土壤学

土壤学

绪论

土壤：地面陆地表面能够生产绿色收获物的疏松表层。

土壤肥力：土壤为植物生长供应和协调营养和环境条件的能力。

土壤肥力的生态相对性：

土壤肥力的高低是由土壤内在物质和能量存在的状况，及其被植物利用的转化的程度所决定的。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。植物要求的土壤生态条件差别越大，土壤肥力的生态相对性就越明显。

应做到，适地适树。

森林土壤的三个特征：

1.森林凋落物

2.树木根系

3.依赖于现有林木的生物群落

土壤的8个特征：

1.土壤是在5大成土因素共同作用下形成的

2.土壤是一个三（四）相系统（固液气，生物）

3.土壤具有一定的空间位置

4.土壤具有巨大的比表面积：单位质量物料所具有的总面积（外+内）

5.土壤是一个生态系统

6.土壤是一个多分散体系

7.土壤内进行着物质和能量的转移和转化过程

8.土壤具有一定的层次构造

地质学基础

矿物按成因可分为原生矿物和次生矿物

原生矿物(primary mineral)：指地壳内部岩浆冷却后形成的矿物称原生矿物

次生矿物(secondary mineral)：原生矿物进一步风化形成的新的矿物称次生矿物

常见矿物特征及鉴别：

石英：SiO2常见乳白色，硬度7，具脂肪光泽，分布最广，存在的数量最多。是自然界最难发生化学风化的矿物，对土壤结构有重要影响。无色透明的晶体是水晶。

正长石|角闪石|辉石鉴别：

正长石：肉红色，短柱状，硬度6，以化学分解为土壤提供钾。

辉石：绿黑色，短柱状或近似粒状，硬度5~6，玻璃光泽，易风化，为土壤提供钙、铁、镁等养分。

角闪石：黑绿色，长柱状或近似细长条状，硬度5~6，玻璃光泽，易风化，为土壤提供钙、铁、镁等养分。

橄榄石：橄榄绿色，立方形晶粒，硬度6.5~7,富含铁，易分解，为土壤提供铁，镁等养分。最容易发生化学风化。

磁铁矿：Fe3O4，致密状、块状集合体，铁黑色，条痕黑色，半金属光泽，硬度5.5~6.0，无解理，具磁性。

赤铁矿：Fe2O3.常呈鲕状、肾状，颜色为赤红色，条痕为樱红色；半金属光泽，无解理，无磁性。

褐铁矿：Fe2O3.常呈肾状、土块状，颜色呈褐色至黑色，条痕比较固定为黄褐色，半金属光

泽到土状光泽。

方解石（CaCO3)：晶体菱形，乳白色，完全解理，硬度3，与盐酸反应，产生大量气泡

白云石(CaCO3·MgCO3):晶体菱形，完全解理，粉末加盐酸起泡沫反应，与方解石相区分

岩石：在各种不同的地质作用下产生的，由一种或多种矿物有规律组合成的矿物集合体。1.岩浆岩：当岩浆上升侵入地壳或喷出地表冷却后而形成的岩石，称为岩浆岩，又称火成岩。分类：根据岩浆岩形成方式，岩层所处位置和构造环境，可分为三类：深成岩，浅成岩和喷出岩。

花岗岩：矿物：石英，正长石，角闪石，黑云母等。物理风化剧烈，深成岩，土壤多为砂壤质或壤质。

2.沉积岩：砾岩，砂岩，页岩，石灰岩，白云岩

层理构造：沉积岩的成层性，即沉积岩的成分、颜色、颗粒大小等垂直于岩层的方向变化、交替。是最主要的构造特征。

化学沉积+生物沉积：海中藻类进行光合作用，吸收海水中的CO2，可以引起碳酸钙的沉淀，从而形成石灰岩。

3.变质岩：板岩，片岩，千枚岩，片麻岩，大理岩，石英岩

典型石灰矿物：

化学风化：又称化学分解作用。主要是由水，二氧化碳和氧气等参与下进行的各种过程。

1.溶解作用：矿物在水中溶解的过程。

2.水化作用：矿物与水相结合，如赤铁矿变成褐铁矿

3.水解作用：矿物与水相遇，引起矿物分解并形成新矿物，如正长石水解后释放出钾离子，变成了高岭石

4.氧化作用：二价铁氧化成三价铁，使许多矿物和岩石表面染成红褐色

岩石风化产物：1.可溶性盐：碳酸盐，硫酸盐，磷酸盐等2.合成次生矿物：如伊利石，高岭石，蒙脱石3.残余的碎屑：难风化的矿物和各种岩屑

母质：地表岩石经风化作用使岩石破碎形成的松散碎屑物质，是土壤形成的物质基础和植物矿物养分元素的最初来源，与土壤的本质区别是不含生物体。根据搬运方式和沉积特点分为1.定积母质2.运积母质3.第四纪沉积物

影响土壤形成的因素：气候，母质，生物，地形，时间，人类活动

这些因素如何影响土壤的形成:

1.气候：直接影响水、热条件，很大程度上决定着各种植被类型的分布，从而影响土壤矿物和土壤有机质的分解和合成；温度、降水量等影响矿物风化、矿质元素迁移速率。

（土壤形成的能量源泉。土壤与大气之间经常进行水分和热量的交换，其后直接影响着土壤的水热状况、土壤中物质的迁移转换过程，并决定着母岩风化与土壤形成过程的方向和强度。）

2.生物：（生物将太阳辐射能转化为化学能引入成土过程，并合成土壤腐殖质。在土壤中生活着有数百万种植物，动物和微生物。它们的生理代谢过程构成了地表营养元素的生物小循环，似的养分在土壤中保持与富集，从而促进了土壤的发生与发展。

绿色植物使土壤有机质的初始生产者，可吸收土壤中的营养元素，利用光能制造有机体；土壤动物的生命活动和机械扰动，参加物质与能量转化、转换过程，影响土壤的形成和发育；土壤微生物促进胜利生化活动的进行，导致土壤腐殖质的形成和积累。）

3.母质：岩石风化的产物，是自然土壤形成的物质基础。对土壤的物理(质地)和化学性质（养

分组成、酸碱性）影响明显。

（是形成土壤的物质基础。母质质地与土壤性状：母质质地直接决定土壤的颗粒组成，从而影响土壤的物理性质和养分含量，还影响土壤发育的速度和程度。母质层理影响土壤发育；母质组成决定土壤性质。）

4.地形：对母质、水、热条件、植被的再分配有影响。（地形是影响土壤与环境之间进行物质和能量交换的重要场所，它对物质和气候条件的再分配影响土壤的形成。地形通过影响降水和辐射的再分配而影响土壤发生，一般的，阳坡热量条件好，阴坡水分条件好；地形影响土壤形成过程中的物质再分配，重力导致土壤物质运移，水分淋洗导致土壤养分含量差异及土壤盐化。）

5.时间：任何一个成土因素对土壤的影响都随时间的延长而不断加深。土壤形成过程的程度是以时间为转移的，随着成土过程持续的时间不同，土壤中物质的淋溶与聚积的程度不同，故受当地地质年龄的影响。（土壤发育速度取决于成土条件。有利的土壤发育条件;温暖湿润的气候，森林植被，低石灰含量的松散母质，排水良好的平地。随着时间的进展，土壤发育经历幼年，成熟和老年等阶段。母质、气候、生物、水文和地形对成土过程的作用随着时间延续而加强）

6.人为活动：有益(精耕细作、合理施肥、灌溉排水等提高肥力)；破坏。（特点：快速性、建立在自然因素基础上、两重性和目的性。影响途径：一是通过改变成土条件，二是通过改变土壤组成和形状来影响成土过程。）

土壤剖面：土壤剖面是指从地面凋落物向下挖掘直到母质层所裸露的一段垂直切面，深度一般在两米以内。

土壤剖面的挖掘：

剖面规格：宽1.0－1.5米，长2米左右，为便于观察时上下，需挖成逐级台阶式。

注意事项：剖面必须垂直，表土与成土分别堆放于土炕两侧

采样由下往上逐层采集，每层土壤纳采1kg左右，装入布袋，并应填写一式三份标签。

1.土壤生物包括土壤动物、土壤微生物、植物根系及其与微生物的联合等。

2.在PH<4.0时能很好发育的土壤微生物是真菌；能在风化母岩生长并积累有机质的是藻类和真菌结合成的共生体。

A.细菌

B.真菌

C.藻类

D.放线菌

3.何谓根际效应？

由于植物根系的细胞组织脱落物和根系分泌物为根际微生物提供了丰富的营养和能量，因此，在植物根际的微生物数量和活性常高于根外土壤，这种现象称为根际效应。

4.当C/N介于4/1~5/1之间时，利于土壤有机物的分解和转化，为什么？

含氮有机化合物的C/N比对氨化细胞活动强度和氨化过程有较大影响。一般C/N比小的有机物氨化进行快，C/N比大的有机物氨化进行缓慢。当氨化细菌分解C/N比大的有机物料是，由于有机碳过剩，氮量不足会导致微生物从土壤无机氮中吸取氮合成其自身体质。氨化细菌分解C/N比小的有机物料时，有机碳不足，而氮素却供给有余，此时氮的矿化作用大于固持作用，导致土壤无机氮的积累和增加。

土壤有机质：土壤中各种动植物残体，在土壤生物的作用下形成的一类特殊的高分子化合物。C/N比大约在10~12之间。（对微生物来说，同化1份氮到体内，必须相应需要24份的碳。