第一章第一节土壤形态

第一节土壤形态第二节土壤组成第三节土壤性质第一章土壤形态、组成与性质学习重点1.掌握土壤剖面结构及土壤形态特征2.掌握土壤物质组成及诊断特性3.了解土壤矿物类型及其风化特征4.认识土壤矿物空间分异规律5.了解土壤生物群落组成对土壤的影响6.掌握土壤有机质转化与土壤圈物质循环特征。关键词土壤剖面（SoilProfile）单个土体（pedon）土壤聚合体（polypedon）土壤矿物（soilmineral)原生矿物（primarymineral)次生矿物（secondarymineral）土壤腐殖质（soilhumus）胡敏酸（humicacids)富啡酸（fulvicacid）有机-矿质复合体（organo-mineralcomplex）土壤微生物（soilmicroorganism）土壤质地（soiltexture）粒级（particlefraction）土壤结构（soilstructure)土壤颜色（soilcolor)知识结构了解土壤的形成过程，掌握土壤剖面构造和土壤形态表征1.1土壤形态掌握土壤组成，分析土壤矿物质、有机质的转化，理解土壤水分和空气的作用1.2土壤组成掌握土壤质地、结构、孔隙度等理化性质概念及测定方法，熟悉土壤胶体性质和土壤热性质的指标1.3土壤性质1.1土壤形态

土壤形态是土壤的外部特征，包括土壤剖面构造、颜色、结构、质地、孔隙特征等。

土壤形态是土壤形成过程的结果和外部表现，是区别土壤与风化壳，鉴别土壤类型的依据之一。

土壤形态学研究是成土过程和土壤分类研究的的起点，是室内土壤理化性质分析的基础。一、土壤剖面（一）土壤剖面：土壤剖面：土壤剖面是自土地表面垂直向下的土壤纵剖面。土壤发生层（土层）：土壤剖面中由成土作用而形成，与地表大致平行的层次。而非成土作用形成的层次称土壤层次。单个土体：体积最小，土层性质和形态一致，横切面呈六边形的土壤剖面内立体化三维实体。聚合土体：两个以上的单个土体组成的群体，又称土壤个体或土壤实体。

聚合土体是一个景观单位，是土壤分类和制图的基本单位，相当于美国土壤分类的土系或土型，我国土壤分类中的土种或变种。土壤剖面、单个土体和聚合土体的关系如下图：（二）土层：

土层是成土母质在成土作用影响下沿垂直方向产生分异的结果，是根据颜色、结构、质地、新生体等特征进行划分的。1.土壤发生层的划分和命名俄国土壤学创始人B·B·道库恰耶夫的ABC层划分法：腐殖质聚积层（A)、过渡层(B)和母质层(C)。

国际土壤学会OAEBCR划分法:有机层（O）；腐殖质层（A）；淋溶层（E）；淀积层（B)；母质层（C）；母岩层（R）。G层：潜育层；P层：犁底层；J层：矿质结壳层。过渡层和混合层表示法。2.土壤发生层特征的划分：

主要发生层按其发生上的特定性质可进一步分为一系列特定发生层。它用大写英文字母之后附加一个或两个英文小写字母做后缀表示。a：高分解有机质，粗纤维含量不足整个土壤体积的1/6，该符号与O连用，如Oa。b：被埋藏的矿质土层，如Btb。c：中心结核或硬质，团聚结核。主要指铁、铝、锰质结核，不包括硅质、石灰质或更加易溶性盐类所形成的结核，如Bck，Ccs。e：半分解有机质，研磨后平均纤维含量占体积的1/8~2/5。f：指含有冰棱的永冻层（不包括“干冻层”）。g：因氧化还原交替而形成的锈斑纹，如Bg、Btg、Cg。h:有机质在矿质层中的聚积，如Ah、Bh。

i:低分解有机质，搓后的纤维含量占土壤体积的3/4或更多一点，不包括其他粗碎屑物及矿质层，或占土壤体积的2/5以上。

k:碳酸钙的聚积。

m:强度胶结的土层，根系只能从间隙中穿过，如Ckm。

n:交换性钠的聚积，如Btn。

p:耕作层。3.土层界线类型土层之间的界线大多数是平整状。波状界线，见于森林土壤的腐殖质层下限：袋状界线见于草原土壤的腐殖质层下限：舌状，见于生草灰化土灰化层下限和草原土壤的腐殖质层下限：指状，亦称水流状，见于冻土腐殖质层下限，指的长宽比大于5，也可由腐殖质沿根孔或掘土动物穴向下流动而成：参差状，也有称冲蚀状，见于强度灰化土的灰化层下限，是强淋溶作用土壤的特征：锯齿状，有时见于粘质灰化土；栅栏状，见于碱土脱碱化层与柱状层之间：

土层的过渡情况可分为以下几种:

明显过渡:过渡界线的宽度为1厘米，也有人采用2或3厘米作为标准。

清楚过渡:界线宽1-3厘米，也有人采用2-5厘米或3-6厘米作为标准。

较清楚过渡:界线宽3-5厘米，也有人采用5-12厘米或6-13厘米作为标准。

逐渐过渡:界线宽大于5厘米，也有人采用大于12厘米作为标准。（三）土壤剖面构型土壤剖面构型：因土壤发育程度不同而形成的构造类型。根据所含层次可分C剖面、AC剖面等。而根据复杂程度可分简单剖面和复杂剖面两大类。1、简单剖面1）原始剖面：AC剖面，很薄腐殖质层下为母质层，如石灰土，石质土2）弱分异剖面：层次分异不明显，ABC各层间无明显界限，如潮土、黄土性黄绵土3）正常剖面：具有完成土壤发生层，土壤厚度正常4）侏儒剖面：土壤发生层完整，但土层厚度甚薄5）巨型剖面：湿润热带气候下岩石高度风化形成的厚度达数米甚至上十米的剖面6）侵蚀剖面：剖面上部被侵蚀，又称截头剖面，因侵蚀程度不同分为强度、中度和弱度侵蚀剖面2.复杂剖面1）异源母质剖面：上层成土物质与母质、母岩不一致。2）埋藏剖面：由于后来物质覆盖，剖面深处出现一个或一个以上埋藏剖面。3）多元发生剖面：具有两个以上的特征发生层4）堆叠剖面：原有剖面多次被沉积物覆盖5）翻动剖面：剖面表土以下剖面被人为翻动到地表6）人造剖面：人类活动将混杂的土壤物质堆积或填回形成的剖面，如高速公路的边坡。

土壤剖面特征反映了土壤的发育程度、成土因素及形成演化过程。二、土壤形态学特征（一）土壤的颜色：

土壤颜色决定于土壤的化学组成与矿物组成，主要包括有机质、矿物质、水分、质地和生物活动等，其中不同的色彩与不同的矿物组成和成土环境有关。

黑色：一般与腐殖质含量呈正相关，是肥力高的标志。但有些情况除外，如黑粘土、碱土。此外，硫化物、二氧化锰等矿物及土壤湿度和质地都对土壤黑色深浅有影响。

白色：与石英、高岭石、石灰和水溶性盐类组分有关。此外，长石、潮湿状态的蓝铁矿、石膏等也可使土壤呈白色。红色：主要与赤铁矿或水化赤铁矿在土壤中的聚积有关，富含氧化铁的土壤，排水越好越红。

黄色：与水化氧化铁。首先是褐铁矿在土壤中聚积的结果，土壤中铁的硫酸盐在土壤改良过程中硫化物氧化形成的黄钾铁钒，呈鲜明的草黄色。

棕色：云母、伊利石及氧化铁混合的粘质土壤

紫色：游离态的锰氧化物含量高的证据

纯蓝色：北方沼泽土类潜育层的普通颜色，蓝铁矿

绿色、橄榄色：过度潮湿条件下形成的土壤中，含有独特带有绿色的含铁高的粘土矿物土壤的颜色的测定：土壤颜色的判断可以用目力，也可以使用门赛尔土壤比色卡，主要从色调、亮度和彩度三个属性来表示颜色。

色调（色彩、色别）：占优势的光谱色，与占优势的波长有关。红、黄、绿、蓝、紫是5个色调；黄红、绿黄、蓝绿、紫蓝和红紫则是5个补充色调。每种色调还可以以2.5为单位划分四个等级。

亮度（色值、明亮度）：土壤颜色的相对亮度，以无彩色作为基准，绝对黑为0，绝对白为10。

彩度（饱和度）：光谱色的相对纯度或强度，是某种颜色里掺入白色的程度，被白色冲淡。

颜色命名的顺序：色调-亮度-彩度，如10BG8/6。（二）土壤质地：土壤质地指土壤颗粒粗细的情况。通过手指研磨定性判断，室内通过机械组成的分析法进行，分为砂土、壤土和粘土。比重计（三）土壤结构：

土壤结构是土壤颗粒胶结的状况。自然状态下土壤被手或其他取土工具轻触而自然散碎成的形状，称土壤的结构体。野外调查中多对土壤结构的形状、大小和发育程度进行描述。

土壤结构形状有片状、棱柱状、柱状、角块状、粒状结构等。结构可分大、中、小。根据发育程度可分无结构、弱发育结构、中度发育结构和强发育结构等级别。①块状结构体：

近似立方体型，长、宽、高大体相等，一般大于3cm，外形不规则，多在粘重而乏有机质的土中生成。熟化程度低的死黄土常见此结构，由于相互支撑，会增大孔隙，造成水分快速蒸发跑墒，多有压苗作用，不利植物生长繁育。

②片状结构体：

水平面排列，水平轴比垂直轴长，界面呈水平薄片状；农田犁耕层、森林的灰化层、园林压实的土壤均属此类。不利于通气透水，造成土壤干旱，水土流失。

③柱状结构体和棱状结构体：

沿垂直轴排列，垂直轴大于水平轴，土体直立，结构体大小不一，坚实硬，内部无效孔隙占优势，植物的根系难以介入、通气不良、结构体之间有形成的大裂隙，既漏水又漏肥。

④团粒结构体：

最适宜植物生长的结构体土壤类型，它在一定程度上标志着土壤肥力的水平和利用价值。其能协调土壤水分和空气的矛盾；能协调节土壤养分的消耗和累积的矛盾；能调节土壤温度，并改善土壤的温度状况；能改良土壤的可耕性，改善植物根系的生长条件。（四）土壤结持性：土壤结持性是土壤对机械应力所表现出来的状态，包括粘着性和可塑性。在野外，记载干、润、湿时的结持性。

干时结持性：风干状态在手中挤压的破碎难易程度，分为松散、松软、坚硬等级别。

润时结持性：松散、极疏松、疏松、坚实等级别。

湿时结持性：粘着性，在野外以土壤物质在拇指与食指间最大粘着程度表示，分为无粘着、稍粘着、粘着等级别。

可塑性：加水湿润土壤物质，在手中搓成直径3mm的圆条，继续搓细，视其改变形状而至断裂的能力，分为无塑、稍塑、中塑和强塑等。（五）土壤孔隙状况：

孔隙的大小、孔隙的多少；通过较大结构体表面进行观察，分为微孔隙、细孔隙、中、粗孔隙及少孔隙、中孔隙和多孔隙等。（六）土壤干湿度

土壤干湿的程度，反映土壤含水量的多少。在野外，靠人手对土壤感觉凉湿的程度及用手指压挤土壤是否出水的情况来判断。分为干、润、潮、湿等。（七）新生体：

土壤发育过程中土壤物质重新淋溶淀积和集聚的生成物。根据新生体可判断土壤类型、起源及发育程度。新生体分为化学起源和生物起源两大类。1.化学起源的新生体：

易溶性盐类：氯化物，白色脉纹、斑点、粉膜，多见盐渍土，在干旱、半干旱草原区及荒漠区。

石膏：白色略带黄色的结晶体，石膏壳、粉膜、脉纹等，是半干旱和干旱地区的荒漠土壤。

碳酸钙：广布于各自然带，与石灰岩类广泛分布及碳酸盐高度的地球化学迁移能力有关。常见于弱淋溶土、钙积土、荒漠土等。

二氧化硅：白色的硅土粉膜状物质，多见于冰沼土、灰化土、灰色森林土、热带和亚热带荒漠土和潮湿热带土壤中。

二、三氧化物、锰等化合物：三氧化二铁、三氧化二铝、氧化锰等黑色、锈棕色斑纹、结核。多见于灰化土、湿成土、水稻土。亚铁化合物：碳酸铁、磷酸铁水合物，多以离析物状态均匀侵染在土体中，呈深蓝色或绿色的模糊斑点和斑块，见于湿成土和水稻土新挖剖面。

腐殖质：自表层下渗的腐殖质，在结构体表面呈黑色或暗棕色的斑点、结皮或舌状延伸物，见于灰化土和碱土的下层。2.生物起源的新生体：

粪粒、蠕虫穴、鼠穴斑、根孔（八）侵入体

侵入体不是由于成土过程形成，是有外界进入的特殊物质。包括岩石状态、冰冻形态、人为形态及生物形态等四种类型。

如碎石、冰脉纹、冰间层、砖瓦碎块及动植物化石等。侵入体反应了土壤形成与土地利用状况。三、土壤微形态土壤微形态学是通过光学或电子学放大方法观察土壤内部细微形象的科学。研究内容包括土壤微垒结或土壤微构造。

土壤微垒结：借助显微镜对未破坏的土壤薄片进行研究的土壤垒结状况。

土壤微垒结是四相结构系统，固相基质为土壤基体，是最简单的结构体范围内的物质，或构成非结构或无结构的块体。

土壤基体由骨骼颗粒、细粒颗粒、孔隙组成。骨骼颗粒指粒径大于2微米的矿物质颗粒和有机残遗物,分大于10微米颗粒、2-10微米的微骨骼颗粒。细粒颗粒指成土过程中可移动、再组织和凝聚的部分，包括骨骼颗粒以外的细粉砂、粘粒、腐殖质等。土壤微垒结的分类是土壤微形态学的核心。这种分类主要体现在两个方面：