最新土壤肥料学重点整理

土壤肥料学重点整理

土壤肥料学重点整理

绪论

1.土壤具备植物着生条件和供应水分、养分的能力

2.土壤生态系统的特点：

（1）土壤是一个可家剖的样块或实体

（2）土壤是一个开放系统

（3）土壤是一个能量转换器或者是一个具有机能的自然体

第一章

1.露出地表的岩石经风华后，变成了在地表广泛堆积的疏松的风化产物，而这些堆积物的表层即是形成土壤的重要物质基础--------成土母质

2.元素大部分不都一样话务形式存在与地壳中

3.成土的主要矿物类型：①长石类②铁镁类矿物③云母类④氧化硅类矿物⑤碳酸盐类矿物

⑥硫化物⑦磷灰石⑧铁矿⑨黏土矿物

成土岩石类型：

1.岩浆岩：又称火成岩，指地球内部岩浆侵入地壳或喷出地面冷凝结晶而形成的岩石，前者称侵入岩，后者称喷出岩。

主要有花岗岩、流纹岩、闪长岩、辉长岩、玄武岩橄榄岩，等等。

2.沉积岩：又称次生岩是裸露于地表的各种类型的岩石经风化作用而破坏，经各种地质动力作用搬运后沉积，再经压力胶结作用重新固结成岩，也有由生物遗体、残骸堆积沉积而成。

沉积岩分为：

机械性沉积岩指砂粒、粉粒、粘粒等物质机械堆积而成的岩石。

化学性沉积岩指原先为水溶性物质，后因外界条件改变结晶析出而形成的岩石，如石膏岩、部分石灰岩。

生物性沉积岩指水中生物的介壳及微生物遗体堆积成岩，如大部分石灰岩、白云岩、珊瑚岩、硅藻岩等。

沉积岩的特征是有层理，常可见化石。

3.变质岩：指各类岩石受高温作用或受岩浆侵入发生接触变质，使原来岩石中的矿物重新排列，重新结晶而成的岩石。特征是构造上具有定向排列，常见的有大理岩、片麻岩、片岩、板岩、石英岩等。

1、风化的概念与类型

风化作用是指地壳表层的岩石、矿物,在大气和水的联合作用以及温度变化和生物活动影响下,所发生的一系列崩解和分解作用.

风化过程是形成土壤母质的先决条件 ,分为物理风化、化学风化、和生物风化。

（一）物理风化：指在物理因素作用下,岩石,矿物破碎崩解成大小不同的颗粒而不改变其化学成分的过程.它为进一步风化提供了条件。

影响物理风化的因素有如下几种:温度、结冰、风、流水

（二）化学风化：指在化学因素作用下,岩石、矿物等发生的一系列化学分解的过程.化学风化的结果使岩石、矿物的化学成分、性质发生变化,并释放盐基、磷、铁、硫等养分,同时生成新的次生矿物.

①溶解作用：滴水穿石 ,1份滑石可溶于110000份水中

②水解作用：由于水是弱电解质，更因为水中总是或多或少溶解空气中的二氧化碳，因此这种由于水的电离作用和溶于水的二氧化碳所产生的碳酸对岩石的分解破坏作用称水解作用。

③水化作用：矿物与水化合成含水矿物造成体积膨大，硬度降低

④氧化作用：空气中的氧在湿润的条件下，对矿物的氧化作用促使矿物风化。

（三）生物风化：指岩石在生物作用下进行的崩解和分解。

包括直接引起的风化如地衣苔藓、植物根对岩石的直接破坏，间接引起的风化如生物放出CO2光合作用产生O2

2、母质的形成与类型

（一）母质的概念母质是指经各种风化作用形成的疏松、粗细不同的矿物颗粒.它是岩石的风化产物,是形成土壤的基础物质.

（二）母质的形成与类型

由于母质在形成时所受的地质动力不同，沉积部位不同，因而类型有区别，分为几种类型：

1,残积母质（残积物）指岩石经风化后的碎屑就地堆积而成。

2,运积母质指风化的碎屑经过地质动力作用的搬运，在它处重新沉积而成。崩积和坡积母质`洪积母质`冲积母质`湖积母质,,海积母质,风积母质,黄土及黄土性母质,冰碛母质3.母质形成的阶段性

（1）碎屑阶段---岩石风化的最初阶段,物理风化占优势,化学划分不明显,只有氯,硫发生移动,母质中主要是粗大的碎屑

（2）钙积阶段---所有的氯,硫已淋失,钙镁钠钾等大部分保留下来,并且一些钙游离出来,形成碳酸钙,沉积在碎屑孔隙的内母质呈中性或碱性反应,灰钙土,漠钙土,黑钙土,栗钙土即发育停留在此阶段.

（3）酸性铝硅阶段---母质中钙镁,钠钾都受到淋失,同时硅酸盐与铝硅酸盐中的硅酸也部分淋失,母质呈酸性反应,颜色为棕或红棕色为主,黄棕壤及部分棕色成土母质发育至此阶段.

（4）铝阶段---盐基及硅酸全被淋失,残留的只是铁和铝的氧化物，形成鲜明的红色,母质呈酸性及至强酸性.我国华南的红壤,砖红壤成土母质发育至此阶段.

成土过程：即土壤形成的过程，是指各种成土因素的综合作用下，土壤发生发育的过程，是各种物理化学和生物作用的总和

土壤剖面---是指从地面向下挖掘而裸露出来的垂直切面，它是土壤外界条件影响内部性质变化的外在表现

自然土壤剖面：覆盖层、淋溶层（腐殖层·灰化层）、淀积层、母质层、基岩层

第二章

粒级常用的划分标准：国际制、卡庆斯基制、美国制和中国暂拟分类制

1．石砾及砂粒它们是风化碎屑，其所含矿物成分和母岩基本一致，粒径大，抗风化，养分释放慢，比表面积小，无可塑性、黏结性、黏着性和吸附性。无收缩性和膨胀性。氧化硅含量在80％以上，有效养分贫乏。

2．粉粒颗粒较小，容易进一步风化，其矿物成分中有原生的也有次生的，有微弱的可塑性、膨胀性和收缩性；湿时有明显的黏结性，干时减弱。粒间孔隙毛管作用强，毛管水上升速度快。氧化硅含量在60％一80％之间，营养元素含量比砂粒丰富。

3．粘粒颗粒极细小，比表面积大，粒间孔隙小，吸水易膨胀，使孔隙堵塞，毛管水上升极慢。可塑性、黏着性、黏结性极强，干时收缩坚硬，湿时膨胀，保水保肥性强．二氧化硅含量在40％ ----60％

土壤质地----在土壤学上把土壤颗粒的不同粒级所占的重量百分比组合即粒级大小及组成比例称为土壤质地，也简称为颗粒组成。

土壤质地分类----根据肥力特征相近与否，把土壤颗粒组成划分成若干组，每组为一个质地类别，这种分类办法就叫土壤质地分类。分类方法有：1．国际制土壤质地分类标准 2.卡庆斯基土壤质地分类 3.我国土壤质地分类 4..美国土壤质地分类

土壤有机质—泛指土壤中以各种形态存在的一切有机物质的总称。土壤有机质在自然土壤中差异很大，高的可超过20%，称为有机质土壤，低于20%以下的土壤称为矿质土壤。

土壤质地划分为砂土、壤土、黏壤土和黏土

特点：

(1)砂土及壤土类以黏粒含量在15％以下为其主要标准；黏壤土类以黏粒含量在15％一25％为其主要标准；黏土类以含黏粒25％以上为主要标准。

(2)当土壤含粉粒达45％以上时，在上述4类质地名称前加“粉质”字样。

(3)当砂粒含量在55％一85％时，则在各类名称前加“砂质”字样。如砂粒大于85％，则称壤质砂土，其中砂粒达90％以上者称为砂土。

土壤质地改良途径：1、客土法2、放淤改良3、多施有机肥4、翻淤压砂，翻砂压淤5、种绿肥

（一）土壤有机质---泛指土壤中以各种形态存在的一切有机物质的总称。

（二）土壤有机质的元素组成：含C、H、O、N、S、P、Ca、Mg、Fe、Si等,平均含碳为58%,实验室测有机质中的含碳量,再乘以100/58=1.724即土壤有机质总量。

土壤中的含氮量与土壤有机质含量具有相关性，土壤有机质碳氮比平均12：1，因此，土壤有机质/氮=1.724·C/N=1.724×12/1=20：1，即土壤中的含氮量为土壤有机质含量的5%。

（三）土壤有机质物质组成：1动物残体2微生物体3上述两种物质中间分解产物代谢产物4经过复杂生物化学转化后的的高分子化合物腐殖质

（四）土壤有机质的化学组成（成分）

1、非腐殖物质（非特异性物质）指土壤中动植物微生物残体和它们不同阶段的分解产物。包括：

a、碳水化合物有单糖、多糖（淀粉纤维素木质素果胶质）等

b、含氮化合物蛋白质、多肽、氨基酸等

c 、含磷化合物植素、核酸、磷脂等

d、含硫化合物

e、脂溶性物质和木质素

2、腐殖质（特异性物质）----是指有机生物残体经土壤微生物分解和再合成作用重新形成的一类特殊的高分子有机化合物。占土壤有机质总量的70%以上，有资料说每公顷土壤每天可以产生500千克的这种物质，它对植物的生长极为重要。

矿质化作用——土壤有机质在微生物的作用下，最终分解为简单化合物，同时释放出矿质养料的过程，称为有机质的矿质化作用。

矿化分两个阶段：

①有机物质在微生物分泌出的体外酶的作用下将较复杂的有机物先分解成构成该物质的基础有机化合物。②微生物吸收第一阶段的降解产物，一部分作为建造自身的原料，一部分则被彻底转化为最终分解产物，如CO2、H2O并释放出无机盐（如NH4+、SO42－、HPO42－等）。

土壤有机质的分解程度常用矿化率来表示：土壤有机质的矿化率——土壤每年因矿质化作用所消耗的有机质数量占土壤有机质总量的百分数。一般农业土壤有机质矿化率在2—5%

之间，自然土壤＜1%。可计算土壤有机质的消耗，例：一亩地表土重150000公斤，土壤有机质含量为1%，土壤有机质矿化率为3%，则矿化量为150000×1%×3%＝45公斤。

影响土壤有机质矿质化大小的因素：1、有机残体的化学组成2、有机残体的物理状态及残体的C/N比3、温度4、水气条件5、土壤酸碱度

腐殖质化作用----土壤微生物将生物残体矿化的过程中产生的中间产物合成更为复杂的腐殖质的过程，称为有机质的腐殖化作用。

矿质化阶段：

第一阶段:产生构成腐殖质主要成分的原始材料，如多元酚、氨基酸、多肽、氧化物醌和糖类物质。

第二阶段:是合成阶段，微生物将上述原始材料通过某种化合机制（包括缩合等多种酶促反应和可能的纯化学反应），进一步合成为腐殖质的单体分子。

腐殖化系数：单位质量的有机物料在土壤中分解一年后，残留下来的量占施入量的百分数。耕地土壤一般为0.2~0.4之间.

土壤有机质的矿化率——土壤每年因矿质化作用所消耗的有机质数量占土壤有机质总量的百分数。

土壤有机质在土壤肥力上的作用：①土壤有机质可为植物生长提供养分②可以促进微生物的活动③土壤有机质可改善土壤的物理性状④可调节土壤的化学性质⑤可提高土壤保水保肥能力⑥土壤有机质有利于加速土壤矿物的风化⑦提高土壤有机质有利于土壤增温⑧土壤有机质有助于消除土壤中的农药残毒和重金属污染。

提高土壤有机质的途径：1、增施有机肥，2、秸杆还田是增加土壤有机质简单易行的措施3、粮肥轮作，做到用地养地相结合。

土壤水分类型：①吸湿水---干燥的土粒靠分子引力从土壤空气中吸持的气态水称为吸湿水。

②膜状水---土粒靠分子引力吸持的液态水，在土粒吸湿水外围形成薄的水膜。③毛管水---土壤孔隙借弯月面力（即毛管力）而保持的水分，称为毛管水。毛管水实际上包括吸湿水、膜状水和毛管水的总和。④重力水---土壤中所有毛管孔隙充满水后，再有多余的水分不能被毛管孔隙所保持，而受重力作用沿大孔隙向下移动，这种水分叫重力水

⑤地下水---当土壤深处有不透水层时，重力水就会在上面聚积形成地下水，又称支持重力水。

吸湿系数----吸湿水的最大含量称为吸湿系数，也称最大吸湿量

田间持水量----毛管悬着水大道最大量时的土壤含水量。反映的是土壤保水能力的一个指标

渗透过程—水分进入土壤过程。渗透过程分为两个紧密相连的阶段：渗吸阶段，渗透过程的起始至水分逐渐饱和，水分进入土壤主要靠基质吸力；渗漏阶段，渗透速率趋于稳定阶段，水分进入土壤靠重力作用向下移动。

土壤空气的组成与特点：

（一）土壤空气中O2的数量较大气为少，CO2的数量较大气为多

（二）土壤空气中水汽含量比大气高;

（三）土壤空气中含有少量还原性气体;

（四）土壤空气的组成不稳定;

（五）土壤空气存在的形态与大气不同 ;

土壤空气存在形态按其物理性质分为：1、自由态气体；2、吸附态气体；3、溶解态气体。土壤通气性机制：一是气体对流，二是气体扩散

? 气体对流是指土壤空气与大气之间的整体交换。其驱动力是总气压梯度，对流迅

速，但只占土壤空气与大气交换的10%。

? 气体扩散指土壤空气各组分的分子由分压大处向分压小处的运动。是土壤空气与大

气更新的主要形式，在土壤中经常进行。进行缓慢但经常进行。其驱动力是某一组

分的分压梯度。

土壤通气性的调节：(一)改良土壤质地和结构 (二)耕作管理 (三)排水和灌溉

4、土壤水分特征曲线

土壤水吸力的大小与土壤含水量有一定的关系，即土壤含水量越少土壤水吸力愈大，土壤含水量愈高土壤水吸力愈小。将土壤水的能量指标与数量指标作成关系曲线，为土壤水分特征曲线。利用土壤水分特征曲线可以说明土壤水不同含量时的能态及对植物的有效性，

土壤水吸力不同，黏土最高，其次是壤土，砂土最低，

重量含水量 指土壤水的重量占干土重量的百分率。

容积含水量 指土壤中水的容积占自然状态下土壤容积的百分数。

水+气=总孔隙容积 土壤空气容积百分数=孔隙度－水容（%）

土壤固相物质所占的容积百分数=1一孔隙度

可求出土壤固液气三相物质容积比

液态水运动分两种情况：一是土壤水的饱和流动（连续整体的运动），土壤孔隙全部充满

水时土壤水的运动。二是土壤水的不饱和流动，只有部分孔隙有水土壤水的运动。

水汽运动的方式（形式）（1）水汽凝结（2）土面蒸发

第三章

表面能------土壤能吸附各种离子态和分子态物质的原因是土壤中存在胶体，由于表面

的存在而产生的能量，叫做表面能。物质的比面积越大，吸附能力也越强

土壤胶体一般带负电，能吸附土壤溶液中的阳离子于胶体的周围，叫做离子吸附；这些被

吸附的阳离子在一定条件下可以和土壤溶液中的阳离子互相交换，从胶体表面进入溶液，

叫做解吸，这种通过吸附和解吸，引起离子位置相互交换的作用叫阳离子交换作用

常见的阳离子引起胶体凝聚作用大小的顺序为: Fe3+>Al3+>H+>Ca2+>Mg2+>NH4+>K+>Na+

①致酸离子H+ 、Al3+

②盐基离子Ca2+ 、Mg2+、K+、NH4+、 Na+

阳离子交换作用的基本特征1、可逆反应 2、等价交换 3、受质量作用定律的支配

1.阳离子交换能力 受以下因素影响：

(1)离子价：高价离子交换能力＞低价离子

(2)离子半径和离子水化半径：同价离子，离子半径大的、水化半径小的交换能力大，

(3)离子的运动速度：H+水化很弱只与1个水分子结合，H3O+半径很小，运动速度快，因此交换能力大于二价离子。

水容量：吸力变化时土 壤可吸入或释放的

水量

土壤水重（g ） 湿土重－烘干土重 水重（%）= 烘干土重(g ) ×100%= 烘干土重（g ） ×100% 水分体积 土壤含水量（水容%）=

土壤体积 ×100%= 水重(%)×土壤容重

(4)离子浓度：交换能力弱的离子在浓度足够大的情况下，可以交换吸附浓度低高价离子。综上所述，阳离子交换能力顺序为：Fe3+ 、Al3+ ＞H+＞Ca2+＞Mg2+＞NH4+＞K+＞Na+ 盐基饱和度：指土壤中交换性盐基离子（K+、Na+、NH4+、Ca2+ 、Mg2+等）总量占阳离子交换量的百分数 。

阳离子交换量（CEC) Cation Exchange Capacity 是指在一定PH 时每1000g 干土所能吸附的全部交换性阳离子的厘摩尔数。土壤CEC 大小受这些因素影响：

1、胶体含量 质地粘重CEC 大。

2、胶体类型 有机胶体CEC 远比矿质胶体大，施有机肥可大幅度提高土壤保肥能力。

3、土壤PH 值 影响可变电荷的多少，一般PH 值升高，H+解离，可变负电荷逐渐增多，CEC

也随之增加。

（一）土壤pH 和酸碱性分级：

pH 4.5 5.5 6.5 7.5 8.5 9.5

级别 强酸性 酸性 弱酸性 中性 弱碱性 碱性 强碱性

1、活性酸度---指与土壤固相处于平衡状态的土壤溶液中游离的H ＋浓度所直接显示的酸度。它是土壤酸度的活度指标，通常用pH 值表示。一般用水浸出液加指示剂来测定。

2、潜性酸度---指土壤胶体上吸附着的H ＋和Al3＋所引起的酸度。它是土壤酸度的容量指标。一般情况下它不显示出来，只有当被吸附的H ＋和Al3＋被交换到溶液中后才显示，所以称为潜性酸度，通常用1000g 烘干土中H ＋的厘摩尔数来表示。

土壤氧化还原体系----氧化还原反应中氧化剂和还原剂构成了氧化还原体系。

二，土壤孔性——指土壤孔隙的状况

好坏由两方面衡量：①孔隙的量，以孔隙度表示②孔隙的质，即大小孔隙分配，上下土层分布。一是要求土壤中孔隙的容积要较多，二是要求大小孔隙的搭配和分布较为恰当。 土壤孔性的数量指标：

1、土壤孔隙度即总孔度 土壤孔隙的容积占整个土壤容积的百分数。50%最好

2、孔隙比 指土壤中孔隙容积与土粒容积的比值。1最好

土壤中的土粒相互黏结团聚成大小形状和性质不同的聚合体称之为土壤结构体。分类有：

1、片状结构体

2、柱状、棱柱状结构体

3、块状结构体、核状结构体

4、团粒结构（有机质丰富）

耕性指标：①耕作的难易；②耕作质量的好坏；③适耕期长短（越长越好与水有关）； 影响土壤耕性的因素：

（一）土壤粘结性 土粒间由于分子引力而相互粘结在一起的性质，它使土壤具有抵抗破碎和分散的能力。粘结性的强弱用粘结力表示，单位kg/cm2 ，不同土壤粘结力的大小不同，同一土壤粘结力也会变化，影响因素有：①土壤质地；②土壤含水量；③交换性阳离子种类；④有机质含量。

（二）土壤粘着性 指土壤在一定含水量范围内粘附外物的性能。用粘着力表示。影响因素为：①土壤质地；②含水量；③有机质含量；④代换性离子种类。

（三）土壤可塑性 指土壤在一定含水范围内受外力作用而发生变形，当外力消失后土壤继续保持变形的性状。①土壤含水量 塑性值（塑性指数）=上塑限－下塑限； ②质地 砂土无塑性；③粘土矿物种类，蒙脱土＞高岭石；④有机质。

（四）土壤松紧性 （五）土壤结持性

三，热量来源，有来自太阳和其他星球的辐射热，有来自地壳深部的地热 ，有土壤中物理，化学反应产生的热 ，另外，还有土壤中生物生命活动产生的热能。

交换性盐基离子总量（cmol/kg ±） 盐基饱和度（%）= 阳离子交换量（cmol/kg ±） ×100%