 第一節(jié) 土壤生物多樣性 一、土壤生物類(lèi)型的多樣性 （一）后生動(dòng)物 (metazoa) 后生動(dòng)物由小的土居性的多細(xì)胞動(dòng)物，主要包括線(xiàn)蟲(chóng)、蠕蟲(chóng)、蚯蚓、蛞蝓、蝸牛、千足蟲(chóng)、蜈蚣、輪蟲(chóng)、螞蟻、螨、環(huán)節(jié)動(dòng)物、蜘蛛和昆蟲(chóng)等混合組成。 （二）原生動(dòng)物 (protozoa) 原生動(dòng)物為單細(xì)胞真核生物，簡(jiǎn)稱(chēng)原蟲(chóng)。原生動(dòng)物在土壤中的作用有：調(diào)節(jié)細(xì)菌數(shù)量；增進(jìn)某些土壤的生物活性；參與土壤植物殘?bào)w的分解。 （三）微生物 (microbe) 土壤中微生物分布廣、數(shù)量大、種類(lèi)多，是土壤生物中最活躍的部分。它們參與土壤有機(jī)質(zhì)分解，腐殖質(zhì)合成，養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和推動(dòng)

43、土壤的發(fā)育和形成。 1 公斤土壤可含 5 億個(gè)細(xì)菌， 100 億個(gè)放線(xiàn)菌和近 10 億個(gè)真菌， 5 億個(gè)微小動(dòng)物。 二、土壤微生物種群的多樣性 （一）原核微生物 (procaryotes) 1 、古細(xì)菌 (archaea) 2 、細(xì)菌 (bacteria) （ 1 ）節(jié)桿菌屬（ Arthrobacter ） （ 2 ）芽孢桿菌屬（ Bacillus ） （ 3 ）假單胞菌屬（ Pseudomonas ） （ 4 ）土壤桿菌屬（ Agrobacterium ） （ 5 ）產(chǎn)堿桿菌屬（ Alcaligenes ） （ 6 ）黃桿菌屬（ Flavobacterium ） 3 、放線(xiàn)菌 (actino

44、myces) 4 、藍(lán)細(xì)菌（ Cyanobacterium ）是光合微生物，行光能無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)，過(guò)去稱(chēng)為藍(lán)（綠）藻，由于原核特征現(xiàn)改稱(chēng)為藍(lán)細(xì)菌，與真核藻類(lèi)區(qū)分開(kāi)來(lái)。 5 、粘細(xì)菌 (myxomycota) （二）真核微生物 (eukaryotic microorganisms) 1 、真菌 (eumycota) 2 、藻類(lèi) (alga) 3 、地衣 (lichens) （三）非細(xì)胞型生物即分子生物 病毒 (virus) 三、土壤微生物營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型的多樣性 根據(jù)微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)和能源的要求，一般可將其分為四大類(lèi)型。 （一）化能有機(jī)營(yíng)養(yǎng) (chemoorganotrophy) 型 化能有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型又稱(chēng)為化能異養(yǎng)

45、型，需要有機(jī)化合物作為碳源，并從氧化有機(jī)化合物的過(guò)程中獲得能量。 （二）化能無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng) (chemolithotrophy) 型 化能無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)型又稱(chēng)化能自養(yǎng)型，以 CO 2 作為碳源，從氧化無(wú)機(jī)化合物中取得能量。 （三）光能有機(jī)營(yíng)養(yǎng) (photoorganotrophy) 型 光能有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型又稱(chēng)光能異養(yǎng)型，其能源來(lái)自光，但需要有機(jī)化合物作為供氫體以還原 CO 2 ，并合成細(xì)胞物質(zhì)。 （四）光能無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng) (photolithotrophy) 型 光能無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)型又稱(chēng)光能自養(yǎng)型，利用光能進(jìn)行光合作用，以無(wú)機(jī)物作供氫體以還原 CO 2 , 合成細(xì)胞物質(zhì)。 四、土壤微生物呼吸類(lèi)型的多樣性 (一)好氧性微生

46、物的有氧呼吸 (aerobic respiration) 土壤中大多數(shù)細(xì)菌如芽孢桿菌、假單胞菌、根瘤菌、固氮菌、硝酸化細(xì)菌、硫化細(xì)菌等以及霉菌、放線(xiàn)菌、藻類(lèi)和原生動(dòng)物等屬好氧性微生物。 (二)厭氧性微生物的無(wú)氧呼吸 (anaerobic respiration) 厭氧性微生物如梭菌、產(chǎn)甲烷細(xì)菌和脫硫弧菌等，在缺氧的環(huán)境中生長(zhǎng)發(fā)育，進(jìn)行不需氧的呼吸過(guò)程，基質(zhì)的氧化不徹底，產(chǎn)生一些比基質(zhì)更為還原的終產(chǎn)物，釋放的能量也少。 （三）兼厭氧性微生物兼性呼吸 兼厭氧性微生物能在有氧和無(wú)氧環(huán)境中生長(zhǎng)發(fā)育，但在兩種環(huán)境中呼吸產(chǎn)物不同。典型的例子就是酵母菌和大腸桿菌。 第二節(jié) 影響土壤微生物活性的環(huán)境因素 一、

47、溫度 溫度是影響微生物生長(zhǎng)和代謝最重要的環(huán)境因素。微生物生長(zhǎng)需要一定的溫度，溫度超出最低和最高限度時(shí)，即停止生長(zhǎng)或死亡。 二、水分及其有效性 水是微生物細(xì)胞生命活動(dòng)的基本條件之一。水分對(duì)微生物的影響不僅決定它的含量，更重要決定水的有效性。水分的微生物有效性，用水的活度（ a ）表示。 三、 pH 大多數(shù)細(xì)菌、藻類(lèi)和原生動(dòng)物的最適宜的 pH 值為 6.5 7.5 ，在 pH4.0 10.0 也可以生長(zhǎng)。 四、氧氣和 Eh 值 通氣狀況或氧化還原電位（ Eh 值）的高低對(duì)微生物生長(zhǎng)有一定影響。 因此，結(jié)構(gòu)良好、通氣的旱作土壤中有較豐富的好氧性微生物生長(zhǎng)發(fā)育。 五、生物因素 1 、土壤中微生物按照來(lái)

48、源不同可分為：土居性 ( 土生土長(zhǎng)的 ) 和客居性 ( 外來(lái)的 ) 兩種類(lèi)型。 2 、土居性微生物 (edaphon) 由于長(zhǎng)期生活在土壤中，對(duì)土壤環(huán)境有較強(qiáng)的適應(yīng)性，當(dāng)土壤環(huán)境變惡劣時(shí)，能存活下來(lái)，環(huán)境好轉(zhuǎn)時(shí)又重新繁殖。 六、土壤管理措施 （一）土壤耕作 (soil tillage) 常規(guī)耕作、覆蓋減耕和免耕 (zero tillage) 等耕作措施對(duì)土壤微生物的影響程度是不同的。 （二）殺生劑和其他化學(xué)制劑 (chemicals) 大田施用的除草劑 (herbicide) 和葉面殺蟲(chóng)劑 (insecticide) 的劑量很少會(huì)使土壤達(dá)到足以直接傷害土壤微生物。 第三節(jié) 土壤微生物區(qū)系的發(fā)生

49、和分布 一、不同類(lèi)型土壤中微生物的數(shù)量和分布 不同土壤類(lèi)型、肥力水平，土壤微生物的數(shù)量和分布有很大差異。 一般來(lái)說(shuō)，我國(guó)不同土壤微生物總數(shù)，呈如下變化趨勢(shì)：黑鈣土 棕壤 灰壤 水稻土 磚紅壤 二、土壤剖面中微生物的數(shù)量和分布 在土壤的不同層次中，由于水分、養(yǎng)分、通氣、溫度、 pH 等因素的差異及不同微生物的特異性，致使微生物在土壤剖面中的分布不均。 一般來(lái)說(shuō)，表土層微生物數(shù)量最多，隨層次加深，數(shù)量減少。 三、土壤團(tuán)聚體中微生物的分布 各種團(tuán)聚體 (cluster) 是微生物在土壤中生活的微環(huán)境。團(tuán)聚體內(nèi)外的條件不同，微生物的分布也不一樣。 四、微生物與植物根的聯(lián)合 （一）根圈微生物 (rhiz

50、osphere microorganisms) （二）菌根 (mycorrhiza) （三）共生固氮 (symbiotic nitrogen fixation) （四）聯(lián)合固氮 (associative nitrogen fixation) 第四節(jié) 土壤生物活性及表征 一、土壤酶 ( 一 ) 土壤酶種類(lèi)和功能 P61-63 ( 二 ) 酶在土壤中存在狀態(tài)及特性 ( 三 ) 環(huán)境條件對(duì)土壤酶活性 (soil enzyme activity) 的影響 1 、土壤物理性質(zhì) (soil physical properties) 的影響 2 、土壤化學(xué)性質(zhì) (soil chemical property

51、) 的影響 3 、耕作管理的影響 二、生物活性物質(zhì) 植物激素 (phytohormone) 植物毒素 (phytotoxicant) 維生素和氨基酸 (vitamin and amion acid) 多糖 (polysaccharide) 第五章 土壤質(zhì)地和結(jié)構(gòu) 目的要求： 使學(xué)生掌握土壤的密度、容重、孔隙度與三相組成，土壤機(jī)械組成與質(zhì)地分類(lèi)，不同質(zhì)地土壤肥力特點(diǎn)與利用改良；土壤結(jié)構(gòu)的概念及類(lèi)型，團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成過(guò)程與其肥力意義。 第一節(jié) 土壤三相組成 土壤固、液、氣三相容積比，反映土壤水、氣關(guān)系。 一、土壤的密度和容重 （一）土壤密度 1. 概念 單位容積固體土粒 ( 不包括粒間孔隙 ) 的質(zhì)

52、量。 (g/cm 3 ) 2. 影響土壤密度的因素 礦物組成、有機(jī)質(zhì)含量、土壤質(zhì)地 土壤密度一般取平均值 2.65g/cm 3 。 土壤比重：土壤密度與 4 時(shí)純水密度之比。一般取 2.65 。 （二）土壤容重 1. 概念 單位體積自然狀態(tài)土壤體 ( 含粒間孔隙 ) 的重量。（ g/cm 3 ） 2. 土壤容重作用 (1) 計(jì)算土壤孔隙度 孔隙度（ 1 容重 / 比重） 100% (2) 計(jì)算工程土方量 土壤重量 = 土壤體積土壤容重 (3) 估算各種土壤成分儲(chǔ)量 設(shè)耕層厚度 0.2m ，容重 1.3t/m 3 ，有機(jī)質(zhì)含量 15g/kg=0.015t/t ，全氮量 0.75g/kg=0.00

53、075t/t 。 1hm 2 （ 10 4 m 2 ） 0.2m 土層計(jì)： 土壤 =10000 0.2 1.3=2600t 有機(jī)質(zhì)儲(chǔ)量 =2600 0.015=39.0t 全氮儲(chǔ)量 =2600 0.00075=1.95t (4) 計(jì)算土壤儲(chǔ)水量及灌水（或排水）定額 設(shè)土層厚度 1m ，土壤含水量 25% ，容重為 1.3 t/m 3 。 1hm 2 的 1m 土層儲(chǔ)水量 =10000m 2 1m1.3 t/m3 25%=3250m 3 /hm 2 = 325mm 3. 浸水容重 反映土壤在浸水條件下的結(jié)構(gòu)狀態(tài)和緊實(shí)度。 4. 影響土壤容重的因素 質(zhì)地、結(jié)構(gòu)、有機(jī)質(zhì)含量、緊實(shí)度等，主要通過(guò)影響孔

54、隙而影響容重。 二、土壤三相和孔度 1. 土壤孔度 土壤全部孔隙容積占土體容積的百分率。 水和空氣共存并充滿(mǎn)于土壤孔隙中。 2. 土壤三相組成及孔度計(jì)算 總孔度 (1 容重 / 比重 ) 100% 固相 ( 容重 / 比重 ) 100% 液相 ( 水分重量百分率容重 ) 100% 氣相 ( 總孔度液相 ) 100% 土壤三相比固相 : 液相 : 氣相 3. 土壤三相組成的適宜范圍 多數(shù)旱地作物適宜的土壤固、液、氣三相比為： 0.5 0.25 0.3 0.15 0.25 第二節(jié)土壤質(zhì)地 一、土粒和粒級(jí) 1. 土粒： 土壤顆粒 土粒，通常專(zhuān)指礦物顆粒。 土粒大小以粒徑為標(biāo)準(zhǔn)，土粒形狀大多不是球形，只能用當(dāng)量粒徑（即與其靜水沉降速度相同的圓球直徑）代替之。 土壤 1mm( 卡氏制 ) 或 2mm 部分 ( 國(guó)際制、美國(guó)制 )