第9章-土壤圈解析资料讲解

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土壤空气
土壤空气来源于大气，它存在于未被水分 占据的空隙中，但其性质与大气圈中的空 气明显不同。 土壤空气是不连续的。由于不易于交换， 局部孔隙之间的空气组成往往不同。
土壤空气一般含水量高于大气。在土壤含水 量适宜时，土壤空气的相对湿度接近100%。
土壤空气
土壤空气中CO2 ，O2和 N2含量不同于大气。这是 由于植物根系的呼吸和土壤微生物对有机残体 的好气性分解，消耗了土壤孔隙中的O2，同时 产生大量CO2的缘故。
粘土矿物形成的粘粒具有吸附、保存呈离子 态养分的能力，使土壤具有保肥性。
土壤的有机组成
来源于生物体，是土壤中最特殊的组分； 按重量计算只占土壤固体的5%左右； 可以分为两类：原始组织和腐殖质。
原始组织包括高等植物未分解的根、茎、叶；动 物的排泄物和死亡之后的尸体等。这类有机质主 要累积于土壤的表层，约占土壤有机部分总量的 10-15%。
存在于大孔隙中的水因重力作用而下移，进 入地下水潜水层，称为重力水。由于重力水 停留在土壤中的时间相对较短，使植物的利 用受到限制，属于土壤中的过剩水量。
重力水排除后留下的可供植物利用的含 水量叫做田间持水量。
土壤水分析
土壤持水量=植物有效水量+植物萎蔫点
土壤持水特征与土壤质地有关
一般来说，土壤粒径愈小，土壤颗粒总量和孔隙总 量就愈大，土壤田间持水量也随之增加。但由于吸湿水量 增加，植物萎蔫点也随之增加，所以，在较粘的土壤中， 植物的有效水量反而会降低。土壤有效水量最高的是介于 砂土和粘土之间的壤土。
土壤的组成示意图
土壤
固体组分（50%）
孔隙（50%）
生物群
无机物质（45%） 有机物质（5%）
空气（25%） 水（25%）
植物群落 动物群落
§2 土壤的性质
土壤剖面
沿垂直方向的分层性是土壤最明显的特征， 不同的层次具有独特的物理性质、颜色和外 形等，构成土壤独特的形态。为了认识土壤 的这一特征，通常需要一个较小的土壤单元， 这就是土壤单体。土壤单体的垂直切面称为 土壤剖面
土壤剖面的分层方案
自然土壤剖 面可以划分为几 个基本土层，从 地表向下为：
枯枝落叶层（O） 腐殖质层（A） 淋溶层（E） 淀积层（B） 母质层（C）
A、E、B层合称为土体，是成土作用最为活跃的层次 和真正意义上的土壤层。
土壤的物理性质
土壤的物理性质在很大程度上决定着土壤的其它 性质，例如土壤养分的保持、土壤生物的数量等。 因此，物理性质是土壤最基本的性质。它包括土 壤的质地、结构、比重、容重、孔隙度、颜色、 温度等。
第9章-土壤圈解析
土壤圈的重点是土壤
土壤是由有机和无机物质组成、具有一定 肥力而能够生长植物的疏松层。 土壤是生物、气候、地形、母质和时间 等成土因素综合作用的结果。
土壤是地球上最重要的资源。
土壤三基础
土壤是一种“类生命体”：能自动调节水、热、 气、肥的存在状态；有抵抗酸-碱化的缓冲作用。
土壤的本质和生命力所在是肥力。它是土壤在外 界环境条件影响下，主动协调植物生理和生态要 求的能力。
土壤肥力与土壤的组成成分，土体结构和土壤 物理、化学性质密切相关
§1 土壤的组成
土壤的固体组成包括无机和有机物质； 流体组成有空气和水； 不稳定组成是生物群。
土壤的无机组成
来源于矿物质，是土壤中最基本的组 分； 重量占土壤固体物质总重量的90%以 上；
可以分为两类：原生矿物和次生矿物。
土壤中的主要矿物
原生矿物
经物理风化后未改变化学成分和结晶结 构的造岩矿物。 是土壤中矿物的粗质部分和各种化学元素 的最初来源。
只有通过化学风化分解后，才能释放并供 给植物生长所需的养分。
次生矿物
岩石经化学风化后新生成的矿物；
包括简单盐类，铁、铝氧化物和次生铝硅 酸盐。其中铁、铝氧化物和次生铝硅酸盐是 土壤矿物质中最细小的部分，常称为粘土矿 物；
存在于土壤颗粒表面的水膜称为吸湿水。这 种水靠水分子氢键的作用紧紧地附着在土粒 表面，植物一般无法利用，所以又称为植物 无效水。
当膜状的吸湿水充满土壤毛细孔隙后，靠百度文库 细管力而保持的土壤水分称为毛管水。这种 水具有活动性，是植物可以吸收的有效水分。
植物出现缺水的征兆，甚至萎蔫时，土壤所含 的残留水量叫做萎蔫点，它是土壤有效水与无效 水的分界点。
土壤空气
土壤通气性在很大程度上取决于土壤的孔隙度、孔隙分 布以及充水孔隙的比例。孔隙度高的土壤在水分长期过 多时通气性也会很差，而中等以下孔隙度的土壤在水分 适宜和孔隙大小适中时，其通气性也可很好。
壤土既能维持土壤和大气间经常的气体交换，又具有 较高的有效水分含量和土壤溶液含量，最适宜于植物的 生长。
腐殖质是由微生物从有机组织合成的新化 合物，或者由原始植物组织变化而成的比较 稳定的分解产物，约占土壤有机部分总量的 85-90%。
腐殖质是一种复杂化合物的混合物，通 常呈黑色或棕色，性质为胶体状。它具 有比土壤无机组成中粘粒更强的吸持水 分和养分离子的能力，因此，少量的腐 殖质就能显著提高土壤的肥力。
多数土壤团聚体的体积较单个土粒为大， 它们之间的孔隙往往也比砂、粉砂和 粘粒之间的孔隙大得多，从而可以促 进空气和水分的运动，并为植物根系 的伸展提供空间，为土壤动物的活动 提供通道。由此可见，土壤结构的重 要性在于它能够改变土壤的质地，并 进而改善土壤的生产力。
土壤质地 质地表示土壤颗粒的粗细程
度，也即砂、粉砂和粘粒的相对比例。
根据砂、粉砂和粘粒在土壤中的组合， 可以进行土壤质地的分类。
土壤结构
土壤结构指土壤颗粒（砂、粉砂和粘粒）相互 胶结在一起而形成的团聚体，也称土壤自然结构 体。 团聚体内部胶结较强，而团聚体之间则沿胶结的 弱面相互分开。
土 壤 结 构 是 土 壤 形 成 过 程 中 产 生 的 新 性 质 ， 不 同的土壤和同一土壤的不同土层中，土壤结构往 往各不相同。
土壤中的生物群（非土壤组成）：
可以分为土壤植物区系和土壤动物区系：
土壤植物区系包括细菌、放线菌、真菌、 藻类，以及生活于土壤中的高等植物器官 （根系）等；
土壤动物区系包括至少有部分生活史 是在土壤中度过的所有动物，种类极 其繁多。
土壤水分
大气降水渗入土壤内部，充填土壤中的 孔隙，形成土壤中的水分。根据水分在 土壤中的存在方式，通常可分为吸湿水、 毛管水和重力水。