河北农业大学资源与环境学院

土壤学土壤科学系河北农业大学资源与环境学院中国保定课时安排第一章绪论（2学时）第二章土壤的地学基础（4学时）第三章土壤矿物质和土壤质地（2学时）第四章土壤有机质（3学时）第五章土壤的孔性、结构性与耕性（4学时）第六章土壤水分、空气和热量状况（4学时）第七章土壤胶体与离子的吸附交换作用（3学时）第八章土壤酸碱性与氧化还原状况（2学时）第九章土壤养分（2学时）第十章土壤分布和河北省主要土壤类型（4学时）第十一章土壤退化与土壤质量（2学时）总学时数：48（32/16）绪论2学时土壤形成4学时土壤性质20学时土壤分布及各论4学时土壤质量2学时

实验（8*2=16学时）实验地点：A座1406（2人一组名单）考核办法：平时成绩包括：课堂提问、小测验、作业以及课程论文

30%50%20%期末考试

平时成绩

实验成绩

主要参考教材：《土壤学》，林大仪主编，中国林业出版社，2002《土壤学》，黄巧云主编，中国农业出版社，2004《河北土壤》，李承绪主编，河北科学技术出版社，1990孙向阳．

2003《土壤学》中国林业出版社黄昌勇．

2000《土壤学》中国农业出版社李惠卓、张丽娟《土壤学》河北农业大学李惠卓

《土壤肥料理化分析》河北农业大学采用教材：相关期刊：土壤学报、土壤通报、土壤、土壤肥料等第一章绪论（1）牢固掌握“土壤”、“土地”、和“土壤肥力”的基本概念；（土壤圈、土壤质量?）（2）认识了解土壤的物质组成；（3）认识土壤在农林业生产中的重要性；（自然环境）（4）了解土壤科学的发展简史；（5）明确学习土壤学的目的与要求。

教学目标：土壤在农、林、草业和自然环境中的重要性土壤与土壤肥力土壤科学的发展概况学习土壤学的目的与要求内容提要在人类赖以生存的物质生活中，人类消耗的约80％以上的热量，75％以上的蛋白质和大部分的纤维都直接来源于土壤。土壤植物生产动物生产民以食为天，食以土为本！土壤是人类不可出让的赖以生存和发展的宝贵资

—马克思一、土壤在农林业和自然环境中的重要性——（一）土壤是人类农林业的生产基地

一、土壤在农林业和自然环境中的重要性——（一）土壤是人类农林业的生产基地

1、植物生长的要素植物的生活因子与土壤环境条件植物生长

土壤水体砂培水培基质太空载体设施农业（以色列）大田农业太空农业2、植物生长的载体一、土壤在农林业和自然环境中的重要性——（一）土壤是人类农林业的生产基地

（1）营养库的作用（2）养分转化和循环作用（3）雨水涵养作用（4）生物的支撑作用（5）稳定和缓冲环境变化的作用3、土壤在植物生长中的特殊作用一、土壤在农林业和自然环境中的重要性——（一）土壤是人类农林业的生产基地

林木赖以生存的基地

着生于土壤、汲取养分和水分、根系伸展（机械支持）

重要的立地条件（适地适树）土壤性质与适生树种、土壤类型与林木生长、

林业生产技术措施的基础

土壤管理措施、土壤改良、

林木施肥一、土壤在农林业和自然环境中的重要性——（一）土壤是农林草业的生产基地

土壤是林业的基本生产资料河北省林木施肥现状河北省丰产林肥料用量预测

项目2001年2005年2010年

面积（万公顷）9.913.334.7投入纯养分（万吨）0.8592.8207.356

（1.729）（2.323）（6.061）林业肥料用量（万吨）92.7145.9208.9我国丰产林用肥比重（%）0.460.541.00注：投入纯养分一项括号内数字为按推荐用肥量计算的结果速生杨推荐用肥量为N0.265公斤/株，P2O50.15公斤/株，K2O0.025公斤/株（李家康，2001）

8倍

3.5倍（二）土壤是地球表层系统自然地理环境的重要组成部分

一、土壤在农林业和自然环境中的重要性

土壤圈

大气圈生物圈岩石圈水圈土壤圈：是地球表层系统中处于四大圈交接面上最富有生命力的土壤连续体或覆盖层

大气圈

释放CO2、CH4、H2S、N2O，吸收O2

支持生物过程，重新分配生物圈

提供生物养分、土壤圈

水循环与

水圈

水分等水平衡等地球保护层地质循环

岩石圈气圈生物圈岩石圈水圈土壤圈地球生态系统陆地生态系统农业生态系统林业生态系统土壤（Soil）生命系统环境系统生态系统：在一定空间范围内各生物成分和非生物成分通过能量流动和物质循环而相互作用，相互依存所形成的一个功能单位。光、水、气、热、土二、土壤在农林业和自然环境中的重要性——（三）土壤是陆地生态系统的重要组成部分

土壤在陆地生态系统中的四大作用：（一）保持生物活性，多样性和生产性（二）对水体和溶质流动起调节作用（三）对有机、无机污染物具有过滤、缓冲、降解和解毒作用（四）具有贮存并循环生物圈及地表养分和其它元素的功能二、土壤在农林业和自然环境中的重要性——（三）土壤是陆地生态系统的重要组成部分

"刀耕火种"，烧掉大量林木，换来一点粮食，既得不偿失，而又严重破坏了生态平衡，造成水土流失的不良后果1、土壤资源的再生性与质量的可变性红壤严重流失后形成的红色沙漠人类生产、生活不可缺少的重要自然资源，为人类社会的发展创造了生存和发展的环境治之得宜地力常新水土流失，土地沙漠化，土壤盐碱化，土壤遭污染土壤肥力退化国在山河破二、土壤在农林业和自然环境中的重要性——（四）土壤是最珍贵的自然资源我国每年流失土壤超过50亿t，占世界总流失量的1/5，受危害严重的耕地约占全国1/3，相当于耕地削去10mm厚的土层，损失N，P,K养分相当于4000多万t化肥。

全国水土流失面积到达150（356）万平方公里！相当与50个台湾省！多可怕！你还睡得着吗？四川盆地山地侵蚀

2000年我国发生13次大的沙尘暴,每年经济损失高大540亿元。沙进人退背井离乡二月春风似尖刀！土壤污染

我国遭受不同程度污染的农田已达1000万hm2.粮食减产达1.3×1010kg;

我国单位耕地面积化肥用量为世界平均用量的2.9倍.

在我国北方地区,14个县市的69个点位的调查表明,37个点位的地下水ＮＯ-

3

含量已高达50ｍｇ/Ｌ。

1994年,我国农药的施用量已超过2.2×105ｔ,占世界农药总产量的十分之一。

据估计,我国受农药污染的土地已达到1.3×108ｈｍ2.并非危言耸听：土壤污染无声的定时炸弹2、土壤资源数量的有限性（1cm厚需300年）

土壤资源的破坏＝吃祖宗的饭，断子孙的路二、土壤在农林业和自然环境中的重要性——（四）土壤是最珍贵的自然资源可持续发展的条件：人口的零或负增长（中国每年净增人口>1000万）资源破坏的零或负增长（中国每年减少土地>300万亩）生态环境恶化的零或负增长（中国荒漠化速度2620km2/年）土壤的重要性

土壤的可持续利用是持续农林业的基础粮食供应压力加大！短期内不可逆转的趋势：

1、耕地减少不可逆转；

2、人口增长不可逆转；

3、消费水平的提高不可逆转；我国要跨进可持续发展的“大门”还需要：

30-50年？我们生息在土壤上，但我们总是习惯地视土壤而不见，很少真正地去认识她、去了解她、去爱护她、去保护她，这是人类文明史上一大悲剧

土壤对我们每一个人来说并不陌生，但是要对土壤有一个完整的、科学的概念，并不是一件轻而易举的事（系统了解）二、土壤与土壤肥力——（一）土壤及其物质组成

需要生产实践的感性认识

学习土壤的形成、物质组成、肥力性质以及分类、分布等多方面的理论知识和实验技能土万物自生焉则曰土――汉代郑玄地之吐生物者也。――《说文解字》

百谷草木丽乎土。――《易·彖传》土二、土壤与土壤肥力——（一）土壤及其物质组成话说土壤壤：壤柔土也，无块曰壤――《周礼》

郑玄：“以人所耕而树艺焉则曰壤”

二、土壤与土壤肥力——（一）土壤及其物质组成生态学家：土壤是地球表层系统中，生物多样性最丰富，生物地球化学的能量交换、物质循环（转化）最活跃的生命层。环境科学家：土壤是重要的环境因素，环境污染物的缓冲带和过滤器。（净化、阻留）工程专家：土壤是承受高强度压力的基地或作为工程材料的来源。农业科学工作者和广大农民：土壤是植物生长的介质1、土壤的概念土壤的经典定义：“地球陆地表面能够生产植物收获物的疏松表层”。（前苏联土壤学家威廉斯

）

二、土壤与土壤肥力——（一）土壤及其物质组成自然土壤自然植被下发育而成耕作土壤已被开垦利用，具有耕作影响人为作用的影响

的那部分土壤森林土壤：是在森林植被下发育的土壤，是供给森林植物生活物质的基质

植被类型农业土壤：林业土壤：相对农业土壤而言，是营林范围内所涉及的土壤

园林土壤：城市绿地土壤：生长园林植物绿化地块的土壤温室土壤：玻璃和塑料大棚的土壤。盆栽土壤花卉盆栽或盆景栽培时用的土壤，类型：二、土壤与土壤肥力——（一）土壤及其物质组成2、土地的概念土地是气候、地貌、岩石、土壤、植被和水文等自然要素组成的自然综合体和人类过去和现在生产劳动的产物。

用数学表示为：L（土地）=[C（气候）+G（基础地质）+T（地形）+H（水文）+S（土壤）+V（植被）+M（人类的经济活动）]土地资源：是指在一定技术条件和一定时间内，可为人类利用的土地。在一定程度上可以将土地与土地资源同等看待二、土壤与土壤肥力——（一）土壤及其物质组成3、土壤的物质组成（降水、地下水）类生物体——蕴含着巨大的生命力

土壤剖面垂直分层特性（林业土壤）土壤的生物学特性土壤的化学特性土壤的肥力特性

土壤的“记忆”特性土4、土壤的特性（了解）土壤的组成----多孔多相性二、土壤与土壤肥力——（一）土壤及其物质组成土壤是一个多孔体系。土壤是多相体系，一般可分为固、液、气三相。土壤三相物质组成示意图

土壤的组成----多孔多相性土壤剖面垂直分层特性（林业土壤）土壤的生物学特性土壤的化学特性土壤的肥力特性

土壤的“记忆”特性土4、土壤的特性土壤的组成----多孔多相性红黄壤北京：东北旺保定潮褐土土壤剖面垂直分层特性（林业土壤）土壤的生物学特性土壤的化学特性土壤的肥力特性

土壤的“记忆”特性土4、土壤的特性土壤的组成----多孔多相性土壤的“记忆”特性瞧！地中海边一层层土壤沉积层多象地球的笔记本土壤剖面垂直分层特性（林业土壤）土壤的生物学特性土壤的物理、化学特性土壤的肥力特性

土壤的“记忆”特性土4、土壤的特性土壤的组成----多孔多相性二、土壤与土壤肥力——（二）土壤肥力（概念）1、土壤的本质特性—肥力西方土壤学家：土壤供应养分的能力威廉斯认为：土壤在植物生长的全过程中，同时而又不断地供给植物以最大量的有效养分和水分的能力中国土壤：肥力是土壤基本属性和质的特征，是土壤从营养条件和环境条件方面，供应和协调作物生长的能力（中科院土壤研究所）

我国学者：土壤连续地、适时地供给并协调植物生长发育所需的水分、养分、空气、温度、扎根条件和无毒害物质的能力

四大肥力因子：水、肥、气，热

是区别于自然界其他任何物质实体的本质特征

土壤肥力是土壤物理、化学、生物性质的综合反映二、土壤与土壤肥力——（二）土壤肥力（概念）

肥力不是某种物质，尽管它需具有一定的物质基础（水、肥、气），它是多种肥力因素的性质的综合反映定量描述？肥沃土壤上生长的作物瘠薄土壤上生长的作物二、土壤与土壤肥力——（二）土壤肥力（类型）2、肥力分类

自然肥力

土壤在自然因素综合作用下发生和发展起来的肥力人工肥力

在人类生产活动影响下创造出来的肥力发生：经济效益或对作物的供应状况

有效肥力由于环境条件及土壤管理（耕作、施肥、栽培等）等技术水平的限制，只有其中的一部分在当季生产中能发挥出来而产生经济效益的那部分肥力

潜在肥力而没有直接表现出来的那部分肥力二、土壤与土壤肥力——土壤肥力土壤生产力：由土壤本身的肥力属性（基础，内因）和发挥肥力作用的外界条件（外因）所决定的。从这个意义上来看，肥力只是生产力的基础，而不是生产力的全部肥力因素基本相同的土壤，如果处在不同的环境条件下，其表现出来的生产力彼此可能相差很大土壤肥力土壤生产力

联系区别是土壤生产植物产品的能力

本质属性二、土壤与土壤肥力——（二）土壤肥力（生态相对性）3、土壤肥力的生态相对性

土壤肥力的生态相对性：

生态上不同的植物，他们所要求的土壤生态条件是不同的。某种肥沃或不肥沃的土壤只是针对某种（或某些生态要求上相同）植物而言的，而不是针对任何植物的。“适地适树”三、土壤学科发展的简要回顾19世纪土壤学科的诞生农业化学土壤学派:(德)李比希(1803-1873)农业地质土壤学派:(德)法鲁、拉曼等(19世纪后半叶)土壤发生学派:(俄)道库恰耶夫(1846-1902)

威廉斯：统一形成学说一门独立的学科--土壤学科的诞生1、世界土壤学科发展的简要回顾20世纪土壤学科的迅速发展土壤学科发展的驱动力前60年:作物生产---独轮驱动60年代后:作物生产和环境质量保护---双轮驱动1、世界土壤学科发展的简要回顾20世纪土壤学科的迅速发展世界土壤学科的大融合--国际土壤学会ISSS(1924,罗马)20世纪土壤学科的迅速发展20世纪土壤学科的新观点土壤圈:(英)Matson(1938),(美)Arnold(1990)土壤水能量理论与运动方程的建立:(美)Buckingham(1907),Richards(1930s)土壤生态系统:(美)Jenny(1940-1960)土壤质量综合调控理论

(美)SSSA(1990s)20世纪土壤学科的迅速发展19世纪土壤学化学地学生物学欧洲20世纪土壤学化学地学生物学物理学数学生态学系统科学美国2、我国土壤学的发展概况古代：《周礼》、《禹贡》、《管子》地员篇、《吕氏春秋》任地篇、《齐民要术》、《农桑辑要》、《农政全书》等三、土壤学科发展的简要回顾近代：20世纪20年代开始，1930-1939，《中国土壤概要》(1942)

1958、1978两次全国土壤普查，基本摸清了我国的土壤资源特性和数量。现代：20世纪70年代后期，改革开放以来：

由于国际间学术交流增多，国外一些先进的土壤研究成果与技术传入我国，土壤学科的基础学科水平得以全面迅速提高

我国土壤学科在我国科学研究中的地位得到了巩固和确认。我国多目标区域地球化学调查评价第四纪地质调查农业地质调查矿产资源调查环境地球化学调查土地质量评价土壤地球化学调查

52种元素100平方公里国土（地矿部）长江：Cd、Pd等黄河：I、F、NO2

-

、As土壤酸化重金属活性增强、富集严重四、学习土壤学的目的（一）土壤学的概念和任务土壤学就是研究土壤性状、土壤发生、土壤分类和分布的科学，并且也是研究土壤调查、利用和改良的科学。1、土壤学的概念四、学习土壤学的目的

研究土壤肥力发生演变的规律，在此基础上因土制宜地采取提高土壤肥力的有效措施，为培育高产、稳产土壤以及改良低产土壤提供科学依据。（主要）

研究土壤的各种物理、化学和生物学属性，了解各种属性与植物生长发育和各种人为生产措施的关系，采取各种具体措施，为各种植物创造一个丰产优质的土壤条件，最终使有限的土壤资源永远成为人类用之不竭的生产资料和财富。（次要）2、土壤学的任务（一）土壤学的概念和任务土