西北农林科技大学土壤学

1、土壤学soil sciences（Pedology）土壤学论坛www.soilhome.in教学安排土壤学论坛www.soilhome.in参 考 书 reference books 1.土壤学 黄昌勇主编 中国农业出版社2.土壤学 朱祖祥主编 （上，下） 农业出版社3.土壤科学原理 Fundamentals of soil Science, Henry D Foth （中译本）4.土壤本质与性状 The Nature and properties of soils ，N.C Brady (中译本）5.土壤学原理 (1.2), . （柯夫达） （中译本）6.中国土壤 中国农业出版社7. 土壤条

2、件与植物生长 Soil Conditions and Plant Growth (10,中译本）（11 英文版）8. Soils an introduction (3) Michael .J Singer Donald N. Munns University of California , Davis9.中国农业百科全书 土壤卷 农业出版社 10. 土壤学名词 Chinese Terms in Soil science 科学出版社 （Glossary of soil science ) 11.基础土壤学 熊顺贵主编 中国农业科技出版社12.城市绿地土壤及土壤管理 崔晓阳 方怀龙主编 中国林业出

3、版社13. 其他14.结合各章学习再给同学们一些专著要大量地阅读专业文献，充实自己知识！土壤学专业刊物土壤学报 土壤土壤通报 Pedosphere（SCI）国外农学-土壤肥料 土壤肥料水土保持学报水土保持通报生态环境1.Soil science 土壤科学(美)2. Journal of Soil Science Society of America 美国土壤学会杂志3.Journal of Soil Science (英国）4.European Journal of soil Science 欧洲土壤科学杂志5.Journal of soil and water conservation 水土

4、保持杂志6.Soil science and Plant Nutrition 土壤科学与植物营养(日)7.Plant and soil 植物与土壤(荷兰)8.Soils and Fertilizers Abstracts 9.Communication in soil science and plant analysis 土壤科学与植物分析简报10.(俄文）要读的专业刊物课堂教学（74学时）室内实验(8个16个学时）野外实习（一周）课程论文（业余时间完成）土壤学教学活动（教学90学时） 一个国家的财富在于她的土壤及其智力的发展Richards Gordon Moores 土壤是每个国家最有价值

5、的自然资源之一。Soil is not only our most important resource, but also the most maligned and misunderstood. The world population will double in a mere forty years, but agricultural output is not keeping up with demand. In the process, precious soil is lost, waterways and coastal seas polluted. Humans obviou

6、sly need to be much more knowledgeable about this problem. What is soil? Where does it come from? What kinds of soil exist? Are all soils fertile? How does soil work? Can all places on the planet be farmed? How much food can the planet make? How do we lose soil? How can we prevent erosion? What dama

7、ge is caused by erosion? What is sustainability? Can soil be farmed sustainably? What can we do? 地质学与地貌学微生物学等自然科学要学好土壤学必须先修好土壤学教学目录第一章 绪论第二章 土壤矿物质 机械分析第三章 土壤有机质 有机质测定第四章 土壤胶体和土壤吸收性能 离子交换现象观察第五章 土壤酸碱性能 土壤pH测定第六章 土壤结构性和孔性 土壤容重测定及孔度计算第七章 土壤水分 田间持水量测定第八章 土壤空气 张力计使用技术第九章 土壤温度状况及调节第十章 土壤物理机械性能及耕性第十一章 土壤养分

8、状况 土壤养分速测技术第十二章 土壤的形成和分布规律 土壤剖面观测第十三章 我国主要土壤类型教学实习 课程论文学习土壤学需要抓住的主要问题状态：土壤的一系列静态性质和形态特征的描述与指标体系过程：在土壤中发生的一系列动态过程； 土壤的离子交换过程；土壤吸附与解吸过程；土壤氧化还原过程；土壤持水与释水过程；土壤中气体交换与更新过程；土壤中能量（热）传递与交换过程；土壤中物质迁移与转化过程（淋溶与淀积过程）；土壤有机物质分解与转化过程（分解与合成）；土壤酸碱平衡过程；土壤养分的转化与平衡过程，土壤形成发育、演化过程等等第一章 绪 论preface土壤在农业、自然环境以及社会其他领域内的作用于地位“

9、土壤”的基本概念 土壤科学发展史简介 土壤科学体系、研究内容和方法、任务 第一章 绪 论preface第一节 土壤在农业、自然环境和社会其他各领域内作用与地位 土壤是每个国家最有价值的自然资源之一。除了土壤，有谁还能找到其他什么东西对人类更为重要？圣经创世的作者这样讲：“上帝用泥土捏了一个人，就是这个泥人变成了活人”。所以，过去和现在，人们对土壤是无限的崇敬。只所以如此，这是因为:一土壤是农业生产的基地： “民以食为天，食以土为本” （一）土壤是植物生长繁育的基地（Soil-plant relationship）植物生长的基本要素和条件（plant growth requirements） 1

10、日光（light） 2热量（heat） 3空气（air；O2 and CO2） 4水分（water） 5养分（nutrients）（16种） 6机械支撑（mechanical support） 7不得有不利的因素（absence of adverse conditions） 植物要良好地生长要求“吃的饱、喝的足、站的稳、住的舒服”宇宙因素universe factors土壤因子soil factors土壤对植物生长方面的作用与功能归纳起来有以下方面1营养库的作用（resource of nutrients）： 研究得出植物有机体组成需要16种必需营养元素和一些有益营养元素，其中C、O、H来源于

11、水和光呼吸CO2，其它均依赖于土壤供给。植物对土壤营养库的要求是：供应要足量、供应速率适可、供应品种多元化、各种元素比例要协调等。这里需要强调的是土壤这个库绝不是一个简单的储藏库，它有一定的协调作用。 土壤的养分涉及的环境问题就是水资源的富营养化问题。2养分转化与协调作用：cycles and balance of nutrients 主要靠土壤中时刻进行的物理、化学和生物变化进行不断的调整与平衡作用，如有机物质的矿化与腐殖化作用（生物）、土壤的吸附与解吸（物理化学）、氧化与还原（化学）、固定与释放、养分形态的转化、养分间的协同与拮抗等。3雨水涵养作用（conserve water or wa

12、ter retention） 土壤接纳天然降水，解决了保水与供水的问题，使得“天旱而地不旱” 。懂得“土壤水库”的概念与理论。土壤在自然界水循环（植物水、地下水、地表水、大气水、土壤水5水转换）中作用与地位。土壤水分循环过程与机制？4生物支撑作用（mechanical support）：根系的伸展有利于在更大范围觅水觅肥，有利于植物进行光合作用。土壤的容重、孔隙度等表示土壤松紧性是保证这个条件的关键，要注意植物的根冠比问题。5稳定与缓冲环境的变化（soil buffering）：抗温度、湿度、酸碱、氧化与还原的剧烈变化过程。土壤条件保证了植物能够适应环境因素的剧烈变化要求。第一节 土壤在农业、

13、自然环境和社会其他各领域内作用与地位 4m10米以下（二）植物生产、动物生产与土壤管理间的关系 relationship of plant produce and animal produce and soil management 土壤管理soil management动物生产animal production植物生产plant production农业生产agriculture production 土壤管理是关键，是基础，是农业生产两大部门生产的关键环节！用养结合，地力可以常新。土壤管理与植物生产、动物生产之间的关系 植物生产，也叫种植业，属于初级生产（primary productio

14、n)（一级生产） 产生植物收获物满足人们吃、穿，住。据研究，人们可以直接利用物体的43%，57%的以谷糠、秸秆等废弃掉。植物的残体、枯枝落叶、根系以及分泌物一部分残留给土壤，培肥土壤。一部分地上部分作为饲料，促进养殖业发展。 动物生产，也叫养殖业，属于次级生产（secondary production ） 动物 利用植物残体，转化为肉、奶、蛋、皮、毛等供给人们生活之需要。也有人提出了生物反应器概念。动物的粪便等作为土壤有机肥料。 土壤管理（soil management）为了作物生产而实施或应用到土壤中的耕作、栽培措施、施肥措施、石灰或其他措施的总和叫土壤管理。也有人这样定义的：通过耕作、栽培

15、、施肥、灌溉等保持和提高土壤生产力的技术。土壤管理有许多改良和保护措施，如防止沙化、盐碱化、酸化等，也有许多产品，土壤调理剂、结构改良剂、保墒剂、消毒剂、增温剂、氮肥增效剂、反硝化抑制剂、松土剂等，除此，还有覆盖膜、纸等,这些形成了土壤管理的产业化内容。（二）植物生产、动物生产与土壤管理间的关系 relationship of plant produce and animal produce and soil management 当前土壤管理方面存在的问题土壤退化（soil degradation）：1土壤侵蚀 soil erosion2土壤沙化 soil desertification 3

16、土壤盐渍化 soil salinization4土壤肥力退化 soil fertility diminution5土壤污染 soil pollution全国已有20多万失地农民。改良低产田是土壤管理的重要内容和任务（二）植物生产、动物生产与土壤管理间的关系 relationship of plant produce and animal produce and soil management 质量退化数量退化 土壤首先是生产生物物质的基地-人类食品（植物、动物、微生物）供应的源泉。 他为人类提供了无穷的食物、纤维等生活必需品，人们的生活水平取决于土壤的质量以及靠土壤生存的动植物的种类和品质。（

17、二）植物生产、动物生产与土壤管理间的关系 relationship of plant produce and animal produce and soil management 二土壤是地球表层系统自然地理环境的重要组成部分soil is important component part of natural environment 在地球表面人类或生物生存的环境成为自然环境 （natural environment）。自然环境有5大要素，分别称为不同圈层 大气圈（atmosphere） 生物圈（Biosphere） 岩石圈（Lithosphere） 水 圈（hydrosphere） 土壤圈

18、（pedosphere） 关于土壤圈的概念早在1938年由英国著名土壤学家S.Mastson根据自然界物质循环的观点提出来的，并且对它的内涵作了概述。近10多年来获得了很快的发展，特别是1990年Arnold对土壤圈的定义、结构、功能及其地球表面系统中的地位作了深刻的阐述与发展。自然环境有5大要素 （一）土壤圈Pedosphere概念 是地球系统的重要组成部分，其位置处于地球系统，即气圈、水圈、生物圈与岩石圈的交接界面，它既是这些圈层的支撑者，又是它们长期共同作用的产物1938年，S.Matson曾提出圈层观点（二）土壤圈的特性 properties of pedosphere1永恒的物质循环

19、与能量交换： 土壤作为植物生长的基地，以光合作用的形式积累太阳能。地球上靠光合作用合成的有机物质，每年能量积累量为0.51015千瓦小时。地球上每年以燃烧、食物和饲料的形式消耗得能量为71012千瓦小时。人类燃烧由过去地质年代的植物转化形成的矿物燃料（煤、泥炭、石油）所利用的能量约为16.21012千瓦小时，利用的其它形式能（水能、风能、核能、潮水能、地热）很少。那么，目前和今后很长一段时间，土壤植物动物系统在人类生活中仍然是输送太阳能的主要传递者。2最活跃最富有生命力的圈层： 陆地生命物质包含“植物生物物质”（植物及根部）、“动物生物物质”（动物和昆虫）和“微生物生物物质”，土壤圈对各种物质

20、循环与物质流起着维持、调节和控制作用，土壤肥力是土壤圈层所固有的性质.3对环境的交互作用（净化-污染）4记忆块与基因库：通过这些记忆信息，有助于区别过去和现在的土壤变化，并可对，”土壤圈未来变化进行预测5时空变化（资源多样性和再利用性）二土壤是地球表层系统自然地理环境的重要组成部分soil is important component part of natural environment （三）土壤圈与其它圈层的关系 relation of pedosphere and others1与大气圈的关系：与大气进行着频繁的水、气、热交换。土壤接纳了大气的降水，吸收大气中的氧气，供给土壤中植物根系

21、、微生物和其它土壤动物。同时，土壤释放气体到大气中，成为大气中一些痕量气体和温室气体的来源。如CH4，CO2，N2O，H2S等。大气的化学成分在很大的程度上依赖于土壤于近地层植被。在这方面充分体现了土壤与环境关系。 与大气进行气体的平衡与交换 土壤管理内容之一，就是要考虑环境效应。如当前研究的土壤氮循环和碳循环问题。稻田不再提倡秸秆还田技术，稻田与湿地防止甲烷的产生、土壤反硝化防止等都是土壤圈与大气圈关系所研究的内容。（东京协议）土壤管理与气候变迁研究 注意：土壤与全球环境变化关系：温室效应、臭氧层保护（皮肤癌）、厄尔尼若现象（海平面升迁），酸雨对土壤质量影响。二土壤是地球表层系统自然地理环境

22、的重要组成部分soil is important component part of natural environment 2与生物圈的关系： 存在有机体的范围便构成了地球的生物圈。生命物质存在于地壳和海洋数十米到数千米深和空中二万到三万米的高度。土壤包含在生命体存在的空间以内。 土壤是陆生植物、动物和微生物生存的环境和条件。土壤是生命物质、如根系和陆生无脊椎动物的主要贮藏室；是代谢产物和生物残体的容器；是植物和其他许多有机体的水分、营养物质的源泉。支持和调节生物过程; 决定自然植被的分布与演替但土壤圈的各种限制因素对生物也起不良影响。 每年陆地上由高等植物合成约n1010吨植物干物质，同时

23、，约有0.5%的植物体完全矿化。平均每200500年能使每年由陆生植物和土壤所形成的植物体矿化完成一个循环。用作人类食物只占合成的植物的很少一部分，约3.6108吨/年，即占总重量的百分之几。因此，生物圈范围内的土壤-生物系统中进行着全球性的能量和物质的循环转化，同化矿化-腐殖化不断进行着。 土壤类型多样性，决定了生物资源多样性，为人们提供了丰富多彩的生活。 研究热点问题：生物资源多样性、生态环境建设理论基础研究、土壤条件与农产品品质研究、土壤生物资源开发研究（微生物资源）、生物种群的保护是、碳循环、氮循环。 （生物小循环）二土壤是地球表层系统自然地理环境的重要组成部分soil is impo

24、rtant component part of natural environment 3与水圈的关系 地球上水的循环，土壤水是很重要的一环。陆地上土壤承受大气降水，并通过蒸发和植物蒸腾。将它归还与大气。土壤水的特性在很大程度上决定于水的移动、径流和蒸发。地表径流和地下水是河水的主要来源，它们径流陆地而汇合到海洋，随河水进入海洋的上上有矿物溶液。 河水平均约含有0.20.4克/升无机盐。含有从土壤表面冲刷下来的腐殖质和矿物颗粒。河水中固体悬浮物含量达210克/升。 所以，土壤圈影响降水在陆地的重新分配，影响元素的生物地化学行为，水分平衡，分异，转化及水圈的化学组成。 土壤水分管理与江河湖泊的富

25、营养化有很大关系。我国黄河水土流失严重，危害流域环境，治理核心在于土壤水分管理。 农业是用水大户，但利用效率低仍是未得到解决的问题，因此，土壤的水循环与自然水资源关系研究（黄河水断流问题）、提高土壤水分高想利用的理论与技术体系研究、土壤水径流产生的面源和点源污染问题、土壤水对地下水的污染（硝态氮淋溶）是当今研究的重点。 二土壤是地球表层系统自然地理环境的重要组成部分soil is important component part of natural environment 4与岩石圈的关系： 土壤是岩石圈的保护层，前苏联科学家. (1926，1933，1934，1940，1965）说土壤是“

26、地球的贵重锈层”。贵重在于它具有肥力，具有生产植物收获物的能力。锈层是指土壤是岩石风化的产物。 地球上的生命及土壤形成过程持续了数十亿年之久。在此期间地壳内形成了很厚的受海洋和大陆成因的沉积层。沉积层中具有最有价值的矿物：煤、石油、泥炭、铁、锰和铝、陶质粘土、盐类、磷钙土等。 在当今发掘的沉积岩中形成过程中，受到古代土壤形成与发育的影响，岩石中含有有机物质，如煤、草炭、油页岩、高岭土和蒙脱土石粘土，铁铝化合物胶结层（赤地矿，砖红壤、铝土矿） 因此，土壤圈作为地球圈层的“皮肤”，对岩石圈具有一定的保护作用，以减少其遭受各种外营力破坏；与岩石圈进行互为交换与地质循环。 应用：1.探月计划中找是否有

27、过水的判物 2.黄土高原古土壤层与气候变迁刘东生教授 3.作为地质年代确定依据和地壳变迁过程的判据等 4.找矿的依据二土壤是地球表层系统自然地理环境的重要组成部分soil is important component part of natural environment 地质大循环三土壤是生态系统的重要组成部分soil is important component part of ecosystems（一）生态系统概念（ecosystem）： 生态系统理论是英国科学家坦斯列（A.G.Tansley）于1935年提出来的。经过林德曼（R.L.Lindeman，1942）的继承和发展，奠定了稳定

28、的基础。上个世纪59年代，美国生态学家奥德姆（E.P.Odum）才建立了比较完善的生态系统概念和体系。他指出：生态系统是指由环境和占据该环境并联系在一起的生命有机体所构成的动态整体。生态系统生物组分（生命体）环境系统三土壤是生态系统的重要组成部分soil is important component part of ecosystems植物（生产者）动物（消费者）微生物（还原者）太阳辐射无机成分有机成分来自于大气的O2，CO2，N2，H2O来自于土壤的N，P，K等（二）生态系统基本组成 1生产者（producers）：主要是绿色植物，除此，包括有一些光合细菌，属于自养型。使生态系统的主体。 2

29、消费者（consumers）：动物类，异养型 3分解者（decomposers）：还原者，主要有细菌、真菌、放线菌等微生物和原生动物和腐生动物，如蚂蚁、蚯蚓和一些软体动物。产生一些激素、生理活性物质。 人们依据生物主体不同，将生态系统分为农田生态系统、森林生态系统、草原生态系统、荒漠生态系统等许多类型。 无论是哪类型生态系统，土壤始终是生物与环境进行物质与能量交换的场所、媒介。 三土壤是生态系统的重要组成部分soil is important component part of ecosystems（三）土壤在生态系统中功能有1.保持生物活性，多样性和生产性。2.对水体和物质流动起调节作用3.

30、对有机物质、无机物质起过滤、缓冲、降解、固定和解毒作用4.具有储存养分、水分功能。 土壤是生态系统中极为重要的因素，土壤质量的破坏，都会影响生态系统的平衡，土壤质量也同时受环境与生物的作用，各项指标不断地发生着不同方向和强度的变化过程。 人类对生态系统的影响往往是通过土壤管理的手段进行的。如沙漠绿洲，盐碱土良田。开沟排水将低湿田变为高产田。相反，也可以向相反方向发展。毁林开荒水土流失洪、旱灾害，土壤过渡开荒土壤沙化。过渡灌溉次生盐碱化。土壤污染无植被。人们已经有多次自然惩罚的极为惨痛教训，也有丰富的管理经验。 维护生态平衡，进行生态建设关键必须以土壤管理为基础，因地制宜，宜林则林、宜牧则牧，宜

31、农则农。三土壤是生态系统的重要组成部分soil is important component part of ecosystems三土壤是生态系统的重要组成部分soil is important component part of ecosystems 土壤是污水和废弃物的净化场所与归宿，土壤成为环境的净化器，是污染物质的源和汇；土壤也是人类饮用水的过滤器和净化器，保护土壤不受污染，也就保护了水资源。四土壤是最珍贵的自然资源Soil is best valuable natural resource（一）资源的概念 concept of resource 资源在辞海中定义为“资财的来源”。强调

32、的是能带来财富的一切东西，包括天然的和人为的。马克思指出：劳动力和土地是形成财富的两个原始要素，是一切财富的源泉。” 在更广义概念上讲，“资源”是自然界中能被人们所利用的物质和条件的总称。这里包括了有形的物质和无形的条件。 资源分类方法很多，往往按照形成的原因分为自然资源和社会經濟資源兩個大的部分往往按照形成的原因分为自然资源和社会经济资源两个大的部分。资源社会经济资源自然资源耗竭性的非耗竭性的可更新的（土壤）不可更新的土壤资源（soil resource）：具有生产生物产品的能力的各种土壤类型的总称 人类消耗的80%以上的热量来源于土壤，75%以上的蛋白质、大部分纤维都直接来源于土壤。土壤资

33、源和水、大气资源一样是维持人类生存与发展的必要条件，是社会经济发展最基本的物质基础。（二）土壤资源的特点 properties of soil resource 土壤资源的珍贵性在于他具备下了特点1整体性：土壤与生物、环境始终构成一个完整的整体，一方遭到破坏都会导致其他变更与毁灭，所以，不得抛弃其它二者单独地看土壤，相互联系决定了珍贵性。2有限性：从数量上讲，土壤是极为有限的资源，显示出了珍贵性。 地球上现有耕地15亿公顷（1.5109），其余可开垦为农用的土地约10亿公顷，在这些土壤资源中，11%土壤对于农业没有障碍或严重限制因子。中国国土面积虽然为世界第三位，但人口多，人均土壤资源数量更少

34、。我们用占世界7%土地养育世界1/4的人口。可见土壤资源是多么珍贵。 当今存在的问题：土壤数量退化和质量退化严重，有人估计。近20年内世界有1/3耕地被退化消失殆尽。3地域性：土壤资源数量和质量分布及不平衡，地域性非常强，地区差异大。这是不同区域土壤形成因素和条件不同，水、热分配不平衡。人们按照土壤资源分成了许多区域，如红土区、黑土区、黄土区等等4动态性：土壤质量和数量时刻在进行着变化许多复杂过程，质量演化时刻进行着。人类一切活动度影响着土壤资源可利用价值。5层次性：在大的地理空间上呈现规律分布（垂直分布）6多用性：作物生长、建材、路基、垃圾归宿、微生物富集，食品、医药菌种的源。7国际性：一般

35、讲，自然资源的开发、利用和保护、管理属于国家主权，应有各个国家自己去解决，但由于人类对自然资源的影响愈来愈大，一个国家一个地区对自然资源的破坏所产生的后果往往超出国家范围与界限，还可能产生难民危机其他国家安全。所以，国家间常常联合攻关。四土壤是最珍贵的自然资源Soil is best valuable natural resource土壤资源利用潜力非常大：在游牧社会，需要518公顷地才能养活一口人，那时，地球只能供养1千万人口。现在地球人口是那时的400500倍。农业社会时期，采用了驯化植物和动物，发展灌溉，轮垦（刀耕火种）。每口人还需耕地20公顷。在现代的科技社会土地承载力如此之高，靠的是

36、各种科技力量，不断地挖掘土壤的生产潜力。马克思说：土壤是世代相传的、人类所不能出让的生存条件和再生作用资源。四土壤是最珍贵的自然资源Soil is best valuable natural resource五土壤在其他领域内作用于地位Position and role of soil in others field（一）在地质工作中作用1.找矿:土壤一系列过程对沉积岩的形成作用很大： 许多铁、锰矿床成因是古代的沼泽过程和铁、锰在沿海的浅水地区沉积形成。铝土矿床大多数与古代热带土壤形成过程有关。 以前地质年代的风化和成土过程共同作用，形成工业用粘土矿物（高岭土）和磷钙土。硝酸盐、苏打、石膏、石

37、灰、食盐、和其它盐都依赖于古代盐类聚集和盐渍土壤形成。 土壤形成过程与碘（I）化物、溴（Br）化物和其他稀有元素聚集有作用。掌握这个规律，可以预测元素集中区、预测可勘探矿藏走向。 地壳中石油、燃气以及聚集某些元素（cu，Co，Ni），也影响土壤特性，可以作为勘探矿床的依据。寻找和勘探矿床的“土壤地球化学”方法，其原理利用土壤特征作为矿床的指标，在勘探石油、铜、铀等矿床方面很有用途。2. 地基勘探和工程 建筑物耐久性与土壤形状有关 道路建设要测定土壤物理、化学、生物性质。物理方面有颗粒组成、容重、透水性、胀缩性、可塑性等。化学性质：盐分问题，盐分易损坏沥青路面、腐蚀钢筋混凝土。生物性质：有机物质

38、含量，腐泥土易下沉，不适宜作道路和建筑物的地基于材料。特别是在灌区盐渍化对建筑影响很大。 机场与航天发射基地建设：机场底土的生尘性、起飞降落地带的坚固和耐久性、机场栽培草皮能否成功依赖于土壤特性。在潮湿的酸性土壤上，混凝土覆盖层和金属结构很容易损坏。建设好的机场离不开精确的土壤资料。 公路沿线的滑坡和山崩等自然灾害性与土质有关。3.推测古环境：研究古土壤或其残迹研究古气候环境、古地形地势等。（黄土古土壤研究）(二）在医学和兽医学方面 地方病是由于土壤中某些元素太多或贫乏影响了水质和食物和饲料所产生。酸性淋溶强的土壤缺Ca、Co、Ni、Cu、以及碘化物。是许多病的病因。贝壳氏病骨骼发育失常和严重

39、畸形、缺钙造成佝偻病、缺碘造成甲状腺肿大病。土壤缺铜会使动物患痨病，缺钴是牛不生育和发育失常。土壤过量砷、硒会中毒，过量铅则是牲畜血尿原因，人的骨痛病由于重金属缘故。黄牙由于氟的缘故。还有大骨节病等。癌症的分布和土壤微量元素的地理分布状况有关。 土壤中生存的 亿万微生物，有的从土壤中分离出来后，供制取很贵重药剂抗生素，如链霉素、金霉素、青霉素、霉菌素等、工业上还制取剧毒剂、兴奋剂等。有些微生物区系可以引起严重疾病（破伤风），有些是由于生活在土壤中动物如传染病菌。如鼠疫、兔热病、疟疾、寄生蠕虫病等。（地球化学研究内容）土壤科学与医疗卫生关系密切。五土壤在其他领域内作用于地位Position an

40、d role of soil in others field种类粮食蔬菜肉蛋合计病区5950849481628非病区2318088147440171989年内蒙古呼伦贝尔盟病区与非病区粮食作物硒含量对比表（Ng/人.天） 根据近几十年的研究，人们已查明大维27种元素是生物正常活动必不可分的元素，其中能明确引起动物和人类产生疾病的有10余种，最主要的是碘、氟、硒、铜、钴、镍、铅、硼等。譬如，水土中碘元素分异异常可引起甲状腺肿或地方性克汀病，氟元素分布过多可引起地方性氟中毒，克山病与低硒因素有明显的正相关系。 （三） 在体育方面：运动场地建设和高尔夫球场建设（四）在考古方面： （五）在刑侦方面刑侦

41、土壤学（六）在城市建设方面：城市绿地土壤学，人造土壤（七）在水利工程方面 （八）在人文社会方面：关中农业文明的佐证 林年丰淮南字：土地各以类生人：坚土人刚，弱图热儒，虚土人大，沙土人细，息土人美，耗土人丑，轻土多利，重土多迟。（九）其他方面：如陶瓷工,税收征稽（土地质量评价）等五土壤在其他领域内作用于地位Position and role of soil in others field 土 壤 是人类活动的场所。各种建筑物、道路、休闲娱乐场所的基础，决定了这些基础的适宜性；用作道路和公路的路基，决定着它的寿命等等。 五土壤在其他领域内作用于地位Position and role of soil

42、 in others field Blum认为在持续发展的社会和环境中，土壤的作用是复杂的，他总结了土壤的6大功能（见土壤 2002 第34期）： 生产生物量 环境保护 基因库 建筑物的基础 原材料 对历史的记忆功能 五土壤在其他领域内作用于地位Position and role of soil in others field属于生态范畴与文化、社会和经济及技术有关第二节 土壤的基本概念 concept of soil一土壤概念：concept of soil 关于土壤的概念在不同类型的教科书中都不同的解释和描述，这是因为土壤服务的对象和功能非常多的缘故。关于土壤的定义因为人们对它的利用角度不

43、同而就有许多中解释：1美国土壤保持局（1975）对土壤的定义是：土壤是地球表面上含有活质的、抚育着或能抚育植物的自然体的集合体（土壤与土壤管理1984）。由此可见它主要强调土壤作用与功能。2美国土壤学会定义；土壤是能够产生植物收获物的陆地疏松表层 Soil-The unconsolidated mineral material on the immediate surface of the Earth that serves as a natural medium for the growth of land plants。3我国：陆地表面由矿物、有机物质、水、空气和生物组成，具有肥力，能生长

44、植物的为固结（unconsolidated）层（土壤学名词，1998）。强调了土壤的功能以外，还说明了土壤的组成有有机和无机的，有固态、液态和气态三相，并指出土壤本质是有肥力。关于土壤概念核对土壤的认识，我国劳动人民造就有了比较深刻认识。从汉字“土壤”二字的构型和读音上人们就能充分地体现出我国古代人民对土壤基本概念的认识。第二节 土壤的基本概念 concept of soil 从字型看，“二横”分别代表土壤的两个基本层次，即表层和底层。二横的比例长短也有它的科学内涵，即表层和底层土壤比例。上层能生长植物的好土占得比例要较少；下层是坚硬的不能生长植物底土或基岩，土壤位于岩面之上，根系未能穿透底土

45、层。 “丨竖”：直立显然表示植物。 说明土壤是能生产植物收获物的介质，土壤与岩石有很大区别。植物地上部分part of plant above soil土壤表层 soil surface植物根系 roots底层土壤ground layer of soil植物体plant土“土”-与吐同音从读音上讲： “说文解字”中注释为：“土者，是地之吐生物也”。“土”取“吐”同音。意味生长为“吐出来”之意。 周礼中指出：“万物自生焉则曰土”“壤” 所谓“壤”在古籍： 说文解字中讲，“壤”柔土也，无块曰壤”。 禹贡中注释到：“壤”天性和美也” 周礼中讲到：“壤和缓之貌”， 说明“壤”比“土”质量好，“壤”本来

46、就是“土”；“壤”字是从“土、从壤”。故把“土”放在“襄”前，构成“壤”。第二节 土壤的基本概念 concept of soil英文的土壤soil 是经由法语从拉丁文SOlum衍生来的，Solum的原义是指土地二土壤的组成 composition of soil （一）土壤容积组成 composition of soil by volume 土壤三相体系满足了植物生长对各营养因素和环境因素的需求，使土壤区别于其它一切自然物质。评级土壤质量的标准不同应用方面有所不同，工程上要求孔隙度（porosity）愈小愈好。但“理想的”草地、园子或大田土壤中，各种成分从体积而言大体比例是：矿物质占45%，有

47、机质5%，水占25%，空气占25%。建立一个概念：土壤孔隙占总体积一半。评价土壤质量的指标之一“固、液、气三相比（容积比）”。2土壤物质组成composition of soil by matter二土壤的组成 composition of soil土壤soil气相gases液相liquids固相solidSoil air,co2,O2,N2,H2S,CH4等watersaltsSoil solutioninorganicorganicmineralsHumus及植物残体microorganisms三土壤形态特征土壤形态学soil morphology 岩石经过漫长的风化作用，形成土壤母质（p

48、arent material），再经过成土作用（soil-forming process）形成的土壤。但是，土壤与岩石有着本质区别： 1.有机物质含量高,由没有到有，由少到多，有简单到复杂。 2.有大量的高等植物根系和低等微生物以及动物。生物活动成为主要区别。 3.有强烈的物质风化、淋溶与淀积过程。 4.出现了特殊的层次组合 土壤是一个独立的历史自然体，是由气候、母质、生物、地形、时间等5大自然因素联合作用下形成的产物。每个土壤类型有各自的形成发展历史，构成了形态、组成、结构与功能不同的可以剖析的物质实体。土壤在垂直方向上具有明显的异质性，形成各自的形态特征土壤形态学研究的内容，也是在野外进行

49、观察的主要内容。我们在野外所看到的土壤都是由不同物理特性、颜色、外形特征和层数的层次组合成一个完整整体。三土壤形态特征土壤形态学soil morphology（一）土壤剖面（soil profile）：沿地表垂直下切所暴露出的断面叫土壤剖面。 土壤剖面是由不同层次按照不同次序叠加而成，这些层次分别叫土壤发生层（soil genetic horizon）。土壤发生层次分为： （1）O层：有机层（organic horizon）：枯枝落叶和苔藓地被物或草本植物活体层次，有机物未遭到分解或分解程度很差。基本上没有矿物质。 （2）A层：腐殖质层（humus horizon）：有机物彻底分解成会黑色腐殖

50、质，与矿物结合在一起，也有人叫腐殖质聚集层。特征黑色。矿物与有机物结合在一起。这一层几乎每个土壤都有，普遍存在。A1，A2，A3 为亚表层分类。 （3）B层：淀积层（illuvial horizon）：在A层以下淀积着上层淋溶下来的粘粒、CaCO3和铁、猛等物质，形成了独特的特征。 （4）E层：淋溶层（eluvial horizon）：淋溶作用形成的土层。 （5）C层：母质层（parent material horizon）。除此，还有P层（犁底层plow pan）、G层（潜育层gley horizon）、w层（潴育层（waterloggogenic horizon）、AB层，Ap层 BC层（

51、过渡层） 土壤分类是往往依据这些层次进行，把土壤分类中用以鉴定土壤类别、性质上有一系列定量规定的土层叫诊断层（diagnostic horizon）。三土壤形态特征土壤形态学soil morphology （二） 土壤剖面（soil profile）类型： 1.按照来源分为： 2. 按照不同厚度分为： (1)侏儒剖面（nanoprofile）：高山地区、荒漠地区、陡坡地或紧实块状结晶岩上形成的土壤发生层虽完整，每土层厚度甚薄的土壤剖面。 (2)巨型剖面（giant profile）：形成高度风化、厚度很深的土壤剖面。 挖掘土壤剖面供观察和研究用（关于挖掘方法在实习时再讲）。三土壤形态特征土壤形

52、态学soil morphology人为剖面自然剖面（二）土壤形态特征（三）土体：由母质层以上土层所构成的整体叫土体（solum）。 土壤形态特征：指土壤及土壤剖面所显示的各个土层的外部特征。土壤形态特征主要体现在：1.剖面构型(profile pattern)：土壤发生层或土壤层次（如冲积层次）的有规律的排列组合型式。 反映着土壤发生过程与演变的历史过程。2.层次外观特征：主要有颜色、结构、结持状态等 各层次外观特征有时也可以反映土壤形成的历史进程，有时仅反映着土壤形成发育的某一个阶段的环境因素和人为因素。 土壤的形态特征意义在于反映了土壤的内在性质以及他的起源和发展历史。为人们研究自然、社会

53、变迁的历史进程提供了很好的佐证。(1)土层颜色：土壤颜色是土壤很重要的形态特征，反映着内在的理、化性状。有时成为土壤命名的主要依据（如红壤、黄壤、紫色土，棕壤）。 土壤基本色（.（1927）研究）黑色、红（黄）色、白色。土壤不同色由3种基本组合而成。 土壤颜色的量化研究用3个定量化参数 A.色彩（hue）:（光谱原色：红、黄、绿、蓝、紫）是指光占优势的波长的颜色。 B.色的亮度（显色性）:也有人叫色值或叫光度（Value）,指光的总量，由暗到亮而增加。 C.色素：也有人叫色度（chroma），光谱色的纯度和强度。 芒氏（Munsell）记色法是对颜色的三种易变性质的每一种系统的数量化的和文字化

54、标记。这三种性质按照色彩、色值、色度的顺序标出。如在芒氏记色法中的10YR6/4 ,10RY色彩，6是色值，4是色度。 在野外把待测土壤样与表准色卡相比较。可以很快得出它的颜色。（二）土壤形态特征土壤颜色多种多样土壤物质组成与颜色：（1）黑色：腐殖质色；当54%时，为灰色；810或更高时呈深黑色。 某些化合物的颜色；FeS.H20，MnO2，Fe3O4（磁铁矿），黑色主要决定了腐殖质多少，所以，可以反映了土壤肥沃度。（2）红（黄）色：主要是铁的各种氧化物。土壤矿物中的铁会被氧化和水化为红色和黄色的化合物。高度水化的氧化铁是黄色的，在氢氧化铁的成分中，一般含水越多颜色越黄。当水化作用减少时，则红

55、色代替了黄色。赤铁矿和含水赤铁矿分别是红色和红棕色；褐铁矿为不同色度黄色。 某些与氧化铁相结合的氧化锰的特点具有樱红的颜色。黄壤、红壤、砖红壤、红色石灰土在通气良好、氧化状态下呈现红、黄、橙色、红棕色等。但在淹水还原情况下，呈现氧化亚铁颜色，即会蓝色、浅绿色、淡青色等。沼泽土风干后仍呈深蓝色，是因为富含蓝铁矿缘故。（3）白色：起淡化剂作用。取决于土壤母质。水铝英石、高岭土、氢氧化铝、硅土化合物（石英）。碳酸盐、石膏、无机盐分等。（二）土壤形态特征白色+红、黄色=草色 黑色+白色=暗灰色、灰色、淡灰色黑色+红色=栗色、褐色 红色+白色=橙色、黄色。 黑色+白色+红色=棕色土壤颜色与土壤性质关系

56、a.土壤颜色与有机质含量：有机质越高，颜色越深越暗。 b.土壤颜色与土壤温度：深色易吸热增温，土壤温度回升快，温度高。 c.土壤颜色与母质关系：由铁镁岩形成的土壤比由硅铝性母质形成的土壤颜色深，养分也多。 d.土壤颜色与含水量：由于土壤含铁的缘故，受水的影响颜色变化明显红色、黄色排水性好，氧化态的旱地-蓝色、灰色排水不畅的湿地、水地和沼泽地。含水量高颜色深，也有人以土壤颜色深度半段土壤墒情（黑墒、黄墒、白墒）。 野外判断土壤颜色有标准色卡（国外）。芒氏（Munsell）记色法，对光的3种易变性值得每一种系统的数量化的和文字化的标记。按照色彩、色值、色度的顺序标出。如10YR6/4，其中10YR

57、是色彩，色值是6，色度为4。 把一个指定的土样与带有标准色阶卡片相比较，可以很快的按Munsell（Musell Color System）记色法定出颜色。（二）土壤形态特征Munsell Hue CirclePrimary Hue CircleHueSymbolHueSymbolRedRRedRYellow-RedYRYellow-RedYRYellowYYellowYGreen-YellowGYGreen-YellowGYGreenGGreenGBlue-GreenBGCyanCBlueBBlue-CyanBCPurple-BluePBBlueBPurplePMagenta-BlueMBRed-PurpleRPMagentaMFigure 1: The Hue Circle Figure 2: Munsell Hue Designations C