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绪论：土壤在母质、气候、生物、地形和时间五大因子(五大成土因素)综合作用下形成的自然体，能够生产植物收获的陆地疏松表层。其本质特性是具有土壤肥力。土壤肥力土壤不间断地、相互协调地提供植物生长全过程水分、养分、空气、热量的能力。分类：自然肥力（土壤在自然因素的作用下所发展起来的肥力，是成土作用的产物）人为肥力（在耕作熟化过程中发展起来的，是人为因素作用下产生的，是劳动的产物）根据肥力与植物生长的关系可分为：有效肥力（指在生产上表现出来的肥力） 潜在肥力（指在生产上没有直接表现出来的肥力）土壤肥力的生态性相对性：土壤肥沃或者不肥沃是针对植物而言的，应从植物的生态要求出发来认识土壤肥力的生态相对性。如果植物的生态要求和土壤所能提供的生态性质不一致，即使土壤具有丰富的物质和能量，植物也不能利用或利用很少。通俗意义上讲的土壤肥力高低，如果不指明植物，一般只能说明其有机质和养分的高低及适宜的物理性质。 土壤厚度：指地表至母质的垂直深度。注：土壤厚度是衡量土壤肥力的重要因子 土壤的总厚度决定：树木根系的分布和生长、土壤水分和养分贮量和供应能力。土壤学在农业可持续发展中的地位和作用：（具体问题，有什么帮助，距离分析）一、土壤是农林业生产的基础1、营养库的作用2、养分转化和循环：无机养分的有机化，有机质的矿质化，营养元素的释放和散失，元素的结合、固定和归还3、雨水涵养作用：淡水总资源中的10%来自人类生活和生产的循环淡水，土壤水占1.59，如雨后溪水4、生物支撑作用：植物根系的机械支撑，土壤动物和微生物生存的场所5、稳定和缓冲环境变化的作用：环境条件变化的缓冲功能，污染物的“过滤器”和“净化器”为地上部分的植物和地下部分的微生物的生长繁衍提供一个相对稳定的环境 。二、土壤是陆地生态系统重要组成部分与气圈：土壤释放CO2、CH4、H2S、N2O，吸收O2与水圈：水分循环与平衡与岩石圈：地球保护层地质循环与生物圈：支持生物进程，提供生物养分、水分三、土壤是最珍贵的自然资源1、土壤资源的再生性与质量的可变性2、土壤资源数量的有限性3、土壤资源空间分布上的固定性：土壤具有地带性分布规律。（中国土地资源总量大，但是人均耕地园地与森林林地占有量极少，因此要应用土壤科学，可持续利用土地、发展农林业生产。）矿物、岩石、土壤三者的关系：1、岩石由矿物组成2、土壤是岩石的风化产物3、土壤固体成分中绝大部分是矿物质（占总质量的95%），来自于岩石中的矿物第一章：矿物指地壳（岩石圈 ）中的化学元素在各种地质作用下形成的相对稳定的自然产物（广义：包括地壳矿物、地幔矿物、陨石矿物、宇宙矿物和人造矿物。）矿物的物理性质1、颜色：颜色是认识矿物最基本的要素，根据颜色的不同可以将矿物分为深色矿物和浅色矿物。自色：矿物本身所固有的颜色，是由矿物的成分（色素离子）和构造决定。 他色：由于矿物混入了杂质或气泡而造成。 假色：由于矿物内部裂缝、解理面及表面的氧化膜引起的光波的干涉而产生的颜色。2、条痕：矿物粉末的颜色。在未上釉的瓷板上刻划矿物，板上留下粉末的痕迹即矿物的条痕。测定条痕只适合深色矿物，只适合硬度比瓷板小的。3、光泽：矿物表面对可见光波的反射特征。注：光泽是指矿物的晶面或解理面来说的 ！（1）金属光泽：如黄铁矿、黄铜矿等。（2）半金属光泽：如磁铁矿、赤铁矿。（3）非金属光泽：包括玻璃光泽、珍珠光泽、脂肪光泽。4、硬度是指矿物抵抗外力磨擦或刻划的能力。5、解离和断口矿物受外力作用后，沿一定方向平行裂开的性能为解理。裂开后形成的光滑面称解理面。注：结晶质的矿物才具有解理，非结晶质的矿物不具解理 。 如果矿物受力后不沿一定的方向裂开， 而是不规则破碎，那么破碎后形成的面叫断口。6、相对密度（比重）：单矿物在空气中的重量与同体积水在4C时重量之比。比重大小决定于组成矿物的元素的原子量和构造的紧密程度。矿物的比重差别很大（从1到23，一般在2.5-4之间）。 轻矿物：小于2.5，中等矿物：2.5-4之间，重矿物：大于4只有当两种矿物的比重有很大差异时，才能作为鉴定特征。7、其他物理性质其他物理性质主要包括：磁性、发光性、放射性、感觉性质（食盐的咸味；滑石的滑感觉）此外，尚有脆性、延展性、弹性等，对某些矿物亦有特殊的鉴定意义。岩石在各种地质作用下形成的，由一种或多种矿物以一定的规律结合组成的矿物集合体。岩石的形成环境与所处环境差别越大越容易风化。如岩浆岩、变质岩主要是在高温高压下形成的，在地表极易风化，而沉积岩抗风化能力比岩浆岩等强；花岗岩、片麻岩露头多呈疏松分解状态，而砂岩露头则常常保持良好。风化作用地表的岩石在大气和水的联合作用以及温度变化和生物活动影响下，所发生的一系列崩解和分解作用。主要岩石和矿物的特征：（重点掌握实验学过的）简述主要矿物的特征：原生矿物：石英：晶体石英：六方柱状晶体，常呈晶簇，晶面为玻璃光泽，硬度为7，常透明。并由于混入各种杂质而常呈紫、黑、玫瑰等色。无色透明的称水晶。块状石英：是在有限空间中形成的， 一般在岩石中都是块体石英。一般是乳白色，硬度与晶体石英一样，脂肪光泽。非晶体石英（蛋白石）：蛋白石是天然的硬化的二氧化硅胶凝体，含5-10%的水分。内部具球粒结构，集合体多呈葡萄状、钟乳状。底色呈黑色、乳白色、浅黄色、桔红色等。半透明至微透明。 正长石和斜长石长石类矿物可占地壳的重量的50%。主要是钾、钠或者钙等的铝硅酸盐类矿物。正长石因为二组解理成90度而得名。斜长石则因为二组解理成86度而得名。钾长石(orthoclase）即正长石（ KAlSi3O8 ）晶体短柱状，肉红色、浅黄色、浅黄红色等，完全解理，硬度6.0。正长石在岩石中呈晶粒，长方形的小板状，板面具有玻璃光泽。伴生矿物为石英、云母等。正长石易风化，风化后形成粘土矿物高岭石等，可为土壤提供大量K养分。斜长石(plagioclase) Na（AlSi3O8）Ca（Al2Si2O8） 常呈板状和柱状晶体。白色或灰白色。玻璃光泽，完全解理，硬度6.06.5。在岩石中多呈晶粒，长方形板状，白色或灰白色，玻璃光泽。斜长石比正长石容易风化，风化产物主要是粘土矿物，能为土壤提供K、Na、Ca等矿物养分。白云母和黑云母云母的最主要特征是一组极完全解理和珍珠光泽。此外，白云母和黑云母区别之处主要是颜色。由于黑云母含有Fe、Mg，所以变成黑色。白云母(muscovite)KH2Al3Si3O12常见片状、鳞片状、无色透明或浅色(浅黄、浅绿)透明。极完全解理，薄片具有弹性，珍珠光泽，硬度2.03.0。黑云母(biotite)KH2(Mg,Fe)3AlSi3O12深褐色或黑色，其他物理性质同白云母。云母容易沿着表面呈薄片状崩解，但白云母化学分解非常困难。在高温多雨化学分解强烈的热带地方，白云母也往往呈细薄片状混杂在土壤中。黑云母易化学分解，在风化过程中形成的粘土矿物往往是伊利石或混层矿物。角闪石和辉石都是易风化普通角闪石(hornblende) Ca（Mg，Fe）3Si4O12角闪石呈细长柱状，深绿至黑色，玻璃光泽，两组完全解理，硬度5.06.0。辉石(pyroxene) Ca（Mg，Fe）Si2O6呈短柱状、致密块状，棕至暗黑色，条痕灰色，二组中等解理，硬度5.5。橄榄石一般为橄榄绿色、有时为淡褐、淡灰红及灰绿等色，也有无色的，条痕白色或淡黄色。玻璃光泽的粒状晶体硬度6.5-7，比重3.3-3.6，极不完全解理，断口贝壳状。次生矿物：方解石（CaCO3）方解石呈三向完全解理，白色为主，有淡黄色、粉红色等，它的三向解理成菱面体，硬度。方解石和1:3稀HCl有气泡反应（此可作为野外鉴定矿物的简便方法）。白云石 CaCO3 MgCO3由方解石、菱美矿结合而成，呈弯曲的马鞍状、粒状、致密块状等，灰白色，有时带微黄色，玻璃光泽，性质与方解石相似，但较稳定，与冷盐酸反应微弱，只能与热盐酸反应，粉末遇稀盐酸起反应。三种含铁矿物赤铁矿（Fe2O3）赤铁矿呈半金属光泽，常呈鲕状、豆状等集合体，色赤红，条痕樱红色，无解理。褐铁矿（2Fe2O33H2O ）是一种铁矿，也为半金属泽，常呈钟乳状集合体，表面多孔。磁铁矿（Fe3O4）晶体呈八面体，普通多呈致密粒状、块状的集合体，铁黑色，条痕黑色，半金属光泽，硬度5.5-6，比重4.9-5.2，无解理，具磁性。土壤形成的实质，就是地质大循环和生物小循环的矛盾和统一。生物小循环是构成地质大循环中地表物质运动过程的一个部分。地质大循环使营养元素不断向下淋失，而生物小循环却从地质大循环中不断地累积生物所必需的营养元素。 五大成土因素：、母质：母质是土壤形成的物质基础（因为母质是建造土体的基本材料，是土壤的骨架，是植物矿质养料元素的最初来源。母质对土壤物理性质和化学性质均有很大影响）物理性质：土壤颜色（紫色母岩 紫色土壤） 质地（酸性岩 ，砂；基性岩，粘）土层厚度（抗物理风化弱则土层厚，抗物理风化强土层薄 ）抗物理风化顺序：石灰岩 片岩 砂岩 花岗岩。化学性质：pH、元素组成、盐基饱和度、次生粘土矿物类型（基性岩形成蒙脱石； 酸性岩形成高岭石）注意：虽然母质从多方面影响土壤的性质，但以上的性质是在其他条件相同的情况下表现出来的差异。、气候（主要决定着成土过程中水热条件）水热 ： 一方面影响母质风化过程速度及物质的淋溶；另一方面控制了植物和微生物的生长决定了有机质的积累和分解。气候对土壤性质的影响：(1)对土壤矿物的风化及其组成的影响 (2)对土壤有机质含量和腐殖质组成的影响(3)对土壤胶体性质的影响 (4)强烈地影响土壤风化和淋溶度。 不同气候下土壤的形成分析：南方湿热风化强烈盐基淋失多土壤pH? （原生矿物少，且粘土矿物以Ki值较低的高岭石为主）南方湿热生物生长旺盛微生物活动强烈有机质积累少H/F0.5 东北地区冷湿风化不强盐基淋失少（盐基饱和） pH高 东北地区冷湿有机质分解慢，积累多，但品质较差，C/N 高 H/F低 、生物：是形成土壤的主导因子生物使母质飞跃变成土壤。生物对土壤性质的影响表现在：颜色、结构、层厚度、pH（针 叶草甸.草原）、养分腐殖质组成等。 、地形地形影响热量的重新分配，不同的坡位和坡度，接受太阳的热量情况不同（阳性土和阴性土）。在不同坡位的坡向上，由于温度和湿度的差异，植物的分布有所不同。地形影响土壤水分、养分的机械组成的分配状况。地形的影响还可以通过海拔绝对高度的变化表现出来。、年龄土壤的形成过程随着时间的进展而不断加深。任何一个成图因素对土壤的影响，也都是随时间的延长而不断加深在其他成土条件相同的情况下，具有发育年龄不同的土壤，其肥力形状也是不同的。土壤绝对年龄：母质从开始形成土壤直到现阶段发育时间的总和。 又称真实年龄。土壤相对年龄：反映土壤发育阶段的先后及时间。三大类岩石的常见类型岩浆岩：岩浆活动所形成的（1）超基性岩类：当岩浆中SiO2低于40以下时，岩浆中石英不饱和，因而没有石英结晶形成超基性岩浆岩。 橄榄岩：由橄榄石和辉石组成，两者含量各占50%左右，暗绿色或黑绿色，易风化，常变为蛇纹岩。辉 岩：由辉石组成，含有一些橄榄石、铁矿等。呈褐色或绿褐色。（2）基性岩类：SiO2为40-52之间，主要矿物为辉石和基性斜长石，次要矿物有橄榄石、角闪石等。 辉长岩：基性深成成岩,全晶质等粒结构、块状构造呈深灰色或黑色。玄武岩：基性喷出岩，其结构为隐晶质或斑状结构(斑晶为基性斜长石)，呈黑色、黑灰色或暗褐色。（3）中性岩类（闪长岩-安山岩类）：SiO2为52-65正好饱和，不含石英。主要矿物为中性斜长石(70)角闪石(30)，次要矿物为辉石、黑云母等。闪长岩：中性深成岩、全晶质等粒结构，块状构造，灰色或淡灰色。安山岩：中性喷出岩，斑状结构(斑晶为中性斜长石、基质为隐晶质)块状或气孔构造，灰、灰绿等。（4）中性岩类（正长岩-粗面岩类）：SiO2的含量和闪长岩类差不多，不含石英。主要矿物为正长石，暗色矿物很少，为黑云母、角闪石和辉石等。正长岩：中性深成岩、全晶质等粒结构，几乎全部由正长石组成暗色矿物有黑云母、角闪石和辉石，呈肉红色。粗面岩：中性喷出岩，斑状结构块状或气孔构造，成分完全与正长岩相同，灰白色或粉红色 。（5）酸性岩类： SiO2达到65以上时，过饱和，因而就会结晶出石英，形成酸性岩浆岩。 花岗岩：酸性深成岩。矿物有石英、正长石、黑云母、角闪石，全晶质等粒结构，块状构造以肉红色为主。流纹岩：酸性喷出岩。成分同上，还形成了流纹状构造和斑状结构，斑晶有正长石和石英。石英斑岩：和流纹岩所不同的是正长石斑晶风化成白色，故只有石英斑晶。（6）火山玻璃岩：指由火山喷发出来的熔浆在地表急骤冷凝的条件下，形成一种几乎完全由玻璃质构成的岩石。结晶矿物极少，这类岩石很难确定它的矿物成分，主要按构造、颜色、含水性以及其他物理特征来鉴别。黑曜岩 珍珠岩 浮岩（7）火山碎屑岩类：是由于火山喷发所产生的各种碎屑物质经过短距离搬运或就地沉积形成的岩石。火山碎屑岩是喷出岩和沉积岩过渡类型的岩石。因为物质来源与岩浆岩相同，而形成方式及环境与沉积岩相似。它在结构构造上与沉积碎屑岩有相似之处，但火山碎屑岩的碎屑多具棱角，分选性很差，成分和结构、构造变化很大，常缺乏稳定的层理。一般由50%以上火山碎屑物组成的岩石称为火山碎屑岩。火山集块岩：碎屑（1/5以上大于50mm火山碎屑），胶结物（熔岩流或火山灰）特点：碎屑带棱角，形状多为纺锤形、梨形、面包状，多气孔。火山角砾岩：碎屑（1/3以上介于250mm熔岩角砾），胶结物（火山灰）特点：棱角明显，分选性差。凝灰岩 ：碎屑（50%以上2mm的园状或次园状的石屑经胶结而成。主要成分：坚硬的岩屑、胶结物可以是钙质也可以是硅质或铁质。 注：若组成岩石的碎屑多棱角、分选性不好则为角砾岩。砂岩：50以上的颗粒d在2-0.05 mm（砂粒）之间主要成分：石英(70)、正长石，次要成分岩屑、重矿、白云石和粘土。注：石英含量90 石英砂岩粉砂岩：50以上的颗粒0.05d0.005（粉砂）主要成分：以石英为主，正长石次之，云母和粘土矿物比砂岩多，少见岩屑。（与泥岩的区别是岩石断面粗糙、放大镜下可勉强看出颗粒状集合体。我国大面积的黄土就是一种未充分胶结或半固结的粘土粉砂岩，其胶结物以粘土和CaCO3为主。已胶结的粉砂称为粉砂岩，质地致密，颜色多样。）（2）、粘土岩（分布最广） 30以上，d0.005mm 的粘土胶结而呈板状、片状、纤维状，泥质结构。矿物成分以粘土为主。根据粘土固结程度分为：弱固结粘土-粘土矿物，强固结- 泥岩、页岩（总结：沉积岩的特征：一般具有层理，同一地方或岩石剖面可能有不同种类的岩石叠加组合而成。同一种岩石可能有多种颜色由于胶结物或杂质的作用。一般根据组成岩石的颗粒大小确定沉积岩的种类，而非颜色。沉积岩露头常呈方状，其碎屑物多棱角。）变质岩：变质作用所形成的根据构造命名：（1）板岩：为由粘土（如页岩）、粉砂质或中酸性凝灰岩经区域变质而成的浅变质岩 。（2）千枚岩：为富泥质（包括凝灰岩）岩石经浅变质而成，分布很广 。（3）片岩：可以由各种岩石在高温高压下变质而成；也可以是千枚岩进一步变质，矿物重结晶而成。 （4）片麻岩：是一种受到变质作用较深，它可以由各种岩石变质而成。根据矿物成分命名：（5）大理岩：是碳酸盐类岩石（石灰岩和白云岩）在高温或高压下经过重结晶作用形成的岩石。 （6）石英岩：石英砂岩变质而成，与石英砂岩比较石英岩更坚硬致密光泽较强。颗粒与胶结物间无明显界限。（总结：变质岩的构造是识别的重要标志，多数变质岩具片理构造。变质矿物也是识别的重要标志变质岩常比原岩硬度大，结晶颗粒大，光泽强。）第三章：土壤有机质土壤有机质存在于土壤中的所有含碳的有机化合物。（主要包括土壤中各种动物、植物残体，微生物体及其分解和合成的各种有机化合物）土壤有机质的来源：1、植物残体（包括各类植物的凋落物、死亡的植物体及根系 ）2、动物、微生物残体（包括土壤动物和非土壤动物的残体，及各种微生物的残体.）3、动物、植物、微生物的排泄物和分泌物 4、人为施入土壤中的各种有机肥料土壤有机质的类型：1、新鲜的有机物：指土壤中未分解动植物残体，保持原有的形态特征。2、半分解的有机物：经微生物的分解，失去动、植物残体原有的形态等特征，包括有机质分解产物和新合成的简单有机化合物。3、腐殖质：指有机质经过微生物分解后并再合成的一种褐色或暗褐色的大分子胶体物质。（占土壤有机质总量的85-90%）土壤有机质的组成：1、碳水化合物：占有机质总量的15-27%,包括糖类、纤维素、半纤维素、果胶质、甲壳质等。2、木质素：木质部的主要组成部分，是一种芳香族的聚合物。3、含氮化合物：主要是蛋白质。4、树脂、蜡质、脂肪、单宁、灰分物质：主要元素组成:C、O、H、N，分别占5258、3439、3.34.8、3.74.1，其次是P和S，C/N比在10左右。土壤有机质转化土壤有机质在水分、空气、土壤动物和土壤微生物的作用下，发生极其复杂的转化过程。（即土壤有机质的矿质化过程和腐殖化过程）土壤有机质的矿质化和腐殖化关系：（先分别描述定义，再说关系）矿质化过程：土壤有机质在微生物作用下，分解为简单的无机化合物二氧化碳、水、氨和矿质养分（磷、硫、钾、钙、镁等简单化合物或离子），同时释放出能量的过程。腐殖化过程：土壤有机质在微生物作用下，把有机质分解产生的简单有机化合物及中间产物转化成更复杂的、稳定的、特殊的高分子有机化合物腐殖质的过程。关系：土壤有机质的矿质化过程和腐殖化过程是即互相对立，又互相联系，即互相独立，又互相渗透的两个过程。矿质化过程是有机质释放养分的过程，又是为腐殖质合成提供原料的过程，没有矿质化过程就没有腐殖化过程；同时腐殖化过程的产物腐殖质并不是一成不变的，它可以再经矿质化过程而释放养分以供植物吸收利用。土壤腐殖质是芳香族有机化合物和含氮化合物缩合成的一类复杂的高分子有机物，呈酸性，颜色为褐色或暗褐色。在土壤中，通常以腐殖酸盐的形态存在，并与矿物粘粒结合形成复合物。土壤腐殖质的存在状态 游离态腐殖质结合态腐殖质 与矿物成分中的强盐基化合成稳定的盐类，主要为腐殖酸钙和镁 与土壤黏粒结合成有机无机复合体土壤有机质作用：1、有机质在土壤肥力上的作用（1）提供植物需要的养分 碳素营养：碳素循环是地球生态平衡的基础。土壤每年释放的CO2相当于陆地植物的需要量。氮素营养：土壤有机质中的氮素占全氮的92-98% 磷素营养：土壤有机质中的磷素占全磷的20-50%其他营养：K、Na、Ca、Mg、S、Fe、Si等营养元素。（2）促进植物生长发育胡敏酸可以加强植物呼吸过程，提高细胞膜的渗透性，促进养分迅速进入植物体 。胡敏酸钠盐对植物根系生长具有促进作用。土壤有机质中还含有维生素B1B2、吡醇酸和烟碱酸、激素、异生长素（吲哚乙酸）、抗生素（链霉素、青霉素）等对植物的生长起促进作用，并能增强植物抗性。 （3）改善土壤的物理性质改良土壤结构，促进团粒结构的形成，增加土壤的疏松性，改善土壤的通气性和透水性。腐殖质是土壤团聚体的主要胶结剂，形成团粒状结构，从而增加土壤的疏松性，改善土壤的通气性和透水性。土壤腐殖质是亲水胶体，具有巨大的比表面积和亲水基团，能提高土壤的有效持水量。 腐殖质为棕色至褐色或黑色物质，增加了土壤吸热的能力，提高土壤温度。 （4）促进微生物和动物的活动土壤有机质是土壤微生物生命活动所需养分和能量的主要来源。 土壤动物中有的（如蚯蚓等）也以有机质为食物和能量来源。 （5）提高土壤的保肥性和缓冲性土壤腐殖质有着巨大的比表面和表面能，具有较强的吸附能力，腐殖质胶体以带负电荷为主，从而可吸附土壤溶液中的交换性阳离子，因此，土壤有机质具有巨大的保肥能力。 腐殖酸本身是一种弱酸，腐殖酸和其盐类可构成缓冲体系，因此，使土壤具有较强的缓冲性能 。（6）有机质具有活化磷的作用土壤中的磷一般不以速效态存在，常以迟效态和缓效态存在，因此土壤中磷的有效性低。土壤有机质具有与难溶性的磷反应的特性，可增加磷的溶解度，从而提高土壤中磷的有效性和磷肥的利用率。 （注意：有机质在分解时，也能产生一些不利于植物生长或甚至有害的中间物质，特别是在嫌气条件下，这种情况更易发生。）2、在生态环境上的作用（1）有机质可降低或延缓重金属污染土壤腐殖物质含有多种官能团，这些官能团对重金属离子有较强配位和富集能力。土壤有机质与重金属离子的配位作用对土壤和水体中重金属离子的固定和迁移有极其重要的影响。重金属离子的存在形态也受腐殖物质氧化还原作用的影响：如胡敏酸将Cr6+还原为Cr3+，然后形成稳定的复合体。可以通过静电吸附和络合（螯合）、还原作用来实现。（2）有机质对农药等有机污染物具有固定作用 土壤有机质对农药等有机污染物有强烈的亲和力，对有机污染物在土壤中的生物活性、残留、生物降解、迁移和蒸发等过程有重要的影响。土壤有机质对农药的固定与腐殖物质官能团的数量、类型和空间排列密切相关，也与农药本身的性质相关。（3）有机质对全球碳平衡的影响土壤有机质是全球碳平衡过程中非常重要的碳库。土壤有机碳的损失对地球自然环境具有重大影响。提高土壤有机质含量的措施（1）合理耕作制度（退化或熟化） （2）施用有机肥（3）种植绿肥（4）秸秆还田第五章：土壤质地、结构和孔性土壤粒级人们将土壤单粒依他们直径大小排队,按一定的尺寸范围归纳为若干组,这些单粒组就称为土壤粒级。土壤机械组成土壤不是由单一粒级所组成，而是由大小不同的各级土粒以各种比例关系自然地混为一体。土壤中各级土粒所占的质量百分数称为土壤机械组成。土壤质地人们按照土壤中不同粒级土粒的相对比例把土壤分为若干组合，依据土壤机械组成相近与否而划分的土壤组合。土壤质地是在土壤机械组成基础上的进一步归类，它概括反映着土壤内在的肥力特征。土壤质地分类标准国际制、卡庆斯基制、 我国土壤质地暂行分类方案不同质地土壤的肥力特征：1、砂质土壤：通透性强；保蓄性弱；养分含量低；气多水少；温度高，土温变化快。2、粘质土壤：保水保肥性强；养分含量丰富；土温比较稳定；通气透水性差，易滞水受涝。3、壤质土壤：砂粘适中；大小孔隙比例适当，通气透水性好；养分丰富；耕性表现良好。土壤结构包含着两重含义，即土壤结构体和土壤结构性：土壤结构体土壤中的固体颗粒很少以单粒存在，多是单个土粒在各种因素综合作用下相互粘合团聚，形成大小、形状和性质不同的团聚体土壤结构性指土壤中结构体的大小、形状、及相互排列组合形式等性质。土壤结构体类型：1、块状结构体 2、核状结构体 3、柱状结构体 4、片状结构体 5、团粒结构体土壤结构体的改善合理耕作与灌溉，增施有机肥料 种植绿肥和牧草，合理轮作 改良土壤酸碱性 应用土壤结构改良剂土壤孔性：指能够反映土壤孔隙总容积的大小，孔隙的搭配及孔隙在各土层中的分布状况等的综合特性。土粒密度单位容积固体土粒（不包括粒间孔隙）的质量，叫做 土粒密度，单位用g/cm3或t/m3表示土壤密度自然状态下（包括土粒之间的孔隙），单位容积土壤的烘干质量，单位以g/cm3或t/m3表示(容重)土壤孔隙度即土壤孔隙占土壤总体积的百分比。土壤孔隙容积的数量表示 土壤孔隙度(%)=(1土壤密度 土粒密度)100土壤孔隙比=孔隙度（1孔隙度）土壤密度的应用：（了解）（1）计算土壤孔隙度：根据实测土壤的容重与密度，按下式计算：孔隙度=1-容重/密度（2）计算工程土方量：如在土工建设或土地整理工程中，有2000m2面积应挖去0.2m厚的表土其容重为1.3t/m3则应挖去的土方为2000m20.2m=400m3，土壤质量为400m31.3t/ m3=520t（3）估算各种土壤成分储量：根据容重和土壤成分含量，来计算该成分在一定土体中的储量。（4）计算土壤储水量及灌水(或排水)定额：用容重值可计算某一土体容积中保存的水量，进而计算需要的灌水(或排水)定额土壤孔隙度的类型：（1）非活性孔隙（或称无效孔隙、微孔隙）：非活性孔隙指土壤中最细小的孔隙，其直径1.5105Pa）。由于孔隙过小，土粒表面所吸附的水膜已将其充满，其中水分的保存依靠极强的分子引力，不能移动，不能被植物吸收利用，成为无效水，因此，也称无效孔隙。（2）毛管孔隙：毛管孔隙较无效孔隙粗，直径范围为0.002 mm-0.02 mm(土壤水吸力1.5105Pa-1.5104Pa)之间，这种孔隙具有明显的毛管作用，所以水分能借助毛管引力保存在孔隙中，并靠毛管引力向各个方向移动，且移动速度快，易于被植物吸收利用。（3）空气孔隙（通气孔隙）：空气孔隙是指孔径大于毛管孔隙的孔隙，即孔径0.02 mm(土壤水吸力液相气相，金属非金属。矿物质虽然导热率最大，但它是相对稳定而不易变化的。而土壤中的水、气总是处于变动状态。因此，土壤导热率的大小主要决定于土壤孔隙的多少和含水量的多少。当土壤干燥缺水时，土粒间的土壤孔隙被空气占领，导热率就小；当土壤湿润时，土粒间的孔隙被水分占领，导热率增大。因而湿土比干土导热快。土壤空气与大气的组成差异：（组成，数量）通气良好的土壤，其空气组成接近于大气，若通气不良，则土壤空气组成与大气有明显的不同。越接近地表的土壤空气与大气组成越相近，土壤深度越大，土壤空气组成与大气差异也越大1、土壤空气中的CO2含量高于大气2、土壤空气中的O2含量低于大气3、土壤空气中水汽含量高于大气4、土壤空气中含有较多的还原性气体土壤空气的运动方式：1、对流（质流）：是指土壤与大气间由总压力梯度推动的气体整体流动。对流的流向由高压区流向低压区。2、扩散：是指气体分子由浓度大（或分压大）处向浓度小（或分压小）处的运动。土壤热量来源：（哪个是主要来源） 选择题1、太阳辐射能：土壤热量最主要的来源2、生物热：微生物分解有机质释放的热量,一部分被自身利用大部分，大部分用来调节土温。3、地热：由地球内部地岩浆通过传导作用至土壤表面的热量土壤水、气、热三者的相互关系：土壤水、气、热是组成土壤肥力的重要因素，三者是互为矛盾，又互相制约的统一体。 1、土壤水和空气：土壤水和空气共存于土壤孔隙，它们之间有着相互消长的数量关系。 土壤含水量达到全容水量时，其大小孔隙往往充满水，造成土壤的通气状况不良。当土壤含水量达到田间持水量时，其大多数大孔隙充满了空气。当土壤含水量进一步降低，有许多毛管孔隙也为空气充满。这时容易造成土壤水的供应不良，形成植物的旱害。 2、土壤水和土壤温度：湿土温度上升慢，下降也慢，不同土层深度的温度梯度也比较小； 干土温度上升快，下降也快，而且不同土层深度的温度梯度也比较大。 3、土壤热量对土壤水、气的影响：当土温较高时，土壤的蒸发量也较大，土壤易于失水干燥，易于通气。土壤不同层次中的温度梯度还可引起土壤水分的运动，即从热处向冷处的运动；特别是土壤冻结时可导致上层滞水，促使土壤过湿和通气不良。 土壤水、气、热的调节措施1、通过耕作和施肥，改善土壤的物理性质2、灌溉和排水措施3、混交、间种措施 4、其它调节措施第八章：土壤胶体胶体是指那些大小在1100nm(在长、宽和高的三个方向，至少有一个方向在此范围内)带电的固体颗粒。土壤胶体电荷分为两种：永久电荷和可变电荷永久电荷指由于层状硅酸盐矿物晶格中的同晶替用所产生的剩余负电荷。这种负电荷不受介质pH值的影响。可变电荷胶核表面的分子或原子团的解离，这种电荷的数量和性质随介质pH值的变化而变化的电荷。土壤阳离子交换量（英文缩写）】在一定土壤pH值条件下，土壤能吸附的交换性阳离子的总量。通常以每千克土壤所能吸附的全部交换性阳离子的厘摩尔数（ Cation Exchange Capacity， CEC）。 单位cmol（+）kg-1注：因为阳离子交换量随土壤pH值变化而变化（因可变电荷变化），一般未特别注明时，是以pH为7的条件下测定土壤的交换量。阳离子交换量的大小与土壤可能吸附的速效养分（即阳离子）的容量有关，是土壤保肥力的重要指标。CEC与土壤肥力的关系土壤交换量的大小，基本上代表了土壤的保持养分数量，也就是平常所说的保肥力高低；交换量大，也就是保存养分的能力大，反之则弱。所以，土壤交换量可以作为评价土壤保肥力的指标。土壤盐基饱和度指土壤胶体上交换性盐基离子占交换性阳离子总量的百分率。土壤阳离子交换吸附作用的概念：土壤胶体表面所吸附的阳离子，与土壤溶液中的阳离子或不同胶粒上的阳离子相互交换的作用，称为阳离子交换吸附作用。 阳离子交换作用对土壤中养分的保持和供应起着重要作用。当土壤溶液中阳离子吸附在胶体上时，表示阳离子养分的暂时保蓄，即保肥过程；当胶体上的阳离子解离至土壤溶液中时，表示养分的释放，即供肥过程。土壤胶体的构造和性质：构造：（注：土壤中大多数矿质胶粒为层状构造）1、胶核：胶体的固体部分，土壤中胶核一般由含水SiO2、Fe2O3、Al2O3、次生铝硅酸盐、腐殖质或蛋白质等分子团分子组成。2、双电层：决定电位离子层(内层)：是固定在胶核表面，并决定其电荷和电位的一层离子。补偿离子层(外层)：由于内层电荷的静电引力的作用，吸附土壤溶液中相反的离子而形成的非活性补偿离子层和扩散层（发生离子交换）。性质：1、巨大的比表面积和表面能（比表面积：单位质量或体积物体的总表面积）物体分割得愈细小，单体数愈多，总面积愈大，比面也愈大。2、土壤胶体的带电性：胶体表面的分子解离或吸附溶液中的离子使胶粒带电。带电性对土壤肥力有重要影响。 3、土壤胶体的分散性和凝聚性：凝聚或分散决定于动电电位的高低：越高，排斥力愈强，溶胶状态。越低，当吸引力大于排斥力时，凝胶状态。土壤胶体由于大多带有负电荷，相互具有负电位，而互相排斥，不易凝聚。 注：胶体的凝聚作用，有的是可逆的，有的是不可逆的。 阳离子这种凝聚作用的可逆和不可逆，与土壤结构的稳定性有关，钙离子和腐殖质胶结的结构具有水稳性，而钠离子胶结的不具水稳性。凝聚作用强，利于胶体互相凝聚形成结构（团粒结构）。4、土壤胶体的吸附性和交换能力：由于胶体的巨大表面能，使其对周围分子或离子有很强的吸附力，同样胶体的电性使其扩散层的离子与土壤溶液中的离子有交换能力。土壤胶体的类型（重点掌握粘土矿物）一、土壤无机胶体：含水氧化铁、含水氧化铝、含水氧化硅、次生铝硅酸盐类（即粘土矿物）1、含水氧化硅胶体：（游离态无定型）2、含水氧化铁、铝：（两性胶体）3、水铝英石（非晶质无定形的胶态）4、黏土矿物（次生层状铝硅酸盐类）：根据其迭合情况的不同，可将粘土矿物分为不同类型。 硅氧片、硅氧四面体：硅四面体可以共用氧原子而形成一层，氧原子排列成为中空的六角形，称硅氧片或硅氧层。铝氧八面体：由六个氧原子（或氢离子）环绕着一个中心铝离子排列而成，氧原子排列成两层，铝原子居于两层中心孔穴内，称水铝片。() 高岭石（：型铝硅酸盐矿物） ：由一个硅氧片和一个水铝片，通过共用硅氧顶端 的氧原子连接起来的片状晶格构造。 特点：晶格内的水铝片和硅氧片很少发生同晶替代，因此无永久性电荷。但水铝片上的- 在一定条件下解离出氢离子，使高岭石带负电。晶片与晶片之间形成氢键而结合牢固，水分子及其他离子难以进入层间，并且形成较大的颗粒。因此其吸湿性、粘结性和可塑性较弱，富含高岭石的土壤保肥性差。 （2）蒙脱石类（ ：型铝硅酸盐矿物）：由两片硅氧片和一片水铝片结合成的一个晶片（层）单元，再相互叠加而成的。（）水云母类 （：型粘土矿物）：结构与蒙脱石相类似，只是同晶替代产生的负电荷主要被钾离子中和,而少量被钙镁离子中和。 特点： a、永久性电荷数量少于蒙脱石。b、层与层之间由钾离子中和，使得各层相互紧密结合。形成的颗粒相对比蒙脱石粗而比高岭石细。其粘结性、可塑、胀缩性居中。c、钾离子被固定在硅氧片的六角形网孔中，当晶层破裂时，可将被固定的钾重新释放出来，供植物利用。三种主要粘土矿物的性质比较粘土矿物结晶类型分子层排列情况晶格距离(nm)晶层间联结力颗粒大小比面(m2g-1)CEC（cmol(+)kg-1）粘结性可塑性胀缩性高岭石1:1-OH层与O层相接0.72强大520515弱弱水云母2:1-O层相接中间有K1.00较强中1001202040中等中等蒙脱石2:1-O层相接0.962.14弱小70080080100强强二、土壤有机胶体：主要是腐殖质。少量的木素、蛋白质、纤维素等。特点：高分子有机化合物，高度亲水性。带负电，并且电荷数量多于黏土矿物，因此阳离子交换量大。保肥性强，但不稳定（因受微生物作用而分解）三、土壤有机无机复合胶体：有机胶体以薄膜状紧密盖覆于粘土矿物表面通过阳离子与-COOH、-OH等官能团形成复合体。影响土壤阳离子交换量的因素：1、胶体数量（土壤质地）土壤胶体物质越多（包括矿质胶体、有机胶体和复合胶体），则CEC越大。就矿质胶体而言，CEC随着质地粘重程度增加而增加，所以粘质土CEC较砂质土要大的多。2、胶体类型不同土壤胶体阳离子交换量相差很大，有机无机， 2:11:1，粘土矿物含水的氧化物 粘土矿物主要通过两个方面影响CEC： a、粘土矿物的比表面积: 蛭石、蒙脱石水铝英石 、水云母 高岭石 b、粘土矿物所带的电荷数量 3、土壤pH值：土壤酸碱度影响胶体表面官能团中H+的解离，因而影响可变电荷的多少。4、土壤有机质含量：阳离子交换能力顺序：Fe3 + Al 3+ H + Ca2 + Mg 2+ K + NH4+ Na+影响交换性阳离子有效性的因素：1、交换性阳离子的饱和度：饱和度大，该离子的有效性大2、陪补离子（互补离子）的种类：对于某一特定的离子来说，其它与其共存的离子都是陪补离子。与胶体结合强度大的离子，本身有效性低，但对其它陪补离子的有效性有利。反之亦然。 思考：K+ 的陪补离子分别为Ca2+、Na+时，有效性高低比较？3、无机胶体的种类 ：在饱和度相同的前提下，各种离子在无机胶体上的有效性：高岭石蒙脱石水云母4、阳离子的非交换性吸收：离子半径大小与晶格孔穴大小的关系：离子大小与孔径相近，离子易进入孔穴中，且稳定性较大，从而降低了有效性。如：孔穴半径为1.4埃，钾离子的半径为1.33埃，铵离子的半径为1.42埃，则有效性较低。第九章：土壤缓冲性狭义：土壤抵抗酸碱物质，减缓pH变化的能力。广义：土壤是一个巨大的缓冲体系，包 括对氧化还原、污染物质、养分等。指抗衡外界环境变化的能力。土壤缓冲能力的大小一般用缓冲量来表示，即使土壤溶液改变一个单位pH值时所需要的酸或碱的厘摩尔数。 土壤酸的类型：1、活性酸土壤溶液中游离的H+所表现的酸度。即pH= -lgH+2、潜性酸指土壤胶体上吸附的H+和Al3+所引起的酸度。两者间的关系：1、先有活性酸，后有潜性酸2、潜性酸的量大大于活性酸3、活性酸与潜性酸处于动态平衡中 活性酸是土壤酸度的起源，代表土壤酸度的强度； 潜在酸是土壤酸度的主体，代表土壤酸度的容量。土壤酸碱性是指土壤溶液的反应，是在土壤形成过程中产生的重要属性。 它反映土壤溶液中H+浓度和OH-浓度比例，同时也决定土壤胶体上致酸离子（H+或Al3+）或碱性离子（Na+ ）的数量及土壤中酸性盐和碱性盐类的存在数量。土壤酸碱性是土壤重要的化学性质，是划分土壤类型、评价土壤肥力的重要指标。如何调节土壤酸碱性：1、土壤酸性的调节土壤酸度过强（pH过低），一般采用施石灰提高pH。使用的石灰材料是生石灰（CaO）和熟石