土壤學復習資料

土壤學復習資料第一章緒論目的要求：使學生了解土壤在人類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和自然環(huán)境中的重要性、土壤學的任務(wù)與土壤學和相關(guān)學科的關(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賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)和寶貴財富的源泉，而且是人類最早開發(fā)利用的生產(chǎn)資料。一、土壤是人類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基地民以食為天，食以土為本（一）土壤是植物生長繁育和生物生產(chǎn)的基地1.土壤的營養(yǎng)庫作用：是陸地生物所需營養(yǎng)物質(zhì)的重要來源；2.土壤在養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和循環(huán)中的作用；無機物的有機化，有機物的礦質(zhì)化；3.土壤的雨水涵養(yǎng)作用：是一個巨大的水庫；4.土壤對生物的支撐作用；土壤中擁有種類繁多，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）。（二）植物生產(chǎn)、動物生產(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年或更長時間。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.對水和溶質(zhì)流動起調(diào)節(jié)作用；3.對有機、無機污染物具有過濾、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）時空限制特征（5）僅部分為可再生資源2.土壤圈功能（1）對生物圈支撐和調(diào)節(jié)生物過程，提供植物生長的養(yǎng)分、水分與適宜的物理條件，決定自然植被的分布與演替。但土壤圈的各種限制因素對生物也起不良影響。（2）對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行為，影響水分平衡、分異、轉(zhuǎn)化及水圈的化學組成。（3）對巖石圈作為地球的“皮膚”，對巖石圈具有一定的保護作用，以減少其受各種外營力破壞，同時與巖石圈進行物質(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.通過全球土被在時空上的演變，引起土壤全球變化3.通過人為活動對土壤圈的強烈作用，對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）對土壤資源利用不當導致土壤退化嚴重；（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)及其對人類生存環(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)運動，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）土壤資源的開發(fā)利用與保護研究低耗土壤資源的節(jié)約型開發(fā)利用；綜合治理和集約經(jīng)營耕地；土壤資源承載能力；防止土地退化和提高土地質(zhì)量；土地動態(tài)監(jiān)測及土地數(shù)字化數(shù)據(jù)庫(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①土壤圈與大氣圈大量與痕量氣體交換與平衡；②土壤圈與水圈的水循環(huán)；③土壤圈與巖石圈元素遷移；④土壤圈與生物圈養(yǎng)分元素交換與平衡；⑤土壤圈物質(zhì)組成、性質(zhì)、類型及時空變化規(guī)律；⑥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)的時空變化，形成機理及預(yù)測預(yù)控；⑦人類活動對土壤全球變化及人類環(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)別于其它事物的標志。土壤肥力：在植物生活全過程中，土壤供應(yīng)和協(xié)調(diào)植物生長所需水、肥、氣、熱的能力。(一）土壤肥力類型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：土壤在人為條件熟化(耕作、施肥、灌溉等)作用下所表現(xiàn)出來的肥力。2.潛在肥力與有效（經(jīng)濟）肥力潛在肥力：土壤肥力在生產(chǎn)上沒有發(fā)揮出來產(chǎn)生經(jīng)濟效益的部分。有效（經(jīng)濟）肥力：土壤肥力在當季生產(chǎn)中表現(xiàn)出來產(chǎn)生經(jīng)濟效益的部分。（二）基本觀點1.肥力因素的全面觀點水、肥、氣、熱全面分析、綜合評定2.肥力因素的供應(yīng)和協(xié)調(diào)觀點供應(yīng)、協(xié)調(diào)3.土壤肥力與生產(chǎn)力統(tǒng)一的觀點土壤肥力的發(fā)揮與環(huán)境條件、社會經(jīng)濟條件、科學技術(shù)條件密切相關(guān)。三、近代土壤學的發(fā)展及主要觀點1.農(nóng)業(yè)化學土壤學派2.農(nóng)業(yè)地質(zhì)土壤學觀點3.土壤發(fā)生學派4.土壤學發(fā)展的新觀點5.我國土壤學的發(fā)展概況第三節(jié)土壤學科體系、研究內(nèi)容和方法一、分支學科及研究內(nèi)容（一）土壤物理研究土壤中物理現(xiàn)象和過程的土壤學分支。主要研究土壤水、氣、熱運動及其調(diào)控的原理，其研究內(nèi)容包括土壤水分、土壤質(zhì)地、土壤結(jié)構(gòu)、土壤力學性質(zhì)、土壤溶質(zhì)移動及土壤—植物—大氣連續(xù)體(SPAC)中的水分運行和能量轉(zhuǎn)移等。（二）土壤化學研究土壤化學組成，性質(zhì)及其土壤化學反應(yīng)過程的分支學科。重點研究土壤膠體的組成、性質(zhì)，及土壤固液界面發(fā)生的系列化學反應(yīng)。為開展土壤培肥、土壤管理、土壤環(huán)境保護提供理論依據(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分支。研究內(nèi)容：1.土壤微生物生態(tài)；2.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）土壤生物化學研究土壤中的有機質(zhì)組成，結(jié)構(gòu)及生物化學轉(zhuǎn)化過程的土壤學分支學科，主要的研究內(nèi)容包括：1.土壤腐殖質(zhì)形成，特性、及其對土壤肥力的影響；2.土壤碳、氮、磷、硫的生物轉(zhuǎn)化（有機碳、氮礦化作用和腐殖化作用）；3.土壤酶活性；4.有機生物制劑包括有機農(nóng)藥、殺蟲劑、除草劑的生物降解及其對環(huán)境污染的影響等。（五）土壤地理學研究土壤發(fā)生、演變、分類、分布規(guī)律及其與地理環(huán)境之間關(guān)系的土壤學分支科學，是由土壤學與自然地理學交叉發(fā)展而成的邊緣學科。主要研究內(nèi)容包括:1.土壤發(fā)生和分類：土壤發(fā)生學是土壤地理的核心，重點研究土壤形成與自然成土因子和人為活動的復雜關(guān)系，回答地球表層系統(tǒng)多樣性土壤的形成特點和機理，并在此基礎(chǔ)上，根據(jù)土壤的發(fā)生發(fā)育過程、土壤診斷學屬性進行土壤分類。2.土壤分布規(guī)律：土壤是一個時間上處于動態(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土壤資源，搞好農(nóng)業(yè)區(qū)劃及生產(chǎn)布局，改善生態(tài)環(huán)境提供科學依據(jù)。3.土壤調(diào)查制圖和土壤質(zhì)量評價；主要研究內(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)庫和土壤信息系統(tǒng)；研究土壤質(zhì)量評價標準、指標體系和退化土壤的恢復重建技術(shù)與措施。二、土壤學與相鄰學科的關(guān)系1.土壤學與地質(zhì)學、水文學、生物學、氣象學有著密切的關(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.土壤學與農(nóng)學、農(nóng)業(yè)生態(tài)學有著不可分割的關(guān)系。土壤是綠色植物生長的基地，農(nóng)學中的栽培學、耕作學、肥料學、灌溉排水等，都以土壤學為基礎(chǔ)的，土壤學是農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)學科的一部分。3.土壤學與環(huán)境科學聯(lián)系密切。土壤不僅是一種資源，還是人類生存環(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)定和保護人類生存環(huán)境中起著極重要的作用。三、土壤學的任務(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理、變化規(guī)律與減緩途徑的研究（重點是CH4、NxOy、CO2）。2.土壤污染發(fā)生類型、形成規(guī)律與防治途徑研究。3.土壤退化時空變化、形成機理、調(diào)控對策。重點是荒漠化（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)濟發(fā)達區(qū)）。4.土壤質(zhì)量演變機制、評價體系及恢復重建的研究。5.經(jīng)濟快速發(fā)展地區(qū)土壤環(huán)境演變機制與調(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)境問題有關(guān)基礎(chǔ)應(yīng)用與開發(fā)項目的研究。四、土壤學的研究方法（一）宏觀研究和微觀研究（二）綜合、交叉研究（三）野外調(diào)查與實驗室研究結(jié)合（四）新技術(shù)的應(yīng)用五、21世紀土壤科學所面臨的挑戰(zhàn)來自人口膨脹的挑戰(zhàn)——如何保證糧食的持續(xù)增產(chǎn)；來自全球生態(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；來自土壤學自身發(fā)展的挑戰(zhàn)——加強基礎(chǔ)研究，加速新技術(shù)在土壤學領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用；社會對土壤學認同的挑戰(zhàn)——強化土壤資源在國民經(jīng)濟中的戰(zhàn)略地位；立足于為解決人類的吃飯問題和環(huán)境健康問題服務(wù)。第二章土壤礦物質(zhì)目的要求：使學生了解土壤礦物質(zhì)組成和化學組成，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；以氧化硅和硅酸鹽礦物占絕對優(yōu)勢。常見石英、長石、云母、輝石、角閃石等。2.原生礦物類型和數(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化。3.原生礦物是植物養(yǎng)分的重要來源。üCa、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（SiO44-→Si2O52-→Si4O104-）(2)鋁氧八面體(AlO69-→Al4O1212-→Al4（OH）8O44-)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)生負電荷。(二)硅酸鹽礦物的種類1.高嶺(石)組（1:1型）：包括高嶺石、埃洛石、珍珠陶土等。特點：（1）單位晶胞（層）化學式為Al4Si4O10(OH)8，硅鋁鐵率為2；硅鋁鐵率：土壤粘粒部分的SiO2和Fe2O3、Al2O3（R2O3）含量的分子比。硅鋁率：土壤粘粒部分SiO2和Al2O3的分子。硅鐵率：土壤粘粒部分SiO2和Fe2O3的分子比例：某土壤粘粒部分SiO2含量為41.89%，Al2O3含量33.27%，F(xiàn)e2O3含量11.85%，計算其硅鋁鐵率、硅鐵率。解:SiO2的分子含量＝41.89/60＝0.698Al2O3的分子含量＝33.27/102＝0.326Fe2O3的分子含量＝11.85/160＝0.074SiO2/R2O3＝0.689/(0.326+0.074)＝1.75意義：①硅鋁鐵率可以反映土壤母質(zhì)的化學風化程度；②硅鋁鐵率還可以反映土壤的成土過程和保肥能力。(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0.2～2μm），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：(1)2:1型單位晶胞的理論化學式：Al4Si8O20(OH)4·nH2O蒙脫石理論硅鋁率SiO2/Al2O3=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，呈片狀，可塑性、粘結(jié)性、吸濕性、粘著性顯著，對耕作不利。蒙脫石在我國北方土壤分布較廣，蛭石分布在風化不太強而排水良好的土壤中。3.水化云母(伊利石)組（又稱2:1型非膨脹性礦物）特點：(1)2:1型單位晶胞化學式：K2(Al·Fe·Mg)4(Si·Al)8O20(OH)4·nH2OSiO2/Al2O3:3～4(2)非膨脹性晶層之間吸附的K+的強吸附力，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：(1)2:1:1型三八面體，化學式為Mg·Fe·Al)12(Si·Al)8O20(OH)16(2)同晶替代現(xiàn)象普遍硅片、水鋁片和水鎂片上均有發(fā)生，硅片中Al3+代Si4+、鋁片中Mg2+代Al3+產(chǎn)生負電荷，水鎂片中Al3+代Mg2+產(chǎn)生正電荷，兩者相抵為凈負電荷，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）氧化鐵的類型針鐵礦(α-FeOOH)：晶體較大者為黃色，較小者為棕色，存在于濕潤土壤有較高氧化性的亞表層，銹紋銹斑，鐵結(jié)核。赤鐵礦(α-Fe2O3)：紅色，存在于干燥的氧化性表土層及膠膜。纖鐵礦(γ-FeOOH)：棕橙色，存在于排水不良而富含有機質(zhì)土壤。磁赤鐵礦(γ-Fe2O3)：暗紅棕色，存在于高度風化且有機質(zhì)少的表土。磁鐵礦（Fe3O4）：棕黑色，多存在于母質(zhì)中,有時與磁赤鐵礦共存。無定形鐵（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:三水鋁石[Al2O3·3H2O，Al(OH)3]。粘土礦物:濕熱強度風化——脫硅富鋁化的指標之一。我國北緯30度以南土壤（紅壤、磚紅壤等）中才出現(xiàn)?；◢弾r風化土壤中較多。山地土壤中也有三水鋁石存在無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H2PO4-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α—石英為主；非晶質(zhì)為蛋白石(SiO2·nH2O)，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源于有機體,其含量常與有機質(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,Si/Al變化在1-2之間。比表面較大，帶較多負電荷，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化和成土過程中形成的次生礦物,有兩種形成途徑。（1）原生礦物風化淋溶直接演變+H2O，-K-K-Mg-Si-Si云母類——→伊利石—→蛭石—→蒙脫石—→高嶺石—→三水鋁石（2）風化沉淀（自然合成）學說原生礦物徹底風化產(chǎn)物重新組合沉淀而成。SiO2·nH2O：土壤pH條件下帶負電荷，酸膠基。Al2O3·nH2O，F(xiàn)e2O3·nH2O：帶正電荷，堿膠基。鹽基離子Ca2+、Mg2+、K+、Na+等，決定溶液pH，并參與礦物形成。正負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)當溶膠SiO2/Al2O3＞3，可形成2:1型礦物；當溶膠SiO2/Al2O3＜3，可形成1:1型礦物及氧化鋁礦物風化液pH與鹽基淋溶有關(guān)，并影響膠體的正、負電荷數(shù)量和沉淀凝膠中正負電荷膠體的比例。鹽基離子Mg2+、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)。南方熱帶磚紅壤、亞熱帶紅壤礦物風化程度高，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。風化度低，屬硅鋁土。3.我國土壤粘土礦物分布規(guī)律：全國分為7個分布區(qū)。北方以水云母（伊利石）為主的1、2、3區(qū)；秦嶺、長江中下游水云母、蛭石、高嶺石交錯分布區(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))，土壤風化程度最低；華南高嶺區(qū)（7區(qū)）土壤風化程度最高。第三章土壤有機質(zhì)目的要求：要求學生掌握土壤有機質(zhì)的概念、來源、含量與組成，土壤有機質(zhì)分解與轉(zhuǎn)化，土壤有機質(zhì)的主體腐殖質(zhì)的形成與性質(zhì)，土壤有機質(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)土壤有機質(zhì)的來源、含量及組成一、土壤有機質(zhì)來源森林土壤：枯枝落葉草原土壤：草、根系耕作土壤：作物殘茬(一般占籽實產(chǎn)量的35－40%)、施用的有機肥。作為土壤有機質(zhì)最主要來源的各種植物殘體，其化學組成和各種成分的含量，因植物種類、器官、年齡等的不同而有很大差異。從而導致土壤有機質(zhì)的差異。森林土壤：酸性有機質(zhì)草原土壤：中性有機質(zhì)二、土壤有機質(zhì)的含量及組成1.含量土壤學中，一般把耕層含有機質(zhì)20%以上的土壤,稱為有機質(zhì)土壤，在20%以下的土壤，稱為礦質(zhì)土壤,但耕作土壤中，表層有機質(zhì)的含量通常在5%以下。土壤有機質(zhì)含量與氣候、植被、地形、土壤類型、農(nóng)耕措施密切相關(guān)。不同土壤中含量差異很大。目前，我國土壤有機質(zhì)含量普遍偏低?？傮w而言,北方土壤有機質(zhì)含量高于南方土壤。四川土壤有機質(zhì)含量（%）OM%＞4.003.01－4.002.01－3.001.01－2.000.61－1.00＜0.60水田%1.296.1939.951.990.630.004旱地%3.145.5218.7246.2624.661.102.元素組成（水%＝75，干物質(zhì)%＝25）干物質(zhì)CHON＋灰分元素%448408C/N大約為10左右。3.化學組成成分纖維素半纖維素木質(zhì)素蛋白質(zhì)脂肪、樹脂等%2－100－230－5028－351－84.土壤腐殖質(zhì)（humus）土壤腐殖質(zhì)：是除未分解和半分解動、植物殘體及微生物體以外的有機物質(zhì)的總稱，由非腐殖物質(zhì)（Non-humicsubstances）和腐殖物質(zhì)（Humicsubstances）組成，通常占土壤有機質(zhì)的90%以上。第二節(jié)土壤有機質(zhì)的分解和轉(zhuǎn)化一、簡單有機化合物的分解和轉(zhuǎn)化礦質(zhì)化：指復雜的有機質(zhì)在微生物的作用下，轉(zhuǎn)化為簡單的無機物的過程。(一)碳水化合物的礦質(zhì)化在低溫、嫌氣條件下,有機酸變?yōu)镃O2和H2O的過程受到阻礙,產(chǎn)生有機酸的累積,從而造成植物根系萎縮、腐爛。如：甲酸3.2×10-3M、乙酸4.6×10-3M、正丁酸7×10-4M，就會對植物根系產(chǎn)生較嚴重的危害。解決辦法：排水曬田、施草木灰（中和酸、補充K素）有機肥施用前進行堆漚。（二）含N化合物的礦質(zhì)化N素生物固定與有效化過程與有機物C/N比密切相關(guān)。C/N＞25時，產(chǎn)生N素生物固定；C/N＜25時，產(chǎn)生N素有效化。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與作物爭奪N素，造成N素的生物固定。秸稈還田應(yīng)配施化學N肥：一般畝施秸稈300－400kg,需要配施化學純N3－4kg。(三)脂肪、樹脂、蠟質(zhì)、單寧的礦質(zhì)化這類有機物的礦質(zhì)化過程與碳水化合物基本相同，不同之點是在嫌氣條件下產(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菌作用下緩慢的轉(zhuǎn)化，最終產(chǎn)物是CO2和H2O，但往往只有50%可形成最終產(chǎn)物，其余僅為降解產(chǎn)物，作為形成腐殖質(zhì)的原始材料。土壤有機質(zhì)因礦質(zhì)化作用每年損失的量占土壤有機質(zhì)總量的百分數(shù)稱為有機質(zhì)的礦化率，一般在1%～3%。由于土壤有機質(zhì)的礦化率與有機氮的礦化率同步，因而可通過測定土壤有機氮的礦化率來代表有機質(zhì)的礦化率。二、植物殘體的分解和轉(zhuǎn)化1.可溶性有機化合物以及部分類似有機物入土壤后的頭幾個月很快礦化。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體碳相對緩慢分解。三、土壤腐殖物質(zhì)的分解和轉(zhuǎn)化1.腐殖質(zhì)經(jīng)過物理化學作用和生物降解，使其芳香結(jié)構(gòu)核心與其復合的簡單有機物分離，或是整個復合體解體。2.釋放的簡單有機物質(zhì)被分解（礦化）和轉(zhuǎn)化，酚類聚合物被氧化。3.脂肪酸被分解，被釋放的芳香族化合物（如酚類）參與新腐殖質(zhì)的形成。四、影響土壤有機質(zhì)分解和轉(zhuǎn)化的因素1.溫度25－35℃條件下，M活動最為旺盛，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活動旺盛,OM礦質(zhì)化分解,釋放養(yǎng)分嫌氣：水多氣少,M活動受抑制,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，另一方面干燥時引起M死亡，又不利于OM分解。4.有機殘體特性(1)物理狀態(tài)：多汁、幼嫩綠肥易于分解，磨細粉碎易于分解(2)C/N大，不易分解小，易于分解一般耕作土壤表層有機質(zhì)的C/N在8:1到15:1，平均在10:1到12:1之間，處于植物殘體和微生物C/N之間。(3)硫、磷等元素缺乏也會抑制土壤有機質(zhì)分解。激發(fā)效應(yīng)(作用)：土壤中加入新鮮有機物質(zhì)會促進土壤原有有機質(zhì)的降解，可以是正、也可以是負。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)是土壤中一類性質(zhì)穩(wěn)定，成分、結(jié)構(gòu)極其復雜的高分子化合物。腐殖化作用：進入土壤中的有機質(zhì)轉(zhuǎn)化形成腐殖質(zhì)的過程。2.腐殖質(zhì)的形成過程（1）植物殘體分解產(chǎn)生簡單的有機碳化合物；（2）通過微生物對這些有機化合物的代謝作用及反復的循環(huán)，增殖微生物細胞；（3）通過微生物合成的多酚和醌或來自植物的類木質(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)-粘土礦物復合三、土壤有機質(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①分子量很大。分子量大小與單體和聚合度有關(guān)；②形狀球形結(jié)構(gòu)，疏松多孔，似海棉；③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①溶解性FA、HA都溶解于堿，HA不溶于酸，而FA溶解于酸。②吸收性親水膠體，吸水能力強，吸水量可達其重量的500%。（二）化學性質(zhì)1.元素組成