绪论
第一节 土壤在农林生产中的重要意义
一、土壤是农林生产的基本生产资料
二、土壤是人类赖以生存而进行生产的自然资源 三、土壤问题是农业可持续发展的核心问题
一、土壤是农林生产的基本生产资料
1．农林生产的植物产品，是人类和动物赖以生存的物质和能量的最根本的源泉。2．陆生植物以土壤为生产基地。3．植物生长主要依靠土壤供给各种矿物质。4．土壤生产出的各种物质，二、土壤是人类赖以生存而进行生产的自然资源土壤资源具有再生能力农林生产根据物质和能量的转化可划分为三个环节，这三个环节都和土壤有密切的关系。第一个环节就是种植业。第二个环节就是养殖业或称动物生产。第三环节是经营和管理。三、土壤问题是农业可持续发展的核心问题1. 1992联合国环境与发展大会通过了的可持续发展战略。展方向。
2. 农业的可持续发展，合理利用土壤资源是农业可持续发展的关键。3. 农业可持续发展的核心能达到的增产、增收幅度。4. 现有土壤存在地利用不充分、土壤退化严重：水土流失、土壤盐渍化、沙化、受污染等。一、土壤科学的三大学派18世纪以后，随着自然科学的进一步发展，土壤学在发展进程中先后出现了三大学派：a. 农业化学派b. 农业地质学派c. 土壤发生学派龄（时间）二、土壤分类1、现在我国用的是中国土壤分类，包括
不仅是人类生存的生活资料，,善于用养结合
183个国家和地区以及《21为解决人口、资源与环境受许多自然因素和社会因素及它们之间相互作用的影响，在于有无后备土壤资源，
质量方面的问题：第二节 李碧希 法鲁 道库恰耶夫5种自然因素
,使土壤肥力得以保持与提高 70个国际组织参加的在巴西里约热内卢召开的，联合国要求各国以它为指导原则，日益尖锐的矛盾，
中低产田与旱地所占比例大、
矿质营养学说 土壤改良、耕作和施肥等主张 土壤是母质（岩）土壤分类系统和土壤系统分类1
,土壤资源就可永续使用。抗涝抗旱能力差、
而且也是养殖业的物质基础。
年有世纪议程》制定本国国际上提出可持续农业的发其中以及各类耕地在现代耕作水平下所耕
土壤科学的发展简史
、生物、气候、地形和成土年
等。
2、土壤肥力可分为自然肥力和人为肥力。
第三节 土壤圈
土壤圈（Pedospher）：土壤以不完全连续的状态存在于陆地的表面，被称为土壤圈。 土壤圈是从大气圈、水圈、岩石圈和生物圈的关系来研究土壤。
第四节 土壤学的一些基本概念1、土壤的概念
① 不同学科的专家从不同角度给予不同的解释，也就是出发点不同，定义也不同。② 岩石风化的地质学观点认为：土壤是破碎了的陈旧的岩石。③ 从数学的角度出发，认为：土壤④ 从生态学的角度出发，认为土壤是陆地植物生长的自然介质。⑤ 从物质——能量的角度来认识土壤，通过植物转化的外在表现，凡是具有这种物质和能量生物转化形式的地表物质，⑥ 在农林方面应用较多的，是从生物经济学的角度出发。土壤：土壤是地球陆地上能够生产植物收获物的疏松表层。俄国土壤学家威廉斯提出。（1）、农业土壤：由农业部门经营范畴的性质所决定的。（2）、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。相对草原植被、荒漠植被下发育的土壤而言的。他的三个特有的成土因素：森林凋落物，林木根系，依赖现有森林生存的特有生物。使得森林土壤有农业土壤、草原土壤有区别。（3）、林业土壤：相对农业土壤的概念而言，是由林业部门经营范畴的性质所决定的，凡是属于营林范围内所涉及的土壤，壤。
2.土壤肥力(soil fertility)：土壤为植物生长供应和协调营养条件和环境条件的能力包括水、肥、气、热四个要素。
土壤肥力是土壤的本质特性。律性，它的高低和演变决定于自然条件和人类的经济活动。土壤肥力生态相对性: 某种肥沃或不肥沃的土壤相同的植物而言的,而不是对任何植物而言
=岩石+外界环境（风吹，日晒，雨打等）认为土壤能生长植物，是土壤内在物质和能量
均称为林业土壤。包括有林地区和无林地区的土
,只是针对某种或某些生态上要求上,这就是土壤肥力生态相对性2
.
。 就称为土壤。
.但肥力不是固定不变的，它的发生发展有它自己的规3.自然肥力和经济肥力： 自然肥力：是自然土壤形成过程中产生和发展起来的，也就是未经人为影响的土壤所具有的肥力。
经济肥力：又称人为肥力，是在自然肥力的基础上通过人为措施的影响，如翻耕、施肥、灌溉和排水等措施，形成的土壤肥力。
土地:一定范围地形的受海洋包围的陆地.
1976年联合国粮农组织提出,土地是由影响土地利用潜力的自然环境所组成,包括气候、地形、土壤、水文和植被等，它还包括人类过去和现在活动的结果。
第五节 土壤学的未来发展任务
注意土壤质量(soil quality)和土壤健康1土壤质量：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。(Doran&Parkin,1994)
2土壤健康：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、气质量及支撑人类健康与生活的能力。我国农业金字塔基础研究项目已启动，将编撰土壤图籍，构建数字土壤。参考书：
《中国土壤》熊毅、李庆逵主编，科学出版社，《土壤学》（上册），北京林业大学主编，中国林业出版社，《土壤学》罗汝英主编，中国林业出版社，《土壤学》黄昌勇主编，中国农业出版社，复习思考题：
一、名词解释：土壤：土壤肥力：土壤肥力的生态相对性：森林土壤：土壤圈：二、土壤与土地有什么区别？
三、怎样才能充分利用土壤的肥力？ 四、土壤具有哪些特征？
第一章第一节主要成土矿物一、基本概念
1.矿物：是地壳中的化学元素在各种地质作用下形成的自然产物，矿物可以是单一元素组成的，也可以是几种元素组成的化合物。2.结晶质、非结晶质
2.1结晶质：组成矿物的内部质点（离子、原子、分子）有规律地排列成空间格子状构造的固体物质。
结晶质矿物因内部质点有规律的排列，何外形的晶体。
2.2 非结晶质：其内部质点的排列没有规则，因而不具有一定的几何外形，又叫无定形矿物，如蛋白石，水铝英石等。
3.原生矿物、次生矿物
(soil health)：
(美国土壤学会，1995)
1987; 1992; 2000。
3
1979; 地学基础
而具有一定的形态和物理性质，可以形成一定几3.1 原生矿物original mineral（内生矿物）：内力作用形成的.是由地下深处高温高压条件下的岩浆(含有各种元素的硅酸盐熔融体),在沿着地壳裂缝上升过程中随着温度压力的降低、冷却、凝固、结晶而成的各种矿物。
如：橄榄石、辉石、角闪石、黑云母、白云母、长石、石英等，它们是内生成矿的最主要部分。
3.2次生矿物secondary mineral（外生矿物）：外力作用形成的，是由暴露在地表的早期形成的矿物，在地表常温常压条件下，受到各种外力地质作用如风化作用、沉积作用，所形成的一类矿物。
如：各种粘土矿物、铁铝的氢氧化物，石膏和碳酸盐矿物等。
4.类质同象、同质异象
4.1类质同象( isomorphism )：矿物晶体在形成的过程中，晶体中某些质点离子团)被性质相似的质点置换而晶体构造保持不变的现象，称为类质同象或同晶置换。4.2同质异象ismer：成分相同的物质，在不同的环境下，主要是生成时的温度、压力、溶液的酸碱度等，形成构造和性质完全不同的矿物的现象，称为同质异象。墨。
二、矿物的物理性质
每一种矿物都有一定的物理性质，不同的矿物，由于成分、构造不同，相异，因此，矿物的物理性质是鉴定矿物的重要依据。矿物的物理性质是多方面的，其中最有鉴定意义的有：口、硬度、密度(比重)等。
另外还有其它一些特性：透明度、弹性、发光性、磁性、脆性、挠性这些特性是某些矿物所特有，在鉴定矿物上不具有普遍性。矿物硬度分级：摩氏硬度表
硬度等级 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 代表矿物 滑 石 方 萤 磷 正 解 灰 长 石 膏 石 石 石 石 摩氏硬度表仅是硬度的一种等级，它只是表明硬度的相对大小，能认为金刚石的硬度为滑石的10倍。
常见的造岩矿物
1、石英( quartz ) SiO2
颜色种类多，常见颜色为乳白色，硬度7，水 晶
水晶的英文名称为Rockcrystal，别名晶石、水晶石。古代希腊人称水晶为Krystallos，意思是“洁白的冰”
水晶是结晶完好的透明石英晶体，是石英庞大当含有某些金属元素等杂质时，可呈现出紫色、蔷薇色、金黄色、黑色或褐色等。人们根据水晶颜色的不同，起了许多不同的名字：紫晶、黄晶、蔷薇水晶、烟水晶、茶晶、墨晶等。水晶中，紫晶最为珍贵，其次是黄晶、烟晶。2、正长石 ( orthoclase ) KAlSi3O8
钾长石，肉红色，晶体为短柱状，常具有卡斯巴双晶或穿插双晶，为土壤提供钾
4
黄 刚英 玉 玉 “家族”中的一员。(原子、离子、
如：金刚石和石其物理性质自然等。 金 刚 石
不表示其绝对值的高低，不纯石英不含养分；水晶通常呈无色透明状，硬度6。易化学分解，颜色、条痕、光泽、解理、断石 贝壳状断口，具脂肪光泽， 3、斜长石 ( plagioclase ) CaAl2Si2O8、NaAlSi3O8
板状或粒状，灰白色，硬度6.5左右，具聚片双晶（细而长的双晶纹）。较易分解，为土壤提供钙。
4、白云母 ( muscovite ) KH2Al3Si3O12
无色，片状，具弹性，硬度2～3，极完全解理。易发生物理崩解，很发生化学分解，为土壤提供钾
5、黑云母(biotite)K(Mg.Fe)3[AlSiO10][(OH)2,F]2
黑色，片状，具弹性，硬度2～3，极完全解理。土壤提供钾、铁、镁等养分。 6、角闪石(amphibole)Ca (Mg.Fe)3Si4O12
黑绿色，长柱状或近似细长条状，硬度5～6，玻璃光泽；易风化，为土壤提供钙、铁、镁等养分。
7、辉石(pyroxenes)Ca (Mg.Fe)Si2O8
绿黑色，短柱状或近似粒状，硬度5～6，玻璃光泽；易风化，为土壤提供钙、铁、镁等养分。
8、橄榄石(olivines)(Mg.Fe)2SiO4
橄榄绿色，立方形晶粒，断口常为贝壳状，硬度6.5～7。富含铁，易分解，为土壤提供铁、镁等养分。
9、磷灰石(apatite)Ca(Fe,Cl)(PO4)3
晶体呈六方柱状,常为粒状、致密或块状或土状。颜色灰白、黄、绿、黄褐色等。玻璃光泽、断口参差状，硬度5，比重中等（3.2左右）解理不完全，不易风化，难溶于水。次生矿物
10、高岭石(kaolinite)Al4Si4O10 [(OH)8或H2Al2Si2O8 .H2O
致密细粒状、土状集合体，白色或浅红色，硬度1，比重2.6，具粗糙性，加水有可塑性。11、方解石(calcite)CaCO3
晶体菱形，乳白色，完全解理（锤击成菱形碎块得名方解石）无色透明者称冰洲石。
白云石（CaCO3﹒MgCO3 ）
结晶形状和解理同方解石，晶面和解理面弯曲（方解石为平直）盐酸冒泡但很微弱
12、磁铁矿(magnetite)Fe3O4
致密状、块状集合体,铁黑色,条痕黑色,半金属光泽，硬度5.513、赤铁矿(hematite)Fe2O3
常呈鲕状、肾状，颜色为赤红色，条痕为樱红色；半金属光泽，无解理，无磁性。14、褐铁矿(brown ocher)Fe2O3.nH2O
常呈肾状、土块状，颜色呈褐色至黑色，条痕比较固定为黄褐色，半金属光泽到土状光泽15、石膏（CaSO4﹒2H2O）
晶体为纤维状、板状等，白色，硬度2，完全解理。 16、蛇纹石（H4Mg3Si2O9）
绿色并具有数种颜色条纹，磨光后似蛇皮，由橄榄石变化而成。
复习思考题：
一、名词解释：矿物；原生矿物；次生矿物；结晶质；非结晶质二、常用鉴定矿物的物理性质有哪些？
三、原生矿物中的暗色矿物和浅色矿物的主要区别是什么？
第二节岩石
5
3，与盐酸强烈冒泡。，硬度3.5-4，其粉末遇6.0，无解理，具磁性。 硬度～ 岩石：自然界中矿物都是以一定的规律,由一种或多种组成的集合体,称为岩石。 岩石：由一种矿物组成的，为单质岩；由二种或二种以上组成的为复成岩。 岩石按不同的成因可分为三类：岩浆岩、沉积岩、变质岩 这三类岩石在地表的分布面积：
① 沉积岩最广达75%以上；
② 若以地表以下16km范围以内，按重量计岩浆岩最多达95%， ③ 变质岩分别包括在两种岩石内。
土壤是由岩石经过风化作用和成土作用而形成的，因母岩及其矿物成分、结构、构造和风化特点都与土壤的理化性质等有直接关系，因此，必须对岩石进行研究。
一、岩浆岩magmatite
1、岩浆：是一种处在地下深处的，富含挥发性物质的硅酸盐熔融体，具有很高的温度，1000-1200℃ ，很大的压力，几千个大气压。
（一）岩浆的活动：
1、喷出活动：岩浆冲破地壳直接溢出或喷出地表的作用称为喷出活动或火山作用。 2、侵入活动：岩浆由地表深处上升，在地壳的不同部位凝固成岩石。 （1）深成 （2）浅成
（二）岩浆岩的概念：
岩浆岩：地球内部呈熔融状态的岩浆喷出地表面或上升到接近地表的不同深度的地壳中，冷却、固化后形成的岩石，称为岩浆岩。
（三） 岩浆岩的物质组成
1、岩浆岩的化学成分
几乎包括地壳中的所有化学元素，其中最主要的有：O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、Ti、H
主要以氧化物形式存在：Si2O、 Al2O3 、CaO、Na2O、K2O、 FeO、 Fe2O3、MgO、TiO2、H2O
2、 岩浆岩按化学成分分类
3、岩浆岩的矿物成分：
3.1 主要矿物：是指岩石中含量很多的矿物，它对岩石的分类命名起决定作用。如花岗岩中
的正长石和石英。缺一不能称为花岗岩。
3.2 次要矿物：是指岩石中含量较少的矿物，它们存在与否并不影响岩石所属大类的名称，
但可以作为进一步划分岩石种属的依据。 3.3 副矿物：在岩石中含量极少，（常〈 1% ），用肉眼看不见，它对岩石的分类和命名不
6
起作用。如：磷灰石。
4、岩浆岩造岩矿物的结晶顺序 鲍文反应系列：
深色矿物 温 浅色矿物 岩石种类
橄榄石 度 超基性岩
辉石 下 基性斜长石 基性岩
角闪石
黑云母
（四） 岩浆岩的结构和构造1、岩浆岩结构系。
1.1 根据结晶程度分为：全晶质、半晶质、玻璃质根据矿物颗粒的1.2 根据矿物颗粒的（1）（2）2、岩浆岩构造征。
2.1块状构造：岩石中矿物呈无定向排列，一般分布较均一，形成不规整的块状体。如：花岗岩。
2.2流纹状构造：岩浆流动时，一面流动，一面冷却，使岩石中的矿物质定向排列或呈带状分布，因此在岩石中矿物似流水一样的呈流纹。如流纹岩。2.3气孔状构造：岩浆中含有气体，当岩浆喷出地表冷却时，其中气体来不及全部逸出，致使岩石产生很多空间或气孔。气孔状构造是喷出岩所具有的特征。 2.4杏仁状构造：当气孔被其它矿物填充，形成杏仁状的外观。（五）主要的岩浆岩1.超基性岩：橄榄岩、辉岩2.基性岩：辉长岩、辉长辉绿岩、玄武岩3.中性岩：（1）闪长岩（2）正长岩4.酸性岩：花岗岩、花岗斑岩、石英斑岩、流纹岩二、沉积岩
降 中性斜长石 酸性斜长石 正长石 白云母 石英
：是指岩石中所含矿物的结晶程度、颗粒大小和形状，以及矿物间的结合关相对大小分为：等粒状、斑状绝对大小分为：
：粗粒结构（〉5mm）、中粒结构（：岩石中矿物质颗粒均不能识别其成分：是指岩石中各组成部分的矿物的排列方式和填充方式所赋予岩石的外貌特
-安山岩：闪长岩、闪长玢岩、安山岩-粗面岩：正长岩、正长斑岩、粗面岩sedimentary rock
7
中性岩 酸性岩 5-2mm）、细粒结构（
2-0.2mm
显晶质结构） 隐晶质结构
沉积岩是各种地质作用的沉积物在地表和地下不太深的地方，在常温常压下经过压紧、硬结形成的岩石。
（一）沉积岩的形成过程
（1）压固作用：在沉积区域里，随着沉积物的堆积，逐渐形成了巨厚的沉积层，这时由于
上部负荷增加而产生的压力，就使下部沉积物的体积受到压缩，孔隙度降低，密度增大，水分减少，增大颗粒之间的附着力，从而使沉积物逐渐固结变硬。主要形成粘土岩。 （2）胶结作用：在碎屑物质沉积的同时或生成之后，水解质中的真溶液物质或胶体物质也
可发生沉积，形成泥质、钙质、铁质、硅质等沉积物。这些具有粘结性的物质充填在沉积物的空隙中,能够将松散的碎屑物质胶结一起形成岩石。砾岩、砂岩。
（3）重结晶作用：沉积物的矿物在温度、压力增加的情况下，借局部溶解或固体扩散等作
用，使物质质点发生重排列组合，颗粒得到增大的现象，化学岩。
（二）沉积岩的矿物组成及其颜色
1、沉积岩的矿物组成：浅色矿物、难风化矿物、次生矿物 2、沉积岩的颜色：主要取决于生成时的矿物的颜色，以浅色为主（三）沉积岩结构和构造：
1、沉积岩结构：岩石的质点大小、形状及胶结物的数量、所形成的特征称为结构。 A.碎屑结构：依碎屑颗粒形状分为：砾状、角砾状、粒状依碎屑颗粒直径大小分为：砾状（>2mm）细砂0.25-0.1mm）、粉砂0.1-0.01mm
B.泥质结构：由<0.01mm的细小粘土质点所形成的结构，外观是一种致密均匀的泥质状态。
C.化学结构：是由纯化学成因所形成的结构，其中有结晶粒状结构、鲕状及豆状结构。 D.生物结构：全部或大部由生物遗体或其碎片组成的结构，贝壳、珊瑚2、沉积岩构造
沉积岩构造：是指沉积岩中各个组成部分空间分布和排列方式，即沉积岩的外貌特征。（1）层理构造:沉积岩中的物质成分、结构、颜色上沿着垂直方向上发生变化，显示成层现象，叫层理构造。层与层之间的接触面称为层面。层理根据形态可分为水平层理、层理、交错层理。
（2）层面构造：是各种地质作用于在沉积岩层面上保留下来的痕迹，主要的层面构造有波痕、泥裂、雨痕、足痕，生物化石及结核等。（四）常见沉积岩：砾岩、砂岩、泥岩、页岩、石灰岩，白云岩。三、 变质岩metamorphic
（一）沉积岩的形成过程
地壳中已有的三大岩类在地壳运动或后来的岩浆活动的影响下，反应剂的作用，使原来岩石的结构、构造，甚至化学成分都发生剧烈的变化，这些促使岩石发生变化的作用称为变质作用，由变质作用形成的岩石叫变质岩。变质岩是在内力作用下形成的。由于变质因素和变质方式不同，变质作用可分为：（1）接触变质作用：在岩浆活动侵入围岩时，围岩受到岩浆高温以及所含热液或气体影响而发生变质，称为接触变质。可分为：热接触变质作用和接触（2）动力变质作用：这主要是由构造运动引起的定向压力又称应力或侧压力的作用，而促使岩石发生变质。
（3）区域变质作用：是在温度、静压力、定向压力（应力）和化学活动性流体的影响下，
8
2-0.5mm
受到高温、 交代变质作用。 0.5-0.25mm、 斜交高压和化学
称之。主要形成化学岩和生物
、砂粒状（粗砂、中砂
形成新的岩石，引起大面积的岩石发生变质的作用。变质时由于温度高，岩石都有发生重结晶作用。
（二）变质岩的结构和构造
变质岩的结构：
变晶结构：凡是岩石在变质过程中，经过重结晶作用所形成的结构，均属变晶结构，变质岩几乎都有结晶结构，因此，变南岩结构和岩浆岩相似，但其成因不同，为了区别，在变质岩的结构名词前特加上变晶二字。如：隐晶变晶结构、显晶变晶结构、等粒变晶结构和斑状变晶结构等。
变余结构：有些岩石经过变质以后，只有一部分组成物质发生变化，还保留一部分原来岩石的结构特征，称为变余结构。
（三）变质岩构造及常见变质岩
变质岩构造：变质岩中矿物的排列和分布所反映的岩石外貌特征。定向排列是变质岩的最大特点，也是大部分变质岩命名的根据。常见的有：
1.板状构造：是变质最浅的一种构造，岩石外观呈平整的板状，沿板面方向容易劈开，所以又称板状劈理，劈开面上光泽微弱，矿物颗粒细小、称为板岩。
2.千枚岩构造：岩石呈薄片状，薄片上具有丝绢光泽，系隐晶质片状或柱状矿物具定向排列所致。矿物颗粒细小，肉眼难以辩认，断面呈参差不齐的皱纹状，千枚岩。
3.片状构造：是变质岩中最典型的构造，受力后平行排列而成，沿片理面光泽很强。片岩。
4.片麻状构造：矿物结晶颗粒较粗大，同时粒状矿物较多，其中粒状矿物（浅色矿物主要是长石、石英）和片状或柱状矿物（深色矿物质如黑云母、角闪石）大致相间成带状平行排列，形成不同颜色、不同宽窄的条带，沿平行面难劈开，劈开面不整齐。如花岗片麻岩。5.块状构造：岩石中的矿物成分都没有定向排列，相同均一的，故形成不规整的块体，如石英岩、大理石。（一）板岩
板岩为由粘土（如页岩）、粉砂质或中酸性凝灰岩经区域变质而成的浅变质岩。这种岩石变化不大，矿物大部分保存着原来的沉积岩的泥质成分，还没有明显重结晶，矿物颗粒极为细小，肉眼难以辨认，只在板理破裂面上可见绢云母或绿泥石的鳞片。颜色随所含成分不同而变化，有灰、灰绿色。如含碳质则呈黑色，如含铁质则呈红色或黄色。可根据颜色进一步划分命名，也可根据所含杂质命名，如灰质板岩、钙质板岩等。（二）千枚岩
千枚岩为泥质（包括凝灰岩）岩石经浅变质而成，母和石英组成，并可有绿泥石等。颗粒很细，变质程度比板岩深，故重结晶程度比板岩高。泥质一般无保留，具显微鳞片变晶结构，千枚状构造。片理面呈丝绢光泽，颜色多样，常见者为浅红、灰色及黑色等。可根据主要矿物成分、颜色命名，如灰色云母千枚岩，灰色千枚岩等。
（三）片岩
片岩可以由各种岩石在高温高压下变质而成；而成。片岩的特征是具有极显著的片状构造，鉴别出主要的组成矿物，如小云母片等，片理面也显光泽性。英片岩、云母片岩、滑石片岩、绿泥石片岩、 肉眼无法辩认。具板状构造的岩石具这种构造的岩石称如石英云母
而且各部分在矿物成分及结构上都是
分布很广。矿物成分主要由新生绢云也可以是千枚岩进一步变质，矿物重结晶片理面常呈皱纹状、粗糙，以致在标本中常可片岩可按其主要成分分为：石片岩中一般不含或很少含长石。 9
岩石由显晶质的细粒到粗粒的片状或柱状矿物，片状构造是片岩所具有的一种构造。角闪石片岩等。
结晶片岩是比较难风化的岩石，片理发达，比较容易崩碎，但化学风化不迅速。
结晶片岩的土壤含有云母的沙粒或带棱角的石砾，可成为稍粘质的土壤，不缺乏养分。一般是富含钙、镁，特别是镁较多，磷、钾一般是多的，但有效性较差。
云母片岩，尤以富含黑云母的片岩较容易分解，可形成富含铁的暗色肥沃砾质的粘性土，含镁较多，磷的含量也不少。白云母片岩容易形成砾质粘性土，肥沃度较低。绢云母片岩形成的土壤富含钾。石英片岩生成稍粗质的土壤，养分比其他片岩少。
（四）片麻岩
片麻岩是一种受到变质作用较深的、具有典型的片麻状构造的岩石。它可以由各种岩石变质而成，由岩浆岩变质而成的，称正片麻岩；由沉积岩变质而成的，称负片麻岩。
片麻岩大多数是由石英、长石、云母及角闪石等矿物组成。这些矿物在片麻岩中的排列是有一定方向性的，暗色矿物在岩石中常成条带状，不是象在花岗岩及闪长岩中那样紊乱，而是有层状的特征，即所谓片麻状构造。
（五）片麻岩
片麻岩的风化和花岗岩相同，富含长石和黑云母的片麻岩风化得快，富含石英和白云母的片麻岩风化困难。
片麻岩是具有显著片理的，所以比花岗岩容易破碎，首先破碎成片状的破片。 石英在花岗岩中呈粗粒状，在片麻岩中有时呈长带状，所以崩解之后石英可呈比较大的石砾残留。
片麻岩风化物形成的土壤，一般是砂壤土或壤土，成分和花岗岩没有很大差别，钾含量较多，磷较缺乏。
片麻岩土壤的粘土矿物和花岗岩几乎相同，以高岭石组矿物为主体，依风化的环境条件不同而变化，多少存在有伊利石等矿物。
（六）大理岩
大理岩是碳酸盐类岩石（石灰岩和白云岩）在高温或高压下经过重结晶作用形成的岩石。 大理岩一般是由粒状变晶结构的方解石颗粒构成的，也可以由白云石组成，有时还杂有少量硅酸盐类矿物，如石英、角闪石和辉石等。由方解石组成的称方解石大理岩，由白云石组成的称白云石大理岩。
石灰岩变质作用后，必须发生变质现象才能称之为大理岩。如只发生重结晶而无明显地退色者，则称结晶灰岩。纯白色的大理岩，我国俗称汉白玉。
大理岩的硬度小，含方解石者遇稀盐酸起强泡沫反应，含白云石者遇浓盐酸起泡沫反应。
（七）石英岩
石英岩是由石英砂岩变质而成。石英砂岩化学性稳定，但其胶结物受热极易重结晶与石英颗粒结为一体，形成孔隙少，质地坚硬致密的岩石。
石英岩的主要矿物成分为石英，可有少量云母、长石等。纯粹的石英岩颜色洁白，具等粒变晶结构、块状构造。由于含杂质而呈灰白、黄、红等色。岩石极为坚硬，抗风化能力很强，常常形成陡峭的山峰
石英岩与石英砂岩比较，石英岩更加坚硬致密，光泽较强。颗粒与胶结物之间无明显界限。当外力使之破碎时，往往切过石英而裂开，断裂面比较平坦。而在石英砂岩上则往往沿砂粒与胶结物之间断开，在断裂面上常常可看出完整的砂粒，断裂面粗糙。 复习思考题：
一、名词解释：岩浆岩：沉积岩：变质岩：主要矿物：次要矿物： 二、岩浆岩、沉积岩和变质岩各自都有哪些构造？ 三、花岗岩由哪几种矿物组成的？
四、岩浆岩、沉积岩和变质岩各自包含有哪几种岩石？
10
第三节 地质作用与地貌形成
一、地壳与地质作用
（一）地壳
陆地其平均厚度35km, 海洋其平均厚度5-8km.
地壳中已经发现的化学元素有90多种，含量最多的占地壳重量的99.96%的前10种元素为：O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、Ti、H。
（二）地质作用地质学上把引起地壳物质组成、地表形态和地球内部构造发生改变的作用称为用。
使地壳发生变化的力量称为地质营力。地质作用按其能量来源不同可分为两大类：内力地质作用（变质作用、地震等。（的地质作用。丹霞地貌水侵蚀，种丹霞奇峰的总称。东北部的丹霞山最为典型，所以称为丹霞地形。二、地壳运动及地质构造（一）地壳运动其方式主要为：水平运动和垂直运动。a. 水平运动又称褶皱运动或造山运动。b. 升降运动是垂直运动的一种普遍形式。（二）地质构造地壳运动过程中，地壳中岩石受各种应力作用发生变形，皱、断裂、节理等。复习思考题：一、名词解释：地壳；地质作用；内力地质作用；外力地质作用；二、陆壳地貌类型有哪些？三、山地根据其海拔高度可将其分为哪几种类型？一、 矿物岩石的风化作用1、风化作用活动的影响下，所发生的一系列崩解和分解作用。 （1改变化学成分的过程
和外力地质作用。
1）内力地质作用：其能量来源主要来源于地球本身表现为地壳运动、岩浆活动、
2）外力地质作用：能量来源于地球之外的太阳能、
:属于红层地貌，是一种水平构造地貌。它是指红色砂岩经长期风化剥离和流主要发育于侏罗纪至第三纪的水平或缓倾的红色地层中，
：是地球内部热能、重力能和地球旋转能所引起的地壳机械运动。
第四节 矿物、岩石的风化及其风化产物
weathering：地壳表层的岩石在大气和水的联合作用以及温度变化和生物
物理风化：是指岩石在外力影响下机械地分裂成碎屑，只改变大小和外形，而不.
地质作日月引力能与生物能等所引起
是巨厚红色砂、砾岩层中沿垂直节理发育的各这种地形以广
形成各种构造，叫地质构造。如褶
11
引起风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用等。形成孤立的山峰和陡峭的奇岩怪石， ）（2）化学风化：是指岩石在外界条件的影响下，引起化学成分的改变，产生新的物质的过程。
主要是由于水、二氧化碳、氧气等的作用。
包括：溶解作用、水化作用、水解作用、氧化作用。
（3）生物风化：生活在岩石表面和土壤中的各种生物，其生命活动对岩石的风化过程起着重要影响，可以直接参与，主要是加强理化风化作用。
二、风化产物的地球化学类型
地球表面疏松的风化层，是形成土壤的母质，其成分和性质直接影响着土壤的性质。 在一定的生物气候条件下出现的风化产物，可分为四种地球化学类型：（一）碎屑类型粒的残积物。
在山地，流水冲走了可溶性成分和细粒物质，只留下原岩的碎屑。在干旱的荒漠地区，温差变化大，岩石崩解。（二）钙化类型Ca、Mg的盐（氯化物和硫酸盐）度低的CaCO3（三）硅铝化类型强烈淋失，甚至溶解度较小的酸性，并产生伊利石、蒙脱石等次生粘土矿物。（四）富铁铝化类型也产生淋失，风化物中只残存一些难风化的石英、铁、铝的氧化物及次生粘土矿物高岭石。前苏联土壤地球化学家Ｂ化成土过程:
① 第一个时期② 第二时期③ 第三时期是残积粘土时期④ 最后一个时期是富铝化时期三、风化产物母质类型母质可根据其搬运方式和堆积特点，分为定积母质：是未经搬运的风化残留物或称残积物。它一般分布在山区比较平缓的高地上。运积母质：是经搬运而沉积或堆积的母质。包括坡积母质、洪积母质、淤积（冲积）母质、湖积母质、海积母质、风积母质和重积母质或塌积母质。 坡积母质：下部，分选性较差，堆堆积层较薄，颗粒较粗，有大小岩块，无明显层次。在山坡下部，堆积层较厚，颗粒较细。重积母质或塌积母质：局部地段上母质的类型，形。
四、纪沉积物第四纪距今约 ：是岩石风化的最初类型，：在干旱和半湿润条件下，，受流水作用逐渐淋溶流失，风化产物中只残留大量溶解：在湿带、暖温带雨量适中条件下，岩石矿物受长期风化，可溶性盐CaCO3：在热带亚热带，由于长期强烈化学分解，可溶盐强烈淋失，硅酸.Ｂ.波雷诺夫奠定了土壤地球化学演化学说的基础,风化物丧失氯和硫的化合物,风化物丧失了碱金属和碱土金属盐基,即硅铝化时期,在此时期中积聚大量三、二氧化物。
山地陡崖上的风化岩石，它的组成以碎石砾为主，
310万年，当时在各种外力作用下，进行剥蚀，搬运的风化物，堆积覆盖
岩石受物理风化作用，形成大块状或部分细
岩石矿物经过化学风化，
;
;
,二氧化硅开始淋失定积母质和运积母质 受重力作用而坍塌坠落，无分选性也无层次，
生成易溶性,;
。 P36-38
是山麓及谷地在山麓形成倒石堆地K、Na、
,风。
。也被淋溶，而铝、铁、硅尚有残留，风化物变为微他认为
是风化物在重力或流水作用下移动堆积在较低处得沉积物。特点：在山坡12
在地层的最上层。
我国的第四纪沉积物主要包括：黄土、黄土性物质、红土、冰碛物。
红土：在我国华中、华南及西南广大地区，从第四纪以来，由于受海洋性气团的影响，气候炎热而潮湿，各种堆积物强烈风化，形成深厚的富含铁、铝氧化物和高岭石的红色粘土，其质地粘重，通气透水性差，常呈酸性至强酸性反应。红、厚、粘、酸、瘦
复习思考题：
一、名词解释：风化作用：物理、化学风化：风化壳：残积母质：运积母质： 二、化学风化包括哪几种作用？
三、风化产物的地球化学类型有几种？ 四、岩石风化物的母质类型有哪些 ？
第二章 土壤形成和发育第一节土壤形成因素19世纪末, 道库恰耶夫土壤是在五大成土因素的共同作用下形成的。五大自然成土因素：母质、气候、地形、生物、时间。人为因素：耕作、施肥、灌溉等。
由于母质具有疏松多孔性和初步的透水透气性以及释放、生长发育提供了可能。
化能自养性微生物 → 有机营养性微生物 地衣、苔藓 → 高等绿色植物 → （一）母质因素：
1．母质不同于岩石。
2．母质是形成土壤的物质基础。
3．母质的矿物、化学成分影响着成土过程的速度、性质和方向。4．不同成土母质形成的土壤，其养分状况不同、矿物组成也有较大差别。（二）气候因素
主要表现在四个方面：
（1）气候对土壤风化作用的影响；（2）气候对有机质的影响；
（3）气候对土壤中物质迁移的影响；（4）气候对土壤粘土矿物的影响。（三）生物因素
生物因素是影响土壤发生发展的最活跃因素。生物因素包括：植物、土壤动物和土壤微生物 (四) 地形因素
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。 其主要作用表现为：
1 使物质在地表进行再分配；
2 使土壤及母质在接受水热条件方面发生差异。（五）时间因素
供应部分养分的能力，这就为生物
→ 有机物积累 → 各种成土作用
微生物分解
13
成土过程中的其他几种因素的作用程度和强度都随时间而延长加深。 (六)人为因素
人类活动对土壤的影响是有意识、有目的、定向的；人类活动对土壤的影响具有双重性，正效应，提高土壤肥力；负效应，造成土壤退化。
二、主要成土过程
1、土壤原始成土过程：是从岩生微生物着生开始到高等植物定居之前的土壤形成过程。
2、有机质累积过程：是指在植物作用下，有机质在土体上部积累的过程。 3、粘化过程：是土壤剖面中粘粒形成和积累的过程。4、钙积过程:是指碳酸盐在土体中的淋溶、淀积过程。脱钙过程：与钙积过程相反，在降水量大于蒸发量的生物气候条件下，土壤中的碳酸钙将转变为重碳酸钙溶于水而从土体中淋失的过程。5、盐化过程：是指各种易溶盐在土壤表面和土体上部聚集，形成盐化层的过程。脱盐过程：是盐渍土由于降水或人为灌溉洗盐、开沟排水，降低地下水位等措施，使其所含的可溶性盐逐渐下降或迁移一下层或排出土体的过程。6、碱化过程：是指土壤吸收复合体为钠离子饱和的过程。也称钠质化过程。脱碱化过程：是指通过淋洗和化学改良，使土壤碱化层中的钠离子及可溶性盐类减少，胶体钠饱和度降低的过程。7、白浆化过程：是指土体中出现还原离铁离锰作用而使某一土层漂白的过程。在较冷湿地区，由于质粘重、冻层顶托等原因，使大气降水或冻融水常被阻在土壤表层，引起铁锰还原并随渗水漂洗出上层土体，土壤表层逐渐脱色，形成一个白色土层即白浆层。
8、灰化过程：是指在寒温带、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。二氧化硅则残留在土体的上部从而使亚表层形成一个灰白色淋溶层次，称灰化层。隐灰化过程：当灰化过程末发展到明显的灰化层出现，但已有铁、铝、锰等物质的酸性淋溶、有机螯迁淀积作用，称为隐灰化过程。漂灰化过程：是指在热带和亚热带山地的凉湿气候下，产生了酸性淋溶，并使表土的矿物受到酸性蚀变破坏，但由于土体质地较粘重，易产生上层滞水，由酸性蚀变而释放出的铁、锰被还原，并随侧渗水流出土体，而出现灰白色土层。9、潜育化过程铁锰还原,从而形成一颜色呈蓝灰或青灰色的还原层潴育化过程：是指土壤形成中的氧化10、富（铁）铝化过程解，释放出盐基离子，使风化液呈弱碱性，硅酸在碱性风化液中产生溶解，使可溶性盐、碱金属和碱土金属盐基及硅酸大量流失，而在这一过程中铁铝等离子却发生沉淀，从而造成铁铝在土体内相对富集的过程。11、土壤熟化过程肥与改良，促进土壤水肥气热不断协调，使土壤向有利于作用物生长的方向发展的过程。12、退化过程物生长条件恶化和土壤生产力减退的过程。:
.长期渍水,-还原过程交替进行
14
,产生较多还原性物质.
.地下水干湿交替造成的.在耕作条件下,通过耕作、培
,使高价.
：是指土体中发生的还原过程称为潜育层：在湿热的生物气候条件下，原生铝硅酸盐矿物发生强烈水是指人类定向培育土壤肥力的过程
：是因自然环境不利因素和人为利用不当而引起的土壤肥力下降，植 赵其国（1991）把土壤退化分为三类，包括土壤物理退化（包括坚实硬化、铁质硬化、侵蚀、沙化）、土壤化学退化（酸化、碱化、肥力减退、化学污染）土壤生物退化（有机质、动植物区系减少）
第三节土壤形成的实质P39-40
土壤形成的实质是地质大循环和生物小循环的矛盾与统一。
1、地质大循环：植物营养物质由大陆流到海洋，海洋又变成大陆后，这些营养物质又由新的大陆流到新的海洋。这种循环过程称为营养物质的地质大循环。
2、通过植物的反复吸收利用和累积营养物质的过程称为营养物物质的生物小循环。
第四节土壤发育一、土壤剖面
自然土壤剖面是在五大自然成土因素共同影响下形成的。1．土壤剖面：是指从地面向下挖掘所裸露的一段垂直切面，一般宽2．土壤的垂直分层特性是土壤发生学、土壤形态学、土壤分类学、土壤地理学等分支学科研究的主要内容。
3．土壤发生层：是指土壤形成 过程中所形成相平行的，并具有成土过程特性的层次。4．土体构型：是各土壤发生层在垂直方向上有规律的组合和有序的排列状况。5．淋溶作用：是指土壤中的下渗水，从土壤剖面的上层淋溶或浮悬土壤中某种成分的作用。
6．土壤剖面的上层称为淋溶层或A层。7．淀积作用：是指下渗水到达剖面下层沉淀其中某些溶解物或悬浮物的作用。8．土壤剖面的表层下面一层称为淀积层或二、 土壤剖面形态特征
1. 土壤形态：就是土壤的外部特征，这种外部特征是通过人们的感观视觉、2. 土壤剖面形态特征：
① 土壤颜色:
② 结构:（块状、核状、柱状、棱柱状、片状、粒状等）③ 质地:（砂土、砂壤土、轻壤、中壤、重壤、粘土）④ 松紧度：
⑤ 湿度（干、潮、湿、重湿、极湿）⑥ 新生体：在土壤形成过程中新产生的或聚积的物质⑦ 侵入体：不是土壤形成过程中产生的或聚积的物质⑧ 根系: ⑨ 动物:
⑩ 土壤反应（pH）。
三、反映土壤风化发育的指标:
1、土壤风化淋溶系数(ba值): 盐基与氧化铝的分子比值
ba=(Na2O+K2O+CaO+MgO)/Al2O3
ba值越小表示土壤中保存的盐基含量越低，淋溶作用越强。2、土壤淋溶系数（β值）：
淋溶层钾钠氧化物与氧化铝的分子比与母质层的钾钠氧化物与氧化铝的分子比
的具有特定性质和组成的、大致与地面
B层。相似成土过程中的粘化过程。、 15
0.8m，深1-2m。
触觉来认识的。
:
K2O?Na2OKO?Na2Oβ＝淋溶层 Al O / 母质层 223Al2O3
β值越小表淋溶强度越大。 3、土壤风化指数（μ值）：
淋溶层和母质层中氧化钾与氧化钠的比值
K2OK2Oμ＝淋溶层 Na O /母质层
μ值都是大于4、土壤样品采集
复习思考题：一、名词解释：1、土壤剖面；2、自然成土因素；3、粘化过程；4、潜育化过程；5、潴育化过程；6、富铝化过程；7、熟化过程；8、土体构型二、土壤的剖面形态特征包括哪些？三、自然土壤剖面包括哪些层次？耕作土壤剖面包括哪些层次四、土壤风化发育的指标有哪些？土壤三相组成：固相固相：矿物质 有机质液相-------土壤液体气相--------粘粒矿物的概念：组成粘粒的次生矿物叫粘粒矿物。主要包括∶层状的硅酸盐矿物和氧化物类。前者是晶型矿物，后者有晶型的，也非晶型的一、层状硅酸盐粘土矿物
2Na2O1，因土壤胶体对钾的亲和性大于钠，所以:
路线:S型 布点土层厚度数量:
第三章solid、液相liquid 95%(重量)38%(体积) 5% %(重量) 12%(体积)
第一节
,不能太靠近路边离树干要1m以上:5点以上 :20cm 1kg以上gaseous 粘土矿物
16
μ值越大表示土壤风化度越高 ,
每层要取
？ 土壤固相组成
和气相土壤气体
（一）构造特征
1、基本结构单位
1.1 硅氧四面体（或简称四面体）
硅氧四面体是硅酸盐矿物的最基本的结构单位，不同的连接组合方式形成不同的硅酸盐矿物。
1.2 铝氧片和铝（氧、水）八面体
铝八面体Aluminum Octahedron为6个氧原子围绕一个铝原子而构成。 许多个铝八面体相互连接成片称为铝氧片。
（二）硅酸盐粘土矿物的种类及一般特性
四个类组：
① 高岭组 ② 蒙蛭组 ③ 伊利石（水化云母）组 ④ 绿泥石组矿物 （1）单位晶层
（A）1:1型单位晶层:由一个硅片和一个铝片构成。硅片顶端的活性氧与铝片底层
的活性氧通过共用的方式形成单位晶层。层面，一个是由具有六角形空穴的氧原子层面，一个是由氢氧构成的层面。1、高岭组（1:1型矿物）包括：高岭石、珍珠陶土、迪恺石及埃洛石等特点：（1）1:1型的晶层结构：单位晶胞的分子式可表示为（2）无膨胀性 两个晶层的层面间产生了键能较强的氢键，岭石层间距约为0.72nm。
（3）电荷数量少,阳离子交换量只有（4）胶体特性较弱 较粗（0.2-2?高岭组粘土矿物是南方热带和亚热土壤中普遍而大量存在的粘土矿物，在华北、西北、东北及西藏高原土壤中含量很少。
(B)2:1型单位晶层
由两个硅片夹一个铝片构成。两个硅片顶端的氧都向着铝片，片通过共用顶端氧的方式形成单位晶层。氧原子面。
2、蒙蛭组(2:1型膨胀性矿物)包括：蒙脱石、绿脱石、拜来石、蛭石等。蒙脱石组在我国东北、华北和西北地区的土壤中分布较广。特征：
（1）2:1型的晶层结构蒙脱石是其典型代表。单位晶胞的分子式可表示Al4Si8O20(OH)42nH2O。
（2）胀缩性大 蒙脱石晶层间距变化在其晶层间距变化在0.96-1.45nm之间。
（3）电荷数量大 同晶替代现象普遍。（4）胶体特性突出 ，较细（有效直径且80％是内表面。蛭石一般为4003103蒙脱石主要由基性火成岩在碱性环境中风化而成，产物。蒙脱石为膨润土的主要成分。膨润土在我国产地很多，河南、浙江等地都有产出。我国具工业价值的蒙脱石矿床多产于中生代火山岩系中。 1:1型矿物 2:1型矿物 2:1型矿物 2：1：11:1型层状铝硅酸盐的单位晶层有两个不同的3-15Cmoles(+)Kg2:1型层状硅酸盐的单位晶层的两个层面都是0.96-2.14nm之间，蛭虫的膨胀性比蒙脱石小，
0.01-1?m），总表面积为。
也有的是海底沉积的火山灰分解后的17
Al4Si4O10(OH)8。 膨胀系数一般小于5％.高。
10－203103m2kg铝片上下两层氧分别与硅 600－8003103m2kg-1
，
黑龙江、吉林、河北、
型矿物这样-1
-1
m），颗粒的总表面积相对较小，为这样2-1
mkg如辽宁、伊利石
伊利石是一种类似云母的有层状结构的粘土矿物，也被称为水白云母。
伊利石的片状或条状的晶体非常细小，它们一般呈现给我们的是土状。因为含有杂质，伊利石一般为黄、褐、绿等颜色，但如果纯度高则应为白色。
土壤的绿泥石大部分是由母质遗留下来，但也可能由层状硅酸盐矿物转变而来。沉积物和河流冲积物中含较多的绿泥石。
二、含水氧化物和氢氧化物（非硅酸盐粘土矿物）
（一）氧化铁
赤铁矿、针铁矿、褐铁矿、磁铁矿、陵铁矿、兰铁矿 土壤中常见的氧化铁矿物是赤铁矿和针铁矿 针铁矿： 赤铁矿： 在高温、潮湿、风化程度很深的红色土壤中存在较多。 存在方式：赤铁矿：形成于氧化条件下，规模巨大的赤铁矿矿床多与热液作用或沉积作用有关。赤铁矿可成沉积变质型铁矿，主要由磁铁矿、赤铁矿、假像赤铁矿所组成，与石英、绿泥石等共生。接触变质型的赤铁矿主要与磁铁矿、黄铜矿、斑铜矿、磁黄铁矿等硫化物和石榴子石、透辉石、金云母、阳起石等共生。在自然界，磁铁矿和赤铁矿可相互转化。
褐铁矿物。但它的含铁量并不高，是次要的铁矿石。物理性质亦可变痕黄褐色。磁铁矿 磁铁矿的化学成分为面体、集合体呈粒状或块状。（二）氧化铝三水铝石土壤中三水铝石的含量可作为脱硅作用和富铝作用的指标。主要分布在热带和亚热带高度风化的酸性土壤中。起重要作用的主要是非晶质离子，如土壤中磷酸根离子的吸附，使磷被固定，失去其有效性。（三）水铝英石水铝石英由氧化硅、氧化铝和水组成，水铝英石和褐铁矿是常见的两种非晶质矿物，水铝英石是受到风化作用，变质为高岭石之前的中间矿物。（四）氧化硅结晶态氧化硅：主要是石英非晶质的氧化硅：蛋白石（蛋白石经进一步脱水结晶后可变为：玉髓、石英、方英石和磷石英蛋白石呈致密状或钟乳状，纯的蛋白石无色，但因混入不同杂质呈红、黄、褐、绿等各种颜色。
FeOOH):黄色或棕色，呈针状，在温带、亚热带与热带的土壤中大量存在。 Fe2O3）：红色，呈六角板状，少量赤铁矿的存在也会使土壤看起来呈红色。呈胶膜质包被在土壤颗粒的表面，或铁盘。
是主要的铁矿物之一，它以含水氧化铁为主要成分的、褐色的天然多矿物混合
magnetite
Fe3O4，晶体属等轴晶系的氧化物矿物，晶体常呈八面体和菱形十二
[Al(OH)3]
（无定形）的铁铝氧化物。
[xAl2O3 ·ySiO2 ·nH2O ]
Si/Al比在1－2之间变化。
SiO2.nH2O)
18
,但总是呈各种色调的褐色,条 非晶质的铁铝氧化物可以吸附阴
（（
第二节土壤有机质organic matter
一、土壤有机质的来源：
1）高等植物higher plant（地上部和地下部） 2）土壤中的动物fauna
3）土壤中的微生物microorganism
4）施用的有机肥applying organic fertilizer
高等植物
a. 森林植被(forest vegetation)下有机残体主要来自地上部凋落物，4-5吨/公顷?年； b. 草本植物(herbage)的有机残体主要来自根系，黑土地区达9.3吨/公顷?年（风干根
重）；
c. 耕作土壤(cultivated soil)，植物残体主要来源根茬，达2-3吨/公顷?年。
由于各地区的气候条件、植被类型及耕作管理不同，进入土壤中的植物残体数量和化学组成有很大的差异。
二、土壤有机质的形态：
1）新鲜有机质fresh（未分解有机质） 2）半分解有机质semi-decompose 3）腐殖质 humus
三、土壤有机质的组成：土壤非腐殖质non-humus+土壤腐殖质humus部分
（1）动、植物和微生物的遗体；
（2）动、植物和微生物的分泌物及排泄物； （3）上述两项物质的部分分解产物； 以上三种为土壤非腐殖质部分。
（4）上述物质经过微生物的作用重新形成的部分，即土壤腐殖质。 1、土壤非腐殖质部分主要有五类有机化合物和灰分物质： 1）碳水化合物carbohydrate：
单糖双糖和多糖类 好气条件 CO2+H2O 单糖双糖和多糖类 厌气条件 有机酸H2、CH4 2）纤维素cellulose、半纤维素semi- cellulose 3）木质素lignin
4）含N化合物（ 蛋白质 protein氨基酸amino acid） 5）脂肪fat、树脂resin、蜡质wax和单宁tannis
6）灰分ash物质：Ca、Mg、K、Na、Si、P、S、Fe、Al、Mn
四、土壤有机质的转化
1、有机质的矿（质）化作用mineralization：有机质在微生物作用下分解为简单的无机化合物CO2、H2O和矿质养分的过程。
2、土壤有机质的腐殖化作用humification：有机质在微生物的作用下，形成腐殖质的过程。
通常把每克干重的有机质经过一年分解后转化为腐殖质（干重）的克数，称为腐殖化系数。
19
3、影响土壤有机质转化的因素: （一）有机物的组成 （二）外界条件：
（1）土壤水分含量与通气状况， （2）土壤温度， （3）土壤反应， （4）C/N
五、土壤腐殖质：腐殖质是有机物质经微生物作用后，在土壤中新形成 的一类多官
能团的，含氮的，芳香族结构的，酸性的高分子化合物体系。（二） 土壤腐殖质的组成和特性 1）、腐殖质的组成2)、土壤腐殖质中两种成分的性质比较胡敏酸 C、N含量高O、S含量低分子量大 缩合成度高黑色、溶于水水溶液呈弱酸性一价盐溶于水二价盐难溶、三价不溶水稳性团粒结构形成腐殖质是亲水胶体，吸水能力强，最大吸水量可达3）腐殖质的稳定性① 腐殖质具有抵抗微生物分解的能力。② 胡敏酸的平均存留时间为③ 富里酸的平均存留时间为④ 新形成土壤的有机质为⑤ 残体易分解组分为六、土壤有机质对土壤肥力的作用（一） 土壤有机质的作用1）是土壤养分的主要来源；2）促进土壤结构形成，改善土壤物理性质；促进土壤团粒结构形成。3）提高土壤的保水、保肥能力和缓冲性能；4）腐殖质具有生理活性，能促进作物生长5）腐殖质具有络合、螯合作用，有助于消除土壤的污染；同时在酸性土壤中，磷被Al3+固定,腐殖酸能与加磷的有效性。
6）促进土壤微生物的活动。土壤有机质是微生物的生命活动所需的营养和能量来源。七、土壤有机质的积累和调控1）种植绿肥，增施有机肥料；
无色、溶于水 水溶液呈强酸性 一、二、三价盐都溶于水
780~3000年；220~630年；4.7~9年； 0.25年。
N、P、S与有机质含量成线性关系。
发育；Fe3+、Al3+形成络合物、螯合物，从而减少磷与
20
富里酸C、N含量低O、S含量高 分子量小
500%以上。 Fe3+、Al3+Fe3+、
缩合成度低
作用，增2）秸秆straw还田， 3）调节土壤水热状况 复习思考题： 一、名词解释：
1、矿质化过程 ；2、腐殖化过程 ；3、土壤腐殖质；4、物理性砂粒;5、物理性粘粒 二、影响土壤有机质转化的因素有哪些？ 三、土壤腐殖质的组成及其性质如何？ 四、论述土壤有机质的作用 。
五、如何理解炼山和在地里燃烧秸秆？
1,土壤，2，鲍文反应系列，一、矿物质土粒
土粒：根据土粒的成分，可分为：土壤固体物质大小和形态各异，粒。常所指土粒，是专指矿质土粒。土壤颗粒有：单粒1、单粒 single-grained2、复粒（团聚体 aggregate3、土壤粒级soil separate度范围归纳为若干组，这些单粒组称为粒级。土粒大小的等级：石砾4、粒级的划分 （一）土粒分级标准：（1）国际制土粒分级标准粒级 石砾(gravel) >2 砂粒(sand) 2-0.02 粉砂粒(silt) 0.02-0.002 粘粒(clay) <0.002
（2）前苏联制（卡氏制） （3）中国制：石砾： 砂粒： 1-0.05mm 粉粒： 0.05-0.002mm 粘粒： （二）各粒级土粒的矿物组成（三）各粒级土粒的化学组成：量较高；粘粒中，则以次生硅酸盐矿物为主， 3,原生矿物，4,土壤剖面，第四章土壤物理性质第一节 土壤质地矿物质土粒和有机质土粒两种一般都视为球体，
之分。
：相对稳定的土壤矿物的基本颗粒，不包括有机质单粒；）：由若干单粒团聚而成的次生颗粒为复粒或团聚体。：人为地将土壤单粒依它们的直径大小排列，按一定的尺
gravel、砂粒、粉砂粒粗砂粒(coarse sand) 2-0.2 细砂粒(fine sand) 0.2-0.02 物理性砂粒：粒径在物理性粘粒：粒径<0.01 mm1mm
0.002mm
砂粒和粉砂粒以石英和长石等原生矿物为主，铁、钾、钙、镁21
5,腐殖质
。
称为矿物质土粒或矿质土粒，简称土和粘粒四级。 粒径/mm 之间的土粒。 的土粒。 二氧化硅等的含量较多。
和复粒 silt :
:1～0.01 mm含二、土壤质地
（一）土壤质地及其与土壤肥力的关系
1. 土壤机械组成：土壤中各粒级占土壤重量的百分比称之。
2. 土壤质地texture：根据土壤的机械组成相近与否，把土壤区分为若干类别，或分为若
干不同的组合，并给每一组合一定的名称，这种分类命名称为土壤质地。 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。
3. 土壤质地分类classification：根据土壤中各粒级含量的百分率进行的土壤分类。
3.1 国际制土壤质地分类：
3.1.1 国际制土壤质地分类标准要点：
1)、 砂土及壤土类以粘粒含量在15%以下为其主要标准； 粘壤土类以粘粒含量在15-25%为其主要标准； 粘土类以含粘粒25%发上为其主要标准。
2)、当土壤含粉（砂）粒达45%以上时，在各类质地的名称前均冠以“粉（砂）质”字样。
3)、当砂粒含量在55%-85%时，则冠以“砂质”字样，如超过85%则称为壤质砂土，其中砂粒达90%以上称砂土。
3.2 前苏联制(卡氏制）质地分类
3.2.1 物理性粘粒和物理性砂粒组成：
物理性粘粒(<0.01mm )%+物理性砂粒(>0.01mm )%=100% 3.2.2 质地类别及其名称
类别 名称 物理性粘粒(<0.01mm %) 砂土类: 松砂土 0-5 紧砂土 5-10 壤土类: 砂壤土 10-20 轻壤土 20-30 中壤土 30-45 重壤土 45-60 粘土类: 轻粘土 60-75 中粘土 75-85 重粘土 >85 3.3 中国制质地分类：
（二） 土壤质地与土壤肥力
土壤质地是土壤的重要物理性质之一，对土壤肥力有重要的影响。
土壤质地常常是土壤通气、透水、保水、保肥、供肥、保温、导温和耕性等的决定性因素。
（1）砂土类：
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。 （2）粘土类：
22
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 粘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\\降温慢；
d 粘土干时紧实坚硬，温时泥烂，耕作费力，宜耕期短。 (3)壤土类：
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。
（三）土壤质地的改良措施improve measure
（1）增施有机肥料； （2）客土； （3）引洪放淤；
（4）土壤结构改良剂。 复习思考题：
一、名词解释：单粒；土壤质地；土壤机械组成；物理性砂粒；物理性粘粒 二、国际制土壤质地分类的标准要点什么？ 三、简述土壤质地对土壤肥力性状的影响
第二节 土壤结构性
一 、土壤密度、相对密度和容重
1、土壤密度、相对密度
3
土粒密度density：单位容积（无粒间孔隙）的固体土粒的干重。单位为： g/cm 2、土粒相对密度soil particle relative density：与4 ℃时水的密度的比值。
3
一般取土粒（土壤）密度为2.65 g/cm
33
3、土壤容重bulk density：是指单位原状土壤容积内干土重量，单位为g/cm或t/m。
3
一般旱地土壤容重大体在1.00-1.80 g/cm之间。
2
通常一hm表层约15cm-20cm(或者叫耕层）土壤重量为: 150 000kg315=2250 000kg=2250t 土壤容重是一个重要的参数： 反映土壤松紧度 计算土壤的重量：
332
某土壤容重为1.15g/cm(t/m),表层土壤厚0.2m，则1hm表层土壤重量为： 1000030.231.15=2 250(t)
计算土壤中各组分（如土壤水分、有机质、养分和盐分等）的含量.
2
如：某表层土壤含水量为5%，要求灌溉后含水量达到25%，则1hm表层土壤应灌水多少？
2 250t3(25%-5%)=450(t)
-12
再如：某表层土壤全氮量为0.5g kg，则1hm表层土壤全氮量多少？
-1
2 250 000kg3 0.5g kg =1 125(kg)
33
某土壤其容重为1.3 g/cm，密度为2.6 g/cm，现测定其含水量为20%,求土壤的固、液、气三相比。
解：
3
（1）设土壤总体积为1 cm,求出水的体积。
23
因为某土壤其容重为1.3 g/cm,
3
所以1 cm土壤的重量为1.3 g/cm331cm3=1.3g 已知测定其含水量为20%，
3
所以1 cm土壤的水分重量为1.3g320%=0.26g,
33
因为水的的密度为1g/cm，那么0.26g的水其体积为0.26 cm, (2)求出土的体积
3333
已知密度为2.6 g/cm，1 cm土壤的重量为1.3 g/cm31cm=1.3g
33
那么1 cm土壤的体积为1.3/2.6=0.5 cm (3)求出空气的体积
空气的体积=1-（水的体积+土壤的体积） =1-（0.26+0.5）
3
=0.24 cm
(4) 土壤的固、液、气三相比 0.5:0.26:0.24=50:26:24 =25:13:12 =1:0.52:0.48
3
二、土壤孔隙的数量与类型
(一）土壤孔性的概念
土壤中土粒或团聚体之间以及团聚体内部的空隙叫做土壤孔隙soil pore space。 土壤孔性包括孔隙度porosity（孔隙的数量）和孔隙类型（孔隙的大小及其比例）。
（二）土壤孔隙类型
①非活性孔inactive pore：又称无效孔、束缚水孔隙。 这是土壤中最细微的孔隙，当量孔径一般<0.002mm 。
②毛管孔隙：当量孔径约为0.02(0.01)-0.002mm, 具有毛管作用。
③通气孔隙（或非毛管孔隙）aeration pore：当量孔径>0.02mm, 毛管作用明显减弱。
通常情况下把土壤孔隙分为毛管孔隙和非毛管孔隙。此时的毛管孔隙实际上包括前面的非活性孔隙和毛管孔隙，也称小孔隙。非毛管孔隙则称为大孔隙。因此：
非毛管孔隙度（%）=总孔隙度%-毛管孔隙度%
（三）土壤孔隙的数量
常用孔隙度或孔度表示。
1、土壤总孔隙度total porosity（总孔度或孔度）:是指在自然状态下单位体积土壤中孔隙体积所占的百分率.
它表示土壤中各种大小孔长度的总和。一般是通过土壤容重和土壤密度来计算。 2、公式：
土壤总孔隙度= [1-土壤容重/土壤密度] 3100% 3、土壤总孔隙度=[孔隙容积/土壤容积] 3100% =[（土壤容积-土粒容积）/土壤容积] 3100% =[1-（土粒容积/土壤容积）] 3100%
= [1-（土粒重量/土粒密度）/（土粒重量/容重 ）] 3100% = （1-容重/土粒密度）3100% 4、土壤孔隙比：是指土壤孔隙容积与土粒容积的比值。如：孔隙度为55%，即土粒占45%，则孔隙比为55/45=1.12
5、土壤总孔隙度=(93.947-32.9953d)%
24
6、毛管孔隙度capillary porosity：指在自然状态下单位体积土壤中毛管孔隙所占的百分率
（四）影响土壤孔隙状况的因素
（1）土壤质地：砂质土以大孔隙为主，给人以“多孔”的印象，但总孔隙度较小。 粘质土以小孔隙为主，即以无效孔隙和毛管孔隙之和，给以“密闭”的印象，但总孔隙度较大。
（2）土壤结构：
砂质土大多是没有结构的。
壤质或粘质土含有较多的腐殖质而且土粒团聚成类似团粒结构，土壤疏松多孔，容重也小，孔隙度相应增加，大小孔隙的分布也得到改善。
（3）土壤有机质含量：有机质本身疏松多孔，又能促进团粒结构形成，降低容重值，所以易增加土壤的孔隙度。
主要为上述三个因素，本书还列出几个因素：土粒排列方式和耕作措施及土层深度
（五） 土壤孔隙状况与土壤肥力、作物生长的关系
（1）土壤孔隙状况与土壤肥力 （2）土壤孔隙状况与作物生长
旱作土壤耕层的土壤总孔隙度为50%-60%，大小孔隙之比在1:2-4，较为合适，通气孔度不低于10%，低于6%很多植物不能正常生长。 容重与紧实度、总孔隙度的关系：
紧实度 最松 松 适合 稍紧 紧实 容重值 <1.0 1-1.14 1.14-1.26 1.26-1.3 >1.3 总孔隙度 >60 60-56 56-52 52-50 <50
三、土壤结构性
（一） 土壤结构体和土壤结构性的概念
土壤结构soil structure：是土粒（单粒和复粒）的排列、组合形式。实际上包括土壤结构体和土壤结构性。
（1）土壤结构体ped：是指原生土粒（单粒）和次生土粒（复粒）的排列与组合状况。 具体表现：块状（纵≈ 横）、柱状（纵> 横）、片状（纵< 横）、粒状（纵≈ 横） （2）土壤结构性soil structureness：土壤结构体的大小、形状、力稳性、水稳性及孔隙状况的综合特征。
通常所说的土壤结构多指结构性（structurality）。
（二） 土壤结构（体）的类型
① 块状结构：其长、宽、高三轴大体近似，边面不明显；
② 核状结构：长、宽、高三轴大体近似，边面梭角明显，较块状结构小； ③ 团粒结构： 通常是指土壤中近于圆状小团聚体.
其粒径为0.25-10mm。农业生产上最理想的团粒结构粒径为2-3mm;
④ 片状结构：结构体的水平轴特别发达，即沿长、宽方向发展呈薄片状，厚度稍薄; ⑤ 柱状结构：结构体的垂直轴特别发达，呈立柱状； ⑥ 棱柱状结构：棱角明显；
（三） 土壤团粒结构granular structure与土壤肥力
1、良好团粒结构具备的条件 ①有一定的结构形态和大小； ② 有多级孔隙；
25
③ 有一定的稳定性；
④有抵抗微生物分解破碎的能力。 2、团粒结构对土壤肥力的作用 ① 能协调水分和空气的矛盾；
② 能协调土壤有机质中养分的消耗和积累 的矛盾；
③ 能稳定土壤温度，调节水热状况； ④ 改良耕性和有利于作物根系伸展。
（四） 土壤团粒结构的形成
1、土粒的粘聚： ①胶体的凝聚作用； ②水膜的粘结作用；
③胶结作用（简单的无机胶体、粘粒、有机物质） 2、成型动力： ①生物作用；
②干湿交替作用； ③冻融交替作用； ④土壤耕作的作用等。
（五） 形成土壤团粒结构的措施
1、农业措施: ①深耕与施肥、
②正确的土壤耕作、 ③合理的轮作制度、 ④调节土壤阳离子组成、 ⑤合理灌溉、晒垡和冻垡。 2、土壤结构改良剂的应用
四、土壤耕性P112
（一） 土壤耕性的概念
土壤耕性：是指土壤在耕作时所表现的特性，包括：
（1）耕作的难易程度：耕作阻力的大小；
（2）耕作质量的好坏：耕后土垡松散、容易耙碎、不成坷垃，土壤松紧孔隙状况适中； （3）适耕期的长短：适宜耕作时间的长短。
（二） 土壤物理机械性P110－111
1. 粘结性和粘着性
1.1 土壤粘结性: 指土粒与土粒之间由于分子引力而相互粘结在一起的性质。 1.2 土壤粘着性: 是土壤在一定含水量的情况下，土粒粘着外物表面的性能。 1.3 影响土壤粘结性和粘的因素有： ①土壤质地： ②土壤含水量： ③土壤结构：
④土壤腐殖质含量：
⑤土壤代换性阳离子的组成： 2.可塑性
26
2.1 可塑性：土壤在一定含水量范围内，可被外力任意改变成各种形状，当在外力解除和土壤干燥后，仍能保持其变形的性能称为可塑性。 2.2 影响土壤可塑性的因素： ①水分含量： ②土壤质地:
③代换性阳离子： ④土壤有机质： 3.胀缩性
土壤吸水后体积膨胀，干燥后体积收缩的特性称为土壤胀缩性。 土壤胀缩性强会对植物根系产生机械损伤，易拉断植物根系。 影响土壤胀缩性的主要因素是而使晶层间距拉开，其胀缩性远较晶层结合紧密的高岭石大。（三） 注意土壤耕作、改良土壤耕性（1）防止压板土壤：的过程称为土壤压板过程（2）注意土壤的宜耕状态和宜耕期：（3）改良土壤耕性：复习思考题：一、名词解释：1、土壤密度；性、耕性、可塑性二、土壤孔隙的类型有哪些？三、影响土壤孔隙状况的因素有哪些？一、土壤水分的作用1）是植物生长所必需的2）影响养分的溶解和移动3）影响土壤的氧化还原电位4）影响有机质的分解与积累5）影响土壤热量状况6）影响土壤的耕性二、土壤水形态和性质(一)固态水(二)汽态水(三)束缚水1、土壤吸湿水固相土粒靠其表面的分子引力和静电引力从大气和土壤空气中吸附气态水，表面成单分子或多分子层，称为吸湿水吸湿水的特点：水分子呈定向紧密排列、密度态水自由移动，也不能被植物吸收。吸湿水达到最大值，此时的土壤吸湿水量就叫做最大吸湿量 耕作土壤在降雨、灌溉、人、畜践踏与农机具等作用下由松变紧。
可通过增施有机肥料、合理排灌、适时耕作等方法改良土壤耕性。
2、土壤相对密度；
第三节
:
:土壤水冻结时形成的冰晶:存在于土壤空气中:
(hygroscopic 土壤胶体，蒙脱石由于晶层间结合不紧，水分容易进入
3、土壤容重；
土壤水分 moisture)
,(也称紧束缚水
27
4、土壤结构性;5、土壤粘结性、粘着
附着于土粒)。
3、无溶解能力、不能以液maximum hygroscopicity。
1.2~2.4g/cm
2、膜状水film water
吸湿水达到最大后，土粒还有剩余的引力吸附液态水，在吸湿水的外围形成一层水膜，这种水分称为膜状水。(松束缚水)
(四) 自由水：
1、土壤毛管水capillary humidity(water)
1.1概念：靠毛管力（弯月面引力）保持在土壤孔隙中的水分称为土壤毛管水。 1.2 根据土壤毛管水与地下水有无联系,又可把毛管水分为:
①悬着毛管水(capillary supporting water) 土体中与地下水位无联系的毛管水称毛管悬着水。
②支持毛管水（毛管上升水） (capillary suspending water) 土体中与地下水位有联系的毛管水称毛管支持水。
1.3 影响毛管水数量的因素：
土壤质地、有机质含量和土壤结构状况。 2、重力水:gravitational water
土壤重力水是指土壤水分含量超过田间持水量之后，过量的水分不能被毛管吸持，重力的作用下沿着大孔隙向下渗漏成为多余的水。
有时因为土壤粘紧,重力水一时不易全部排出,暂时滞留在土壤的大孔隙中上层滞水。
土壤所有孔隙都充满水分时的含水量称为土壤全蓄水量或饱和持水量content。
3、地下水:
三、土壤水分含量的表示方法
1. 土壤质量含水量
土壤质量quantity含水量是指土壤中保持的水分质量占土壤质量的分数有用%表示)。
θm=[(m1-m2)/m2]31000
式中θm为土壤质量含水量（g/kg）、 m1为湿土质量（g）、m22. 土壤容积volume含水量
土壤容积含水量是指土壤水分容积与土壤容积之比，常用θv表示单位为θv（%）=（土壤水分容积/土壤容积）3100 θv（%）= θm 3土壤容积
3. 土壤相对含水量relative moisture
在生产实际中常以某一时刻土壤含水量占该土壤田间持水量的百分数作为相对含水量来表示。
土壤相对含水量(relative moisture)= （土壤含水量/土壤田间持水量）4.吸湿系数:又称是大吸湿水量,是指干土从相对湿度接近饱和的空气中吸收水汽的最
大量,即吸湿水的最大量与烘干土重量的百分率。
5.凋萎系数(wilting coefficient)
作物无法从土壤中吸收水分而呈现永久凋萎，此时的土壤含水量就称为凋萎系数(wilting coefficient)。
6.田间持水量field capacity：当降雨或灌溉后,多余的重力水已经排除降至很低或基本停止时土壤所吸持的水量,以重量百分比表示,称为田间持水量。也就是毛管悬着水达到最大值
28
而在,这种水称为saturated water ,单位g/kg (也g）。
cm3/cm3。 3100%
,渗透水流已
为干土质量（田间持水量的变化范围： 砂土为：160~220g/kg； 壤土为：220~300 g/kg； 粘土为：280~350 g/kg。
四、土壤含水量的测定方法
1、烘干法（经典烘干法、快速烘干法） 2、中子仪法
3、时域反射仪（Time Domain Reflectometry TDR） 4、张力计、电阻法、石膏法 5、压力膜
五、土壤水分能态
1907年布金哈门（Buckingham）
1. 土水势Potential 土水势（水势、势）:相同的温度，相同的大气压，从一定规定高度纯自由水的自由能值)规定为零，土壤水的自由能势值与其相比而得到的差值，用势能值表示，就是土水势常用（Ψ）来表示。
土水势主要由以下几个分势组成：
(1)基质势（基模势）Matric Potential（Ψm）：负值，当土壤饱和时最大＝土壤含水量越高，基质势也越高。 (2)渗透势（溶质势）（Osmotic Potential）（Ψs）：负值。土壤溶质浓度越高，溶质势越低。
溶质势只有对半透膜的水分运动起作用 ； (3)压力势Pressure Potential（Ψp）：正值，只有当土壤水分饱和时才有压力势，在不饱和土壤中压力势为0，饱和土层越深，压力势越高
?p=?wghV ；
(4)重力势Gravitational Potential（Ψg）：是指由重力作用而引起的土水势变化。何时候重力势都存在。高于参比面时为正，反之为负，参比面处重力势为2.土壤水吸力soil moisture suction（有时简称吸力）：这是（用来表示土壤水的结合强度,表示水的能态，它不是指土壤对水的吸力，而是指土壤水承受一定吸力的情况下所处的能态。
2.1土壤水吸力与土水势区别：
（1）土壤水吸力只包括基质势和渗透势，相当于基模势和渗透势，不包括导致土壤水自由能降低的其它分势，但它通常是指基模吸力。
（2）土壤水吸力在概念上虽不指土壤对水的吸力，但仍可以用土壤对水的吸力来表示。吸力是使用压力为单位。
1935,Schofield.R.K 提出pF值＝log cm水柱
2.2 pF值：土水势的厘米水柱高度的对数值称为pF值这是Schofield.R.K 于1935年提出的。
2.3 pF-曲线：是指土壤水吸力和土壤水分含量之间的相关曲线。3. 土壤水分特征曲线soil water characteristic curve：土壤水的能量指标与土壤含水量（土壤水的数量指标）作成的相关曲线，称土壤水分特征曲线或土壤持水曲线。 29
0. 0。
E.W.Russel,1950
(势.
任 ） 4.土壤水文状况：是指土壤剖面中土壤水分在周年内的动态变化，它反映土壤的水分平衡和水分循环的特征。
六、土壤水的有效性
1、土壤水的有效性:可被植物利用的水分称为有效水，不能被植物利用的称为无效水。 2、土壤有效水的范围：土壤有效水的含量=田间持水量-凋萎系数 3、影响土壤有效含水量范围的因素
(1)土壤质地 (2)土壤结构 (3)土壤有机质 (4)土壤层位
七、土壤水分运动（一）液态水运动1、水分饱和状态下的流动：饱和流的推动力主要是重力势梯度和压力势梯度，服从达西定
律（ Darcy’s law ）式中：
q表示单位时间单位面积的土壤水通量（Ks 表示土壤饱和导水率或渗透系数；ΔH表示总水势差（常用厘米水柱表示，L为水流经过的土层厚度（负号表示土壤水通量指向水势梯度下降的方向。1、影响饱和导水率的因素：①质地 ②结构 ③有机质含量 ④粘土矿物种类 ⑤土壤孔隙
2、水分非饱和流动 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，其表达式为：
非饱和条件下土壤水流的数学表达式与饱和条件下的类似，二者的区别在于：a、饱和条件下的总水势梯度可用差分形式，而非包和条件下则用微分形式；b、饱和条件下的土壤导水率质势（?m）的函数。（二）汽态水运动（扩散运动）（三）地下水上升运动：八、 土壤水分平衡（一）、土壤水分的来源1、大气降水
(液体在多孔介质中流动的定律cm）。
Ks
若地下水矿化度高，导致土壤盐渍化。
cm3/h)
cm）；q??Ks?HL
30
)：
；
对特定土壤为一常数，而非饱和导水率是土壤含水量或基2、灌溉水 3、凝结水 4、地下水
（二）、 土壤水分的消耗
1、渗漏、侧向径流和下渗径流 2、蒸发 3、蒸腾
第四节 土壤空气和热量
一、土壤空气的组成土壤空气与近地表大气的组成（1）土壤空气中的（2）土壤空气中的（3）土壤空气中的水汽含量一般高于大气（4）土壤空气中含有较多的还原性气体。二、土壤空气与植物生长及土壤肥力的关系1、影响种子萌发2、影响根系的生长发育和吸收性能3、影响生物活性和养分状况4、影响土壤的氧化还原状况三、土壤热容量1、土壤热容量或J/cm32、土壤温度的变化规律（1）土壤温度的日变化：土温随昼夜发生的周期性变化（2）土壤温度的年变化：土温随一年四季发生的周期性变化3、土壤温度与植物生长及土壤肥力的关系（1）土壤影响植物种子发芽出苗（2）土温影响植物根系生长（3）土温影响植物的生理过程（4）土温对土壤肥力的影响①矿物岩石风化②养分有效性③微生物的活动④有机质转化过程（5）土壤水分和气体的扩散运动第四节土壤水、气、热的调节1．土壤水气热之间的相互关系2．土壤水气热的调节措施
,其差别主要有哪几点CO2含量高于大气 O2含量低于大气
heat capacity
:单位质量或容积的土壤每升高或降低
:
1 ?C所需或放出的热量。 31
单位是J/g. ?C. ?C 复习思考题：
一、名词解释：1、土壤吸湿水；2、毛管水；3、吸湿系数；4、凋萎系数；5、田间持水量；6、土壤有效含水量；7、土水势；8、土壤水吸力；9、土壤水分特征曲线；10、土壤相对含水量；11、土壤水文状况；12、土壤通气性；13、土壤热容量 二、问答题
1、土壤水分有哪几种表示方法？ 2、土水势包括哪些分势？
3、土壤水分特征曲线可说明哪些问题？ 4、土壤空气与大气在组成上有何差异？
5、简述土壤的通气性与植物生长及土壤肥力的关系？一、土壤胶体（一）土壤胶体：土壤中颗粒直径大小在方向在此范围的固体颗粒，具有胶体性质的微粒部分。土壤中粒径溶液（分散介质（二）、 1、土壤胶体通常分为三大类：无机胶体、有机胶体、和有机无机复合体 1.1 1.2 晶质的硅酸盐次生矿物。1.3 1.4 晶质的物质。其最主要的成分是各种腐殖质（胡敏酸、富里酸、胡敏素等）白质、纤维素等。具有强吸水性、亲水性。2、土壤胶体的来源：①有机质、②粘土矿物、③氧化物二、 土壤胶体的构造和性质（一）土壤胶体的构造1、土壤胶体分散系包括：胶体微粒粒间溶液（为分散介质胶体微粒在构造上可分为微粒核
第五章土壤化学性质第一节土壤胶体及性质colloid
1-100毫微米在长、宽、高的三个部分至少有一个<1nm或2nm的矿物质颗粒和腐殖质（分散相dispersion medium）中的分散体系。
含水氧化物
层状硅酸盐矿物（粘土矿物）
inorganic colloid：其主体是粘土矿物；
;
colloid droplet（为分散相dispersion medium ）两大部分。droplet core、决定电位离子层32
dispersed phase）分散在土壤-OH基的结 ，还有少量的木质素、蛋
dispersed phase ）和微electric potential ion
土壤胶体的类型和来源土壤胶体的类型 无机胶体 无机胶体粘土矿物一般是指含有粘土矿物的来源：①由云母等矿物经过风化或成土作用演变而来； ②由矿物的分解产物在一定条件下合成而成③在一定条件下由粘土矿物互相之间演化形成，即由一种演变成另一种粘土矿物。 有机胶体：是由碳、氢、氧、氮、硫、磷等元素组成的高分子有机化合物，是非
layer和补偿离子层compensation ion layer三部分组成。
（1）微粒核droplet core ： 主要由腐殖质、无定形的SiO2(amorphous quartz)、氧化铝aluminium oxide、氧化铁iron oxide 、铝硅酸盐晶体aluminosilicate crystal物质、蛋白质分子protein molecule以及有机无机胶体的分子群所构成。
（2）双电层：微粒核表面的一层分子，通常解离成离子，形成符号相反而电量相等的两层电荷，所以称之为双电层。双电层由决定电位离子层和补偿离子层组成。
① 双电层(electric) double layer：是由土壤胶体表面的负电荷和代换性阳离子的正电荷构成。
② Stern层:在紧贴着土壤胶体颗粒表面的那一部分阳离子受电场静电引力作用极度强,与土壤胶体表面成平行密实排列,牢牢地被吸引着③ Gouy层：在Stern层的外面，阳离子受静电引力和热运动的影响，胶体（扩散层）周围的阳离子数量随着离胶体表面距离的增加而减少，层称为Gouy层。
（二） 土壤胶体的性质
1、土壤胶体比表面和表面能：
比表面积（比面）specific surface area是指单位重量或单位体积的总表面积（cm3/cm3）。
由于表面分子与外界的液体或气体介质相接触，吸引力，不能相互抵消，所以具有多余的表面能。这种能量产生于物体表面，故称为表面能。胶体数量愈多，比面愈大，表面能也愈大，吸附能力也就愈强。2、土壤胶体有凝聚和分散作用
凝聚作用:土壤胶体溶液如受到某些因素的影响，使胶体微粒下沉，由溶胶变成凝胶，这种作用叫做胶体的凝聚作用；
分散作用:由凝胶分散成溶胶，叫做胶体的分散作用。促使胶体凝聚或分散的原因，主要决定于电动电位的高低。扩散层的厚度.
凡电荷数量少而水化度大的离子(如Na+)，形成的扩散层厚，电动电位高。使胶体分散；电荷数量多，水化度小的离子(如Ca2+)，形成的扩散层薄，电动电位降至一定程度时，胶体即可凝聚。
电解质种类对胶体的凝聚作用有影响：一般是一价离子Fe3+>Al3 +>Ca2+>Mg2+>H+> NH4+>K+>Na+ 电解质浓度对胶体的凝聚也有很大影响:浓度大（三）土壤胶体电荷
a、永久电荷permanent charge：它是由于粘粒矿物晶层内的同晶替代所产生的电荷。这种电荷一旦产生后，就不能改变，而成为粘粒矿物的永久性质。这种电荷不受介质的pH值的影响，主要发生在少。
b、可变电荷variable charge：胶核表面分子或原子团的解离所产生的电荷，没有永久性质，它的数量和性质随着介质的pH值而改变。所以称为可变电荷。电荷的数量和性质随介质pH而改变的电荷。
c、土壤的pH0值是表征其可变电荷特点的一个重要指标，它被定义为土壤的可变正、负电荷数量相等时的pH值，或称为可变电荷零点、等电点产生可变电荷可的主要原因有：
33
,难于移动,此层称为Stern层。由稠密变为稀疏，呈扩散式分布，因而在内、外方面受到的是不同分子的 而电动电位的高低又取决于<二价离子<三价离子。,可促使凝胶形成。
2：1型粘粒矿物中，在1：1型矿物中极pH ( isoelectric pH ]。此cm2/g，
①粘粒矿物晶面上-OH 基的解离 ②含水铁、铝氧化物的解离 ③腐殖质上某些原子团的解离 ④含水氧化硅的解离
⑤粘粒矿物晶层上的断键等。
（四）土壤胶体的交换吸附作用
土壤吸收性能是指土壤能吸收和保留土壤溶液中的分子和离子，悬液中的悬浮颗粒、气体以及微生物的能力。土壤吸收性能亦称土壤吸收保肥性能。 （一）土壤吸收性能类型
（1）机械吸收性mechanical absorbability：是指土壤对固体物体的机械阻留，如施用有机肥时，其中大小不等的颗粒，均可被保留在土壤中。这种吸收作用取决于土壤的孔隙状况。
（2）物理吸收性：这种吸收性能是指土壤对分子态物质的保持能力，它表现在某些养分聚集在胶体表面，其浓度比在溶液中为大，另一些物质则胶体表面吸附较少而溶液中浓度较大，前者称为正吸附positive adsorption后者称为负吸附负吸附：是指土粒表面的离子或分子浓度低于整体溶液中该离子或分子的浓度的现象。
产生这种作用的原因是由于固体颗粒界面上的表面自由能的作用。气态物质（水气、CO2、NH3等）和细菌的吸附也是物理吸附。（3）化学吸附性：是指易溶性盐在土壤中转变为难溶性盐而沉淀保存在土壤中的过程。这种吸收是纯化学作用过程。
（4）物理化学吸收性：是指土壤对可溶性物质中离子态养分的保持能力。这种吸收是以物理吸收为基础，又呈现出化学反应相似的特性。（5）生物吸收性：是指土壤中植物根系和微生物对营养物质的吸收，这种吸收作用的特点是选择性和创造性，并且具有累积和集中养分的作用。上述五种吸收性不是孤立的，而是相互联系、相互影响的，都具有重要的意义。（6）专性吸附:是非静电因素引起的土壤对离子的吸附体上的阳离子共享1个或2个氧原子,形成共价键而被土壤吸附的现象三、土壤物理化学吸收性能
1、土壤物理化学吸收性能即是土壤离子交换作用。分为土壤阳离子交换作用和阴离子
交换作用。 1.1 吸附adsorption过程：离子从溶液中转移到胶体上的过程，称为离子的吸附过程；1.2 解吸desorption过程：原来吸附在胶体上的离子转移到溶液中的过程，称为离子的解吸过程。
1.3 阳离子交换作用特点：
a.阳离子交换作用是一种可逆反应
b.阳离子交换作用受质量作用定律支配，而且反应迅速c.阳离子交换作用中离子与离子交换作用是等量交换的反应。
1.4 阳离子交换能力是指一种阳离子将胶体上另一种阳离子交换出来有能力。子交换能力大小的顺序为：
Fe3+>Al3+>H+>Ca2+>Mg2+>NH4+>K+>Na+ 1.5 影响阳离子交换能力的因素有：
34
negative adsorption。
,它是指离子通过表面交换与晶.
， 它是等量电荷对等量电荷各种阳离
a. 电荷的数量 charge number
b. 离子半径ionic radius和离子水化半径ion hydration radius c. 离子浓度ionic concentration 2、土壤阳离子交换量（CEC）
2.1 阳离子交换量cation exchange capacity（或吸收容量）：是指在一定pH值条件下,每1000g干土所能吸附的全部交换性阳离子的厘摩尔数（cmol/kg）。
2.2 影响土壤阳离子交换量因素： a、胶体类型 b、胶体数量 c、土壤3、土壤的盐基饱和度3.1 土壤胶体吸附的阳离子分为两类：一类是盐基离子另一类是致酸离子3.2 盐基饱和度：土壤中交换性盐基离子总量数称为土壤的盐基饱和度，即：盐基饱和度3.3 a. 交换性阳离子的饱和度离子饱和度：土壤吸附的某离子量占土壤全部阳离子量的百分数。b. 陪伴（补）离子效应土壤胶体上同时吸附着多种阳离子，陪补离子.
4、极限基完全不饱和态四、阴离子土壤在一般情况下是带负电荷，吸附阳离子；但在强酸性条件下带正电荷吸附阴离子。阴离子的交换吸附是指土壤中带正电荷的胶体吸附的阴离子与土壤溶液中的阴离子相互交换的作用。这种交换作用与阳离子交换作用一样，学固定等交织在一起，很难分开。① 阴离子吸附类型a、阴离子吸附受阴离子种类的影响。易于被土壤吸附的阴离子这些离子也易与阳离子反应产生难溶性化合物；磷的固定成溶性的铁铝磷酸盐，这一过程称为磷的固定。b、很少或根本不被吸附的阴离子（这些离子常常出现负吸附；c、介于上述两者之间的阴离子（②影响土壤对阴离子吸收的因素a、阴离子吸附的相对次序：磷酸根≥子=硝酸根
pH值
base saturation ratio
base ion，包括Ca2+、Mg2+、K+、Na+、NH4+等；acid ion，即H+、Al3+。
cmol/kg占阳离子交换量
base saturation ratio= [交换性盐基总量/阳离子交换量
accompany ion effect 对其中某种离子来说，其余的各种离子都称为它的pH值：当土壤胶体上吸附的阳离子全部是致酸离子，即H+’’，此时土壤的pH值称为―极限pH值‖。
anion的交换吸附
服从质量作用定律，但土壤中的阴离子往往与化
（磷酸根、H2PO4-、HPO42-、PO43-，硅酸根
phosphorus fixation：可溶性磷酸根与土壤胶体上的Fe3+、
Cl-、NO3-、NO2-）
SO42-、CO32-、HCO3-）
砷酸根≥ 硅酸根≥ 钼酸根≥35
cmol/kg的百分] 3100% Al3+时，称为―盐HSiO3-、SiO32-），Al3+ 离子结合形 硫酸根≥ 氯离影响交换性阳离子有效度的因素、 阴离子的价数：Cl- 、NO3- < SO42- c、土壤pH值:阴离子的吸附量随pH升高而 下降。 d、外溶液阴离子浓度增加吸附量增多。 五、离子交换在土壤肥力上的意义 土壤阳离子交换量和盐基饱和度在土壤肥力上的意义： （1）CEC和盐基饱和度是土壤肥力指标，反应土壤肥力高低。 （2） CEC也是土壤类型划分的一个依据。 （3（4复习思考题：一、名词解释1、土壤胶体；6、专性吸附；二、无机胶体的主体粘土矿物其来源是什么？三、影响阳离子交换量大小的因素有哪些？四、何种情况下土壤胶体可带正电荷？五、试述土壤离子交换在土壤肥力上的意义。一、土壤酸性土壤酸度比例。我国土壤的酸碱性反应，大多数为在地理分布上有“东南酸西北碱”的规律性。（一）土壤中酸性的主要来源是123inorganic acid45（二）1)气候因素岩石和土壤中的矿物在风化与成土过程中释放的盐基成分易随渗漏水移出土体，溶性的盐基成分大大减少，形成酸性土壤。2)长期施用生理酸性肥3)生物因素（三）土壤酸性的类型根据1、活性酸度（1）土壤 CEC和盐基饱和度和 CEC和盐基饱和度是计算改良酸性土壤时石灰需用量的依据。 2、土壤阳离子交换量；7；负吸附 acidity碱性alkalinityH+ 或AlCO2溶于水所形成的碳酸、 acid rain、 酸性土的成因:高温、多雨，最有利于土壤和土壤母质的强列风化和强淋溶作用的发展，physiological acidic fertilizer. :呼吸作用respiration 在土壤中存在的状态，activity aciditypH值和酸碱度分级pH值有一定的定量关系。 3 是指土壤溶液的反应，它表征土壤溶液中pH 4.5-8.5： 、 carbonate acidorganic acid 产生的可以将土壤酸度分为两种类型， 之间。 、 、氧化作用CO2,分解产生的有机酸H+所直接显示的酸度。36 4、可变电荷；5H+ oxidizing产生少量无机酸 即：活性酸度和潜性酸度。pH=-lg[H））、土壤盐基饱和度；、永久电荷； 第二节土壤的酸碱性 浓度和OH浓 - ）胶体上吸附的））有机质分解产生的有机酸）酸雨）施入的生理酸性肥料。3+ 使土壤中易 H+ + 是指土壤溶液中游离的] 土壤pH： <5.0 ；5.0-6.5；6.5-7.5；7.5- 8.5； > 8.5 级别： 强酸性； 酸性； 中性； 碱性； 强碱性 （2）pH（H2O）水通常大于pH（KCl）： 用水浸提，得到的pH值反应土壤活性酸的强弱。用KCl浸提，得到的pH值除反映土壤溶 + 液中的氢离子外，还反映由K交换出的氢离子和铝离子显示出的酸性。 故pH（H2O）水通常大于pH（KCl）。 pH水与pH盐差值可反映土壤盐基饱和度，盐基饱和度高的土壤，pH水与pH盐的差值小；盐基饱和度低的土壤，pH水和pH盐的差值就大。 测定土壤pH值时的水土比，按国际土壤学会推荐用2.5:1，水土比大时，测出的pH值稍偏大。 +3+ 2、潜性酸度potential acidity 是指土壤胶体上吸附的H、Al所引起的酸度。它们只是 + 在转移到土壤溶液中，形成溶液中的H时，才会显示酸性，故称为潜性酸。通常用1kg烘干土中氢离子的厘摩尔数来表示。 土壤潜性酸要比活性酸多得多，相差3-4个数量级。土壤中潜性酸的大小常用土壤交换性酸度exchange acidity和水解性酸度hydrolytic acidity表示之。 2.1 交换性酸度exchange acidity ： 用过量的中性盐溶液（1mol/L的KCl、NaCl或0.03 +3+ mol/L BaCl2）与土壤作用，将胶体表面上的大部分H或Al交换出来，再以标准碱滴定溶液 + 中的H，这样测得的酸度称为交换性酸度或代换性酸度。 2.2 水解性酸度hydrolytic acidity ：用弱酸强碱盐weak acid strongly alkaline salt溶液（ pH8.2 的1mol/L醋酸钠溶液）从土壤中交换出来的氢、铝离子所产生的酸度称为水解性酸度。 水解性酸度一般要比交换性酸度大得多。 (四) 酸性土的改良 酸性土壤通常通过施用石灰，人为地调节土壤酸度。酸性土改良中常用水解性酸度的数值作为计算石灰施用量的依据。P135－137 2 理论石灰用量=土重kg/hm3阳离子交换量cmol/kg3（1-盐基饱和度） 356/2 实际石灰用量=理论用量30.5 石灰物质的换算系数：Ca(OH)2/CaO=74/56=1.32 CaCO3/ CaO=100/56=1.79 在施用CaO或Ca(OH)2时，不易与土壤混合均匀，致使局部土壤pH上升过高，影响植物生长，应乘以经验数值0.5，得出实际施用量。但若施用CaCO3(石灰石粉)，作用缓和，经验数值一般为1.3。 2 例1：某红壤的pH为5.0,耕层土壤为2250000kg/hm，土壤含水量为20％，阳离子交换量为10Cmol/kg土,盐基饱和度为60%,试计算达到pH=7时,中和活性酸和潜性酸的石灰需要量(理论值)。 +-5 解: 中和活性酸pH=5时,土壤溶液中[H]=10mol/kg土, 2+ 则每hm耕层土壤含H离子为: -5+2 2250000320%310=4.5mol H/hm 2+ 同理:pH=7时,每hm土壤中含H离子为 -7+2 2250000320%310=0.045mol H/hm 所以需要中和活性酸量为： +2 4.5-0.045=4.455mol H/hm 若以CaO中和:其需要量124.74 g 中和潜性酸: 37 每hm土壤理论上石灰用量（kg） 2+3+ = 土重（kg）/ hm 3CEC3（H、Al饱和度）356/2÷1000 22500003(10 /100)3(1- 60/100) 356/2÷1000 =90000356/2÷1000 2 =2520 kg/ hm 例2、某红壤改良实验场对发育于第四纪红土的红壤进行石灰试验，根据土壤分析测定结果 -12 进行计算石灰施用量，土壤阳离子代换量为10 cmol kg，盐基饱和度为60%，每2000/3 m地表20cm土层内的土壤重量以150吨计，请计算出每公顷土壤，理论上石灰用量和实际上石灰用量各是多少千克？ 2 解：每hm土壤重量=150t31000kg/t315=2250000kg ∵土壤盐基饱和度为60% +3+ ∴土壤H和Al饱和度=1-60%=40% -1 而且生石灰的cmol kg=56/2 22+3+ 又∵每hm土壤理论上石灰用量（kg）= hm土重（kg）3CEC3（H、Al饱和度）356/2÷1000 2 ∴每hm土壤理论上石灰用量: =22500003（10/100340/100）356/2÷1000 =2520 kg 又∵实际上石灰用量=理论上石灰用量30.5 2 ∴每hm土壤实际上石灰用量=2520kg30.5=1260 kg 2 答每hm土壤，理论上石灰用量是2520 kg；实际上石灰用量是1260 kg。 2 二、土壤碱性 1、碱化度：通常把钠饱和度[交换性钠离子占阳离子交换量（cmol/kg）的百分率]叫做碱化度。 碱化度 = （交换性钠/阳离子交换量）3 100% 当土壤交换性钠饱和度为5%-20%时称之为碱化土，而钠饱和度大于20%时称为碱土。 三、土壤的酸碱反应与植物生长 （一）受土壤酸碱性影响的几个主要方面： 1．影响土壤养分的转化和供应及其有效性 2．影响土壤中微生物活性 3．影响养分的固定、释放与淋失 4．影响粘粒矿物的形成 5．影响土壤理化性质 6．影响作物生长 （二）土壤酸碱性与养分有效度的关系 土壤养分的有效性与pH有密切关系 。 （1）土壤pH6.5时，各种养分的有效性都较高； （2）在微酸至碱性土壤中，氮、硫、钾的有效性高； （3）pH6～7的土壤中，磷的有效性最高。pH＜5时，土壤活性铁、铝增加，易形成磷酸铁、铝沉淀； （4）pH＞7时，易形成磷酸钙沉淀； （5）pH6.5～8.5的土壤中，有效钙、镁含量高，而强酸和强碱性土中，其含量低； 38 （6）Fe、Mn、Cu、Zn的有效性在酸性土中高，而在pH＞7的土壤中则明显降低，常出现Fe、Mn供给不足； （7）Mo在酸性土中的有效性低，当pH＞6时，其有效性增加。 （8）B在强酸性土和石灰性土中的有效性较低，而在pH6~7和pH＞8.5的碱性土中有效性较高，表现较复杂的情况 （三）主要的栽培植物生长适宜pH范围 （四）酸性土的指示植物 大多数植物适宜的pH范围6～8，即微酸至微碱性。有的植物能适应较宽的pH范围，有的只能在一定的pH范围生长，可作为土壤酸碱性的指示植物。 酸性指示植物——铁芒箕、杜鹃、狗脊、东方乌毛蕨、小叶海金沙、野牡丹、冬青、酸杨梅、桃金娘、地刷子、铺地蜈蚣、 马尾松、油茶、茶、映山红、石松等。 钙质土指示植物——铁线蕨、柏树、蜈蚣草等。 盐碱指示植物——盐蒿、碱蓬等。 四、土壤缓冲性能 1、土壤缓冲能力buffering power of soil:土壤中加入酸性或碱性物质后，土壤具有抵抗变酸和变碱而保持pH稳定的能力，称为土壤缓冲作用，或缓冲性能。 2、缓冲容量：使土壤溶液的pH值改变一个单位所需要加入的酸量或碱量称缓冲容量buffer capacity。 缓冲量愈大，即pH值愈不易变化，缓冲能力愈强。 3、土壤具有缓冲作用的机制： （1）土壤胶粒上的交换性阳离子 土壤胶粒M + H+ = 土壤胶粒 H + M+ 土壤胶粒 H + MOH = 土壤胶粒 M + H2O 土壤缓冲能力的大小与它的阳离子交换量有关，交换量愈大，缓冲性能愈强。 不同的盐基饱和度表现出对酸碱的缓冲能力是不同的。 （2）土壤溶液中的弱酸及其盐类的存在 H2CO3 + Ca(OH)2 = CaCO3 + 2H2O Na2CO3 + 2HCl = H2CO3 + 2NaCl （3）土壤中两性物质的存在 R-CH-COOH + HCl = R-CH-COOH NH2 NH3Cl R-CH-COOH + NaOH = R-CH-COONa + H2O NH2 NH2 4、土壤缓冲作用的重要性 （1） 缓冲性有利于稳定土壤pH，有利于微生物和植物适宜生活环境的维持； （2）缓冲性有利于缓和土壤污染的危害。 5、影响土壤缓冲性的因素 土壤缓冲容量与其CEC呈正相关。凡影响土壤CEC的因素都影响缓冲容量。主要有： （1）土壤无机胶体的类型：蒙脱石＞伊利石＞高龄石＞水合氧化铁、铝 （2）土壤质地：粘土＞壤土＞砂土 （3）土壤有机质含量 第三节 土壤氧化还原反应 39 一、土壤氧化还原体系 土壤中同一物质可区分为氧化态(剂)和还原态(剂)，构成相应的氧化还原体系。 1.土壤空气中O２是主要氧化剂，在通气良好的土壤中，氧体系控制氧化还原反应，使多种物质呈氧化态，如NO3-、Fe3+、Mn4+、SO42-－等。 2.土壤有机质特别是新鲜有机物是主要还原剂，在土壤缺O２条件下，将氧化物转化为还原态。 3.土壤中氧化还原体系可分为无机体系和有机体系。 无机体系的反应一般是可逆的，有机体系和微生物参与条件下的反应是半可逆或不可逆的。 4.土壤氧化还原反应不完全是纯化学反应，在很大程度上有微生物的参与，例如→NO2-→NO3-，分别在亚硝酸细菌和硝酸细菌作用下完成。5.土壤是不均匀的多相体系，异。 6.土壤氧化还原状况随栽培管理措施特别是灌水、排水而变化。二、氧化还原电位Eh:反映土壤氧化还原状况的常用强度指标是氧化还原电位，用三、土壤氧化还原电位与土壤肥力-200-----700mv; 300mv为界线; 200-------700mv养分能正常供应土壤中的主要氧化还原体系是氧体系和有机体系(1)土壤含氧高，则土壤的(2)土壤含有机质高，特别是新鲜有机质高，土壤中的重要缓冲体系有锰体系、铁体系、硫体系和氮体系等，它们对土壤剧升降起缓冲作用 四、影响土壤氧化还原电位的因素① 土壤水分、通气状况② 易分解的有机质含量③ 易氧化和易还原的无机物质含量④ 植物根系的代谢作用⑤ 微生物活动 ⑥ 土壤pH值 复习思考题： 一、名词解释：土壤活性酸；土壤潜性酸；水解性酸；交换性酸；土壤缓冲性；二、简述酸性土、碱性土的改良。三、土壤为何具有缓冲性？ 四、引起土壤酸性的主要因素有哪些？五、影响土壤氧化还原电位的因素有哪些？第六章土壤生物土壤生物(soil organism)包括：动物、微生物和植物根系第一节土壤动物1、根据躯体大小区分：大型、中型和小型土壤动物； 不同土壤和同一土层不同部位， . Eh值高； soil organism 40 : Eh值就低。 NH4+ Eh表示。 Eh值的急 氧化还原状况会有不同差 soil fauna 大型：（体长>2mm）蚯蚓、蚂蚁、甲虫、马陆、蜈蚣等； 中型：（体长0.2-2mm）螨类mite、弹尾虫； 小型：（体长<0.2mm）原生动物protozoon、线虫nematode。 2、根据在土壤中滞留时间区分： ①全期土壤动物： ②周期土壤动物： ③部分土壤动物： ④暂时土壤动物： ⑤过度土壤动物： ⑥交替土壤动物： 、根据在土壤中栖息层次区分：①真土居动物：②半土居动物：③地表土居动物：④上方土居动物：、根据食性区分： ①根食者：②枯食者：③尸食者：④粪食者：⑤菌食者：⑥捕食者：⑦杂食者：、根据是否单一细胞或多细胞分：①后生动物(metazoa)②原生动物(protozoa)原生动物在土壤中的作用有： 1、通过选择性的取食某些微生物 2、增进某些微生物的活性3、 参与土壤植物残体的分解，如鞭毛虫与白蚁共生，加速对木质素的分解4、某些原生动物也侵害植物，造成植物病害，有的可引起严重的人畜传染病。第二节土壤微生物土壤中微生物分布广、数量大、种类多，是土壤生物中最活跃的部分。它们参与土壤有机质分解，腐殖质合成，养分转化和推动土壤的发育和形成。1kg土壤可含几亿个到几百亿个细菌，几亿个到几十亿个放线菌和近 土壤微生物种群的多样性1、古细菌(archaea)：生活在极端环境包括甲烷产生菌、极端嗜酸热菌和极端嗜盐菌。2、细菌 (bacteria) 土壤中重要的几种细菌生理群：纤维分解细菌 固氮细菌： a.自生固氮菌:在土壤中独立生活的固氮细菌。共生固氮菌（或根瘤菌）。 、放线菌(actinomyces) 、蓝细菌（Cyanobacterium ①调节细菌数量；②增进某些土壤的生物活性；(如细菌)，改变微生物的群落结构，主要是调节细菌(如固N菌、排泄出的细菌等(microbe， ） ：也称蓝（绿）藻41 ) 10，并在根部形成瘤状突34 5：后生动物由小的土居性的多细胞动物，主要包括线虫、蠕虫、蚯蚓、蛞蝓、蜗牛、千足虫、蜈蚣、轮虫、蚂蚁、螨、环节动物、蜘蛛和昆虫等混合组成。 ：原生动物为单细胞真核生物，简称原虫。③参与土壤植物残体的分解。原生动物在土壤中的作用∶ 的数量。 microorganism) 亿个真菌，5亿个微小动物。 b.：与某些植物结合（主要是豆科植物）起（根瘤） 3 4 5、粘细菌(myxomycota) ：在土壤中数量不多，特别能在干旱、低温和贫瘠的土壤中存活。 6、真菌(eumycota) 7、藻类(alga) 8、地衣(lichens)：地衣是真菌和藻类形成的 不可分离的共生体。 地衣在土壤发生的早期起 重要作用 （三）非细胞型生物即分子生物—病毒(virus) (四)、土壤微生物营养类型的多样性 根据微生物对营养和能源的要求，一般可将其分为四大类型。 （1）化能有机营养(chemoorganotrophy)型 化能有机营养型又称为化能异养型，需要有机化合物作为碳源，并从氧化有机化合物的过程中获得能量。 （2）化能无机营养(chemolithotrophy)型 化能无机营养型又称化能自养型，以CO2作为碳源，从氧化无机化合物中取得能量。 （3）光能有机营养(photoorganotrophy)型 光能有机营养型又称光能异养型，其能源来自光，但需要有机化合物作为供氢体以还原CO2，并合成细胞物质。 （4）光能无机营养(photolithotrophy)型 光能无机营养型又称光能自养型，利用光能进行光合作用，以无机物作供氢体以还原CO2,合成细胞物质。 二、微生物与植物根的联合 （一）根际（圈）微生物 (rhizosphere microorganisms) 根际：存活的植物根系显著影响的土壤区域称为根际（rhizosphere ） 根际土壤：存活在土壤中的植物根显著影响的区域之土壤称为根际土壤。 非根际土壤 根际效应：根际土壤/非根际土壤（理化、生物学性质） 第三节 土壤中植物根系 一、植物的根系 a. b. c. d. e. 垂直状根系:如松树和栎树 辐射状根系：如槭属、水青冈属 扁平状根系：如云杉、冷杉等 串联状根系：如竹类、杨树等 须状根系：如棕榈类 （一）根瘤：是原核固氮微生物侵入某些裸子植物根部，刺激根部细胞增生而形成的瘤状物。 （二）菌根 (mycorrhiza)：土壤真菌与一些高等植物的根形成互惠的共生体称为菌根。 外生菌根：只在表皮层细胞的间隙中扩展。 内生菌根：菌丝穿透根皮层细胞的细胞壁进入细胞内部，并在其中形成细小但多分支的结构—丛枝。 菌根的作用：1、扩大植物对养分的吸收范围 2、防御植物根部病害 3、增强植物抗性 4、促进植物共生固氮和联合固氮 42 （三）共生固氮(symbiotic nitrogen fixation) （四）联合固氮(associative nitrogen fixation) 二、土壤酶活性 (一)土壤酶的来源、种类、存在状态与特性 (二) 影响土壤酶活性(soil enzyme activity)的因素 1、土壤物理性质(soil physical properties)的影响 2、土壤化学性质(soil chemical property)的影响 3、耕作管理的影响 三、生物活性物质 植物激素(phytohormone) 植物毒素(phytotoxicant) 维生素和氨基酸(vitamin and amion acid) 多糖(polysaccharide) 第七章 土壤养分 一、土壤养分概述 （一）土壤养分基本概念 亚农（Arnon）1954年 1、判断植物必须的营养元素的标准standard: 1).这种元素是完成植物生活周期 life cycle所不可缺少的lack. 2)缺少时呈现专一specificity的缺素症deficiency disease,唯有补充它后才能恢复recover或预防prevent. 3)在植物营养上具有直接作用direct action的效果,并非由于它改变了植物生活条件所产生的间接效果indirect action. 2、植物必须的大量元素、微量元素 C(carbon)、H(hydrogen)、O(oxygen)三者主要来源于空气和水，不属于土壤养分 N(nitrogen)、P(phosphorous)、K(potassium)、Ca(calcium)、Mg(magnesium)、S(sulphur)称大量元素含量大于500ppm即0.05%以上。 Fe(iron,、Mn(manganese)、Cu(copper)、B(boron)、Zn(zinc)、Mo(molybdenum)、Cl(chlorine)(Co(cobalt))称微量元素，含量少，0.01%以下。 它们都是高等植物正常生长所必需的营养元素。其它特需元素：Na(sodium)藜科、Al(aluminum)山查科（蕨类植物）、Si(silicon禾本科、Se(selenium)黄芪、Co豆科。 3、土壤养分:是土壤肥力的重要物质基础,指那些主要依靠土壤来供给的植物必需营养元素essential element. 在评价土壤肥力时，必须十分重视土壤养分的供应状况。 (二）、土壤养分来源 （1）来源于矿物质的养分 磷：矿物——磷灰石apatite，基性岩basic rock、玄武岩basalt，大量来源于有机体 钾：云母mica，长石feldspar，变质岩metamorphic rock中的云母片岩 钙：石灰岩limestone，大理岩marble，原生矿物中的钙长石anorthite，中性岩类neutral rock：闪长岩diorite，安山岩andesite，基性岩类basic rock：辉绿岩diabase，玄武岩basalt 。 镁：橄榄岩peridotite，基性岩，中性岩。 铁：基性岩，超基性岩ultrabasic rock 43 硼、锌、钴——玄武岩 钼——超基性岩 铜、锰——各种岩类都有 （2）来源于有机质的养分 土壤中氮、磷、硫等元素绝大部分是以有机态形式积累和贮藏在土壤中的，有机质分解快，提供这些养分所占比重也大，土壤有机质是养分的主要来源。 （3）养分的其它来源 a、 由共生symbiotic或非共生non- symbiotic固氮nitrogen fixation微生物的固氮作用给土壤增添化合态氮素，生物固氮包括自生固氮azotobacter nitrogen fixation和共生固氮symbiotic nitrogen fixation。 b、 大气降水、闪电带来N、S c、 人工施肥artificial fertilization 、种植绿肥green manure、营造混交林mixed forest d、 工业排废drain waste S、Cl、K、Na、Ca e、 客土foreign soil、引洪channel flood、灌溉irrigation、苗圃nursery （三）、土壤养分的消耗（养分损失途径lose way ） （1）植物吸收absorb,uptake，砍伐fell tree（收割harvest）带走。 （2）下渗淋失permeate leaching loss，水土流失water loss and soil erosion （3 ）以气态形式逸出。 （4）地表径流run-off造成的土壤侵蚀soil erosion ，造成土壤养分损失nutrient loss。 土壤中的大量元素 第一节土壤中的氮 （1）、土壤中氮的含量和形态 土壤全N含量在0.02-0.5%之间，多数在0.1%以下。 常测水解性N：以确定土壤中近期可被植物利用的有效性氮，它包括无机的矿物态氮和部分有机物质中易分解的比较简单的有机态氮(organic N)、NH+4(ammonium)、NO-3(nitrate)、氨基酸(amino acid)、酰胺(amide)和易水解的蛋白质(hydrolyzable protein)的总和。 （2）N的功用：是蛋白质（含N15-19%）的基本成分 （3）缺氮的症状symptom：植物生长受阻，叶色呈灰绿、黄色或红色，根系发育不良。 （4）氮循环、氨化作用ammonification、硝化作用nitrification、反硝化作用denitrification；氨挥发ammonia volatilization 氨化过程：有机质→CO2+NH3+其它产物+E 硝化过程：NH4+ + 3/2 O2 → NO3- + 4 H+ + E 反硝化过程：NO3- → NO、N2O、N2 NH4+的固定：土壤溶液中的NH4+与土壤胶体吸附的阳离子进行交换。 NH3的挥发：NH4+ + OH- → NH3 + H2O 影响微生物活动的环境条件：通气性、温度、湿度、pH值、有机质的C/N和肥料等因素，决定着氮素的积累和供应。 水解性氮hydrolysable nitrogen供应指标是：高>100 mg kg-1,中50-100 mg kg-1,低<50 mg kg-1 第二节土壤中的磷 44 一、土壤中磷的含量和形态 1、土壤中磷的含量:土壤全P含量（P2O5计）在0.03-0.35%之间，(以P计)0.02-0.11%,平均含量为0.12%,也有明显的地域颁布趋势,即从南到北逐渐增加. 2、土壤中磷的形态： 1）有机态磷：有机态磷含量变化大，其含量与有机质含量之间有一定的相关性。占表层土壤全磷的20-80%，南方红壤有机质含量常不足1%，有机磷占全磷的10%以下。 2）无机态磷inorganic phosphorus： a. 水溶性磷water-soluble phosphorus ：土壤溶液中磷浓度依pH、磷肥施用量及土壤固相磷的数量和结合状态而定，含量一般在0.003-0.3mg/L之间。 b. 吸附态磷adsorped phosphorus ：指寻些通过各种引力（库仑力、分子引力、化学键能等）被土壤固相表面吸附的磷酸根或磷酸阴离子。 c. 矿物态磷mineral phosphorus ：土壤无机磷几乎99%以上以矿物态存在。石灰性土壤中主要是磷酸钙盐（磷灰石），酸性土壤以磷酸铁和磷酸铝盐为主。 3）土壤有效磷available phosphate：通常所说的土壤有效磷只是指某一特定方法所测出的土壤中的磷量。 到目前为止，还无法真正测定土壤有效磷的数量。 0.5 mol.L-1碳酸氢钠法测定土壤有效磷(Olsen, et al.,1954) 土壤有效磷水平的临界值critical value（鲁如坤，1980） Olsen-P, mg kg-1 P 作物对施磷肥的反应 <3 无磷肥，一切作物难以立苗seedling 4~5 一切作物施磷肥均有显著增产 6~10 水稻一般不增产，其它作物增产 11~15 谷类cereal crops作物可能不增产 16~20 通常只有豆科leguminous plant和十字花科mustard family作物有反应 >20 一般作物不需施肥 0.025 mol L-1 HCl_--0.03 mol L-1NH4F测定土壤有效磷(Bray et al 1945) 根据Jackson的建议，Bray 法结果可作如下分级： <3 mg.kg-1 P 极低 3~7 低 7~20 中 >20 高 4）缺磷的症状：当土壤极端缺磷时，可使林木树冠发育停滞，叶片呈古铜色，叶背的叶脉呈紫色，叶柄与小枝的夹角变窄，侧根呈黄棕色、粗糙，而且发育不良。 第三节土壤中的钾 （一）土壤中钾的含量和形态 我国土壤的全钾含量（K2O计）变动在0.1~3.0%之间。一般都在1~2%。土壤钾按形态可分为水溶性钾、交换性钾、矿物层间不能通过快速交换反应而释放的非交换性钾和矿物晶格中的钾。 根据对作物的有效性，将水溶性和交换性钾称为速效钾K，约占全K的0.1~2%。 非交换性钾(固定态钾):矿物晶层间的K称为非交换性钾(固定态钾)或缓效钾K，约占全钾的2%~8%。 而含钾矿物中的钾称为无效态K，约占全钾的90%~98%。 45 实际上，不同形态的钾处于一种动态的变化中。 土壤速效钾等级标准mg.kg-1 K <50 低 50~150 中 >150 高 当植物缺钾时，根系生长受阻碍，叶片的发育也遭到抑制，先是叶尖或叶缘渐渐发黄，枯萎变褐，进而干枯烧焦状态，最后时脉之间的叶肉亦干枯，并在叶面出现青铜色褐斑。 第四节 土壤中的微量元素 一、硼 boron 油菜正常叶片中硼含量是19-33mg kg-1,当油菜叶片中硼含量只有8-12 mg kg-1时表现严重缺硼serious deficient B。 顶芽terminal bud枯死，小枝短小丛生grow thickly、果实脱落shedding of fruit或成畸形果malformed fruit。 ―花而不实‖、―石头果‖等结实异常。 柑橘以0.1-0.2%硼砂sodium borate在春芽展叶前及落花二分之一时各喷spray sodium borate一次为好。但当硼肥过多也会引起中毒intoxication。 二、锌zinc 一般缺锌zinc deficiency多发生在pH>6.5的土壤。但在南方酸性土壤如江西鹰潭红砂岩发育的红壤上，可见到油桐tung (oil)tree、乌桕(Chinese) tallow tree等到树木的缺锌症状。缺锌：小叶病little leaf disease。 锌肥使用技术： （1）作基肥basal manure——亩施1kg硫酸锌，用20—50kg细土与硫酸锌zinc sulphate混合均匀撒在地里，然后翻耕作底肥base fertilizer。 （2）作追肥after manuring——亩施1kg硫酸锌。可以开沟条施、串施和穴施，也可喷施0.1-0.2%硫酸锌水溶液50-70kg，下午4点以后喷施效果较好，每隔1星期喷一次，连续喷2-3次更好。 一般基肥亩施1kg硫酸锌最少可保证二年不缺锌，所以锌肥不要年年施用。 复习思考题： 一、名词解释：土壤养分；大量元素；微量元素；物理性砂粒；物理性粘粒 二 问答题 1、植物所必须的营养元素有哪些？ 2、土壤养分的来源有哪些？ 3、判断植物必需营养元素的标准是什么？ 4、土壤养分的来源有哪些？ 5、植物分别缺N、P、K、Zn、B时的症状如何？ 6、试述土壤当中氮、磷、钾三种营养元素的循环过程。 第八章 土壤肥料(Fertilizer) 一、肥料概述 1. 定义：施入土壤中，或是用它处理植物的地上部分，能够改善植物的营养状况和土壤条件的一切有机物和无机物。 2、施肥目的：增加植物的营养，提高林木的产量和品质。 3、肥料的分类 3.1按照肥料的性质： 46 ① 有机肥料：如泥炭、绿肥、腐植酸肥； ② 矿质肥料 ：也叫无机肥料，如各种化肥； ③ 生物肥料：如细菌肥料、根瘤菌肥等。 3.2化学成分的多少：单一、复合、完全肥料 3.3有效性快慢：速效性、迟效性肥料 3.4肥料来源：自然肥料、工业肥料 3.5按化学成分的多少分为： ① 单一肥料：只含一种肥料要素； ② 复混（合）肥料：是指成分中同时含有氮、磷、钾三种主要营养元素不的两种或两种以上化学肥料，如 KNO3。 含有氮磷钾三要素中的任何两种的称为二元复混肥料，如磷酸二氮钾、磷酸铵。 ③ 同时含有氮磷钾三要素的称为三元复混肥料，如硝磷钾肥、铵磷钾肥。 ④ 完全肥料：除含N，P，K三要素外，还含微量元素或有机肥料。 复混肥料的有效成分和含量：一般以N－P2O5－K2O的顺序和相应的百分含量表示。 如某肥料标有 15－8－12（S）除表示该肥料含有效氮15%，有效磷8%，有效钾12外，还表示肥料中的钾是用硫酸钾作为原料。 16－16－16－1.5(Zn)表示肥料除含有效氮、磷、钾分别为16外，还含锌1.5%。 ⑤ 几个数字总和表明其有效养分总量也即养分总量。将复混肥料养分总量大于40%的称为高浓度复混（合）肥料。 3.6 目前，我国植物营养学和肥料生产中研制出许多针对土壤、肥料性状和植物营养特性肥料新品种.如复混肥、作物专用肥（玉米、小麦、水稻、甜菜）、果树专用肥、毛竹专用肥、部分树种专用肥、包膜肥料（涂层尿素）、缓释肥料（长效碳铵）、药肥（肥料中添入除草剂）、磁化肥、粘性肥料、袋控肥等.这些新型肥料将是我国今后肥料研发的主要方向. 4.有机肥料与矿质肥料的区别 （1）矿质肥料： 成分单纯，但含量高，养分在15%以上； 体积小，便于施用和运输； 易溶解，见效快，但不持久。 有一定的酸碱性，长期使用会引起酸碱性的变化，有时还会引起土壤的板结；使用时要注意多种肥料配合或与有机肥料配合。 （2）有机肥料： 含营养元素全面，但养分含量低； 体积大，不卫生，不便于运输和施用； 肥效迟但肥效持久，长期使用能改善土壤物理性质和化学性质以及生物学性质。 可以单独且长期使用。 （3）微生物肥料：辅助性肥料 不含养分，通过微生物的活动来改善土壤的营养条件；分泌激素，刺激根系生长发育，同时还可抑制有害生物的活动； 肥料的贮存和运输需要一定的环境条件，施用时需较高的技术条件。不可单独做基肥，须配施有机肥。 5.施肥原则 ① 明确施肥目的 ② 联系环境条件和树木/植物特性 ③ 看天施肥、看土施肥、看树施肥 47 ④ 因肥施用、适量施肥、肥料的配合施用 ⑤ 经济施肥 ⑥ 其他措施的配合 ⑦ 精耕细作，灌溉排水，抚育管理，防治病虫等 6.施肥方式(时期) (1)基肥(底肥):播种或定植前结合土壤耕作或整地而施用的肥料。 (2)追肥:在植物生长发育期间施用的肥料。 目的是及时补给代谢旺盛时对肥分的大量需要。 以速效肥料为主，有时也配一些腐熟的有机肥。 (3)种肥:在播种或幼苗扦插时施用的肥料，主要目的是供给幼苗初期生长发育对养分的需要。 7.施肥方法 科学施肥方法的基本要求是：施用于根系容易吸收的土层，提高肥料被植物的吸收利用率；选择适当的施肥位置和方式，以减少肥料的固定、挥发和淋溶损失。 （1）撒施：均匀撒施于田间地面,及时耕耙和浇灌使它进入土壤中.此方法适合密度较大的林地施肥. （2）条施：先开沟，施肥后盖土。林木行间或行列附近开沟施入肥料然后覆土，较适合人工幼林地施肥. （3）穴施：比条施的肥料更集中。 （4）浇灌 把肥料溶解在水中，全面浇在地面上或在行间开沟注入后覆土，也可使肥料随灌溉水一起进入土壤中. （4）轮施：以树木为圆心，沿树冠边际内对应的地面挖轮状的施肥沟，施肥后盖土。 （5）放射状施。 （5）根外施肥 植物生长发育期间，将低浓度的肥料溶液喷洒在植物叶片或用器件将肥料溶液注入植物地上部的一种施肥方法，也称叶面喷施.喷在叶片上的养分溶液可通过气孔或叶子表面角质层的分子间隙进入叶细胞，它是林木营养的辅助手段，不能代替根部营养（土壤施肥）.一般在土壤中易固定的肥料和根部养分吸收运转慢的肥料适合用叶面喷施，当植物对某种营养成分需求量较小，且土壤中供肥速率较慢时适合用叶面喷施.常用根外施肥的肥料有磷酸二氢钾、微肥、尿素、生长调节剂等. 二、氮肥 1、分类：按含氮基团分三类： 1.1 铵态： 碳酸氢铵（含N%：16.5－17.5）白色粉末状结晶，易溶于水，碱性反应，略带刺激性臭味，易潮解易挥发 。不能和碱性肥料(如石灰、钙镁磷肥)混合施用。碳酸氢铵（NH4HCO3）含N17%，简称碳铵. 碳铵占我国氮肥总产量的50%左右，在农业生产中占有重要地位.碳铵属速效性肥料，碳铵中NH+4易被土壤吸附，不易淋失；易挥发并随温度和湿度变化而变化.施用时要深施覆土.碳铵适宜作基肥和追肥，不易作种肥，以防氨挥发引起烧种烧苗.施用最好在温度较低季节（早春、晚秋）进行，以减少挥发损失和提高肥效. 如硫酸铵（含N%：20－21）灰白色粉状结晶，易溶于水，中性反应 ；简称硫铵，俗称肥田粉.硫铵是我国最早生产和施用的氮肥品种.硫铵是标准氮肥，商业上所谓“标氮”. 目前占我国氮肥总量的0.7%左右.硫酸铵是速效性氮肥，施入土壤铵离子易被土壤吸附.林木吸收铵离子后，硫酸根残留在土壤中酸性较大，长期施用会使土壤酸度增大，所以称硫酸铵为生理酸性肥料.在石灰性土壤上连续和单一施用会形成溶解度较小的硫酸钙，引起土 48 壤板结，也易引起氨的挥发.在水田易引起硝化和反硝化的氮素损失及根系呼吸困难. 硫酸铵可做基肥、追肥和种肥. 在酸性土壤中施用应配合施石灰或有机肥料；在中性和碱性土壤中施用应深施覆土防止氮素损失，配合有机肥施用防止土壤板结. 氯化铵（含N%：24－25）白色粉状结晶，易溶于水，微酸性 ； 氯化铵占我国目前氮肥总量的3.3%左右，性质与硫酸铵相近.氯化铵由于氯离子存在能抑制硝化细菌，使硝化作用较慢，使氮的损失较低，所以湿润地区施用氯化铵较硫酸铵好. 氯化铵对种子发芽和幼苗生长不利，对忌氯植物不宜使用，如烟草、茶树、葡萄树等。否则，会引起品质下降.因此，氯化铵宜作基肥和追肥施用. 1.3 酰胺态：尿素（ [CO(NH2)2]，含N46%）白色结晶颗粒，吸湿性强，易溶于水，水溶液显中性。 尿素是固态氮肥中含氮最高的肥料，占我国目前氮肥总产量的40%左右，是我国主要氮肥品种之一。 尿素是中性有机分子，溶于水。在转化前不易被土壤吸附，也不能立即被林木根系吸收，需通过在土壤中转化后才能被根系吸收。 转化在土壤微生物分泌的脲酶作用下，水解呈碳酸铵或碳酸氢铵后，才能被植物吸收利用.整个过程可用下式表示： 尿素在土壤中的转化速度受土壤PH、温度和水分的影响.在一般用量时，10℃为7～10d、20℃为4～5d、30℃为2d就可全部水解，形成不稳定的碳酸铵，转化速度很快，所以亦是速效性肥料。 尿素溶解以分子态存在于土壤中，有少量以物理吸附被土壤保持，随水移动性较大，易于流失.尿素转化为碳酸氢铵、氢氧化铵都易分解释放出氨，表施在碱性土壤上，氨的挥发更为明显。尿素适宜作追肥、基肥和种肥，生产中作追肥较为普遍。追肥时施肥要在林木需肥期前4～8d施用，尿素施用时应深施覆土，以防氨的挥发损失。 尿素可用作叶面喷施，这对移植苗提高成活率可起到重要作用.苗木喷施浓度0.1%～0.5%，花卉为0.2%～0.3%. 1.2 硝态： 硝酸铵（含N%：33－35），白色粒状结晶，吸湿性强易溶于水，易潮解和挥发，有助燃性和爆炸性，由于吸湿性强和存在易燃爆的危险，而影响了使用。 硝酸铵简称硝铵.硝酸铵占我国目前氮肥总产量的3.5%左右. 硝酸铵氮素形态既有（NO3 －+）又有（NH4），性质更接近硝态氮肥.它极易溶于水，是速效性肥料.硝铵结块不能用铁锤击打，否则可能引起爆炸，可用木棒轻轻打碎.硝酸铵含氮较高，可用作追肥和基肥，常用作追肥.在旱地施用效果明显好于水田，肥效同硫酸铵、尿素相近. 硝酸钠（含N%：15－16） ，白色结晶，吸湿性强，易溶于水，呈碱性，有助燃性。 硝酸钠是单一硝态氮肥料，又称智利硝石.硝酸钠是生理碱性肥料，性状比硝酸铵稳定.硝酸钠长期连续施用易使土壤板结。因此，注意与钙质肥料和有机肥配合施用.硝酸钠宜作追肥，以少量多次施用为原则，可避免硝态氮淋失.更适宜在酸性或中性土壤施用，不宜在盐碱地和水田中施用；更适宜施在喜钠植物上，既能增加产量，又能改善品质. 1.1 铵态氮肥 主要品种有硫酸铵、氯化铵、碳酸氢铵。 施用时不能和碱性肥料（如石灰、钙镁磷肥）混合施用。 在酸性土壤上施用硫酸铵、氯化铵，由于植物对铵离子的选择吸收，将酸根离子残留在土壤中（生理酸性肥料），长期施用会加剧土壤的酸性。应配合施用石灰。 在石灰性土壤中，硫酸铵与钙形成难溶的硫酸钙，会影响土壤的非毛管孔隙，长期会造 49 成土壤板结。 而氯化铵和钙形成的氯化钙，以及氯与盐基形成的可溶物，可增加土壤溶液的浓度，因此氯化铵不能做种肥。在保护地下最好不用氯化铵。 在水田中，硫铵优于氯铵。 1.2 硝态氮肥 主要是硝酸铵。是世界上重要的氮肥品种。 但由于吸湿性强和存在易燃爆的危险，而影响了使用。 国外一般使用改性的硝酸铵钙、硫硝酸铵，我国还未正式生产这类改性产品。 硝酸钠又叫智利硝石，另有硝酸钙，但做为肥料在我国使用较少。 1.3 酰铵态氮肥： 尿素，是1928年人工合成的第一个有机物，是我国以及世界的一个主要氮肥品种。我国也是重要的尿素生产国。 （1）性状：粒状，颗粒有1-2mm，和2-10mm的两种，现国外有超大粒尿素（每颗粒重1g）。吸湿点随温度升高而下降。 因此要避免在盛夏潮湿气候条件下敞开存放。另外与其它肥料混合也会明显降低吸湿点。 尿素是中性有机分子，易溶于水但不易直接被土壤胶体吸附，尿素能随水移动或流失。 （2）尿素在土壤中的转移 进入土壤后进行水解。水解在脲酶作用下进行。CO(NH2)2 + 2H2O — (NH4)2CO3 碳酸铵在水和二氧化碳作用下形成碳酸氢铵，进一步变成氨、水和二氧化碳。 转化时间与土温有关。在夏天1—3天，在冬天约需一周 （3）尿素的施用 可以做基肥、追肥。但不能做种肥[ 尿素中含缩二脲（ NH2 CONHCONH2） ，对幼苗、根系生长产生抑制 ]。 主要用做土壤追肥，施用后不能马上浇水。 尿素广泛用于叶面施肥，浓度为0.5——2%。也可配制复合营养液。 2、可控缓释氮肥（又称长效氮肥、缓释氮肥、控释氮肥）：可控缓释氮肥是采用水分透过率很低的高分子树脂作包衣材料，将其均匀喷涂于尿素颗粒表面，使其形成一层水分渗透性很低的树脂膜。土壤中的水分通过树脂膜进入肥料颗粒内，将养分溶出膜外，供作物吸取，其膜内肥料的溶出速度就是肥料养分释放的有效速度。 由于高分子树脂化学性质比较稳定，土壤pH、微生物、生物等条件短期内不易对树脂膜的性质产生影响，只有土壤的温度、水分条件可以改变水分渗透速度，即改变肥料养分的溶出速度。在加工时，薄膜表面化积和厚度是可以推算的，所以通过调整包衣成分，改变膜的水分透过率，以改变养分（N）的溶出速度，就可以制成在某一温度下，不同养分溶出速度的可控缓释肥料。 可控缓释氮肥特性和优点： 含氮量为大等于41%，水分含量小于2%。 根据缓释氮肥可人为的调节养分的释放时间，做到养分释放与作物肥相一致，因而它具有以下优点： 2 （1）、可大提高肥料利用率。据夏玉米试验，在施22kg/667m 可控缓释尿素的情况下， 2 比施35kg/667 m普通尿素，可提高氮肥利用率24个百分点，节省氮肥37%，降低生产成本；同时提高增产率11.8个百分点，增产效果显著。 （2）、节约劳力。可一次性作基肥施入，既可节省劳力，又有利于同穴施肥和机械化作业。 50