土壤肥料學(xué)復(fù)習(xí)資料

------------------------------------------------------------------------土壤肥料學(xué)復(fù)習(xí)資料土壤肥料學(xué)復(fù)習(xí)資料第一章土壤的物質(zhì)組成四部分組成成分相互混合構(gòu)成極其復(fù)雜的單個土體：礦物質(zhì)（土壤固相）38%有機(jī)質(zhì)（土壤固相）12%土壤空氣（土壤氣相）25-30%土壤水（土壤液相）12-25%第一節(jié)土壤礦物質(zhì)1.主體物質(zhì)——“骨骼”——95%~98%2.土壤母質(zhì)1經(jīng)風(fēng)化成土作用2形成3.對土壤的物理性質(zhì)3和化學(xué)性質(zhì)4以及生物與生物化學(xué)性質(zhì)5均有深刻的影響一、土壤礦物質(zhì)的來源（一）主要的成土巖石一、土壤礦物質(zhì)的來源（一）主要的成土巖石一、土壤礦物質(zhì)的來源（一）主要的成土巖石沉積巖和巖漿巖通過變質(zhì)作用形成變質(zhì)巖。巖漿巖和變質(zhì)巖通過母巖的風(fēng)化、剝蝕和一系列的沉積作用而形成沉積巖。變質(zhì)巖和沉積巖進(jìn)入地下深處后，在高溫高壓條件下發(fā)生熔融形成巖漿，經(jīng)結(jié)晶作用而變成巖漿巖（二）巖石的風(fēng)化風(fēng)化作用：巖石、礦物在外界因素和內(nèi)部因素的共同作用下，逐漸發(fā)生分解和崩解的過程?？煞譃椋篴.物理風(fēng)化：物理崩解、T、結(jié)冰、水流、風(fēng)b.化學(xué)風(fēng)化：化學(xué)變化產(chǎn)生新物質(zhì)的過程，H2O，CO2，O2c.生物風(fēng)化：生物作用+分泌+有機(jī)產(chǎn)物物理+化學(xué)作用1.物理風(fēng)化因溫度變化和孔隙中水的凍融以及鹽類的結(jié)晶而產(chǎn)生的機(jī)械崩解過程。只有物理形狀的改變，由大變小，而不會引起巖石的成分和性質(zhì)的改變。1)熱力作用受熱因晝夜和季節(jié)的不同而變化，因而氣溫與地表溫度均有相應(yīng)的日變化和年變化。2)冰劈作用在寒冷地帶、巖石的孔隙或裂隙中的水在凍結(jié)成冰時(shí)，由于體積的膨脹，產(chǎn)生960㎏/cm2的壓力，使巖石逐漸崩解為巖屑。3)鹽崩作用隨著水分的蒸發(fā)，濃度逐漸達(dá)到飽和，對周圍裂隙壁產(chǎn)生巨大的壓力，使巖石崩裂。物理風(fēng)化是機(jī)械力作用的結(jié)果流水的沖擊、風(fēng)、冰川等自然動力對巖石的磨蝕，樹根生長時(shí)對巖石造成的擠壓作用，均能加速巖石的破碎。物理風(fēng)化的結(jié)果，產(chǎn)生許多巖石碎屑和細(xì)粒，獲得了巖石所沒有的透水性和通氣性。但由于物理風(fēng)化只是巖石在機(jī)械力作用下的破碎，產(chǎn)生的巖屑一般都大于0.1mm，沒有毛管作用，所以對水的保蓄性能很差。增加了與大氣和水的接觸面積，為化學(xué)風(fēng)化創(chuàng)造了有利的條件。2.化學(xué)風(fēng)化化學(xué)風(fēng)化指巖石在水、CO2、氧等作用下所發(fā)生的溶解、水化、水解、碳酸化和氧化等一系列復(fù)雜的化學(xué)變化作用，而水、氧、CO2對巖石作用的結(jié)果常是交叉進(jìn)行的。化學(xué)風(fēng)化-水解作用水解作用是水中呈離解狀態(tài)的H+和OH-離子與風(fēng)化礦物中的離子發(fā)生交換的反應(yīng)，影響水的解離平衡，有兩大因素：一為溫度。二為水中溶解的CO2和各種酸類，K2A水解的結(jié)果使一些金屬離子與OH-離子一道溶解于水被淋失，還有一部分金屬離子可被土壤膠體吸附。水解作用是化學(xué)風(fēng)化中最主要的作用與基本環(huán)節(jié)?；瘜W(xué)風(fēng)化-水化作用水化作用指無水的礦物與水結(jié)合，成為含水礦物的作用。CaSO4(硬石膏)+2H2O→CaSO4·2H2O(石膏)2Fe2O3(赤鐵礦)+nH2O→Fe2O3·nH2O(褐鐵礦)礦物經(jīng)水化后，硬度降低，體積增大，溶解度增加，從而促進(jìn)物理風(fēng)化。化學(xué)風(fēng)化-溶解作用溶解作用水是一種極性溶劑，巖石中的礦物都是無機(jī)鹽，在水中都將產(chǎn)生一定程度的溶解。Ca(PO4)2+2H2O+2CO2→Ca(H2PO4)2+2CaCO3礦物在水中的溶解度，巖石中易溶解礦物的含量愈多，愈易風(fēng)化?；瘜W(xué)風(fēng)化-碳酸化作用碳酸化作用指溶解在水中的CO2成為H2CO3溶液后，其可以促進(jìn)對巖石的水解作用。CaCO3(方解石)+CO2+H2O→Ca(HCO3)2(重碳酸鈣)KAlSi3O8(正長石)+4H2O+2CO2→2K2CO3+8SiO2+Al4[Si4O10][OH]8(高嶺石)這一反應(yīng)在含CO2的水溶液中的速度要比在純水中快得多?；瘜W(xué)風(fēng)化-氧化作用氧化作用：空氣中的氧，在有水的情況下氧化能力很強(qiáng)，如：2Fe2SiO4(橄欖石)+3H2O+O2→2Fe2O3·3H2O(含水氧化鐵)+2SiO2(氧化硅膠狀)4FeS2(黃鐵礦)+14H2O+15O2→2(Fe2O3·3H2O)(含水氧化鐵)+8H2SO43.生物風(fēng)化1)生物的物理風(fēng)化主要表現(xiàn)為機(jī)械破碎作用，如樹根在巖隙中的穿插與長大，穴居幼物的挖掘作用等。2)生物的化學(xué)作用，其表現(xiàn)為多方面。如生命活動與動植物殘?bào)w的分解所產(chǎn)生的大量CO2，在水解和溶解作用中起著重要作用；而使巖石礦物更易發(fā)生風(fēng)化。另外，人類活動如開礦、筑路、耕作等都會對風(fēng)化作用有影響。（三）成土母質(zhì)的類型及分布規(guī)律母質(zhì)主要可分以下類型：1殘積物是指巖石礦物經(jīng)過風(fēng)化后殘留在原地未經(jīng)搬運(yùn)的碎屑。2坡積物是指山坡上部的風(fēng)化碎屑母質(zhì)，經(jīng)重力作用，雨水和融雪水的侵蝕沖刷，搬運(yùn)到山坡的中，下部而成的堆積物。3洪積物是指山洪搬運(yùn)的碎屑物質(zhì)在山前平原地區(qū)沉積而成的山洪沉積體，在干旱與半干旱地帶的山區(qū)，間歇性的暴雨形成流速較大的洪水，將山區(qū)長期累積的風(fēng)化碎屑搬運(yùn)到山谷出口處，因地勢高平緩，水流由集中分散，所帶的物質(zhì)即沉積下來，形成扇形，稱為洪積扇。4沖積物是指風(fēng)化碎屑經(jīng)河流(經(jīng)常性水流)侵蝕，搬運(yùn)和在河流兩岸沉積的沉積物。A、成層性由于不同時(shí)期河流流速不一致，其搬運(yùn)和沉積物質(zhì)顆粒大小也不一致，這就造成了在一個地方上下層在質(zhì)地上發(fā)生變化，而且有明顯的成層性。B、成帶性因流速不同，還有區(qū)域變化。上游粗，下游細(xì)，近河粗，離河遠(yuǎn)則細(xì)。C、成分復(fù)雜礦物種類多，營養(yǎng)成分也較豐富，近代河流沖積物上，往往形成很肥沃的土壤。5湖積物是指湖泊的靜水沉積物，質(zhì)地較細(xì)，主要是粘土，并且夾雜著在湖水中生活的藻類和動物遺體。6海積物是指海相的海機(jī)沉積物，由于海岸上升露出水面而成，在海濱地區(qū)可以見到。7風(fēng)積物是由風(fēng)力將貫地成因的堆積物搬運(yùn)沉積而成。8黃土黃土及黃土狀物質(zhì)是屬第四紀(jì)(近一百年以內(nèi)的地質(zhì)年代)沉積物。9紅土在我國南方，多呈紅色、紅棕色、質(zhì)地黏重，養(yǎng)分少。二、土壤礦物質(zhì)的組成與性質(zhì)礦物質(zhì)顆粒越粗大，含石英及原生原生鋁硅酸鹽類愈多；反之，礦物質(zhì)顆粒愈小，含石英及原生原生鋁硅酸鹽類愈少，而次生礦的含量愈多。（二）土壤礦物質(zhì)的化學(xué)組成O、Si、Al、Fe、Ca、Mg、K、Na、Ti、C等SiO2、Al2O3、Fe2O3占土壤礦質(zhì)總質(zhì)量75%四、土壤質(zhì)地及其利用改良（一）土壤質(zhì)地分類三、土壤的顆粒組成（一）土壤粒級分類四、土壤質(zhì)地及其利用改良（一）土壤質(zhì)地分類三、土壤的顆粒組成（一）土壤粒級分類各級土粒的主要特征１．石礫及砂粒它們是風(fēng)化碎屑，其所含礦物成分和母巖基本一致，粒級大，抗風(fēng)化，養(yǎng)分釋放慢，比表面積小，無可塑性、粘結(jié)性、粘著性和吸附性。無收縮性和膨脹性。SiO2含量在80%以上，有效養(yǎng)分貧乏。２．粉粒顆粒較小，容易進(jìn)一步風(fēng)化，其礦物成分中有原生的也有次生的，有微弱的可塑性、膨脹性和收縮性。濕時(shí)有明顯的粘結(jié)性，干時(shí)減弱。粒間孔隙毛管作用強(qiáng)，毛管水上升速度快。SiO2含量在60%—80%之間，營養(yǎng)元素含量比砂粒豐富。３．粘粒顆粒極細(xì)小，比表面積大，粒間孔隙小，吸水易膨脹，使孔隙堵塞，毛管水上升極慢?？伤苄?、粘著性、粘結(jié)性極強(qiáng)，干時(shí)收縮堅(jiān)硬，濕時(shí)膨脹，保水保肥性強(qiáng)，SiO2含量在40%—60%之間，營養(yǎng)元素豐富。土壤質(zhì)地指各粒級土粒占土壤重量的百分?jǐn)?shù)，也叫土壤的機(jī)械組成。國際制：

根據(jù)砂粒(2-0.02毫米)、粉粒(0.02-0.002毫米)和粘粒(<0.002毫米)三粒級含量的比例，劃定12個質(zhì)地名稱，可從三角圖上查質(zhì)地名稱。

查三角圖的要點(diǎn)為：以粘粒含量為主要標(biāo)準(zhǔn)，

<15%者為砂土質(zhì)地組和壤土質(zhì)地組;

15％－25％者為粘壤組;

>25%者為粘土組。

當(dāng)土壤含粉粒>45%時(shí)，“粉質(zhì)”；

當(dāng)砂粒含量在55%-85%時(shí)，“砂質(zhì)”，

當(dāng)砂粒含量>85%時(shí)，則稱壤砂土或砂土

土壤質(zhì)地與肥力關(guān)系砂土類質(zhì)地特點(diǎn)：松散的土壤固相骨架，砂粒多，粘粒少粒間空隙大肥力特點(diǎn)：通氣性、透水性強(qiáng)，易耕作蓄水弱，抗旱能力弱養(yǎng)分含量少，保肥能力差，有機(jī)質(zhì)分解快，養(yǎng)分供應(yīng)快土溫變化快對植物生長影響：發(fā)小苗不發(fā)老2、粘質(zhì)土壤主要特性：粘質(zhì)土類質(zhì)地特點(diǎn)：孔隙小，多為極細(xì)的毛管孔隙。肥力特點(diǎn)：保水保肥性強(qiáng)，養(yǎng)分含量豐富（肥效緩慢，勁長），土溫較穩(wěn)定，溫差小。透水、透氣性差，耕作困難，宜耕期短對植物生長的影響：發(fā)老不發(fā)小3、壤質(zhì)土壤主要特性含有適量的砂粒、粉粒和粘粒，兼砂質(zhì)土和粘質(zhì)土的優(yōu)點(diǎn)，是理想的農(nóng)業(yè)土壤。特點(diǎn)：含水量適宜，耕性好，通透性好，相當(dāng)?shù)拿芸紫?。（三）土壤質(zhì)地的評價(jià)與其合理利用（自修）（四）不同質(zhì)地土壤的利用和改良（1）土壤質(zhì)地和作物生長的關(guān)系各種作物所需的最適宜的作物生長環(huán)境不同土壤環(huán)境要求：水、肥（供肥、保肥能力）、扎根難易，保溫等砂土：宜種植生長期短根莖類作物，耐旱耐瘠作物，需肥較多；粘土：生長期長的作物（2）土壤質(zhì)地的改良措施增施有機(jī)肥料：有機(jī)質(zhì)的粘結(jié)力比砂粒強(qiáng)，比粘粒弱，家畜糞便，綠肥，秸桿還田客土法：泥入砂，砂摻泥，以改良質(zhì)地，改善耕性引洪漫淤法：農(nóng)田表層土壤，肥，含養(yǎng)料豐富，改良砂質(zhì)土壤翻砂壓淤，翻淤壓砂第二節(jié)土壤有機(jī)質(zhì)土壤有機(jī)質(zhì)的組成土壤有機(jī)質(zhì)是土壤中所有有機(jī)物質(zhì)的總稱（C占52-58%)、H占3.3-4.8%、O占34-39%、N占3.7-4.1%，C/N比在10-12之間。（1）動植物殘?bào)w；（2）微生物體（生物量占土壤有機(jī)質(zhì)的2%—5%）；（3）上述二類物質(zhì)的中間分解物以及微生物生命活動的代謝產(chǎn)物，如多肽、簡單有機(jī)酸、脂蠟物質(zhì)、碳水化合物等；（4）進(jìn)入土壤的有機(jī)殘?bào)w，經(jīng)一系列復(fù)雜的生物化學(xué)變化后生成的穩(wěn)定的高分子化合物——腐殖質(zhì)。（三）土壤有機(jī)質(zhì)的分解與轉(zhuǎn)化-生物化過程1、礦化作用(Mineralization)土壤有機(jī)質(zhì)在土壤微生物及其酶的作用下，分解成二氧化碳和水，并釋放出其中的礦質(zhì)養(yǎng)分的過程。腐殖質(zhì)化過程：進(jìn)入土壤的有機(jī)物質(zhì)在微生物的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)楸仍镔|(zhì)組成更為復(fù)雜、結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定的腐殖質(zhì)的過程。腐殖物質(zhì)：土壤中特有的、分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜的一類有機(jī)大分子。腐殖物質(zhì)(humus)：土壤中特有的、分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜的一類有機(jī)大分子。腐殖質(zhì)的化學(xué)功能基團(tuán)酸性功能基：羧基(R-COOH和酚羥基(酚-OH);中性功能基：醇羥基(R-CH2-OH)、醚基(R-CH2-O-CH2-R)、酮基(R-C=O-R)、醛基(R-C=O-H)和酯(R-C=O-R-O)；堿性功能基：胺(R-CH2-NH2)、酰胺(R-C=O-NH-R);3.影響土壤有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化的因素溫度微生物活動響應(yīng)于溫度變化無分解：≤0℃；分解隨溫度而加強(qiáng)：0-35℃；升溫10℃分解速率提高2~3倍。最適分解溫度：20~35℃水分微生物適宜的含水量<-0.03Mpa,厭氣分解；-0.03~-0.1Mpa,適宜分解；>0.3MPa,分解迅速降低；>-4MPa,onlyfungi（真菌）但是，頻繁的干濕交替，強(qiáng)烈促進(jìn)分解二、土壤有機(jī)質(zhì)的作用（一）對肥力的影響a.提供作物及微生物需要的養(yǎng)分Ｎ、Ｃ源及微量元素等，植物生長所需氮：土壤，肥料b.增強(qiáng)土壤的保肥性能帶電性主要是帶負(fù)電，吸附陽離子c.促進(jìn)團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，改善物理性質(zhì)腐殖質(zhì)是種膠體，包被于礦質(zhì)土粒的外表，松軟，絮狀，多孔d.促進(jìn)作物生長極低濃度的腐殖質(zhì)分子，對植物有刺激作用e.消除土壤污染與農(nóng)藥、重金屬絡(luò)合，減少毒害。（二）提高士壤的蓄水保肥和緩沖能力腐殖質(zhì)本身疏松多孔,具有很強(qiáng)的蓄水能力。土壤中的粘粒吸水力一般為50％～60％，而腐殖質(zhì)可高達(dá)400％～600％。（三）改善土壤的物理性質(zhì)新鮮有機(jī)質(zhì)是土壤團(tuán)聚體主要的膠結(jié)劑，在鈣離子的作用下，能夠形成穩(wěn)定性團(tuán)聚體，腐殖質(zhì)顏色深，能吸收大量的太陽輻射熱，同時(shí)有機(jī)質(zhì)分解時(shí)也能釋放熱，所以有機(jī)質(zhì)在一定條件下能提高土壤溫度。（四）促進(jìn)微生物的生命活動土壤有機(jī)質(zhì)能為微生物生活提供能量和養(yǎng)分，同時(shí)又能調(diào)節(jié)土壤水、氣熱及酸堿狀況。（五）促進(jìn)植物的生長發(fā)育胡敏酸具有芳香族的多元酚官能團(tuán)，可以加強(qiáng)植物的呼吸過程，提高細(xì)胞膜的透性，促進(jìn)養(yǎng)分進(jìn)入植物體，還能促進(jìn)新陳代謝，細(xì)胞分裂，加速根系和地上部分的生長。（六）其他方面的作用

腐殖質(zhì)中含維生素、抗生素和激素，可增強(qiáng)植物抗病免疫能力，胡敏酸還有助于消除土壤中農(nóng)藥殘毒及重金屬離子的污染。另外，腐殖質(zhì)還有利于鹽、堿土的改良。

第三節(jié)土壤生物和土壤酶一、土壤生物土壤生物有:多細(xì)胞的后生動物單細(xì)胞的原生動物真核細(xì)胞的真菌（酵母、霉菌）和藻類原核細(xì)胞的細(xì)菌、放線菌和藍(lán)細(xì)菌沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的分子生物（如病毒）2.土壤微生物1)土壤微生物的概念和類型土壤微生物是一種非常微小的生物，要用顯微鏡才能看見。土壤中的微生物很多，一兩土壤就有幾十億到上千億個。(1)、細(xì)菌包括有桿菌，球菌等。它們的主要特點(diǎn)是單細(xì)胞，個體小，繁殖快，分布廣。土壤細(xì)菌大部分都是異養(yǎng)性的，靠分解各種不同的有機(jī)物獲得能量及養(yǎng)分以進(jìn)行生活和繁殖。(2)、真菌真菌大多數(shù)是多細(xì)胞的，菌體呈絲狀分枝，叫菌絲體。它們在土壤中，特別在通氣良好的酸性土壤中，是有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化的主力，且能利用或分解木質(zhì)，單寧等復(fù)雜的有機(jī)物質(zhì)。真菌一般是需氧的，以腐生或寄生方式生活，在表土最活躍。根據(jù)土壤微生物的形態(tài)構(gòu)造和生理活動特點(diǎn)，一般可分為：細(xì)菌、真菌、放線菌(3)、放線菌這是一種放射性的微生物，它介于細(xì)菌和真菌之間，其主要特征是單細(xì)胞的菌絲體。放線菌的菌絲相當(dāng)長，但是很細(xì)。放線菌一般在酸性土壤中較少，多存在于干燥的桔桿和土壤中?？购的芰^細(xì)菌大。(4)、藻類和原生動物土壤藻類主要有藍(lán)藻中的念珠藻，顫藻，綠藻中的衣藻，小球藻以及裸藻，硅藻等。它們的主要特點(diǎn)是具有葉綠素，可進(jìn)行光合作用，能自營生活和積累有機(jī)質(zhì)。它們多棲于多水的表土，往往使表土呈綠色。微生物對空氣的喜愛不同，有的要在空氣流通的環(huán)境下才能生活，稱為好氣性微生物，真菌，放線菌及大部分細(xì)菌是屬于這一類。有的微生物不喜歡或不能在空氣流通條件下生活，稱為嫌氣性微生物。例如，乳酸細(xì)菌是源于這一類。還有一些對空氣要求并不嚴(yán)格，有無、空氣均能生活，稱為兼氣性微生物。例如，反硝化細(xì)菌就屬于此類微生物。2)土壤微生物與土壤肥力的關(guān)系土壤微生物在土壤中的巨大作用，主要表現(xiàn)在時(shí)土壤物質(zhì)的轉(zhuǎn)化上，從而豐富了植物營養(yǎng)，提高了土壤肥力。1、分解土壤中有機(jī)質(zhì)成為植物可吸收的無機(jī)鹽，供給植物營養(yǎng)；如腐生細(xì)菌的作用。2、分解植物不能吸收的礦物質(zhì)(如磷礦粉、骨粉)，使其轉(zhuǎn)化成植物可以吸收的狀態(tài)。如磷細(xì)菌、鉀細(xì)菌等。3、同化大氣游離氮，供給植物氮素營養(yǎng)。如根瘤菌，自生固氮菌等。4、微生物合成腐殖質(zhì)，增加土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，協(xié)調(diào)土壤肥力狀況。5、微生物吸收養(yǎng)料，使養(yǎng)料免于流失，死亡后分解為植物利用。5.土壤生物對土壤和植物的影響1．有利于土壤結(jié)構(gòu)的形成和養(yǎng)分的循環(huán)2．無機(jī)物的轉(zhuǎn)化作用3．生物固氮4、土壤微生物對土壤污染的凈化作用6.土壤管理對土壤生物的影響1）耕作制度對土壤生物的影響（1）常規(guī)耕作：有利于生命周期短，代謝率高，擴(kuò)散迅速的生物發(fā)展；（2）頻繁耕作：不利真菌、蚯蚓、中、大型動物。2）施肥措施：有機(jī)肥有利于土壤微生物和動物繁衍，無機(jī)肥會使土壤微生物數(shù)量下降；3）化學(xué)物質(zhì)：農(nóng)藥、除草劑、殺蟲劑：不利于土壤動物4）其他：改變土壤pH：有利于蚯蚓（酸性土壤）二、土壤酶（一）來源土壤微生物、動物和植物（二）種類與功能1)種類：p332)功能：p33（四）土壤酶的作用1.腐殖質(zhì)的形成2.C、N、P等化學(xué)元素在生物地球化學(xué)循環(huán)3.保持土壤的生物化學(xué)穩(wěn)定和平衡（五）影響土壤酶活性的因素1.土壤的物理性狀--質(zhì)地；結(jié)構(gòu)組成；濕度2.土壤的化學(xué)性狀—土壤的酸堿性3.土壤管理-施肥；耕作4.土壤污染第四節(jié)土壤膠體一、膠體的組成及結(jié)構(gòu)礦物顆粒：鋁硅酸鹽，鐵、鋁、錳、鈦的氧化物有機(jī)態(tài)顆粒：膜狀或游離態(tài)的腐殖質(zhì)（一）土壤膠體的組成三類：1.無機(jī)膠體2.有機(jī)膠體3.有機(jī)無機(jī)復(fù)合膠體二、土壤膠體的性質(zhì)（一）土壤膠體電荷可分為永久電荷和可變電荷兩種。1.永久電荷（內(nèi)電荷）：粘粒礦物晶層內(nèi)的同晶代換所產(chǎn)生的電荷。電荷數(shù)量取決于同晶替的多少。特點(diǎn)：不受pH的影響。2：1型礦物帶負(fù)電的主要原因。2.可變電荷定義:電荷的數(shù)量和質(zhì)量隨介質(zhì)的pH而改變的電荷?？勺冸姾闪泓c(diǎn)(pH0):土壤的可變正、負(fù)電荷數(shù)量相等時(shí)的pH來源：膠核表面分子（或原子團(tuán)）的解離1、黏土礦物晶面上-OH的解離2、含水鐵、鋁氧化物的解離（Al2O3.3H2O)3、腐殖質(zhì)上某些官能團(tuán)的解離（COOH）4、含水氧化硅的解離帶電：凈電荷總之，土壤電荷總體上帶負(fù)電荷，使得它能夠緊密結(jié)合土壤溶液中的等陽離子，使這些陽離子被吸附在表面而不被流失，這是土壤具有保肥性的原因所在（二）土壤膠體的吸收性指土壤能夠吸收和保持土壤溶液中的分子和離子，懸液中的懸浮顆粒、氣體及微生物的能力。土壤吸收性能：1、機(jī)械吸收：機(jī)械阻隔2、物理吸收性3、化學(xué)吸收性4、物理化學(xué)吸收性5、生物吸收性1.機(jī)械吸收性是指土壤對物體的阻留。如施有機(jī)肥時(shí)，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(shí)，其土粒及其他不溶物，也可固機(jī)械吸收性而被保留在土壤中。主要決定于土壤的孔隙狀況。2.物理吸收性這種吸收性能是指土壤對分子態(tài)物質(zhì)的保持能力，它表現(xiàn)在某些養(yǎng)分聚集在膠體表面，其濃度比在溶液中為大，另一些物質(zhì)則膠體表面吸附較少而溶液中濃度較大，前者為正吸附，后者為負(fù)吸附。3.化學(xué)吸收性是指易溶性鹽在土壤中轉(zhuǎn)變?yōu)殡y溶性鹽而沉淀保存在土壤中的過程，這種吸收作用是以純化學(xué)作用為基礎(chǔ)的。4.物理化學(xué)吸收性是指土壤對可溶性物質(zhì)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(fù)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(dá)到動態(tài)平衡。這一作用是以物理吸附為基礎(chǔ)，而又呈現(xiàn)出化學(xué)反應(yīng)相似的特性。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(zhì)的吸收，這種吸收作用的特點(diǎn)是有選擇性和創(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。第五節(jié)土壤溶液定義：含有溶質(zhì)和可溶性氣體的土壤間隙水，被稱為“土壤的血液”意義：土壤與環(huán)境之間物質(zhì)交換，是物質(zhì)遷移與運(yùn)動的基礎(chǔ)，也是提供作物有效養(yǎng)分的重要途徑?？煞从惩寥雷钚聞討B(tài)。（一）組成：水+溶質(zhì)（包含哪些物質(zhì)？）二、土壤溶液的特性主要體現(xiàn)在：濃度、活度、離子強(qiáng)度、導(dǎo)電性、酸堿性、氧化還原性及時(shí)空變異等。(一）土壤溶液的表示方法1.濃度：kg/m3、g/cm3、g/L、mg/L;mol/m3、mol/L、mmol/L2.活度：α=γc?c3.離子強(qiáng)度：I=1/2CZ2iC為物質(zhì)的量濃度；Z為離子價(jià)數(shù)，i為離子種類四、土壤溶液的動態(tài)平衡與調(diào)節(jié)（一）影響土壤溶液動態(tài)平衡的因素1.土壤水熱狀況：土壤微生物活動和植物根系生長都要求適宜的溫度范圍，土壤溫度對土壤溶液動態(tài)平衡的影響主要在于溫度對土壤微生物和根系群體活性的影響，從而間接影響土壤溶液的組成和濃度。2.土壤溶液的化學(xué)特性：溶質(zhì)組成不同所產(chǎn)生的吸附與解吸、溶解與沉淀、氧化與還原、配合與螯合等化學(xué)反應(yīng)各異，均對土壤溶質(zhì)運(yùn)移有不同的影響。

3.介質(zhì)pH和Eh（氧化還原電位）的影響：

土壤中的許多生物化學(xué)反應(yīng)，都是在一定的pH和Eh條件下進(jìn)行的：

pH：改變土壤的電荷性質(zhì)和土壤膠體的物理狀況；

Eh：對溶質(zhì)元素的遷移等產(chǎn)生影響。4.土壤生物有機(jī)體的影響與土壤溶液有關(guān)的有機(jī)體：土壤有機(jī)質(zhì)；土壤生物；酶；植物根系等。土壤有機(jī)質(zhì)的分解與轉(zhuǎn)化過程，影響土壤溶質(zhì)中的數(shù)量、配合比例、存在狀態(tài)、動態(tài)變化，對土壤溶液中的溶質(zhì)運(yùn)移產(chǎn)生重大影響。第二章土壤的形成、分類及分布第一節(jié)土壤的形成一、風(fēng)化作用及母質(zhì)類型地表的巖石在外界因素的作用下，發(fā)生形態(tài)、組成和性質(zhì)變化的過程，稱為風(fēng)化作用。物理風(fēng)化因溫度變化和孔隙中水的凍融以及鹽類的結(jié)晶而產(chǎn)生的機(jī)械崩解過程。只有物理形狀的改變，由大變小，而不會引起巖石的成分和性質(zhì)的改變。1)熱力作用受熱因晝夜和季節(jié)的不同而變化，因而氣溫與地表溫度均有相應(yīng)的日變化和年變化。2)冰劈作用在寒冷地帶、巖石的孔隙或裂隙中的水在凍結(jié)成冰時(shí)，由于體積的膨脹，產(chǎn)生960㎏/cm2的壓力，使巖石逐漸崩解為巖屑。3)鹽崩作用隨著水分的蒸發(fā)，濃度逐漸達(dá)到飽和，對周圍裂隙壁產(chǎn)生巨大的壓力，使巖石崩裂。2.化學(xué)風(fēng)化-水解作用水解作用是水中呈離解狀態(tài)的H+和OH-離子與風(fēng)化礦物中的離子發(fā)生交換的反應(yīng)，影響水的解離平衡，有兩大因素：一為溫度。二為水中溶解的CO2和各種酸類，K2A水解的結(jié)果使一些金屬離子與OH-離子一道溶解于水被淋失，還有一部分金屬離子可被土壤膠體吸附。水解作用是化學(xué)風(fēng)化中最主要的作用與基本環(huán)節(jié)。2.化學(xué)風(fēng)化-水化作用水化作用指無水的礦物與水結(jié)合，成為含水礦物的作用。CaSO4(硬石膏)+2H2O→CaSO4·2H2O(石膏)2Fe2O3(赤鐵礦)+nH2O→Fe2O3·nH2O(褐鐵礦）礦物經(jīng)水化后，硬度降低，體積增大，溶解度增加，從而促進(jìn)物理風(fēng)化。2.化學(xué)風(fēng)化-溶解作用溶解作用水是一種極性溶劑，巖石中的礦物都是無機(jī)鹽，在水中都將產(chǎn)生一定程度的溶解。Ca(PO4)2+2H2O+2CO2→Ca(H2PO4)2+2CaCO3礦物在水中的溶解度，巖石中易溶解礦物的含量愈多，愈易風(fēng)化。2.化學(xué)風(fēng)化-碳酸化作用碳酸化作用指溶解在水中的CO2成為H2CO3溶液后，其可以促進(jìn)對巖石的水解作用。CaCO3(方解石)+CO2+H2O→Ca(HCO3)2(重碳酸鈣)KAlSi3O8(正長石)+4H2O+2CO2→2K2CO3+8SiO2+Al4[Si4O10][OH]8(高嶺石)這一反應(yīng)在含CO2的水溶液中的速度要比在純水中快得多。2.化學(xué)風(fēng)化-氧化作用氧化作用：空氣中的氧，在有水的情況下氧化能力很強(qiáng)，如：2Fe2SiO4(橄欖石)+3H2O+O2→2Fe2O3·3H2O(含水氧化鐵)+2SiO2(氧化硅膠狀)4FeS2(黃鐵礦)+14H2O+15O2→2(Fe2O3·3H2O)(含水氧化鐵)+8H2SO43.生物風(fēng)化1)生物的物理風(fēng)化主要表現(xiàn)為機(jī)械破碎作用，如樹根在巖隙中的穿插與長大，穴居幼物的挖掘作用等。2)生物的化學(xué)作用，其表現(xiàn)為多方面。如生命活動與動植物殘?bào)w的分解所產(chǎn)生的大量CO2，在水解和溶解作用中起著重要作用；而使巖石礦物更易發(fā)生風(fēng)化。另外，人類活動如開礦、筑路、耕作等都會對風(fēng)化作用有影響。二、土壤形成（一）土壤形成因素1.母質(zhì)-形成土壤的物質(zhì)基礎(chǔ)2.氣候-影響土體物理、化學(xué)、生物化學(xué)作用，土壤形成方向、速率3.生物-有機(jī)質(zhì)的積累和腐殖質(zhì)的形成4.地形-多方面綜合5.時(shí)間-土壤的形成和發(fā)展需要時(shí)間（二）土壤形成過程1.物質(zhì)的地質(zhì)大循環(huán)過程堅(jiān)硬塊狀的結(jié)晶巖出露地表后，受太陽輻射能及大氣降水作用進(jìn)行風(fēng)化，形成疏松多孔體的母質(zhì)。在生物未出現(xiàn)之前，地球表面的物質(zhì)循環(huán)，可認(rèn)為一直就是這樣進(jìn)行的。2.物質(zhì)的生物小循環(huán)過程物質(zhì)的生物小循環(huán)是有機(jī)物質(zhì)的合成與分解的對立統(tǒng)一過程。它從地球上出現(xiàn)生物有機(jī)體時(shí)起，就存在于自然界。生物小循環(huán)過程是一個生物學(xué)過程，其特點(diǎn)是時(shí)間短，范圍小，植物營養(yǎng)元素有向上富集的趨勢。是地質(zhì)大循環(huán)和生物小循環(huán)相互作用的結(jié)果。第二節(jié)土壤分類一、土壤分類的原則和級別（一）分類原則1.以土壤發(fā)生演變?yōu)榛A(chǔ)2.辯證地看待和運(yùn)用土壤地帶分布規(guī)律3.重視成土母質(zhì)的內(nèi)動力作用4.耕作土壤在統(tǒng)一的分類系統(tǒng)中，依質(zhì)變和量變的差異程度，作合理安排5.土壤屬性差異是劃分土壤類型的主要依據(jù)（二）分類級別我國第二次土壤普查，1978年公布草案，1987、1992、1998結(jié)合土壤普查進(jìn)行修訂，我們書上是1992年，第一次土壤普查資料匯總階段，專家制定，共分7級。高級分類：土綱、亞綱、土類、亞類低級分類：土屬、土種、變種（一）土綱土綱為最高級土壤分類級別，反映了土壤不同發(fā)育階段中，土壤物質(zhì)移動累積所引起的重大屬性的差異，是土壤重大屬性的差異和土類屬性的共性的歸納和概括。（二）亞綱亞綱是在同一土綱中，根據(jù)土壤形成的水熱條件和巖性及鹽堿的重大差異來劃分。（三）土類土類是高級分類的基本單元。它是在一定的自然或人為條件下獨(dú)特的成土過程及其相適應(yīng)的土壤屬性的一群土壤。每一類土壤均要求：1.具有一定的特征土層或其組合；2.具有一定的生態(tài)條件和地理分布區(qū)域；3.具有一定的成土過程和物質(zhì)遷移的地球化學(xué)規(guī)律；4.具有一定的理化屬性和肥力特征及改良利用方向。（四）亞類亞類是土類范圍內(nèi)的進(jìn)一步細(xì)分，反映主導(dǎo)成土過程以外其他附加的成土過程。（五）土屬土屬為中級分類單元。主要根據(jù)成土母質(zhì)的成因、巖性及區(qū)域水分條件等地方性因素的差異進(jìn)行劃分。（六）土種土種是土壤基層分類的基本單元。它處于一定的景觀部位，是具有相似土體構(gòu)型的一群土壤。同一土種要求：1.景觀特征、地形部位、水熱條件相同；2.母質(zhì)類型相同；3.土體構(gòu)型一致；4.生產(chǎn)性和生產(chǎn)潛力相似，而且具有一定的穩(wěn)定性，在短期內(nèi)不會改變。（七）亞種是土種的輔助分類單元，是根據(jù)土種范圍內(nèi)由于耕層或表層性狀的差異進(jìn)行劃分，如根據(jù)表層耕性、質(zhì)地、有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)和耕層厚度等進(jìn)行劃分。第三章土壤的基本性狀第一節(jié)土壤的孔性一、土壤的相對密度和容重1．土壤相對質(zhì)量密度（比重）是指單位容積的固體土粒（不包括粒間孔隙）的干重與同體積水的質(zhì)量之比。多數(shù)土壤礦物比重在2.6-2.7左右，（將2.65作為土壤礦物的平均值），而一般土壤有機(jī)質(zhì)的比重為1.25-1.40。由于表層土壤有機(jī)質(zhì)含量較多，其比重通常都低于心土及底土層。2.土壤容重是指單位容積土壤體（包括粒間空隙）的烘干重，單位為g/cm3。土壤容重大體為1.00-1.70g/cm3之間，是土壤肥力的重要標(biāo)志之一。

3.土壤容重的應(yīng)用

（1）計(jì)算土壤總孔度

（2）配合水分常數(shù)計(jì)算各級孔度

（4）計(jì)算土壤固、液、氣三相容積比率，用以反映土壤自身調(diào)節(jié)肥力因素的功能（5）將土壤某些以質(zhì)量為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)換算為以容積為基礎(chǔ)。（6）計(jì)算一定面積與深度的土壤質(zhì)量（7）計(jì)算一定土層內(nèi)各種土壤成分的儲量二、土壤空隙度與空隙比（各公式及計(jì)算）土壤孔隙：土壤中土?；驁F(tuán)聚體之間及團(tuán)聚體內(nèi)部形成空隙。土壤總孔隙度：指單位容積土壤中孔隙容積占整個土體容積的百分?jǐn)?shù)。土壤總孔隙度=孔隙容積╳100%/土壤容積=（1-容重/相對密度）╳100%土壤容重：單位容積土體（包括孔隙在內(nèi)的原狀土）的干重，g/cm3。特點(diǎn)：土壤的緊實(shí)程度，適宜范圍1.14~1.26g/cm3土壤孔隙度=孔隙容積/土壤容積╳100%=（土壤容積-土粒容積）/土壤容積╳100%=（1-土粒容積/土壤容積）╳100%=（1-（土壤重量/相對密度）/（土壤重量/容重））╳100%=（1-容重/相對密度）╳100%舉例：1、某土壤耕層容重為1.33g/cm3，土壤相對密度為2.65，求該土壤的總孔隙度？將上述參數(shù)代入公式即得：土壤總孔隙度=（1-1.33/2.65）╳100%=50%土壤孔隙比：孔隙容積與土粒容積的比值。

孔隙比=孔隙度/（1-孔隙度）=孔隙容積/土粒容積三、土壤孔隙類型①非活性孔隙：當(dāng)量孔徑<0.002mm，土壤水吸力>1.5╳105Pa。特點(diǎn)：最細(xì)的孔隙，束縛水，非活性，無效孔，移動慢，難被植物吸收，粘質(zhì)土中非活性孔隙多，耕性差，粘著力強(qiáng)。②毛管孔隙：d在0.02~0.002mm，土壤水吸力為1.5╳104~1.5╳105Pa。具有毛管作用，孔隙中水的毛管傳導(dǎo)率大，易于被植物利用。③通氣孔隙：孔隙粗大，d>0.02mm孔隙中的水分在重力作用下排出，或?yàn)橥獾耐ǖ溃Q通氣孔隙（空氣孔隙）。旱地土壤通氣孔隙在8~10%以上，植物正常生長。第二節(jié)土壤的結(jié)構(gòu)性二、土壤結(jié)構(gòu)類型（1）塊狀結(jié)構(gòu)：立方體型，縱軸與橫軸大體相等，內(nèi)部緊實(shí)，多出現(xiàn)于有機(jī)質(zhì)含量低，耕性不良的粘質(zhì)土壤中。（2）柱狀和棱柱狀結(jié)構(gòu)體：在土體中直立，棱角不顯的叫做柱狀結(jié)構(gòu)，棱角明顯的叫棱柱狀結(jié)構(gòu)體。（3）核狀結(jié)構(gòu)：長、寬、高大致相近，邊面棱角明顯，較塊狀結(jié)構(gòu)小。（4）片狀結(jié)構(gòu)：橫軸大于縱軸，呈扁平狀，出現(xiàn)于老耕地的犁底層。（5）團(tuán)粒結(jié)構(gòu)：團(tuán)粒結(jié)構(gòu)是指近似球形的較疏松的多孔的小團(tuán)聚體，直徑約為0.25~10mm。微團(tuán)聚結(jié)構(gòu)指0.25mm以下的團(tuán)聚體。三、土壤結(jié)構(gòu)性評價(jià)和管理1、增施有機(jī)肥：---有機(jī)質(zhì)是形成團(tuán)粒的良好的膠結(jié)劑，可以明顯改善土壤結(jié)構(gòu)性。---有機(jī)質(zhì)用量大時(shí)效果較好，秸桿直接回田比漚制的效果好。2、實(shí)行合理輪作：---作物根系的活動及耕作活動對土壤結(jié)構(gòu)有重要影響。不管什么作物，只要根系發(fā)達(dá)，都能促進(jìn)團(tuán)粒的形成。---不同的輪做制對土壤結(jié)構(gòu)有不同影響。冬季種植一季豆科綠肥有利于團(tuán)粒的形成，其中以紫云英為最好。3、合理耕作：---選擇合適的含水量時(shí)期進(jìn)行耕作，避免爛耕爛耙。---水田實(shí)行水旱輪作，有利于土壤結(jié)構(gòu)的改善。---酸性土壤施用石灰，有利于結(jié)構(gòu)的改善。4、土壤結(jié)構(gòu)改良劑的應(yīng)用：---土壤結(jié)構(gòu)改良劑指能改善并穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的制劑?？煞譃樘烊唤Y(jié)構(gòu)改良劑、人工合成高分子聚合物和無機(jī)制劑等三類。（1）人工合成高分子聚合物：上世紀(jì)五十年代在美國問世。主要種類有四類。特點(diǎn)是用量少，形成的結(jié)構(gòu)體穩(wěn)定。（2）天然有機(jī)制劑：由自然有機(jī)物料加工而成。與合成制劑比較，用量較大，穩(wěn)定性較差，穩(wěn)定時(shí)間較短。（3）無機(jī)制劑：如硅酸鈉、澎潤土、沸石、氧化鐵（鋁）硅酸鹽等。利用他們某一方面的特性來改良土壤結(jié)構(gòu)。如澎潤土的膨脹性強(qiáng)，可以減少水份滲漏。氧化鐵（鋁）制劑的孔隙多，可以改善土壤的通透性。四、土壤耕性指土壤耕作時(shí)表現(xiàn)出來的土壤物理性質(zhì)。包括：（1）耕作時(shí)土壤對農(nóng)具操作的機(jī)械阻力，即耕作的難易問題；（2）耕作后與植物生長有關(guān)的土壤物理性狀，即耕作質(zhì)量問題；（3）宜耕期長短第四節(jié)土壤的酸堿性一、土壤酸性---游離于土壤溶液中的H+所表現(xiàn)出來的酸度。---H+活度越大，活性酸度越強(qiáng)。---通常用pH值表示活性酸度。土壤酸堿性的分級強(qiáng)酸性pH<5.0酸性pH5.0-6.5中性pH6.5-7.5堿性pH7.5-8.5強(qiáng)堿性pH>8.52、潛性酸（1）概念與成因土壤膠粒上吸附的氫離子和鋁離子進(jìn)入土壤溶液后表現(xiàn)出來的酸度，稱為潛性酸。在一般礦質(zhì)土壤中,由交換性鋁離子產(chǎn)生的酸度,比由交換性氫離子產(chǎn)生的酸度重要。紅壤的交換性酸度，90%以上是由交換性鋁所引起。只有鹽基不飽和的土壤，才有潛性酸。二、土壤堿性土壤堿性是由于土壤中OH-濃度高于H+離子濃度而造成的。土壤中OH-主要來自于強(qiáng)堿弱酸鹽的水解和土壤吸附的鈉離子的解離。土壤中的強(qiáng)堿弱酸鹽主要是碳酸鹽或重碳酸鹽的堿金屬（K+，Na+）或堿土金屬（Ca2+，Mg2+）的鹽類。三、影響土壤酸堿性的因素1、氣候的影響：氣候?qū)ν寥浪釅A性有深刻的影響。---南方多雨，鹽基淋失強(qiáng)烈，土壤鹽基飽和度低，土壤多呈酸性。---西北雨量較少，鹽基淋失較弱，鹽基飽和度較高，土壤多呈堿性。2、母質(zhì)的影響：---石灰?guī)r、基性巖、超基性巖的鹽基含量較高。當(dāng)土壤的淋溶程度較弱時(shí)，土壤pH會比附近其它母質(zhì)上發(fā)育的土壤高。---濱海鹽土含有豐富的易溶鹽類及碳酸鈣，加之地下水礦化度較高。因此，發(fā)育的土壤的pH一般較高，土壤常呈堿性。3、自然植被不同植被凋落物的分解產(chǎn)物對土壤酸堿性產(chǎn)生不同影響。針葉林凋落物分解后形成的有機(jī)酸較多，鹽基較少，故其下的土壤一般呈酸性。濱海紅樹林殘?bào)w分解后形成大量SO42-，使土壤呈強(qiáng)酸性。一些耐鹽、耐堿的植物會選擇性地富集鹽基離子，其殘?bào)w分解后會促進(jìn)土壤堿性的發(fā)展。4、地形不同地形部位的鹽基淋失和富集狀況不同，土壤pH也有差異。地形高處的土壤的鹽基淋失較強(qiáng)烈，pH可能較低；低洼處的土壤多接受鹽基的淀積，所以pH可能較高；內(nèi)陸一些閉流區(qū)域或集水洼地，由于大量富集徑流水帶來的Ca，Mg，K，Na的重碳酸鹽類，pH可能較高。5、人類耕作活動施肥和灌溉會改變土壤酸度：酸性肥料降低土壤pH（KCl）；施用石灰提高土壤pH；污染水的灌溉；大氣污染；淹水耕作；三、土壤緩沖性能概念及其意義一、土壤緩沖性的概念和意義當(dāng)土壤溶液中的H+或OH-離子濃度發(fā)生較大變化時(shí)，土壤通過自身的調(diào)節(jié)能力使土壤酸堿性不致于發(fā)生太大變化的能力，稱為土壤緩沖性。土壤緩沖性為植物和微生物創(chuàng)造一個比較緩和的生長環(huán)境，意義十分重大。產(chǎn)生機(jī)制二、產(chǎn)生緩沖性能的機(jī)制1、土壤溶液中弱酸及其鹽類的存在土壤溶液中的硅酸、碳酸、磷酸、腐植酸以及其它有機(jī)酸及其鹽類，可以構(gòu)成良好的緩沖體系：Na2CO3+2HClH2CO3+2NaCl(酸緩沖)H2CO3+Ca(OH)2CaCO3+2H2O(堿緩沖)2、土壤膠體的陽離子交換作用吸附的交換性陽離子對酸起緩沖作用；(S)-M+HCl(S)-H+MCl(M=鹽基離子)吸附的H+，Al3+對堿性物質(zhì)起緩沖作用(S)-H+NaOH(S)-Na+H2O3、酸性土壤鋁離子聚合對堿的緩沖作用在pH<5的土壤中，Al3+被6個水分子所環(huán)繞，形成水合鋁離子。當(dāng)土壤中OH-增多時(shí)，水合鋁離子聚合成更大的離子團(tuán)，釋放出H+：2Al(H2O)63++2OH-[Al2(OH)2(H2O)8]4++4H2O四、土壤酸堿性對土壤肥力

及植物生長的影響（一）土壤酸堿性與土壤肥力的關(guān)系1.表現(xiàn)在土壤養(yǎng)分的有效性方面；2.對膠體帶電性的影響，pH升高，可變負(fù)電荷增多，陽離子交換量大，保肥能力增強(qiáng)pH低，則反之。3.對土壤物理性質(zhì)的影響。土壤反應(yīng)影響土壤膠體上吸附的陽離子種類，進(jìn)而影響土壤的物理性質(zhì)。如：紅壤膠體上氫、鋁離子多，鈣離子少，所以結(jié)構(gòu)不良；東北黑土中鈣離子多，加之有機(jī)質(zhì)含量高，形成了豐富的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，物理性狀好。（二）土壤酸堿性與植物生長的關(guān)系不同作物對土壤酸堿性都有一定的要求，這是植物長期的自然選擇的結(jié)果。常見植物對土壤pH的要求見下表：四、土壤酸堿性對土壤肥力

及植物生長的影響（一）土壤酸堿性與土壤肥力的關(guān)系1.表現(xiàn)在土壤養(yǎng)分的有效性方面；2.對膠體帶電性的影響，pH升高，可變負(fù)電荷增多，陽離子交換量大，保肥能力增強(qiáng)pH低，則反之。3.對土壤物理性質(zhì)的影響。土壤反應(yīng)影響土壤膠體上吸附的陽離子種類，進(jìn)而影響土壤的物理性質(zhì)。如：紅壤膠體上氫、鋁離子多，鈣離子少，所以結(jié)構(gòu)不良；東北黑土中鈣離子多，加之有機(jī)質(zhì)含量高，形成了豐富的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，物理性狀好。施用石灰的益處1、降低酸度，提高鹽基飽和度；2、促進(jìn)團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成；3、提高磷酸鹽、鉬酸鹽等的有效性；4、提高微生物的活性；5、抑制鐵、鋁、錳的毒性；過度施用石灰的負(fù)面影響土壤板結(jié)，結(jié)構(gòu)變劣；部分微量元素有效性降低；磷的有效性也下降。因此，施用石灰要適量。影響石灰施用量的因素有：土壤潛性酸和pH；鹽基飽和度；質(zhì)地；有機(jī)質(zhì)含量；石灰的種類和施用方法；作物的要求等；石灰需要量的估算石灰需要量=土壤體積*容重*CEC*（1-鹽基飽和度）單位：千克/公頃例子：某紅壤的pH為5.0,耕層土壤重為2250000kg/hm2,土壤含水量為20%,CEC為10cmol/kg,鹽基飽和度為60%,試計(jì)算達(dá)到pH=7時(shí),中和活性酸和潛性酸的石灰需要量(理論值).中和活性酸:pH=5時(shí),每升土壤溶液所含H+為10-5mol,每公頃土壤水份所含的H+為:2250000*20%*10-5=4.5mol/hm2pH=7時(shí),每升土壤溶液所含H+為10-7mol,每公頃土壤水份所含的H+為:2250000*20%*10-7=0.045mol/hm2需要中和的H+的量為:4.5-0.045=4.455mol所需CaO為:4.455*56/2=124.74g中和潛性酸:每公頃土壤所含的潛性酸量為:2250000*1/100*4=90000molH+需要CaO量:90000*56/2=2520kg/hm2---從上述計(jì)算可知，中和活性酸所需的石灰量極少，而中和潛性酸所需的石灰很多。---計(jì)算出的理論值，實(shí)際用量一般低于理論需要量。第五節(jié)土壤電性與離子交換4、土壤吸收性能指土壤能夠吸收和保持土壤溶液中的分子和離子，懸液中的懸浮顆粒、氣體及微生物的能力。土壤吸收性能：1、機(jī)械吸收：機(jī)械阻隔2、物理吸收性3、化學(xué)吸收性4、物理化學(xué)吸收性5、生物吸收性（1）機(jī)械吸收性：是指土壤對物體的阻留。如施有機(jī)肥時(shí)，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(shí)，其土粒及其他不溶物，也可固機(jī)械吸收性而被保留在土壤中。主要決定于土壤的孔隙狀況。（2）物理吸收性：這種吸收性能是指土壤對分子態(tài)物質(zhì)的保持能力，它表現(xiàn)在某些養(yǎng)分聚集在膠體表面，其濃度比在溶液中為大，另一些物質(zhì)則膠體表面吸附較少而溶液中濃度較大，前者為正吸附，后者為負(fù)吸附。（3）化學(xué)吸收性：是指易溶性鹽在土壤中轉(zhuǎn)變?yōu)殡y溶性鹽而沉淀保存在土壤中的過程，這種吸收作用是以純化學(xué)作用為基礎(chǔ)的。（4）物理化學(xué)吸收性：是指土壤對可溶性物質(zhì)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(fù)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(dá)到動態(tài)平衡。這一作用是以物理吸附為基礎(chǔ)，而又呈現(xiàn)出化學(xué)反應(yīng)相似的特性。（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(zhì)的吸收，這種吸收作用的特點(diǎn)是有選擇性和創(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。土壤物理化學(xué)吸收性能即土壤離子交換作用。土壤離子交換可分為兩類：一類為陽離子交換作用，另一類為陰離子交換作用。陽離子交換作用：帶負(fù)電膠體所吸附的陽離子與溶液中的陽離子進(jìn)行交換。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。（1）陽離子交換作用概念：土壤膠體吸附陽離子，在一定條件下，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。能夠參與交換過程的陽離子，就成為交換性陽離子。特點(diǎn)：1、是可逆反應(yīng)任何一方的反應(yīng)都不能進(jìn)行到底，反復(fù)浸提（交換性陽離子測定），才能把膠體表面上的鈣離子和鉀離子全部交換出來；2、等量交換，等摩爾交換，20克Ca2+可以和39.1克K+交換；3、快速性影響陽離子交換能力的因素電荷的數(shù)量Fe3+>Al3+>H+>Ca2+>Mg2+>NH4+>K+>Na+離子半徑和離子水化半徑離子半徑大水化半徑小，交換性能強(qiáng)離子濃度4、土壤陽離子交換量（CationExchangeCapacity）CEC定義：在一定pH值條件下，每千克土壤所能吸附的全部交換性陽離子的厘摩爾數(shù)。單位：cmol/kg。陽離子交換量和施肥的密切關(guān)系施肥時(shí)不僅要了解作物的需要，同時(shí)還要考慮土壤交換量的大?。豪缭谏巴辽鲜┯没释寥澜粨Q量？土壤保肥能力？施肥次數(shù)？施肥量？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(jī)、有機(jī)膠體，以及通過施用石灰調(diào)節(jié)土壤pH等來提高土壤的陽離子交換量。土壤交換量的大小，基本上代表了土壤的保持養(yǎng)分?jǐn)?shù)量，也就是平常所說的保肥力高低；交換量大，也就是保存養(yǎng)分的能力大，反之則弱。所以，土壤交換量可以作為評價(jià)土壤保肥力的指標(biāo)。一般地：小于10cmol/kg，保肥力弱；10~20cmol/kg，中等；大于20cmol/kg，強(qiáng)。5、土壤鹽基飽和度1、鹽基飽和度（BSP）：土壤膠體上的交換性鹽基離子總量占交換性陽離子總量的百分比。土壤交換性陽離子可分為二類：致酸離子（H+、Al3+）鹽基離子(K+、Na+、Ca2+、Mg2+等)鹽基離子為植物所需的速效養(yǎng)分。6、影響交換性陽離子有效性的因素：（1）交換性陽離子的飽和度：飽和度大，該離子的有效性大。飽和度:膠體上被吸附的某種陽離子的量占土壤陽離子交換量的百分?jǐn)?shù)。（2）陪補(bǔ)離子的種類：對于某一特定的離子來說，其它與其共存的離子都是陪補(bǔ)離子。（如膠體吸附了H+、Ca+、Mg2+、K+等離子，對H+來說，Ca+、Mg2+、K+是它陪補(bǔ)離子）與膠體結(jié)合強(qiáng)度大的離子，本身有效性低，但對其它離子的有效性有利。反之亦然。（3）無機(jī)膠體的種類：在飽和度相同的前提下，各種離子在無機(jī)膠體上的有效性：高嶺石〉蒙脫石〉水云母；這是因?yàn)椋焊邘X石：陽離子吸附點(diǎn)主要在破裂邊緣外表面；蒙脫石：吸附點(diǎn)主要在晶層間內(nèi)表面；水云母：層間空隙狹窄，易使NH4+、K+等離子產(chǎn)晶穴固定。第六節(jié)、土壤氧化還原性一、土壤氧化還原體系土壤氧化還原狀況實(shí)質(zhì)上是土壤中氧化態(tài)物質(zhì)和還原態(tài)物質(zhì)濃度的相對比值，可以用氧化還原電位來表示：Eh=E0+(59/n)lg[氧化態(tài)]/[還原態(tài)]（毫伏）土壤溶液中氧化態(tài)和還原態(tài)物質(zhì)的相對濃度取決于土壤溶液的氧壓和溶解態(tài)氧的濃度，這直接與土壤的通氣性相聯(lián)系。所以氧化還原電位可以作為土壤通氣性的指標(biāo)。三、土壤氧化還原電位與土壤肥力1、反映土壤氧化還原狀況---Eh越高，土壤溶液中氧壓越高，有利于植物根不的呼吸作用。---旱地土壤在田間持水量情況下，Eh一般不低于200mV；正常水田土壤的Eh往往低于200-300mV2、指示土壤養(yǎng)分的存在形態(tài)及其有效性直接影響：Fe，Mn，N，S，間接影響：P形態(tài)—數(shù)量—供應(yīng)三、影響土壤有效N的因素有機(jī)質(zhì)含量和全氮含量質(zhì)地溫度濕度酸度施肥第四章土壤肥力概念狹義：土壤供給植物養(yǎng)分的能力。廣義：土壤為植物生長提供和協(xié)調(diào)營養(yǎng)條件和環(huán)境條件的能力。營養(yǎng)條件：水分+養(yǎng)分環(huán)境條件：溫度、空氣、濕度、酸堿度、松緊度和潔凈度。第一節(jié)土壤養(yǎng)分嚴(yán)格意義上講：可將土壤養(yǎng)分分為速效、、緩效和無效養(yǎng)分。速效養(yǎng)分：直接被植物吸收利用或通過便捷的形態(tài)轉(zhuǎn)化后就能被植物吸收利用的養(yǎng)分形態(tài)，主要包括水溶態(tài)養(yǎng)分和交換態(tài)養(yǎng)分；緩效養(yǎng)分：不易被植物吸收，但可以緩慢釋放出來轉(zhuǎn)化為速效養(yǎng)分；與速效養(yǎng)分保持平衡關(guān)系。無效養(yǎng)分：不能被植物直接吸收利用，且難向速效養(yǎng)分形態(tài)轉(zhuǎn)化的養(yǎng)分。高等植物所必需的營養(yǎng)元素，除C，H，O主要來自大氣之外，其余元素主要靠土壤供應(yīng)，包括：大量元素：N，P，K，Ca，Mg，S微量元素：Fe，Mn，Cu，Zn，Mo，B所謂土壤養(yǎng)分，就是指這些主要靠土壤提供的植物必需營養(yǎng)元素。土壤養(yǎng)分的存在形態(tài)水溶態(tài)：溶解于土壤溶液中的養(yǎng)分，有效性很高，很容易被作物吸收。交換態(tài)：被吸附于土壤膠體上的養(yǎng)分離子，有效性高。緩效態(tài)：存在于某些礦物中，如固定于礦物中的K，有效性較低。難溶態(tài)：存在于土壤礦物中的養(yǎng)分，難溶解，難被利用，基本無效。有機(jī)態(tài)：主要存在于有機(jī)質(zhì)和微生物中的養(yǎng)分，經(jīng)過轉(zhuǎn)化以后，才能被吸收。一、土壤氮素（一）、土壤氮素的形態(tài)和含量（i）形態(tài)1、有機(jī)態(tài)2、無機(jī)態(tài)有機(jī)態(tài)氮是土壤氮素的主要形態(tài)，約占土壤全氮量的95%以上；按溶解度和水解的難易程度有可以分為三種：（1）水溶性有機(jī)態(tài)N：〈5%，易水解稱為速效N；（2）水解性有機(jī)N：50-70%，可以被酸、堿、酶水解成為可溶性或無機(jī)態(tài)N。（3）非水解性有機(jī)N：〉30%，不溶于水，也不能被酸、堿、酶水解。無機(jī)態(tài)N一般只占土壤全N的1-2%，最多不超過5-8%。主要是NH4+，NO3-，可以直接被作物吸收利用（ii）含量土壤全N量與土壤有機(jī)質(zhì)有顯著的相關(guān)性，全N一般占有機(jī)質(zhì)含量的5%左右。除少數(shù)土壤外，我國大部分土壤全N含量大都在0.2%以下。二、土壤氮素的轉(zhuǎn)化三種主要轉(zhuǎn)化過程：--有機(jī)N的礦化作用；--脫N作用；--氮素的固定作用。1.土壤有機(jī)N的礦化作用包括氨基化、氨化和硝化等三個步驟。以蛋白質(zhì)為例：（1）氨基化作用：蛋白質(zhì)水解成為肽，最后變?yōu)榘被岬倪^程。（2）氨化作用：氨基酸進(jìn)一步分解成為NH3的過程。（3）硝化作用：氨在亞硝酸細(xì)菌和硝酸細(xì)菌的作用下，氧化成為硝酸的過程。2.土壤的脫N作用指土壤氮素從土壤中損失的過程，包括反硝化作用、硝酸鹽的淋失、氨的揮發(fā)等過程。3.反硝化作用指土壤中的硝酸鹽，在反硝化細(xì)菌的作用下，最后還原成為氧化二氮等氣體逸失的過程2HNO32HNO2N2ON22NO反硝化作用是土壤氮素?fù)p失的主要途徑，應(yīng)設(shè)法加以控制。影響反硝化作用的主要土壤條件有：（1）氧的供應(yīng)：通氣性越差，反硝化作用越強(qiáng)烈。（2）土壤反應(yīng)：強(qiáng)烈影響反硝化作用的速率，最佳：7.5-8（3）溫度：最適30-35°C（4）有機(jī)質(zhì)：含量高，反硝化作用強(qiáng)。4.硝酸鹽淋失NO3-易溶于水，又難以被土壤膠體吸附，所以容易隨滲漏水淋失這是土壤氮素引起地下水硝酸鹽污染的主要途徑。5.氨的揮發(fā)土壤中的NH3，NH4+與土壤中的堿性物質(zhì)作用形成的NH3的揮發(fā)；揮發(fā)性銨肥（氨水、碳酸氫銨等）自身分解產(chǎn)生NH3揮發(fā)；質(zhì)地粘重、腐植質(zhì)含量高、含水量高、石灰和堿性物質(zhì)含量少的土壤，氨的揮發(fā)少。6.氮素的固定作用通過礦物的、生物的或化學(xué)的作用將土壤氮素固定為暫時(shí)不能被植物利用的狀態(tài)的過程，稱為氮素的固定過程。包括微生物對氮素的同化作用、2：1型礦物對NH4+的晶格固定作用、以及土壤某些有機(jī)質(zhì)與亞硝酸反應(yīng)而產(chǎn)生的化學(xué)固定作用。這種作用是暫時(shí)的，在適合的條件下，可以重新釋放。二、土壤磷素(一)、形態(tài)與含量（i）形態(tài)1、有機(jī)磷2、無機(jī)磷1、有機(jī)磷土壤有機(jī)磷占全磷的比例變異很大，從<10%到80%。有機(jī)磷主要包括核酸類、植素類、和磷脂類。有機(jī)磷經(jīng)過水解后可以被植物吸收利用。2、無機(jī)磷可以分為三類：---磷酸鈣（鎂）化合物---磷酸鐵（鋁）化合物---閉蓄態(tài)磷(二)土壤的固磷作用及其機(jī)制目前我國一般作物對化學(xué)磷肥的利用率不到30%，最重要的原因是因?yàn)橥寥缹α拙哂袕?qiáng)大的固磷能力。將土壤可溶性或速效磷轉(zhuǎn)變成為不溶或緩效態(tài)磷的過程，稱為磷的固定作用。土壤對磷的固定作用主要有四種：化學(xué)沉淀機(jī)制、表面反應(yīng)機(jī)制、閉蓄機(jī)制、生物固定機(jī)制。(三)影響磷素有效性的因素固磷強(qiáng)度低，有效性高。主要影響因素：pH值有機(jī)質(zhì)Eh值土壤溫度土壤礦質(zhì)膠體性質(zhì)三、土壤K素(一)形態(tài)和含量（i）含量土壤K的含量比N，P高。我國多數(shù)土壤全K含量變化在15-20g/kg。最低的為廣西的磚紅壤，僅3.6g/kg，最高的為吉林的風(fēng)沙土，達(dá)26.1g/kg。（ii）形態(tài)可以分為三種形態(tài)：1、礦物態(tài)K：指存在于礦物晶格中的K，約占全K的90%以上。只有在礦物被風(fēng)化后才有效，屬于無效態(tài)K。2、緩效態(tài)K：指被固定在粘粒礦物晶層中的K和存在于部分黑云母中的K。它們一般不被作物直接吸收利用，但通過適當(dāng)?shù)母?，可以使之釋放出來?、速效K：包括水溶性和交換性K，僅占全K的1-2%。(三)影響土壤有效K的因素1、全K量：全K量與有效K沒有必然的聯(lián)系。但在其他性質(zhì)相似的情況下，全K量高的土壤，有效K也較高。2、母質(zhì)：母質(zhì)是土壤有效K的重要來源。母質(zhì)含云母、長石多的，供K能力較強(qiáng)。風(fēng)化度高的土壤，K的淋失嚴(yán)重，故K的有效性較低。3、質(zhì)地：砂粒供K能力微弱，粉砂粒供K能力較強(qiáng)，粘粒的含K量和供K潛力都較強(qiáng)。因此，質(zhì)地粘重的土壤的供K能力較強(qiáng)。砂土容易出現(xiàn)缺K現(xiàn)象。4、土壤吸收性和pH：吸附量高的土壤可以保存較多的K，因此供K能力較強(qiáng)。酸性土壤有效K含量比中性和堿性土壤低。5、干濕交替：過分干燥影響K離子向植物根部移動，植物容易缺K。干燥往往使部分土壤K被固定。水份過多也導(dǎo)致土壤的缺K，其主要原因是水溶性K的淋失。四、土壤中的Ca、Mg、S和微量元素(一)土壤的鈣和鎂1.來源和含量：植物：Ca:0.6%,比Mg大一倍。不同土壤母質(zhì)：巖漿巖：CaO5.8%；MgO3.48%沉積巖：CaO5.41%石灰?guī)r：CaO42.57%土壤中全鈣：微量4%以上，全鎂0.1-4%不同地區(qū)因氣候、土壤酸度不同造成土壤淋失，鈣、鎂含量有所差別。（二）土壤硫1.來源與含量來源：母質(zhì)、灌溉、大氣沉降、施肥礦質(zhì)土壤含S：0.18-5.0g/Kg,平均0.85g/Kg2.形態(tài)：有機(jī)S和無機(jī)S一般土壤中有機(jī)S為主：95%以上東南部（濕潤）有機(jī)S：85-94%；西北部（石灰性土壤）無機(jī)S：39.4-61.8%(三）土壤微量元素1.含量：百萬分之幾～十萬分之幾Fe最高（百分之幾）Mo最低（1）受土壤母質(zhì)的影響（2）受成土過程的影響土壤有機(jī)質(zhì)可與微量元素起絡(luò)合反應(yīng)，起富集作用，因此，富含有機(jī)質(zhì)的表層土壤或有機(jī)土壤微量元素比較高。2.形態(tài)非常復(fù)雜，主要可分為水溶態(tài)、代換態(tài)、有機(jī)結(jié)合態(tài)、礦物態(tài)（1）水溶態(tài)：土壤溶液或水溶液浸提液中所含的微量元素（幾納克/克～幾微克/克），屬簡單的無機(jī)陽離子及水解產(chǎn)生的羥基離子：Fe2+、Fe3+、Zn2+、Cu2+、Fe(OH)2+、Fe(OH)3+、(MnOH)+、Zn(OH)+、Cu(OH)+（2）交換態(tài)：吸附土壤膠體表面（可交換）（3）固定態(tài)：與土壤其他成分相結(jié)合、共沉淀而成固相的一部分或被包被在新形成的固相物質(zhì)的微量元素（對植物無效）（4）有機(jī)結(jié)合態(tài)：與胡敏酸、富里酸形成絡(luò)合物（微生物將有機(jī)物分解釋放）（5）礦物態(tài)：存在于礦物晶格中的微量元素。第二節(jié)土壤水分土壤水的重要意義：土壤水是作物吸收水分的主要來源，因此是作物生存的重要條件；土壤水是土壤內(nèi)部化學(xué)、生物和物理過程不可缺少的介質(zhì)；土壤水是土壤肥力的重要因素。土壤水的重要意義土壤水是作物吸收水分的主要來源，因此是作物生存的重要條件；土壤水是土壤內(nèi)部化學(xué)、生物和物理過程不可缺少的介質(zhì)；土壤水是土壤肥力的重要因素。一、土壤水量15%～35%（一）土壤水平衡1.自然界水循環(huán)（自習(xí)）2.土壤水平衡：指一定面積和厚度的土體，在指定時(shí)間內(nèi)土壤水的收入和支出情況。ΔW=P+I+U-E-T-R-In-DΔW:時(shí)段末與時(shí)段初土壤儲水量的變化值P：降水量；I：灌溉水量；U：上行水量；E：土面蒸發(fā)量；T：植物葉面蒸騰量；R：離開計(jì)算面積的徑流量In：植物冠層截留量；D：離開土體下滲水量（二）土壤含水量的概念及表示方法土壤質(zhì)量含水量：土壤中保持的水分質(zhì)量占土壤質(zhì)量的分?jǐn)?shù)(g/kg)。1.絕對含水率：（1）質(zhì)量含水率θm=（m1-m2）/m2.m1：濕質(zhì)土壤m(xù)2：干質(zhì)土壤105℃烘干８小時(shí)，至恒重，粘粒土壤16小時(shí)。（2）容積含水率θv=土壤水容積/土壤總?cè)莘e或θv（%）=土壤水容積/土壤總?cè)莘e×100θv與θm的關(guān)系：(由于水的密度近似為1g/cm3)θv=θm·ρρ為土壤容重2.土壤儲水量（1）水深（Dw）：指一定厚度（h）土層含水厚度，單位常用mm。Dw=θv·h（3）土壤相對含水量:土壤實(shí)際含水量占該土壤田間持水量的百分?jǐn)?shù)。（三）土壤含水量的測定1.經(jīng)典烘干法（標(biāo)準(zhǔn)方法）2.快速烘干法3.電阻法4.中子法5.γ射線法6.TDR法（時(shí)域反射儀法）（后四種又統(tǒng)稱儀器法）（五）土壤含水量與土壤水吸力關(guān)系土壤含水量與土壤水吸力呈負(fù)相關(guān)，隨含水量升高，土壤水吸力降低。含水量相同時(shí)，不同質(zhì)地土壤水吸力大小順序?yàn)椋赫惩?gt;壤土>砂土土壤水吸力相同時(shí)，不同質(zhì)地土壤含水量大小順序?yàn)椋赫惩?gt;壤土>砂土（六）土壤水分的有效性土壤水分的有效性指土壤水是否能被植物利用及其被利用的難易程度。傳統(tǒng)的水分形態(tài)學(xué)觀點(diǎn)認(rèn)為：旱地土壤水分有效性的上限是田間持水量，下限是凋萎系數(shù)。土壤水分能量觀點(diǎn)認(rèn)為：土壤水分有效性是一個與大氣條件緊密相連的問題，應(yīng)該從土壤-植物-大氣這個動態(tài)系統(tǒng)來闡明土壤水分的有效性。只要根系吸收水分的速率能平衡蒸騰損耗水分的速率，植物就能正常生長，土壤水分就是有效的。一旦根系吸水速率低于蒸騰速率，植物就失水，并且迅速凋萎。此時(shí)土壤水分就是無效的。第三節(jié)、土壤空氣二、土壤通氣性土壤通氣性泛指土壤空氣與大氣進(jìn)行交換、不同土層之間氣體擴(kuò)散或交換的能力。（一）土壤通氣性的重要意義其重要性在于補(bǔ)充氧氣。如果沒有大氣氧氣的補(bǔ)充，土壤中的氧氣將迅速被耗盡，缺氧將嚴(yán)重影響根系的正常生長，影響好氣微生物的活動，從而影響土壤養(yǎng)分的有效化。一些有毒的還原性物質(zhì)的累積將毒害根系，嚴(yán)重時(shí)會使植物死亡。因此，土壤必須具有一定的通氣性。土壤通氣性的衡量比較使用的衡量指標(biāo)有二：（1）土壤氧化還原電位；（2）土壤的空氣孔隙度（土壤容氣量）土壤空氣孔隙度=總孔隙度-容積含水量對多數(shù)土壤來說，土壤的空氣孔隙度應(yīng)大于10%。第五節(jié)土壤緩沖性一、土壤緩沖性的概念和意義當(dāng)土壤溶液中的H+或OH-離子濃度發(fā)生較大變化時(shí)，土壤通過自身的調(diào)節(jié)能力使土壤酸堿性不致于發(fā)生太大變化的能力，稱為土壤緩沖性。土壤緩沖性為植物和微生物創(chuàng)造一個比較緩和的生長環(huán)境，意義十分重大。（三）影響土壤酸堿緩沖性的因素1.土壤無機(jī)膠體：不同土壤的膠體種類不同、陽離子交換量不同，緩沖性差別較大。土壤陽離子交換量愈大，緩沖性愈強(qiáng)。無機(jī)膠體緩沖性大小順序：蒙脫石＞伊利石＞高嶺石＞含水氧化鐵和含水氧化鐵鋁。2.土壤質(zhì)地:粘土＞壤土＞砂土3.土壤有機(jī)質(zhì)：含量愈高，緩沖性愈大第六節(jié)土壤的保肥性與供肥性一、土壤的保肥性土壤保蓄養(yǎng)分的性能。兩種形式：1.以難溶化合物形式2.以離子形式被土壤固相吸附（三）土壤保肥性指標(biāo)及提高保肥性的措施指標(biāo)：＞20cmol（厘摩爾）(+)/Kg:保肥能力強(qiáng)；20～10cmol(+)/Kg:保肥能力中等；＜10cmol(+)/Kg:保肥能力弱。措施：改良土壤質(zhì)地；增加土壤粘粒；增施有機(jī)肥；提高土壤有機(jī)質(zhì)含量。二、土壤供肥性（一）土壤供肥機(jī)制和指標(biāo)機(jī)制：固態(tài)（結(jié)構(gòu)態(tài)和有機(jī)態(tài)）-吸附態(tài)-溶解態(tài)平衡體系，三種形態(tài)的數(shù)量影響土壤養(yǎng)分的供應(yīng)。指標(biāo)：養(yǎng)分緩沖容量（Q/I)Q/I:當(dāng)溶液中養(yǎng)分強(qiáng)度改變一個單位，所引起的土壤固相吸附態(tài)養(yǎng)分的變化量。（二）改變土壤供肥性的途徑1.合理的養(yǎng)分保存儲備2.調(diào)控土壤的保供關(guān)系第五章土壤培肥與

改良利用第二節(jié)土壤資源開發(fā)利用的優(yōu)勢與問題一、土壤資源開發(fā)利用的優(yōu)勢1.自然環(huán)境條件優(yōu)越，良好灌溉條件，熱輻射充沛；2.土壤資源類型豐富，有利于綜合利用；3.耕地面積大，以水稻土和潮土為主；4.有歷史悠久的有效的管理技術(shù)如引水灌溉、修筑梯田及立體開發(fā)等。5.我國勞動人民精耕細(xì)作、合理施肥及深翻客土的傳統(tǒng)。二、土壤資源開發(fā)利用中存在的問題我國各類土壤資源的利用尚不夠平衡，仍存在不合理之處，耕地生產(chǎn)潛力有待進(jìn)一步發(fā)揮。1.我國土地資源開發(fā)利用中存在的問題主要表現(xiàn)在長期以來不少地區(qū)人地矛盾突出，耕地負(fù)荷過重，灌溉和耕作不合理，忽視了養(yǎng)地和保護(hù)性開發(fā)，耕地資源嚴(yán)重退化，農(nóng)田開發(fā)失衡；2.森林亂砍濫伐，草原盲目開發(fā)，過度放牧，陡坡開荒種植，工業(yè)“三廢”污染導(dǎo)致土壤生態(tài)環(huán)境惡化。3.受自然因素作用和認(rèn)為經(jīng)濟(jì)活動影響，土壤資源利用與破壞的矛盾日益嚴(yán)重：1）土壤侵蝕（p151）2）土壤鹽堿化3）耕地養(yǎng)分虧缺（p152）4）土壤污染：（p153）①污灌污染②?°三廢?±污染③農(nóng)用化學(xué)品污染5）非農(nóng)業(yè)占地第四節(jié)耕地土壤資源的培肥與改良利用現(xiàn)狀：人多地少（目前土地資源日趨減少），重用輕養(yǎng)，制約因素多，中低產(chǎn)面積大，地力出現(xiàn)或潛伏衰退。措施：因地制宜，改善耕地條件，克服不利的障礙因素，提高耕地質(zhì)量，進(jìn)行中低產(chǎn)土壤改良，高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)農(nóng)田建設(shè)，立體農(nóng)業(yè)開發(fā)利用，旱地農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)。第六章植物營養(yǎng)概論二、植物營養(yǎng)學(xué)的主要領(lǐng)域植物營養(yǎng)學(xué)：研究植物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收、運(yùn)輸、轉(zhuǎn)化和利用的規(guī)律及植物與外環(huán)境之間的營養(yǎng)物質(zhì)和能量交換的科學(xué)。植物營養(yǎng)學(xué)與多個學(xué)科交叉，目前其主要領(lǐng)域包括如下：1.植物礦質(zhì)營養(yǎng)生理學(xué)2.根際微生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)環(huán)境及其調(diào)控3.逆境植物營養(yǎng)生理學(xué)4.作物產(chǎn)量生理學(xué)5.植物營養(yǎng)生態(tài)學(xué)6.植物礦質(zhì)營養(yǎng)遺傳學(xué)7.植物土壤營養(yǎng)8.肥料學(xué)與優(yōu)化平衡施肥三、植物營養(yǎng)學(xué)的研究方法1.田間生物方法1）最基本的研究方法2）接近于生產(chǎn)條件3）比較客觀地反映農(nóng)業(yè)實(shí)際4）結(jié)果對生產(chǎn)更有實(shí)際的和直接的指導(dǎo)意義5）其他試驗(yàn)結(jié)果在應(yīng)用于生產(chǎn)以前，都應(yīng)該通過田間試驗(yàn)的檢驗(yàn)2.模擬研究方法通常叫盆栽試驗(yàn)或培養(yǎng)試驗(yàn)特點(diǎn)：在人工嚴(yán)格的控制條件下，在特定的營養(yǎng)環(huán)境下對植物的營養(yǎng)問題進(jìn)行研究。優(yōu)點(diǎn)：便于調(diào)控水、肥、氣、熱和光照等因素，有利于開展單因子的研究和開展在田間條件下難于舉行的探索性試驗(yàn)。-----結(jié)果都停留在理論階段，只有通過田間試驗(yàn)進(jìn)一步檢驗(yàn)，才能應(yīng)用于生產(chǎn)。方法：土培、砂培和水培（溶液培養(yǎng)）等3.植物根系和根際研究方法根系：攝取、運(yùn)輸和儲存營養(yǎng)物質(zhì)以及合成一系列有機(jī)化合物的器官，是植物的地下生長部位。根系研究近年來發(fā)展迅速。主要領(lǐng)域有：根系生態(tài)學(xué)、根系生理學(xué)、根系解剖學(xué)根際是受植物根系生理活動的影響，在物理、化學(xué)和生理學(xué)特征上不同于原土體的特殊區(qū)域，是土壤-植物根-微生物三者相互作用的場所。根際研究在理論及生產(chǎn)實(shí)踐上都有重大意義。4.生物統(tǒng)計(jì)和生物數(shù)學(xué)的方法在近代植物營養(yǎng)研究中，數(shù)理統(tǒng)計(jì)已成為指導(dǎo)試驗(yàn)設(shè)計(jì)、檢驗(yàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)資料不可缺少的手段和方法。優(yōu)點(diǎn)：能正確對試驗(yàn)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)和研究試驗(yàn)誤差出現(xiàn)的規(guī)律性，從而確定誤差的估計(jì)方法，幫助試驗(yàn)者評定試驗(yàn)結(jié)果的可靠性，能客觀地認(rèn)識試驗(yàn)資料，合理地判斷試驗(yàn)結(jié)果，從而做出正確的科學(xué)結(jié)論。近態(tài)：計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用-數(shù)學(xué)模擬、數(shù)學(xué)模型其它：p166-1675.近代物理化學(xué)、生物化學(xué)和儀器分析方法6.核技術(shù)研究方法7.酶學(xué)診斷法8.植物營養(yǎng)診斷與調(diào)查研究法第二節(jié)植物的營養(yǎng)成分一、植物的組成和必須營養(yǎng)元素的概念植物新鮮植物中含水分75%—95%，干物質(zhì)含量5%—25%，干物質(zhì)中有機(jī)質(zhì)占絕大部分，約占干物重的95%，主要元素為C、H、O、N四種，灰分中主要是各種金屬氧化物、磷酸鹽及氯化物等，亦稱礦質(zhì)元素，包括P、K、Ca、Mg、S、Fe、Mn、Zn、Cu、Mo、B、Cl、Si、Na、Se、Al、Hg、Se等，這些化學(xué)元素的含量和種類要受到土壤的物質(zhì)組成，植物種類，氣候條件，栽培技術(shù)等多種因素的影響。必須營養(yǎng)元素的概念判斷植物必需的營養(yǎng)元素應(yīng)該滿足以下三個標(biāo)準(zhǔn):（1）這種元素對植物的營養(yǎng)生長和生殖生長是必要（2）缺少該元素植物會顯示出特殊的癥狀（缺素癥），滿足這一元素，該癥狀消失而恢復(fù)正常；（3）這種元素必須對植物起直接營養(yǎng)作用，而不是間接作用。某一化學(xué)元素只有符合這三條標(biāo)準(zhǔn)才能確定為植物必需的營養(yǎng)元素。三、必須營養(yǎng)元素的一般營養(yǎng)功能K.Mengle和E.A.Kirkby把植物必須營養(yǎng)元素分為四組，1.有機(jī)體的主要組分：C、H、O、N和S2.P、B（Si）3.K（Na)、Mg、Mn、Cl4.Fe、Cu、Zn、Mo其主要營養(yǎng)功能如見p170第三節(jié)植物對養(yǎng)分的吸收離子從土壤進(jìn)入植物體內(nèi)包括離子向根遷移和根對養(yǎng)分離子的吸收兩個過程一、養(yǎng)分離子向根表的遷移三種方式：1.截獲：植物根系縱橫交錯分布于土壤中，與土粒密切接觸而吸收的養(yǎng)分，這一養(yǎng)分過程稱為根系截獲。對于氮、磷、鉀來講，根系截獲量占總養(yǎng)分吸收量的百分之幾。2.質(zhì)流離子態(tài)養(yǎng)分還可通過質(zhì)流的方式到達(dá)根表。植物的蒸騰作用，消耗了根際周圍土壤中的水分，使其含水量降低，促進(jìn)了根際以外的水分向根表流動，以補(bǔ)充水分的消耗，溶解在土壤水中的養(yǎng)分也會隨之而到達(dá)根表，這種現(xiàn)象，稱之為“質(zhì)流”。3.擴(kuò)散當(dāng)根系對養(yǎng)分的吸收大于養(yǎng)分由質(zhì)流方式遷移到根表的速率，這時(shí)根表面養(yǎng)分離子濃度下降，根際土壤中養(yǎng)分濃度也不同程度地減少，根際與周圍土體之間產(chǎn)生濃度梯度，高濃度養(yǎng)分向低濃度擴(kuò)散，土體中的養(yǎng)分向根表遷移，這種現(xiàn)象稱之為“擴(kuò)散”。二、植物對離子態(tài)養(yǎng)分的吸收養(yǎng)分離子被植物吸收而進(jìn)入植物細(xì)胞內(nèi)的方式包括被動吸收和主動吸收。凡是進(jìn)入根細(xì)胞內(nèi)需要消耗能量、逆化學(xué)勢梯度吸收稱主動吸收；養(yǎng)分離子進(jìn)入根細(xì)胞內(nèi)不需供給能量、順化學(xué)勢梯度吸收稱為被動吸收。（一）被動吸收1.概念：又稱非代謝吸收，是一種順電化學(xué)勢梯度的吸收過程，不需消耗能量。特點(diǎn)：1.順電化學(xué)勢梯度2.沒有選擇性3.不消耗能量2.方式（1）簡單擴(kuò)散：當(dāng)細(xì)胞或根系中養(yǎng)分的濃度低于外界環(huán)境時(shí)，離子較易進(jìn)入根中，并在很短時(shí)間內(nèi)與外界溶液達(dá)到平衡，發(fā)生被動吸收。（2）杜南擴(kuò)散：植物吸收離子的過程中，即使細(xì)胞內(nèi)某些離子是濃度已經(jīng)超過外界溶液離子濃度，外界離子仍能向細(xì)胞內(nèi)移動，這是因?yàn)橹参锛?xì)胞是質(zhì)膜具有半透性，在細(xì)胞內(nèi)含有帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)分子（R-），它雖然不能擴(kuò)散到細(xì)胞外，但能夠與陽離子形成相應(yīng)的鹽，如與Na+生成NaR。

（二）主動吸收：

概念：養(yǎng)分離子逆電化學(xué)勢梯度進(jìn)入植物細(xì)胞內(nèi)的現(xiàn)象。它需要消耗生物代謝能量。

特點(diǎn)：1.養(yǎng)分逆電化學(xué)勢梯度積累2.吸收被代謝抑制劑（如KCN）所抑制，吸收需要消耗代謝提供的能量。3.不同溶質(zhì)之間有競爭。4.吸收濃度與細(xì)胞外的濃度梯度呈線性關(guān)系，吸收具有飽和性。5.吸收具有選擇性。6.溫度系數(shù)高載體學(xué)說和離子泵學(xué)說1.載體學(xué)說一般認(rèn)為，載體是生物膜上能攜帶離子穿過膜的蛋白質(zhì)或其他物質(zhì)。當(dāng)無機(jī)離子跨膜運(yùn)輸時(shí)，離子首先要結(jié)合在膜上，這一結(jié)合過程與底物和酶的結(jié)合原理相同。盡管對載體的真正性質(zhì)及類型認(rèn)識很少，但大多數(shù)人認(rèn)為載體是類脂分子，它可以透過生物膜，在膜內(nèi)擴(kuò)散能力強(qiáng)，可能是磷脂的衍生物或是具有脂類特性的肽。有的資料認(rèn)為，載體可能是質(zhì)膜上存在的某些蛋白質(zhì)，也可能是酶，它能與某些特定的蛋白質(zhì)分子相結(jié)合，透過膜運(yùn)送離子?；蚴且恍┰谀?nèi)經(jīng)常發(fā)生構(gòu)型變化的蛋白質(zhì)分子在