自5-1土壤的组成与特性

第五章土壤

第五章土壤第一节土壤的组成与特性◆土壤：是地球陆地表面由风化产物经生物改造作用形成的具有肥力的薄的疏松物质层。◆土壤肥力：指土壤可以为植物生长提供养分、水分、空气和热量的能力。矿物质45％土壤固体有机质5％空气20－30％水分20－30％孔隙理想土壤体积比例一、土壤矿物质和有机质1、矿物质来源于岩石的风化作用，包括岩石碎屑、原生矿物、次生矿物等三个组分。2、土壤粒组（soilseparates）粒组名称直径（mm）砾石＞2.00粗砂2.00～0.20细砂0.20～0.02粉砂0.02～0.002粘粒＜0.0023、土壤质地（颗粒大小组成）①砂质土：砂粒含量在70％以上。结构松散，通气和排水条件良好，但保水保肥能力弱。粘粒砂粒粉砂100010000100土壤质地三角分类法②粘质土：粘粒占优势，粘粒含量不低于40％，结构较紧密，湿粘干结，通气和排水条件不佳，但保水保肥能力强。③壤质土：砂粒、粉砂粒和粘粒三者含量相对均匀，特性介于上述两者之间。农业价值较高的土壤大都属于壤质土。①②4、土壤结构◆土壤中的固体颗粒往往不是以单粒状态存在，而是形成大小不同，形状各异的团聚体。土壤中的团聚体的结合状况称为土壤的结构。可分为四类。团粒结构1～5mm块状结构10～75mm片状结构1～10mm柱状及棱柱状结构20～100mmA层B层C层5、土壤有机质◆是土壤中来源于动、植物体的所有非矿物质的总称。其含量多少，是衡量土壤肥力高低的重要标志。可分腐殖质和非腐殖质两类，其中腐殖质占土壤有机质总量的大部分。腐殖质是一种暗色、酸性、富含氮素的有机胶体物质，是土壤中特有的较稳定的高分子有机化合物。二、土壤水分与空气1、土壤含水量◆田间持水量：指土壤中微空隙和毛细管的水分，能够抵抗重力作用而保持在土壤中那部分水量。◆凋萎系数：指土壤中不能为植物吸收利用的那部分水分，其含量称为凋萎系数或凋萎点。◆吸湿系数：指土壤中既不能被植物吸收，也难以自然蒸发的那部分水分，其含量称为吸湿系数。2、土壤水分类型◆吸湿水：指被土壤紧吸的水分，土壤吸力＞31个大气压。属于无效水，因为土壤吸力＞植物吸力。◆毛管水：土壤吸力0.1～31个大气压。◆重力水：在大空隙中，土壤吸力＜0.1个大气压。重力水是土壤中的过客，难以保存，真正对植物有用的是处在田间持水量与凋萎点之间的那部分毛管水。3、土壤空气◆CO2、O2、水汽等等。三、土壤养分与酸度1、土壤养分宏量元素微量元素来自空气和水来自土壤固体来自土壤固体C、H、ON、Ca、PMg、K、SFe、Cu、MnZn、Mo、CoB、Cl2、土壤酸度◆土壤溶液中的主要阳离子包括两类:产酸阳离子(H+、Al3+);盐基阳离子(K+、Na+、Ca2+、Mg2+);◆土壤酸度指土壤溶液中氢离子的浓度，一般用

pH

值表示。土壤酸度主要受母岩和气候控制。如花岗岩风化后，盐基离子少，呈酸性；而石灰岩风化产物盐基离子较多，土壤多呈碱性。气候湿润多雨的地区，淋溶强度大，盐基离子易流失，呈酸性；而干旱和少雨地区淋溶弱，盐基离子富集于土壤中，大多呈中性或碱性。酸雨对酸雨分布区的土壤酸度有重大影响。四、土壤颜色◆土壤的颜色主要取决于铁离子的化合状态和有机质的含量。▲热带和亚热带土壤：红色为主（Fe2O3赤铁矿多）；而在林下或多雨的山地上部，则颜色偏黄（Fe2O3·3H2O褐铁矿多）；如果有机质含量较高，就呈现出红褐色。▲温带或寒冷地区土壤：暗黑色（有机质积聚）；▲干旱和半干旱地区土壤：偏灰白色（碳酸钙、石膏和可溶性盐类的积聚）。▲排水不良的土壤：浅灰色、蓝灰色、蓝绿色（变价离子呈还原状态，如FeO、MnO）。第二节土壤的形成与发育一、形成土壤的

两个基本作用◆风化作用致密的岩石被破坏，营养元素得以释放，并形成疏松的风化层；◆生物作用有机质加入，营养元素积聚。二、土壤剖面O层A层B层C层◆指土壤由上而下，显示土层序列及组合状况的垂直切面。◆根据土壤层的性质及其在土壤剖面中的位置划分土层类型。发育成熟的土壤可分为如下四层：1、O层：有机质层；2、A层：淋溶层；3、B层：淀积层；4、C层：风化层或母质层。“土”的含义三、土壤的发育1、原始阶段（C层）；2、幼年阶段（A－C层）；3、壮年阶段（A－B－C层，成熟土壤）；4、老年阶段（土壤发育趋于稳定）。原始阶段幼年阶段壮年阶段ABC腐殖质层淋溶层淀积层母质层基岩四、土壤发育的影响因素1、母质因素（不同岩石风化壳，冲积土）2、生物因素（植被类型，草地与森林）3、气候因素（影响风化，控制植被生长）4、地形因素（影响物质与能量的分配）5、时间因素（控制土壤发育进程）气候水热母质生物地形时间土壤性质提供物质与能量有机质矿物质五、土壤的主要成土过程★土壤系统是一个开放的系统，其物质与能量的运动与转化主要有四个基本过程：◆输入：碎屑物、水分、有机质、O2等；◆输出：表土侵蚀与溶解质流失、水分蒸发与渗透、CO2和N2的释放等；◆转移：溶解质的向下淋溶、有机质和粘粒的向下淋洗、土壤动物搬运、植物吸收养分等；◆转化：枯枝落叶分解为腐殖质、原生矿物风化成次生矿物等。——根据主因的不同，土壤的形成过程可分为两大类：生物过程、地球化学过程。1、腐殖化过程是一种生物成土过程。指进入土壤的有机残体转化为腐殖质并在土壤表层积累的过程。其结果是土壤表层形成一个色调偏暗的腐殖质层。在冷湿草原及草甸植被下，腐殖质层厚度最大、腐殖质含量最高、颜色最暗。2、泥炭化过程也是一种生物成土过程。指有机质主要以植物残体形式在土体上部积聚的过程。泥炭化过程主要发生在积水的沼泽地带，水生植物残体因缺氧而不能彻底分解。3、灰化过程一般发生在冷湿气候条件下，以寒带针叶林地区最为典型。冷湿的气候使表层有机质分解缓慢，有机酸大量积累。有机酸随水流向下渗透，把除石英外的其它原生及次生矿物分解掉，从矿物中分离出来的盐基离子、铁铝氧化物与腐殖质一起随强酸溶液向下运动。结果在A层（淋溶层）的下部形成一个主要由石英矿物构成的、质地松脆、颜色灰白的酸性E层，即灰化层。其下则为红棕色的B层（淀积层。因腐殖质和氧化铁的淀积而成红棕色）。4、铁铝化过程发生在高温多雨气候条件下，常见于低纬地区，以热带地区砖红壤中的铁铝化过程最为典型，所以也称为砖红壤化过程。高温多雨的气候使表层有机质迅速分解，腐殖质积累不多，产生的有机酸很少（这是与灰化过程的最大不同）。同时，由于风化作用强烈，硅酸盐矿物分解后释放出的盐基离子、硅酸根离子随水淋溶，而氧化铁和氧化铝则相对富集。铁的染色作用使整个土壤剖面呈现红色（或黄色）的基调。5、钙化过程普遍发生于干旱与半干旱地区，以中纬度的草原和荒漠草原地带最为典型。由于水分不足，土壤的淋溶作用较弱，只有溶解性最强的一价盐基离子如Na＋、K＋等被淋溶流失掉，而二价盐基离子如Ca2＋、Mg2＋则随水分下行至B层（淀积层）以碳酸钙的形式淀积下来，有时也有石膏的淀积。同时，由于蒸发强烈，深层的盐分也随毛管水上升到B层淀积。结果在土体内形成一个含Ca量丰富层次，即钙积层。钙积层分布的深浅与气候的干湿程度有关。6、粘化过程该过程发生于温带和暖温带的湿润、半湿润气候条件下。由于水热条件稳定，化学风化作用较强，风化产物主要是次生的粘土矿物，结果在土体B层内形成一个次生矿物聚集的粘化层。——灰化、铁铝化、钙化、粘化四种成土过程都与大范围的气候条件相关，具有地带性的分布规律，因此也称为地带性成土作用。7、潜育化过程是指在湿润环境下，排水不良的土壤中所进行的成土过程。由于土体水分饱和缺氧而处于还原状态，高价铁离子还原为低价铁离子，造成土层以灰色为基调。8、盐化过程主要发生在地下水位较高，气候干燥、蒸发强烈的地带。可溶性盐类在土壤表层积聚成积盐层。在自然界中，天然发生的积盐过程称为盐化作用，由人类活动而产生的地面盐分积聚则称为次生盐化作用。第三节土壤的类型与分布一、土壤的分类与分布规律1、地带性土壤（显域土）——是指那些受气候和生物因素强烈影响的土壤；2、隐地带性土壤（隐域土）——是受局部条件如特殊岩石、排水不良或盐碱化等因素影响发育形成的土壤；3、非地带性土壤（泛域土）——是指那些土壤发育极弱，剖面层次分异不明显，土壤特性主要受母质影响的未成熟土壤。★主要土壤类型地带性土壤隐地带性土壤非地带性土壤冰沼土盐土冲积土灰化土碱土粗骨土棕壤潜育土冰碛土红（黄）壤泥炭土砂丘土砖红壤红色石灰土火山灰土燥红土黑色石灰土湿草原土黑钙土栗钙土荒漠土★世界地带性土壤分布图二、主要土壤类型及其分布（一）地带性土壤1、热带森林土壤——砖红壤具有典型砖红壤化特征的土壤称为砖红壤。由于氧化铁和氧化铝大量聚积，也称为铁铝土。明显的红色基调，酸性，养分较少。主要分布于低纬度的热带雨林和热带季雨林地区。2、热带草原土壤——燥红土燥红土，又称红褐土、红色草原土、稀树草原土。发育在热带、亚热带干湿交替的气候条件下。有一定的砖红壤化作用，植被生产量远远低于热带森林，肥力低于砖红壤。大面积分布于非洲、澳洲、南美洲的热带草原和热带稀树草原区。3、亚热带森林土壤——红、黄壤发育于亚热带季风气候区与常绿阔叶林下。属弱铁铝化土壤，酸性，肥力不如棕壤。分布于亚热带的大陆东岸，如我国及美国的东南部。4、温带森林土壤

——棕壤发育于温暖湿润气候区的落叶阔叶林下，粘化作用强烈。落叶层分解较快，形成有机酸不多，不会引起灰化作用，铁铝有少量向下淋淀，弱酸性，由于有机质的染色而成棕色，肥力强，保水保肥力较强。分布于中纬度大陆的东西两岸，如西欧、我国辽东半岛和山东半岛。5、温带湿草原土壤——湿草原土是温带森林土壤与典型草原土壤的过渡类型。特点：降水量＞蒸发量。形成深厚的有机质丰富的A层，呈中性或微酸性，团粒结构发育，是肥力水平最高的土壤之一。6、温带典型草原土壤——黑钙土因其上部富含有机质黑色土层与下部浅色钙积层而得名，是典型的钙化过程所形成的土壤。特点：降水量≈蒸发量。也具有深厚的有机质表层，呈中性或微碱性，肥力也较高。7、温带干草原土壤——栗钙土因气候相对干旱，其有机质含量及分布深度均不及黑钙土。上部土层淡棕色，下部为浅色的钙积层。特点：降水量＜蒸发量。属于碱性土，碱基离子丰富，但水分缺乏。可发展灌溉耕作。8、荒漠土壤——荒漠土发育于气候极端干旱和植被极为稀疏地带。水分缺乏，化学风化微弱，土壤剖面发育差，有机质含量很低，呈碱性。分布广泛，主要分布于亚热带大陆西岸与温带大陆内部。9、寒带森林土壤

——灰化土是典型的灰化过程所形成的土壤。灰化土层属于强酸性土壤，养分缺乏，对农业利用不利。分布较广泛，在欧亚大陆北部和北美北部，东西向延伸形成连续的土壤分布带。10、苔原土壤——冰沼土是在严寒湿润气候和苔原植被下发育形成的土壤。土层浅薄（一般＜50cm），质地较粗，下面是基岩或永冻层，基本无农业利用价值。主要分布在南北极冰原的外缘地带。（二）隐地带性土壤1、水成土壤（潜育化过程主导）①潜育土：常年被水饱和，还原作用占优势，呈蓝灰色，其上部没有厚层泥炭堆积。水稻土属于潜育土范围。②泥炭土：寒冷湿润气候。属强酸性的有机土。2、盐成土壤（盐化过程主导，干旱、半干旱）①盐土：盐分不以钠盐为主，碱性。②碱土：盐分以钠盐为主，强碱性。3、钙成土（发育于石灰岩上）①黑色石灰土：草本植被，有机质较多，没有B层；②红色石灰土：多雨地区，土层较厚，有B层。（三）非地带性土壤1、冲积土：最重要的农业利用土壤；2、石质土：陡峭山地或坡积－洪积分布的山麓；3、粗骨土：缺乏植被保护的、被侵蚀的山地；4、风沙土：热带、温带的干旱、半干旱地区；5、火山灰土：零星分布于死火山口附近。三、土壤垂直地带性分布规律土壤随海拔高度增加而变化的规律，叫做土壤的垂直地带性分布规律。随着海拔增高，山地气温不断下降，气温直减率r平均为0.65℃／100