第三章土壤固體物質(zhì)組成

1、第三章第三章 土壤固體物質(zhì)組成土壤固體物質(zhì)組成土壤物理性質(zhì)土壤物理性質(zhì)土壤質(zhì)地土壤質(zhì)地土壤孔性和結(jié)構(gòu)性土壤孔性和結(jié)構(gòu)性土壤水分特征土壤水分特征土壤通氣性土壤通氣性土壤力學(xué)性質(zhì)與耕性土壤力學(xué)性質(zhì)與耕性 土壤質(zhì)地可在一定程度上反映土壤礦物組成和化學(xué)組成。土壤質(zhì)地可在一定程度上反映土壤礦物組成和化學(xué)組成。同時(shí)，土壤顆粒的大小與土壤的物理性質(zhì)有密切關(guān)系，并且同時(shí)，土壤顆粒的大小與土壤的物理性質(zhì)有密切關(guān)系，并且影響土壤孔隙狀況，從而對(duì)土壤水分、空氣、熱量的運(yùn)動(dòng)和影響土壤孔隙狀況，從而對(duì)土壤水分、空氣、熱量的運(yùn)動(dòng)和物質(zhì)的轉(zhuǎn)化均有很大的影響。物質(zhì)的轉(zhuǎn)化均有很大的影響。 根據(jù)單個(gè)土粒的當(dāng)量根據(jù)單個(gè)土粒的當(dāng)量粒

2、徑（假定土粒為圓球形粒徑（假定土粒為圓球形的直徑）的大小，可將土的直徑）的大小，可將土粒分為若干組，稱為粒分為若干組，稱為粒級(jí)粒級(jí)石礫石礫砂粒砂粒粉粒粉粒黏粒黏粒土壤質(zhì)地土壤質(zhì)地常見(jiàn)的土壤粒級(jí)制常見(jiàn)的土壤粒級(jí)制中國(guó)制中國(guó)制卡欽斯基制卡欽斯基制美國(guó)農(nóng)部制美國(guó)農(nóng)部制國(guó)際制國(guó)際制 國(guó)際上通行國(guó)際上通行的粒級(jí)制是把的粒級(jí)制是把小小于于0.002mm的稱的稱為黏粒為黏粒 同級(jí)土粒的大小相近，其成分和性質(zhì)基本同級(jí)土粒的大小相近，其成分和性質(zhì)基本一致；不同粒級(jí)的礦物其組成有很大差別，因一致；不同粒級(jí)的礦物其組成有很大差別，因而其化學(xué)成分也有所不同。而其化學(xué)成分也有所不同。各級(jí)土粒的主要特性：各級(jí)土粒的主要特

3、性：石塊：石塊：不利耕作和作物生長(zhǎng)不利耕作和作物生長(zhǎng)石礫：石礫：其大小和含量直接影響耕作難易其大小和含量直接影響耕作難易砂粒：砂粒：通氣性好，無(wú)脹縮性通氣性好，無(wú)脹縮性粉粒：粉粒：有微弱的黏結(jié)性、可塑性、吸濕性和脹縮性有微弱的黏結(jié)性、可塑性、吸濕性和脹縮性黏粒：黏粒：顆粒小，比表面積大，吸附能力強(qiáng)，通氣和透水顆粒小，比表面積大，吸附能力強(qiáng)，通氣和透水 性較差性較差 土壤機(jī)械組成土壤機(jī)械組成 概念：概念：根據(jù)土壤機(jī)械分析，分別計(jì)算其各粒級(jí)的相對(duì)含根據(jù)土壤機(jī)械分析，分別計(jì)算其各粒級(jí)的相對(duì)含量，即為機(jī)械組成。量，即為機(jī)械組成。 土壤質(zhì)地土壤質(zhì)地 概念：概念：土壤質(zhì)地是根據(jù)機(jī)械組成劃分的土壤類型，其反

4、土壤質(zhì)地是根據(jù)機(jī)械組成劃分的土壤類型，其反映了母質(zhì)來(lái)源及成土過(guò)程的某些特征，是土壤的一種十分穩(wěn)映了母質(zhì)來(lái)源及成土過(guò)程的某些特征，是土壤的一種十分穩(wěn)定的自然屬性。定的自然屬性。質(zhì)地分類制質(zhì)地分類制國(guó)際制國(guó)際制美國(guó)農(nóng)部制美國(guó)農(nóng)部制卡欽斯基制卡欽斯基制基本質(zhì)地類型基本質(zhì)地類型砂土砂土壤土壤土黏土黏土國(guó)際制土壤質(zhì)地三角圖國(guó)際制土壤質(zhì)地三角圖 國(guó)際質(zhì)地制根據(jù)砂粒國(guó)際質(zhì)地制根據(jù)砂粒( 2 - 0.02 mm )、粉粒、粉粒( 0.02 - 0.002 mm )和粘粒和粘粒( 0.002 mm )三粒級(jí)含量的比例，劃三粒級(jí)含量的比例，劃定定12個(gè)質(zhì)地名稱個(gè)質(zhì)地名稱美國(guó)農(nóng)部制土壤質(zhì)地三角圖美國(guó)農(nóng)部制土壤質(zhì)地三

5、角圖 根據(jù)砂粒根據(jù)砂粒( 2 - 0.05 mm )、粉粒粉粒( 0.05 - 0.002 mm )和粘粒和粘粒( 0.002 mm )3個(gè)粒級(jí)的比例，劃個(gè)粒級(jí)的比例，劃定定12個(gè)質(zhì)地名稱個(gè)質(zhì)地名稱土壤質(zhì)地肥力特征土壤質(zhì)地肥力特征砂質(zhì)土砂質(zhì)土黏質(zhì)土黏質(zhì)土壤質(zhì)土壤質(zhì)土黏粒礦物黏粒礦物硅四面體及硅片硅四面體及硅片 硅氧四面體的基本結(jié)構(gòu)由硅氧四面體的基本結(jié)構(gòu)由1個(gè)硅離子（個(gè)硅離子（Si4+）和）和4個(gè)氧離子（個(gè)氧離子（O2-）組成，砌成一個(gè)三角錐形的晶格單元，共有四個(gè)面，故稱為硅氧四面組成，砌成一個(gè)三角錐形的晶格單元，共有四個(gè)面，故稱為硅氧四面體體 四面體（四面體（SiO4）4-可自聚合，在水平方向

6、上四面體通過(guò)共用底部可自聚合，在水平方向上四面體通過(guò)共用底部氧的方式在平面兩維方向上無(wú)限延伸，排列成近似六邊形蜂窩狀的四氧的方式在平面兩維方向上無(wú)限延伸，排列成近似六邊形蜂窩狀的四面體片，這就是硅片?？捎妹骟w片，這就是硅片?？捎胣(Si4O10)4-表示表示鋁氧八面體及鋁片鋁氧八面體及鋁片 鋁氧八面體的基本結(jié)構(gòu)由鋁氧八面體的基本結(jié)構(gòu)由1個(gè)鋁離子（個(gè)鋁離子（Al3+）和）和6個(gè)氧離子（個(gè)氧離子（O2-）（或氫氧離子）所構(gòu)成，其晶格單元具有八個(gè)面，故稱為鋁氧八面體（或氫氧離子）所構(gòu)成，其晶格單元具有八個(gè)面，故稱為鋁氧八面體 在水平方向上，相鄰的八面體通過(guò)共用兩個(gè)氧離子的方式，在在水平方向上，相鄰的

7、八面體通過(guò)共用兩個(gè)氧離子的方式，在平面兩維方向上無(wú)限延伸，排列成八面體，從而構(gòu)成鋁片，鋁片兩層平面兩維方向上無(wú)限延伸，排列成八面體，從而構(gòu)成鋁片，鋁片兩層氧都有剩余的負(fù)電荷?？捎醚醵加惺Ｓ嗟呢?fù)電荷?？捎?n(Al4O12)12-表示表示硅四面體和鋁八面體的構(gòu)造圖硅四面體和鋁八面體的構(gòu)造圖1：1型層狀硅酸鹽（高嶺石）晶體結(jié)構(gòu)示意圖型層狀硅酸鹽（高嶺石）晶體結(jié)構(gòu)示意圖2：1型層狀硅酸鹽（蒙脫石）晶體結(jié)構(gòu)示意圖型層狀硅酸鹽（蒙脫石）晶體結(jié)構(gòu)示意圖同晶置換同晶置換 礦物形成時(shí)，性質(zhì)相近的元素，在礦物晶格中相礦物形成時(shí)，性質(zhì)相近的元素，在礦物晶格中相互替換而不破壞晶體結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象，稱之為同晶置換?；ヌ鎿Q而

8、不破壞晶體結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象，稱之為同晶置換。 同晶置換現(xiàn)象在同晶置換現(xiàn)象在2：1和和2：1：1型的黏粒礦物中較普遍，而型的黏粒礦物中較普遍，而1：1型的黏粒礦物中則相對(duì)較少型的黏粒礦物中則相對(duì)較少同晶置換的結(jié)果：同晶置換的結(jié)果：影響層間結(jié)合狀態(tài)和礦物特性影響層間結(jié)合狀態(tài)和礦物特性被吸附的陽(yáng)離子通過(guò)靜電引力被束縛在黏粒礦物表面而不被吸附的陽(yáng)離子通過(guò)靜電引力被束縛在黏粒礦物表面而不易隨水流失易隨水流失 從環(huán)境角度看，同晶置換可能導(dǎo)致某些重金屬等污染元素在土壤從環(huán)境角度看，同晶置換可能導(dǎo)致某些重金屬等污染元素在土壤中的不斷累積，以致超過(guò)環(huán)境容量而引發(fā)土壤污染。中的不斷累積，以致超過(guò)環(huán)境容量而引發(fā)土壤污染。

9、黏粒礦物的種類及一般特性黏粒礦物的種類及一般特性高嶺組高嶺組 單位晶胞分子式可用單位晶胞分子式可用Al4Si4O10(OH)8表示，是水鋁片和表示，是水鋁片和硅氧片相間重疊組成的硅氧片相間重疊組成的1:1型礦物。包括型礦物。包括高嶺石高嶺石、珍珠陶土珍珠陶土及及埃洛石埃洛石等等蒙蛭組蒙蛭組 2:1型膨脹性礦物，由兩片硅氧片中間夾一水鋁片組成，型膨脹性礦物，由兩片硅氧片中間夾一水鋁片組成，其單位晶胞分子式可用其單位晶胞分子式可用(Al, Fe, Mg)4(Si, Al)8O20nH2O表示。表示。包括包括蒙脫石蒙脫石、綠脫石綠脫石、拜來(lái)石拜來(lái)石、蛭石蛭石等等水化云母組水化云母組 2:1型非膨脹性

10、礦物，以型非膨脹性礦物，以伊利石伊利石為主要代表，故又稱伊為主要代表，故又稱伊利組礦物，特征近似于蒙脫石利組礦物，特征近似于蒙脫石綠泥石組綠泥石組 以綠泥石為代表，具有以綠泥石為代表，具有2:1:1型晶層結(jié)構(gòu)、同晶置換較普型晶層結(jié)構(gòu)、同晶置換較普遍和顆粒較小等特征遍和顆粒較小等特征氧化物組氧化物組 包括水化程度不等的各種鐵、鋁氧化物及硅的水化氧化包括水化程度不等的各種鐵、鋁氧化物及硅的水化氧化物。分為結(jié)晶型和非晶質(zhì)無(wú)定型物質(zhì)型物。分為結(jié)晶型和非晶質(zhì)無(wú)定型物質(zhì)型 土壤有機(jī)質(zhì)是土壤中各種含碳有機(jī)化合物的總稱。土壤有機(jī)質(zhì)是土壤中各種含碳有機(jī)化合物的總稱。土壤有機(jī)質(zhì)土壤有機(jī)質(zhì)概念概念來(lái)源來(lái)源高等植物（

11、地上部和地下部）高等植物（地上部和地下部）土壤中的動(dòng)物土壤中的動(dòng)物土壤中的微生物土壤中的微生物施用的有機(jī)肥施用的有機(jī)肥形態(tài)形態(tài)新鮮有機(jī)質(zhì)（未分解有機(jī)質(zhì)）新鮮有機(jī)質(zhì)（未分解有機(jī)質(zhì)）半分解有機(jī)質(zhì)半分解有機(jī)質(zhì)腐殖質(zhì)腐殖質(zhì)土壤有機(jī)質(zhì)土壤有機(jī)質(zhì)（碳）（碳）環(huán)境環(huán)境農(nóng)業(yè)生產(chǎn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)糧食安全糧食安全氣候變化氣候變化全球變暖全球變暖有機(jī)質(zhì)的含量及其組成有機(jī)質(zhì)的含量及其組成 有機(jī)質(zhì)的含量在不同土壤中差異很大，高的可達(dá)有機(jī)質(zhì)的含量在不同土壤中差異很大，高的可達(dá)2020或或3030以上以上( (如泥炭土、一些森林土壤等如泥炭土、一些森林土壤等) )，低的不足，低的不足0.50.5( (如一些漠境土如一些漠境土和砂質(zhì)

12、土壤和砂質(zhì)土壤) )。在土壤學(xué)中，一般把耕層含有機(jī)質(zhì)。在土壤學(xué)中，一般把耕層含有機(jī)質(zhì)2020以上的土以上的土壤，稱為有機(jī)質(zhì)土壤，含有機(jī)質(zhì)在壤，稱為有機(jī)質(zhì)土壤，含有機(jī)質(zhì)在2020以下的土壤，稱為礦質(zhì)土以下的土壤，稱為礦質(zhì)土壤壤 土壤有機(jī)質(zhì)的主要元素組成是土壤有機(jī)質(zhì)的主要元素組成是C C、O O、H H、N N，其次是，其次是P P和和S S，C/NC/N大約在大約在1010左右。主要有五類有機(jī)化合物和灰分物質(zhì)左右。主要有五類有機(jī)化合物和灰分物質(zhì)含量含量組成組成糖類化合物糖類化合物纖維素、半纖維素纖維素、半纖維素木質(zhì)素木質(zhì)素含含N N化合物化合物脂肪、樹脂、蠟質(zhì)和單寧脂肪、樹脂、蠟質(zhì)和單寧灰分物質(zhì)

13、：灰分物質(zhì)：CaCa、MgMg、K K、NaNa、Si Si、P P、S S、FeFe、AlAl、MnMn 土壤腐殖質(zhì)：土壤腐殖質(zhì)：是除未分解和半分解動(dòng)、植物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。殘?bào)w及微生物體以外的有機(jī)物質(zhì)的總稱。土壤腐殖質(zhì)土壤腐殖質(zhì)非腐殖物質(zhì)非腐殖物質(zhì)No-humic subtances腐殖物質(zhì)腐殖物質(zhì)Humic subtances 為有特定物理化學(xué)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)已知的為有特定物理化學(xué)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)已知的有機(jī)化合物，約占土壤腐殖質(zhì)的有機(jī)化合物，約占土壤腐殖質(zhì)的2030%。 作用：作用：增加土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性增加土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性 是經(jīng)土壤微生物作用后，由多酚和多

14、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)形成的黃色至棕黑色的非晶形高分子有機(jī)化合物，一般占土壤有機(jī)質(zhì)的化合物，一般占土壤有機(jī)質(zhì)的6080% 是土壤有機(jī)質(zhì)的主體，也是土壤有機(jī)是土壤有機(jī)質(zhì)的主體，也是土壤有機(jī)質(zhì)中最難分解的組分質(zhì)中最難分解的組分 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(wú)機(jī)復(fù)合體，因而難溶與土壤

15、礦物質(zhì)部分密切結(jié)合形成有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合體，因而難溶于水。于水。土壤腐殖酸土壤腐殖酸土壤腐殖酸的性質(zhì)土壤腐殖酸的性質(zhì)一、物理性質(zhì)一、物理性質(zhì) 腐殖酸在土壤中的功能與分子的形狀和大小有密切的關(guān)系腐殖酸在土壤中的功能與分子的形狀和大小有密切的關(guān)系 。據(jù)報(bào)。據(jù)報(bào)道，腐殖酸分子量的變動(dòng)范圍為幾至幾百萬(wàn)之間。道，腐殖酸分子量的變動(dòng)范圍為幾至幾百萬(wàn)之間。 在在同一土壤同一土壤中，中，分子量：胡敏素胡敏酸富啡酸分子量：胡敏素胡敏酸富啡酸 特征：短棒形；具有非晶質(zhì)特征；較大的比表面積；親水膠體特征：短棒形；具有非晶質(zhì)特征；較大的比表面積；親水膠體二、化學(xué)性質(zhì)二、化學(xué)性質(zhì) 腐殖酸的主要組成元素是腐殖酸的主要組成元素是

16、C、H、O、N、S，此外還含有少量的，此外還含有少量的Ca、Mg、Fe、Si等灰分元素等灰分元素。 含碳量和含氮量：含碳量和含氮量：胡敏素胡敏酸富啡酸胡敏素胡敏酸富啡酸 腐殖酸分子中含有各種官能團(tuán)腐殖酸分子中含有各種官能團(tuán) 1）含氧的酸性官能團(tuán)：包括芳香族和脂肪族化合物上的羧基（）含氧的酸性官能團(tuán)：包括芳香族和脂肪族化合物上的羧基（R-COOH）和酚羥基（酚）和酚羥基（酚-OH） 2）中性官能團(tuán)：醇羥基（）中性官能團(tuán)：醇羥基（R-OH）、醚基（）、醚基（-O-）、酮基（）、酮基（C=O）、）、醛基（醛基（-CHO）和酯（）和酯（ROOC-） 3）堿性官能團(tuán)：胺（）堿性官能團(tuán)：胺（-NH2）、酰

17、胺（）、酰胺（-CONH2） 腐殖酸總酸度：腐殖酸總酸度：富啡酸胡敏酸胡敏素富啡酸胡敏酸胡敏素土壤有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化土壤有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化 有機(jī)殘?bào)w進(jìn)入土壤后，在以土壤微生物為主導(dǎo)的各種作用綜合影響有機(jī)殘?bào)w進(jìn)入土壤后，在以土壤微生物為主導(dǎo)的各種作用綜合影響下，向著兩個(gè)方向轉(zhuǎn)化：下，向著兩個(gè)方向轉(zhuǎn)化： 一是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一是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CO2、H2O和能量；所含和能量；所含N、S、P等營(yíng)養(yǎng)元素在一系列特定反應(yīng)后，等營(yíng)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，這一過(guò)程稱為有機(jī)質(zhì)的釋放成為植物可利用的礦質(zhì)養(yǎng)料，這一過(guò)程稱

18、為有機(jī)質(zhì)的礦化過(guò)程礦化過(guò)程。R(C, 4H)+2O2 CO2+2H2O+能量能量 另一個(gè)轉(zhuǎn)化方向則是各種有機(jī)化合物通過(guò)微生物的合成或在原植物另一個(gè)轉(zhuǎn)化方向則是各種有機(jī)化合物通過(guò)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(lái)有機(jī)化合物更為復(fù)雜的新的有組織中的聚合轉(zhuǎn)變?yōu)榻M成和結(jié)構(gòu)比原來(lái)有機(jī)化合物更為復(fù)雜的新的有機(jī)化合物，這一過(guò)程稱為機(jī)化合物，這一過(guò)程稱為腐殖化過(guò)程腐殖化過(guò)程。 有機(jī)殘?bào)w的礦化和腐殖化是同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)過(guò)程，礦化過(guò)程是進(jìn)行有機(jī)殘?bào)w的礦化和腐殖化是同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)過(guò)程，礦化過(guò)程是進(jìn)行腐殖化過(guò)程的前提，而腐殖化過(guò)程是有機(jī)殘?bào)w礦化過(guò)程的部分結(jié)果。腐殖化過(guò)程的前提，而腐殖化過(guò)程是有機(jī)殘

19、體礦化過(guò)程的部分結(jié)果。礦化和腐殖化在土壤形成中是礦化和腐殖化在土壤形成中是對(duì)立統(tǒng)一對(duì)立統(tǒng)一的兩個(gè)過(guò)程。的兩個(gè)過(guò)程。微生物微生物礦化作用腐殖化作用腐殖化作用好氧分解好氧分解嫌氣、厭氧分解嫌氣、厭氧分解CO2、H2O 礦質(zhì)養(yǎng)分CH4、H2S有機(jī)酸等多元酚多元酚, ,氨基酸、醌氨基酸、醌 胡敏酸胡敏酸土壤有機(jī)質(zhì)土壤有機(jī)質(zhì)分解作用分解作用縮合有機(jī)質(zhì)分解轉(zhuǎn)化過(guò)程有機(jī)質(zhì)分解轉(zhuǎn)化過(guò)程動(dòng)物微生物微生物 1）有機(jī)質(zhì)的礦化作用：有機(jī)質(zhì)在生物作用下分解為簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)化）有機(jī)質(zhì)的礦化作用：有機(jī)質(zhì)在生物作用下分解為簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)化合物的過(guò)程。合物的過(guò)程。 2）有機(jī)質(zhì)的腐殖化作用：有機(jī)質(zhì)在分解的同時(shí)，形成腐殖質(zhì)的過(guò)）有機(jī)質(zhì)的腐

20、殖化作用：有機(jī)質(zhì)在分解的同時(shí)，形成腐殖質(zhì)的過(guò)程。程。 3）通常把每克干重的有機(jī)質(zhì)經(jīng)過(guò)一年分解后轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)（干重）通常把每克干重的有機(jī)質(zhì)經(jīng)過(guò)一年分解后轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)（干重）的克數(shù)，稱為腐殖化系數(shù)。的克數(shù)，稱為腐殖化系數(shù)。 腐殖質(zhì)形成的機(jī)理腐殖質(zhì)形成的機(jī)理幾個(gè)概念幾個(gè)概念 1）30年代：木質(zhì)素和微生物原生質(zhì)中的蛋白質(zhì)相互作用形成木質(zhì)素年代：木質(zhì)素和微生物原生質(zhì)中的蛋白質(zhì)相互作用形成木質(zhì)素-蛋蛋白質(zhì)復(fù)合體。白質(zhì)復(fù)合體。 2）60年代：木質(zhì)素不能參與腐殖質(zhì)的形成，而是通過(guò)降解產(chǎn)生酚、年代：木質(zhì)素不能參與腐殖質(zhì)的形成，而是通過(guò)降解產(chǎn)生酚、醌型化合物，再與氨基酸縮合而成。醌型化合物，再與氨基酸縮合而成。

21、3）80年代及以后：年代及以后： 細(xì)胞自溶假說(shuō)：細(xì)胞自溶假說(shuō)：死亡細(xì)胞釋放自溶酶，使細(xì)胞成分（糖、氨基酸、酚死亡細(xì)胞釋放自溶酶，使細(xì)胞成分（糖、氨基酸、酚和其他芳香族化合物）形成自由基而迅速縮合成腐殖質(zhì)。和其他芳香族化合物）形成自由基而迅速縮合成腐殖質(zhì)。 微生物合成學(xué)說(shuō)：微生物合成學(xué)說(shuō)：微生物利用植物物質(zhì)作碳源和能源，在細(xì)胞內(nèi)合成微生物利用植物物質(zhì)作碳源和能源，在細(xì)胞內(nèi)合成各種腐殖質(zhì)的高分子化合物，微生物死亡后再釋放到土壤中，在細(xì)胞外降各種腐殖質(zhì)的高分子化合物，微生物死亡后再釋放到土壤中，在細(xì)胞外降解為腐殖質(zhì)。解為腐殖質(zhì)。 影響土壤有機(jī)質(zhì)影響土壤有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化的因素轉(zhuǎn)化的因素 有機(jī)質(zhì)是土壤中最活躍

22、的物質(zhì)組成。一方面，外來(lái)有有機(jī)質(zhì)是土壤中最活躍的物質(zhì)組成。一方面，外來(lái)有機(jī)物質(zhì)不斷地輸入土壤，并經(jīng)微生物的分解和轉(zhuǎn)化形成新機(jī)物質(zhì)不斷地輸入土壤，并經(jīng)微生物的分解和轉(zhuǎn)化形成新的腐殖質(zhì)；另一方面，土壤原有有機(jī)質(zhì)不斷地被分解和礦的腐殖質(zhì)；另一方面，土壤原有有機(jī)質(zhì)不斷地被分解和礦化，離開土壤。化，離開土壤。 有機(jī)物質(zhì)進(jìn)入土壤后由其一系列轉(zhuǎn)化和礦化過(guò)程所構(gòu)有機(jī)物質(zhì)進(jìn)入土壤后由其一系列轉(zhuǎn)化和礦化過(guò)程所構(gòu)成的物質(zhì)流通稱為成的物質(zhì)流通稱為土壤有機(jī)質(zhì)的周轉(zhuǎn)土壤有機(jī)質(zhì)的周轉(zhuǎn)。 由于微生物是土壤有機(jī)質(zhì)分解和周轉(zhuǎn)的主要驅(qū)動(dòng)力，由于微生物是土壤有機(jī)質(zhì)分解和周轉(zhuǎn)的主要驅(qū)動(dòng)力，因此，凡是能影響微生物活動(dòng)及其生理作用的因素都

23、會(huì)影因此，凡是能影響微生物活動(dòng)及其生理作用的因素都會(huì)影響有機(jī)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。響有機(jī)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。1、溫度、溫度 溫度影響到植物的生長(zhǎng)和有機(jī)質(zhì)的微溫度影響到植物的生長(zhǎng)和有機(jī)質(zhì)的微生物降解。生物降解。一般說(shuō)來(lái)，在一般說(shuō)來(lái)，在0 C以下，土壤以下，土壤有機(jī)質(zhì)的分解速率很小。在有機(jī)質(zhì)的分解速率很小。在0-35溫度范溫度范圍內(nèi)，提高溫度能促進(jìn)有機(jī)物質(zhì)的分解，圍內(nèi)，提高溫度能促進(jìn)有機(jī)物質(zhì)的分解，加速土壤微生物的生物周轉(zhuǎn)。溫度每升加速土壤微生物的生物周轉(zhuǎn)。溫度每升高高10 C，土壤有機(jī)質(zhì)的最大分解速率提高，土壤有機(jī)質(zhì)的最大分解速率提高2-3倍。一般土壤微生物活動(dòng)的最適宜溫度倍。一般土壤微生物活動(dòng)的最適宜溫度范圍約

24、為范圍約為25-35 C，超出這個(gè)范圍，微生，超出這個(gè)范圍，微生物的活動(dòng)就受到明顯的抑制。物的活動(dòng)就受到明顯的抑制。2、土壤水分和通氣、土壤水分和通氣 土壤水分對(duì)有機(jī)質(zhì)分解和轉(zhuǎn)化的影響是土壤水分對(duì)有機(jī)質(zhì)分解和轉(zhuǎn)化的影響是復(fù)雜的。土壤中微生物的活動(dòng)需要適宜的土復(fù)雜的。土壤中微生物的活動(dòng)需要適宜的土壤含水量，但過(guò)多的水分導(dǎo)致進(jìn)入土壤的氧壤含水量，但過(guò)多的水分導(dǎo)致進(jìn)入土壤的氧氣減少，從而改變土壤有機(jī)物質(zhì)的分解過(guò)程氣減少，從而改變土壤有機(jī)物質(zhì)的分解過(guò)程和產(chǎn)物。和產(chǎn)物。當(dāng)土壤處于嫌氣狀態(tài)時(shí)，大多數(shù)分當(dāng)土壤處于嫌氣狀態(tài)時(shí)，大多數(shù)分解有機(jī)質(zhì)的好氧微生物停止活動(dòng)，從而導(dǎo)致解有機(jī)質(zhì)的好氧微生物停止活動(dòng)，從而導(dǎo)致

25、未分解有機(jī)質(zhì)的累積。未分解有機(jī)質(zhì)的累積。 土壤有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化也受土壤干濕交替作土壤有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化也受土壤干濕交替作用的影響。用的影響。3、植物殘?bào)w的特性、植物殘?bào)w的特性新鮮多汁的有機(jī)物質(zhì)比干枯稿桿易于分解新鮮多汁的有機(jī)物質(zhì)比干枯稿桿易于分解有機(jī)物質(zhì)的細(xì)碎程度影響其與外界因素的有機(jī)物質(zhì)的細(xì)碎程度影響其與外界因素的的接觸面，從而影響其礦化速率的接觸面，從而影響其礦化速率密實(shí)有機(jī)物質(zhì)的分解速率比疏松有機(jī)物質(zhì)密實(shí)有機(jī)物質(zhì)的分解速率比疏松有機(jī)物質(zhì)緩慢緩慢有機(jī)物質(zhì)組成的有機(jī)物質(zhì)組成的碳氮比（碳氮比（C/N）對(duì)其分解對(duì)其分解速度影響很大速度影響很大 土壤中加入新鮮有機(jī)物質(zhì)會(huì)促進(jìn)土壤原有有土壤中加入新鮮有機(jī)物質(zhì)會(huì)

26、促進(jìn)土壤原有有機(jī)質(zhì)的降解，這種礦化作用稱之為新鮮有機(jī)物質(zhì)機(jī)質(zhì)的降解，這種礦化作用稱之為新鮮有機(jī)物質(zhì)對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)分解的對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)分解的激發(fā)效應(yīng)激發(fā)效應(yīng)4、土壤特性、土壤特性 氣候和植被在較大范圍內(nèi)影響土壤有機(jī)氣候和植被在較大范圍內(nèi)影響土壤有機(jī)質(zhì)的分解和積累，而土壤質(zhì)地在局部范圍內(nèi)質(zhì)的分解和積累，而土壤質(zhì)地在局部范圍內(nèi)影響土壤有機(jī)質(zhì)的含量。土壤有機(jī)質(zhì)的含量影響土壤有機(jī)質(zhì)的含量。土壤有機(jī)質(zhì)的含量與其黏粒含量存在極顯著的正相關(guān)。與其黏粒含量存在極顯著的正相關(guān)。 土壤土壤pH也通過(guò)影響微生物的活性而影也通過(guò)影響微生物的活性而影響有機(jī)質(zhì)的降解。響有機(jī)質(zhì)的降解。 各種微生物都有其最適宜于活動(dòng)的各種微生物都

27、有其最適宜于活動(dòng)的pH范圍，大多數(shù)細(xì)菌活動(dòng)的范圍，大多數(shù)細(xì)菌活動(dòng)的最適最適pH在中性附近在中性附近(pH 6.5-7.5)，放線菌的最適，放線菌的最適pH略偏向堿性一側(cè)，略偏向堿性一側(cè)，而真菌則最適于酸性條件下而真菌則最適于酸性條件下(pH 3-6)活動(dòng)?；顒?dòng)。pH過(guò)低過(guò)低(8.5)對(duì)一般的微生物都不大適宜。對(duì)一般的微生物都不大適宜。土壤有機(jī)質(zhì)的作用及其生態(tài)與環(huán)境意義土壤有機(jī)質(zhì)的作用及其生態(tài)與環(huán)境意義有機(jī)質(zhì)在土壤肥力有機(jī)質(zhì)在土壤肥力上的作用上的作用1、提供植物需要的養(yǎng)分。、提供植物需要的養(yǎng)分。 土壤有機(jī)質(zhì)是作物所需的氮、土壤有機(jī)質(zhì)是作物所需的氮、磷、硫、微量元素等各種養(yǎng)分的磷、硫、微量元素等各

28、種養(yǎng)分的主要來(lái)源主要來(lái)源2、改善土壤肥力特性。、改善土壤肥力特性。 有機(jī)質(zhì)通過(guò)影響土壤物理、有機(jī)質(zhì)通過(guò)影響土壤物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)而改善土壤肥化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)而改善土壤肥力特性力特性基礎(chǔ)土壤學(xué)基礎(chǔ)土壤學(xué)疏松與緊實(shí)的土壤疏松與緊實(shí)的土壤環(huán)境土壤學(xué)環(huán)境土壤學(xué)1、有機(jī)質(zhì)與重金屬離子的作用、有機(jī)質(zhì)與重金屬離子的作用 土壤腐殖物質(zhì)含有多種官能團(tuán)，這些官能團(tuán)土壤腐殖物質(zhì)含有多種官能團(tuán)，這些官能團(tuán)對(duì)重金屬離子有較強(qiáng)配位和富集能力。土壤有機(jī)對(duì)重金屬離子有較強(qiáng)配位和富集能力。土壤有機(jī)質(zhì)與重金屬離子的配位作用對(duì)土壤和水體中重金質(zhì)與重金屬離子的配位作用對(duì)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。屬離子的

29、固定和遷移有極其重要的影響。 各種官能團(tuán)對(duì)金屬離子的親合力為：各種官能團(tuán)對(duì)金屬離子的親合力為： 重金屬離子的存在形態(tài)也受腐殖物質(zhì)的配位重金屬離子的存在形態(tài)也受腐殖物質(zhì)的配位反應(yīng)和氧化還原作用的影響；反應(yīng)和氧化還原作用的影響； 腐殖質(zhì)對(duì)無(wú)機(jī)礦物也有一定的溶解作用腐殖質(zhì)對(duì)無(wú)機(jī)礦物也有一定的溶解作用2、有機(jī)質(zhì)對(duì)農(nóng)藥等有機(jī)污染物的固定作用、有機(jī)質(zhì)對(duì)農(nóng)藥等有機(jī)污染物的固定作用 土壤有機(jī)質(zhì)對(duì)農(nóng)藥等有機(jī)污染物有強(qiáng)烈的親土壤有機(jī)質(zhì)對(duì)農(nóng)藥等有機(jī)污染物有強(qiáng)烈的親和力，對(duì)有機(jī)污染物在土壤中的生物活性、殘留、和力，對(duì)有機(jī)污染物在土壤中的生物活性、殘留、生物降解、遷移和蒸發(fā)等過(guò)程有重要的影響。生物降解、遷移和蒸發(fā)等過(guò)程

30、有重要的影響。 土壤有機(jī)質(zhì)對(duì)農(nóng)藥的固定與腐殖物質(zhì)官能團(tuán)土壤有機(jī)質(zhì)對(duì)農(nóng)藥的固定與腐殖物質(zhì)官能團(tuán)的數(shù)量、類型和空間排列密切相關(guān)，也與農(nóng)藥本的數(shù)量、類型和空間排列密切相關(guān)，也與農(nóng)藥本身的性質(zhì)相關(guān)。身的性質(zhì)相關(guān)。3、土壤有機(jī)質(zhì)對(duì)全球碳平衡的影響、土壤有機(jī)質(zhì)對(duì)全球碳平衡的影響 土壤有機(jī)質(zhì)是全球碳平衡過(guò)程中非常重要的土壤有機(jī)質(zhì)是全球碳平衡過(guò)程中非常重要的碳庫(kù)。土壤有機(jī)碳的損失對(duì)地球自然環(huán)境具有重碳庫(kù)。土壤有機(jī)碳的損失對(duì)地球自然環(huán)境具有重大影響。大影響。土壤生物土壤生物 土壤生物是土壤具有生命力的主要成分，在土壤形成和土壤生物是土壤具有生命力的主要成分，在土壤形成和發(fā)育過(guò)程中起主導(dǎo)作用。同時(shí)，它也是凈化土壤

31、有機(jī)污染物發(fā)育過(guò)程中起主導(dǎo)作用。同時(shí)，它也是凈化土壤有機(jī)污染物的主力軍。因此，生物群體是評(píng)價(jià)土壤質(zhì)量和健康狀況的重的主力軍。因此，生物群體是評(píng)價(jià)土壤質(zhì)量和健康狀況的重要指標(biāo)之一。要指標(biāo)之一。土壤生物的類型組成土壤生物的類型組成 土壤生物是棲居在土壤（還包括枯枝落葉層和枯草層）土壤生物是棲居在土壤（還包括枯枝落葉層和枯草層）中的生物體的總稱，主要包括土壤動(dòng)物、土壤微生物和高等中的生物體的總稱，主要包括土壤動(dòng)物、土壤微生物和高等植物根系。植物根系。土壤動(dòng)物土壤動(dòng)物土壤脊椎動(dòng)物土壤脊椎動(dòng)物土壤節(jié)肢動(dòng)物土壤節(jié)肢動(dòng)物土壤環(huán)節(jié)動(dòng)物土壤環(huán)節(jié)動(dòng)物土壤線蟲土壤線蟲土壤原生動(dòng)物土壤原生動(dòng)物蚯蚓蚯蚓螨類彈尾蟲線蟲土

32、壤微生物土壤微生物 在土壤在土壤-植物整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，微生物分布廣、數(shù)植物整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，微生物分布廣、數(shù)量大、種類多，是土壤生物中最活躍的部分。量大、種類多，是土壤生物中最活躍的部分。原核微生物原核微生物古細(xì)菌古細(xì)菌細(xì)菌細(xì)菌放線菌放線菌藍(lán)細(xì)菌藍(lán)細(xì)菌黏細(xì)菌黏細(xì)菌真核微生物真核微生物真菌真菌藻類藻類地衣地衣病毒病毒土壤微生物的根際效應(yīng)及其環(huán)境意義土壤微生物的根際效應(yīng)及其環(huán)境意義 根際效應(yīng)：根際效應(yīng)：由于植物由于植物根系的細(xì)胞組織脫落物和根系的細(xì)胞組織脫落物和根系分泌物為根際微生物根系分泌物為根際微生物提供了豐富的營(yíng)養(yǎng)和能量，提供了豐富的營(yíng)養(yǎng)和能量，因此，在植物根際的微生因此，在植物根際的微生物數(shù)

33、量和活性常高于根外物數(shù)量和活性常高于根外土壤，這種現(xiàn)象稱為根際土壤，這種現(xiàn)象稱為根際效應(yīng)。效應(yīng)。 土壤孔隙性質(zhì)土壤孔隙性質(zhì)（簡(jiǎn)稱（簡(jiǎn)稱孔性孔性）是指土壤孔隙總量）是指土壤孔隙總量及大、小孔隙分布。及大、小孔隙分布。 土壤結(jié)構(gòu)性土壤結(jié)構(gòu)性是指土壤固體顆粒的結(jié)合形式及是指土壤固體顆粒的結(jié)合形式及其相應(yīng)的孔隙性和穩(wěn)定度。其相應(yīng)的孔隙性和穩(wěn)定度。 土壤孔性是土壤結(jié)構(gòu)性的反映，結(jié)構(gòu)好則孔土壤孔性是土壤結(jié)構(gòu)性的反映，結(jié)構(gòu)好則孔性好，反之亦然。性好，反之亦然。土壤孔性和結(jié)構(gòu)性土壤孔性和結(jié)構(gòu)性總孔度總孔度 土壤孔隙總量土壤孔隙總量分級(jí)孔度分級(jí)孔度大小孔隙分配，包含其連大小孔隙分配，包含其連通情況和穩(wěn)定程度通情

34、況和穩(wěn)定程度土壤孔性土壤孔性 土壤比重土壤比重：?jiǎn)挝惑w積的固體土粒（不包括粒間孔隙）：?jiǎn)挝惑w積的固體土粒（不包括粒間孔隙）的干重與的干重與4的同體積水重之比，成為土壤比重，無(wú)量綱。的同體積水重之比，成為土壤比重，無(wú)量綱。 土壤學(xué)中，一般把接近土壤礦物比重（土壤學(xué)中，一般把接近土壤礦物比重（2.62.7左右）的數(shù)左右）的數(shù)值值2.65作為土壤表層的平均比重值。作為土壤表層的平均比重值。 土壤容重土壤容重：?jiǎn)挝蝗莘e的土體（包括粒間孔隙）的烘干：?jiǎn)挝蝗莘e的土體（包括粒間孔隙）的烘干重，稱為土壤容重，單位為重，稱為土壤容重，單位為g/cm3。 容重：容重：砂土壤土黏土砂土壤土黏土；有機(jī)質(zhì)有機(jī)質(zhì)含量越高

35、，土壤容重越含量越高，土壤容重越??；質(zhì)地相同的土壤，有??；質(zhì)地相同的土壤，有團(tuán)粒結(jié)構(gòu)團(tuán)粒結(jié)構(gòu)形成則容重減小，無(wú)團(tuán)粒結(jié)形成則容重減小，無(wú)團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的土壤，容重大構(gòu)的土壤，容重大 土壤孔度土壤孔度：土?；驁F(tuán)聚體之間以及團(tuán)聚體內(nèi)部的孔：土?；驁F(tuán)聚體之間以及團(tuán)聚體內(nèi)部的孔隙，稱為土壤孔隙。土壤中孔隙的容積占整個(gè)土體容積隙，稱為土壤孔隙。土壤中孔隙的容積占整個(gè)土體容積的百分?jǐn)?shù)，稱為土壤孔度，也叫總孔度。的百分?jǐn)?shù)，稱為土壤孔度，也叫總孔度。土壤孔度土壤孔度= =（1- 1-容重容重/ /比重）比重） 100%100% 砂土的孔隙粗大，但孔隙數(shù)目少，故孔度??；黏土的孔隙砂土的孔隙粗大，但孔隙數(shù)目少，故孔度小；

36、黏土的孔隙狹細(xì)而數(shù)目很多，故孔度大。狹細(xì)而數(shù)目很多，故孔度大。 土壤分級(jí)孔度土壤分級(jí)孔度：土壤總孔度反映土壤中所有孔隙的：土壤總孔度反映土壤中所有孔隙的總量，但是，對(duì)土壤肥力、植物根系伸展和土壤動(dòng)物活總量，但是，對(duì)土壤肥力、植物根系伸展和土壤動(dòng)物活動(dòng)關(guān)系更大的則是土壤大小孔隙的分配、分布和連通的動(dòng)關(guān)系更大的則是土壤大小孔隙的分配、分布和連通的情況。情況。 按當(dāng)量孔徑大小不同，土壤孔隙可分為三級(jí)：按當(dāng)量孔徑大小不同，土壤孔隙可分為三級(jí)：非活性孔非活性孔毛管孔毛管孔通氣孔通氣孔無(wú)效孔隙無(wú)效孔隙非毛管孔非毛管孔土壤結(jié)構(gòu)性土壤結(jié)構(gòu)性 土壤結(jié)構(gòu)是土粒土壤結(jié)構(gòu)是土粒(單粒和復(fù)粒單粒和復(fù)粒)的排列、組的排列

37、、組合形式，這個(gè)定義包含著兩重含義：結(jié)構(gòu)體和合形式，這個(gè)定義包含著兩重含義：結(jié)構(gòu)體和結(jié)構(gòu)性結(jié)構(gòu)性 土粒（單粒和復(fù)粒）會(huì)在內(nèi)外因素綜合作用下相互團(tuán)土粒（單粒和復(fù)粒）會(huì)在內(nèi)外因素綜合作用下相互團(tuán)聚成一定形狀和大小且性質(zhì)不同的團(tuán)聚體，即聚成一定形狀和大小且性質(zhì)不同的團(tuán)聚體，即土壤結(jié)構(gòu)體土壤結(jié)構(gòu)體 土壤結(jié)構(gòu)性土壤結(jié)構(gòu)性即為土壤結(jié)構(gòu)體的種類、數(shù)量（尤其是團(tuán)即為土壤結(jié)構(gòu)體的種類、數(shù)量（尤其是團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的數(shù)量）及結(jié)構(gòu)體內(nèi)外的孔隙狀況等產(chǎn)生的綜合性粒結(jié)構(gòu)的數(shù)量）及結(jié)構(gòu)體內(nèi)外的孔隙狀況等產(chǎn)生的綜合性質(zhì)質(zhì) 土壤結(jié)構(gòu)體的劃分主要依據(jù)它的形態(tài)、大小和特性等，土壤結(jié)構(gòu)體的劃分主要依據(jù)它的形態(tài)、大小和特性等，常有以下幾類：

38、常有以下幾類：塊狀結(jié)構(gòu)和核狀結(jié)構(gòu)塊狀結(jié)構(gòu)和核狀結(jié)構(gòu)棱柱狀結(jié)構(gòu)和柱狀結(jié)構(gòu)棱柱狀結(jié)構(gòu)和柱狀結(jié)構(gòu)片狀結(jié)構(gòu)（板狀結(jié)構(gòu)）片狀結(jié)構(gòu)（板狀結(jié)構(gòu)）團(tuán)粒結(jié)構(gòu)團(tuán)粒結(jié)構(gòu)土壤結(jié)構(gòu)類型示意圖土壤結(jié)構(gòu)類型示意圖 土壤水分特征曲線土壤水分特征曲線是是土壤水的基質(zhì)勢(shì)或水吸力土壤水的基質(zhì)勢(shì)或水吸力與土壤含水量的關(guān)系曲線，與土壤含水量的關(guān)系曲線，反映了土壤水的能量和數(shù)反映了土壤水的能量和數(shù)量之間的關(guān)系及土壤水分量之間的關(guān)系及土壤水分基本物理特性?；疚锢硖匦浴Ｍ寥浪痔卣魍寥浪痔卣饔绊懸蛩赜绊懸蛩?、土壤質(zhì)地土壤質(zhì)地 不同質(zhì)地的土壤其水分特征曲線各不相同。不同質(zhì)地的土壤其水分特征曲線各不相同。一般而言，黏粒含量愈高，同一吸力條

39、件下土壤的含水量一般而言，黏粒含量愈高，同一吸力條件下土壤的含水量愈大，或同一含水量下其吸力值愈高。愈大，或同一含水量下其吸力值愈高。不同質(zhì)地土壤的不同質(zhì)地土壤的水分特征曲線水分特征曲線2、土壤結(jié)構(gòu)及土溫土壤結(jié)構(gòu)及土溫 土壤結(jié)構(gòu)也會(huì)影響水分特征曲線，在土壤結(jié)構(gòu)也會(huì)影響水分特征曲線，在低吸力范圍內(nèi)更為明顯。在同一吸力值下，干容重愈大的低吸力范圍內(nèi)更為明顯。在同一吸力值下，干容重愈大的土壤，相應(yīng)含水量一般也要大些。土壤，相應(yīng)含水量一般也要大些。3、土壤水分變化過(guò)程土壤水分變化過(guò)程 由土壤脫濕（由濕變干）過(guò)程和土由土壤脫濕（由濕變干）過(guò)程和土壤吸濕（由干變濕）過(guò)程測(cè)得的水分特征曲線不同，這一壤吸濕（

40、由干變濕）過(guò)程測(cè)得的水分特征曲線不同，這一現(xiàn)象稱為現(xiàn)象稱為滯后現(xiàn)象滯后現(xiàn)象。 產(chǎn)生滯后現(xiàn)象的原因可能與土壤顆粒的脹縮性以及土產(chǎn)生滯后現(xiàn)象的原因可能與土壤顆粒的脹縮性以及土壤孔隙的分布特點(diǎn)有關(guān)。壤孔隙的分布特點(diǎn)有關(guān)。土壤水分特征土壤水分特征的滯后現(xiàn)象的滯后現(xiàn)象 土壤通氣性土壤通氣性是指氣體透過(guò)土體的性能，它反映土壤是指氣體透過(guò)土體的性能，它反映土壤特性對(duì)土壤空氣更新的綜合影響。特性對(duì)土壤空氣更新的綜合影響。 土壤通氣性的好壞，主要決定于土壤的總孔度特別是空氣土壤通氣性的好壞，主要決定于土壤的總孔度特別是空氣孔度的大小?？锥鹊拇笮　Ｍ寥劳庑缘亩攘恐笜?biāo)土壤通氣性的度量指標(biāo)空氣孔度空氣孔度土壤的氧擴(kuò)

41、散率土壤的氧擴(kuò)散率氧化還原點(diǎn)位氧化還原點(diǎn)位（Eh值值 ）土壤通氣性土壤通氣性的生態(tài)與環(huán)境的生態(tài)與環(huán)境意義意義土壤通氣性土壤通氣性 土壤受外力作用（如耕作）時(shí)，顯示出的一土壤受外力作用（如耕作）時(shí)，顯示出的一系列動(dòng)力學(xué)特性，統(tǒng)稱系列動(dòng)力學(xué)特性，統(tǒng)稱土壤力學(xué)性質(zhì)土壤力學(xué)性質(zhì)（又稱物理（又稱物理機(jī)械性）。主要包括機(jī)械性）。主要包括黏結(jié)性黏結(jié)性、黏著性黏著性和和塑性塑性等。等。 耕性耕性是土壤在耕作時(shí)所表現(xiàn)的綜合性狀，土是土壤在耕作時(shí)所表現(xiàn)的綜合性狀，土壤耕性是土壤力學(xué)性質(zhì)的綜合反映。壤耕性是土壤力學(xué)性質(zhì)的綜合反映。土壤力學(xué)性質(zhì)與耕性土壤力學(xué)性質(zhì)與耕性土壤黏結(jié)性和黏著性土壤黏結(jié)性和黏著性 土壤黏結(jié)性土

42、壤黏結(jié)性是土粒與土粒之間由于分子引力而相互黏是土粒與土粒之間由于分子引力而相互黏結(jié)在一起的性質(zhì)。結(jié)在一起的性質(zhì)。 土壤黏著性土壤黏著性是土壤在一定含水量范圍內(nèi)，土粒黏附在是土壤在一定含水量范圍內(nèi)，土粒黏附在外物（農(nóng)具）上的性質(zhì)，即土粒外物（農(nóng)具）上的性質(zhì)，即土粒-水水-外物相互吸引的性能。外物相互吸引的性能。黏結(jié)性與黏著性的影響因素：黏結(jié)性與黏著性的影響因素： 土壤黏結(jié)性和黏著性均發(fā)生于土粒表面，其影響因素土壤黏結(jié)性和黏著性均發(fā)生于土粒表面，其影響因素相同，主要有相同，主要有土壤活性表面大小土壤活性表面大小和和含水量高低含水量高低兩個(gè)方面。兩個(gè)方面。 1、土壤比表面及其影響因素土壤比表面及其影

43、響因素 土壤質(zhì)地、黏粒礦物種土壤質(zhì)地、黏粒礦物種類和交換性陽(yáng)離子組成，以及土壤團(tuán)聚化程度等，都是影類和交換性陽(yáng)離子組成，以及土壤團(tuán)聚化程度等，都是影響其黏結(jié)性和黏著性大小的因素。響其黏結(jié)性和黏著性大小的因素。 2、土壤含水量土壤含水量 土壤含水量的多少，對(duì)黏結(jié)性和黏著土壤含水量的多少，對(duì)黏結(jié)性和黏著性的強(qiáng)弱的影響很大。在適度的含水量范圍內(nèi)，土壤才有性的強(qiáng)弱的影響很大。在適度的含水量范圍內(nèi)，土壤才有最強(qiáng)的黏結(jié)性。最強(qiáng)的黏結(jié)性。土壤塑性土壤塑性 土壤塑性土壤塑性是指土壤在外力的作用下變形，當(dāng)外力撤銷是指土壤在外力的作用下變形，當(dāng)外力撤銷后仍能保持這種變形的特性，也稱可塑性。土壤塑性是后仍能保持這種

44、變形的特性，也稱可塑性。土壤塑性是片片狀黏粒及其水膜狀黏粒及其水膜造成的。造成的。 有一點(diǎn)值得注意，即土壤有機(jī)質(zhì)能明顯減弱土壤黏結(jié)性，提有一點(diǎn)值得注意，即土壤有機(jī)質(zhì)能明顯減弱土壤黏結(jié)性，提高土壤上、下塑限，但幾乎不改變其塑性值高土壤上、下塑限，但幾乎不改變其塑性值。土壤耕性土壤耕性 土壤耕性土壤耕性是指由耕作所表現(xiàn)出來(lái)的土壤物理性質(zhì)，它是指由耕作所表現(xiàn)出來(lái)的土壤物理性質(zhì)，它包括：包括：1）耕作時(shí)土壤對(duì)農(nóng)具操作的阻力，即）耕作時(shí)土壤對(duì)農(nóng)具操作的阻力，即耕作的難易問(wèn)耕作的難易問(wèn)題題；2）耕作后與植物生長(zhǎng)有關(guān)的土壤物理性狀，即）耕作后與植物生長(zhǎng)有關(guān)的土壤物理性狀，即耕作質(zhì)耕作質(zhì)量問(wèn)題量問(wèn)題。土壤化學(xué)

45、性質(zhì)土壤化學(xué)性質(zhì)土壤膠體特性及吸附性土壤膠體特性及吸附性土壤酸堿性土壤酸堿性土壤氧化性和還原性土壤氧化性和還原性土壤中的配位反應(yīng)土壤中的配位反應(yīng)土壤膠體特性及吸附性土壤膠體特性及吸附性 土壤膠體土壤膠體是指土壤中粒徑小于是指土壤中粒徑小于2 m或小于或小于1 m的顆粒，的顆粒，為土壤顆粒最細(xì)小而最活躍的部分。為土壤顆粒最細(xì)小而最活躍的部分。 按成分和來(lái)源，土壤膠體可分為按成分和來(lái)源，土壤膠體可分為無(wú)機(jī)膠體無(wú)機(jī)膠體、有機(jī)膠體有機(jī)膠體和和有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合膠體有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合膠體。 無(wú)機(jī)膠體無(wú)機(jī)膠體：包括成分簡(jiǎn)單的晶質(zhì)和非晶質(zhì)的硅、鐵、鋁的：包括成分簡(jiǎn)單的晶質(zhì)和非晶質(zhì)的硅、鐵、鋁的含水氧化物，成份復(fù)雜的各種

46、類型的層狀硅酸鹽（主要是鋁硅含水氧化物，成份復(fù)雜的各種類型的層狀硅酸鹽（主要是鋁硅酸鹽）礦物。酸鹽）礦物。 有機(jī)膠體有機(jī)膠體：主要是腐殖質(zhì)，還有少量的木質(zhì)素、蛋白質(zhì)、：主要是腐殖質(zhì)，還有少量的木質(zhì)素、蛋白質(zhì)、纖維素等。纖維素等。 有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合體有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合體：土壤的有機(jī)膠體很少單獨(dú)存在，大多通：土壤的有機(jī)膠體很少單獨(dú)存在，大多通過(guò)多種方式與無(wú)機(jī)膠體相結(jié)合，形成有機(jī)過(guò)多種方式與無(wú)機(jī)膠體相結(jié)合，形成有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合體。無(wú)機(jī)復(fù)合體。 土壤吸附性土壤吸附性：土壤固相和液相界面上離子或分子的濃度：土壤固相和液相界面上離子或分子的濃度大于整體溶液中該離子或分子濃度的現(xiàn)象，稱為大于整體溶液中該離子或分子濃度的

47、現(xiàn)象，稱為正吸附正吸附。在。在一定條件下也會(huì)出現(xiàn)與正吸附相反的現(xiàn)象，即稱為一定條件下也會(huì)出現(xiàn)與正吸附相反的現(xiàn)象，即稱為負(fù)吸附負(fù)吸附。 它取決于土壤固相物質(zhì)的組成、含量、形態(tài)和溶液中離子的種類、它取決于土壤固相物質(zhì)的組成、含量、形態(tài)和溶液中離子的種類、含量、形態(tài)，以及酸堿性、溫度、水分狀況等條件及其變化，影響著土含量、形態(tài)，以及酸堿性、溫度、水分狀況等條件及其變化，影響著土壤中物質(zhì)的形態(tài)、轉(zhuǎn)化、遷移和有效性。壤中物質(zhì)的形態(tài)、轉(zhuǎn)化、遷移和有效性。按產(chǎn)生機(jī)理的不同，可將土壤吸附性分為以下幾種：按產(chǎn)生機(jī)理的不同，可將土壤吸附性分為以下幾種：交換性吸附交換性吸附專性吸附專性吸附負(fù)吸附負(fù)吸附化學(xué)沉淀與土壤

48、吸附化學(xué)沉淀與土壤吸附土壤酸堿性土壤酸堿性 土壤酸堿性與土壤的固相組成和吸收性能有著密切的關(guān)土壤酸堿性與土壤的固相組成和吸收性能有著密切的關(guān)系，是土壤的一個(gè)重要化學(xué)性質(zhì)，其對(duì)植物生長(zhǎng)和土壤生產(chǎn)系，是土壤的一個(gè)重要化學(xué)性質(zhì)，其對(duì)植物生長(zhǎng)和土壤生產(chǎn)力以及土壤污染與凈化都有較大的影響。力以及土壤污染與凈化都有較大的影響。土壤酸度土壤酸度 土壤總酸度是用堿，例如土壤總酸度是用堿，例如Ca(OH)2進(jìn)行滴定而獲得的，它進(jìn)行滴定而獲得的，它包括了各種形態(tài)的酸，其大小順序是：包括了各種形態(tài)的酸，其大小順序是： 土壤潛在酸土壤潛在酸土壤的非交換性酸土壤的非交換性酸土壤的交換性酸土壤的交換性酸土壤的活性酸土壤的

49、活性酸土壤潛在酸土壤潛在酸解離而釋放酸的有機(jī)酸解離而釋放酸的有機(jī)酸水解而釋放酸的有機(jī)水解而釋放酸的有機(jī)-Al3+配合物配合物被陽(yáng)離子交換和水解作為酸釋放的交換性被陽(yáng)離子交換和水解作為酸釋放的交換性H+和和Al3+礦物上的非交換性酸礦物上的非交換性酸土壤堿度土壤堿度 和土壤酸度一樣，土壤堿度也常用土壤溶液和土壤酸度一樣，土壤堿度也常用土壤溶液（水浸液）的（水浸液）的pH表示。表示。 由于土壤的堿度在很大程度上決定于膠體上由于土壤的堿度在很大程度上決定于膠體上吸附的交換性吸附的交換性Na+的相對(duì)數(shù)量，所以通常把交換性的相對(duì)數(shù)量，所以通常把交換性Na+的飽和度稱為的飽和度稱為土壤堿化度土壤堿化度。堿

50、化度（堿化度（%）=交換性鈉交換性鈉（mmol/kg）/陽(yáng)離子交換量陽(yáng)離子交換量（mmol/kg）100交換性鈉的水解交換性鈉的水解 交換性鈉水解呈強(qiáng)堿性反應(yīng)，是堿化土的重要特征。堿交換性鈉水解呈強(qiáng)堿性反應(yīng)，是堿化土的重要特征。堿化土形成必需具備：化土形成必需具備： 有足夠數(shù)量的鈉離子與土壤膠體表面吸附的鈣、鎂離有足夠數(shù)量的鈉離子與土壤膠體表面吸附的鈣、鎂離子交換。子交換。膠粒膠粒Ca2+Mg2+4Na+膠粒膠粒2Na+2Na+Ca2+Mg2+土壤膠體上交換性鈉解吸并產(chǎn)生蘇打鹽類土壤膠體上交換性鈉解吸并產(chǎn)生蘇打鹽類膠粒膠粒x Na+y H2O膠粒膠粒x-y Na+y H+y NaOH交換結(jié)果產(chǎn)

51、生了交換結(jié)果產(chǎn)生了NaOHNaOH，使土壤呈堿性反應(yīng)。，使土壤呈堿性反應(yīng)。影響土壤酸堿度的因素影響土壤酸堿度的因素 土壤在一定的成土因素作用下都具有一定的酸堿度范圍，土壤在一定的成土因素作用下都具有一定的酸堿度范圍，并隨成土因素的變遷而發(fā)生變化。并隨成土因素的變遷而發(fā)生變化。氣候氣候地形地形母質(zhì)母質(zhì)植被植被人類耕作活動(dòng)人類耕作活動(dòng) 此外，某些土壤性質(zhì)也會(huì)影響土壤酸堿度，此外，某些土壤性質(zhì)也會(huì)影響土壤酸堿度，如鹽基飽和度、鹽基離子種類和土壤膠體類型。如鹽基飽和度、鹽基離子種類和土壤膠體類型。土壤酸堿性土壤酸堿性的環(huán)境意義的環(huán)境意義土壤氧化性和還原性土壤氧化性和還原性土壤氧化還原體系土壤氧化還原體

52、系 土壤中的氧化還原體系有土壤中的氧化還原體系有無(wú)機(jī)體系無(wú)機(jī)體系和和有機(jī)有機(jī)體系體系，主要的無(wú)機(jī)體系是氧體系、鐵體系、錳，主要的無(wú)機(jī)體系是氧體系、鐵體系、錳體系、氮體系、硫體系、氫體系等。體系、氮體系、硫體系、氫體系等。 1/4O2 + H+ + e = 1/2H2O Fe(OH)3 + 3H+ + e = Fe2+ + 3H2O 1/2MnO2 + 2H+ +e = 1/2Mn2+ + H2O 1/8CO2 + H+ +e = 1/8CH4 + 1/4H2O環(huán)境意環(huán)境意義？義？土壤中的配位反應(yīng)土壤中的配位反應(yīng) 金屬離子和電子給予體結(jié)合而成的化合物，金屬離子和電子給予體結(jié)合而成的化合物，稱為稱

53、為配位化合物配位化合物。如果配位體與金屬離子形成環(huán)。如果配位體與金屬離子形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)的配位化合物，則稱為狀結(jié)構(gòu)的配位化合物，則稱為螯合物螯合物。無(wú)機(jī)配位體無(wú)機(jī)配位體有機(jī)物有機(jī)物土壤生物學(xué)性質(zhì)土壤生物學(xué)性質(zhì)土壤酶特性土壤酶特性土壤微生物特性土壤微生物特性土壤動(dòng)物特性土壤動(dòng)物特性土壤酶特性土壤酶特性 土壤酶是土壤成分中最活躍的有機(jī)成分之一，土壤酶是土壤成分中最活躍的有機(jī)成分之一，驅(qū)動(dòng)著土壤的代謝過(guò)程，對(duì)土壤圈中養(yǎng)分循環(huán)和污驅(qū)動(dòng)著土壤的代謝過(guò)程，對(duì)土壤圈中養(yǎng)分循環(huán)和污染物質(zhì)的凈化具有重要的作用。染物質(zhì)的凈化具有重要的作用。來(lái)源來(lái)源微生物微生物土壤動(dòng)物土壤動(dòng)物植物根系植物根系土壤酶的存在形態(tài)土壤酶的存

54、在形態(tài) 土壤酶較少游離在土壤溶液中，主要是吸附在土壤酶較少游離在土壤溶液中，主要是吸附在土壤土壤有機(jī)質(zhì)有機(jī)質(zhì)和和礦質(zhì)膠體礦質(zhì)膠體上，并以復(fù)合物狀態(tài)存在。上，并以復(fù)合物狀態(tài)存在。土壤環(huán)境與土壤酶活性土壤環(huán)境與土壤酶活性 土壤酶活性受多種土壤環(huán)境因素的影響：土壤酶活性受多種土壤環(huán)境因素的影響：土壤理化性質(zhì)與土壤酶活性土壤理化性質(zhì)與土壤酶活性根際土壤環(huán)境與土壤酶活性根際土壤環(huán)境與土壤酶活性外源土壤污染物質(zhì)與土壤酶活性外源土壤污染物質(zhì)與土壤酶活性土壤微生物特性土壤微生物特性 土壤微生物是土壤有機(jī)質(zhì)、土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和循環(huán)的動(dòng)力；土壤微生物是土壤有機(jī)質(zhì)、土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和循環(huán)的動(dòng)力；同時(shí)，土壤微生物對(duì)土壤污染具

55、有特別的敏感性。土壤微生同時(shí)，土壤微生物對(duì)土壤污染具有特別的敏感性。土壤微生物特性特別是物特性特別是土壤微生物多樣性土壤微生物多樣性是土壤的重要生物學(xué)性質(zhì)之是土壤的重要生物學(xué)性質(zhì)之一。一。微生物多樣性微生物多樣性種群多樣性種群多樣性營(yíng)養(yǎng)類型多樣性營(yíng)養(yǎng)類型多樣性呼吸類型多樣性呼吸類型多樣性土壤微生物營(yíng)養(yǎng)類型的多樣性土壤微生物營(yíng)養(yǎng)類型的多樣性 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，一般可將其分為四四大大類型：類型：化能有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型化能有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型化能無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)型化能無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)型光能有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型光能有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型光能無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)型光能無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)型又稱又稱化能異養(yǎng)型化能異養(yǎng)型，所需能量

56、和碳源，所需能量和碳源直接來(lái)自土壤有機(jī)物質(zhì)。直接來(lái)自土壤有機(jī)物質(zhì)。又稱又稱化能自養(yǎng)型化能自養(yǎng)型，無(wú)需現(xiàn)成的有機(jī)，無(wú)需現(xiàn)成的有機(jī)物質(zhì)，能直接利用空氣中的二氧化物質(zhì)，能直接利用空氣中的二氧化碳或無(wú)機(jī)鹽類生存的細(xì)菌。碳或無(wú)機(jī)鹽類生存的細(xì)菌。又稱又稱光能異養(yǎng)型光能異養(yǎng)型，其能源來(lái)自光，其能源來(lái)自光，但需要有機(jī)化合物作為供氫體以還但需要有機(jī)化合物作為供氫體以還原二氧化碳，并合成細(xì)胞物質(zhì)。原二氧化碳，并合成細(xì)胞物質(zhì)。又稱又稱光能自養(yǎng)型光能自養(yǎng)型，利用光能進(jìn)行光，利用光能進(jìn)行光合作用，以無(wú)機(jī)物作氫供體以還原合作用，以無(wú)機(jī)物作氫供體以還原二氧化碳合成細(xì)胞物質(zhì)。二氧化碳合成細(xì)胞物質(zhì)。土壤微生物呼吸類型的多樣性土

57、壤微生物呼吸類型的多樣性根據(jù)土壤微生物對(duì)氧氣要求的不同，可分為：根據(jù)土壤微生物對(duì)氧氣要求的不同，可分為：好氧微生物好氧微生物 是指在生活中必須有游離氧氣的微生是指在生活中必須有游離氧氣的微生物。土壤中大多數(shù)細(xì)菌以及霉菌、放線物。土壤中大多數(shù)細(xì)菌以及霉菌、放線菌、藻類和原生動(dòng)物等都屬此類。菌、藻類和原生動(dòng)物等都屬此類。兼性微生物兼性微生物 在有氧條件下進(jìn)行有氧呼吸，在微氧在有氧條件下進(jìn)行有氧呼吸，在微氧環(huán)境中進(jìn)行無(wú)氧呼吸，但兩種環(huán)境中呼環(huán)境中進(jìn)行無(wú)氧呼吸，但兩種環(huán)境中呼吸產(chǎn)物不同。如酵母菌和大腸桿菌。吸產(chǎn)物不同。如酵母菌和大腸桿菌。厭氧微生物厭氧微生物 在生活中不需要游離氧氣而能還原礦在生活中不

58、需要游離氧氣而能還原礦物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)的微生物成為厭氧微生物。物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)的微生物成為厭氧微生物。包括梭菌、產(chǎn)甲烷細(xì)菌和脫硫弧菌等。包括梭菌、產(chǎn)甲烷細(xì)菌和脫硫弧菌等。土壤動(dòng)物特性土壤動(dòng)物特性 土壤動(dòng)物特性包括土壤動(dòng)物組成、個(gè)體數(shù)或生物量、種土壤動(dòng)物特性包括土壤動(dòng)物組成、個(gè)體數(shù)或生物量、種類豐富度、群落的均勻度、多樣性指數(shù)等，是反映環(huán)境變化類豐富度、群落的均勻度、多樣性指數(shù)等，是反映環(huán)境變化的敏感生物學(xué)指標(biāo)。的敏感生物學(xué)指標(biāo)。 土壤動(dòng)物作為生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)中的重要分解者，在生土壤動(dòng)物作為生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)中的重要分解者，在生態(tài)系統(tǒng)中起著重要的作用：態(tài)系統(tǒng)中起著重要的作用：土壤動(dòng)物積極同化各種有用物質(zhì)以

59、建造其自身土壤動(dòng)物積極同化各種有用物質(zhì)以建造其自身土壤動(dòng)物的排泄產(chǎn)物歸還到環(huán)境中不斷改造環(huán)境土壤動(dòng)物的排泄產(chǎn)物歸還到環(huán)境中不斷改造環(huán)境第三節(jié)第三節(jié) 土壤的形成土壤的形成 、 土壤形成因素土壤形成因素 、 土壤形成過(guò)程土壤形成過(guò)程 、 土壤剖面分化與特征土壤剖面分化與特征土壤形成因素土壤形成因素 土壤形成因素又稱成土因素，是影響土壤土壤形成因素又稱成土因素，是影響土壤形成和發(fā)育的基本因素。形成和發(fā)育的基本因素。 俄國(guó)土壤學(xué)家俄國(guó)土壤學(xué)家BB道庫(kù)恰耶夫道庫(kù)恰耶夫提出五大成土因素學(xué)說(shuō)：提出五大成土因素學(xué)說(shuō)： 自然成土因素包括自然成土因素包括母質(zhì)母質(zhì)、生物生物、氣候氣候、地形地形和和時(shí)間時(shí)間。人人類活

60、動(dòng)類活動(dòng)也是土壤形成的重要因素。也是土壤形成的重要因素。母母 質(zhì)質(zhì) 概念：概念：母質(zhì)是指原生基巖經(jīng)過(guò)風(fēng)化、搬運(yùn)、堆積等母質(zhì)是指原生基巖經(jīng)過(guò)風(fēng)化、搬運(yùn)、堆積等過(guò)程于地表形成的一層疏松、最年輕的地質(zhì)礦物質(zhì)層，過(guò)程于地表形成的一層疏松、最年輕的地質(zhì)礦物質(zhì)層，它是形成土壤的物質(zhì)基礎(chǔ)，是土壤的前身。它是形成土壤的物質(zhì)基礎(chǔ)，是土壤的前身。 母質(zhì)在土壤形成中的作用可大體概括為：母質(zhì)在土壤形成中的作用可大體概括為：不同母質(zhì)因其礦物組成、理化性狀的不同，在其他不同母質(zhì)因其礦物組成、理化性狀的不同，在其他成土因素的作用下，直接影響著成土過(guò)程的速度、性成土因素的作用下，直接影響著成土過(guò)程的速度、性質(zhì)和方向質(zhì)和方向母