土壤學-第一章第二節(jié)

第一章

第2節(jié)

土壤的組成ANHUIAGRICULTURALUNIVERSITY工學院17農(nóng)機教研室民以食為天,食以土為本,健康土壤帶來健康生活；認識土壤屬性,發(fā)揮土壤功能,保障生態(tài)安全什么是土壤？？？目錄一、土壤礦物質(zhì)1.土壤礦物質(zhì)的種類與化學組成2.土壤的機械組成二、土壤有機質(zhì)1.土壤有機質(zhì)的組成2.土壤有機質(zhì)的轉(zhuǎn)化3.土壤有機質(zhì)的轉(zhuǎn)化條件4.土壤有機質(zhì)的作用三、土壤空氣與土壤溶液1.土壤的空氣的組成及其特點2.土壤溶液

土壤的組成土壤礦物質(zhì)土壤有機質(zhì)土壤空氣與土壤溶液土壤的基本組成

土壤固體土壤（約占土壤總?cè)莘e的50%）粒間孔隙（約占土壤總?cè)莘e的50%）礦物質(zhì)—來自巖石的風化，包括原生礦物和次生礦物，約占固體重量的95%以上。有機質(zhì)—動物殘體及其轉(zhuǎn)化產(chǎn)物，約占固體重量的5%以下。土壤空氣—一部分由地上大氣層進入，主要為O2

、N2

等，另一部分由土壤內(nèi)部產(chǎn)生，主要為CO2、水汽等。土壤水分—主要由地上進入土中，其中含有溶質(zhì)，包括離子、分子、膠體顆粒等，實際上是濃度不同的溶液（土壤溶液）。原生礦物:起源于巖漿巖，存在于巖漿巖中的礦物。次生礦物:原生礦物經(jīng)過風化作用，其組成和性質(zhì)發(fā)生改變而形成的新礦物。一、土壤礦物質(zhì)1.土壤礦物質(zhì)的種類與組成2.土壤的機械組成土壤顆粒的分級2.土壤質(zhì)地土壤機械組成:自然界的任何土壤，都是由許多大小不同的土粒，以不同的比例組合而成的，這種不同粒級組合的相對比例或質(zhì)量百分數(shù)，稱作土壤機械組成。土粒分級:一般將土粒分為石礫、砂粒、粉粒和黏粒四大基本粒級，然后進行細分。土壤質(zhì)地:根據(jù)不同機械組成所產(chǎn)生的特性而劃分的土壤類別。一般將土壤質(zhì)地分為砂土、壤土和黏土。3.不同質(zhì)地土壤的生產(chǎn)特性（1）砂質(zhì)土（熱性土）:a粒間孔隙大，毛管作用弱，通氣透水性強，內(nèi)部排水通暢，不易積聚還原性有害物質(zhì)，有機質(zhì)分解快，易釋放有效養(yǎng)分；b礦物成分主要是石英，含養(yǎng)分少，要多施有機肥料；保肥性差，施肥后因灌水降雨而易淋失；c含水量低，熱容量較小，易增溫也易降溫；d松散易耕，缺少有機質(zhì)的砂土泡水后容易沉淀、板結(jié)、閉氣。“發(fā)小苗，不發(fā)老苗?！保?）黏質(zhì)土（冷性土）:a粒間孔隙小，多為極細毛管孔隙和無效孔隙，通氣透水性差，內(nèi)部排水慢，易受漬害和積累還原性有毒物質(zhì)，有機質(zhì)分解慢，不易釋放有效養(yǎng)分；b黏土一般含養(yǎng)分較豐富，特別是鉀、鈣、鎂等含量較多，保肥力強；c含水量多、熱容量較大，升溫慢降溫也慢；d粘土干時緊實堅硬，濕時泥爛，耕作費力，宜耕期短。“發(fā)老苗，不發(fā)小苗?！?.不同質(zhì)地土壤的生產(chǎn)特性(3)壤質(zhì)土:這類土壤由于砂粘適中，兼有砂土類、粘土類的優(yōu)點，消除了砂土類和粘土類的缺點，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上質(zhì)地比較理想的土壤?！凹劝l(fā)小苗，又發(fā)老苗?！?.不同質(zhì)地土壤的生產(chǎn)特性4.土壤質(zhì)地層次質(zhì)地層次的排列直接影響土壤中水分的運行和調(diào)節(jié),影響土壤氣、熱狀況的變化以及土壤的保肥供肥性能。以下幾種情況上松下緊型（砂蓋黏型）上緊下松型（黏蓋砂型）夾層型松散型和緊實型5.土壤質(zhì)地的改良措施（1）摻砂摻粘、客土調(diào)劑；（2）引洪放淤、引洪漫砂；（3）翻淤壓砂、翻砂壓淤；（4）增施有機肥料；（5）根據(jù)不同質(zhì)地采用不同的耕作管理措施。二、土壤有機質(zhì)

落紅不是無情物,化作春泥更護花基本概念:廣義地講，土壤有機質(zhì)包括各種形態(tài)的動植物殘體、微生物分解和合成的有機化合物。狹義的土壤有機質(zhì)一般是指有機殘體經(jīng)微生物作用后，形成的一類特殊的、復(fù)雜的、性質(zhì)比較穩(wěn)定的高分子有機化合物，即腐殖質(zhì)。為了區(qū)別，常稱前者為土壤有機物質(zhì)，后者為土壤有機質(zhì)；土壤有機質(zhì)可分為各種形態(tài)的動、植物殘體和腐殖質(zhì)兩類。腐殖質(zhì)是土壤有機質(zhì)的主體，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，分子量高，呈黑褐色膠體狀。1.土壤有機質(zhì)的轉(zhuǎn)化土壤有機質(zhì)的轉(zhuǎn)化可分為礦質(zhì)化和腐殖化兩個過程。1）土壤有機質(zhì)的礦化過程土壤有機質(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。R—（C，4H，養(yǎng)分+2O2CO2+2H2O+能量+養(yǎng)分

酶氧化二、土壤有機質(zhì)2）土壤有機質(zhì)的腐殖化過程

腐殖化過程:各種有機化合物通過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)比原來有機化合物更為復(fù)雜的新的有機化合物，這一過程稱為腐殖化過程。二、土壤有機質(zhì)土壤有機質(zhì)的礦質(zhì)化和腐殖化過程是兩個相互對立而又相互聯(lián)系的過程,也是土壤形成中最重要的過程。有意識地、合理地控制和調(diào)節(jié)土壤有機質(zhì)的礦質(zhì)化與腐殖化過程,可以保證養(yǎng)分的不斷積累和持續(xù)供應(yīng),有利于改善土壤的理化性狀,提高土壤肥力。二、土壤有機質(zhì)3.土壤有機質(zhì)的轉(zhuǎn)化條件1）植物有機質(zhì)的C/N比25:12）土壤環(huán)境條件土壤通氣狀況通氣良好時，分解迅速而徹底，不利于腐殖質(zhì)的積累，易造成養(yǎng)分的流失。嫌氣分解時，分解慢不徹底，常形成許多中間產(chǎn)物和還原產(chǎn)物。

土壤水熱狀況一般最適宜微生物活動的土壤濕度為田間持水量的60%-80%，土壤溫度為25-35度。土壤有酸堿反應(yīng)、氣候條件、耕作、灌溉等措施二、土壤有機質(zhì)4.土壤有機質(zhì)的作用1)提供植物需要的養(yǎng)分2)改善土壤的肥力特性（物理化學性質(zhì)）3）有機質(zhì)在生態(tài)環(huán)境上的作用土壤腐殖質(zhì)是構(gòu)成土壤肥力最重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。二、土壤有機質(zhì)5.增加土壤有機質(zhì)是培肥土壤的重要環(huán)節(jié)土壤有機質(zhì)的調(diào)節(jié)1)大量施用有機肥料2)種植綠肥3)秸稈還田二、土壤有機質(zhì)土壤空氣是土壤的重要組成部分,也是土壤肥力因素之一。土壤空氣主要是由大氣進入土壤中的氣體和土壤內(nèi)生物化學過程中產(chǎn)生的氣體所組成的。

土壤空氣不同于大氣,其組成特點:土壤空氣是不連續(xù)的,而是存在于被土粒隔開的孔隙當中。因此,土壤不同部位的空氣組成不完全一樣,局部土穴中,氣體的反應(yīng)會明顯改變土壤空氣的組成。其次,土壤空氣中O2的含量低于大氣,的含量則比大氣中的含量高十倍至幾十倍,且表現(xiàn)有明顯的季節(jié)性和依賴于土壤中的有機質(zhì)含量與土壤孔隙度。第三,土壤空氣中的水汽含量高于大氣,經(jīng)常為水汽所飽和,在通氣不良情況下,還會出現(xiàn)少量不利于作物生長的還原性氣體,如H2S,CH4,H2等。三、土壤空氣與土壤溶液1.土壤空氣的組成及其特點土壤空氣與大氣組成的比較土壤中空氣的組成和數(shù)量不是均勻分布的,常因土壤特性、氣候條件,農(nóng)業(yè)技術(shù)措施等不同而變化。CO2含量通常隨土層深度增加。因土壤表層比較疏松,土壤空氣容易與大氣交換而進入較多的新鮮氧氣,使土壤空氣得到更新并接近大氣成分。較下層的土壤由于根系及微生物的呼吸和有機質(zhì)的分解等,消耗大量O2,放出的CO2不能及時更新,氣體交換困難,CO2含量增高,土壤空氣濁化,不利植物生長。另外,降雨與灌水對土壤中的CO2含量也有明顯影響。因此,生產(chǎn)上應(yīng)采取合理耕作、灌排等措施,以調(diào)節(jié)、控制土壤空氣的組成、數(shù)量及其動態(tài)變化過程。土壤溶液是土壤水分及其所含溶質(zhì)的總稱。

它和土壤空氣共存于土壤顆粒之間的孔隙中,是土壤中最活躍的組成部分。

土壤溶液中含有各種無機物(如K+,Na+,Ca2+,Mg2+,NH4+的鹽類),有機物(如水溶性蛋白質(zhì)、氨基酸、糖類等)及膠體物質(zhì)(如鐵、鋁氫氧化物和硅酸等)。在沼澤土和鹽堿土的土壤溶液中則分別經(jīng)常含有過多的對作物有害的鐵、錳化合物及氯化物、硫酸鹽及碳酸鹽等。

土壤溶液的組成與濃度常受外界條件的影響。如土壤含水量低時,土壤溶液濃度變大;土壤溫度或酸堿反應(yīng)不同時,會影響土壤中各種物質(zhì)的溶解度與生物活動狀況,從而間接影響土壤溶液的組成和濃度。

另外,土壤溶液組成與養(yǎng)分的有效度也密切有關(guān)。盡管土壤溶液的組成復(fù)雜,變化大,但其濃度仍然很低,一般僅為200~1000mg/kg,

很少超過1g/kg,滲透壓往往低于0.1MPa,是一種稀薄的不飽和溶液,所以通常也叫做土壤水。

三、土壤空氣與土壤溶液2.土壤溶液土壤膠體的構(gòu)造

擴散層

內(nèi)離子層膠核外部溶液土壤膠體構(gòu)造示意圖思考題簡述我國常用的土粒分級和質(zhì)地分類標準。簡述土壤有機質(zhì)轉(zhuǎn)化的途徑及其影響條件。何謂有機質(zhì)的碳氮化（C/N）？土壤微生物所要求的C/N一般是多少？大于或小于此值時各有何影響?土壤有機質(zhì)在土壤肥力和植物營養(yǎng)中有哪些作用？簡述沙土類、壤土類及粘土類的主要肥力特征。土壤空氣組成與大氣組成有何區(qū)別？灌排措施對空氣的組成有何影響？我國（1978）擬定的土壤質(zhì)地分類是按沙粒、粉粒和粘粒的質(zhì)量分數(shù)劃分出砂土、壤土和粘土三類11級的。對石礫含量較高的土壤制定了石礫性土壤質(zhì)地分類標準。根據(jù)石礫含量,當其小于1%時為無礫質(zhì)（質(zhì)地名稱前不冠名）,1%-10%時為少礫質(zhì),大于10%為多礫質(zhì)。第一題第二題影響因素:①植物殘體的特性；②土壤水分；③土壤溫度；④土壤酸堿反應(yīng)⑤通氣狀況第三題土壤有機質(zhì)的轉(zhuǎn)化和分解的主要動力是微生物的活動和生理作用。一般來說,微生物組成自身的細胞需要吸收1份氮和5份碳,同時還需要20份碳作為生命活動的能源,換句話說就是這時微生物需要的有機質(zhì)的C/N比約為25/1.如果C/N大于此值時,有機質(zhì)的大部分被微生物本身所吸收,有機質(zhì)就沒有相應(yīng)的轉(zhuǎn)化。豆科植物的根有根瘤,存在固氮細菌,可以增加氮的含量,從某個方面說也是把把C/N變小,增快微生物的分解有機質(zhì)。第四題土壤有機質(zhì)是土壤中最活躍的部分，是土壤肥力的基礎(chǔ)，是衡量土壤肥力的重要指標之一。1、為植物提供營養(yǎng)2、促進植物對其它營養(yǎng)元素的吸收3、促進植物生長發(fā)育4、改善土壤物理性質(zhì)5、為土壤生物提供能量6.活化磷、鉀等營養(yǎng)元素土壤有機質(zhì)含量多的土壤,其土壤肥力水平較高,不僅能為作物生長提供豐富的營養(yǎng),而且土壤保水保肥能力強,能減少養(yǎng)分的流失,節(jié)約化肥用量,提高肥料利用率。有機質(zhì)含量較少的土壤,情況則相反。因此,施肥方面一定要增施有機肥料,提高土壤有機質(zhì)含量,這樣才能充分發(fā)揮大量元素的效益,實現(xiàn)肥土提質(zhì)增效。第五題砂土、壤土和粘土是根據(jù)土壤質(zhì)地而劃分的。一般來講砂土的砂粒含量超過50％,粘粒含量小于30％。因此,其土壤顆粒間孔隙大,小孔隙少,毛細管作用弱,保水性差。但砂土通透性良好,不耐旱,土壤微生物以好氣性的占優(yōu)勢。由于其質(zhì)地疏松,故耕作方便。砂土的有機質(zhì)分解快、積累少,養(yǎng)分易淋失,致使各種養(yǎng)分都較貧乏。砂土中施肥見效快,作物早生快發(fā),但無后勁,往往造成后期缺肥早衰,結(jié)實率低,籽粒不飽滿。這類土壤既不保肥,也不耐肥。若一次施肥過多,不但會造成流失浪費,還會造成作物一時瘋長。因此,在施肥上要注意少量多施,要多施有機肥和泥肥。粘土的特性正好和砂土相反。它的質(zhì)地粘重,耕性差,土粒之間缺少大孔隙,因而通氣透水性差,既不耐旱,也不耐澇,但其保水保肥力強,耐肥,養(yǎng)分不易淋失,養(yǎng)分含量較砂土豐富,有機質(zhì)分解慢,腐植質(zhì)易積累。這種土水多氣少,土溫變化小,土性偏冷,好氣性分解不旺盛,養(yǎng)分分解轉(zhuǎn)化慢,施肥后見效遲,肥料有后勁,不發(fā)小苗發(fā)老苗,若施肥過量會造成作物