土壤学教学大纲教案2007

土壤学教学大纲一、课程的性质、地位和任务《土壤学》是研究土壤的形成、发生及发展规律的科学.即研究土壤的形成条件、分布规律、基本理化形状及如何进行利用改良的科学。《土壤学》是农业资源与环境、农学、园艺、草学等农学类专业和土地资源管理、资源环境与城乡规划管理等专业的专业基础和专业课，教学要求基础理论扎实，基本知识全面，基本技能过硬。通过本课程的学习，掌握土壤基本组成、土壤基本理化性质、土壤形成因素与形成过程、土壤耕作与管理、土壤污染与防治、土壤退化与土壤质量及土壤分布规律等方面的基础知识，为今后从事农业生产管理、农业区划及丰富和发展土壤科学理论奠定坚实基础.是农林各专业的专业基础课。《土壤学》课程历史悠久、实践性强且长期与农业、资源和环境等多学科间相互渗透，具有较强的系统性、综合性和实用性.系统性:以土壤圈物质组成、结构和功能为线索，阐述土壤圈与地圈、生物圈、大气圈和水圈的物质迁移与能量交换及其对人类生存环境的影响，强调土壤学在资源环境科学中的战略地位和作用。综合性：除了讲授土壤圈物质组成、结构和功能外，还讲授它与其它圈层间的物质迁移与能量交换及其对人类生存环境的影响，包括土壤的形成、分类与分布特征、土壤水资源面临的挑战、土壤污染及其治理、土地退化机理与评价等方面的内容。实用性：内容前后呼应，脉络清晰，将土壤学的基本知识与农业生产、资源开发和环境保护工作中面临的实际问题紧密结合，学生易于掌握和融会贯通.《土壤学》紧紧围绕土壤肥力讲授土壤组成（矿物质和有机质）；土壤物理化学性质；土壤水、气、热、肥状况；土壤形成、分类与分布;主要土壤类型的特点和合理开发利用与保护。本课程主要讲解土壤学的基础理论、基本知识及基本技能。为近一步学习其他专业的基础课和专业课打好必要的基础。同时对学生进行辩证唯物主义和爱国主义的思想教育,使学生能够利用土壤学知识去解决农、林业生产中的土壤问题，进一步利用、控制和改造土壤，改善生态环境条件，为社会主义经济建设，不断提高人民物质文化生活水平服务。二、基本要求（一）理论知识方面：能鉴别主要的岩石、母质类型和地形地势。能独立进行土壤剖面的划分及土壤剖面观察。系统掌握土壤的物理、化学和生物学性质，能分析各种肥力性状之间的相互关系。掌握主要土类的分布规律、形成条件、剖面特性、基本理化性状及利用改良的途径和方法.了解土壤的主要类型,并且能进行与林业生产有关的土壤资源调查工作。（二）能力、技能方面:掌握土壤资源调查、土壤样品采集及常规的土壤分析方法，并且能对数据进行整理和应用。能力与技能方面的学习属于《分析测试系列试验1》的内容（三）教学说明及学时分配本课程共46学时，课堂讲授为32学时，另有教学实验14学时.在教学中以土壤的形成、演化为线索,系统讲解土壤学基础理论及基本知识，介绍土壤的形成及土壤剖面；土壤有机质及土壤理化性质；土壤的分布规律及主要土类别，土壤学研究的动态。土壤学教案绪论第一章绪论第一节我国土地资源概况土壤是绿色生命的源泉,是人类赖以生产、生活和生存的物质基础。人类衣食住行需要的物质,主要来源于农业生产和林业生产，而土壤是农、林业生产的基础,是农、林业生产的基本生产资料。植物生产、动物生产和士壤管理是农业生产的3个主要的组成环节。植物生产主要是通过绿色植物的光合作用，把光能转化为化学能，贮藏在有机质中,直接供给人类植物食品和衣物原料.动物生产是人类将植物生产中一部分有机物喂养动物，以供给人类动物食品及衣物原料。土壤管理是人类把不能直接利用的动、植物产品,作为肥料返还给土壤,为植物再生产提供原料.一、我国土壤资源简况土壤是相对不可再生的自然资源，也是不可代替的自然资源。我国土壤资源丰富，国土面积960万km2，但是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%.我国人均耕地面积为0.13hm2,不到世界人均耕地的1/3。人均林地面积0.11hm2,占世界人均林地面积的1/9.人均草地面积0.28hm2,不到世界人均草地面积的1/2。二、全球土壤退化概况当前人类面临着世界性土壤退化的威胁.土壤退化指因自然环境因素不佳和人为利用不当引起的土壤肥力下降，植物生长条件恶化和土壤生产力减退的过程.据统计，全球土壤退化面积已达1960万km2。全世界每年因土壤侵蚀所损失的土壤养分几乎等于世界商品肥料的生产量，每年土壤流失达750亿"相当于4000亿美元的损失。在土壤退化总面积中约有7600万hm2受盐碱土的影响，占退化土壤总面积的4%。受各种有毒化合物污染影响的面积2200万hm2,占退化总面积的1。1％。据统计，我国目前水土流失面积达367万km2,占国土总面积的38.2%。其中水蚀面积已发展至179.4万km2,占国土面积的18.6%,每年流失表土约60亿t。耕地中有667万〜800万hm2,已发生次生盐化，有1.0亿hm2草地退化。我国现已有重金属污染耕地2000万hm2,农药污染耕地1300万~1600万hm2,受酸雨危害的耕地达267万hm2.作为农林业工作者,应了解我国土壤资源基本状况,密切关注我国及全球土壤资源发展趋势,珍视每一寸土地,做好生态环境建设工作,为治理土壤退化贡献一份力量。三、21世纪土壤科学发展的总趋向土壤学是研究土壤的形成、分类、分布、制图和土壤的物理、化学、生物学特性、肥力特征以及土壤利用和管理的科学。据预测21世纪世界人口将达到65亿。发展中国家缺粮将达到2亿t.我国20世纪末人口达到13亿，人均粮食不到400kg。同时全世界每年有2亿hm2耕地被侵占，我国每年减少耕地46.6万~66.7万hm2,2I世纪初我国人均耕地将约降至0.1hm2。21世纪土壤科学发展的总趋向是：研究土壤与地球生命作用、生物圈与人类生存条件、生物圈与自然环境、土壤圈与全球变化、土壤物质的组成、性质等.第二节地球的外圈和土壤的位置地球由若干个不同状态和不同物质的同心圈所组成。地球表面的一个圈层,主要由富含硅、铝的硅酸盐岩石组成,称为地壳,又称岩石圈。在地壳的表面和外围是大气圈、水圈和生物圈。大气圈是环绕地球最外层的气体圈层。水圈包括地球上的海洋、江河、湖泊等,它是一个连续而不规则的圈层。生物圈是地球上有生命物质的部位和空间,它可以深入到整个水圈,以及大气圈和岩石圈的一部分.上至海平面十多公里,下至海平面下十公里以及地表下几百米都有生命活动,都是生物圈的范围。地壳表层的岩石受到太阳幅射热以及大气圈、水圈、生物圈中水、氧、二氧化碳和生物的共同作用,逐渐风化破碎,形成了一个疏松的外壳,叫做风化壳。风化壳的表层生物活动强烈,生物（包括植物、动物、微生物）比较集中,积累了较多的有机质。这个风化壳的表层就是土壤。从土壤在地球上的位置可见,它在自然界不是孤立存在的。土壤和岩石、大气、水、生物处在永恒的相（完整word）土壤学教学大纲+教案-2007互作用中，这种相互作用表现在它们之间不断地进行着物质与能量的循环和转化，从上到下可以分为三层：第一层是来自宇宙的能流（光、热）和来自大气的物质流（H2O、CO2O2n2等），其中部分为生物固定，形成生物物质，部分又经生物呼吸、蒸发蒸腾和吹扬又进入大气;第二层是生物与土壤间以及同大气、水圈之间的物质、能量的交换。绿色植物利用光能与来自土壤的水分和养分制造有机物质，这些物质在土壤中经微生物的分解，部分归还大气，部分进入岩层，部分残留于土壤中进行再循环；第三层是土壤与岩石或岩石风化体之间的物质与能量交换，例如水分、热量进入岩石圈，促进岩石风化，而岩石的风化又为土壤和生物提供了营养元素.第三节土壤和土壤肥力的概念一、土壤的概念什么是土壤？这是一个较为复杂的问题。我们已经知道土壤与每个人都息息相关，但是真正给土壤定一个确切的概念，是不容易的。历史上在土壤学中存在着不同的土壤概念，这是因为人们从不同的出发点来研究土壤,概括土壤概念的角度不同，所以就产生了不同的土壤概念。我国劳动人民在数千年前对土壤就有了朴素的认识。公元121年前我国古书《说文解字》中就记载着：“土，地之吐生万物者也。"“壤，柔土也，无块曰壤。”.古代土同吐，壤同月襄，月襄一肥肉也，即肥沃的土称之为壤.地质学家从岩石风化的地质学观点来认识土壤，认为土壤就是破碎了的陈旧岩石。或认为土壤是坚实地壳最表面的风化层。将土壤仅作为岩石的变态来认识。植物营养学家认为土壤是植物养料的贮存库。认为土壤是能生长植物的那一部分地壳。或认为土壤仅是陆地植物生长的自然介质。19世纪70〜80年代俄罗斯学者，土壤发生学派创始人道库卡耶夫（B・B-AoKyqaeb）把土壤作为独立的自然体，认为土壤是五大成土因素一生物、母质、气候、地形和时间综合作用的产物。这是从土壤发生学观点来认识土壤,在土壤学界得到广泛的认同.近代美国和西欧对土壤下的定义反映在一些有代表性的著作中如美国学者N。C。Brady认为：“含有风化破碎的矿物和腐解的有机质的不同的混合物构成剖面形式的自然体的集合，它在陆地上呈薄层覆盖，并在含有适量空气和水分时能为植物提机械支撑和营养。”美国《土壤学名词解释》对土壤的定义是:⑴地陆地表面，由矿物、有机质和生物所组成的能生长植物的一个动态自然体。⑵占据部分地球表面的一些自然体的集合，它能支撑植物并具有由一定地形、气候和生物，通过不同时间对母质所起的综合作用而发生的性状.或以看出他们很注意把土壤与其它自然因素联系起来，强调土壤能够长植物，进行植物生产这一根本特性.全国科学技术名词审定委员会1998年公布的土壤定义为：土壤是陆地表面由矿物质、有机质、水、空气和生物组成的，具有肥力，能生长植物的未固结层.二、土壤的组成土壤由固体、液体和气体三相物质组成。固体部分包括矿物质土粒和土壤有机质以及生活在土壤中的微生物和动物。土壤矿物质约占固体部分的95%以上，有机物质的质量百分数一般不到5%。有机质常包被在（完整word）土壤学教学大纲+教案-2007矿物质土粒外面.固体部分含有植物需要的各种养分并构成支持植物的骨架.土壤液体和气体共同存在于土壤孔隙中。土壤液体是土壤水分，因溶解着多种养分物质，实际上是稀薄的土壤溶液.气体是土壤空气。土壤三相物质的体积比因环境条件的差异有所不同。一般情况下土壤固体占50%；液体和气体占50％，气体和液体不稳定，其比例为气体占15%〜35%。三、土壤肥力的概念土壤最基本的特性是具有土壤肥力。关于肥力的概念，不同的学者，不同的时代对土壤肥力有不同的解释:20世纪30年代，苏联土壤学家威廉斯认为：“土壤肥力就是土壤在植物生活的全部过程中，同时而且不间断地供给植物以最大限度的有效养分及水分的能力”。这种能力是其它自然体所没有的。但现在看来威廉斯理论已不够全面和完整，其原因是影响植物生长的因素是多方面的，不仅仅是水分和养分，还包括温度、通气状况等。沈阳《农业土壤学》:土壤肥力是诸因素综合性状的具体表现。南京土壤所:土壤肥力是土壤为植物生长供应和协调营养条件和环境条件的能力.侯光炯先生：土壤肥力就是土壤的体质和生命。我国目前较公认的土壤肥力的概念为:土壤能供应与协调植物正常生长发育所需要的养分和水、空气、热的能力。土壤肥力可分为自然肥力和人为肥力。1.自然肥力是由自然因素形成的土壤具有的肥力，如森林土壤、草原土壤等，自然肥力的高低决定于成土过程中诸成土因素的相互作用，特别是生物的作用.我国广大林区主要是充分利用土壤的自然肥力，来达到林木速生和丰产。2。人为肥力是由耕作、施肥、灌溉、改土等人为因素形成的土壤所具有的肥力。人为肥力的高低,受多种因素的影响。耕作土壤、果园土壤等已开发的土壤既有自然肥力又有人为肥力，两者的关系是自然肥力为基础，人为肥力为主导.社会科学技术水平的高低，直接影响土壤肥力的高低。3.经济肥力,由于受环境条件和管理水平的限制，土壤肥力往往只有部分表现出来,这部分肥力称为“有效肥力"，又称“经济肥力”，即在一定农业技术措施下反映土壤生产能力的那部分肥力，亦称自然肥力与人为肥力的总和。在林业生产中，具有经济肥力的土壤，主要是农田、果园、苗圃地、菜园地等的土壤。4.潜在肥力，另一部分肥力则没有直接表现出来称“潜在肥力”，指受环境条件和科技水平限制不能被植物利用,但在一定生产条件下可转化为有效肥力的那部分肥力。第四节土壤在生态系统中的作用一、土壤在生态系统中的作用无论是全球生态圈或较小范围内的森林生态系统、农田生态系统等，土壤都是重要的环境因素，它是生物与非生物环境的分界面，生物与非生物体进行物质与能量移动和转化的重要介质。人类对生态系统的影响很多是直接或间接通过土壤进行的。这些影响有的有利于人类的生产和生活。例如,沙漠通过综合治理变为绿洲;寸草不生的盐碱滩涂通过排水洗盐，种植绿肥、施用有机肥等改造为良田。但有些活动如毁林开荒、陡坡开垦耕地、过度放牧等，使水土流失、洪涝干旱灾害频繁。可见人类的生产措施不能仅着眼于短期内的经济效益，而且要考虑其对生态系统的长期效果.土壤是生态系统的重要组成部分之一，对土壤的开发利用，不能破坏生态平衡和自然环境，而应有利于维护和建立良好的生态系统和自然环境.根据土壤与其它自然因素的特点，因地制宜，宜林则林、宜农则农、宜牧则牧，既要有利于发展生产和提高经济收益，又要防止生态系统失调和得天独厚环境的破坏。值得注意的是土壤生产植物产量（生物产量）的高低是由土壤和环境条件共同作用的结果。因除土壤外,大气、温度、降水、日照、污染等因素也会不同程度地影响植物的生长发育。另外，即使在相同的环境条件下，不同植物对土壤提供的条件吸收利用的能力也是不同的。同一肥力的土壤可表现出两种不同的有效肥力水平。对于生态上适宜某种土壤的植物表现出有效肥力高，对于不适宜的植物，则表现出有效肥力低。例如能使侧柏生长良好的石灰性土壤，如栽种松树则会发生生长不良的现象。这就是土壤肥力的生态相对性。只有把农作物的生态要求和土壤的生态条件、理化性质、养分状况很好地结合起来,土壤的肥力才能得到充分（完整word）土壤学教学大纲+教案-2007利用，这就是生产实践中强调的“适宜种植”。农林业生产中，土壤因素是其中最重要的因素之一,有时甚至是决定性的因素。（第四节土壤的地位和种类）一、土壤在农学类绿化中的地位土壤对城市居民的生活有多方面的影响。楼房及一切建筑物、道路等都以土壤为基础,对城市污染来说,土壤是一个净化系统，城市绿化也是离不开土壤。植物的生长发育都以土壤为基础。植物生长发育需要的水分、养分、空气等都是土壤供给的。植物的成活率、生长发育状况，能否显示出品种的优良性能，首先取决于土壤条件。植物种类繁多，对土壤条件的要求差异很大。如雪松等松属植物。要求疏松的微酸性土壤。垂柳等树种虽然能在低洼潮湿的河边生长，但不耐盐碱。泡桐能耐盐碱，但不耐水湿.在花卉植物中，杜鹃、茶花等适宜在微酸性土壤中生长。菊花、牡丹等则喜在石灰性土壤中生长.总之，在农学类绿化工作中只有做到“适地适树”才能达到预期的效果。对植物来说，真正做到“适地适树"是有较大难度的。还必须使树木、花卉等表现出品种优势。这就要求农学类工作者不但要全面了解土壤的特性，还要掌握土壤的改良措施。只有具备较全面的土壤知识，才能真正把工作做好，给城镇居民创造更加美好的生活环境。对植物的种植工作来说，除应注意土壤肥力状况及土壤肥力的相对生态性外,还必须掌握一定的施肥理论及施肥技术。因为肥料能给植物提供正常生长发育需要的养分物质，还能改善土壤理化性质，使土壤能按农学类植物的需要改变有关的性质和肥力状况。肥料学的发展初期是以有机物作为肥料的.1840年德国化学家李比西批判了腐殖质营养论，提出了矿质营养学说,即土壤中的矿物质是一切绿色植物惟一的养料.有机肥料对植物起的作用不是其中的有机质，而是由于有机质分解产生的矿物质。从此为现代肥料工业奠定了理论基础.作物、树木和花卉的施肥要注意有机肥料和无机肥料的配合。因有机肥料具有无机肥料所不能替代的特殊作用.同时不同的农学类植物对肥料的元素含量及性质的要求也是不同的。这就要求农学工作者要熟悉肥料的性质及施用技术。总之，土壤肥料在农学类绿化中的作用是很重要的。即植物的生长发育状况主要是由土壤性质、肥力状况决定的，而土壤性质及肥力状况又受施肥的影响.二、土壤的特性及其种类对土壤的利用应根据植物生物学特性所要求的土壤条件，把植物种植在适宜其生长的土壤中，同时对已生长植物的土壤,应根据植物对土壤条件的需要，人为地调节和改良土壤肥力因素，以满足植物需要的土壤条件。使作物、树木和花卉按照预期的目的生长发育.从土壤的形成过程来讲，可分为自然土壤（自然植被下形成的未受人为活动干扰的土壤）和耕作土壤（人为耕耘、管理条件下稳定种植农作物的土壤）.由于生产不断地发展，人民的生活水平不断改善,对土壤的利用也向多方面发展。果园土壤不再存在耕作层、犁底层。城市绿地原来土层遭到不同程度的破坏,填充物变成了主体，加上管理的差异、不同植物的影响、污染的轻重等因素，又形成了既不同于自然土壤又不同于耕作土壤的另一类型的土壤园林土壤可分为3种类型：城市绿地土壤、保护地土壤和盆栽土壤。城市绿地土壤主要有公园、苗圃及专用绿地的土壤。这类土壤受城市自然因素的影响较大，降水量、气温等对土壤有一定的影响。同时还受人为因素的干扰，如：熟土层的移动、建筑、堆积、践踏、挖掘等，打破了原来的成土过程，原来的土层分布已无规律可循，土壤三相比例发生变化、侵入体增加，土壤肥力遭到不同程度的破坏。保护地土壤指温室和塑料大棚下的土壤。这种土壤温度高，蒸发量大，没有天然降水的淋溶作用。常造成表土盐化等不利植物生长的因素.盆栽土壤指盆栽花卉和盆栽盆景用的栽培土。实际上盆栽土壤是人工配制的土壤。因盆栽土层薄、土体小、干湿变化、土温变化频繁，对水、肥、气、热都有较高的要求。三、农学类土壤学的教学目的土壤肥料学是农学类、经济林、果树、植保、生命等专业的基础课，其教学目的是:通过理论讲授、课（完整word）土壤学教学大纲+教案-2007堂实习、实验、教学实习等教学环节