土壤学 考试重点.doc

土壤学备注：整理土壤学复习材料，不是因为我妄自菲薄，整理只是为了给基础薄弱的同学提供一个方便，因为我本身也没学好，但是却是我的职责所在，我不能全面的把每个细小的知识点全部写在上面，因为我没有仔细的阅读课本，我并不知道所有可能的知识点，在整理的过程中，我发现老师所留给的问题也的确是每章最重要的部分，我就是按照这整理的，在复习的过程中，我建议你们先掌握这些部分，然后在把课本浏览一下，我不能保证看了这份材料能过，在最后复习的过程中，如果有什么问题，我们可以共同讨论，另外，整理这份材料的确花费了我不少时间，我精力有限，能力也有限，材料肯定有疏漏和不足的地方，希望在参照的过程中及时改正 绪论1.土壤是发育于地球陆地表面能够生长植物的疏松多孔结构表层2.母质是指岩石风化的残疾物或其他类型的堆积物3.土壤剖面是在野外观察和研究土壤时，从地面垂直向下直到母质挖一断面，这一断面叫做土壤剖面4.土壤肥力是指在植物生长期间土壤供应和协调水分，养分，空气热量的能力，通常称为水，肥，气，热4大肥力因素5.土壤科学的发展了解第一章.岩石的风化和成土母质1.岩石，土壤，母质三者区别和联系：岩石是组成地壳的天然矿物集合体,.母质是指岩石风化的残疾物或其他类型的堆积物,土壤是发育于地球陆地表面能够生长植物的疏松多孔结构表层,岩石-母质-土壤三者之间既有本质的区别，又有发生上的血缘关系。岩石一般大块状，坚硬，不透水，不通气，养分物质被封闭未释放出来，母质疏松多孔，透水通气，热的性质也有所发展，封闭在岩石矿物中的养分也逐渐被释放出来，由于黏粒和无机胶体的产生，比表面积增大，微小空隙的形成等原因，对养料物质和水分具有微弱的保蓄能力，但是母质中还没有植物生长所必须的氮素，可溶性矿质养分的淋溶仍是主要方面，水，气，热状况还不能很好的协调，因而母质尚不具备植物生长发育所需要的肥力条件，所以母质既不同于岩石，也不同于土壤，但是它却为土壤的形成创造了先决条件，因而母质是形成土壤的物质基础第二章土壤矿物质1.土壤原生矿物：一部分来源于岩石矿物经过物理风化而未改变化学组成和结构的原始成岩矿物2.土壤次生矿物是在岩石风化和成土过程中，由原生矿物经化学蚀变或由其分解产物重新合成的新生矿物3硅氧.四面体指由一个硅离子和四个氧离子构成，其排列方式是以三个氧离子构成三角形为底，硅离子位于底部三个氧离子之上的中心低凹处，第四个氧则位于硅离子的底部，恰恰把硅氧离子盖在氧离子下面4.八面体：由一个铝（或铁，镁）离子为中心离子，其周围等距的连接六个氧离子（或氧氢离子）所构成，六个氧离子（或氢氧离子）排列两层，每层都由三个氧（或氢）排成三角形，上层三个氧和下层三个氧互相交错排列，铝（或铁，镁）离子位于两层中心的空穴内5.同晶代换：晶架内四面体或八面体中心阳离子常被另一种大小相似的氧离子所代替，其结果是改变了晶架的化学结构组成，而晶体的构造不受破坏6.土壤质地是按土壤中不同粒径颗粒相对含量的组成而区分的粗细度7.黏粒矿物8.2:1型矿物：在构造上是由两个四面体片中间夹着一个八面体片构成，在四面体片与八面体片连接的面上，有三分之二的氧为两者共用，其余1/3的氧被氢离子合成氢氧基，单位晶层重叠时层间相邻两个面均为四面体片面的氧面，故无氢键的形成9.土壤质地与土壤肥力的关系：砂质土：水气土通透性好，保水能力弱，毛管较粗，抗旱能力弱。养分以原生矿物为主，次生矿物少，土壤养分乏，有机质含量低，保肥能力和缓冲性较弱。热土壤热容量少，昼夜温差大，春季增温快。耕性粘结性和黏着性均较弱，耕性好。粘质土：水气通透性较差，保肥能力强，抗旱能力强。养分以次生黏粒矿物为主，土壤有机质含量较高，土壤养分均较丰富，含有较多的al2o3，fe2o3,k,mg,ca等养分元素，保肥能力与缓冲性较强。热土壤热容量大，昼夜温差小，春季增温慢。耕性黏结性和黏着性均较强，耕性差。壤质土：其肥力特性介于砂质土与粘质土之间，它兼具二者的优点，既不过念，也不过砂，耕性优良，适种作物广泛，管理容易，作物产量较高，是农业生产中较为理想的土壤10.比较高岭石，蒙脱石，伊利石在晶架构造上的不同和各自的特征：高岭石：是1:1型矿物，由一个四面体片和一个八面体片重叠而成，四面体片中，四面体顶部的氧和八面体片并用，该面上其余1/3的氧与氢结合成oh，重叠后晶架上边的面由八面体上的oh组成，底下的面由四面体上的o所组成。特性：2:1型晶架结构，高岭石亚族矿物的电荷数量少，膨胀性小，无同晶代换。伊利石：在构造上是由两个四面体片中间夹着一个八面体片构成，在四面体片与八面体片连接的面上，有三分之二的氧为两者共用，其余1/3的氧被氢离子合成氢氧基，单位晶层重叠时层间相邻两个面均为四面体片面的氧面，故无氢键的形成。特性：2;1型晶层结构，非膨胀性，电荷数量大。蒙脱石：同晶代换主要产生于八面体片中，一般主要以镁离子代替铝离子，四面体片很少有同晶代换产生。特性：2:1型晶层结构，膨胀性大，电荷数量大，胶体特性突出11.膨胀性：伊利石蛭石蒙脱石12.土壤质地采用国际制分类看书34页13.土壤粒级分级国际制：黏粒2第三章土壤有机质1.土壤有机质是泛指以各种形态和状态存在于土壤中的各种含碳有机化合物2.土壤腐植质;是有机残体进入土壤后，经微生物的作用在土壤中新形成的一类特殊的高分子有机化合物3.土壤有机质的矿化作用是指土壤有机质在土壤微生物及其酶的作用下分解成co2和水，并释放出其中的矿质养分的过程4.土壤有机质的腐质化作用：有机质在微生物的作用下，形成复杂的有机质的过程，包括两个阶段，产生构成腐殖质主要成分的原始材料阶段和合成阶段5.c/n指有机质中碳素总量与氮素总量的比率6.土壤有机质在土壤肥力上的作用：（1）提供作物养分的作用（2）保水，保肥和缓冲作用（3）促进团粒结构的形成，改善土壤物理性质（4）腐植酸的生理活性你（5）减轻或消除 土壤中农药的残毒和重金属污染7.影响土壤有机质转化的因素：土壤有机质的转化过程中，无论是矿质化过程还是腐殖化过程，都是在微生物的参与下进行的，有机质的分解和周转都必须受微生物制约。凡能影响微生物生命活动及其生理作用的一切因素都会影响有机质的分解和周转。（1）有机残体的物理状态和化学组成：有机残体本身的物理状态直接影响转化的速率，多汁，幼嫩比干枯老化的植物残体易于分解。有机残体的c/n比率是影响转化速率的根本原因，凡多汁，幼嫩和c/n比小的植物残体，矿化和腐殖化都比较容易进行，分解的快，形成的腐殖质数量少，释放的氮素数量多，反之干枯老化和c/n比大的植物残体，转化较慢，释放的氮素少。（2）土壤环境条件：凡能影响微生物生命活动的环境条件，都会影响有机质的转化土壤湿度和通气状况，微生物的活动需要一定的湿度和通气条件，在适度的湿润而又有通气良好的环境条件下，好氧微生物活动十分活跃，分解的速度快，分解较完全，矿化率高。温度，在035的温度范围内，增高温度能促进有机质的分解土壤的酸碱反应，不同的微生物都有适宜活动的ph值范围8.用图说明土壤腐殖质的分离过程，参照图3-19.增加土壤有机质的方法：（1）种植绿肥（2）增施有机肥（3）秸秆还田第四章土壤的化学性质1.土壤胶体是在土壤学中，粒径在1100nm的颗粒2.土壤氧离子的交换作用：在土壤学中，把能够相互交换的阳离子称为交换性阳离子，而把土壤胶体表面吸附的阳离子与土壤溶液中阳离子相互代换的作用，称为阳离子交换作用3.土壤阳离子的交换量（cec）：在一定的ph值条件下，单位质量的土壤所能保持的交换性阳离子总量4.土壤的缓冲性能是指土壤具有抗衡酸碱物质，减缓ph变化的能力5.永久电荷：当同晶代换发生时，如果以低价代替高价,则产生多余的负电荷，这种电荷一旦产生，就不能改变，并不受溶液ph的影响，我们把由同晶代换产生的电荷称为永久电荷6.可变电荷是土壤胶体表面所带的电荷中，有一部分不是产生于同晶代换，它的数量与符号随介质ph值得变化而变化，把这种电荷称为可变电荷，或称为ph值可变电荷7.影响土壤阳离子交换量的因素：土壤胶体的数量，土壤胶体的数量与土壤胶体的质地有关，质地越细，胶体物质含量越多，cec值就越大，一般而言，不同质地土壤的cec的大小顺序为黏土壤土砂土土壤胶体的质量（类型），不同类型的土壤胶体，cec的大小差异很大，有机胶体的cec值大于无机胶体的土壤的ph值。ph值影响土壤中可变电荷的数量，进而影响cec的大小。对同一土壤，在碱性条件下比在中性及酸性条件下cec提高，并且不同的土壤组分，cec提高的幅度也各不相同8.阳离子交换能力的大小顺序：fe3+,al3+h+ba2+ca2+mg2+cs2+rb+nh4+k+na+9.影响土壤ph值的因素：盐基饱和度对ph值的影响。盐基完全不饱和的ph值，当土壤不含盐基离子，完全为氢铝离子所饱和时的ph值，称为极限ph值，此时土壤的ph值达到最低，不同类型的土壤或胶体，所带的负电荷电量不同，吸附氢和铝的量也不同，故极限ph值各有差异盐基饱和度为50%时的ph值，此时酸和碱加入对ph影响较小盐基饱和度为100%的ph值，土壤所含的酸基全部为碱中和，即盐基饱和度达到100%时的ph值，称为“中和点ph值”，土壤中已不含交换性氢和铝离子，其ph值由交换性钠离子的水解所决定的，酸碱的滴入对ph值的影响最激烈（2）盐基离子的种类对ph值的影响，各种交换性盐基离子在水中的离解情况不同，ph值的影响也不同，离解度大者，溶液的ph值也高，反之则低，一般来说，碱金属离子的离解度大于碱土金属离子，对于同价的离子，半径较小的离解度大（3）土壤含水量对ph值的影响，水分影响各种离子在固液相之间的分配和某些盐类的溶解，因此当土壤溶液的含水量不同，ph值也不同，水分含量对ph值影响程度随土壤种类而异，土壤加水愈多，ph值愈高10.土壤具有缓冲性的原因：（1）土壤溶液中存在着弱酸-弱酸盐缓冲体系，有些土壤溶液中往往含有多种可溶性弱酸，这样就组成了一些缓冲体系，对酸或碱具有缓冲作用（2）阳离子交换作用，对于大多数不含可溶性弱酸及其盐类的土壤，缓冲作用主要源于阳离子交换作用，如果有少量强酸加入土壤，氢离子就迅速与胶体所吸附的金属离子发生交换作用，氢离子被吸附，金属离子进入溶液，生成中性或近于中性的盐类，从而使土壤溶液中氢离子的浓度不致有明显增加，反之，如果有少许强碱加入土壤，钠离子就与胶体所吸附的氢离子或铝离子相交换，交换出来的氢离子或铝离子与氢氧基相结合成水或羟基铝离子，所以溶液的h+浓度基本上保持不变，此外，在ph蒙脱石伊利石高岭石含水氧化铁铝，黏粒含量愈高，土壤的缓冲性能愈大，有机质含量愈高的土壤，缓冲性能也愈高（2）土壤的盐基饱和度，在阳离子交换量相同的条件下，盐基饱和度愈高，对酸的缓冲能力愈大，对碱的缓冲能力愈小，反之，盐基饱和度愈小，对碱的缓冲能力愈大，对酸的缓冲能力愈小，当盐基完全不饱和时，就失去了对酸的缓冲能力12.土壤发生酸化的原因：（1）降水作用，雨水的淋洗作用使土壤酸化，根据现代的研究，土壤酸度的形成与发展是与降水及其与土壤的淋溶作用有密切关系，土壤胶体表面最初吸附的由岩石和矿物风化产生的各种盐基离子，当土壤溶液中因某些原因产生大量的氢离子时，它便可与胶体上的盐基离子相交换，而被交换下来的盐基离子，可不断的被雨水所淋失，结果造成土壤胶体上的盐基离子不断减少，而交换性氢离子浓度不断增加，当胶体表面上的氢离子的饱和度达到一定程度后，氢离子可侵入八面体片层内，使八面体晶格破裂释放出铝离子，铝离子可优先吸附于黏粒矿物表面，使氢饱和的胶体迅速变成氢，铝质胶体。胶体上吸附性铝离子，还可通过交换作用进入土壤溶液，并按下式，解离出氢离子，使土壤进一步变酸。在长期及多雨条件下，h+可逐渐把胶体吸附的ca2+,mg2+，k+,na+等交换性盐基离子交换至土壤溶液中而被淋出土体，与此同时，土壤胶体上的交换性氢在增加，进而出现交换性铝，使土壤呈酸性或强酸性，我国长江以南的土壤多呈酸性，其主要原因在于此酸雨使土壤酸化(2)施肥与灌溉，施用生理酸性肥料，有增加土壤酸度的效果，酸水灌溉也是土壤酸化的原因（3）有机酸的作用，在冷凉湿润的条件下，土壤中的有机残体处于厌氧分解或半厌氧分解，可生成各种有机酸或高分子的腐植酸，使土壤酸化13.土壤的碱性原因：（1）土壤中碱式盐的水解，土壤中碱式盐的种类很多，主要是碱金属及碱土金属的碳酸盐，重碳酸盐，这些种类的碳酸是很弱的酸，解离常数很小。因此碳酸盐的解离常数较大，碳酸根离子能与h+结合，促进水的解离，使溶液中的oh浓度增加，土壤呈碱性反应，碳酸盐的种类不同，其溶解度也不同，此外土壤是一个多相体系，溶液的ph值还与空气中的co2的分压有关，在石灰性土壤中，土壤的ph值随溶液中ca2+浓度及土壤空气中co2的分压的增加而降低：ph+1/2ca2+1/2lgpco2=4.92,，各种碱式盐在 土壤中的存在是与土壤的成土条件密切相关的，其中气候干旱及含盐基丰富的母质为主要原因，在干旱和半干旱气候条件下，大气降水甚少，富含盐基的母质风化释放出的na+,k+,mg2+，ca2+等盐基离子不能被淋洗出土体，而大量积累于土壤及地下水中，并与空气中的co2作用成各种碳酸盐，也有学者认为，高等植物的选择的吸收，使土壤根层的盐基离子增加，对土壤碱度的发展也有积极的影响。（2）土壤胶体吸附的钠离子的水解，在可溶性钠盐含量较高的盐渍土中，当积盐与脱盐过程频繁交替发生时，促进钠离子进入土壤胶体，使土壤表面有许多交换性的钠离子，待脱盐过程达到一定程度，胶体表面的钠离子发生水解作用，产生naoh,使土壤呈碱性反应，土壤胶体-na +h2o =土壤胶体-h +na+ +oh-,。我国北方平原地区，年降雨量分布不均匀，主要集中在夏季的7-9月内，每降一次雨，就淋洗一次盐分，雨过天晴，地表又蒸发而重新积盐，在这样盐分反复上下移动的过程中，交换性钠离子不断地进入土壤胶体而逐渐发生碱化，此外，如果盐渍土地区发展灌溉的同时，不注意培肥及合理耕作，土壤也会碱化，土壤碱化更主要的原因，是母质或地下水中含有碱性钠盐，当土壤中一出现这些盐类，土壤胶体很快吸附其中的钠离子而碱化第五章土壤孔性 结构和耕性1.土壤结构体或团聚体概念：土粒互相排列和团聚成一定形状和大小的土块，土团或土片第六章土壤水分 空气和热量状况1.田间持水量;当毛管悬着水达到最大量时的土壤含水量2.土水势的优点：它表明了土壤水的能量状态，而不是简单的数量关系水势的数值可以在土壤-植物-大气之间统一使用能提供一些更为精确地测定手段3.毛管水是土壤中最宝贵的水分的原因：第一，它是土壤中既能被土壤保持又能被植物有效利用的有效水分。第二，它有溶解养分的能力，能在毛管力的作用下，向上，下，左，右方向移动，且速度快，具有输送养分到作物根部的作用4.土壤空气组成与大气不同之处：（1）土壤空气中的co2含量高于大气（2）土壤空气中水汽含量比大气多（3）土壤空气中有时含有少量还原性气体（4）土壤空气成分随时间和空间而变化（5）土壤空气中氧气的含量低于大气5.产生原因产生条件参比标准特点基质势土壤的吸附力和毛管力土壤水不饱和纯自由水同一土壤中，土壤含水量越高，基质势也越高，当土壤水饱和时，最大=0溶质势由土壤水中溶解的溶质所引起的水势变化在盐渍土中纯自由水土壤溶质浓度越高，溶质势越低，溶质势只对半透膜的水分运动起作用压力势静水压力土壤水分饱和时大气压正值只有当土壤水分不饱和时才有压力势，在不饱和土壤中，压力势为零，饱和土层越深，压力势越高重力势重力任何时存在地下水位=+-mgz总水势非盐渍土和土壤不饱和时土壤水饱和时考虑根系吸水势1=m+yt=p+gt=m+s第七章 土壤养分1.反硝化作用：硝态氮经过微生物的还原转化为气态氮，或是在兼氧条件下，硝酸盐在反硝化微生物作用下，还原n2，n2o或no的过程2.硝化作用;土壤中氨态氮在亚硝化和硝化细菌作用下转化为硝态氮的过程3.闭蓄态的鳞（o-p）：酸性土壤中被水化氧化铁所包裹的磷酸矿物4.土壤中磷的调节：（1）调节土壤的酸碱度，土壤酸碱度是影响土壤磷固定的重要因子之一，对酸度土壤，适当施用石灰调节其ph至中性附近，可减少磷的固定作用，提高土壤磷的有效性（2）增加土壤的有机质，含有有机质多的土壤，其固磷作用往往较弱（3）土壤淹水，淹水后的土壤的有效性明显提高5.土壤磷的固定形式：化学固定，吸附固定，闭蓄态固定，生物固定第八章 土壤形成与分类1.土壤的水平地带性：在水平方向上，土壤随生物气候带而演替的规律2.土壤的垂直地带性：是指土壤分布随地形高度的而出现的变化3.生物大循环是指地面岩石的风化，风化产物的淋溶与搬运，堆积，进而产生成岩作用，这是地球表面恒定的周而复始的大循环生物小循环：植物营养元素在生物体与土壤之间的循环，植物从土壤中吸收养分，形成植物体，后者供动物生长，而植物残体回到土壤中，在微生物的作用下转化为植物需要的养分，促进土壤肥力的形成和发展。地质大循环与生物小循环之间的关系：地质大循环与生物小循环的共同作用是土壤发生的基础，无地质大循环，生物小循环就不能进行，无生物小循环，仅地质大循环，土壤就难以形成，在土壤形成过程中，两种循环过程相互渗透和不可分割的同时进行着，他们之间通过土壤相互连接一起4.有机质的积聚过程：有机质积聚过程是在木本或草本植被下，有机质在土体上部积累的过程。有以下三种形式（1）腐殖化过程，土壤形成中的腐殖化过程是指在各种植物作用下，在土体中，特别是土体表层进行的腐殖质积累过程，腐殖化过程的结果，使土体发生分化，往往在土体上部形成一暗色的腐殖质层，它主要表现在草原土壤系列，即在半干旱和半湿润的温带草原，草甸或森林草原等生物气候条件下，每年的有机质量在土体中积累较大，有明显的死冬季节，使有机质停止分解，加之土壤的水分状况促使土壤微生物进行适量的好气与嫌气分解，土壤中的饱和程度也高，因而形成较高的量的黑色胡敏酸的钙饱和腐殖质，腐殖质a层较厚，土层松软（2）粗腐殖化过程，主要表现在淋溶土壤或森林土壤系列，森林的残落物较多，但单宁含量高，降水量较大，残落物腐解过程较差，形成所谓酸性的粗腐殖化过程，其腐植酸以富里酸为主，腐殖层较薄，其以上的粗腐殖质多用o表示（3）泥炭化过程，指有机质以植物残体形式的积累过程，在沼泽，河湖岸边的低湿地段，地下水位高，土体中水分过湿，湿生，水生生物年复一年枯死，其残落物不易分解，日积月累堆积形成有机物分解很差的泥炭，称为泥炭化过程富铝化过程：又称为脱硅过程，脱硅富铝化过程，指土体中脱硅，富铁铝过程，它是在，亚热带地区土壤物质由于矿物的风化，形成弱碱性条件，随着可溶性盐，碱金属和碱土金属盐基及硅酸的大量流失，而造成铁铝在土体内相对富集的过程，因此它包括两方面作用，即脱硅作用和铁铝相对富集作用浅育化和潴育化过程：（1）浅育化过程是土壤长期渍水，受到有机质嫌气分解，而铁锰强烈还原，形成灰蓝-灰绿色土体的过程，即在土体中发生的还原过程，有时，由于铁解作用，而使土壤胶体破坏，土壤变酸，该过程主要出现在排水不良的水稻土和沼泽土中，往往发生在剖面的下部（2）潴育化过程，实质上是一个氧化还原交替过程，即土壤形成中的氧化还原过程，指土壤渍水带经常处于上下移动，土体中干湿交替比较明显，促使土壤中氧化还原反复交替，结果在土体内出现锈纹，锈斑，铁锰结核和红色胶膜等物质，该过程又称为假浅育化第九章 中国主要土壤类型1.黑土的成土条件：黑土地区处在温带半湿润大陆性季风气候条件下，干燥度1，年年降水量500-650mm，大部分集中在夏季，以7.8.9三个月最多，占全年降水一半以上，年均温度0-6.7c，10c积温2100-2700c,无霜期135-140d，成土母质多为黄土状深积物，也有红色沙质沉积物，个别地方为岩石风化坡积物，地形为山前洪积平原，洪积冲积台地，植被属于森林草甸或草原化草甸植物成土过程：(1)腐殖质积累过程，黑土区的草原草甸植被生长繁茂，生物积累量大，从生长条件来看，夏季高温多雨下层质地又黏重，有利于植物生长，地上地下部分积累量都很高，秋季植物死亡后，气温降低，土壤冻结，微生物活动中断，有机质难以分解，而以有机残体形式保留下来，春天温度上升而下层仍未融化，阻碍融水下渗，在50cm以上的土层中，水分滞留，有机残体只能厌氧分解，从而使腐殖质在土壤中大量积累，形成深厚的腐殖质层。由于周期性的冻结干燥，使残体和土壤中丰富的钙镁等盐基和有机质分解形成胡敏酸类腐殖质变成凝胶，大部分土壤矿质相结合，形成有机-无机复合体，所以黑土具有良好的团粒结构，阳离子交换量高，盐基饱和度大，各种营养元素