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文档简介
1.有机-矿质复合体:土壤中腐殖质与粘粒胶体结合形成的粘粒一腐殖质复合体2.土壤三相比:土壤固、液、气三相的容积分别占土体容积的百分率,称为固相率、液相率(即容积含水量或容积含水率,可与质量含水量换算)和气相率。三者之比即是土壤三相组成。3.电荷数量:土壤电荷的数量一般用每千克物质吸附离子的厘摩尔数来表示。4.土链(Catena):把在相同气候、母质、成土年龄下,由于地形条件差异引起的具有不同特征的一系列土壤称为土链(Catena)5.显域土:在排水条件比较好而又比较平稳的地形条件下形成的,气候条件明显大于其他因素影响的土壤。6.物理性粘粒:在卡钦斯基制粒级制中细土(《1mm的土粒)部分中,粒径小于0.01mm的土粒。7.物理性砂粒:在卡钦斯基制粒级制中细土(《1mm的土粒)部分中,粒径大于0.01mm的土粒。8.土壤酸化:土壤中盐基离子被淋失而氢铝离子积累、酸度增高的过程。9.土壤碱化度(ESP):土壤胶体吸附的交换性钠占阳离子交换量的百分率。碱化度(%)=交换性钠/阳离子交换量´10010.土壤肥力(Soilfertility):土壤为植物正常生长提供并协调营养物质和环境条件的能力。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、扎根条件和无毒害物质的能力。11.自然肥力naturalfertility:土壤在自然因素的作用下所发展起来的肥力,是成土作用的产物12.人为肥力authropogenicfertility:在耕作熟化过程中发展起来的,是人为因素作用下产生的,是劳动的产物。13.土壤生产力Soilproducity:土壤在其土壤肥力、环境条件和人为因素的综合作用下所能产生的经济效益。14.矿物:是天然产生于地壳中具有一定化学组成、物理性质和内在结构的物体,是组成岩石的基本单位。15.原生矿物:是指那些经过不同程度的物理风化,为改变化学组成和结晶结构的原始成岩矿物,主要分布在土壤的砂粒和粉粒中,主要是硅酸盐和铝硅酸盐矿物,如石英、长石、云母等。16.次生矿物:是在风化成土过程中新形成的矿物,主要在粘粒,所以,也叫粘土矿物或粘粒矿物,以层状结晶硅酸盐粘土矿物为主,它们是成土过程和成土条件的反映--土壤分类的重要依据。17.同晶替代:粘粒矿物晶格中的组成离子被另一种大小相近而且电性符号相同的离子替代而晶格不变的现象18.土壤有机质:指存在于土壤中的所有含碳的有机物质,它包括土壤中各种动、植物残体,微生物体及其分解和合成的各种有机物质。19.土壤腐殖质(humus):是除未分解和半分解动、植物残体及微生物体以外的有机物质的总称。21.有机质的矿化过程:有机化合物进入土壤后,一方面在微生物酶的作用下发生氧化反应,彻底分解而最终释放出二氧化碳、水和能量,所含氮、磷、硫等营养元素在一系列特定反应后,释放成为植物可利用的矿质养料,这一过程称为有机质的矿化过程。20.腐殖物质:是经土壤微生物作用后,由多酚和多醌类物质聚合而成的含芳香环结构的、新形成的黄色至棕黑色的非晶形高分子有机化合物。22.腐殖化过程:各种有机化合物通过微生物的合成或在原植物组织中的聚合转变为组成和结构比原来有机化合物更为复杂的新的有机化合物,这一过程称为腐殖化过程。23.腐殖化系数:它是单位重量的有机物质碳在土壤中分解一年后的残留碳量。24.土壤密度:单位容积固体土粒(不包括粒间孔隙的容积)的质量(实用上多以重量代替,克/厘米3)称为土壤密度。常用密度值:2.65g/cm325.土壤容重:田间自然垒结状态下单位容积土体(包括土粒和孔隙)的质量或重量(g/cm3或吨/米3),称为土壤容重。土壤容重值多介于1.0~1.5g/cm326.土壤孔隙度:全部孔隙容积与土体容积的百分率。27.土壤质地(Soiltexture)是根据机械组成划分的土壤类型。是土壤的基本物理性质。土壤中各粒级土粒含量(质量)百分率的组合,及其所表现的粘砂性质。28.土壤粒级:按土粒的大小,分为若干组,称为土壤粒级(粒组)。石砾、砂砾、粘粒、粉粒。29.土壤机械组成:根据土壤机械分析,分别计算其各粒级的相对含量,即为机械组成(或称颗粒组成),并可由此确定土壤质地。土壤中不同粒径矿质颗粒的组合比例,一般以各粒级所占百分比表示。30.土壤结构体土粒(单粒和复粒)互相排列和团聚成为一定形状和大小的土块或土团。他们具有不同程度的稳定性,以抵抗机械破坏(力稳性)或泡水时不致分散(水稳性)。31.土壤结构:是土粒(单粒和复粒)的排列、组合形式这个定义,包含着两重含义:结构体和结构性。32.土壤孔隙性质(简称孔性):是指土壤孔隙总量及大、小孔隙分布,它对土壤肥力有多方面的影响。33.土壤孔隙:是土壤中固相部分所占容积以外的空间。34.当量孔径:与一定水吸力相对应的孔隙及其直径当量孔隙及其直径——当量孔径35.茹林公式当量孔隙是与一定水分吸力(或张力)相对应的孔隙h=sacosq/rgrh为水在毛管中的上升高度(厘米);s为水的表面张力;r为毛管半径(毫米);r为水的密度;g为重力加速度;q为水与土壤孔隙壁间的接触角36.毛管悬着水:在地下水较深的情况下,降水或灌溉水等地面水进入土壤,借助于毛管力保持在上层土壤的毛管孔隙中的水分,它与来自地下水上升的毛管水并不相连,好像悬挂在上层土壤中一样,故称之为毛管悬着水。37.田间持水量:土壤毛管悬着水达到最多时的含水量称为田间持水量。38.饱和含水量:当土壤中的所有孔隙都充满水时地土壤含水量。39.毛管持水量:当毛管上升水达最大量时地土壤含水量。40.最大分子持水量:当膜状水达最大量时地土壤含水量。41.吸湿系数:当干土从饱和水蒸气中吸收的水达最大量时地土壤含水量。42.萎蔫系数:当植物因根无法吸水而发生永久萎蔫时的土壤含水量。43土水势:为了可逆地等温地在标准大气压下从在指定高度的纯水水体中移动无穷小量的水到土壤水分中去,每单位数量的纯水所需作功的数量。44.基质势(ym):在不饱和的情况下,土壤水受土壤吸附力和毛管力制约的,其水势自然低于纯自由水参比标准的水势。假定纯水的势能为零,则土水势是负值。这种由吸附力和毛管力所制约的土水势称为基质势(ym)。45.土壤水吸力:是指土壤水在承受一定吸力的情况下所处的能态,简称吸力。46.土壤水分特征曲线:土壤水的基质势或土壤水吸力是随土壤含水率而变化的,其关系曲线称为土壤水分特征曲线。47.滞后现象:土壤脱干(由湿变干)过程和土壤吸湿(由干变湿)过程,测得的水分特征曲线是不同的。同一土壤的水分特征曲线的脱水曲线和吸水曲线不重合的现象,称为滞后现象。48.达西定律:单位时间内通过单位面积土壤的水量,土壤水通量与土水势梯度成正比,Q=-KsDH/L49.入渗:是指水自土表垂直向下进入土壤的过程,但也不排斥如沟灌中水分沿侧向甚至向上进入土壤的过程。50.土壤水的再分布:在地面水层消失后,人渗过程终止。土内的水分在重力、吸力梯度和温度梯度的作用下继续运动。这个过程,在土壤剖面深厚,没有地下水出现的情况下,称为土壤水的再分布。51.土壤空气的对流:是指土壤与大气间由总压力梯度推动的气体的整体流动,也称为质流。土壤空气对流方程式:qv=-(k/h)Ñp式中,qv是空气的容积对流量(单位时间通过单位横截面积的空气容积);k是通气孔隙透气率;h表示土壤空气的粘度;p表示土壤空气压力的三维梯度52.土壤呼吸:土壤中O2和CO2与大气中的分压梯度引起O2从大气进入土壤,而同时排出CO2到大气中的气体扩散作用,称为土壤呼吸。53.Fick定律:气体的扩散速率(dQ/dt)和该气体的浓度梯度(dc/dx)以下式表示:dq=-Ddc/dx,qd表示扩散通量(单位时间通过单位面积扩散的质量)c表示某种气体(CO2或O2)的浓度(单位容积扩散物质的质量)x表示扩散的距离D表示在该介质中扩散系数(其量纲为面积/时间)dc/dx气体分压梯度。54.土壤呼吸商:一定时间内一定面积上,CO2产生的容积对氧消耗的容积比率。55.热通量:单位面积上每单位时间内垂直通过的热量叫热通量,以R表示之,单位为J/(cm2·min),它是热交换量的总指标。56.土壤热容量:单位质量(重量)或容积的土壤每升高(或降低)1℃所需要(或放出的)57.土壤导热率:在单位厚度(1cm)土层,温差别为1°C,每秒钟经单位断面(lcm2)通过的热量焦耳数(J)。其单位是J/(cm2.S.58.土壤的热扩散率:土壤的热扩散率是指在标准状况下,在土层垂直方向上每厘米距离内,1℃的温度梯度下,每秒流入1cm2土壤断面面积的热量,使单位体积(1cm3)土壤所发生的温度变化。其大小等于土壤导热率/容积热容量之比值。
D=l/Cv,式中,l为土壤导热率,Cv为土壤容积热容量。59.地质大循环:是指地面岩石的风化、风化产物的淋溶与搬运、堆积,进而产生成岩作用,这是地球表面恒定的周而复始的大循环。60.生物小循环:是植物营养元素在生物体与土壤之间的循环;植物从土壤中吸收分,形成植物体,后者供动物生长,而动植物残体回到土壤中,在微生物的作用下转化为植物需要的养分,促进土壤肥力的形成和发展.61.碱化过程:是交换性钠或交换性镁不断进入土壤吸收复合体的过程,该过程又称为钠质化过程。62.脱富铝化过程allitization:它是热带、亚热带地区土壤物质由于矿物的风化,形成弱碱性条件,随着可溶性盐、碱金属和碱土金属盐基及硅酸的大量流失,而造成铁铝在土体内相对富集的过程。因此它包括两方面的作用,即脱硅作用和铁铝相对富集作用.63.潜育化过程:是土壤长期渍水,受到有机质嫌气分解,而铁锰强烈还原,形成灰蓝一灰绿色土体的过程。64.潴育化过程,假潜育化(Pseudogleyzation:实质上是一个氧化还原交替过程,指土壤渍水带经常处于上下移动,土体中干湿交替比较明显,促使土壤中氧化还原反复交替,结果在土体内出现锈纹、锈斑、铁锰结核和红色胶膜等物质.65.土壤发育:地壳表面的岩石风化体及其再积体,接受其所处的环境因素的作用,而形成具有一定剖面形态和肥力特性的土壤,称为土壤发育66.土壤发生层soilgenetichorizon:是指土壤形成过程中所形成的具有特定性质和组成的、大致与地面相平行的,并具有成土过程特性的层次.67.土体构型soilprofilepattern:是各土壤发生层在垂直方向、有规律的组合和有序的排列状况。68.土壤剖面soilprofile:是一个具体土壤的垂直断面。其深度一般达到基岩或达到地表沉积体的相当深度为止。一个完整的土壤剖面应包括土壤形成过程中所产生的发生学层次(发生层)和母质层。69.Sa值即硅铝率或Ki值:指土壤或粘粒中Si02及A1203的全量分别被除于它们各自的分子量,以求得两者的分子比:Sa=Si02/A120370.Saf值即硅铝铁率:其含义与Sa值相似,只是把铁与铝同时进行考虑,即是土壤或粘粒中Si02的分子数与A1203和Fe203分子数之和的比值,可表示为Saf=Si02/(A1203+Fe2O3)。71.ba值即土壤风化淋溶系数:是指土壤中的盐基与氧化铝的分子比值。b代表盐基,即Na2O、K2O及Ca0、MgO分子数之和;a代表A1203的分子数。(1)ba=(Na20+K2O+Ca0)/A1203;或(2)ba=(Na20+K20+CaO+MgO)/A1203.72.b值即土壤风化淋溶指数:它是淋溶层钾钠氧化物与氧化铝的分子比与母质层钾钠氧化物与氧化铝的分子之比的比值:
b值=淋溶层(Na20+K2O)/A1203/母质层(Na20+K2O)/A120373.铁的游离度:铁的游离度是指土壤游离氧化铁(未被铝硅酸盐禁固的铁)占土壤全铁量的百分数。游离氧化铁通常用连二亚硫酸盐一柠檬酸盐一碳酸氢钠混合提取液(DCB浸提液)提取。74.比表面:用一定实验技术测得的单位质量土壤(或土壤胶体)的表面积,单位为m2/kg或m2/g75.离子吸附:土壤胶体表面或表面附近的某种离子的浓度高于或低于扩散层之外的自由溶液中该离子的浓度,则认为土壤胶体对该离子发生了吸附作用。76.土壤阳离子交换量(CEC):是指土壤所能吸附和交换的阳离子的容量,用每千克土壤的一价离子的厘摩数表示即cmol(+)/kg。77.盐基饱和度:交换性盐基离子占阳离子交换量的百分数。78.互补效应:胶体表面并存的交换性阳离子之间的互相影响。79.阴离子专性吸附:是指阴离子进入粘土矿物或氧化物表面的金属原子的配位壳中,与配位壳中的羟基或水合基重新配位,并直接通过共价键或配位键结合在固体的表面。这种吸附发生在胶体双电层的内层,也称为配位体交换吸附。80.活性酸:土壤溶液中的H+反映出来的酸度。81.潜性酸:吸附在土壤胶体表面的交换性H+和Al3+离子。82.交换性酸:用中性盐1mol/LKCL或0.06mol/LBaCl(pH=7)溶液浸提所得的土壤溶液,用标准碱液滴定的交换性氢和交换性铝的总量。83.水解性酸:用弱酸强碱盐(pH8.2的1molNaOAc溶液)浸提所得的土壤溶液,用标准碱液滴定的交换性氢和交换性铝的总量。84.总碱度:土壤溶液中碳酸根和重碳酸根的总量:总碱度=CO32-+HCO3-[cmol/L]85.碱化度(ESP):土壤胶体吸附的交换性钠占阳离子交换量的百分率碱化度(%)=交换性钠/阳离子交换量´10086.氧化还原电位(Eh):由于溶液中氧化态物质和还原态物质的浓度关系变化而产生的电位(V或mV)87.单个土体(Pedon)土壤这个空间连续体在地球表层分布的最小体积,即是一种能代表个体土壤最小体积的土壤。88.聚合土体(Polypedon)与土壤个体同义,它有许多单个土体组成。89.土壤个体(Soilindividual)是在一定面积内,由一群具有统计相似性的单个土体构成的,是土壤分类的基层单位。90.土纲:主要根据成土过程产生的或影响主要成土过程的性质划分,为最高土壤分类级别。土纲是土壤重大属性差异的归纳和概括,反映了土壤不同发育阶段中,土壤物质移动累积所引起的重大属性差异。土属:是根据成土母质的成因、岩性及区域水分条件等地方性因素的差异进行划分的。土种:是基层分类的基本单元,它处于一定的景观部位,是具有相似土体构型的一群土壤。同一土种要求:(1)景观特征、地形部位、水热条件相同;(2)母质类型相同;(3)土体构型相同;(4)生产性和生产潜力相似。亚种:是土种的辅助分类单元,是根据土种范围内由于耕层或表层性状的差异进行划分。91.亚纲:主要根据影响现代成土过程的控制因素所反映的性质(如水分状况、温度状况和岩性特性)划分。92.土类:根据反映主要成土过程强度或次生成土过程或次要控制因素的表现性质划分。93.土壤粘着性:是土粒粘附在外物(农具)上的性质。94.粘结性:土壤中土粒通过各种引力而粘结起来,就是粘结性95.塑性:土壤在外力的作用下变形,当外力撤消后仍能保持这种变形的特性。96.土壤结持性常数:描述土壤结持性状态的各项常数,称为土壤结持性常数,包括上塑限、下塑限、塑性值、粘着点和脱粘点等成为阿德堡极限(TheAtterbergLimits)97.胀缩性:粘性土由于含水量的增加而发生体积增大的性能称膨胀性(soilswelling);由于土中水分蒸发而引起体积减少的性能称收缩(soilshrinkage);两者统称胀缩性。98.土壤抗剪强度(soilshearstrength):是土壤对土粒移动所产生的最大内阻力,即土壤彼此滑动和滑越时的阻力99.土壤的压缩性(soilcompression):是指在压力作用下土壤体积减少的过程100.土壤压实作用:是指负荷或施压所造成的土壤容重增加和孔隙度降低的过程。101.免耕法(soilzerotillage):是免除土壤耕作,直接播种农作物的一类耕作方法。102.土壤耕性:是指由耕作所表现出来的土壤物理性质。103.宜耕期Workability;是指土壤含水量适宜进行耕作的时段范围,在宜耕期内,耕作消耗的能量最少,团粒化效果最好。104.土壤压板compaction:犁耕过程在疏松土壤的同时,由于机械的行走对土壤有压实作用。过度的压实会影响耕作质量,对作物生长不利,这种过度的压实又称为土壤压板问题。105.土壤自净:是指进入土壤的污染物,在土壤矿物质、有机质和土壤微生物的作用下,经过一系列的物理、化学及生物化学反应过程,降低其浓度或改变其形态,从而消除污染物毒性的现象106.土壤环境容量:土壤环境单元一定时限内遵循环境质量标准,既保证农产品产量和生物学质量,同时也不使环境污染时,土壤所能允许承纳的污染物的最大数量或负荷量”。107.土壤污染:即当加入土壤的污染物超过土壤的自净能力,或污染物在土壤中积累量超过土壤基准量,而给生态系统造成了危害。108.闭蓄态磷:109:灰化过程podzolization):在寒温带、寒带针叶林植被和湿润的条件下,土壤中铁铝与有机酸性物质螯合淋溶淀积的过程。灰化过程与还原离铁离锰作用和铁锰腐殖质多现象的伴生者成为漂灰化过程。110.原始成土过程:从岩石路出地表着生微生物和低等植物开始到高等植物定居之前形成的土壤过程。包括:岩漆阶段,地衣阶段,苔藓阶段。111、钙积过程calcification:干旱、半干旱地区土壤钙的碳酸盐发生移动的过程。由于季节性的淋溶条件,钙以碳酸盐(或硫酸盐)的形式在土体内移动和淀积的过程。(干旱和半干旱地区)112.碱化过程alkalization:交换性钠或交换性镁不断进入土壤吸收复合体的过程。113、脱碱过程:通过淋洗或化学改良,使土壤中碱化层中钠离子及其易溶性盐类减少,钠饱和度降低。114.土壤圈;是地球表层系统中处于四大圈交界面上的最富有生命力的土壤连续体或覆盖层。115.盐化过程saltification:地表水、地下水以及母质中含有的盐分,在强烈的蒸发作用下,通过土壤水的垂直和水平移动,逐渐向地表积聚,或者已脱离地下水或地表水的影响而表现为残余积盐特点的过程。116.脱钙过程:在降水量大于蒸发量的生物的气候条件下,土壤中的碳酸钙将转化为重碳酸钙从土壤中淋失。117.白浆化过程lessivation:季节性还原淋溶条件下,粘粒和铁锰的淋淀过程。118.熟化过程:在耕作条件下,通过耕作,培肥,改良,促进水肥气热诸因素不断谐调使作物有利于作物高产方面转化的过程。119.退化过程:因自然环境不利因素和认为利用不当而引起土壤肥力下降,植物生长条件恶化和土壤生产力减退的过程。120.鳝血斑:土壤中的有机质和土壤中的低铁离子形成的络合物在水稻土落干后使土层具有鲜红颜色的斑块的现象。121.土壤粘闭:虽然湿耕湿靶会减少犁耕阻力,但也会破坏土壤的团聚化程度,严重时土壤转变化为单质状的均质土体,这种状态。122.土地退化:人类对土壤的不合理利用导致土地质量下降乃至荒芜的过程。123.土壤退化:在自然环境的基础上,因人类开发利用的不当而加速的土壤质量和生产力下降的过程和现象。124.土壤侵蚀模数:即每年每平方公里土壤流失量。125.通用土壤流失方程:A=R·K·L·S·C·PA为土壤流失量,R为降雨侵蚀能量指标,K为土壤可蚀性因子,L为坡长因子,S为坡度因子,C为指标因子,P为土壤保持因子这些因子需要根据具体情况进行测定或估算。126.土壤质量:是土壤在生态系统界面内维持生产,保障环境质量,促进动物与人类健康行为的能力(在自然或管理的生态系统边界内,土壤具有动植物生产持续性,保持和提高水、气质量以及支撑人类健康与生活的能力)127.土壤健康:是指在生态系统和土地利用的边界范围内,支撑其生物生产力、维持环境质量以及促进植物、动物和人类健康的能力。128.土壤养分循环:来自土壤的养分元素通常可以反复的再循环和利用,典型的再循环过程。包括①生物从土壤中吸收养分;②生物的残体归还土壤;③在土壤微生物的作用下,分解生物残体,释放养分;④养分再次被生物吸收。129.闭蓄态磷:酸性土壤中,由于土壤中铁铝含量较高,磷酸矿物易被水花氧化铁包裹,形成难容的含磷化何物。130.干旱土(Aridisols):每年半数日子土体干燥,无软土层,有钙积层景观:指一定区域地球表面上能够清楚观察和区分的自然界特征(如地貌、植被、水域等)的全貌及类型。131.诊断层(Diagnostichorizon):凡用于鉴别土壤类别的,在性质上有一系列定量规定的土层。132.土壤的绝对年龄:是指该土壤在当地新鲜风化层或新母质上开始发育时算起迄今所经历的时间,通常用年表示;133.土壤的相对年龄:土壤个体的发育程度。用土壤的发生层的分化来判断成土年龄的大小。土壤年龄:土壤发生发育的时间长短。134.溶迁作用:土壤体内的物质溶解于溶液后随土壤渗漏水或毛管水的迁移。135.还原迁移:土壤中原高价态的离子在还原条件下的迁移。主要是铁和锰元素135.螯迁作用:土体内的金属离子以螯合物或络合物的形态进行的迁移。主要是Fe3+、Al3+和重金属离子。136.悬迁:土体内的硅酸盐粘粒以悬液形式的迁移。137.生物迁移:生物引起土体内的物质的迁移。138.原始成土过程:从岩石露出地表着生微生物和低等植物开始到高等植物定居之前形成的土壤过程,称为原始成土过程。139.有机质积累过程:土体中腐殖质形成和不断积累的过程。140.粘化过程clayization:土壤剖面中粘粒形成和淀积的过程。141.潜育化过程gleization:土体在长期渍水条件下铁锰呈还原态存在,形成灰色、深灰色或蓝灰色土层的过程。142.潴育化过程:土体中由于氧化还原交替进行,土体结构表面出现锈纹、锈斑或铁锰结核的过程。143.地带性分布:由于成土因素,尤其是生物、气候和地质因素都具有特定的地理规律性,使土壤类型在空间的组合也呈现有规律的变化。144.土壤经度地带性:土壤水平带因其所在大陆的外形、山脉走向、风向、海拔等地理因素的不同和干扰,使之偏斜于纬度圈而与经度基本上相平行,称为经度地带性。145.土壤缓冲性:土壤是一个巨大的缓冲体系,对营养元素、污染物质、氧化还原等同样具有缓冲性,具有抗衡外界环境变化的能力。146.缓冲曲线:在土壤悬液中连续加入标准酸或碱液,测定pH的变化,以纵座标表示pH,横座标表示加的酸或碱量,绘制滴定曲线,又称缓冲曲线。147、阴离子的负吸附,是指距带负电荷的胶体表面越近,阴离子数量越少的现象。148、冻后聚墒;冬季表土冻结,水汽压降低,而冻层以下土层的水汽压较高,于是下层水汽不断向冻层集聚、冻结、使冻层不断加厚,其含水量有所增加,这就是“冻后聚墒”现象。149.土壤-植物-大气连续体SPAC:由水势引起水由土壤进入植物体,再向大气扩散的体系。150.激发效应(PrimingEffect);土壤有机质的矿化率因加入有机残体而发生变化的现象。151,土宜:适宜作物种植的土壤条件。1.土壤物理性质包括哪些内容?粘土物理性质的特点?物理性质包括:土壤容重、比重、土壤机械组成、土壤空气
、结构性、水分特性、通气性、热学性质、力学性质、耕性化学性质包括:吸附性能、表面活性、酸碱性、氧化还原电位、缓冲作用生物及生物化学性质、土壤微生物、生物多样特性、酶活性粘土:1:粒间孔隙小,多为极细毛管孔隙和无效孔隙,通气透水性差,内部排水慢,易受渍害和积累还原性有毒物质,有机质分解慢,不易释放有效养分,2:粘土一般含养分叫丰富,贴别是钾,钙,镁等含量较多,保肥力强,3:含水量多,热容量较大,升温慢降温也慢。4:粘土干时紧实坚硬,温时泥烂,耕时费力宜耕期短。砂土:1:粒间孔隙大,毛管作用弱,通气透水作用强,内部排水通畅,不易积累还原性有毒物质,有机质分解快,易释放有效养分,2:矿物成分主要是石英,含养分少,要多施有机肥料,保肥性差,施肥后因灌水降雨而易淋失,3:含水量低,热容量较小,易增温也易降温,4:松散易耕,缺少有机质的砂土泡水易沉淀,板结,闭气。二.比较蒙脱石和高岭石的异同,以及他们在中国土壤中的分布规律?高岭石的特征:1.1:1型的晶层结构:由一层硅片和一层铝片重叠而成,称为1:1型矿物2.相邻晶层的层面一个是硅片的氧面,一个是铝片的氢氧面,晶层间形成了氢健,产生了强的连接力,不易膨胀。层间间距0.72nm。3.电荷数量少:晶层内部的硅片和铝片极少产生同晶替代现象,CEC3~15cmol(+)/kg4.胶体特性弱:片状,颗粒大小在0.2~2mm,总表面积10x103~20x103m25.分布:热带亚热带地区蒙脱石的特征:1.2:1型的晶层结构:晶层由二层硅片和一层铝片组成,又称为2:1型膨胀性矿物2.膨胀性大:晶层的二个基面由Si-O面构成,晶层间通过分子引力连接,晶层间的结合力弱,水分子可进入,膨胀性大,蒙脱石晶层间距在0.96~2.14nm之间。蛭石在0.96~1.45nm3.电荷数量大:同晶替代现象普遍,蒙脱石主要发生在铝片:使矿物产生大量负电荷,蒙脱石CEC80~120cmol(+)/kg。4.胶体特性突出:颗粒细,蒙脱石0.01~1mm,表面积600x103~800x103m2/kg5.分布:蒙脱石主要分布在我国东北、华北和西北地区的土壤中。伊利石1.2:1型晶层结构:晶层结构与蒙脱石相似。2.无膨胀性:在伊利石晶层间吸附有钾离子,钾离子在晶穴内产生键连接,连接力强,不易膨胀,晶层间距1.0nm.3.电荷数量大:同晶替代普遍,以Al3+替代Si4+为主,产生负电荷;但部分被钾离子中和,CEC介于蒙脱石和高岭石之间,20~40cmol(+)/kg.4.胶体特性:介于蒙脱石和高岭石之间,表面积在70x103~120x103m2/kg5.分布:北方地区土壤,吸附的阳离子以钾离子为主,所以伊利石丰富的土壤含钾丰富。三.土壤入渗过程中的入渗推动力和入渗速率的变化?入渗是指水自土表垂直向下进入土壤的过程,但也不排斥如沟灌中水分沿侧向甚至向上进入土壤的过程。1.水进人土壤的情况是由两方面因素决定的,一是供水速率,一是土壤的人渗能力在供水速率小于人渗能力时(如低强度的喷灌、滴灌或降雨时),土壤对水的人渗主要是由供水速率决定的。当供水速率超过人渗能力时,则水的人渗主要取决于土壤的入渗能力了。土壤的人渗能力是由土壤的干湿程度和孔隙状况决定的入渗推动力:2.刚开时土壤一般不饱和,最初入渗速率一般较高,土壤非饱和流的推动力主要是基质势梯度和重力势梯度。当达到最后入渗速率时,土壤表层有一不太厚饱和曾,此层受饱和流的推动力主要是重力势梯度和压力势梯度。四、土壤中水分的饱和流和非饱和流的推动力和水流方程?土壤中存在3种类型的水分运动1.饱和流即土壤孔隙全部充满水时的水流,这主要是重力水的运动2.非饱和流即土壤中只有部分孔隙中有水时的水流,这主要是毛管水和膜状水的运动3、水汽移动推动力1.饱和土壤中的水流饱和流的推动力主要是重力势梯度和压力势梯度,服从饱和状态下多孔介质的达西定律,即单位时间内通过单位面积土壤的水量,土壤水通量与土水势梯度成正比。公式:Q=-KsDH/L,q是水流通量,DH是总水势差,Ks为饱和导水率,L是水流路径的直线长度。2.土壤非饱和流的推动力主要是基质势梯度和重力势梯度。它也可用达西定律来描述,对一维垂向非饱和流.其表达式:Q=-K(Ym)dY/dx,K(Ym)为非饱和导水率,dY/dx为总水势梯度。五、基质势的概念,田间测定方法及其优缺点,和在土壤入渗过程中的变化?基质势(ym):在不饱和的情况下,土壤水受土壤吸附力和毛管力的制约,其水势自然低于纯自由水参比标准的水势。这种由吸附力和毛管力所制约的土水势称为基质势(ym)。测定基质势常用张力计法。2.张力计法、压力膜法、冰点下降法、水气压法张力计(tensiometer)的构造由多孔陶瓷杯、塑料管或抗腐蚀的金属管、集气管和水银压力计或真空压力表组成,只能测定土壤水吸力80~85kPa以下,田间测定常用张力计法。压力膜法(pressuremembraneapparatus)是实验室测定土水势的主要方法水气压法,测量下限可达-1500kPa吸力以上,包括了全部有效水范围3.当入渗初期,土壤在不饱和流的作用下,基质势随着含水量的增加而升高,当达到最后入渗速率的时候,表层水饱和层,基质势达到最大,为零。六.土水势的热力学含义,他有哪几项分势组成?在不同条件下,个分势的作用如何?土水势的定义为:为了可逆地等温地在标准大气压下从在指定高度的纯水水体中移动无穷小量的水到土壤水分中去,每单位数量的纯水所需作功的数量。由于引起土水势变化的原因或动力不同,所以土水势包括若干分势,如基质势、压力势、溶质势、重力势等。1、基质势(ym)在不饱和的情况下,土壤水受土壤吸附力和毛管力的制约,其水势自然低于纯自由水参比标准的水势。假定纯水的势能为零,则土水势是负值。2压力势(yp)饱和水的土体内部的土壤水除承受大气压外,还要承受其上部水柱的静水压力,其压力势大于参比标准为正值。3溶质势(ys)溶质势(ys)是指由土壤水中溶解的溶质而引起土水势的变化,也称渗透势,一般为负值。4重力势(yg)是指由重力作用而引起的土水势变化。所有土壤水都受重力作用,与参比标准的高度相比,高于参比标准的土壤水,其所受重力作用大于参比标准,故重力势为正值。饱和水土壤,压力势和重力势分势大,土壤水完全饱和,基质势达最大值,与参比标准相等,即等于零。不饱和的土壤,基质势和重力势,土壤含水量愈低,基质势也就愈低。反之,土壤含水量愈高,则基质势愈高。在不饱和土壤中的土壤水的压力势一般与参比标准相同,等于零。3.盐渍化土壤,由于盐分含量过高,渗透压最大,基质势最低(负值)。七.什么是水分特征曲线?他有什么实用价值?土壤水的基质势或土壤水吸力是随土壤含水率而变化的,其关系曲线称为土壤水分特征曲线或土壤持水曲线。1.土壤的粘粒含量愈高,同一吸力条件下土壤的含水率愈大,或同一含水率下其吸力值愈高。温度升高时,水的粘滞性和表面张力下降,基质势相应增大;或说土壤水吸力减少。2.变化:当对土壤施加微小的吸力,土壤尚无水排出,当吸力增加到某一临界值sa时,由于最大孔隙不能抗拒所施加的吸力,而排水,空气进入土壤,当进一步排水只有十分狭小的孔隙能保水。3.意义:1)可利用它进行土壤水吸力s和含水率之间的换算 2)可以间接反映出土壤中孔隙大小的分布。 3)可以分析不同质地土壤的持水性和土壤水分的有效性 4)应用数学物理方法对土壤中的水分运动进行分析定量时,水分特征曲线是必不可少的参数。六、土壤水的形态分类1、吸附水,受土壤吸附力作用保持,可分为吸湿水和膜状水2.毛管水,受毛管力的作用而保持3.重力水,受重力支配,容易进一步向土壤剖面深层运动七、土壤水分含量的测定方法?1、烘干法这是目前国际上仍在沿用的标准方法。其测定的简要过程是,先在田间地块选择代表性取样点,按所需深度分层取土样,将土样放人铝盒并立即盖好盖(以防水分蒸发影响测定结果),称重(即湿土加空铝盒重,记为W1),然后打开盖,置于烘箱,在105—110℃条件下,烘至恒重(约需6—8h),再称重(即干土加盒重,记为W2)。则该土壤质量含水量可以按下式求出,设空铝盒重为W3qm=(W1-W2)/(W2-W3)2、中子法此法是把一个快速中子源和慢中子探测器置于套管中,埋人土内。其中的中子源(如镭、镅、铍)以很高速度放射出中子,当这些快中子与水中的氢原子碰撞时,就会改变运动的方向,并失去一部分能量而变成慢中子。土壤水愈多,氢愈多,产生的慢中子也就愈多。慢中子被探测器和一个定器量出,经过校正可求出土壤水的含量。此法虽较精确,但目前的设备只能测出较深土层中的水,而不能用于土表的薄层土。3、TDR法TDR法是20世纪80年代初发展起来的一种测定方法,TDR英文全称是Time-Domain-Reflectometry,简写为TDR,中文译为时域反射仪八、土壤水分含量的表示方法土壤水分含量是表征土壤水分状况的一个指标,又称为土壤含水量、土壤含水率、土壤湿度等。土壤含水量有多种表达方式,数学表达式也不同,常用的有以下几种1、质量含水量土壤中水分的质量与干土质量的比值,因在同一地区重力加速度相同,所以又称为重量含水量,无量纲,常用符号qm表示土壤质量含水量=(土壤中水分的质量/干土质量)´1002、容积含水量单位土壤总容积中水分所占的容积分数,又称容积湿度、土壤水的容积分数,无量纲,常用符号qv表示土壤容积含水量(%)=土壤水容积/土壤总容积´100,qv=qm·r,r为土壤容重3、相对含水量指土壤含水量占田间持水量的百分数。它可以说明土壤毛管悬着水的饱和程度,有效性和水、气的比例等,是农业生产上常用的土壤含水量的表示方法相对含水量=土壤含水量/田间持水量4、土壤水贮量一定面积和厚度土壤中含水的绝对数量,在土壤物理、农田水利学、水文学等学科中经常用到这一术语和指标,它主要有两种表达方式水深(Dw)指在一定厚度(h)一定面积土壤中所含水量相当于相同面积水层的厚度,量纲为[L],Dw与qv的关系式:Dw=qv·h九、用土水势研究土壤水的许多优点1、作为判断各种土壤水分能态的统一标准和尺度2.土水势的数值可以在土壤一植物一大气之间统一使用,把土水势、根水势、叶水势等统一比较,判断它们之间水流的方向、速度和土壤水有效性。3.土水势的研究还能提供一些精确的土壤水分状况测定手段。十、土面蒸发的形成及蒸发强度的大小主要取决于那些因素。1.是受辐射、气温、湿度和风速等气象因素的影响。它决定水分蒸发过程中能量的供给和蒸发表面水汽向大气的扩散过程,综合起来称为大气蒸发能力。2.是受土壤含水率的大小和分布的影响。这是土壤水分向上输送的条件,也即土壤的供水能力。表土蒸发强度保持稳定阶段,表土蒸发强度随含水率变化的阶段,水汽扩散阶段十一、土壤溶质运移1、溶质的对流运移对流是指土壤溶质随土壤水分运动而运移的过程Jc=qcJc-溶质的对流通量C-溶质溶度Q-土壤水通量
2、溶质的分子扩散由于分子的不规则热运动即布朗运动引起的,其趋势是溶质由浓度高处向浓度低处运移,以求最后达到浓度的均匀。溶质的分子扩散通量符合Fick第一定律:3、溶质的机械弥散公式:4、溶质的水动力弥散分子扩散和机械弥散的机理是不同的,而且同时存在,难于区分。因此,将分子扩散与机械弥散综合,称为水动力弥散.十二、土壤圈(pedosphere)土壤圈是地球表层系统中处于四大圈交界面上的最富有生命力的土壤连续体或覆盖层。土壤圈覆盖地球陆地的表面,处于大气圈,生物圈,岩石圈,水圈的交接面上,成为他们连接的枢纽,构成了结和有机界和无机界即生命和非生命联系的中心环境。1、土壤圈与地球环境变化2、土-气间的物质交换(CO2、CH4、NO2等)3、土-水间的物质交换(水分和化学元素)4、土壤圈与生命系统、自然环境在地球的表层系统中,土壤圈对个圈层的物质能量流动及信息传递起着维持和调节作用,在土壤中各种土壤类型特征和性质都是过去和现在大气圈,生物圈,岩石圈,水圈的记录和反应,他的任何变化都会影响个圈层的演变和发展,乃至对全球变化产生冲击作用。土壤圈是地球表层最活跃和最富有生命力的全层。十三、近代土壤科学的发展及主要观点农业化学土壤学派德国化学家李比希为代表。矿质养分学说,最小养分学说,归还学说。提出土壤是植物养料的储藏库,植物考吸收土壤和肥料中的矿质养分而滋养,植物长期吸收消耗土壤中的矿质养分,会使土壤库中的矿质养料储存量越来越小,为了弥补,可以通过施加化学肥料或轮载等方式如数归还,以保持土壤肥力永续不帅,提出了土壤营养库概念。过分的应用化学理论看待复杂的土壤肥力问题,简单机械的吧土壤作为植物的养料库,非人豆科植物可以是土壤中氮素增加。农业地质土壤学派德国地质学家法鲁、李希霍芬、拉曼。把土壤形成过程看做岩石的分化过程,认为土壤是岩石进过风化形成的地表疏松层,即岩石风化的产物。土壤类型决定于岩石的风化类型,土壤是变化破碎中的岩石。志强调岩石与土壤母质之间的相互联系的一方面,却混淆了土壤与母质岩石的本质区别方面,把风化过策划那个当成成土过程,把分化产物看做土壤。土壤发生学派1)俄罗斯学者道库恰耶夫,土壤形成过程是岩石风化过程和成土过程共同作用的结果,提出了五大成土因素学说,影响土壤发生和发育的因素可概括为母质气候地形生物,陆地年龄。地球上的土壤具有地带性的规律,创立了土壤地带性学说,同时还对土壤分类提出了创造性的见解,你值了土壤调查和编制土壤图的方法。2)土壤生物发生学派威廉斯土壤是以生物为主导的成土因素长期和综合作用的结果,物质的抵制大循环和生物小循环的统一是土壤形成的实质,土壤本质特点是具有肥力,并提出了团里结构是土壤肥力的基础,制定了草田轮作制。十四、有机质是土壤的重要意义?影响土壤有机质分解和转化的因素在土壤肥力、环境保护、农业可持续发展等方面有着很重要的作用和意义1.一方面它含有植物生长所需要的各种营养元素,是土壤中植物多需的氮磷钾和微量元素的等各种养分的主要来源,是土壤微生物生命活动的能源,改善土壤肥力特性,对土壤物理、化学和生物学性质都有着深刻的影响2.土壤有机质对重金属、农药等各种有机、无机污染物的行为都有显著的影响,而且土壤有机质对全球碳平衡起着重要作用,被认为是影响全球“温室效应”的主要因素。影响因素:1.温度影响到植物的生长和有机质的微生物降解。温度每升高10°C,土壤有机质的最大分解速率提高2-3倍。一般土壤微生物活动的最适宜温度范围约为25-352.土壤水分对有机质分解和转化的影响是复杂的。土壤中微生物的活动需要适宜的土壤含水量,但过多的水分导致进入土壤的氧气减少,从而改变土壤有机物质的分解过程和产物。3.通气状况土壤有机质的分解和转化也受土壤干湿交替作用的影响。干湿交替作用使土壤呼吸强度在很短时间内大幅度地提高,并使其在几天内保持稳定的土壤呼吸强度,从而增加土壤有机质的矿化作用。另一方面干湿交替作用会引起土壤胶体,尤其是蒙脱石、蛭石等粘土矿物的收缩和膨胀作用,使土壤团聚体崩溃,其结果一是使原先不能被分解的有机物质因团聚体的分散而能被微生物分解;是干燥引起部分土壤微生物死亡。4、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,有机物质的细碎程度影响其与外界因素的接触面,而影响其矿化速率。有机物质组成的碳氮比(C/N)对其分解速度影响很大。5、土壤特性土壤质地在局部范围内影响土壤有机质的含量。土壤pH也通过影响微生物的活性而影响有机质的降解。十六、土壤中腐殖质的分组及化学,物理,分子结构性质?土壤腐殖物质用碱液提取不溶性的为胡敏素,酸化到ph1沉淀物为胡敏酸,溶液为富啡酸。物理性质:分子量同一土壤中,富啡酸的平均分子量最小,胡敏素的平均分子量最大,胡敏酸则处于富啡酸和胡敏素之间。大小和形态土壤胡敏酸的直径范围在1-0.001m颜色腐殖物质的整体呈黑色,而其不同组分腐殖酸的颜色则略有深浅之别。富啡酸颜色较淡,呈黄色至棕红色,而胡敏酸的颜色较深,为棕黑色至黑色化学性质:1.功能基富啡酸的羧基和酚羟基含量以及羧基的解离度均较胡敏酸高,醌基较胡敏酸低;胡敏素的醇羟基比富啡酸和胡敏酸高,但富啡酸中羰基含量最高。2.元素组成含氮含碳量以fa,ha,hm增加。Fa的氧硫含量大于ha,但碳氢比和碳氧比比ha小。3.阳离子交换量fa中羧基和酚羟基总和大于ha总酸度较高,阳离子交换量和络合量大,hm酸度最低分子结构:fa中的芳香核的缩合程度较小,但周围化合物的聚合程度较高。主要是由多糖和不同量的烷基碳化合物做成。ha类多糖、芳香族木质素的衍生物和长链烷基部分组成,芳香族结构的比例比fa大。hm中富含多甲基的不易分解的长链脂肪酸,和木质素片段。ha和fa中都含有较多的氨基酸氮。十七、有机质在土壤肥力上的作用?有机质在生态环境上的作用?有机质在土壤肥力上的作用是多方面的,它的含量是土壤肥力水平的一项重要指标。1、提供植物需要的养分土壤有机质是作物所需的氮、磷、硫、微量元素等各种养分的主要来源。2、改善土壤肥力特性有机质通过影响土壤物理、化学和生物学性质而改善土壤肥力特性物理性质,土壤团聚体的形成过程和稳定性、土壤的通气透水性、土壤有效水、土壤耕性等。化学性质,土壤吸附性、酸碱性、养分有效性。生物性质土壤微生物生命活动所需养分和能量的主要来源。生态上的意义:1、有机质与重金属离子的作用
土壤腐殖物质含有多种功能基,这些功能基对重金属离子有较强络合和富集能力。土壤有机质与重金属离子的络合作用对土壤和水体中重金属离子的固定和迁移有极其重要的影响。重金属离子的存在形态也受腐殖物质的络合作用和氧化还原作用的影响。腐殖酸对无机矿物也有一定的溶解作用。2、有机质对农药等有机污染物的固定作用土壤有机质对农药等有机污染物有强烈的亲和力,对有机污染物在土壤中的生物活性、残留、生物降解、迁移和蒸发等过程有重要的影响3、土壤有机质对全球碳平衡的影响土壤有机质也是全球碳平衡过程中非常要的碳库。十八:土壤容重的用途?田间自然垒结状态下单位容积土体(包括土粒和孔隙)的质量或重量(g/cm3或吨/米3),称为土壤容重1.计算土壤孔隙度:根据实测土壤的容重与密度,按下式计算:孔隙度=1-容重/密度2.计算工程土方量:如在土工建设或土地整理工程中,有2000m2面积应挖去0.2m厚的表土其容重为1.3t/m3,则应挖去的土方为2000m2´0.2m=400m3,土壤质量为400m3´1.3t/m3=520t。3.计算土壤储水量及灌水(或排水)定额:用容重值可计算某一土体容积中保存的水量,进而计算需要的灌水(或排水)定额。4.估算各种土壤成分储量:根据容重和土壤成分含量,来计算该成分在一定土体中的储量。例如,1hm2农地的耕层(厚0.2m)容重为1.3g/cm3,有机质含量为15g/kg,全氮量为0.75g/kg(按土壤质量计),则该农地耕层土壤中的有机质储量为10000m2´0.2m´l.3t/m3´0.015=39.0t十九、土壤粒级的概念,基本粒级,常见的土壤粒级分类制?粒级:按土粒的大小,分为若干组,称为土壤粒级(粒组)基本粒级:石砾,砂粒、粘粒、粉粒。常见的土壤粒级制,中国制,卡钦斯基制、美国农部制、国际制。二十、质地分类制?及美国制的主要内容?质地分类制主要有:国际制、美国农部制和卡钦斯基制基本的质地类型:砂土、壤土、粘土。1.国际质地制根据砂粒(2-0.02mm)、粉粒(0.02-0.002mm)和粘粒(<0.002mm)三粒级含量的比例,划定12个质地名称,可从三角图上查质地名称。2.美国农部质地制根据砂粒(2-0.05mm)、粉粒(0.05-0.002mm)和粘粒(<0.002mm)3个粒级的比例,划定12个质地名称。按3个粒级含量分别于三角形的三条底边划三根垂线,三线相交点,即为所查质地。二十一:土壤结构的概念,结构体,及其分类?土壤结构是土粒(单粒和复粒)的排列、组合形式这个定义,包含着两重含义:结构体和结构性,土壤结构的测定方法如下。①干筛法:将风干原状土进行筛分;②湿筛法:测定土壤颗粒水稳性;③吸管法、比重计法:测定土壤微结构;④摄影观测法、显微镜法:观测土粒和孔隙的大小、垒结状态。土壤结构体土粒(单粒和复粒)互相排列和团聚成为一定形状和大小的土块或土团。他们具有不同程度的稳定性,以抵抗机械破坏(力稳性)或泡水时不致分散(水稳性)。土壤结构体分类是依据它的形态、大小和特性等。最常用的是根据形态和大小等外部性状来分类。按结构体的形态分为三大类:①板状(片状);②柱状和棱柱状;③块状和球状。1.块状结构和核状结构土粒互相粘结成为不规则的土块,内部紧实,轴柱状长在5cm以上,而长、宽、高三者大致相似此类结构体多出现在有机质缺乏而耕性不良的粘质土壤中,一般表土中多大块状结构体和块状结构体,心土和底土中多块状结构体和碎块状结构体。2.棱柱状结构和柱状结构土粒粘结成柱状体,纵轴大于横轴。这种结构体多出现于土壤下层,水分经常变化而质地较粘重的水田心土层(潴育层),柱状结构体常出现于半干旱地带的心土和底土中,以柱状碱土的碱化层中的最为典型。3.片状结构(板状结构)土粒排列成片状,结构体的横轴大于纵轴,多出现于冲积性土壤中。冷湿地带针叶林下形成的灰化土中的漂灰层中有明显的片状结构。4.团粒(粒状和小团块)结构土粒胶结成粒状和小团块状,大体成球形,自小米粒至蚕豆粒般大,称为团粒。这种结构体在表土中出现,具有良好的物理性能,是肥沃土壤的结构形态。二十二:团粒结构在土壤肥力上的作用?团粒具有水稳性(泡水后结构体不易分散)、力稳性(不易被机械力破坏)和多孔性1.团粒具有多级孔性,总的孔度大,即水、气总容量大又在各级(复粒、微团粒、团粒)结构体之间发生了不同大小的孔隙通道,大小孔隙兼备,蓄水(毛管孔隙)与透水、通气(非毛管孔隙)同时进行,土壤孔隙状况较为理想。2.在团粒结构土壤中,团粒与团粒之间是通气孔隙(非毛管孔),可以透水通气,把大量雨水甚至暴雨迅速吸人土壤。团粒结构土壤又有大量毛管孔隙(在团粒内部),可以保存水分。3.在团粒结构土壤中,团粒的表面(大孔隙)和空气接触,有好气性微生物活动,有机质迅速分解,供应有效养分。在团粒内部(毛管孔隙),贮存毛管水而通气不良,只有嫌气微生物活动,有利于养分的贮藏。每一个团粒既好像是一个小水库,又是一个小肥料库,起着保存、调节和供应水分和养分的作用。4.团粒结构土壤具有良好的耕层构造,可以解决水气并存的矛盾(微团粒之间是水,微团粒内部有闭蓄空气)。5.团粒结构土壤宜于耕作粘重而“无结构”土壤的耕作阻力大,耕作质量差,宜耕时间短;结构良好的土壤,由于团粒之间接触面较小,粘结性较弱,因而耕作阻力小,宜耕时间长二十三、土壤空气与近地表大气组成的差别土壤空气中的C02含量高于大气土壤空气中的O2含量低于大气土壤空气中水汽含量高于大气4.土壤空气中含有较多的还原性气体二十四、母质?五大成土因素的作用?什么叫母质?母质是指原生基岩经过风化、搬运、堆积等过程于地表形成的一层疏松、最年轻的地质矿物质层,它是形成土壤的物质基础,是土壤的前身。与岩石和土壤的区别:1.母质不同于岩石,它已有肥力因素的初步发展,具物质颗粒的分散性,疏松多孔,有一定的吸附作用、透水性和蓄水性;可释放出少量矿质养分,但难以满足植物生长的需要。2.母质又不同于土壤,其缺乏养分,几乎不含氮、碳,通气性和蓄水性也不能同时解决。母质类型:1.残积母质(Residuum):岩石风化后,基本上未经动力搬运而残留在原地的风化物,特点:母质来源于基岩,上下层颗粒大小从粗到细逐渐过渡。分布的部位在山丘的顶部。2.运积母质(TransportedDeposit):运积母质是指母质经外力,如水、风、冰川和地心引力等作用而迁移到其它地区的物质特点:1.母质可能不同于基岩2.上下层不存在连续性的变化3.颗粒的分布具有不同程度的分选性4.砾石具有不同程度的磨圆度五大因素相互作用各种成土因素可分为:自然成土因素(气候、生物、母质、地形、时间)和人为活动因素。前者存在于一切土壤形成过程中,产生自然土壤;后者是在人类社会活动的范围内起作用,对自然土壤进行改造,可改变土壤的发育程度和发育方向。各种成土因素都是互相影响,互相制约的。一种或几种成土因素的改变,会引发其他成土因素的变化。土壤形成的物质基础是母质,能量的基本来源是气候,生物则把无机能转变为有机能、太阳能转变为生物化学能,促进有机物质积累和土壤肥力的产生,地形、时间以及人为活动则影响土壤的形成速度和发育程度及方向。母质,母质与土壤之间存在“血缘”关系,母质是土壤的骨架。不同母质因其矿质组成,理化性质的不同,在其他成土因素的制约下,直接影响着成土过程的速速,性质和方向。母质对土壤理化性质如质地有很大的影响。成土母质成土矿物组成。母质层次的不均一性也会影响土壤的发育和形态特征。母质的透水性对成土过程有显著的影响。气候直接参与母质的风化,水热状况直接影响矿物质的分解与合成及物质积累和淋失。控制植物生长和微生物的活动,影响有机质的积累和分解,决定养料物质循环的速度。生物土壤形成的生物因素包括植物、土壤动物和土壤微生物。生物因素是促进土壤发生发展最活跃的因素。1.植物在成土过程中的作用植物在土壤形成中最重要的作用是利用太阳辐射能,合成有机质,把分散在母质、水体和大气中的营养元素有选择地吸收起来,同时伴随着矿质营养元素的有效化2.动物在成土过程中的作用土壤动物的残体作为土壤有机质的来源,参与了土壤腐殖质的形成和养分的转化。动物的活动可疏松土壤,促进团聚结构的形成3.微生物在成土过程中的作用①分解有机质,释放各种养料,为植物吸收利用;②合成土壤腐殖质,发展土壤胶体性能;③固定大气中的氮素,增加土壤含氮量;④促进土壤物质的溶解和迁移,增加矿质养分的有效度(如铁细菌能促进土壤中铁溶解移动)地形在成土过程中,地形是影响土壤和环境之间进行物质、能量交换的一个重要条件,它主要通过影响其他成土因素对土壤形成起作用1)影响水在地表的分配和流动。2)影响地表热量的分配(坡度和坡向)。3)影响小气候(土壤的垂直地带性)。4)影响母质的类型甚至土壤类型。成土时间成土时间长,受气候作用持久,土壤剖面发育完整,与母质差别大;成土时间短,受气候作用短暂,土壤剖面发育差,与母质差别。1.初期为未风化的母质。
2.青少年期风化已经开始,但许多母质物质仍保留在土壤中。
3.壮年期易风化的矿物大部分已分解,粘粒明显增加。
4.老年期矿物分解已处于最后阶段,只有少数强抗风化的原生矿物被保存。
5.最后阶段土壤发育已完成,原生矿物基本上彻底风化。二十五、土壤的地带性在自然植被,气候条件和土壤水热条件下,土壤中矿物质的迁移状况也有相应的变化。自西北向华北土壤中的盐类迁移能力不断增强。在西北荒漠和半荒漠草原,只有记忆溶解的盐类(硫化钠和部分硫酸钠)有相当明显的淋溶现象,或淀积于土壤剖面下层,或被淋出土体之外,图体重往往没有明显的淀积层,在内蒙及华北的草原森林草原地区,土壤中的一价盐类大部分淋溶而二价离子在土壤中有明显的差异。大部分土壤有明显的淀积层,但到华北东部的温带森林地区,则碳酸盐大部分淋失。形成经度地带性土壤:暗棕壤棕壤黄棕壤黄壤红壤砖红壤纬度地带性棕漠土灰棕漠土灰漠土棕钙土栗钙土黑钙土黑土暗棕壤二十六:粘化过程土壤剖面中粘粒形成和积累的过程,可分为残积粘化和淀积粘化1.淀积粘化是风化和成土作用形成的粘粒,由上部土层向下悬迁和淀积而成淀积粘化则多发生在暖温带和北亚热带湿润地区的土壤2.残积粘化是土内风化作用形成的粘粒产物,由于缺乏稳定的下降水流,粘粒没有向深土层移动,而就地积累,形成一个明显粘化或铁质化的土层残积粘化过程多发生在温暖的半湿润和半干旱地区的土壤中二十七、作为一个发育完全的土壤剖面,基本的3个发生层组成1.淋溶层(A层)处于土体最上部,故又称为表土层,它包括有机质的积聚层和物质的淋溶层。本层中生物活动最为强烈,进行着有机质的积聚或分解的转化过程。在较湿润的地区,该层内发生着物质的淋溶,故称为淋溶层。2.淀积层(B层)它处于A层的下面,是物质淀积作用造成的。淀积的物质可以来自土体的上部,也可来自下部地下水的上升,可以是粘粒也可以是钙铁锰铝等,淀积的部位可以是土体的中部也可以是土体的下部。3.母质层(C层)处于土体最下部,没有产生明显的成土作用的土层,其组成物就是前面所述的母质二十八、土壤属性随降水量变化的相对趋势,1.各种性质随降水量变化的反应快慢是不一样的,土壤氢离子浓度(pH)及土壤钙积层淀积深度随降水量的变化较大,全氮、胶粒含量及代换量的变化较小2.粘粒发生悬浮迁移,使土体内的硅酸盐颗粒分散于水中形成的悬液迁移,随降水的增加而减少。有机质矿化作用减弱从而使未有机质含量增加,交换性盐基离子随水淋溶,盐基饱和度降低。含氮是有机质的重要组成部分湿度超过一定范围有机质矿化受阻,促进腐殖质的形成,全氮量有所增加。二十九、湿度因子对土壤形成的影响土壤湿度一般可用降水量、蒸发量、相对湿度、雨量因子[降水量(mm)/气温(℃)]、湿度因素[降水量(mm)/大气绝对饱和度(汞柱毫米)]等表示我国根据Penman经验公式:D=ET/P
式中,D为干燥度,ET为年可能蒸发量,P为年降水量。根据干燥度把我国气候划分为5类。湿度对土壤形成的作用主要有1.影响土壤中物质的迁移2.影响土壤中物质的分解、合成和转化三十、土壤胶体的表面性质表面位置1.内表面:膨胀性粘土矿物的晶层表面和腐殖质分子聚集体内部的表面2.外表面:粘土矿物、氧化物和腐殖质分子暴露在外的表面表面的结构土壤胶体表面类型硅氧烷型表面(Si-O-Si):疏水表面,永久电荷水合氧化物表面(M-OH及硅酸盐矿物的边缘暴露的):亲水表面,可变电荷有机物表面(-COOH、-OH、-NH2):亲水表面,可变电荷三十一、土壤表面电荷和电位土壤带有电荷,这些电荷主要集中在胶体部分。土壤电荷通过电荷数量和电荷密度两种方式对土壤性质发生影响永久电荷(permanentcharge)该电荷起源于矿物晶格内部离子的同晶置换。(1)定义:在粘土矿物形成过程中由同晶替代作用产生的电荷。(负电荷)(2)特点:
只存在于层状铝硅酸盐粘土矿物中;
电荷数量与土壤现有条件(pH)无关2.可变电荷(variablecharge或pH-dependentcharge)1)定义:由环境条件特别是土壤pH的变化而产生的电荷。(负电荷或正电荷A:脱氢作用(deprotonationB:质子化作用(protonation)特点1).可变电荷负电荷的数量随pH的升高而增加,正电荷的数量随pH的降低而增加;2)、多发生在水化氧化物类、高岭类和腐殖质中。可变电荷的成因主要是胶核表面分子或原子团的解离: A.含水氧化硅的解离 B.粘粒矿物的晶面上的OH和H的解离 C.腐殖质上某些官能团的解离 D.含水氧化和水铝石表面的分子中OH的解离;pH<3.23.正电荷土壤中的铁氧化物、铝氧化物,高岭石的铝八面体的裸露边面,蒙脱石、伊利石等的边面,水利英石,有机质。三十二、阳离子交换作用阳离子交换作用的主要特点阳离子交换是一种可逆反应阳离子交换遵循等价离子交换的原则阳离子交换符合质量作用定律交换作用能力:这主要与阳离子本身的特性即该离子与胶体表面之间的吸附力有关。高价阳离子的交换能力大于低价离子。就同价离子而言,水化半径较小的阳离子的交换能力较强。土壤中常见的几种交换性阳离子的交换能力的顺序如下:
Fe3+、Al3+>H+>Ca2+>Mg2+>K+>Na+三十三、土壤阳离子交换作用的影响因素?1)胶体的类型。不同类型的土壤胶体,所带的负电荷差异很大。因此阳离子交换量也明显不同。由表8-3可知,含腐殖质和2:1型粘土矿物较多的土壤,其阳离子交换量较大,而含高岭石和氧化物较多的土壤,其阳离子交换量必定较小。2)土壤质地。我们已经知道,土壤中带电的颗粒主要是土壤矿物胶体即粘粒部分,因此,土壤粘粒的含量愈高,即土壤质地愈粘重,土壤负电荷量越多,土壤的阳离子交换量越高。3)土壤pH。由于pH是影响可变电荷的重要因素,因此土壤pH的改变会导致土壤阳离子交换量的变化。在一般情况下,随着土壤pH的升高,土壤可变负电荷增加,土壤阳离子交换量增大。三十四、阳离子的专性吸附和阴离子专性吸附定义:土壤胶体对阳离子的吸附呈不可逆的现象易形成专吸吸附的阳离子:过渡金属离子——Cu,Zn,Mn等。易形成专性吸附的土壤胶体:氧化物类、高岭石类对重金属阳离子的富集作用对植物养分的调控作用对环境水体的净化作用1.当外源重金属污染物进入土壤或河湖底泥时,易为土壤中的氧化物、水合氧化物等胶体专性吸附所固定,对水体中的重金属污染起到一定的净化作用,并对这些金属离子从土壤溶液向植物体内迁移和累积起一定的缓冲和调节作用。2.氧化物及其水合物对重金属离子的专性吸附,起着控制土壤溶液中金属离子浓度的重要作用,因此,专性吸附在调控金属元素的生物有效性和生物毒性方面起着重要作用。3.土壤和沉积物中的锰、铁、铝、硅等氧化物及其水合物,对多种微量重金属离子起富集作用,其中以氧化锰和氧化铁的作用更为明显。三十五,阴离子专性吸附阴离子专性吸附是指阴离子进入粘土矿物或氧化物表面的金属原子的配位壳中,与配位壳中的羟基或水合基重新配位,并直接通过共价键或配位键结合在固体的表面。这种吸附发生在胶体双电层的内层,也称为配位体交换吸附。产生专性吸附的阴离子有F离子以及磷酸根、硫酸根、钼酸根、砷酸根等含氧酸根离子作用:阴离子的专性吸附主要发生在铁、铝氧化物的表面,而这些氧化物多分布于可变电荷土壤中,因此,可变电荷土壤中阴离子的专性吸附现象相当普1.它一方面对土壤的一系列化学性质如表面电荷、酸度等造成深刻的影响2.决定着多种养分离子和污染元素在土壤中存在的形态、迁移和转化,进而制约着它们对植物的有效性其环境效应。三十六、土壤酸化危害:1.土壤中含有大量铝的氢氧化物,土壤酸化后,可加速土壤中含铝的原生和次生矿物风化而释放大量铝离子,形成植物可吸收的形态铝化合物。2.植物长期和过量的吸收铝,会中毒,甚至死亡。3.酸雨尚能加速土壤\o"矿物质"矿物质营养元素的流失;改变\o"土壤结构"土壤结构,导致土壤贫脊化,影响植物正常发育;4.酸雨导致酸性土壤滋生真菌,根际病害加重,还能诱发植物病虫害,使\o"作物减产"作物减产。原因:1.酸雨pH<5.6的酸性大气化学物质,2.降水量大而且集中,淋溶作用强烈,钙镁、钾等碱性盐基大量流失,是造成土壤酸化的根本原因。2、土壤微生物活动分解有机质生成有机酸和二氧化碳的自然因素影响,钙、镁离子被固定;3、人为耕作的连年重茬种植及较高产量,从土壤中移走了过多的碱基元素,如钙、镁、钾等,导致了土壤中的钾和中微量元素钙、镁消耗过度,使土壤向酸化方向发展。4、土壤有机质含量下降,缓冲能力降低,土壤酸化加重;5、大量施用硫酸铵、氯化钾硫酸铵、尿素等(酸性化肥)或大量施用高浓度氮、磷、钾三元复合肥,而钙、镁等中微量元素投入相对不足,造成土攘养分失调,使土壤酸化。施石灰、烧火粪、施有机肥等传统农业措施的缺失,使耕地地土壤养分失衡是造成土壤酸化的主要原因。土壤酸化的治理1、施用石灰,调酸补钙。施用石灰,一调酸二补钙,调节酸碱,可以增加养分的有效性,所以,调酸(施石灰)就相当于施肥。秋收后,把地里的秸杆杂草收拾干净,亩撒生石灰100公斤,翻耕,钯匀。春播前约一个月,开好播种沟。沟内亩撒生石灰100公斤,用钉钯钯匀,下一、二场透雨后,垫一寸厚的生土,再施肥,起垄。2、薰制火粪,一举多得。用地里的秸杆和田边地角的杂草薰制火粪,也是治理土壤酸化的有效措施。火粪呈碱性,含钾较多,有调节土壤酸碱度和补钾作用,土家先民就是靠施用火粪维持土壤的酸碱平衡和钾素平衡。同时,田边地角的杂草铲掉后,降低了病虫基数,也是农业综合防治重要效措施。3、施有机肥,平衡酸碱。有机肥有极大的缓冲性,有调节土壤酸碱度的作用,长期施用,可以平衡酸碱,培肥地力。4、覆盖栽培,减轻淋溶。在农业生产中进行覆盖栽培(地膜覆盖和草覆盖),减轻降水对土壤的冲刷,降低土壤中碱性盐基的淋溶,是防止土壤酸化的有效措施。5、测土配方,精准施肥。按土壤按作物需求进行测土配方施肥,降低化肥的施用量,能有效的防止土壤酸化,施用氮肥时,选择碳酸氢铵,2.7公斤碳酸氢铵盯当1公斤尿素。三十七、南方酸性,北方碱性的原因?1.南方高温多雨,降水量大大超过蒸发量,土壤及其母质的淋溶作用非常强烈,土壤中的盐基离子易随水向下移动,使土壤中易溶成分减少。溶液中的氢离子取代土壤吸收性复合体上的金属离子,被土壤吸附,随着阳离子交换作用的进行,使土壤盐基饱和度下降,氢饱和度增加,一起土壤酸化。当土壤有机矿质复合体或铝硅酸盐粘粒矿物表面吸附的氢离子超过一定限度时,胶粒的晶体结构被破坏,铝离子变成活性铝离子,形成交换性铝。形成酸性土壤。2.碱化的原因土壤中的碱性物质主要是Ca、Mg、Na的碳酸盐和重碳酸盐以及交换性Na,它们通过水解反应产生OH-。(1)碳酸钙水解 土壤中存在CaCO3-CO2-H2O体系,CaCO3水解产生OH-(2)碳酸钠的水解碳酸钠、重碳酸钠(俗称苏打、小苏打)水解产生强碱性 Na2CO3+2H2OÛ2Na++2OH-+H2CO3(3)交换性钠的水解影响因素1)气候条件碱性土壤分布在干旱或半干旱或漠境的地区,降水量明显少于蒸发量,季节性脱盐和积盐频繁交替2)高等植物的选择性吸收,富集了钾钙镁钠等盐基离子。3)母质的影向,母质是碱性物质的来源。此外不同质地和及其在不同剖面上的排列影响水分的运动和盐分的运移三十八、影响土壤酸度的因素,影响土壤氧化还原的因素?影响土壤缓冲能力的因素?土壤酸度1、盐基饱和度随饱和度增加而增高。2、土壤空气中的CO2分压(石灰性土壤)3、土壤含水量(水土比)土壤pH随含水量增加而增加4、土壤氧化还原条件酸性或碱性土壤淹水后均趋于中性。土壤氧化还原1.土壤通气性2.微生物活动3.易分解有机质的含量4.植物根系的代谢作用5.土壤的酸碱度:△Eh/△pH=−59mV一般土壤Eh随pH的升高而下降土壤缓冲力1土壤胶体类型、质地及其交换能力CEC量大,缓冲能力大2盐基饱在CEC相等的条件下,基饱和度愈高,对酸的缓冲能力愈大;盐基饱和度愈低,对碱的缓冲能力愈大。三十九、土壤酸碱性与电荷数量,阳离子交换量,盐基饱和度,氧化还原状况情况?Ph主要影响可变电荷的数量,随ph增加可变负电荷增加,可变正电荷减少,永久电荷不发生改变。土壤可变电荷随ph增加增加,阳离子交换量增加Ph越高,演技饱和度越大。Ph升高一,eh减少59mv。Eh随ph升高而下降四十、土壤酸碱性和氧化还原状况与养分的生物有效性和有毒物质积累?酸碱有效性1、在pH6.5附近,大多数营养元素的有效性都较高2.N、S、K元素在微酸性、中性、碱性土壤中都较高3.P元素在中性土壤中有效性最高,pH<5和pH>7时有效性降低4.Ca和Mg在pH6.5-8.5有效性大,在强酸性和强碱性土壤中有效性较低5.Fe、Mn、Cu、Zn等微量元素有效性在酸性和强酸性高6.Mo在酸性土壤中有效性较低,pH>6时有效性增加Eh有效性氧化还原状况主要影响土壤中变价元素的生物有效性,如Fe3+/Fe2+、Mn4+/Mn2+。氧化还原状况影响养分的存在形态,从而影响它的有效性。有毒物质强酸性土壤(pH<5.5),产生大量游离铝离子,产生铝毒害,游离铝离子0.2cmol/kg时就可使作物受害。在强酸性土壤中产生大量Mn2+离子,当交换性Mn2+达2~9cmol/kg时,产生Mn害。在强还原性土壤中,产生Fe2+、Mn2+离子及还原性物质H2S和丁酸等物质。Eh<200mVFe还原,Eh<-200mV,产生强还原性物质四十一、土壤耕作主要有两方面的作用①改良土壤耕作层的物理状况,调整其中的固、液、气三相比例,改善耕层构造。②根据当地自然条件的特点和不同作物的栽培要求,使地面保持符合农业要求的状态。如平作时地面要平整,垄作时地面要有整齐的土垄,风沙地区地面要有一定的粗糙度以防风蚀,山坡地要有围山大垄或水平沟等。四十二、土壤耕性和免耕土壤耕性是指由耕作所表现出来的土壤物理性质①耕作时土壤对农具操作的机械阻力,即耕作的难易问②耕作后与植物生长有关的土壤物理性状,即耕作质量问题对土壤耕性的要求①耕作阻力尽可能小,以便于作业和节约能源②耕作质量好,耕翻的土壤要松碎,便于根的穿扎和有利于保温、保墒、通气和养分转化③适耕期尽可能长免耕及少耕耕作法是现代化农业生产中一项革新的耕作技术提高经济效益降低生产成本保持水土免耕法的农作物,从播种到收获的整个生产过程,不进行任何土壤耕作而直接播种,在有残茬覆盖下,利用免耕播种机,一次完成切茬、开沟、喷药、施肥、播种、覆土和镇压等多道工序。三个环节:残茬覆盖,应用广谱的除草剂,联合免耕播种机四十三、土壤颗粒组成的测定方法,他们的主要原理,当前
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