土壤学复习资料

（0）绪论

1、土壤肥力的生态性相对性

（1）土壤肥沃或者不肥沃是针对植物而言的，应从植物的生态要求出发来认识土壤肥力的生态相对性。

（2）如果植物的生态要求和土壤所能提供的生态性质不一致，即使土壤具有丰富的物质和能量，植物也不能利用或利用很少。

（3）通俗意义上讲的土壤肥力高低，如果不指明植物，一般只能说明其有机质和养分的高低及适宜的物理性质。

2、土壤肥力的量化指标

（1）以地上部分生物量来评价

（2）以土壤的某些性质和养分数值来评价

如：土层厚度、土壤质地、pH值、有机质含量、养分含量、全氮等。

3、肥力的影响因素

水气热：受土壤中不同粗细颗粒的控制。土壤颗粒的粗细取决于母岩中稳定性矿物和易分解

矿物的比例。

养分：(1)受母岩释放的养分多少控制。土壤养分取决于母岩中含有的盐基离子即金属离

子的数量。(2)受土壤细粒部分吸持养分能力的影响。

一、土壤矿物质

1、层状硅酸盐粘土矿物（是胶体的主要成分）

（一）构造特征：（1）硅氧四面体，硅氧四面体是硅酸盐矿物的最基本的结构单位。（2）铝氧八面体

3、单位晶层：1:1型单位晶层:由一个硅片和一个铝片构成。硅片顶端的活性氧与铝片底层的活性氧通过共用的方式形成单位晶层。这样1:1型层状铝硅酸盐的单位晶层有两个不同的层面，一个是由具有六角形空穴的氧原子层面，一个是由氢氧构成的层面。

2:1型单位晶层：由两个硅片夹一个铝片构成。两个硅片顶端的氧都向着铝片，铝片上下两层氧分别与硅片通过共用顶端氧的方式形成单位晶层。这样2:1型层状硅酸盐的单位晶层的两个层面都是氧原子面。

2:1:1型单位晶层：在2:1单位晶层的基础上多了一个八面体片水镁片或水铝片，这样2:1:1型单位晶层由两个硅片、一个铝片和一个镁片（或铝片）构成。

4、同晶替代：同晶替代的结果使土壤产生永久电荷，能吸附土壤溶液中带相反电荷的离子,使土壤具有保肥能力。

2、土壤中同晶替代的规律

1）高价阳离子被低价阳离子取代的多；因此，土壤胶体一般其净电荷为阴性。

2）四面体中的Si4+被Al3+离子所替代，八面体中Al3+被Mg2+替代。

3）同晶替代现象在2:1和2:1:1型的粘土矿物中较普遍，而1:1型的粘土矿物中则相对较少。

3、高岭石和蒙脱石的区别？（简单题）

高岭石：(1）1:1型的晶层结构。（2）无膨胀性。

（3）电荷数量少。（4）胶体特性较弱。

蒙脱石：（1）2:1型的晶层结构（2）胀缩性大

（3）电荷数量大（4）胶体特性突出。

4、粘土矿物的南北方哪边肥力更强？为什么？（问答题）

答：北方更强。北方以2：1型矿物为主，含蒙脱石、水云母较多，土壤反应又多为中性或微碱性，因此，阳离子交换量一般较高，则保存养分的能力大。其胀缩性大，吸湿性强，易发生同晶替代，因此永久性电荷数比较多，其粘结性、可塑、胀缩性比较强。而南方以1：1型矿物较多，为红、黄壤地带，无机胶体以高岭石和含水氧化铁、氧化铝为主，土壤酸性大，pH值低，阳离子交换量小，晶格内的水铝片和硅氧片很少发生同晶替代，因此无永久性电荷。晶片与晶片之间形成氢键而结合牢固，水分子及其他离子难以进入层间，并且形成较大的颗粒。因此其吸湿性、粘结性和可塑性较弱，富含高岭石的土壤保肥性差。

二、土壤有机质

1、土壤有机质的来源

1）动物、微生物残体

2）植物残体

3）动物、植物、微生物的排泄物和分泌物

4）人为施入土壤中的各种有机肥料

2、影响土壤有机质分解和转化的因素

（1）土壤生物的组成与活性：土壤动物促进植物残体的破碎和运输、真菌可促进木质素的分解、细菌和放线菌可促进碳水化合物的分解。

（2）土壤特性：a、质地。粘粒含量越高，有机质含量也越高。

b、pH值。中性、钙质丰富较好，pH6.5-7.5。

c. 水分。最适湿度：土壤持水量的50-80%。低洼、积水有利于有机质的积累。

d. 通气性。通气不良易有机质累积。

e. 温度。最适宜温度大约为25-35度。

（3）植物残体的特性：a、物理状态：新鲜程度、破碎程度、紧实程度。

b、C/N比：以25或30：1较为合适。

3、土壤腐殖酸的性质（重点）

（1）腐殖酸的物理性质

a、颜色：黑褐色，富里酸呈淡黄色，胡敏酸呈褐色。

b、溶解性：富里酸溶于水、酸、碱，胡敏酸不溶于水和酸，但溶于碱。

富里酸的一价、二价盐溶于水，三价盐几乎不溶于水；

胡敏酸的一价盐溶于水，但二价、三价盐几乎不溶于水。

c、吸水性：最大吸水量可以超过500%。

d.胶体特性：是土壤有机胶体的主要组成部分。

e、腐殖物质的分子结构：胡敏酸（890-2500）大于富里酸（675-1450）。

（2）腐殖酸的化学性质

a、腐殖物质的组成：胡敏酸、富里酸、胡敏素。

b、化学组成：习惯上C以58%为其平均值。

c、含氧官能团：羧基、酚羟基、羰基、醌基、醇羟基、甲氧基等。

d、腐殖酸的电性：腐殖酸是一种两性胶体。即可以带负电荷，也可以带正电荷。而通常以

带负电荷为主。腐殖质的负电荷数量随pH质的升高而升高。

（3）腐殖物质的稳定性与变异性

a、稳定性：在温带条件下，一般植物残体的半分解周期少于3个月，植物残体形成的新的

有机质的半分解期为4.7-9年，而胡敏酸的平均停留时间为780-3000年，富里

酸的平均停留为200-630年。

b、腐殖质的变异性：HA/FA值：表示胡敏酸与富里酸含量的比值。是表示土壤腐殖质成份

变异的指标之一。

一般我国北方的土壤，特别干旱区与半干旱区的土壤腐殖质以胡敏酸

为主，HA/FA比大于1.0。而在温暖潮湿的南方的酸性土壤中，土壤中

以富里酸为主，HA/FA比一般小于1.

在同一地区，水稻土的腐殖质的HA/FA 比大于旱地。

在同一地区，熟化程度高的土壤的HA/FA比较高。

4、有机质在土壤肥力上的作用（水、肥、气、热）

（1）提供植物需要的养分：C、N、P等。

（2）促进植物生长发育：胡敏酸可以加强植物呼吸过程，促进养分迅速进入植物体。胡敏酸钠盐对植物根系生长具有促进作用。土壤有机质中的激素、异生长素、抗生素等对植物的生长起促进作用，并能增强植物抗性。（3）改善土壤的物理性质：腐殖质形成团粒状结构，增加土壤的疏松性，改善通气性和透水性。土壤腐殖质是亲水胶体，具有巨大的比表面积和亲水基团，能提高土壤的有效持水量。腐殖质为棕色至褐色或黑色物质，增加了土壤吸热的能力，提高土壤温度。

（4）促进微生物和土壤动物的活动：土壤有机质是土壤微生物、土壤动物生命活动所需养分和能量的主要来源。（5）提高土壤的保肥性和缓冲性：腐殖质胶体以带负电荷为主，从而可吸附土壤溶液中的交换性阳离子，因此，土壤有机质具有巨大的保肥能力。腐殖酸本身是一种弱酸，腐殖酸和其盐类可构成缓冲体系。

（6）有机质具有活化磷的作用：土壤有机质具能与难溶性的磷反应，可增加磷的溶解度，从而提高土壤中磷的有效性和磷肥的利用率。