土壤学----第一章第3节-Microsoft-PowerPoint-演示文稿VIP

第三节土壤的性质，1，矿物质的粒度区分：1)粒度的概念： (1)土壤粒子：土壤固相部分的矿物粒子； (2)单粒：大小、形状不同的土粒单独存在于土壤中称为单粒(3)复粒：大小、形状不同的土粒相互形成一个集合体称为复粒。 (4)粒级：将粒径大小相近、性质相似的土粒分为一类，称为粒级。 一、土壤的物理性质，(一)土壤质量，(二)土粒分级的划分标准：(一)国际制：(一)其优点是土粒分级标准简单，易于记忆。 其缺点是人性太强，无法真实地反映土壤性质的变化规律。 (2)苏联制(卡钦斯基):1-3以上的砂砾1-0.01称为物理砂粒，0.01的称为物理粘粒。 这种分类反映了土壤的性质，人为地很弱。 将、其边界线规定为0.01有科学意义，3 )各粒级的矿物化学成分和性质(1)矿物组成：砂砾和砂粒大部分由原生矿物构成，其中主要是对风化抵抗力强的石英； 粉砂粒的大部分也是原生矿物，粘粒主要是二次粘土矿物。 土粒越细，石英、长石的含量越低，云母、角闪石、其他含量越高。(2)化学成分：土粒越细，SiO2的含量越低，其他氧化物(例如R2O3、CaO、MgO、K2O、P2O5的含量上升。 (3)性质：土粒越粗透水性越好，可塑性、膨胀收缩性、吸湿力、保肥力、粘合力越差。2、土壤机械组成，1 )土壤机械组成(或土壤质量)的概念：各粒级土壤在土壤中所占的相对比例或重量百分比。 2 )地理分类(1)地理分类的概念：土壤学家根据发生学研究和生产的实际需要，根据土壤中粒度的重量百分比，将土壤分为几个类别，称为土壤地理分类。 (2)国际制土壤的质量分类标准砂土和土壤类以粘粒含量为15% (美国制20% )以下为主要标准，粘土类以粘粒含量为15-25% (美国制20-30% )为主要标准，粘土类以粘粒含量为25% (美国制30% )以上为主要标准，粘粒含量为50%。 土壤中含有45% (美国制50% )以上的粉砂粒时，在各种面料的名称前面冠上粉砂质的文字。 砂粒的含量为55-85% (美国制50-80% )时称为“砂质”，超过85% (美国制80% )时称为土质砂，其中砂粒的90%以上称为砂土。 (3)美国的土壤质量分类三角表示等边三角形的三个顶点分别以100%的粘粒(0.25的凝聚体的含量作为水稳定性的指标。 凝聚体的水稳定性取决于其原因。 (3)土壤的微孔性反映凝聚体质量的另一个重要指标是土壤的微孔性(微孔的大小、分布和量的多寡)。 4 )结论高质量的土壤凝聚体是水的稳定性和高空隙性的结合。6、土壤的一般物理性，1 )土壤的比重(真比重) (1)概念：水的重量与每体积的固体重量之比。 注意三点：比重是土粒密度和水的密度之比，因此是无量纲的。 水是指摄氏4度时的水，此时的水密度最大为1克/cm2。 因此，土壤密度与土壤比重的数值相等，密度有维，比重没有维。 土粒的重量是在105-110下干燥后的重量。 (2)测定方法比重瓶法。 (3)式d=m/M其中，m是土壤固相的重量(克/立方厘米)，m是同体积的水的重量(克/立方厘米)。 (4)影响因素的土壤比重的大小主要取决于土壤固相组成物质的种类和相对含量。 想想：土壤深层大还是浅层大？2 )土壤容积重(假比重)，(1)概念：单位体积的原土体(包括固体和空隙)的干土重(g/cm3 )。 注意：土壤的重量都是105-110。(2)测定方法：环刀法(3)影响因素：土壤容积重由土壤空隙和土壤固体的数量决定。 想想：为什么砂土的容积比粘土的容积大？(4)土壤容积的意义，反映土壤紧张度的各种作物对土壤紧张度有一定的要求，过度紧张也不合适。 土壤太紧，妨碍植物根系的生长，当土壤容积达到一定的数值时，植物就不能生根。 土壤松弛会漏气，也不利于作物的生长。 在这种情况下，适当地进行镇压，可以减少土壤的水分损失，使土壤温度稳定。 如果计算土壤重量为亩或公顷的耕地层土壤的重量，就像可以根据土壤的平均容积重量计算出来的一样，要在一定面积的土地上挖土或填土，需要挖多少土壤，还可以根据容积来计算。 例如，如果一亩(即6.67106平方厘米)土地的耕层厚度为20厘米，容积为1.15克/厘米2，则其总重量为6.67106201.15=1.5108克。 所以，我们通常以每亩土的重量为150吨，也就是30万斤来计算。 计算土壤中一定土层内各成分的数量可以基于土壤容积数据，计算出每单位面积的土壤含水量、有机质含量、养分含量和盐分含量等，为灌溉排水、养分和盐分平衡的计算和施肥设计提供依据。 例如，上例的土壤耕层，当现在的土壤含水量为5%，灌水后要求达到25%时，每亩的灌水常数为150吨(25%-5%)=30吨，即，每亩的土地灌水量为30立方米。3 )土壤空隙率(1)概念：每体积的土壤内空隙率。 (2)测定方法：一般不直接测定，而使用公式法。 导出方法是，土壤空隙率=空隙率/土壤容积=1-土壤粒容积/土壤容积=1- (土壤重量/比重)/(土壤重量/容积重)=1-比重/容积重(3)影响因素土壤空隙率的大小与质、结构和有机质含量有关。 土壤的空隙率一般平均为40-60%。 随着土壤质量变细，空隙率也增加，有机质含量高，土壤空隙率也高。 (4)土壤空隙的种类：(4)土壤空隙的种类：4 )土壤的物理机械性，(1)土壤粘着性土粒和土粒间相互结合的性能叫做土壤粘着性。 土壤反映了抵抗机器破碎的性能。 土壤粘性取决于土壤间的接触面积，受土壤的质量、水分、腐殖质的含量和土壤结构的影响。 所谓土壤粘结性，是指土壤颗粒附着在异物上的性能。 由于粘性的大小取决于土壤和异物的接触面积，影响因素与胶粘力相同。 相同土壤的粘合力根据含水量而不同。 干燥的土壤没有粘性，潮湿的土壤的粘合力随着水分含量的上升而增大，水分含量变高的话，填充剂和其他物体之间会形成水膜，粘合性增加，但土壤的水分含量增加到总蓄水量的80%以上，水膜变得过厚，因此连接异物和土壤颗粒的能力弱所谓土壤可塑性土壤的可塑性，是指土壤在湿润状态下，能形成并保持得到的形状的性能。 土壤只在一定的含水量条件下呈现可塑性。 土壤开始变成可塑状态时的水分含量称为可塑下限，可塑状态开始消失时的含水量称为可塑上限。 上模具和下模具之间，在土壤的塑性范围内，称为塑性值。 塑性值越大，可塑性越强。 所谓土壤的膨胀性土壤的膨胀性，是指土壤因吸水而膨胀，因脱水干燥而收缩的性质。 该性质与土壤胶体含量和种类、吸收性阳离子的种类有关。 (5)土壤可耕性土壤可耕性是指在耕作时土壤所表现的性状，是土壤各种理化特性在耕作上的综合性表现，包括耕作的容易性、耕作期间的长度及耕作质量等。 土壤的质量、结构、含水量、粘性、粘性、可塑性、膨胀性等直接或间接地影响土壤的耕作性。、5，土壤结构的恢复和保持，1 )团粒结构的土壤肥力的意义(1)具有团业结构的土壤总空隙率大(约55% )，其中毛细管空隙率为40%，非毛细管空隙率为60%，空隙率比较适当，分布均匀，大小相互分布。 因此，首先解决土壤透水性和蓄水性的矛盾(团粒间的非毛细管空隙、透水性、团粒内部的毛细管空隙，增强吸水和蓄水性能。 此外，由于非毛细管的空隙率大，还可以降低毛细管的水运动的速度和高度，减少蒸发，使表层干燥，切断毛细管的连接，减少蒸发) (2)团粒结构解决了土壤蓄水性和通气性的矛盾。 (团粒内部的毛细管的空隙蓄积水分，团粒间的非毛细管的空隙被通气和空气占据，不感觉到空气不足。 (3)具有团粒结构的土壤为了解决土壤水和空气之间存在的矛盾，也很好地解决了土壤热传导率和热容量的矛盾。 (4)具有团粒结构的土壤，很好地解决了好氧性和厌氧性分解的矛盾，但实际上是供肥和保肥的矛盾。 (5)具有团粒结构的土壤粘性、粘性、可塑性小，有利于耕作。 因此，团块-粒状结构土壤的水、肥、气、热状况比较协调，团块结构成为肥沃土壤的重要标志。 (2)土壤结构的恢复提高，(1)精耕细作，增加有机肥料，(2)灌水方法(3)扩大绿色肥料和牧草，合理轮作(4)石灰、石膏等的施用(5)土壤结构改良剂的应用根据颗粒结构形成的原理，以植物残体、泥炭、褐煤等为原料，制成腐植酸提取木质素等物质，作为凝聚土粒的粘合剂或类似天然颗粒粘合剂的分子结构和性质合成的高分子聚合物。 前者的制剂被称为天然土壤结构改良剂，后者被称为合成土壤结构改良剂。二、土壤胶体的性质，(一)基本概念1、永久电荷2、可变电荷3、土壤的离子吸收和交换作用4、阳离子交换量5、碱饱和度(二)简单解答1、胶体的结构模型是怎样的？ 2、土壤胶体带电的主要原因有几种？3、阳离子交换的特征是什么？4、影响阳离子交换的因素是什么？5、土壤学家盖洛伊茨是如何对土壤吸收作用进行分类的？(一)胶体结构模式的问题，(二)伴随离子的问题，所谓的伴随离子：土壤胶体中共存着各种各样的离子，对于特定的离子，其他同时存在的离子被称为伴随离子。 假定某些土壤胶体同时吸附的交换性阳离子为氢离子、钙离子、镁离子、钾离子4种，对氢离子来说，其他3种离子是其伴离子。 由于同伴离子具有互补的同伴效果，根据同伴离子的不同，对特定离子的交换能也不同。 一般来说，同伴离子和土壤胶体粒子的吸附力越大，同伴离子的交换能力就越低。 (3)碱饱和度问题有：1)吸附在土壤上的阳离子可分为两种；1 )酸离子为氢离子和铝离子。 2 )碱离子包含钙离子、镁离子、钾离子、钠离子等。2、土壤为1 )碱饱和土壤：当吸附在土壤胶体上的碱离子占绝对优势时，这种土壤称为碱饱和土壤。 2 )碱性不饱和土壤：吸附在土壤胶体上的阳离子仅部分含有碱性离子，含有相当多的交换性氢离子和铝离子的土壤。 3 )碱性化土壤：当土壤交换性钠离子达到阳离子交换量的15-20%时，该土壤呈碱性或强碱性反应，将该土壤称为碱性化土壤。三、土壤溶液，土壤水分是土壤液相的物理过程，土壤溶液是土壤液相的化学过程。 (1)土壤溶液的起源和组成1，溶液的组成土壤溶液是土壤水分和其中含有的气体、溶质和悬浮物质的总称。无机胶体：铁、铝氧化物等； 2 )无机盐类：碳酸盐、重碳酸盐、硫酸盐、硝酸盐、氯化物、磷酸盐等； 3 )有机化合物类：例如有机酸、碳水化合物、蛋白质及其衍生物等； 4 )配合物类：例如铁、铝的有机配合物； 5 )溶解性气体类氧、二氧化碳、氮等，溶解度为二氧化碳氧氮。 影响土壤溶液变化的因素，1 )溶液中的物质来源：主要是矿物风化和土壤形成过程的产物，部分是大气降水，灌溉水和地下水等。 2 )影响其变化的环境因素(1)土壤温度(温度高，无机盐类的溶解度大，土壤溶液浓度大) (2)土壤湿度(3)土壤酸度(酸度、物质溶解度不同，酸度也影响土壤微生物的活动) (4)土壤微生物的活动状况(直接影响土壤溶液的成分和浓度)，(2)土壤我国土壤的酸碱反应几乎都在pH4.5-8.5的范围内，地理上有“南酸北碱”的规律(更准确地说是“东南酸北碱”)，pH从北向南逐渐减少。 以长江为界(北纬330 )，长江以南的土壤酸性或强酸性较多，如华南、西南地区广泛分布的红土、黄壤，pH多在4.5-5.5之间，华东地区的红土，pH值在5.5-6.5之间。 长江以北的土壤多为中性或碱性，如华北、西北的土壤多含有碳酸钙，pH一般在7.5-8.5之间，少数碱土类的pH值大于8.5，为强碱性。1、土壤中的酸碱物质、1 )盐类物质(1)强酸和强碱盐类： NaNO3、NaCl、KCl等。 (2)强酸弱碱性盐： AlCl3、FeSO4、明矾(KAl(SO4)212H2O )等，这些水解作用的结果，使土壤溶液发生酸性反应。 (3)强碱弱酸盐：使CaCO3、MgCO3、Na2CO3、NaHCO3等溶液与碱性反应。 (2)酸类物质，(1)碳酸是广泛存在于土壤溶液中的无机酸(2)不饱和的腐植酸：腐植酸，特别是富酸，可以将pH降低到3-3.5。 (3)弱有机酸类：乙酸、草酸、酒石酸等。 (4)其他酸类：像硫化物一样，氧化形成游离硫酸。2、土壤的酸度，1 )活性酸度(1)概念：称为有效酸度，土壤溶液中的游离h形成通常用pH表示。 (2)测定方法：以一定的水土比率，一般以2:1或5:1，用水提取测定。 2 )潜在酸度： (1)概念：通过吸附在土壤胶体上的h和Al3进行的(2)表示方法毫克当量/100g，pH(KCl )，pH(NaAC )分别表示土壤中的置换酸度和水解性酸度。 pH(H2O )表示土壤中活性酸的酸度。 (2)分类(根据测定方法的不同)、酸性强的土壤中，胶体中含有很多交换性铝离子，这些铝离子是二次性的，从粘粒矿物中分解。 土壤溶液的酸度上升时，h离子进入胶体，吸附在胶体表面的h离子超过一定的饱和度时，胶粒变得不稳定，晶格内的铝氧八面体破裂，晶格中的铝离子变成交换性铝离子和溶液中的活性铝离子，厚度根本上，铝离子的存在不是土壤酸的原因，而是土壤酸性发展的结果。 (4)潜在酸的形成，(3)活性酸和潜在酸的关系，土壤中的活性酸和潜在酸是属于同一平衡系的两个酸度。 土壤酸度的产生，首先是土壤溶液中活性氢离子的存在，也就是土壤活性酸是土壤酸度的根本起点。 活性酸和潜在酸的合计称为土壤总酸度，通常用酸碱滴定法测定，因此也称为土壤的滴定酸度。 用滴定值表示的总酸度是土壤酸度的容量指标。 与pH值表示的土壤酸度的强度指标在意