土壤学复习重点要义.能具有肥力特征的、土壤是指覆盖于地球表面,够生长绿色植物的疏松物质层。
土壤在某种程度上能同时不断地供给土壤肥力:和调节植物正常生长发育所必需的水分、养分、气、肥、四大肥力因素:水、空气和热量的能力。
热。
原生矿物:来自火成岩或变质岩火山灰或各种风化产物通次生矿物:原生矿物、过化学或生物作用转变主要成土岩石:岩浆岩、沉积岩、变质岩风化作用:指地壳最表层的岩石在空气、水、温发生机械破度和生物活动的影响下,碎和化学变化的过程。
物理风化(大多属于热力学风化)风化作用化学风化(溶解、水化、水解、氧化)生物风化(根系机械破碎、生物化学作用)2裸露的岩石经风化作用而形成的疏松土壤母质:粗细不同的矿物颗粒的地表堆积的、体,是形成土壤的母体。
是指存在于土壤中的所有含碳的有土壤有机质:机物质,它包括土壤中各种动、植物残体,微生土壤有机物体及其分解和合成的各种有机物质。
质由生命体和非生命体两大部分有机物质组成。
来源:含量多少与气候、植被、地形、土壤类型、耕作措施等密切 3相关组成:二、土壤有机质的转化矿质化过程:土壤有机质在土壤微生物及其酶的作用下,分解成二氧化碳和水, 4并释放出其中的矿质养分的过程。
腐殖化过程:各种有机化合物通过微生物的合成或在原植物组织中的聚合转变为组成和结构比原来有机化合物更为复杂的新的有机化合物。
影响转化过程的因素1.有机残体的特性(物理状态[紧实状态];化学组成; C/N[微生物分解需有机质到C/N 为 25:1])2.土壤水分和通气状况3.土壤特性(温度、PH、质地)有机质在土壤肥力中的作用提供作物需要的各种养分增强土壤的保水保肥能力和缓冲性改善土壤的物理性质促进土壤微生物的活动促进植物的生理活性减少农药和重金属的污染5土壤有机质的调节措施【1】增加有机质的来源(因地制宜)1.种植绿肥作物(豆科类作物)2.增施有机肥料3.秸秆还田【2】调节土壤有机质的分解速率1.调节土壤水、气、热状况,控制有机质的转化2.合理的耕作和轮作3.调节碳氮比率和土壤酸碱度土壤孔隙性:指土壤孔隙总量及大、小孔隙分布。
土壤比重:单位体积(不包含粒间孔隙的体积)一般土壤固体部分的重量与同体积水重量之比。
耕地土壤比重平均2.65。
土壤容重:单位体积自然状态下土壤(含粒间孔 3 。
)隙的体积)的干重(单位g/cm 容重大小,随土壤质地、结构和有机质含量及土壤松紧状况而异;对作物生长发育最适宜的容重3 1.1-1.2 g/cm。
土壤孔隙容在一定容积的土体内,土壤孔隙度: 6积占整个土体容积的百分数(亦称总孔隙度)。
孔隙度(%)= (1 –容重/比重)×100孔隙度的大小,与土壤结构、质地和有机质含量有关。
土壤孔隙比:土壤孔隙容积与土粒容积的比值。
土壤孔隙比 = 孔隙度/(1–孔隙度)孔隙类型:毛管孔隙(土壤水分在这种孔隙中能为毛细管引力所吸持,因而决定着土壤蓄水性,常见于粘土)和非毛管孔隙(主要作用是通气透水,决定着土壤的通气性和排水状况,常见于砂土)。
土壤结构:土粒(单粒和复粒)的排列、组合形式。
包含着两重含义:结构体和结构性。
通常所说的土壤结构多指结构性。
土壤结构体:土粒(单粒和复粒)互相排列和团聚成为一定形状和大小的土块或土团。
土壤结构性:由土壤结构体的种类、数量(尤其是团粒结构的数量)及结构体内外的孔隙状况等 7产生的综合性质。
块状和核状结构(长、宽、高大致相似;碎块小而且边角明显)棱柱状结构和柱状结构片状结构(横轴大于粒状和小团块) 结构纵轴)团粒(土壤结构的管理 1. 增施有机肥实行合理轮作2.合理耕作、水分管理3.施用石灰或石膏4. 5.土壤结构改良剂的应用一、吸湿水:土壤水的类型划分干土从空气中吸着水汽所保持的水吸附水(束缚水) 膜状水:土壤颗粒表面上吸附的水分形成水膜根据土壤水分受力毛管上升水:地下水随毛管上升而被保存在土壤中的水分。
8毛管水毛管悬着水:在地下水位很深的地区,降雨或灌水之后,由于 9毛管力保存在土壤上层中的水分重力水:土壤含水量超过田间持水量时,多余的水分受重力支配向下渗透,这部分水称为重力水田间持水量:当毛管悬着水达到最大数量时的土壤含水量。
(吸湿 10水、膜状水和毛管悬着水)土壤由干到湿依次出现吸附水、毛管水和重力水。
土壤水分含量表示1.质量含水量(土壤中水分质量与干土质量的比值)θ = [(W1-W2)/W2] ×100 容积含水量(单位土壤总容积中水分所占m2.的容积分数)θ = θ·ρρ为土壤容重m v3.相对含水量(土壤含水量占田间持水量的百分数)相对含水量(%) = (土壤含水量/田间持水量) × 1004.土壤水贮量(一定厚度土层内土壤水的总贮量;相当于一定土壤面积,一定土层厚度内有多少mm的水层)土壤水贮量(mm) = 水% ×土层厚度(mm) 容土壤水的能态及有效性基本原理:任何物质包括土壤水在内,在孤立系统中和恒温条件下,总是由自由能高处自发地向 11自由能低处移动(热力学第二定律)。
土水势(ψ):土壤水在各种力如吸附力、毛管力、重力等的作用下,其自由能的变化,主要是降低。
(基质势、压力势、溶质势(渗透势)和重力势)土壤水是由土水势高处流向土水势低处。
土壤水吸力:指土壤水在承受一定吸力的情况下所处的能态,简称吸力。
土壤水的有效性:指土壤水能否被植物吸收利用及其难易程度。
萎蔫系数:当植物因根无法吸水而发生永久萎蔫时的土壤含水量。
它因土壤质地、作物和气候不同而不同。
(上限:萎蔫系数;下限:田间持水量;两者之间差值为土壤有效水的最大含量)受土壤质地、结构和有机质含量的影响。
三、土壤水分平衡和调节田间土壤水分平衡:指一定面积和厚度的土体,在一定时间内,土壤水的收支平衡状况。
Δ水= 水–水支收 12ΔW = P + I + U – ET– R – In – D(ET为蒸散量)土壤水的调控措施主要包括土壤水的保蓄和调节。
1、耕作措施秋耕中耕镇压等2、地面覆盖薄膜覆盖秸秆覆盖3、灌溉措施喷灌、滴灌、渗灌4、生物节水一、土壤空气组成(与近地大气相比)特点:(1)土壤空气中的CO含量高于大气。
2(2)土壤空气中的O含量低于大气。
2(3)土壤空气中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。
如CH 、H等。
24土壤空气的对流:指土壤与大气间由总压力梯度(温度、风力、气压、降水)推动的气体的整体流动,也称气体质流。
土壤空气的扩散:在分压梯度的作用下,驱使CO气体分子不断从土壤中向2大气扩散,同时使O分子不断2 13也称从大气向土壤空气扩散,土壤呼吸。
泛指土壤空气与大气进行交换以及土壤通气性:土体内部允许气体扩散和通气的(取决于粗孔数量)能力。
调节措施、调节土壤水分含量1 、改良土壤结构2 、通过各种耕作手段来调节土壤通性3对旱作土壤,有中耕松土,深耙勤锄,打破土表结壳,疏松耕层等措施。
对于水田土壤,可通过落水晒田、晒垡,搁田及合理的下渗速率等措施。
二、土壤热量和热性质部分来自生主要来自太阳辐射能,热量的来源:。
物热(微生物),地球内热(火山口、温泉)土壤热容量:指单位质量(重量)或容积的土壤每升高(或降低)1℃所需要(或放出的)热 14量。
水C>有机质V C>矿物质C>气V VC V C =1.9Vm+2.5Vo+4.2Vw (Vm、V Vo、Vw和Va分别为土壤矿物质、有机质、水和空气在单位体积土壤中所占体积比。
)土壤水是影响土壤热容量的决定性因素土壤具有对所:λ土壤导热率()吸收热量传导到临近土层性质, 15称为导热性。
导热性大小用导热率表示。
土壤热性质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。
土壤的热扩散率(D):指在标准状况下,在土层垂直方向上每厘米距离内,1℃的温度梯度下,每21 cm秒钟流人土壤断面面积的热量,使单位体3)土壤1cm积(所发生的温度变化。
主要决定于土壤水和空气的比例影响土壤热量状况的因素天文及气象因素:1)()地理位置:如纬度、海拔、坡向等(2 16)土壤的组成和性质:如土壤水分和空气含(3 量、土壤有机质含量等表土颜色、土面状况:如植物覆盖与积雪、4)(平坦度等土壤热量状况的调节耕作施肥:热性肥、冷性肥、温性肥●灌溉排水●覆盖和遮荫●应用增温保墒剂●二、土壤胶体及其基本特性矿质胶体:层状硅酸盐类的粘土矿物和铁、铝、硅等的氧化 17物及其水合物类的粘土矿物土壤胶体(1~100nm)有机质胶体:主要是腐殖质有机矿质复合体:土壤有机质胶体有50%~90%与矿质胶体结合补充:层状硅酸盐矿物的晶层即是由硅氧片(四面体)和水铝片(八面体)叠合而成的1?1型矿物:一层硅氧片和一层水铝片叠合而成,主要为高岭石类矿物。
2:1型矿物:由两层硅氧片中间夹一层水铝片叠合而成的,分膨胀型矿物(蒙脱石类和蛭石类)和非膨胀型矿物(水云母类)。
胶体构造:胶核:胶粒的基本部分,由粘粒矿物、腐殖 18质、蛋白质等成分所组成。
决定电位离子层:胶核表面有一层带电的离子层,这层带电的离子决定着胶粒的电荷符号和电位大小。
决定电位离子层产生的静电引力吸补偿离子层:附粒间溶液中带相反电荷的离子,形成补偿离子层。
离子活动性距离远的受静电引力较小,扩散层:大,疏散分布,称扩散层。
分散性与凝聚性带电性土壤胶体的性质带电原因: 1.同晶置换 2. 表面分子解离(高岭石带电主要原因)3.断键胶体表面从介质中吸附离子4.PH项等原因引起的胶体带电荷,因受介质2.3.4值影响,故称为可变电荷。
土壤中离子的吸附和交换、土壤酸碱性、缓冲性、土壤结构性、土壤耕性、某些土壤水分19性质等无不与土壤胶体的上述两个特性密切相关。
分散性:土壤胶体分散在土壤溶液中,由于胶粒有一定的电动电位,有一定厚度的扩散层相隔,而使之能均匀分散呈溶胶态凝聚性:当加入电解质时,胶粒的动电电位降低趋近零,扩散层减薄进而消失,使胶粒相聚成团,此时由溶胶转变为凝胶。
不同的电解质使胶体呈现不同的电动电位,一般是一价离子>二价离子>三价离子。
电动电位大的离子,分散性强,凝聚性弱;反之,则分散性弱,凝聚性强。
+++等引起的凝聚是可逆Na、NHK一价阳离子如、43+2+等二、三价离子引起的凝聚作的,由FeCa、用,一般是不可逆的。
阳离子的静电吸附阳离子交换:土 20壤胶体表面所吸附的阳离子与土壤溶液中的其它阳 21离子相互交换的过程。
阳离子的专性交换作用土壤阳离子吸附与吸附:主要是过渡金属 22离子,土壤胶体物质主要是铁、铝、锰等的氧化物23被吸附金属离子均为非交换态地球化(探矿、学;土壤重金属污染与转换,植物营养学)阳离子交换特点:●一个可逆的反应,可以迅速达到平衡●是等价离子交换24●服从质量作用定律(化学反应速率与反应物的有效质量【浓度】成正比)阳离子的交换能力:指一种阳离子将胶体上另一种阳离子交换出来的能力。