土壤学期末考试

1、1、腐殖质与腐殖酸，定义、分类、特性； 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。 分类 ：胡敏素、胡敏酸、富里酸。 特性： 1. 颜色：整体呈黑色或黑褐色，富里酸呈淡黄色，胡敏酸为褐色 2. 溶解性：富里酸溶于水、酸、碱；胡敏酸不溶于水和酸，但溶于碱 3. 元素组成：一般腐殖质平均含碳为58%，氮 5.6%，其 C/N 比为 10：1-12： 1。 4. 分子结构特性：是一种高分子聚合物 5. 电性：腐殖质是两性胶体，但以负电荷为主 6. 吸水性：腐殖质是一种亲水胶体，有强大的吸水能力 7. 稳定性：抵抗微生物分解能力很强 腐殖酸 （ P83-86）：胡敏

2、酸和富里酸统称腐殖酸。 物理性质 （1）吸水性及溶解度：腐殖酸是亲水胶体，具有很强的吸水能力，溶解度较低 （2）颜色与光学性质：腐殖质不分组时整体溶液呈黑色，不同分组间颜色有深浅之别，胡 敏酸色深，呈棕褐色，富里酸色较浅，呈淡黄色。不同腐殖酸有各自的红外光谱，多数具有 荧光效应，而且不同组分的变光效应不同。 化学性质 （1）元素及化学组成：主要由 C、H、O、N、S 等元素组成，还有一些灰分元素 （2）功能团、带电性及交换量：腐殖酸是一种两性胶体，表面即可带正电荷，又可带负电 荷，通常以带负电荷为主 （3）稳定性：化学稳定性高，抗微生物分解能力较强，因此分解速率非常缓慢。 （4）腐殖化系数：一

3、般在 0.20.5 之间 腐殖物质的变异性 ：随时间、条件的变化，胡敏酸和富里酸还可以相互转化 2、高岭石 23 1 由一层硅氧片和一层水铝片的比例为1:1 ，其典型的分子式为 Al2Si2O5（OH）5 典型高岭石的 SiO2 : R2O3 分子比率为 2 2 晶架内部水铝片和硅氧片中没有或极少同晶代换，故吸附阳离子能力小，保肥性较弱 3 外形片状，黏结力，黏着力和可塑性较弱 蒙脱石 1 又叫 2:1 矿物，晶架结构由两层硅氧片和一层水铝片相间重叠而成 典型分子式可写成 Al2Si4O10（OH）2 ?nH2O 分子比率为 4 2 胀缩性大，吸湿性强。吸水膨胀后，最大吸水量为其体积的815

4、倍 3 外形呈片状，且颗粒细微，含其的土壤不适耕作 3.土壤胶体 p178 定义 :颗粒直径（非球形颗粒则指其长、宽、高三向中一个方向的长度）在1100nm 范围内 的带电的土壤颗粒与土壤水组成的分散系。 P172 特性 :1、土壤胶体的比表面积和表面能 2、胶体带有电荷 ：土壤胶体电荷的来源 （ 1）同晶替代 （永久电荷） （2）矿物晶格断键 （ 3）表面分子的解离 （可变电荷） 3. 土壤胶体的分散性和凝聚性 4. 土壤胶体的吸附性和交换能力 4、矿物风化与营养元素 矿物风化：化学风化、物理风化、生物风化 营养元素：土壤矿物质的化学组成极其复杂，其主要元素有氧、硅、铝、铁、钙、镁、钾、 钠

5、、钛、磷、硫以及一些微量元素锰、锌、硼、钼、铜等。以上元素含量中，以氧、硅、铝、 铁四种元素占的比例最大。他们大多数均以氧化物的形式存在，二氧化硅、 氧化铝、氧化铁 三者之和一般占土壤矿物质部分的 75%以上，是土壤矿物质的主要成分。二氧化硅的比例最 大，其次是氧化铝和氧化铁， 这与地壳固体部分的岩石矿物的化学组成大体相似。 土壤中主 要原生矿物所含化学成分有一定的规律性，矿物质土粒越粗，含二氧化硅越多，而氧化铝、 氧化铁、氧化钙、氧化镁、五氧化二磷、氧化钾等养料元素含量越少。由于原生矿物所含营 养元素可溶性很小，以致几乎没有提供有效养分的能力。 5. 土壤中的磷素形态： （ 220） 1.

6、土壤中的有机磷化合物：植素类、核酸类、磷脂类 2. 土壤中的无机磷化合物： a、难溶性磷酸盐 磷酸钙（镁）类化合物（以 CaP 表示） 磷酸铁和磷酸铝化合物（以 FeP，Al P表示） 闭蓄态磷（以 O P 表示） 磷酸铁铝和碱金属、碱土金属复合而成的磷酸盐 b、易溶性磷酸盐：包括水溶性和弱酸性磷酸性磷酸盐两种 3、有效磷的形态主要有： 土壤溶液中的磷酸根离子 包含在有机物中并较易分解的磷 磷酸盐固相矿物中溶解的磷酸根离子 交换吸附态磷酸根离子 6. 土壤氮素，形态、有效性 （ P212） 土壤中氮素的 形态 ：可分为无机态和有机态两大类。 （土壤空气中的气态氮） 无机态 N 有机态 N：（

7、1）水溶性有机氮 （ 2）水解性有机氮： 蛋白质及多肽类； 核蛋白类； 氨基糖类 （ 3）非水解性有机氮： 杂环态氮化物 ； 糖与胺的缩合物； 胺或蛋白 质与木质素类物质作用形成复杂结构态物质。 ？有效性： （网搜版 ） 土壤的有效氮是指能为当季作物利用的氮，一般而言是指硝态氮和氨态氮。 7. 土壤孔隙： 是指土壤中大小不等、弯弯曲曲、形状各异的各种孔洞。 非活性孔：又叫无效孔、束缚水孔或微孔，最细的孔隙，当量孔径 2 微米。 毛管孔隙：比非活性孔径粗，当量孔径 220 微米 通气孔隙：当量孔径 20 微米，水分不能在其中保持，在重力作用下迅速排出或下渗 补充地下水。 毛管孔隙的功能：孔径：

8、0.020.002mm 。水分水吸力在 T=3/0.002=1500 百帕之间，对 植物是有效的，而且植物的根系和微生物都可在其中生长和活动。 8. P123土壤水 :是指土粒表面靠分子引力从空气中吸附的气态水并保持在土粒表面的水分。 土壤水的类型 ：吸附水（吸湿水、膜状水）、毛管水 、重力水 吸附水：或称束缚水，受土壤吸附力作用所保持，其中又可分为吸湿水和膜状水 毛管水：受毛管力作用而保持 重力水：受重力支配 吸湿水：土粒通过吸附水吸附空气中水汽分子所保持的水分 土壤含水量的测定方法 : 经典烘干法、中子法、 TDR（时域反射仪）法 土壤水能态 ：土壤水在受各种力的作用后其自由能的变化。 9

9、、土壤有机质 土壤有机质来源： 土壤水势： 基质势 m；压力势 p；溶质势 s；重力势 g 土壤水吸力： 土壤水吸力是土壤水在承受一定吸力的情况下所处的能态，简称吸力，但 并不是指土壤对水的吸力， 绝对正值。 土壤水总是有自吸力低处向吸力高处流动的趋势。 土壤有机质含量：一般把耕层含有机质20% 以上的土壤， 称为有机质土壤， 在 20% 以下 的土壤，称为矿质土壤。 土壤有机质的主要元素组成： C O H N 土壤有机质的化学组成： 土壤有机质的形态： （1）新鲜的有机物 ：（ 2）分解的有机物 ：（3）腐殖质 土壤有机质的矿质化过程（ P76-78）： （1）化学的转化过程：水的淋溶作用、

10、酶的作用 （2）动物的转化过程：机械的转化、化学的转化 （3）微生物的转化过程： 土壤有机质的腐殖化过程（ 81-82 ）：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。一般认为分成两个阶段 矿质化和腐殖化过程的关系：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

11、用。 影响土壤有机质分解和转化的因素（P79-80） ：凡是能影响微生物活动及其生理作用的因 素都会影响有机物质的分解和转化。如温度，土壤水、气、热状况，植物残体的特性， 土壤 PH 值，灰分营养元素。 提高土壤有机质的原则：生态平衡原则、经济原则 增加土壤有机质的途径：使用有机肥、种植绿肥、秸秆还田等。 10、土壤质地分类； P48 土壤质地分类 ：沙土、壤土、粘土、粘壤土 1、国际制土壤质地分类 : 按砂粒、粉粒、粘粒三种粒级所占百分数划分为4类 12种。 a：以粘粒的含量为主要标准 25% 粘土。 b：当粉粒含量达到 45%以上时，在质地分类名称前要加冠“粉质 ”字样，当砂粒含量达到 5

12、5 85%时，在质地类别名称前要加冠 “砂质”字样。 c：当砂粒含量 85%时，直接称为壤砂土， 90%砂土。 美国土壤质地分类 先找到该颗粒的顶点（ 100% ），按 3个粒级含量分别做各顶点对应的三角形的3条底边的平 行线， 3线相交点，即为所查质地区 某土壤：砂粒 30%、粉粒 50%、粘粒 20% 粉质粘壤土 某土壤：砂粒 60%、粉粒 20%、粘粒 20% 砂质粘壤土 某土壤：砂粒 10%、粉粒 50%、粘粒 40% 粉质粘土 、 我国制土壤质地分类 将土壤分为 3大组成 12种质地名称 11、土壤动物蚯蚓 （64） 类型 ：（ 1）表居型 （2）上食下居型（3）土居型 蚯蚓对土壤肥

13、力的影响 （1）土层混合作用：破碎有机质，增加比表面积 （2）有机质分解：吞食土壤后把表层有机质运往带下 （3）富积作用：通过取食有机物和土壤微生物，释放土壤养分。 （4）物理性质：增加了土壤的入渗能力；加大了过量的养分污染地下水的可能性 影响蚯蚓活动的条件 （1）排水良好潮湿通气的土壤 （pH在 5.58.5） （2）有机质含量高的土壤 （3）适合温度 10，肥沃的草场，蚯蚓的密度可达500条/m 2 12. 土水势是一种衡量土壤水能量的指标。 （ 1）定义 ：是在土壤和水的平衡系统中，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。 （ 2）分类： 土水势包括基质势、压力

14、势、溶质势和重力势 13、物理风化、化学风化、生物风化 （ 1）物理风化： 指岩石在外力影响下，机械地分裂成碎屑，只改变其大小与外形，而不改 变成分的过程。温度作用 结冰作用 风和水的磨蚀作用 （ 2）化学风化 （溶解、水化、水解、氧化） ：指岩石在外界条件的影响下，引起化学成分的 改变，产生新的物质的过程。 （ 3）生物风化： 是指岩石及矿物在生物影响下发生的物理和化学的变化。 14、岩石与矿物分类 地壳中的岩石 可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩 岩浆岩 包括花岗岩、流纹岩、正长岩、玄武岩和橄榄岩。 沉积岩 包括砾岩、沙岩、页岩和石灰岩。 变质岩 包括片麻岩、石英岩、板岩、片岩和大理岩。 按矿物

15、成因不同可分为原生矿物和次生矿物。 15、有机质与有机碳； 土壤中有机质含量可以用土壤中一般的有机碳比例（即换算因数 ）乘以有机碳百分数而求得。 其换算因数随土壤有机质的含 C 率而定。各地土壤的有机质组成不同，含碳量亦不一致， 我国采用 Van Bemmelen 因数为 1.7243 。 土壤有机质（ g/kg ） = 土壤有机碳（ g/kg ） *1.724 土壤有机碳分几种形态？影响土壤有机碳转化的因素包括哪几个方面？ 固体形态，生物形态，溶解态。包括外源有机物的化学组成、土壤水分条件、温度、质地、 土壤 pH 和碳酸钙含量 16、按矿物成因不同可分为 原生矿物 和次生矿物 两大类（ 1

16、7-23） （1）原生矿物：由熔融的岩浆直接泠凝所形成的矿物，如长石、石英、云母等。 （2）次生矿物：原生矿物经风化变质作用后，改变了其形态、性质和成分形成的新矿物。 1:1 型矿物：高岭石（ 23） 2：1 型矿物：蒙脱石、伊利石 17. 植物生长必需的要素： 土壤、阳光、水分 18、高等植物根系分泌物 ：根系分泌的有机物质即根系分泌物，可分为三种类型：（68） （1）小分子有机物（ 2）大分子化合物（ 3）根冠表皮细胞 菌根：某些高等植物的根可与一些土壤真菌形成互惠共生体称为菌根。（ 69） 分为外生菌根和内生菌根两种。 19、盐基离子，致酸离子； （ P185） （1）致酸离子 ：Al3

17、+和 H+ （2）盐基离子 ：除致酸离子之外的其他阳离子 （K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH 4+等），能和阴离 子形成盐类。盐基离子为植物所需的速效养分 20、活性酸度： 土壤活性酸是自由扩散于土壤溶液中的氢离子浓度直接反应出来的酸度。 （P196） 潜性酸度 ：是有土壤胶体上吸附的氢离子和铝离子所产生的酸度， 这些致酸离子只有在离子 交换作用进入土壤溶液时，才显出酸性。所以是土壤酸性的潜在来源，故称为潜在酸度。 盐基饱和度： 土壤胶体上交换性盐基离子占全部交换性阳离子的百分数。 盐基饱和度 %=交换性盐基量（ mmol/kg ） /阳离子交换量（ mmol/kg ） 21、团粒结构

18、（ 1）定义 ：指在腐殖质作用下形成近似球形较疏松多孔的小土团，直径0.25-10mm 之间， 0.25mm 称为微团粒。 （2）微团粒结构对于调节土壤肥力的作用中的意义： 1）是形成团粒结构的基础。土粒 +土粒=黏团 -团聚成微团粒 -进一步团聚成团粒。 2）虽然在改善旱地土性方面的作用不如团粒，水稻土但是由于长期淹水，难以形成较大的 团粒，微团粒在水稻土中大量存在，对水道发根有利。 3）是衡量水稻土肥力和熟化程度的重要标志之一。数量越多，水稻土肥力越高，产量高而 稳定。 （ 3）团粒结构对土壤肥力的调节作用： 1）能解调土壤水分与空气的矛盾 2）能协调土壤养分的消耗和积累的矛盾 3）稳定土

19、温，调节土壤热状况 4）改善土壤耕性和有利于作物根系伸展 团粒结构数量多少和质量好坏一定程度上反应了土壤肥力的水平。 总之，有团粒结构的土壤， 松紧合适、通气透水、保水、保肥、保温，扎根条件良好，土壤的水、肥、气、热比较协调， 能为农作物生长发育创造一个最佳的土壤环境条件，从而有利于获得高产稳产。 （4）良好团粒结构体具备的条件 1）要具有一定结构体形状、大小。旱地一般以直径为0.25 10 mm 为宜 2）要有多级孔隙 3）要具有一定的稳定性 22、土壤缓冲性能与土壤污染 （ 1）土壤缓冲性 :土壤中加入酸性或碱性物质后，土壤具有抵抗变酸和变碱而保持pH 稳定 的能力。 （ 2）缓冲容量：

20、单位土壤改变一个单位 pH 所需要的酸或碱量，是土壤酸碱缓冲能力强弱 的指标 （ 3）缓冲曲线： 在土壤悬液中连续加入标准酸或碱液，测定pH 的变化 ,以纵座标表示 pH， 横座标表示加的酸或碱量，绘制滴定曲线 （ 4）影响土壤酸碱缓冲性的因素 ：土壤无机胶体、土壤质地、土壤有机质 （5）土壤氧化还原缓冲性： 指当少量的氧化剂和还原剂加入土壤后， 其氧化还原电位 （Eh） 不会发生剧烈变化，即土壤所具有抗衡 Eh 变化的能力 土壤污染： 指人为活动将对人类本身和其他生命体有害的物质施加到土壤中， 致使某些有害 成分的含量明显高于土壤原有含量，而引起土壤环境恶化的现象。 土壤污染的特点： （ 1

21、）渐进性与隐蔽性（ 2）特殊性（ 3）复杂性 土壤污染类型： （ 1）有机物污染：有机废弃物、农药（2）无极污染物：氧化物、酸、碱、 盐（ 3）土壤生物污染：病原体（ 4）土壤放射性物质的污染：放射性废水 土壤重金属污染： 人类活动将重金属加到土壤中， 使其含量明显高于原土壤含量， 并造成生 态环境质量恶化的现象。 来源： 灌水、固体废弃物、农药、肥料、大气沉降物。 危害 ：（ 1）在生物体内积累和转化，超过一定限度时便产生毒害 （2）使微生物区系数量减少，酶活性降低 （3）通过食物链对人类健康带来威胁（水俣病汞 痛疼病 镉） 化学肥料污染 来源：大量使用化肥： 氮肥、磷肥、钾肥 危害： （1

22、）河川、湖泊、内海的富营养化（ 2）施用化肥过多的土壤，使食品、饲料和饮用 水中的硝酸盐含量增加（ 3）使大气中氮氧化合物含量增加（ 4）恶化土壤理化性质 农药污染（ DDT 、有机氯杀虫剂） 主要来源是防治病虫草害时大量施用的农药 土壤污染的防治 预防： （ 1）执行国家有关污染物排放标准（ 2）建立土壤污染监测、预测与评价系统 （3）发展清洁生产 治理 ：1、重金属污染：（ 1）通过农田的水分调控（ 2）施用石灰、有机物等改良剂 （ 3）客土、换土法（ 4）生物修复法 2.化学肥料：（ 1）防止肥料流失和土壤侵蚀（ 2）改进氮肥施用技术 （3）应用硝化抑制剂（ 4）合理灌溉排水，减少化肥流

23、失 3.农药土壤污染（ 1）增施有机肥料，提高土壤对农药的吸附量，减轻农药对土壤的污染 （2）调控土壤 PH 和 Eh，加速农药降解 （3）禁止和限制某些持留性农药的生产和使用 （4）降低农药施用量与生物防治相结合等措施，将使农药对土壤污染得到缓和 （ 5）对已被有机氯农药污染的土壤，可通过旱作改水田或水旱轮作，使土壤中的有机 氯农药迅速分解、排除。 23、重金属污染的生物修复、物理修复、化学修复； （ 1）物理修复： 包括排、换土等工程措施，该法效果显著、稳定，但工程投资大、易破坏 土壤结构，并且高浓度污染水平的土壤，易增加对操作者的潜在危害。 （ 2）生物修复： 利用植物、微生物或动物自身特性来去除土壤中的重金属。 （ 3）化学修复： 利用一些化学试剂，与土壤中的重金