土壤肥料学：第二章 土壤的物质组成
土壤的组成和肥力调控
土壤的组成和肥力调控土壤是地球表面由岩石风化而形成的一种自然资源，它对于维持生态平衡和农业生产至关重要。
土壤的组成和肥力调控是农业科学的重要研究内容之一。
本文将从土壤的组成和肥力调控两个方面进行讨论。
一、土壤的组成土壤主要由四个部分组成：固体颗粒、液态水和溶质、气体和微生物。
1. 固体颗粒：土壤中的固体颗粒主要由矿物质和有机质组成。
矿物质是土壤中非生物性的无机物质，包括石英、长石、云母等。
有机质是土壤中的有机物质，来源于植物和动物的遗体残骸以及微生物的分解产物。
有机质对土壤肥力和保水性有着重要的影响。
2. 液态水和溶质：土壤中的液态水和溶质对植物生长至关重要。
液态水提供了植物所需要的养分和吸收水分的来源。
溶质是溶解在土壤水中的各种离子和有机物质，包括氮、磷、钾等植物营养元素，以及微生物代谢产物等。
3. 气体：土壤中的气体主要包括氧气、二氧化碳和氮气等。
氧气是植物呼吸和微生物活动所需的气体，二氧化碳则是植物光合作用的产物，氮气则参与了土壤中的生物固氮过程。
4. 微生物：土壤中的微生物包括细菌、真菌和其他微生物。
它们在土壤生态系统中起着重要的作用，参与了有机质的分解、养分的循环和土壤结构的形成。
二、肥力调控土壤的肥力调控是指通过合理施用肥料和改良土壤结构来提高土壤的肥力，以增加农作物产量和改善土壤生态环境。
肥力调控主要包括施肥和土壤改良两个方面。
1. 施肥：施肥是指给植物提供所需的养分。
根据植物所需的养分元素，肥料可以分为有机肥和无机肥。
有机肥主要是指植物和动物的遗体残骸以及微生物的分解产物，如农家肥、畜禽粪便等。
无机肥则是指通过化学方法制成的肥料，常见的有氮磷钾复合肥料等。
合理施肥可以补充植物所需的营养元素，提高植物生产力。
2. 土壤改良：土壤改良是指通过改变土壤的物理性质、化学性质和生物性质来改善土壤肥力。
常见的土壤改良措施包括有机质的添加、土壤疏松、酸碱中和、水分管理等。
有机质的添加可以改善土壤结构，增加土壤保水性和保肥能力；土壤疏松可以增加土壤通气性和根系发育空间；酸碱中和可以调节土壤pH值，提供适宜的生长环境；水分管理可以保持适宜的土壤湿度，提高植物吸收水分的效率。
土壤肥料学-第二章 土壤的基本组成
矿物质—来自岩石的风化，包括原生矿物和 次生矿物，约占固体重量的95%以上。 固体土壤（约 占土壤总容积 的50%） 有机质—动物残体及其转化产物，约占固体 重量的5%以下。
土 壤
粒间孔隙（约 占土壤总容积 的50%） 土壤空气—一部分由地上大气层进入，主要 为O2、N2 等，另一部分由土壤内部产生，主 要为CO2、水汽等。 土壤水分—主要由地上进入土中，其中含有 溶质，包括离子、分子、胶体颗粒等，实际 上是浓度不同的溶液（土壤溶液）。
a：作为土壤肥力要素之一的养分还不能得到充分保障，尤其是 植物最需要的氮素。因为风化所释放出来的养分处于分散状 态，会随水流失，母质微弱的吸附力，还不能将它们保存下 来，更不能累积和集中。 b：母质虽然初步产生了透气性、透水性、蓄水性，但它们还 没有完整的统一起来，尤其是水分和空气在母质孔隙中是对立 的，水多则空气少，两者还不能很好地协调，这远远不能满足 植物生长的需要。 所以母质与岩石相比，初步具备了水肥气热条件，但与土 壤相比，水肥气热还不能很好地统一，它只是为肥力的进一步 发展打下基础，为成土作用创造条件。
3、生物风化：
矿物在生物影响下所引起的破坏作用；主要表现为植物 根系的穿插作用，动物的穴居习性对岩石引起的机械破碎作 用，以及生物生命活动产生的CO2、O2以及分泌的各种有机酸、 无机酸能加速化学风化的进程。
生物风化的结果：一方面加速岩石的风化，更重要的能使 风化产物中的植物营养元素能在母质表层累积和集中，同时 累积了土壤有机质，发展了肥力，所以生物参与风化作用， 也就意味着成土作用的开始。
c：由于母质的疏松多孔性，使气体能流通和交换，有利于 根系的呼吸作用和营养物质的分解作用。同时由于母质能吸 附一定的水分，增加了导热率和热容量，使母质初步具备了 调节温度的能力，而不是象岩石那样激烈的升温和降温，这 有利于植物的生长。
土壤的物质组成
3．耕翻法 砂土表层下不深处有淤泥层，称 耕翻法 为夹粘层，粘土表层下不深处有砂土层，称 为腰砂地或隔砂地，对作物生长都不利。改 良这种土壤，可采取表土“大锅盖”的办法， 把表土翻到一边，然后把下层的砂土或粘土 翻到表层来，上下砂粘土层搅棍掺和，调剂 土质。深翻的深度，应根据砂层粘层的具体 位置而定
3．壤土类 ． 该土类由于砂粘适中，大小孔隙比例适当， 该土类由于砂粘适中，大小孔隙比例适当， 通透性好，保水保肥性好，养分含量丰富， 通透性好，保水保肥性好，养分含量丰富， 有机质分解快，保肥性能也强，土性温暖， 有机质分解快，保肥性能也强，土性温暖， 耕作方便，宜耕期长，耕作质量好， 耕作方便，宜耕期长，耕作质量好，发小苗 也发老苗，故适宜种植各种作物。 也发老苗，故适宜种植各种作物。
质地名称
砂土
壤土
松砂土 紧砂土 砂壤 轻壤 中壤 重壤 轻粘土 中粘土 重粘土
粘土
国际制
根据砂粒(2-0.02毫米)、粉粒(0.02-0.002毫米) 根据砂粒(2-0.02毫米)、粉粒(0.02-0.002毫米)和粘粒 (<0.002毫米)三粒级含量的比例，划定12个质地名称， (<0.002毫米)三粒级含量的比例，划定12个质地名称， 可从三角图上查质地名称。 查三角图的要点为：以粘粒含量为主要标准， <15%者为砂土质地组和壤土质地组; 15％－25％者为粘壤组; >25%者为粘土组。
4．引洪放淤， 引洪漫砂 在洪水地区可以引 引洪放淤， 引洪放淤 洪放淤，引洪漫砂，这是改良土壤质地行之 有效的办法。山西省河曲县曲峪大队， 引洪 淤没河滩，压住了砂石，淤平了河滩，使沙 石荒滩变成4000亩好地，亩产800多斤。陕西 省榆林地区群众创造了“引水拉砂”、“引 洪淤地”的治砂办法，选出了数万亩良田。
土壤肥料学：第二章 土壤的物质组成
河流冲积和湖泊沉积母质
被河水或山溪水搬运而沉积的物质 原湖泊底部的沉积物质，以后由于湖水位的下降
或陆地上升而出露的一种母质 流水分选，上游粗，下游细；近粗，远细 层次性、条带性明显 土层深厚肥沃
风积母质
经风搬运而堆积的物质，如风沉黄土 干旱区，分选性明显 颗粒均匀，土壤肥力低
★ 作用因素是生物（微生物、植物根系、动物等） 及其代谢物；在岩石风化初期主要是低等生物，如 细菌，真菌，地衣等。
根劈作用
岩石、矿物在风化作用下，逐渐破坏，稳定性矿物以原 生矿物留下；不稳定性矿物， 一部分形成不溶物质（如 各种粘土矿物、氧化铁等）残留在原地，另一部分形成 可溶性物质（如碳酸盐类、硫酸盐类等）随水淋失或搬 运到其它地方。
按风化作用因素和特点，可以将其分为物理风 化、化学风化和生物风化。
崩解：岩石由大块变成碎块，再
渐变成细粒，其形状和大小改变 了，但化学成分不发生变化。
分解：岩石、矿物风化过
程中化学成分发生变化。
物理风化 生物风化
化学风化
风化作用实质上表现为一系列崩解和分解
物理风化
★ 岩石、矿物在外力影响下，机械地分裂成碎屑， 只改变其大小与外形，而不改变其化学成分和结 构的过程。
★ 化学风化的结果
— 改变原来岩石、矿物的组成和性质； — 释放可溶盐； — 产生粘土矿物（成为粘粒），抗风化强的留
下来（成为粗粒） ；
— 产生粘结性、可塑性和毛管现象。
生物风化
★ 岩石、矿物在生物及其分泌物或有机质分解产物 的作用下，进行的机械性破碎和化学分解过程。
★ 生物风化过程中物理和化学风化并存。
土壤矿物的风化及稳定性序列图
★ 土壤中的原生矿物来自成土的岩石矿物, 在 风化过程中未改变化学组成，以硅酸盐和铝硅酸 盐占绝对优势。常见的有石英、长石、云母、辉 石、角闪石等。
土壤肥料学通论知识点汇总
土壤肥料学通论整理(土壤学部分)第一章绪论1. 土壤：陆地表面由矿物、有机物质、水、空气和生物组成、具有肥力且能生长植物的未固结层。
2.肥料：凡是能够直接供给植物生长的必需的营养元素的物料。
分为有机肥料和化学肥料。
3.土壤肥力：在植物生活的全过程中，土壤具有能供应与协调植物正常生长发育所需的水分、养分、空气和热量的能力。
根据肥力产生的原因，可以将土壤肥力分为自然肥力和人为肥力。
四因素：空气、温度、养分、水分。
第二章土壤的基本物质组成1.土壤的三相组成：固相（固体土粒，包括矿物质和有机质）、液相（土壤水和可溶性物质）、气相（土壤空气）。
2.矿物：自然产生于地壳中的具有一定化学成分、物理性质和内部构造的单质或化合物，是组成岩石的基本单位。
原生矿物：在风化过程中没有改变化学组成而遗留在土壤中的一类矿物。
次生矿物：原生矿物风化和成土过程中经化学变化，或由分解产物重新结合而成的矿物。
2.成土岩石：一种或数种矿物的集合体。
分为岩浆岩、沉积岩、变质岩。
3.风化作用：岩石、矿物在外界因素和内部因素的共同作用下，逐渐发生崩解和分解的过程。
按照其作用因素和风化的特点可以分为物理风化（温度作用、结冰作用以及水流和大风的磨蚀作用）、化学风化（溶解、水化、水解和氧化）、生物风化三种类型。
4.成土因素：气候、母质、地形、生物、时间因素。
成土母质：岩石矿物经过风化破碎形成的疏松堆积物。
5.土壤的机械组成：据机械分析，分别计算各粒级的相对含量。
是划分土壤质地的依据。
土壤质地：土壤中各粒级土粒含量(质量) 百分率的组合，及其所表现的粘砂性质。
分为砂土类（透水性强、通气性好、热容量较小、养分少、松散易耕）、壤土类（通气透水性良好、保水保肥、耕性较好、宜耕期较长，理想土壤）和粘土类（透水性差、通气性差、热容量较大、养分较丰富、宜耕期短）。
6.土粒分级：石砾、砂粒、粉砂粒和粘粒。
7.土壤质地的改良措施a. 增施有机肥料：有机质的粘结力比砂粒强，比粘粒弱。
土壤胶体.
蒙脱石矿物结构示意图
2:1型
（1）无机胶体
次生层状铝硅酸盐类：1∶1型的高岭石类；2∶1型的蒙脱石 类及水化云母类。
1∶1型的高岭石类： 二层型（1：1）粘土矿物，硅酸盐层之间由氢键连接， 作用力很强，间隙小，水分子或其他离子很难进入层间。
单位晶胞小，形成的颗粒较大, 其胶体的分散度低, 胀缩 性、黏性和吸收容量小，电荷数量也少。
《土壤肥料学》
Soil and Fertilzers
第二章 土壤的物质组成
1
第四节 土壤胶体
soil colloids
2
一、土壤胶体的概念及种类
1、概念： 胶体：颗粒直径 1-100nm 的分散质分散到分 散剂中，构成的多相系统，称为胶体。
在一般情况下，是把土壤固相颗粒作为分散质，而把土壤溶液和土壤 空气看做分散剂。 土壤胶体是土壤中最细小、最活跃的部分 土壤胶体是土壤肥力性状赖以表现的物质基础中最精华的部分 土壤胶体的组成和性质对土壤的理化性质，如土壤的吸附性、酸碱性、 缓冲性以及土壤结构都有很大的影响
•不同土壤矿物组成不同，比表面积也不同。一般土壤中有机质含量 高，2:1型粘粒矿物多，则比表面积较大，如黑土。 •反之，如果有机质含量低，1:1型粘粒矿物较多，则其表面积就较小， 如红壤、砖红壤。
表面能：由于表面分子的四周不都是相同的分子，受到
的力不均衡，使表面分子对外表现有剩余能量，这种能 量是由于表面的存在而产生，所以叫做表面能。
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土壤胶体的表面能与表面积呈正相关
土壤中常见粘土矿物的比表面积（m2/g)
胶体成分 蒙脱石 蛭石 水云母 高岭石 埃洛石 水化埃洛石 水铝英石 腐殖质 内表面 700~750 400~750 0~5 0 0 400 130~140 外表面 15~150 1~5 90~150 4~40 10~45 25~30 130~140 总表面 700~850 400~800 90~150 5~40 10~45 430 260~800 800~900
土壤肥料学通论土壤学部分各章重点-复习
第一章绪论1、土壤概念2、土壤肥力四因素第二章土壤的基本物质组成1、土壤的三相组成2、成土岩石的种类（三种）3、风化作用及三种类型4、五种成土因素5、土壤机械分析、土壤质地概念及土粒分级（分为哪几级）6、不同质地土壤的利用改良措施7、土壤有机质的转化（1）矿化作用（2）腐殖质化过程（3）土壤呼吸（微生物学解释及通气机制解释）（4）腐殖物质（5）腐殖质化系数8、腐殖质的种类及其人为分离方法9、影响有机质转化的因素10、有机质在土壤肥力中的作用11、土壤空气的组成特点12、通气的两个机制13、土壤热特性、热导率、导温率等概念14、土壤氧化还原电位概念15、水分进入土体时所受的三种力16、土水界面的三种吸附力17、土壤水分的类型特点18、水分含量的表示方法（四种）19、土壤水分能态：（1）四种水势（2）土壤水吸力概念（3）土壤水分特征曲线概念及意义20、水、气、热等的调节第三章土壤的基本发性质1、土壤孔性：（1）孔隙度（2）相对密度（3）土壤容重（4）孔隙类型2、土壤结构性：五种结构，其中团粒结构为重点，包括其形成及其与土壤肥力的关系。
3、土壤耕性、土壤物理机械性概念（1）粘结和粘着性（2）可塑性（3）胀缩性4、土壤胶体概念、种类：（1）2:1型粘土矿物和1:1型粘土矿物、同晶代换5、土壤胶体的结构：微粒核、双电层6、土壤胶体电荷：永久电荷、可变电荷、可变电荷零电点（pH0）7、土壤的吸收性能8、阳离子交换量及其影响因素9、盐基饱和度、交换性阳离子种类、盐基饱和（不饱和）土壤10、影响交换性阳离子有效性的因素11、阳离子非交换吸附中的晶格固定12、土壤活性酸、潜性酸及其表示方法，潜性酸的分类13、土壤缓冲作用的机制第四章1、高产肥沃土壤特征及其培肥措施2、土壤污染源及其防治。
《土壤肥料学》第二章 土壤有机质 思考题解析
《土壤肥料学》第二章土壤有机质课后思考题解析1、什么是矿质土壤和有机质土壤？矿质土壤简称矿质土,主要是由矿物质组成的、其特性主要由矿物质所决定的土壤.通常含有不到20％的有机质,具有30厘米厚的有机质表土层.有机质土壤是指在土壤学中，一般把耕层含有机质20%以上的土壤。
2、不同土壤中的有机质的来源途径有哪些？对于原始土壤来说，微生物是土壤有机质的最早来源；自然植被条件下，土壤有机质主要来源于地面植物残落物、根系残体和根系分泌物，其次来源于生活在土内的动物和微生物。
农业土壤的有机质主要来源于施入土壤的各种有机肥料，植物遗留的根茬、还田的秸秆以及翻压的绿肥等有机物质。
3、什么是土壤有机质的矿质化过程和腐殖化过程？土壤有机质的矿化过程是指在微生物作用下，复杂的有机物质分解成为简单无机化合物的过程。
土壤腐殖化过程是指土壤有机质在微生物作用下，不仅可以分解成为简单的无机物，同时经过生物化学作用，又可以重新合成更为复杂而且比较稳定的特殊的高分子有机物，即腐殖质。
4、含氮有机物的矿质化过程分为哪几个阶段？具体阶段的条件、过程、结果如何？含氮有机物的矿质化过程可分为4个阶段，水解过程、氨化过程、硝化过程和反硝化过程。
水解过程是，蛋白质在微生物所分泌的蛋白质水解酶的作用下，分解成为简单的氨基酸类含氮化合物。
氨化过程是经水解生成的氨基酸在多种微生物的作用下，产生氨气的过程，条件是在好气、厌氧条件下均可进行，只是不同种类微生物的作用不同。
硝化过程是在通气良好的条件下，氨化作用产生的氨气在土壤微生物的作用下，可经过亚硝酸的中间阶段，进一步氧化成硝酸。
反硝化过程是硝态氮在土壤通气条件不良的情况下，受反硝化细菌作用还原成气态氮（N2,N2O)的过程.5、土壤腐殖质的形成经历哪几个阶段?土壤腐殖质的形成经历两个阶段，为动植物残体分解阶段和新高分子有机物合成阶段。
6、土壤腐殖质酸的组分和性质如何？腐殖酸的主要组成是胡敏酸和富里酸，通常占腐殖酸总量的60%左右。
了解土壤的组成：科学知识点
了解土壤的组成：科学知识点土壤是我们日常生活中非常重要的一部分，它是植物生长的基础，对于维持生态平衡和农业的发展有着重要意义。
了解土壤的组成对于我们更好地利用土壤资源、保护土壤环境具有重要的意义。
本文将围绕土壤的组成展开介绍，以帮助读者更好地了解土壤的科学知识。
一、土壤的物理组成土壤的物理组成主要包括颗粒物质和孔隙结构。
颗粒物质是土壤物理性质的基础，主要由砂、粉砂、黏土等不同粒径的颗粒组成。
其中，砂粒最大，黏土粒最小。
这些颗粒的大小和比例决定了土壤的质地，质地的不同对土壤的肥力和水分保持能力有着重要的影响。
土壤中的孔隙是由颗粒之间的间隙形成的，主要包括毛管水和非毛管水两部分。
毛管水是在细微的孔隙中由毛细现象引起的水分，对植物的供水起着重要作用。
非毛管水则是填充在较大孔隙中的地下水，对于土壤的排水和贮水有着重要的作用。
二、土壤的化学组成土壤的化学组成包括有机物质和无机物质两部分。
有机物质来源于植物和动物的残体、分泌物以及微生物的代谢产物等，它们经过分解和转化形成了土壤中的腐殖质。
腐殖质对土壤的保水、保肥、保护土壤中有机肥养分的释放有着重要作用。
无机物质是指土壤中的矿物质和有机无机复合物，主要由矿物颗粒、离子交换体和土壤胶体组成。
矿物颗粒主要来自于岩石的风化和破碎，它们对土壤的肥力和结构有着重要的影响。
离子交换体是土壤中吸附离子的重要媒介，它对植物的养分吸收和土壤肥力的维持起着重要作用。
土壤胶体则是一种由颗粒细小的矿物组成的胶态物质，它能吸附水分和养分，并对土壤结构稳定性起到重要作用。
三、土壤的生物组成土壤的生物组成包括微生物、植物和动物。
微生物是土壤中最丰富的生物类群，包括细菌、真菌、放线菌等。
它们参与了土壤的有机质分解、养分循环和抗土壤病原微生物的作用。
植物通过根系和土壤发生相互作用，植株的生长和发育依赖于土壤提供的水分和养分。
动物则通过活动和排泄物的分泌改变土壤的物理性质和化学性质。
四、土壤的水分组成土壤的水分主要包括毛管水、非毛管水和附着水。
第2章 土壤有机质 《土壤肥料学》课件_500
CH2NH2COOH＋H2O
HCOOH＋CO2 CH3COOH ＋
CH2(OH)COOH
（3）硝化作用
氨化作用生成的氨或铵盐中，部分的氨态氮可以被 微生物氧化成亚硝酸，并进一步氧化成硝酸的过程， 称硝化作用。这一作用可分为两个阶段：第一阶段， 氨被亚硝酸细菌氧化成亚硝酸；第二阶段，亚硝酸被 硝化细菌氧化成硝酸。其反应如下：
慢分解，并形成一些还原性气体、有机酸，产生的热量
少，称发酵作用。其反应为：
C6H12O6 量
CH3CH2CH2COOH＋2H2＋2CO2＋热
4H2＋CO2 CH4＋2H2O
2.含氮有机物质的转化 含氮有机物是土壤中氮素的主要贮藏状态，包
括蛋白质、氨基酸、腐殖质等。但植物利用的氮 主要是无机态的氮，如NO3-、NH4+等。 (1)水解作用
3.含磷有机物质的转化
土壤中含磷有机物主要有核蛋白、卵磷脂、核酸、
核素等，它们在有机磷细菌的作用下进行分解：
磷细菌
核蛋白质水解
磷酸 K＋＋Na＋＋Ca磷2＋酸盐
产生的磷酸盐是植物可吸收的磷素养分，但在酸 性或石灰性土壤中易与Fe、Al、Ca、Mg等生成难 溶性的磷酸盐，降低其有效性。在缺氧条件下磷酸 又被还原为磷化氢，其反应如下：
第二章 土壤有机质
第二节 土壤有机质
土壤有机质是土壤固相的组成成分之一。它 在土壤的形成过程中，特别是在土壤肥力的发 展过程中，起着极其重要的作用。
我国部分土壤有机质含量如下表。
表 中国某些自然土壤中有机质含量
土类 棕色森林土
有机质含量 （g/kg） 26.4～193
统计的标本数 74
褐土
10.3～106.9
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黄壤
土壤肥料学土壤的物质组成培训课件
土壤肥料学土壤的物质组成培训课件四部分组成成分相互混合构成极其复杂的单个土体：矿物质（土壤固相）38%有机质（土壤固相）12%土壤空气（土壤气相）25-30%土壤水（土壤液相）12-25%第一节土壤矿物质1.主体物质——“骨骼”——95%~98%2.土壤母质I经风化成土作用2形成3.对土壤的物理性质3和化学性质,以及生物与生物化学性质5均有深刻的影响一、土壤矿物质的来源（-）主要的成土岩石一、土壤矿物质的来源（-）主要的成土岩石一、土壤矿物质的来源（-）主要的成土岩石＞沉积岩和岩浆岩通过变质作用形成变质岩。
＞岩浆岩和变质岩通过母岩的风化、剥蚀和一系列的沉积作用而形成沉积岩。
＞变质岩和沉积岩进入地下深处后，在高温高压条件下发生熔融形成岩浆，经结晶作用而变成岩浆岩（二）岩石的风化风化作用：岩石、矿物在外界因素和内部因素的共同作用下, 逐渐发生分解和崩解的过程。
可分为：a∙物理风化：物理崩解、T、结冰、水流、风b.化学风化：化学变化产生新物质的过程，H2O,CO2,O2C.生物风化：生物作用+分泌+有机产物物理+化学作用-1.物理风化-因温度变化和孔隙中水的冻融以及盐类的结晶而产生的机械崩解过程。
只有物理形状的改变，由大变小，而不会引起岩石的成分和性质的改变。
-D热力作用受热因昼夜和季节的不同而变化，因而气温与地表温度均有相应的日变化和年变化。
-2）冰劈作用在寒冷地带、岩石的孔隙或裂隙中的水在冻结成冰时，由于体积的膨胀，产生960kg∕c m2的压力，使岩石逐渐崩解为岩屑。
-3）盐崩作用随着水分的蒸发，浓度逐渐达到饱和，对周围裂隙壁产生巨大的压力，使岩石崩裂。
物理风化是机械力作用的结果流水的冲击、风、冰川等自然动力对岩石的磨蚀，树根生长时对岩石造成的挤压作用，均能加速岩石的破碎。
物理风化的结果，产生许多岩石碎屑和细粒，获得了岩石所没有的透水性和通气性。
但由于物理风化只是岩石在机械力作用下的破碎，产生的岩屑一般都大于0∙Imnb没有毛管作用，所以对水的保蓄性能很差。
土壤与肥料知识点总结
土壤与肥料知识点总结一、土壤的组成1. 土壤的基本组成土壤是地球表面的陆地壳层的一种自然体，是由矿物质颗粒、有机质、水、空气和微生物组成的。
其中，矿物质颗粒是土壤的主要固体部分，有机质则是土壤的有机部分，水和空气在土壤中则占据着孔隙的空间，而微生物则参与了土壤的生物活动。
2. 土壤的物理性质土壤的物理性质主要指的是土壤的颗粒分布以及土壤的孔隙结构。
颗粒分布是指土壤中不同粒径的颗粒的分布情况，通常分为砂、粉砂、粉土、壤土和粘土五种。
而孔隙结构则是指土壤中的孔隙空间的大小、分布和连通性等，对土壤的水分和空气运移以及植物根系的生长都有着重要的影响。
3. 土壤的化学性质土壤的化学性质主要包括土壤的酸碱度、养分含量和微量元素等方面。
土壤的酸碱度通常用pH值表示，而养分含量则主要包括土壤中的氮、磷、钾等植物所需的主要元素。
此外，土壤中的微量元素虽然含量较少，但对植物的生长却有着不可忽视的作用。
4. 土壤的生物性质土壤的生物性质主要指的是土壤中的微生物、动物和植物等生物的活动和作用。
微生物对土壤中的养分循环、有机质分解和土壤呼吸等起着重要的作用，而土壤中的动物和植物则会影响土壤的结构和养分的分布。
二、土壤的分类1. 按成因划分土壤按成因可以划分为天然土壤和人工土壤两大类。
天然土壤是指自然形成的土壤，通常根据土壤的形成过程，可以分为残积土壤、黏土土壤、沉积土壤、风化土壤和盐渍土壤等；而人工土壤则是指通过人工方式建造的土壤。
2. 按物理性质划分根据土壤的物理性质，土壤可以分为砂土、壤土、壤土质地等不同的类型。
3. 按化学性质划分根据土壤的化学性质，土壤可以分为酸性土壤、碱性土壤和中性土壤等。
4. 按养分含量划分根据土壤的养分含量，土壤可以分为肥沃土壤、贫瘠土壤和盐碱土壤等。
5. 按栽培用途划分根据土壤的栽培用途，土壤可以分为耕地土壤、园地土壤、林地土壤和草地土壤等。
三、土壤的改良1. 土壤改良的原则土壤改良的原则主要包括增加土壤有机质、改善土壤结构、提高土壤肥力和调节土壤酸碱度等几个方面。
土壤学3.土壤的物质组成
胶体特性，粘着力、可塑性、吸湿性介于高岭石和蒙脱石之
间； 这类矿物主要分布在西北干旱半干旱土壤中，钾素丰富，南 方雨量大淋溶强的土壤中少。
40 cmol(+)/kg
Illite
2:1 Clay
K
K
K
K
K
K
Interlayer K+
Non-expanding
三大类次生层状铝硅酸盐矿物区别
性质 晶架结构
1.21
1.53 3.89 1.27 0.96
0.08
0.12 0.21 0.29 0.36
0.01~0.002 67.21 <0.002 44.08
颗粒愈小，氧化物多，营养程度高；颗粒愈粗，SiO2多，土 壤愈贫瘠。
砂粒
弱眼可以分辨的较粗颗粒，主要来源于未化学风化的原生 矿物，矿物成分往往以难分化的石英为主； 由于颗粒较粗，无可塑性和黏结粒，多呈散碎状态，粒间 空隙大，通气透水性强，蓄水能力差；
单位晶层
由于硅片和铝片都带有负电荷，不稳定，必须
通过重叠化合才能形成稳定的化合物；
硅片、铝片以不同方式进行堆叠，形成层状铝
硅酸盐的单位晶层；
两种晶片的配合比例不同，而构成1:1型、2:1
型和2:1:1型晶层
1:1粘土矿物单位晶层构造
高岭石类
高岭石 (1:1型矿物）
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同一粒级内的矿质颗粒有一定的粒径范围和基本一致的
性质，而粒级间则有较大差别或很大差别。
《土壤肥料学》课程笔记
《土壤肥料学》课程笔记第一章：绪论与土壤的物质组成一、土壤肥料学绪论1. 土壤肥料学的定义土壤肥料学是研究土壤与植物营养、土壤肥力、肥料及其作用机理和施用技术的学科。
它涉及土壤学、植物营养学、肥料学和环境科学等多个领域。
2. 土壤肥料学的研究内容（1）土壤的组成、性质和分类；（2）土壤肥力的形成、评价和提升；（3）植物对营养元素的需求、吸收、运输和利用；（4）肥料的种类、特性、效果和施用技术；（5）土壤环境保护与农业可持续发展。
3. 土壤肥料学的研究方法（1）实验室分析：化学分析、物理测量、微生物学检测等；（2）田间试验：肥料试验、土壤改良试验、作物栽培试验等；（3）模型模拟：土壤过程模拟、作物生长模拟等。
4. 土壤肥料学的重要性（1）提高农业生产效率，保障粮食安全；（2）促进作物生长，提高农产品品质；（3）保护土壤环境，防止土壤退化；（4）指导合理施肥，减少环境污染。
二、土壤矿物质-上1. 土壤矿物质的来源土壤矿物质主要来源于母岩的风化产物，包括原生矿物和次生矿物。
2. 原生矿物（1）定义：未经化学变化的母岩矿物；（2）种类：石英、长石、云母、角闪石、辉石等；（3）特性：稳定性高，化学成分变化小。
3. 次生矿物（1）定义：原生矿物经化学风化形成的矿物；（2）种类：高岭石、蒙脱石、伊利石、绿泥石等；（3）特性：稳定性较低，化学成分和结构多样。
三、土壤矿物质-下1. 土壤矿物质的粒径分布（1）砂粒：粒径大于0.05mm，影响土壤的通透性和保水性；（2）粉粒：粒径介于0.002mm至0.05mm，对土壤肥力有重要影响；（3）粘粒：粒径小于0.002mm，对土壤的保水和养分保持能力至关重要。
2. 土壤矿物质的化学成分（1）硅酸盐矿物：最常见的土壤矿物，含有SiO2、Al2O3、Fe2O3等；（2）碳酸盐矿物：如方解石、白云石，影响土壤的pH值和肥力；（3）氧化物矿物：如氧化铁、氧化铝，影响土壤的颜色和性质。
土壤肥料学名词解释
积累利用率：一次施用磷肥后，连续种植各季作物吸收来自肥料中磷的总量占施入肥料中磷总量的比例。
8.复混（合）肥料与有机肥料
复混肥料：在肥料养分标明量中至少含有氮磷钾三种养分中的任何两种或两种以上的肥料。
复合肥料：物料通过化学反应而成的肥料，具有确定的分子式，可通过分子式计算出各养分的含量。
土壤压实：耕种土壤在土粒本身的重量、雨滴冲击、人畜践踏、机具挤压等的作用下，土壤由松变紧。孔隙度减小的现象。
缓冲性能：当加酸或加碱于土壤中时，土壤的酸碱反应并不因此而产生剧烈变化的这种缓和土壤酸碱度变化的能力。
阳离子交换作用：土壤胶体吸附和解吸各种阳离子的作用。
阳离子交换能力：一种阳离子将胶体上的另一种阳离子交换出来的能力。
（3）土壤有机质对全球碳平衡的影响。
10.土壤水分的形态及其有效性如何
有效性：
（1）吸湿水：水分子呈定向紧密排列、密度1.2~2.4g/cm3、无溶解能力、不能以液态水自由移动，也不能被植物吸收。
（2）膜状水：重力不能使膜状水移动，但是膜状水能从膜厚的地方向薄的部位移动。部分膜状水可以利用。
（3）毛管水：这种水可以在土壤中移动，具有溶解养分的能力、作物可以吸收利用。分为毛管支持水（指土壤中受到地下水源支持并上升到一定高度的毛管水，即地下水沿着土壤毛管系统上升并保持在土壤中的那一部分水分）和毛管悬着水（指不受地下水源补给影响的毛管水，即当大气降水或灌溉后土壤中所吸持的液态水）。
2.五大成土因素：母质、气候、生物、地形和时间
①母质：是土壤形成的物质基础
②气候：主要决定着成土过程中水热条件
③生物：通过生物小循环作用于土壤的形成，是形成土壤的主导因子，它使母质飞跃成土壤。
第2章 土壤的物质组成(1 矿物质、有机质)
单个土粒
土粒 土壤中的颗粒 矿质颗粒 数量优势，稳定存在，固相骨架 有机质颗粒 数量较少，复粒存在 单粒 砂性土壤，矿质颗粒单独存在 复粒 粘性土壤，颗粒相互聚集 颗粒分析中把复粒分散成单粒，
二、土粒分级
人为地将土壤单粒按直径大小划分
成若干等级，同一粒级在性质和化学成
分上基本一致，这样的划分方法称土粒 分级。
为土壤腐殖质合成提供原料。
意义：形成的腐殖质对土壤结构、
保肥性等理化性质有重要影响。
有机质的分解与合成示意图
土壤有机质的矿化作用
一、矿化作用(Mineralization)***
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，并释放出其中的矿质养分的过程。
酶 R—（C，4H，养分）+ 2O2 CO2 + 2H2O + 能量+养分 氧化
微生物 NH4+ 氨化过程
N2O和N2等 亚硝酸 硝酸 反硝化作用(反硝化细菌)
3、含磷、硫有机物的分解 （一）含磷有机物的分解
粗中砂粒 细 砂 粒 粗 粉 粒 细 粉 粒 粘 粒
1.0—0.2 0.2—0.04 0.04—0.01
0.01—0.002
<0.002
93.3 94.0 89.4 74.2 43.2
2.8 3.2 6.6 18.3 34.7
0.8 1.5 2.3 4.2 4.9
0 0 0 0 0
石 灰 性 土 壤
2、粘质土壤主要特性： • 〈0.001mm颗粒高于30%，
• 通气透水不良；土温较稳定 • 保水保肥，养分含量高； • 耕性差，发老苗不发小苗，适合于 禾谷类作物。
最好的质 地类型
3、壤质土壤主要特性： • 性质介于粘土与砂土之间。
B735-土壤肥料学-第一节 土壤物质组成概述
（2）风化释放养分，并保存养分
矿物质是土壤养分最初和最主要的来源 之一。 土壤中除氮以外的所有其它矿物 质养分，包括P、K、Ca、Mg、S及微 量元素，最初都是由矿物风化而来；土 壤形成以后，矿物质继续风化仍远远不 断地释放出各种养分。
7
表 1-1 地壳和土壤的平均化学组成（重量%） （维诺格拉多夫，1950、1962）*
0.005
Mg
1.37
0.60
Co
0.003
0.0008
Ti
0.45
0.40
B
0.003
0.001
H
(0.15)
?
Mo
0.003
0.0003
* 根据克拉克等(1924)、费尔斯曼(1939)和泰勒(1964)的估计,地壳的化学元素组成与此表稍有不同,但总
的趋势是一致的。
土壤矿物质的化学组成很复杂，几乎包括地壳中所有的
元素，其中氧、硅、铝、铁、钙、镁、钠、钾、钛、碳等10
种元素占土壤矿物质总量的99%以上，这些元素中以氧、硅、
铝、铁四种元素含量最多。
8
9
2.有机质（生物有机质和腐殖质)
有机质是土壤固相的另一重要组成部分，包括 土壤中的生物残体（动植物残体）、微生物体和 这些生物残体的半分解产物以及腐殖质。
有机质主要累积于土壤的表层，按重量计算只 占土壤固体总重量的5％左右。从体积上讲，占 土壤体积的12%。
15
5.土壤空气——土壤呼吸
小
土壤空气来源于大气，与水分呈消长关系。
21%
0.03%
《10%
》1% 饱和
土壤呼吸强度是土壤代谢能力的指标，也是衡量土壤肥力的重要指标之一。 16
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1.2 岩石的风化
风化作用：地表的岩石
在大气和水的联合作 用以及温度变化和生 物活动影响下，所发 生的一系列崩解和分 解作用。
土壤 （Soil）
岩石 （Rock）
母质 （Parent material）
岩石所处环境条件的改变是发生风化作用的原因
石英(quartz)：性质稳定，SiO2 云母(mica)：可风化
➢ 黑云母：富含盐基、易风化 ➢ 白云母 ：抗风化能力强
方解石(Calcite/CaCO3) ：石灰岩和大理岩的 主要成分，易风化
角闪石 、辉石：黑色，易风化，释放盐基 物质
磷灰石：土壤P重要来源 铁矿
➢ 赤铁矿：Fe2O3，分布广，暗红 色，较稳定
★ 外力作用主要包括： 温度作用 结冰作用（冰劈作用） 风和水的磨蚀作用
Water expands when it freezes
7
寒裂作用
★ 物理风化的结果
—形成土壤中粗粒（颗粒一般大于0.01mm）； —获得通气性和透水性，但毛管作用不强，保水
性差；
—表面积增加，为化学风化创造条件。
化学风化
➢ 岩浆岩的变质如：
花岗岩→片麻状花岗岩→花岗片麻岩→正片麻岩
➢ 沉积岩的变质如：粘土岩→板岩→千枚岩→片岩 ➢ 再如：
硅质砂岩→石英岩（极坚硬、极难风化） 页岩→板岩（坚硬难风化） 页岩→千枚岩（云母多） 页岩、隐晶质的酸性岩浆岩→片岩 石灰岩→大理岩（质硬、色白）
★ 成土矿物和岩石与土壤的化学组成和理化性 质有密切的关系。
1.1 成土矿物与岩石
矿物：天然产生于地壳中，具有一定化学组成、物
理性质和内部构造的化合物或单质，大多呈 晶态(crystalline)，多数是由两种或两种以上 元素构成的化合物。 ➢ 原生矿物 ➢ 次生矿物
岩石：是一种或数种矿物的集合体。
主要成土矿物
长石(feldspar)：易风化 ➢ 正长石：钾长石，肉红 ➢ 斜长石：Na、Ca长石混合，灰白
★ 土壤矿物质是成土母质或母岩的风化产物，包 括原生矿物和次生矿物；
由坚硬的整块岩石 变为疏松的肥沃土 壤要经历漫长的岁 月和极为复杂的过
程。
形成2.5cm厚土壤需要240-500年
★ 土壤矿物质是构成土壤的主体物质，是土壤的 “骨骼” ；
★ 土壤矿物质的化学组成：氧、硅、铝、铁、钙、 镁、钠、钾、钛、磷等 10 种元素占土壤矿物 质总重的 99% 以上，其中以氧、硅、铝、铁 为最多。
沉积岩
先成岩（包括岩浆岩、变质岩 和原有的沉积岩）经风化、搬 运、沉积胶结而成；分布广泛， 地球表面75%以上的岩石都是 沉积岩类。
碎屑岩类：组成物质主要为碎屑物质
砾岩 砂岩
粘土岩类：组成主要为粘土矿物
页岩 泥岩
化学及生物化学岩类：化学或生物化学
作用沉淀而成 石灰岩
变质岩
先成岩由于地壳运动或受到岩浆活动的影响处于高 温高压条件下，内部发生剧烈变化而新形成的岩石。 致密坚硬，呈片状结构，不易风化 常见变质岩：板岩、片岩、片麻岩、大理岩
★ 岩石、矿物在外界条件的影响下，引起化学成 分的改变，产生地表环境中稳定的新矿物的过程。 ★ 主要包括：溶解作用、水化作用、水解作用、 氧化作用等
释放出可溶性的盐类物质， 产生胶体物质。
– 溶解
• 岩石中的矿物都是无机盐， 虽然占绝大部分的硅 酸盐和铝硅酸盐矿物溶解度很小， 但很大的地质 年代中，水溶解的规模是相当大的，
在土壤孔隙之中。
体积比
固相 液相
Байду номын сангаас
矿物质占45％以上 有机质仅5％以下
气相 孔隙占50%左右
质量比
被土壤溶液。空气充满
矿物质—占固相质量的95%以上 有机质—占固相质量的5%以下
第一节 土壤矿物质
Soil minerals
Major Components
representative,
medium-textured
2KAlSi3O8＋3H2O Al2Si2O5(OH) ＋ 4SiO2＋2KOH
钾长石
高岭石
• 水中含CO2，水解作用强
水解的实质是矿物中的盐基离子被子氢离子取代。
– 氧化还原
• 空气中的氧在有水的条件下，氧化能力很强
2FeS2＋2H2O＋7O2 FeSO4＋2H2SO4
按风化作用因素和特点，可以将其分为物理风 化、化学风化和生物风化。
崩解：岩石由大块变成碎块，再
渐变成细粒，其形状和大小改变 了，但化学成分不发生变化。
分解：岩石、矿物风化过
程中化学成分发生变化。
物理风化 生物风化
化学风化
风化作用实质上表现为一系列崩解和分解
物理风化
★ 岩石、矿物在外力影响下，机械地分裂成碎屑， 只改变其大小与外形，而不改变其化学成分和结 构的过程。
第二章 土壤的物质组成
第一节 土壤矿物质 第二节 土壤有机质 第三节 土壤生物与土壤酶 第四节 土壤胶体 第五节 土壤溶液
土壤的物质组成
由固相、液相、气相三部分组成。适于植物生长的典型
壤质土壤的体积组成为土壤孔隙占50；土壤固体占50%，
其中矿物质占45％，有机质占5%；土壤生物体均生活
surface soil (by
water 25%
volume)
for optimum plant
growth
organic 5%
air 25%
minera l
45%
土壤矿物质
本节要点
➢ 土壤矿物质的来源 ➢ 土壤矿物质的组成与性质 ➢ 土壤的颗粒组成 ➢ 土壤质地及其利用改良
（一）土壤矿物质的来源
• 地表水常溶有CO2、NO2以及有机酸等， 大大提 高了水的溶解能力
– 水化
• 无水矿物与水结合成为含水矿物的作用
CaSO4＋2H2O CaSO4·2H2O 2Fe2O3（赤铁矿）＋3H2O 2Fe2O3·3H2O（ 褐铁矿）
• 溶解度、体积增大、硬度降低
– 水解（最主要形式）
• 岩石彻底分解和改变，到简单氧化物为止
➢ 褐铁矿：2Fe2O3•3H2O，含铁 矿物在地表经氧化和水化而成， 黄褐色
主要成土岩石
岩浆岩（火成岩）
岩浆冷凝而成 主要成分：长石、石英、云母、角闪石、辉石、橄
榄石 ➢ 喷出岩：岩浆喷出地面冷凝而成，包括流纹岩、
安山岩、玄武岩 ➢ 侵入岩：侵入地壳冷凝而成，深成&浅成侵入，
包括花岗岩、正长岩、闪长岩、辉长岩、橄榄 岩等