自5-1土壤的組成與特性

第五章土壤

第五章土壤第一節(jié)土壤的組成與特性◆土壤：是地球陸地表面由風(fēng)化產(chǎn)物經(jīng)生物改造作用形成的具有肥力的薄的疏松物質(zhì)層?！敉寥婪柿Γ褐竿寥揽梢詾橹参锷L提供養(yǎng)分、水分、空氣和熱量的能力。礦物質(zhì)45％土壤固體有機(jī)質(zhì)5％空氣20－30％水分20－30％孔隙理想土壤體積比例一、土壤礦物質(zhì)和有機(jī)質(zhì)1、礦物質(zhì)來源于巖石的風(fēng)化作用，包括巖石碎屑、原生礦物、次生礦物等三個(gè)組分。2、土壤粒組（soilseparates）粒組名稱直徑（mm）礫石＞2.00粗砂2.00～0.20細(xì)砂0.20～0.02粉砂0.02～0.002粘粒＜0.0023、土壤質(zhì)地（顆粒大小組成）①砂質(zhì)土：砂粒含量在70％以上。結(jié)構(gòu)松散，通氣和排水條件良好，但保水保肥能力弱。粘粒砂粒粉砂100010000100土壤質(zhì)地三角分類法②粘質(zhì)土：粘粒占優(yōu)勢，粘粒含量不低于40％，結(jié)構(gòu)較緊密，濕粘干結(jié)，通氣和排水條件不佳，但保水保肥能力強(qiáng)。③壤質(zhì)土：砂粒、粉砂粒和粘粒三者含量相對均勻，特性介于上述兩者之間。農(nóng)業(yè)價(jià)值較高的土壤大都屬于壤質(zhì)土。①②4、土壤結(jié)構(gòu)◆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(tuán)聚體。土壤中的團(tuán)聚體的結(jié)合狀況稱為土壤的結(jié)構(gòu)。可分為四類。團(tuán)粒結(jié)構(gòu)1～5mm塊狀結(jié)構(gòu)10～75mm片狀結(jié)構(gòu)1～10mm柱狀及棱柱狀結(jié)構(gòu)20～100mmA層B層C層5、土壤有機(jī)質(zhì)◆是土壤中來源于動(dòng)、植物體的所有非礦物質(zhì)的總稱。其含量多少，是衡量土壤肥力高低的重要標(biāo)志?？煞指迟|(zhì)和非腐殖質(zhì)兩類，其中腐殖質(zhì)占土壤有機(jī)質(zhì)總量的大部分。腐殖質(zhì)是一種暗色、酸性、富含氮素的有機(jī)膠體物質(zhì)，是土壤中特有的較穩(wěn)定的高分子有機(jī)化合物。二、土壤水分與空氣1、土壤含水量◆田間持水量：指土壤中微空隙和毛細(xì)管的水分，能夠抵抗重力作用而保持在土壤中那部分水量。◆凋萎系數(shù)：指土壤中不能為植物吸收利用的那部分水分，其含量稱為凋萎系數(shù)或凋萎點(diǎn)?！粑鼭裣禂?shù)：指土壤中既不能被植物吸收，也難以自然蒸發(fā)的那部分水分，其含量稱為吸濕系數(shù)。2、土壤水分類型◆吸濕水：指被土壤緊吸的水分，土壤吸力＞31個(gè)大氣壓。屬于無效水，因?yàn)橥寥牢Γ局参镂??！裘芩和寥牢?.1～31個(gè)大氣壓。◆重力水：在大空隙中，土壤吸力＜0.1個(gè)大氣壓。重力水是土壤中的過客，難以保存，真正對植物有用的是處在田間持水量與凋萎點(diǎn)之間的那部分毛管水。3、土壤空氣◆CO2、O2、水汽等等。三、土壤養(yǎng)分與酸度1、土壤養(yǎng)分宏量元素微量元素來自空氣和水來自土壤固體來自土壤固體C、H、ON、Ca、PMg、K、SFe、Cu、MnZn、Mo、CoB、Cl2、土壤酸度◆土壤溶液中的主要陽離子包括兩類:產(chǎn)酸陽離子(H+、Al3+);鹽基陽離子(K+、Na+、Ca2+、Mg2+);◆土壤酸度指土壤溶液中氫離子的濃度，一般用

pH

值表示。土壤酸度主要受母巖和氣候控制。如花崗巖風(fēng)化后，鹽基離子少，呈酸性；而石灰?guī)r風(fēng)化產(chǎn)物鹽基離子較多，土壤多呈堿性。氣候濕潤多雨的地區(qū)，淋溶強(qiáng)度大，鹽基離子易流失，呈酸性；而干旱和少雨地區(qū)淋溶弱，鹽基離子富集于土壤中，大多呈中性或堿性。酸雨對酸雨分布區(qū)的土壤酸度有重大影響。四、土壤顏色◆土壤的顏色主要取決于鐵離子的化合狀態(tài)和有機(jī)質(zhì)的含量?！鵁釒Ш蛠啛釒寥溃杭t色為主（Fe2O3赤鐵礦多）；而在林下或多雨的山地上部，則顏色偏黃（Fe2O3·3H2O褐鐵礦多）；如果有機(jī)質(zhì)含量較高，就呈現(xiàn)出紅褐色。▲溫帶或寒冷地區(qū)土壤：暗黑色（有機(jī)質(zhì)積聚）；▲干旱和半干旱地區(qū)土壤：偏灰白色（碳酸鈣、石膏和可溶性鹽類的積聚）?！潘涣嫉耐寥溃簻\灰色、藍(lán)灰色、藍(lán)綠色（變價(jià)離子呈還原狀態(tài)，如FeO、MnO）。第二節(jié)土壤的形成與發(fā)育一、形成土壤的

兩個(gè)基本作用◆風(fēng)化作用致密的巖石被破壞，營養(yǎng)元素得以釋放，并形成疏松的風(fēng)化層；◆生物作用有機(jī)質(zhì)加入，營養(yǎng)元素積聚。二、土壤剖面O層A層B層C層◆指土壤由上而下，顯示土層序列及組合狀況的垂直切面?！舾鶕?jù)土壤層的性質(zhì)及其在土壤剖面中的位置劃分土層類型。發(fā)育成熟的土壤可分為如下四層：1、O層：有機(jī)質(zhì)層；2、A層：淋溶層；3、B層：淀積層；4、C層：風(fēng)化層或母質(zhì)層?！巴痢钡暮x三、土壤的發(fā)育1、原始階段（C層）；2、幼年階段（A－C層）；3、壯年階段（A－B－C層，成熟土壤）；4、老年階段（土壤發(fā)育趨于穩(wěn)定）。原始階段幼年階段壯年階段ABC腐殖質(zhì)層淋溶層淀積層母質(zhì)層基巖四、土壤發(fā)育的影響因素1、母質(zhì)因素（不同巖石風(fēng)化殼，沖積土）2、生物因素（植被類型，草地與森林）3、氣候因素（影響風(fēng)化，控制植被生長）4、地形因素（影響物質(zhì)與能量的分配）5、時(shí)間因素（控制土壤發(fā)育進(jìn)程）氣候水熱母質(zhì)生物地形時(shí)間土壤性質(zhì)提供物質(zhì)與能量有機(jī)質(zhì)礦物質(zhì)五、土壤的主要成土過程★土壤系統(tǒng)是一個(gè)開放的系統(tǒng)，其物質(zhì)與能量的運(yùn)動(dòng)與轉(zhuǎn)化主要有四個(gè)基本過程：◆輸入：碎屑物、水分、有機(jī)質(zhì)、O2等；◆輸出：表土侵蝕與溶解質(zhì)流失、水分蒸發(fā)與滲透、CO2和N2的釋放等；◆轉(zhuǎn)移：溶解質(zhì)的向下淋溶、有機(jī)質(zhì)和粘粒的向下淋洗、土壤動(dòng)物搬運(yùn)、植物吸收養(yǎng)分等；◆轉(zhuǎn)化：枯枝落葉分解為腐殖質(zhì)、原生礦物風(fēng)化成次生礦物等?！鶕?jù)主因的不同，土壤的形成過程可分為兩大類：生物過程、地球化學(xué)過程。1、腐殖化過程是一種生物成土過程。指進(jìn)入土壤的有機(jī)殘?bào)w轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)并在土壤表層積累的過程。其結(jié)果是土壤表層形成一個(gè)色調(diào)偏暗的腐殖質(zhì)層。在冷濕草原及草甸植被下，腐殖質(zhì)層厚度最大、腐殖質(zhì)含量最高、顏色最暗。2、泥炭化過程也是一種生物成土過程。指有機(jī)質(zhì)主要以植物殘?bào)w形式在土體上部積聚的過程。泥炭化過程主要發(fā)生在積水的沼澤地帶，水生植物殘?bào)w因缺氧而不能徹底分解。3、灰化過程一般發(fā)生在冷濕氣候條件下，以寒帶針葉林地區(qū)最為典型。冷濕的氣候使表層有機(jī)質(zhì)分解緩慢，有機(jī)酸大量積累。有機(jī)酸隨水流向下滲透，把除石英外的其它原生及次生礦物分解掉，從礦物中分離出來的鹽基離子、鐵鋁氧化物與腐殖質(zhì)一起隨強(qiáng)酸溶液向下運(yùn)動(dòng)。結(jié)果在A層（淋溶層）的下部形成一個(gè)主要由石英礦物構(gòu)成的、質(zhì)地松脆、顏色灰白的酸性E層，即灰化層。其下則為紅棕色的B層（淀積層。因腐殖質(zhì)和氧化鐵的淀積而成紅棕色）。4、鐵鋁化過程發(fā)生在高溫多雨氣候條件下，常見于低緯地區(qū)，以熱帶地區(qū)磚紅壤中的鐵鋁化過程最為典型，所以也稱為磚紅壤化過程。高溫多雨的氣候使表層有機(jī)質(zhì)迅速分解，腐殖質(zhì)積累不多，產(chǎn)生的有機(jī)酸很少（這是與灰化過程的最大不同）。同時(shí)，由于風(fēng)化作用強(qiáng)烈，硅酸鹽礦物分解后釋放出的鹽基離子、硅酸根離子隨水淋溶，而氧化鐵和氧化鋁則相對富集。鐵的染色作用使整個(gè)土壤剖面呈現(xiàn)紅色（或黃色）的基調(diào)。5、鈣化過程普遍發(fā)生于干旱與半干旱地區(qū)，以中緯度的草原和荒漠草原地帶最為典型。由于水分不足，土壤的淋溶作用較弱，只有溶解性最強(qiáng)的一價(jià)鹽基離子如Na＋、K＋等被淋溶流失掉，而二價(jià)鹽基離子如Ca2＋、Mg2＋則隨水分下行至B層（淀積層）以碳酸鈣的形式淀積下來，有時(shí)也有石膏的淀積。同時(shí)，由于蒸發(fā)強(qiáng)烈，深層的鹽分也隨毛管水上升到B層淀積。結(jié)果在土體內(nèi)形成一個(gè)含Ca量豐富層次，即鈣積層。鈣積層分布的深淺與氣候的干濕程度有關(guān)。6、粘化過程該過程發(fā)生于溫帶和暖溫帶的濕潤、半濕潤氣候條件下。由于水熱條件穩(wěn)定，化學(xué)風(fēng)化作用較強(qiáng)，風(fēng)化產(chǎn)物主要是次生的粘土礦物，結(jié)果在土體B層內(nèi)形成一個(gè)次生礦物聚集的粘化層?！一?、鐵鋁化、鈣化、粘化四種成土過程都與大范圍的氣候條件相關(guān)，具有地帶性的分布規(guī)律，因此也稱為地帶性成土作用。7、潛育化過程是指在濕潤環(huán)境下，排水不良的土壤中所進(jìn)行的成土過程。由于土體水分飽和缺氧而處于還原狀態(tài)，高價(jià)鐵離子還原為低價(jià)鐵離子，造成土層以灰色為基調(diào)。8、鹽化過程主要發(fā)生在地下水位較高，氣候干燥、蒸發(fā)強(qiáng)烈的地帶?？扇苄喳}類在土壤表層積聚成積鹽層。在自然界中，天然發(fā)生的積鹽過程稱為鹽化作用，由人類活動(dòng)而產(chǎn)生的地面鹽分積聚則稱為次生鹽化作用。第三節(jié)土壤的類型與分布一、土壤的分類與分布規(guī)律1、地帶性土壤（顯域土）——是指那些受氣候和生物因素強(qiáng)烈影響的土壤；2、隱地帶性土壤（隱域土）——是受局部條件如特殊巖石、排水不良或鹽堿化等因素影響發(fā)育形成的土壤；3、非地帶性土壤（泛域土）——是指那些土壤發(fā)育極弱，剖面層次分異不明顯，土壤特性主要受母質(zhì)影響的未成熟土壤?！镏饕寥李愋偷貛酝寥离[地帶性土壤非地帶性土壤冰沼土鹽土沖積土灰化土堿土粗骨土棕壤潛育土冰磧土紅（黃）壤泥炭土砂丘土磚紅壤紅色石灰土火山灰土燥紅土黑色石灰土濕草原土黑鈣土栗鈣土荒漠土★世界地帶性土壤分布圖二、主要土壤類型及其分布（一）地帶性土壤1、熱帶森林土壤——磚紅壤具有典型磚紅壤化特征的土壤稱為磚紅壤。由于氧化鐵和氧化鋁大量聚積，也稱為鐵鋁土。明顯的紅色基調(diào)，酸性，養(yǎng)分較少。主要分布于低緯度的熱帶雨林和熱帶季雨林地區(qū)。2、熱帶草原土壤——燥紅土燥紅土，又稱紅褐土、紅色草原土、稀樹草原土。發(fā)育在熱帶、亞熱帶干濕交替的氣候條件下。有一定的磚紅壤化作用，植被生產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于熱帶森林，肥力低于磚紅壤。大面積分布于非洲、澳洲、南美洲的熱帶草原和熱帶稀樹草原區(qū)。3、亞熱帶森林土壤——紅、黃壤發(fā)育于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)與常綠闊葉林下。屬弱鐵鋁化土壤，酸性，肥力不如棕壤。分布于亞熱帶的大陸東岸，如我國及美國的東南部。4、溫帶森林土壤

——棕壤發(fā)育于溫暖濕潤氣候區(qū)的落葉闊葉林下，粘化作用強(qiáng)烈。落葉層分解較快，形成有機(jī)酸不多，不會引起灰化作用，鐵鋁有少量向下淋淀，弱酸性，由于有機(jī)質(zhì)的染色而成棕色，肥力強(qiáng)，保水保肥力較強(qiáng)。分布于中緯度大陸的東西兩岸，如西歐、我國遼東半島和山東半島。5、溫帶濕草原土壤——濕草原土是溫帶森林土壤與典型草原土壤的過渡類型。特點(diǎn)：降水量＞蒸發(fā)量。形成深厚的有機(jī)質(zhì)豐富的A層，呈中性或微酸性，團(tuán)粒結(jié)構(gòu)發(fā)育，是肥力水平最高的土壤之一。6、溫帶典型草原土壤——黑鈣土因其上部富含有機(jī)質(zhì)黑色土層與下部淺色鈣積層而得名，是典型的鈣化過程所形成的土壤。特點(diǎn)：降水量≈蒸發(fā)量。也具有深厚的有機(jī)質(zhì)表層，呈中性或微堿性，肥力也較高。7、溫帶干草原土壤——栗鈣土因氣候相對干旱，其有機(jī)質(zhì)含量及分布深度均不及黑鈣土。上部土層淡棕色，下部為淺色的鈣積層。特點(diǎn)：降水量＜蒸發(fā)量。屬于堿性土，堿基離子豐富，但水分缺乏。可發(fā)展灌溉耕作。8、荒漠土壤——荒漠土發(fā)育于氣候極端干旱和植被極為稀疏地帶。水分缺乏，化學(xué)風(fēng)化微弱，土壤剖面發(fā)育差，有機(jī)質(zhì)含量很低，呈堿性。分布廣泛，主要分布于亞熱帶大陸西岸與溫帶大陸內(nèi)部。9、寒帶森林土壤

——灰化土是典型的灰化過程所形成的土壤?；一翆訉儆趶?qiáng)酸性土壤，養(yǎng)分缺乏，對農(nóng)業(yè)利用不利。分布較廣泛，在歐亞大陸北部和北美北部，東西向延伸形成連續(xù)的土壤分布帶。10、苔原土壤——冰沼土是在嚴(yán)寒濕潤氣候和苔原植被下發(fā)育形成的土壤。土層淺?。ㄒ话悖?0cm），質(zhì)地較粗，下面是基巖或永凍層，基本無農(nóng)業(yè)利用價(jià)值。主要分布在南北極冰原的外緣地帶。（二）隱地帶性土壤1、水成土壤（潛育化過程主導(dǎo)）①潛育土：常年被水飽和，還原作用占優(yōu)勢，呈藍(lán)灰色，其上部沒有厚層泥炭堆積。水稻土屬于潛育土范圍。②泥炭土：寒冷濕潤氣候。屬強(qiáng)酸性的有機(jī)土。2、鹽成土壤（鹽化過程主導(dǎo)，干旱、半干旱）①鹽土：鹽分不以鈉鹽為主，堿性。②堿土：鹽分以鈉鹽為主，強(qiáng)堿性。3、鈣成土（發(fā)育于石灰?guī)r上）①黑色石灰土：草本植被，有機(jī)質(zhì)較多，沒有B層；②紅色石灰土：多雨地區(qū)，土層較厚，有B層。（三）非地帶性土壤1、沖積土：最重要的農(nóng)業(yè)利用土壤；2、石質(zhì)土：陡峭山地或坡積－洪積分布的山麓；3、粗骨土：缺乏植被保護(hù)的、被侵蝕的山地；4、風(fēng)沙土：熱帶、溫帶的干旱、半干旱地區(qū)；5、火山灰土：零星分布于死火山口附近。三、土壤垂直地帶性分布規(guī)律土壤隨海拔高度增加而變化的規(guī)律，叫做土壤的垂直地帶性分布規(guī)律。隨著海拔增高，山地氣溫不斷下降，氣溫直減率r平均為0.65℃／100