土壤学总复习题.doc

土壤学总复习题绪论：1、土壤剖面：有成土作用形成的层次称为土层（土壤发生层），而完整的垂直土层序列称之为土壤剖面。三个基本层：A层：地表最上端，腐殖质在这一层聚积。B层：粘粒在这里淀积，称淀积层或过渡层。C层：不同程度风化物构成，称母质层。2、肥力：土壤供应植物生长所必需的能力。有效肥力：在农业实践中，由于土壤性质、环境条件和技术水平的限制，只有土壤中的一部分肥力在当季生产中能表现出来，产生经济效益这一部分费力叫有效肥力，而没有直接反映出来的叫做“潜在肥力”。3、土壤的概念：能产生植物收获的地球陆地表面的疏松层次。4、环境土壤学：第一章【土壤矿物质】：1、原生矿物：指那些经过不同程度的物理风化，未改变化学组成和结晶结构的原始成岩矿物。次生矿物：在风化和成土过程中新形成的矿物。2、土壤原生矿物以硅酸盐和铝硅酸盐占绝对优势，土壤次生矿物以结晶层状硅酸盐粘土矿物为主。粘土矿物是在风化和成土过程中所形成的次生矿物。3、粘土矿物：一个粘土颗粒是由许多层粘土矿物晶胞（片）堆叠形成，而粘土矿物晶胞又是由晶胞的最小构造单元组成。不同种类的粘土矿物，它们的最小构造单元都是一样的。但是，基本构造单元之间的连接方式和晶胞结合形式不同，因而形成不同粘土矿物各自的特点。粘土矿物的基本构造单位是硅氧四面体和铝氧八面体。硅氧四面体的结构如图11-1所示，每个四面体的中心是一个硅原子，它与四个氧原子以相等的距离相连，四个氧原子分别在四面体的四个顶角上。从单独的四面体看，4个氧还有4个剩余的负电荷，因此各个氧还能和另一个邻近的硅离子相结合。依此，四面体在平面上相互连接，形成四面体层。 铝氧八面体的结构如图11-2所示，每个八面体的中心是一个铝原子，它与三个氧原子和三个氢氧原子以等距离相连。三个氧原子和三个氢氧原子分别在八面体的六个顶角上。由于还有剩余电荷，氧原子还能和另一个临近的铝离子相结合。依此，八面体在平面上相互联结，形成八面体层。 图11-1 硅氧四面体及其晶层示意图a-硅氧四面体；b-硅氧四面体六角环片状结构的平面投影图11-2 铝氧八面体及其晶层示意a-硅氧四面体；b-硅氧四面体六角环片状结构的平面投影单位晶片：从化学式上看，硅氧四面体（SiO4）4-和铝氧八面体（AlO6）9- 都还不是化合物，在形成硅酸盐矿物之前，硅氧四面体和铝氧八面体需要各自分别聚合，在平面上这种成单位晶片：硅氧四面体通过共用底部氧的方式在平面上连接成四面体片硅片，硅片顶端的氧仍带有负电荷。铝氧八面体通过共用两端氧的方式在平面上连接成八面体片铝片，铝片上下两端的氧都带有剩余负电荷。单位晶层：由于硅片n（SiO10）4-、铝片n（Al4O12）12-都还带有负电荷，不稳定，必需重叠化合以后，才能形成稳定的化合物，硅片和铝片以不同的配合方式在垂直方向上重叠成单位晶层，根据形成单位晶层时硅片和铝片的配合比例不同可形成2：1型、1：1型、2：1：1型的单位晶层。1：1型单位晶层：由一层硅片和一层铝片组成，硅片顶端的活性氧、铝片底层的活性氧通过共用的方式连接在一起。2：1型单位晶层：由两层硅片夹一层铝片组成，两层硅片顶端的活性氧都朝向铝片、铝片两端的氧分别与两层硅片顶端的氧通过共用的方式连接在一起。2：1：1型的单位晶层：在2：1型单位晶层的基础上多了一个水镁片和水铝片。 同晶置换：组成矿物的中心离子被电性相同、大小相近的离子代替而晶格构造保持不变的现象。同晶置换条件：替代和被替代离子的电性必须相同，电价可以同价或不等价。同晶置换结果：导致粘土颗粒带负电，而粘土颗粒的负电性是影响其性能的重要因素。高岭石类矿物：也称1：1型矿物，主要包括高岭石、珍珠陶土、迪岩石及埃落石等。（1）1：1型晶层结构：单硅片：铝片=1：1，所以这一组矿物又称1：1型矿物，以高岭石最为典型。（2）非膨胀性：相邻两个晶层的层面之间能形成键能较强的氢键，连接力强，晶层间不易膨胀。（3）电荷数量少：没有或极少有同晶代换现象，其电荷的来源主要来源于两个方面：一方面是晶体表面的断键，另一方面是晶体表面的OH基在中性或碱性条件下的解离，所以电荷数量少。故1：1型粘土矿物高的土壤其保肥性能差。蒙脱石类矿物：2：1型膨胀性矿物，比如蒙脱石、蛭石、绿泥石（1）2：1型晶层结构：硅片：铝片=2：1，以蒙脱石最为典型。（2）胀缩性大：晶层与晶层之间只能形成很小的分子引力，连接力弱，晶层间胀缩性大（3）电荷数量大：电荷数量大的原因是因为该组矿物同晶代换比较普遍。水云母组：2：1型非膨胀性矿物，比如水云母、伊利石。（1）2：1型的晶层结构：晶层结构与蒙脱石相似，硅片：铝片=2：1，以伊利石最为典型。（2）非膨胀性：伊利石的晶层与晶层之间吸附的K+使相邻两个晶层产生了很强的键联效果，连接力强，晶层不易膨胀。（3）电荷数量大：同晶置换普遍，主要发生在硅片中，电荷数量较大：但是因为部分的负电荷被K+中和，所以电荷数量介于高岭石和蒙脱石之间。（4）胶体特性：因颗粒大小，总表面积介于高岭石和蒙脱石之间，所以可塑性、粘结性、粘着性、吸湿性也介于高岭石和蒙脱石之间。4、第二章【土壤有机质】：1、土壤有机质的概念：存在于土壤中所有含碳的有机物，包括：土壤微生物和土壤动物及其分泌物以及土体中植物残体和植物分泌物。土壤有机质的来源：1、有机体的残留物2、生物体的分泌物3、有机物料的施入。土壤有机质形态：1、新鲜有机质（未分解有机质）2、半分解有机质3、腐殖质2、土壤腐殖质是指除未分解和半分解动、植物残体及微生物体以外的有机物质的总称。3、矿化作用过程：有机质在生物作用下分解为简单的无机化合物的过程。腐殖化过程：有机物通过微生物的合成或在原植物组织的聚合转变形成了新的有机物4、土壤有机质转化的影响因素：1、温度2、土壤水分和通气状况3、植物残体的特性（有机质的碳氮比）4、土壤特性（土壤分散性或致密性、土壤酸碱性）5、腐殖化作用：有机质在分解的同时，形成腐殖质的过程。土壤腐殖质的种类：胡敏酸、富啡酸、胡敏素。6、土壤有机质对土壤肥力的作用：1、是土壤养分的主要来源；2、促进土壤结构形成，改善土壤物理性质；3、提高土壤的保肥能力和缓冲性能；4、腐殖质具有生理活性，能促进作物生长 发育；5、腐殖质具有络合作用，有助于消除土壤的污染第三章【土壤生物】：1、土壤生物类型：1、后生动物（小的土居性的多细胞动物）2、原生动物（单细胞真核动物）3、微生物（包括细菌、放线菌、真菌、藻类、原生动物、病毒）2、微生物营养类型：1、化能异养型（碳源：有机物，能量：氧化有机物【腐生、寄生】）2、化能自养型（碳源：CO2，能量：氧化无机物）3、光能异养型（供氢体：有机化合物，能量：光）4、光能自养型（供氢体：无机物，能量：光）3、微生物呼吸类型：1、好氧性微生物的有氧呼吸2、厌氧性微生物的无氧呼吸3、兼厌氧性微生物兼性呼吸4、影响土壤微生物活性的环境因素：1、温度（温度是影响微生物生长和代谢最重要的环境因素）2、水分及其有效性（水是微生物细胞生命活动的基本条件之一）3、Ph（酸碱度对微生物生命活动有很大影响）4、氧气（通气状况的高低对微生物生长有一定影响）5、生物因素第四章【土壤质地和结构】：1、土壤比重（土壤密度、土壤真比重）：单位容积固体土粒（不包括土粒及粒间的空隙）的质量，土壤容重（土壤假比重）：指单位容积的土粒（包括土粒及粒间的孔隙）烘干后的重量，土壤容重的用途：计算土壤孔隙度、计算工程土方量、估算土壤成分储量、计算土壤储水量。2、固相和液相两者的容积合称为土壤实容积，液相和气相两者的容积合称为土壤空隙容积，以孔隙度或孔隙比表示之。固相率=固相容积/土体溶剂*100%、液相率=液相容积/土体溶剂*100%、气相率=气相容积/土体溶剂*100%，孔隙度=1-固相率=液相率+气相率、孔隙比=孔隙容积/土粒容积3、三相组成和孔度的计算：固相率=容重/密度，液相率=土壤含水量（质量%）*土壤容重、土壤含水量（质量%）=土壤水质量/干土质量，孔隙度=1-固相率=1-容重/密度，气相率=孔隙度-液相率4、土粒的种类：按土粒的成分：矿物质土粒（大多数）、有机质土粒；按存在状态：单粒、复粒；按土粒大小（也就是粒级）：石砾、沙粒、粉粒、粘粒。粒级的分类：国际粒级制、美国农部粒级制、卡钦斯基粒级制、中国粒级制。5、土壤机械组成：根据机械分析，计算各粒级的相对含量，即为机械组成。土壤质地：根据机械组成划分的土壤类型。土壤质地类型：砂土、壤土、粘土。砂土：含土壤养分少，加之缺少粘粒和有机质，因此抗旱能力弱，易漏水漏肥，保肥性能弱；速效肥料易随雨水和灌溉水流失，而且施用速效肥料效猛而不稳长。因此，砂土上要强调增施有机肥，适时追肥，并掌握勤浇薄施的原则。粘土：含土壤养分丰富，而且有机质含量较高，因此，大多土壤养分不易被雨水和灌溉水淋失，故保肥性能好；但由于遇雨或灌溉时，往往水分在土体中难以下渗而导致排水困难，影响农作物根系的生长，阻碍了根系对土壤养分的吸收。因此，粘土在生产上要注意开沟排水，降低地下水位，以避免或减轻涝害，并选择在适宜的土壤含水条件下精耕细作，以改善土壤结构性和耕性，促进土壤养分的释放。壤土：兼有砂土和粘土的优点，是较理想的土壤，其耕性优良，适种的农作物种类多。6、土壤质地改良:1、客土法2、深耕、深翻、人造塥7、土壤结构性：是由土壤结构体的种类、数量（尤其是团粒结构的数量）及结构体内外孔隙状况等产生的综合性质。土壤结构体分类：1、板状（片状）2、柱状和棱柱状3、块状和球状8、团粒：土壤中由若干单粒粘结在一起形成为团聚体的一种土壤结构。团粒的形成过程：1、粘结团聚过程（粘结过程、团聚过程）2、切割造型过程（根系的切割、干湿交替、冻融交替、耕作）团粒的多级孔性：团粒结构是经过多次的复合、团聚而形成的可概括为如下几步：单粒复粒（初级微团聚体）微团粒（二、三级微团聚体）团粒(大团聚体)。每一级复合和团聚就会产生相应大小的一级空隙，因此团粒内部有从小到大的空隙。在有机胶体参与下发生的多级团聚作用及由此产生的多级孔性是团粒区别于其他非团聚化结构体的主要机制和特点。团粒结构在土壤肥力上的意义：1、能协调水分和空气的矛盾；2、能协调土壤有机质中养分的消耗和积累的矛盾；3、能稳定土壤温度，调节土热状况；4、 改良耕性和有利于作物根系伸展；5、团粒结构大小空隙兼备，小孔隙能保持水分，大孔隙则保持通气，团粒结构土壤能保证植物根的良好生长，适于作物栽培。土壤良好结构体的培育：1、增施有机肥2、实行合理轮作3、合理的耕作、水分管理及施用石灰4、使用土壤结构改良剂5、盐碱土电流改良9、土壤空度分级：按照土壤中空隙的大小及其功能进行空隙分类。1、按毛管孔度和非毛管孔度2、按分级孔度分类3、按通气孔度、毛管孔度与非活性孔度分4、通过薄片观察第五章【土壤水】：1、土壤水类型：吸附水（吸湿水和膜状水）、毛管水、重力水2、吸湿水：干燥土粒从空气中吸附的水汽分子叫做吸湿水毛管悬着水：借助于毛管力保持在上层土壤的毛管空隙中的水，好像悬挂在上层土壤中一样，故称之为毛管悬着水。田间持水量（土壤有效水的上限）：土壤毛管悬着水达到最多时的含水量。毛管断裂水量：当土壤含水量降低到一定程度时，较粗毛管中悬着水的连续状态出现断裂，但细毛管中仍充满水，此时土壤含水量称为毛管断裂水量。临界深度：含盐地下水能够上升到达根系活动层并开始危害作物时的埋藏深度。萎蔫系数（土壤有效水的下限）：植物因根无法吸水而发生永久萎蔫的土壤含水量。3、土壤水份含量的表示方法：1、质量含水量2、容积含水量3、相对含水量4土壤水贮量。相对含水量：指土壤含水量占田间持水量的百分数。土壤水层厚度（水深）：一定厚度、一定面积土壤中所含水量相当于相同体积水层的厚度。4、土水势：单位数量的水在恒温条件下，移动到参照状况的纯自由水体所能做的功。参照状况一般使用标准状况，即在大气压下，与土壤水具有相同温度以及在某一固定高度的假象的纯自由水体。土水势研究土壤水的优点：1、可以作为判断各种土壤水份能态的统一标准和尺度2、可以在土壤植物大气之间统一使用3、可以提供精确的土壤水份状况测定手段。土水势分势：基质势、压力势、溶质势、重力势、总水势土壤水吸力：土壤水在承受一定吸力的情况下所处的能态。土壤水分特征曲线：土壤水的基质势或土壤水吸力是随土壤含水率而变化，其关系曲线称为土壤水分特征曲线。第六章【土壤空气和热量状况】：1、土壤空气与大气空气区别：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、土壤空气中的水汽含量一般高于大气4、土壤空气中含有较多的还原性气体。2、扩散作用：土壤与大气交换的主要机制分为气相扩散和液相扩散。气相扩散：通过充气空隙扩散保持着大气和土壤间的气体交流作用为气相扩散液相扩散：通过不同厚度水膜的扩散为液相扩散3、土壤热容量：指单位质量或容积的土壤每升高1度所需要的热量。土壤导热率：在单位厚度土层，温差为1度时，每秒钟经过但单位断面的热量。土壤热扩散率：在标况下，在土层垂直方向上每厘米距离内，1度的温度梯度下每秒流入土壤断面的热量。土壤通气性：土壤空气与近地层大气之间不断进行气体交换调节土壤热状况的关键是什么？为什么？第七章【土壤形成和发育】：1、土壤五大成土因素：气候、母质、生物、地形、世间，其中还可能有人为因素。2、绝对年龄：指某一地区的土壤从其开始形成直到现在所经历的时间，其数值大小取决于该地区的地貌动力学过程和历史演变。相对年龄：指土壤的发育程度或发育阶段，一般用土壤剖面分异程度加以确定。3、土壤的形成：是一个综合性的过程，它是物质大循环和生物小循环矛盾统一的结果。地质大循环：植物营养物质由大陆到海洋，又由海洋到大陆，然后又随新的大陆流向海洋，营养物质的这种循环被称为营养物质的地质大循环。生物小循环：通过植物（包括生物）反复吸收利用累积植物营养物质，使得其在土壤生物体反复循环的过程，称为营养物质的生物小循环。地质大循环与生物小循环关系：地质大循环和生物小循环共同作用是土壤发生的基础，无地质大循环，生物小循环无法进行，无生物小循环，仅靠地质大循环，土壤难以形成。在土壤的形成过程中，两种循环过程互相渗透，不可分割。第八章【土壤胶体化学反应和表面反应】：1、土壤胶体种类：无机胶体、有机胶体、有机无机复合胶体。2、土壤胶体的特征：1、土壤胶体的比表面和表面能（外表面：粘土矿物、Fe、Al、Si等氧化物、腐殖质分子暴露在外的表面。内表面：主要指的是层状硅酸盐矿物晶层之间的表面以及腐殖质分子聚集体内部的表面。比表面）2、土壤胶体的带电性3、土壤胶体的凝集作用和分散作用（由溶胶变成凝胶的过程称土壤胶体的凝集作用，反之，由凝胶分散成溶胶的过程称胶体的分散作用。）土壤胶体对土壤肥力的作用：土壤胶粒一般带负电荷，所以可以吸附阳离子，如NH4+和K+等，这样的阳离子被土壤胶粒吸附，就不容易随水分流失，起到一定的保肥作用，也就便于植物的根部进行吸收。3、土壤胶体的比表面积：比表面：单位重量或单位体积物体的总表面积，很显然颗粒越小，比表面越大。胶体除了有巨大的外表面，同样也有巨大的内表面。所以胶体有巨大的比表面。巨大的比表面积有利于保肥：由于土壤胶体有巨大的比表面，所以会产生巨大的表面能，这种表面能可以做功，吸附外界的矿质营养，胶体数量越多，比表面越大，表面能也越大，这中吸附能力也愈强，有利于土壤的保肥性能。4、土壤胶体的带电的原因：永久电荷：这是由于粘土矿物晶格中的同晶置换所产生的电荷。可变电荷：这些电荷的数量和性质会随着介质pH的改变而改变，可变电荷是因为土壤胶体向土壤中释放离子或吸附离子而产生。5、影响土壤电荷数量的因素：1、胶体组成成分是决定电荷数量的物质基础2、土壤胶体组分间的相互作用对电荷数量有影响。6、土壤的阳离子交换：带负电荷的土壤胶体所吸咐的阳离子与土壤溶液中的阳离子发生交换而达到动态平衡的过程。土壤阳离子交换作用的特点：1、可逆反应2、等当量交换3、符合质量作用定律4、反应迅速，能迅速达到平衡土壤的阳离子交换能力：指一种阳离子将土壤胶体上的另外一种阳离子交换下来的能力。影响土壤阳离子交换能力的因素：1、电荷数量（离子电荷价越高，受胶体的吸咐能力越大，交换能力越大）2、离子半径和水合半径（对于同价的离子，离子半径越大，水合半径越小，交换能力越强）3、离子浓度影响土壤阳离子交换量的因素：1、胶体的类型2、土壤质地：质地越粘重，粘粒越多，CEC越大3、土壤pH（pH上升可以增加土壤可变负电荷的数量，从而使土壤阳离子交换量增加）4、土壤的盐基饱和度盐基饱和度：它指的是交换性盐基离子占阳离子交换量的百分率。盐基饱和度的意义：1、可以反映土壤的酸碱性（盐基饱和度的高低实际上也就反映出了致酸离子含量的高低，所以能反应出土壤的酸碱性：）2、判断土壤肥力水平（盐基饱和度80%肥沃土壤，5080%中等肥力水平，50%肥力水平较低）影响交换性阳离子的有效度的因素：1、离子饱和度（土壤胶体上某种离子的饱和度越大，被解吸的机会越大，该离子的有效度越大）2、.陪补离子效应（陪补离子与土壤胶体之间的吸咐力越大，越能提高被陪离子的有效度。）3、粘土矿物的类型（高岭石蒙脱石）“施肥一大片，不如一条线，”这是生产中施肥经验之一，“一大片”指肥料平均撒施，或者把肥料均匀地铺在地表，再翻盖入土。“一条线”指集中施肥，人们称为条施，也就是顺垄和挖穴施肥。一般来说，“一条线”比“一大片”施肥法，不但能减少肥料与土壤的接触面，减少肥分的挥发，扩大施肥面积，而且便于根系吸收，使肥效持久，及时供应和满足作物对营养的需要。第九章【土壤酸碱性和氧化还原反应】：1、活性酸：土壤溶液中氢离子浓度的直接反映，又称为有效酸度，通常用pH表示。潜性酸度：土壤潜性酸度是土壤胶体吸附的可代换性H和Al的反映。潜性酸度分为代换性酸度和水解酸度。2、