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发布时间:2024-01-08 21:25:40   来源:文档文库   
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土壤:在母质、气候、生物、地形和时间五大因子(五大成土因素综合作用下形成的自然体,能够生产植物收获的陆地疏松表层。其本质特性是土壤肥力。土壤质量:土壤质量是土壤在生态系统的范围内,维持生物的生产能力、保护环境质量及促进动植物与人类健康的能力。单个土体:能代表土壤个体的体积最小的三维土壤实体。聚合土体:空间相邻、物质组成和性状相近的几个单个土体的组合
土壤剖面:从地表向下垂直挖掘后露出的一个切面。一般挖到母岩,如果太深则挖到1米即可。
土壤的主要功能一、生产---人类农业生产的基地1、营养库2、养分转化和循环3、雨水涵养4、生物的支撑5、稳定和缓冲环境变化;二、生态--陆地生态系统的基础;三、环境---环境的缓冲净化体系;四、工程---工程基地与建筑材料;五、社会---支撑人类社会生存和发展的最珍贵的自然资源【土壤特性:土壤资源的再生性与质量的可变性、数量的有限性、空间分布上的固定性】土壤肥力(本质):指土壤经常地适时适量地供给并协调植物生长发育所需要的水分、养分、空气、温度的能力【四大肥力因子:水、肥、气,热
现代土壤学科发展①农业化学土壤学派:(李比希(1803-1873:大田产量随施入土壤的矿质养料数量的多少而相应变化,侧重土壤供应植物养料的能力,把土壤看成发生化学和生物化学反应的介质。②农业地质土壤学派:(法鲁等(19世纪后半叶把土壤形成过程看做岩石的风化过程,认为土壤是岩石经过风化形成地表疏松层,即岩石的风化产物。土壤类型取决于岩石的风化类型,土壤是变化、破碎中的岩石。③土壤发生学派:(道库恰耶夫(1846-1902土壤的形成过程是岩石风化过程和成土过程所推动的,五大成土因素学说、分布地带性规律,对土壤分类提出了创造性见解,拟定了土壤调查和编制土壤图的方法。20世纪土壤学科的新观点:土壤圈:(Matson(1938,(Arnold(1990;土壤水能量理论与运动方程的建立:(Buckingham(1907,Richards(1930s;土壤生态系:(Jenny(1940-1960;土壤质量综合调控理论(SSSA(1990s矿物:岩石圈中的化学元素的原子或离子通过各种地质作用形成的,并在一定条件下相对稳定的自然产物。岩浆矿物:是由地下深处高温高压条件下的岩浆上升冷凝结晶而成的各种矿物。如:橄榄石、辉石、角闪石、长石、石英、云母等。原生矿物:指那些经过不同程度的物理风化,未改变化学组成和结晶结构的原始成岩矿物。
次生矿物:是原生矿物在地表常温常压条件下,经过风化、沉积作用所形成的一类矿物。如:岩盐、石膏、碳酸盐矿物、铁铝的氢氧化物粘土矿物等。粘土矿物分类:
一、层状硅酸盐粘土矿物(一)构造特征1、基本结构单位1硅氧四面体(四面体)硅氧四面体是硅酸盐矿物的最基本的结构单位,不同的连接组合方式形成不同的硅酸盐矿物。2铝氧八面体(八面体)
1:1型单位晶层:由一个硅片和一个铝片构成;2:1型单位晶层由两个硅片夹一个铝片构成。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。硅铝铁率(SiO2/R2O31、判断土壤矿物的风化程度与成土阶段;2、作为土壤分类的数量指标之一;3、代表土壤中酸胶基和碱胶基的数量;
硅酸盐粘土矿物的种类及一般特性:
1)高岭组(1:1型矿物)包括:高岭石、珍珠陶土、迪恺石及埃洛石等特点:1:1型的晶层结构②无膨胀性两个晶层的层面间产生了键能较强的氢键,膨胀系数一般小于5.高岭石层间距约为0.72nm
-13-1电荷数量少,阳离子交换量只有3-15Cmoles(+Kg④胶体特性较弱较粗0.2-2m,颗粒的总表面积相对较小,为1020×10m2kg高岭组粘土矿物是南方热带和亚热土壤中普遍而大量存在的粘土矿物,在华北、西北、东北及西藏高原土壤中含量很少。2)蒙蛭组(2:1型膨胀性矿物包括:蒙脱石、绿脱石、拜来石、蛭石等。
特征:①2:1型的晶层结构②胀缩性大蒙脱石晶层间距变化在0.96-2.14nm之间,蛭虫的膨胀性比蒙脱石小,其晶层间距变化在3-10.96-1.45nm之间。③电荷数量大同晶替代现象普遍。④胶体特性突出较细有效直径0.01-1m总表面积为600800×10m2kg3-180%是内表面。蛭石一般为400×10m2kg蒙脱石组在我国东北、华北和西北地区的土壤中分布较广3)水化云母组(2:1型非膨胀性矿物)伊利石是其主要代表
特征:2:1型晶层结构②无膨胀性:在伊利石晶层之间吸附有钾离子,对相邻两晶层产生了很强的键联效果,使晶层不易膨胀,伊利石晶3-1层的间距为1.0nm③电荷数量较大:2040Cmoles(+kg-1④胶体特性一般:总表面积为70120×10m2kg,其可塑性、粘结性、粘着性和吸湿性都介于高岭石和蒙脱石之间。伊利石广泛分布于我国多种土壤中,尤其是华北干旱地区的土壤中含量很高,而南方土壤中含量很低。
4)绿泥石组(2:1:1型)绿泥石为代表,是富含镁、铁及少量铬的硅酸盐粘土矿物
-1特征①2:1:1型晶层结构②同晶替代较普遍元,素组成变化较大,阳离子交换量为1040Cmoles(+kg。③颗粒较小,总面积为70-1503-1×10m2kg壤的绿泥石大部分是由母质遗留下来,但也可能由层状硅酸盐矿物转变而来。沉积物和河流冲积物中含较多的绿泥石二、非硅酸盐粘土矿物
一)氧化铁赤铁矿、针铁矿、褐铁矿、磁铁矿、陵铁矿、兰铁矿(二)氧化铝【起重要作用的主要是非晶质(无定形)的铁铝氧化物。非晶质的铁铝氧化物可以吸附阴离子,如土壤中磷酸根离子的吸附,使磷被固定,失去其有效性。三)水铝英石(四)氧化硅我国土壤粘土矿物分布规律
(一)水云母区包括新疆、内蒙古高原西部、柴达木盆地、青藏高原大部。土壤粘土矿物以水云母为主,其次为蒙脱石和绿泥石。(二)水云母-蒙脱石区包括内蒙古高原东部、大小兴安岭、长白山地和东北平原大部分。土壤粘粒中蒙脱石明显增多。三)水云母-蛭石包括青藏高原东南边缘山地、黄土高原和华北平原。西部山地土壤粘粒中绿泥石,东部多蛭石,华北平原土壤粘粒中蒙脱石也不少。(四)水云母-蛭石-高岭区包括秦岭山地和长江中下游平原,为一狭长的过渡地带,在适宜条件下,水云母、蛭石和高岭石都可成为土壤粘粒中的主要成分。(五)蛭石-高岭区包括四川盆地、云贵高原、喜马拉雅山东南端。土壤粘粒中云母退居次要成分,以蛭石和高岭为主。东部蛭石尤多,并多三水铝石;西部蛭石较少,氧化物含量很高,山地土壤中水云母含量随海拔高度升高而增加。四川盆地土壤中还有不少蒙脱石。(六)高岭-水云母区包括浙、闽、湘、赣大部和粤、桂北部。土壤中粘粒部分结晶差的高岭石为主。东部不少水云母和蛭石伴存,铁铝氧化物含量也显著增多。(七)高岭石区包括贵州南部、闽粤东南沿海、南海诸岛及台湾。题目:蒙脱石矿物晶架的顶,底层由离子键相连(Si-O;高岭石矿顶、底层由氧键相连(氢键;伊利石矿物则由Si-O相连(土壤有机质是指存在于土壤中的所有含碳的有机物质,主要包括土壤中各种动物、植物残体,微生物体及其分解和合成的各种有机化合物土壤有机质的来源:生物残体(植物残体、动物、微生物残体);动物、植物、微生物的排泄物和分泌物;人为施入土壤中的各种有机肥有机质含量:一般含量在0-5%之间。泥炭土可高达20%30%以上;漠境土和砂质土壤不足0.5%影响有机质含量的因素:⑴植被①草>木本②草甸>草原③阔叶>针叶④常绿>落叶⑵气候⑶地形(海拔)⑷母质(质地)⑸生产措施
有机质的组成(a化学元素组成:基本元素组成是CHONC/N比大约在10~12之间。(b化合物组成:碳水化合物;木素;含氮化合物;树脂、蜡质、脂肪;灰分物质矿化作用----从复杂到简单:土壤有机质在土壤微生物及其酶的作用下,分解成CO2和水,并释放出其中的矿质养分的过程。A、化学的转化过程:①水的淋溶作用:降水可将土壤有机质中可溶性的物质洗出。这些物质包括简单的糖、有机酸及其盐类、氨基酸、蛋白质及无机盐等。②酶的作用:酶在土壤有机质转化过程中起着巨大作用,几乎大部分的生物转化过程都是在酶的作用下完成的。B动物的转化过程:①机械的转化:动物将植物或残体碎解,或将植物残体进行机械的搬进及与土粒混合,均可促进有机物被微生物分解。②化学的转化:经过动物吞食的有机物(植物残体)未被动物吸收部分,经过肠道,以排泄物或粪便的形式排到体外,已经经过动物体内分解或半分解。C、微生物的转化过程[最重要的最积极]不含N、含N\P\S的有机物的转化
腐殖化过程----从简单到复杂:土壤有机质在微生物作用下,把有机质分解产生的简单有机化合物及中间产物转化成更复杂的、稳定的、特殊的高分子有机化合物—---腐殖质的过程。腐殖化系数:单位重量的有机物质碳在土壤中分解一年后的残留碳量。

激发作用:土壤中加入新鲜有机物质会促进土壤原有有机质的降解,这种矿化作用。
影响土壤有机质转化的因素:1、温度:微生物活动响应于温度变化:≤0:无分解。0-35:分解随温度而加强,每升温10,分解速率提高2-3倍。25-35℃:最适分解温度。2、土壤水分与通气状况:①土壤水分对有机质分解和转化的影响是复杂的②土壤有机质的分解和转化也受土壤干湿交替作用的影响3、植物残体的特性:新鲜多汁的有机物质比干枯秸秆易于分解;细碎程度;C/N【高,缺N;堆腐,先释放有机物的N4、土壤特性①土壤质地在局部范围内影响土壤有机质的含量【土壤有机质的含量与其粘粒含量具有极显著的正相关;腐殖质与粘粒胶体结合形成的粘粒一腐殖质复合体,可防止有机质遭受分解,免受微生物的破坏】②土壤pH也通过影响微生物的活性而影响有机质的降解

矿质化和腐殖化腐殖化过程的关系:互相对立,又互相联系,即互相独立,又互相渗透【矿质化过程是有机质释放养分的过程,又是为腐殖质合成提供原料的过程,没有矿质化过程就没有腐殖化过程;同时腐殖化过程的产物—腐殖质并不是一成不变的,它可以再经矿质化过程而释放养分以供植物吸收利用
土壤腐殖酸的性质1、颜色:整体呈黑色或黑褐色,富里酸呈淡黄色,胡敏酸为褐色;2、溶解性①富里酸溶于水、酸、碱②胡敏酸不溶于水和酸,但溶于碱3、元素组成:一般腐殖质平均含碳为58%,氮5.6%,其C/N比为101-1214、分子结构特性【高分子聚合物】胡敏酸(890-2500)大于富里酸(675-14505、电性:腐殖质是两性胶体,但以负电荷为主,总酸度以胡敏素、胡敏酸和富里酸的次序增加6、吸水性【强大的吸水性使土壤具有较强的持水供水能力】7、稳定性:抵抗微生物分解能力很强;不同土壤的腐殖质其稳定性差异很大,一般自然土壤大于耕地土壤
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
HA/FA的比值为何可以作为衡量土壤腐殖质的品质?胡敏酸及其盐类在环境条件发生变化时,其化学性质不变,成为不溶于水的,较稳定的黑色物质;富里酸在水中溶解度很大,其水溶液呈酸性反应,它的一切盐类都溶与水,易造成养分流失。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。土壤有机质的作用1、在土壤肥力上的作用1)提供植物需要的养分(2)促进植物生长发育(3)改善土壤的物理性质【改良土壤结构,促进团粒结构的形成,增加土壤的疏松性,改善土壤的通气性和透水性。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)促进微生物和动物的活动【养分、食物和能量的主要来源】5)提高土壤的保肥性和缓冲性(6)有机质具有活化磷的作用【土壤有机质具有与难溶性的磷反应的特性,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。2、在生态环境上的作用1)有机质可降低或延缓重金属污染(2)有机质对农药等有机污染物具有固定作用(3)有机质对全球碳平衡的影响
为什么要对土壤有机质含量进行调节?①有机质的矿化作用过于强烈,分解释放大量的无机养分不能及时被植物吸收利用,会随水流失。同时也会导致腐殖化形成的腐殖质也发生分解,更多地流失养分,土壤肥力下降②有机质的矿化作用过于缓慢,而腐殖化过程强烈,则可供植物生长的速效性养分不足,使植物营养不足,相反却形成大量的腐殖质,进而造成有机物堆积形成大量的泥炭,虽有大量的养分,但不能释放为植物所吸收利用。
如何提高土壤有机质含量?1)合理耕作制度(退化或熟化)2)施用有机肥(3)种植绿肥【因地制宜、充分用地、积极养地、养用结合4)秸秆还田【要注意秸秆的C/N比、破碎度、埋压深度以及土壤墒情、播种期远近、化肥施用量等】
调节土壤有机质的分解速率①调节土壤的C/N比【施N肥:C/N>25:1,分解率降低】②通过耕作和营林措施调节【水分过多,挖沟排水;气候干冷,轻度火烧;免耕、少耕技术
生物多样性通常包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性三个组成部分蚯蚓喜欢潮湿、肥沃、钙质丰富的土壤
蚯蚓对土壤肥力的影响:增加土壤的通透性;改善土壤结构;活化土壤养分;形成大量有机质
影响土壤微生物活性的环境因素:⑴温度⑵水分及其有效性:一般微生物在土壤含水量为田间持水量的50-80%之间较好。⑶pH①细菌、藻类和原生动物:最适宜的pH值为6.57.5,在pH4.010.0也可以生长。②放线菌:微碱性即pH7.58.0最适宜③酵母菌和霉菌:适宜于pH5.06.0的酸性环境,而生存范围可在pH5.09.0之间。⑷氧气和Eh值①好氧性微生物需要在有氧气或氧化还原电位高,Eh值为100mv以上的条件下生长,最适Eh值为300400mv②厌氧性微生物必须在缺氧或氧化还原电位Eh100mv以下的条件下生长。生物因素:土居性微生物本身也存在互生、共生、拮抗现象,它们间的互为生存、互相制约使土壤微生物多样性,如后生动物破碎枯枝落叶,为原生动物提供食料,为微生物进行分解创造了条件⑹土壤管理措施:①土壤耕作【免耕土壤的好氧菌和硝化细菌数量明显减少】②杀生剂和其他化学制剂
根圈或根际,泛指植物根系及其影响所及的范围。根圈微生物与植物的关系更加密切。/土比值(R/S:即根圈土壤微生物与邻近的非根圈土壤微生物数量之比。根土比一般在5020之间。实行作物轮作,改变根圈微生物种群,有减轻或消除病害的作用,消除土壤疾病。菌根:真菌的菌丝侵入植物根部后,和植物根组织生活在一起,称为菌根。⑴外生菌根---菌丝侵入根部后,只在表皮细胞间隙扩展,并不侵入根细胞内部【作用:①扩大寄主植物根的吸收面。菌根真菌能产生生长刺激素,促进植物生长。②防御林木根部病害,起机械屏障,防御病菌侵袭。产生抑制病菌的抑菌物质和抗生素类物质。】⑵内生菌根----VA菌根是内生菌根的主要类型,主要由真菌中的内囊霉科侵染,形成泡囊—从枝菌根
土壤生物对土壤肥力的影响:有机物质的分解和合成;有效养分含量;土壤物理结构;作物生长发育土壤生物间的相互关系⑴竞争:通过对食物,溶解氧,空间和其他共同需求的物质相互竞争,互相受到不利影响。⑵互生:一种生物的生活(主要是代谢产物)创造或改善了另一种生物的生活条件。联系松散,对环境需要一定要求。⑶共生:两种生物共同生活在一起时在形态上形成了特殊共生体,在生理上产生了一定的分工,互相有利,甚至相互依存,当一种生物脱离了另一种生物时便难以独立生存,是

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