土壤学课件
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四川农业大学温江校区
土壤学
Soil Science
主讲教师:蒲玉琳
采用教材：
黄巧云主编.土壤学.中国农业出版社,2005
主要参考教材：
黄昌勇,徐建明主编（3版）.土壤学.中国农业出版社，2010 林大仪主编.土壤学.中国林业出版社，2002
孙向阳主编.土壤学.中国林业出版社，2003
四川省农牧厅土壤普查办公室. 四川土壤.四川科学技术出版社 ,1995 相关期刊：土壤学报、土壤、土壤通报、土壤肥料等 学习网址：中国科学院南京土壤研究所 /
3、对水圈
降水在陆地的重新分配、元素的生物地球化学行为和水分 平衡、分异、转化及水圈的化学组成。 4、对岩石圈 具有一定的保护作用，以减少其受各种外营力破坏，与岩
石圈进行物质交换与地质循环。
气圈
Gas-sphere
(三 ) 土 壤 圈 的 地 位
各种气体的交换与平衡
生 物 养 分 物 质 循 环 水 分 循 环 与 平 衡
3、土壤酶活性
4、土壤微生物与土壤固氮作用 5、根际微生物与菌根 6、土壤微生物之间的相互作用 7、农业措施对微生物的影响 8、土壤微生物与土壤的污染防治 9、有益微生物的农业应用
（四）土壤生物化学
1、土壤腐殖质形成、特性及其对土壤肥力的影
响
2、土壤碳、氮、磷、硫的生物转化（有机碳、 氮矿化作用和腐殖化作用） 3、土壤酶活性 4、有机生物制剂包括有机农药、杀虫剂、除草 剂的生物降解及其对环境污染的影响等
思考题
1. 土壤、土壤肥力的概念，如何理解？
2. 土壤圈的概念？
3. 土壤的物质组成，它们之间的关系？学 研究土壤化学组成，性质及其土壤化学反应过 程的分支学科。重点研究土壤胶体的组成、性质， 及土壤固液界面发生的系列化学反应。为开展土壤 培肥、土壤管理、土壤环境保护提供理论依据。
（三）土壤微生物学
研究土壤中微生物区系、多样性及其功能 和活性的土壤学分支。 1、土壤微生物生态 2、土壤微生物与土壤物质循环(陆地N,P,S,C素循环)
第一章 绪 论
重点及难点：
（1） “土壤”、 “土地”、““土壤肥力”和“土壤 圈”的基本概念 （2）土壤的组成和土壤资源的特点
§1.1 土壤及土壤肥力的概念
一、土壤
概
念
早在三、四千年以前，我国的 《周礼》当中就有了土壤含义的 记载。“万物自生焉则曰土”， “以人所耕而树艺焉则曰壤”， 也就是说凡是自然生长植被的土 地叫“土”，经过开垦而种植植 物的土地叫作“壤”，这可能是 对土壤下的最早的定义。
六、21世纪土壤科学所面临的挑战
来自人口膨胀的挑战——如何保证粮食的持续增产 来自全球生态环境的挑战——如何保持土壤的生态 健康功能，建立良好生态环境 来自土壤学自身发展的挑战—加强基础研究，加速 新技术在土壤学领域内的应用 社会对土壤学认同的挑战—强化土壤资源在国民经 济中的战略地位
立脚于为解决人类的吃饭问题和环 境健康问题服务。
二、土壤是地球表层系统的重要组成部分
（一）土壤圈（Pedosphere）的概念 地球表层系统五大要素：大气圈、生物圈、岩石 圈、水圈、土壤圈 土壤圈是覆盖于地球陆地表面和浅水域底部
的土壤所构成的一种连续体或覆盖层，它是地
圈系统的重要组成部分。
（二）土壤圈的功能
1、对大气圈
与大气进行频繁的水、气和热的交流。 2、对生物圈 支撑和调节生物过程，提供植物生长的养分、水分与适宜 的物理条件，决定自然植被的分布与演替。
距今6600年至距今4600年
犁地，铜器时代中央印度红色崖壁画
土者，吐也；壤者，从土， 从襄；襄者，助也。
土壤
王云森《中国土壤科学》
生态学家：土壤是地球表层系统中，生物多样性最丰富， 生物地球化学的能量交换、物质循环（转化）最活跃的生 命层。 环境科学家：土壤是重要的环境因素，环境污染物的缓冲 五色土 带和过滤器。（净化、阻留） 工程专家：土壤是承受高强度压力的基地或作为工程材料 的来源。 农业科学工作者和广大农民：土壤是植物生长的介质。
生物圈
Biosphere
土壤圈
pedosphere
水圈
Water sphere
金属与微量元素物质循环
岩石圈
Rocky-sphere
连接无机界和有机界（生命与非生 命）联系的纽带，是其余四大圈层物 质和能量交换的中心环境。
三、土壤是陆地生态系统的基础
1、保持生物活性、多样性和生产性 2、对水体和溶质流动起调节作用 3、对有机、无机污染物具有过滤、缓冲、降解、 固定和解毒作用 4、具有贮存并循环生物圈及地表的养分和其它元 素的功能
课时安排
总学时数：64（理论/实验/自修=38/21/5）
第一章 绪论（2学时） 第二章 土壤的地学基础（4学时） 第三章 土壤矿物质和土壤质地（2学时） 第四章 土壤有机质与生物（2学时） 第五章 土壤水分（4学时） 第六章 土壤空气和热量状况（2学时） 第七章 土壤的孔性、结构和力学性质、耕性（4学时） 第八章 土壤胶体胶体化学与表面反应（2学时） 第九章 土壤酸碱性与氧化还原反应（3学时） 第十章 土壤养分循环（3学时） 第十一章 土壤形成、分类、分布及四川省主要土壤类型（6学时） 第十二章 土壤退化与土壤质量（4学时）
物质组成
重量%
矿物质 95
体积%
38
固
有机质
5
12
多种生物：昆虫、动物、微生物
液
存在于土壤孔隙中，二者相互消涨
气
特
性
物理特性
化学特性
生物学特性
二、土地
土地土地是大气对流层的下部至地壳一定深度的立体空间内
有关自然要素和人类活动形成的自然经济综合体。他包括气候、 地貌、岩石、水文、土壤和生物等组成要素。 用数学表示为： L（土地）=[C（气候）+G（基础地质）+T（地形）+H （水文）+S（土壤）+V（植被）+M（人类的经济活动）] 土地资源： 是指在一定技术条件和一定时间内，当前和可预见的将来对人 类具有利用价值的全部土地。 在一定程度上可以将土地与土地资源同等看待
四、土壤是最珍贵的自然资源
1、数量的有限性和固定性
我国是个多山的国家,各种山地丘陵地面积占
全部土地面积的65％,平原区土地仅占35％
我国人均耕地面积不到世界人均耕地的l/3，
人均林地面积占世界人均林地面积的1/9，人均草
地面积不到世界人均草地面积的1/2
2、质量的可变性
3、空间位置的固定性
§1.3 土壤科学的发展及研究内容
三、土壤肥力
定义:在植物生活全过程中，土壤供应和协调植
物生长所需水、肥、气、热的能力。
类 型
1、自然肥力和人为肥力
自然肥力：指土壤在自然因子(气候、生物、地
形等)综合作用下所具有的肥力
人为肥力：土壤在人为条件熟化(耕作、施肥、 灌溉等)作用下所表现出来的肥力
2、潜在肥力与有效（经济）肥力
潜在肥力：土壤肥力在生产上没有发挥出来产
一 、土壤科学的发展
1、农业化学土壤学派 2、农业地质土壤学派 3、土壤发生学派
4、土壤学发展的新观点 ：土壤圈、土壤生态系统、
土壤质量。
二、分支学科及研究内容
（一）土壤物理学 主要研究土壤水、气、热运动及其调控的原理， 其研究内容包括土壤水分、土壤质地、土壤结构、土壤 力学性质、土壤溶质移动及土壤植物大气连续体 (SPAC)中的水分运行和能量转移等。
生经济效益的部分
有效（经济）肥力：土壤肥力在当季生产中表
现出来产生经济效益的部分
§1.2 土壤在农业和环境中的重要性
一、土壤是农业的基本生产资料
1、存贮、供应养分
是陆地生物所需营养物质的重要来源，起着营
养库的作用
2、接纳、存贮与供应水分：巨大的水库 3、生物支撑作用 土壤中拥有种类繁多，数量巨大的生物群 4、稳定和缓冲环境变化
★土壤的经典定义：“地球陆地表面能够生长绿色 植的疏松表层”。（前苏联土壤学家威廉斯 ）
★土壤定义：“覆盖于地球陆地表面，具有肥力特 征的，能够生长绿色植物的疏松物质层”。
类
型
自然土壤
人为作用的影响 农业土壤 植被类型：农业土壤、森林土壤、草原土壤、园林土 壤（苗圃土壤、城市绿地土壤）…… 成土过程的发生学层次：铁铝土(红壤、黄壤）、淋溶 土、初育土（紫色土、石灰土）、人为土（水稻土、 潮土）……
4、土壤质量的演变机制、评价体系及恢复重建的研 究
5、经济快速发展地区土壤环境演变机制与调控研究
6、不同地区土壤生态环境建设及其治理途径的研究 7、土壤与环境问题有关基础应用与开发项目的研究
五、土壤学的研究方法
（一）宏观研究和微观研究 （二）综合、交叉研究 （三）野外调查与实验室研究结合 （四）新技术的应用
/ztwz/200910/t20091015_2551708.html ）；研究土壤质量评价标准、指标体系和退化土壤
的恢复重建技术与措施。
三、土壤学与相邻学科的关系
1、土壤学与地质学、水文学、生物学、气象学有 着密切的关系 2、土壤学与农学、农业生态学有着不可分割的关系 3、土壤学与环境科学联系密切
1993年5月5日沙尘暴锋面
Why
沙河远上白云间，孤城一座万仞山
不合理的土壤资源利用和生态环境遭受破坏
2002年4月
自然对人类的惩罚 北京沙尘暴
（二）中低产土壤改良
（三）基础理论研究
1、土壤温室气体形成机理、变化规律与减缓途径 的研究(重点是CH4、NxOy、CO2) 2、土壤污染发生类型、形成规律与防治途径研究 3、土壤退化时空变化、形成机理、调控对策
地貌学 geomorphology
沉积学
Soil science
土力学 soil mechanics
土壤学 土壤学
sedimentology
生态学 bionomics
水文学 hydrology
土壤学和相关学科的关系
四、土壤学的任务
（一）合理利用土壤
水土流失
土壤沙化
土壤次生盐渍化
土壤污染 农药污染 肥料污染 “三废”污染
（五）土壤地理学
1、土壤发生和分类
土壤发生学是土壤地理学的核心，重点研究土
壤形成与自然成土因子和人为活动的复杂关系，并
在此基础上，根据土壤的发生发育过程、土壤诊断
学属性进行土壤分类。 2、土壤分布规律 土壤是一个时间上处于动态、空间上具有垂直 和水平方向上分异性的三维连续体。
3、土壤调查制图和土壤质量评价 应用现代新技术（如3S技术），建立土壤数据 库(中国土壤数据库/)和土壤信息 系统(中国土壤信息系统
土壤学
Soil Science
主讲教师:蒲玉琳
采用教材：
黄巧云主编.土壤学.中国农业出版社,2005
主要参考教材：
黄昌勇,徐建明主编（3版）.土壤学.中国农业出版社，2010 林大仪主编.土壤学.中国林业出版社，2002
孙向阳主编.土壤学.中国林业出版社，2003
四川省农牧厅土壤普查办公室. 四川土壤.四川科学技术出版社 ,1995 相关期刊：土壤学报、土壤、土壤通报、土壤肥料等 学习网址：中国科学院南京土壤研究所 /
3、对水圈
降水在陆地的重新分配、元素的生物地球化学行为和水分 平衡、分异、转化及水圈的化学组成。 4、对岩石圈 具有一定的保护作用，以减少其受各种外营力破坏，与岩
石圈进行物质交换与地质循环。
气圈
Gas-sphere
(三 ) 土 壤 圈 的 地 位
各种气体的交换与平衡
生 物 养 分 物 质 循 环 水 分 循 环 与 平 衡
3、土壤酶活性
4、土壤微生物与土壤固氮作用 5、根际微生物与菌根 6、土壤微生物之间的相互作用 7、农业措施对微生物的影响 8、土壤微生物与土壤的污染防治 9、有益微生物的农业应用
（四）土壤生物化学
1、土壤腐殖质形成、特性及其对土壤肥力的影
响
2、土壤碳、氮、磷、硫的生物转化（有机碳、 氮矿化作用和腐殖化作用） 3、土壤酶活性 4、有机生物制剂包括有机农药、杀虫剂、除草 剂的生物降解及其对环境污染的影响等
思考题
1. 土壤、土壤肥力的概念，如何理解？
2. 土壤圈的概念？
3. 土壤的物质组成，它们之间的关系？学 研究土壤化学组成，性质及其土壤化学反应过 程的分支学科。重点研究土壤胶体的组成、性质， 及土壤固液界面发生的系列化学反应。为开展土壤 培肥、土壤管理、土壤环境保护提供理论依据。
（三）土壤微生物学
研究土壤中微生物区系、多样性及其功能 和活性的土壤学分支。 1、土壤微生物生态 2、土壤微生物与土壤物质循环(陆地N,P,S,C素循环)
第一章 绪 论
重点及难点：
（1） “土壤”、 “土地”、““土壤肥力”和“土壤 圈”的基本概念 （2）土壤的组成和土壤资源的特点
§1.1 土壤及土壤肥力的概念
一、土壤
概
念
早在三、四千年以前，我国的 《周礼》当中就有了土壤含义的 记载。“万物自生焉则曰土”， “以人所耕而树艺焉则曰壤”， 也就是说凡是自然生长植被的土 地叫“土”，经过开垦而种植植 物的土地叫作“壤”，这可能是 对土壤下的最早的定义。
六、21世纪土壤科学所面临的挑战
来自人口膨胀的挑战——如何保证粮食的持续增产 来自全球生态环境的挑战——如何保持土壤的生态 健康功能，建立良好生态环境 来自土壤学自身发展的挑战—加强基础研究，加速 新技术在土壤学领域内的应用 社会对土壤学认同的挑战—强化土壤资源在国民经 济中的战略地位
立脚于为解决人类的吃饭问题和环 境健康问题服务。
二、土壤是地球表层系统的重要组成部分
（一）土壤圈（Pedosphere）的概念 地球表层系统五大要素：大气圈、生物圈、岩石 圈、水圈、土壤圈 土壤圈是覆盖于地球陆地表面和浅水域底部
的土壤所构成的一种连续体或覆盖层，它是地
圈系统的重要组成部分。
（二）土壤圈的功能
1、对大气圈
与大气进行频繁的水、气和热的交流。 2、对生物圈 支撑和调节生物过程，提供植物生长的养分、水分与适宜 的物理条件，决定自然植被的分布与演替。
距今6600年至距今4600年
犁地，铜器时代中央印度红色崖壁画
土者，吐也；壤者，从土， 从襄；襄者，助也。
土壤
王云森《中国土壤科学》
生态学家：土壤是地球表层系统中，生物多样性最丰富， 生物地球化学的能量交换、物质循环（转化）最活跃的生 命层。 环境科学家：土壤是重要的环境因素，环境污染物的缓冲 五色土 带和过滤器。（净化、阻留） 工程专家：土壤是承受高强度压力的基地或作为工程材料 的来源。 农业科学工作者和广大农民：土壤是植物生长的介质。
生物圈
Biosphere
土壤圈
pedosphere
水圈
Water sphere
金属与微量元素物质循环
岩石圈
Rocky-sphere
连接无机界和有机界（生命与非生 命）联系的纽带，是其余四大圈层物 质和能量交换的中心环境。
三、土壤是陆地生态系统的基础
1、保持生物活性、多样性和生产性 2、对水体和溶质流动起调节作用 3、对有机、无机污染物具有过滤、缓冲、降解、 固定和解毒作用 4、具有贮存并循环生物圈及地表的养分和其它元 素的功能
课时安排
总学时数：64（理论/实验/自修=38/21/5）
第一章 绪论（2学时） 第二章 土壤的地学基础（4学时） 第三章 土壤矿物质和土壤质地（2学时） 第四章 土壤有机质与生物（2学时） 第五章 土壤水分（4学时） 第六章 土壤空气和热量状况（2学时） 第七章 土壤的孔性、结构和力学性质、耕性（4学时） 第八章 土壤胶体胶体化学与表面反应（2学时） 第九章 土壤酸碱性与氧化还原反应（3学时） 第十章 土壤养分循环（3学时） 第十一章 土壤形成、分类、分布及四川省主要土壤类型（6学时） 第十二章 土壤退化与土壤质量（4学时）
物质组成
重量%
矿物质 95
体积%
38
固
有机质
5
12
多种生物：昆虫、动物、微生物
液
存在于土壤孔隙中，二者相互消涨
气
特
性
物理特性
化学特性
生物学特性
二、土地
土地土地是大气对流层的下部至地壳一定深度的立体空间内
有关自然要素和人类活动形成的自然经济综合体。他包括气候、 地貌、岩石、水文、土壤和生物等组成要素。 用数学表示为： L（土地）=[C（气候）+G（基础地质）+T（地形）+H （水文）+S（土壤）+V（植被）+M（人类的经济活动）] 土地资源： 是指在一定技术条件和一定时间内，当前和可预见的将来对人 类具有利用价值的全部土地。 在一定程度上可以将土地与土地资源同等看待
四、土壤是最珍贵的自然资源
1、数量的有限性和固定性
我国是个多山的国家,各种山地丘陵地面积占
全部土地面积的65％,平原区土地仅占35％
我国人均耕地面积不到世界人均耕地的l/3，
人均林地面积占世界人均林地面积的1/9，人均草
地面积不到世界人均草地面积的1/2
2、质量的可变性
3、空间位置的固定性
§1.3 土壤科学的发展及研究内容
三、土壤肥力
定义:在植物生活全过程中，土壤供应和协调植
物生长所需水、肥、气、热的能力。
类 型
1、自然肥力和人为肥力
自然肥力：指土壤在自然因子(气候、生物、地
形等)综合作用下所具有的肥力
人为肥力：土壤在人为条件熟化(耕作、施肥、 灌溉等)作用下所表现出来的肥力
2、潜在肥力与有效（经济）肥力
潜在肥力：土壤肥力在生产上没有发挥出来产
一 、土壤科学的发展
1、农业化学土壤学派 2、农业地质土壤学派 3、土壤发生学派
4、土壤学发展的新观点 ：土壤圈、土壤生态系统、
土壤质量。
二、分支学科及研究内容
（一）土壤物理学 主要研究土壤水、气、热运动及其调控的原理， 其研究内容包括土壤水分、土壤质地、土壤结构、土壤 力学性质、土壤溶质移动及土壤植物大气连续体 (SPAC)中的水分运行和能量转移等。
生经济效益的部分
有效（经济）肥力：土壤肥力在当季生产中表
现出来产生经济效益的部分
§1.2 土壤在农业和环境中的重要性
一、土壤是农业的基本生产资料
1、存贮、供应养分
是陆地生物所需营养物质的重要来源，起着营
养库的作用
2、接纳、存贮与供应水分：巨大的水库 3、生物支撑作用 土壤中拥有种类繁多，数量巨大的生物群 4、稳定和缓冲环境变化
★土壤的经典定义：“地球陆地表面能够生长绿色 植的疏松表层”。（前苏联土壤学家威廉斯 ）
★土壤定义：“覆盖于地球陆地表面，具有肥力特 征的，能够生长绿色植物的疏松物质层”。
类
型
自然土壤
人为作用的影响 农业土壤 植被类型：农业土壤、森林土壤、草原土壤、园林土 壤（苗圃土壤、城市绿地土壤）…… 成土过程的发生学层次：铁铝土(红壤、黄壤）、淋溶 土、初育土（紫色土、石灰土）、人为土（水稻土、 潮土）……
4、土壤质量的演变机制、评价体系及恢复重建的研 究
5、经济快速发展地区土壤环境演变机制与调控研究
6、不同地区土壤生态环境建设及其治理途径的研究 7、土壤与环境问题有关基础应用与开发项目的研究
五、土壤学的研究方法
（一）宏观研究和微观研究 （二）综合、交叉研究 （三）野外调查与实验室研究结合 （四）新技术的应用
/ztwz/200910/t20091015_2551708.html ）；研究土壤质量评价标准、指标体系和退化土壤
的恢复重建技术与措施。
三、土壤学与相邻学科的关系
1、土壤学与地质学、水文学、生物学、气象学有 着密切的关系 2、土壤学与农学、农业生态学有着不可分割的关系 3、土壤学与环境科学联系密切
1993年5月5日沙尘暴锋面
Why
沙河远上白云间，孤城一座万仞山
不合理的土壤资源利用和生态环境遭受破坏
2002年4月
自然对人类的惩罚 北京沙尘暴
（二）中低产土壤改良
（三）基础理论研究
1、土壤温室气体形成机理、变化规律与减缓途径 的研究(重点是CH4、NxOy、CO2) 2、土壤污染发生类型、形成规律与防治途径研究 3、土壤退化时空变化、形成机理、调控对策
地貌学 geomorphology
沉积学
Soil science
土力学 soil mechanics
土壤学 土壤学
sedimentology
生态学 bionomics
水文学 hydrology
土壤学和相关学科的关系
四、土壤学的任务
（一）合理利用土壤
水土流失
土壤沙化
土壤次生盐渍化
土壤污染 农药污染 肥料污染 “三废”污染
（五）土壤地理学
1、土壤发生和分类
土壤发生学是土壤地理学的核心，重点研究土
壤形成与自然成土因子和人为活动的复杂关系，并
在此基础上，根据土壤的发生发育过程、土壤诊断
学属性进行土壤分类。 2、土壤分布规律 土壤是一个时间上处于动态、空间上具有垂直 和水平方向上分异性的三维连续体。
3、土壤调查制图和土壤质量评价 应用现代新技术（如3S技术），建立土壤数据 库(中国土壤数据库/)和土壤信息 系统(中国土壤信息系统