土壤学-第一章第二节

第一章

第2节

土壤的组成ANHUIAGRICULTURALUNIVERSITY工学院17农机教研室民以食为天,食以土为本,健康土壤带来健康生活；认识土壤属性,发挥土壤功能,保障生态安全什么是土壤？？？目录一、土壤矿物质1.土壤矿物质的种类与化学组成2.土壤的机械组成二、土壤有机质1.土壤有机质的组成2.土壤有机质的转化3.土壤有机质的转化条件4.土壤有机质的作用三、土壤空气与土壤溶液1.土壤的空气的组成及其特点2.土壤溶液

土壤的组成土壤矿物质土壤有机质土壤空气与土壤溶液土壤的基本组成

土壤固体土壤（约占土壤总容积的50%）粒间孔隙（约占土壤总容积的50%）矿物质—来自岩石的风化，包括原生矿物和次生矿物，约占固体重量的95%以上。有机质—动物残体及其转化产物，约占固体重量的5%以下。土壤空气—一部分由地上大气层进入，主要为O2

、N2

等，另一部分由土壤内部产生，主要为CO2、水汽等。土壤水分—主要由地上进入土中，其中含有溶质，包括离子、分子、胶体颗粒等，实际上是浓度不同的溶液（土壤溶液）。原生矿物:起源于岩浆岩，存在于岩浆岩中的矿物。次生矿物:原生矿物经过风化作用，其组成和性质发生改变而形成的新矿物。一、土壤矿物质1.土壤矿物质的种类与组成2.土壤的机械组成土壤颗粒的分级2.土壤质地土壤机械组成:自然界的任何土壤，都是由许多大小不同的土粒，以不同的比例组合而成的，这种不同粒级组合的相对比例或质量百分数，称作土壤机械组成。土粒分级:一般将土粒分为石砾、砂粒、粉粒和黏粒四大基本粒级，然后进行细分。土壤质地:根据不同机械组成所产生的特性而划分的土壤类别。一般将土壤质地分为砂土、壤土和黏土。3.不同质地土壤的生产特性（1）砂质土（热性土）:a粒间孔隙大，毛管作用弱，通气透水性强，内部排水通畅，不易积聚还原性有害物质，有机质分解快，易释放有效养分；b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；c含水量低，热容量较小，易增温也易降温；d松散易耕，缺少有机质的砂土泡水后容易沉淀、板结、闭气。“发小苗，不发老苗。”（2）黏质土（冷性土）:a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；b黏土一般含养分较丰富，特别是钾、钙、镁等含量较多，保肥力强；c含水量多、热容量较大，升温慢降温也慢；d粘土干时紧实坚硬，湿时泥烂，耕作费力，宜耕期短。“发老苗，不发小苗。”3.不同质地土壤的生产特性(3)壤质土:这类土壤由于砂粘适中，兼有砂土类、粘土类的优点，消除了砂土类和粘土类的缺点，是农业生产上质地比较理想的土壤。“既发小苗，又发老苗。”3.不同质地土壤的生产特性4.土壤质地层次质地层次的排列直接影响土壤中水分的运行和调节,影响土壤气、热状况的变化以及土壤的保肥供肥性能。以下几种情况上松下紧型（砂盖黏型）上紧下松型（黏盖砂型）夹层型松散型和紧实型5.土壤质地的改良措施（1）掺砂掺粘、客土调剂；（2）引洪放淤、引洪漫砂；（3）翻淤压砂、翻砂压淤；（4）增施有机肥料；（5）根据不同质地采用不同的耕作管理措施。二、土壤有机质

落红不是无情物,化作春泥更护花基本概念:广义地讲，土壤有机质包括各种形态的动植物残体、微生物分解和合成的有机化合物。狭义的土壤有机质一般是指有机残体经微生物作用后，形成的一类特殊的、复杂的、性质比较稳定的高分子有机化合物，即腐殖质。为了区别，常称前者为土壤有机物质，后者为土壤有机质；土壤有机质可分为各种形态的动、植物残体和腐殖质两类。腐殖质是土壤有机质的主体，其结构复杂，分子量高，呈黑褐色胶体状。1.土壤有机质的转化土壤有机质的转化可分为矿质化和腐殖化两个过程。1）土壤有机质的矿化过程土壤有机质在土壤微生物及其酶的作用下，分解成二氧化碳和水，并释放出其中的矿质养分的过程。R—（C，4H，养分+2O2CO2+2H2O+能量+养分

酶氧化二、土壤有机质2）土壤有机质的腐殖化过程

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。二、土壤有机质土壤有机质的矿质化和腐殖化过程是两个相互对立而又相互联系的过程,也是土壤形成中最重要的过程。有意识地、合理地控制和调节土壤有机质的矿质化与腐殖化过程,可以保证养分的不断积累和持续供应,有利于改善土壤的理化性状,提高土壤肥力。二、土壤有机质3.土壤有机质的转化条件1）植物有机质的C/N比25:12）土壤环境条件土壤通气状况通气良好时，分解迅速而彻底，不利于腐殖质的积累，易造成养分的流失。嫌气分解时，分解慢不彻底，常形成许多中间产物和还原产物。

土壤水热状况一般最适宜微生物活动的土壤湿度为田间持水量的60%-80%，土壤温度为25-35度。土壤有酸碱反应、气候条件、耕作、灌溉等措施二、土壤有机质4.土壤有机质的作用1)提供植物需要的养分2)改善土壤的肥力特性（物理化学性质）3）有机质在生态环境上的作用土壤腐殖质是构成土壤肥力最重要的物质基础。二、土壤有机质5.增加土壤有机质是培肥土壤的重要环节土壤有机质的调节1)大量施用有机肥料2)种植绿肥3)秸秆还田二、土壤有机质土壤空气是土壤的重要组成部分,也是土壤肥力因素之一。土壤空气主要是由大气进入土壤中的气体和土壤内生物化学过程中产生的气体所组成的。

土壤空气不同于大气,其组成特点:土壤空气是不连续的,而是存在于被土粒隔开的孔隙当中。因此,土壤不同部位的空气组成不完全一样,局部土穴中,气体的反应会明显改变土壤空气的组成。其次,土壤空气中O2的含量低于大气,的含量则比大气中的含量高十倍至几十倍,且表现有明显的季节性和依赖于土壤中的有机质含量与土壤孔隙度。第三,土壤空气中的水汽含量高于大气,经常为水汽所饱和,在通气不良情况下,还会出现少量不利于作物生长的还原性气体,如H2S,CH4,H2等。三、土壤空气与土壤溶液1.土壤空气的组成及其特点土壤空气与大气组成的比较土壤中空气的组成和数量不是均匀分布的,常因土壤特性、气候条件,农业技术措施等不同而变化。CO2含量通常随土层深度增加。因土壤表层比较疏松,土壤空气容易与大气交换而进入较多的新鲜氧气,使土壤空气得到更新并接近大气成分。较下层的土壤由于根系及微生物的呼吸和有机质的分解等,消耗大量O2,放出的CO2不能及时更新,气体交换困难,CO2含量增高,土壤空气浊化,不利植物生长。另外,降雨与灌水对土壤中的CO2含量也有明显影响。因此,生产上应采取合理耕作、灌排等措施,以调节、控制土壤空气的组成、数量及其动态变化过程。土壤溶液是土壤水分及其所含溶质的总称。

它和土壤空气共存于土壤颗粒之间的孔隙中,是土壤中最活跃的组成部分。

土壤溶液中含有各种无机物(如K+,Na+,Ca2+,Mg2+,NH4+的盐类),有机物(如水溶性蛋白质、氨基酸、糖类等)及胶体物质(如铁、铝氢氧化物和硅酸等)。在沼泽土和盐碱土的土壤溶液中则分别经常含有过多的对作物有害的铁、锰化合物及氯化物、硫酸盐及碳酸盐等。

土壤溶液的组成与浓度常受外界条件的影响。如土壤含水量低时,土壤溶液浓度变大;土壤温度或酸碱反应不同时,会影响土壤中各种物质的溶解度与生物活动状况,从而间接影响土壤溶液的组成和浓度。

另外,土壤溶液组成与养分的有效度也密切有关。尽管土壤溶液的组成复杂,变化大,但其浓度仍然很低,一般仅为200~1000mg/kg,

很少超过1g/kg,渗透压往往低于0.1MPa,是一种稀薄的不饱和溶液,所以通常也叫做土壤水。

三、土壤空气与土壤溶液2.土壤溶液土壤胶体的构造

扩散层

内离子层胶核外部溶液土壤胶体构造示意图思考题简述我国常用的土粒分级和质地分类标准。简述土壤有机质转化的途径及其影响条件。何谓有机质的碳氮化（C/N）？土壤微生物所要求的C/N一般是多少？大于或小于此值时各有何影响?土壤有机质在土壤肥力和植物营养中有哪些作用？简述沙土类、壤土类及粘土类的主要肥力特征。土壤空气组成与大气组成有何区别？灌排措施对空气的组成有何影响？我国（1978）拟定的土壤质地分类是按沙粒、粉粒和粘粒的质量分数划分出砂土、壤土和粘土三类11级的。对石砾含量较高的土壤制定了石砾性土壤质地分类标准。根据石砾含量,当其小于1%时为无砾质（质地名称前不冠名）,1%-10%时为少砾质,大于10%为多砾质。第一题第二题影响因素:①植物残体的特性；②土壤水分；③土壤温度；④土壤酸碱反应⑤通气状况第三题土壤有机质的转化和分解的主要动力是微生物的活动和生理作用。一般来说,微生物组成自身的细胞需要吸收1份氮和5份碳,同时还需要20份碳作为生命活动的能源,换句话说就是这时微生物需要的有机质的C/N比约为25/1.如果C/N大于此值时,有机质的大部分被微生物本身所吸收,有机质就没有相应的转化。豆科植物的根有根瘤,存在固氮细菌,可以增加氮的含量,从某个方面说也是把把C/N变小,增快微生物的分解有机质。第四题土壤有机质是土壤中最活跃的部分，是土壤肥力的基础，是衡量土壤肥力的重要指标之一。1、为植物提供营养2、促进植物对其它营养元素的吸收3、促进植物生长发育4、改善土壤物理性质5、为土壤生物提供能量6.活化磷、钾等营养元素土壤有机质含量多的土壤,其土壤肥力水平较高,不仅能为作物生长提供丰富的营养,而且土壤保水保肥能力强,能减少养分的流失,节约化肥用量,提高肥料利用率。有机质含量较少的土壤,情况则相反。因此,施肥方面一定要增施有机肥料,提高土壤有机质含量,这样才能充分发挥大量元素的效益,实现肥土提质增效。第五题砂土、壤土和粘土是根据土壤质地而划分的。一般来讲砂土的砂粒含量超过50％,粘粒含量小于30％。因此,其土壤颗粒间孔隙大,小孔隙少,毛细管作用弱,保水性差。但砂土通透性良好,不耐旱,土壤微生物以好气性的占优势。由于其质地疏松,故耕作方便。砂土的有机质分解快、积累少,养分易淋失,致使各种养分都较贫乏。砂土中施肥见效快,作物早生快发,但无后劲,往往造成后期缺肥早衰,结实率低,籽粒不饱满。这类土壤既不保肥,也不耐肥。若一次施肥过多,不但会造成流失浪费,还会造成作物一时疯长。因此,在施肥上要注意少量多施,要多施有机肥和泥肥。粘土的特性正好和砂土相反。它的质地粘重,耕性差,土粒之间缺少大孔隙,因而通气透水性差,既不耐旱,也不耐涝,但其保水保肥力强,耐肥,养分不易淋失,养分含量较砂土丰富,有机质分解慢,腐植质易积累。这种土水多气少,土温变化小,土性偏冷,好气性分解不旺盛,养分分解转化慢,施肥后见效迟,肥料有后劲,不发小苗发老苗,若施肥过量会造成作物