土壤学

第一章 土壤的形成和发育

矿物的概念：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。它们具有一定的化学性质，内部构造和物理特性，并以各种形态，存在于自然界中

成土的主要矿物：原生矿物、次生矿物

原生矿物：由地壳深处的岩浆冷凝而成的矿物，在风化过程中没有改变原来的化学成分和结构，只遭到物理性的破坏，而留存于土壤中。（石英、长石、云母、角闪石、辉石、橄榄石、磷灰石等）。

次生矿物：由原生矿物经过化学变化，形成的新矿物。它的性质、成分、形态都发生了变化。由于这些次生矿物颗粒很细，又称粘土矿物。（高岭石、蒙脱石、水云母（伊利石），含水氧化物和二、三氧化物，铝土矿Al2O3·3H2O、褐铁矿2Fe2O3·3H2O、针铁矿等）

岩石的概念：岩石是由一种或数种矿物组成的自然集合体。由多种矿物集合而成的岩石称为复成岩，由一种矿物组成的岩石称为单成岩

成土的岩石：岩浆岩、沉积岩、变质岩

岩浆岩：岩浆岩是由地下的岩浆，经熔融作用以后上升到地表或地壳内，经过冷凝以后形成的岩石。在地壳深处冷凝的叫侵入岩，岩浆流出地表形成的叫喷出岩。特点是不具层理、不含化石，侵入岩多具大形的矿物结晶，喷出岩则具玻璃质结晶与气孔构造。

沉积岩：沉积岩是由地壳上早期形成的各种岩石，经风化、搬运、沉积、胶结作用形成的岩石。其特点是有明显的层理，常含有化石、所含矿物成分极其复杂

变质岩：变质岩是由岩浆岩、沉积岩在高温高压下发生变质作用所形成的，其矿物组成、结构和化学成

分较岩浆岩、沉积岩有显著改变。一般特点是片状（或片麻状）组织，变质后的岩石较变质前致密、坚硬、比较不容易风化。

矿物岩石对土壤性质的影响 ：影响土壤颗粒的粗细、影响土壤的酸碱性、影响土壤养分状况

风化过程概念：岩石风化指的是露出地面的大块岩石，在地表各种自然因素的作用下，逐渐由大块散碎成小块，同时化学成分也发生了改变，岩石所发生的这一切变化，就叫岩石的风化过程。

风化作用的类型：物理风化、化学风化、生物风化

物理风化：岩石在外力影响下，机械地分裂成碎屑，只改变大小与形状，而不改变其成分的过程。影响物理风化的因素（1）温度 （2）冻结（3）水分（4）风。物理风化的结果，使紧密的实体变成了疏松的多孔体，给水分、空气进入创造了条件，风化产物较粗，形成的母质偏砂，石砾多，养分不易释放。

化学风化：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。影响化学风化的因素有（1）水的溶解作用（2）水化作用（3）水解作用

生物风化：指动物、植物、微生物的生命活动及其分解产物对岩石的风化作用。生物风化作用 不仅使岩石破碎，分解，而且还能积累养分，创造有机质，发展土壤肥力。

土壤母质概念 ：地表的岩石经过风化、搬运、堆积等过称所形成的在地质历史上最年轻的疏松矿物质层。

母质的类型(7种) ：1、残积母质（由当地基岩风化而成的，残留在原地未经搬运的母质。特点：从上到下，由细变粗跟基岩接近，本身的性质和化学成分和基岩一致。）2、坡积母质（山坡上部的风化碎屑物质，经雨水或融雪水的冲刷，搬运到山坡中，下部堆积形成。特点：由上到下，逐渐增厚，颗粒逐渐变细，透水通气性好，养分较丰富）3、洪积母质（由山洪所携带的泥砂冲刷到山前平缓地带，由于山洪的流速不同，形成扇形，称为洪积扇。特点：分选性较差，颗粒粗细不同，洪积扇上部有大块砾石，细颗粒少，层次不明显，

透水性能好，边缘沉积物质细，层次明显。）5、湖积母质（是湖泊的静水沉积物。特点：质地偏粘、养分丰富、有机物含量高，淤泥厚，内陆地区有盐矿存在，改良后才能利用。）6、风积母质 （风力的搬运沉积而成。我省雁北西南、西北沿黄河一带都是风积物。特点：分选性强，砂粒磨圆度高，砂性大）7、黄土（黄土是第四纪地质时期的一种特殊沉积物。特点：黄土为淡黄或暗黄色，土层厚度达数十米，粉砂质地，粗细适宜，通体颗粒均匀一致，疏松多孔，通透性好，具有发达的直立性状，含10%~15%的CaCO3常形成石灰质结核。）

成土因素：母质因素 、气候因素 、生物因素、地形因素、时间因素、人为因素

成土过程：原始成土过程，有机质积聚过程，粘化过程，钙积与脱钙过程，盐化、脱盐过程，碱化脱碱过程 ，熟化过程

自然土壤的形成过程土壤形成过程的实质是物质的地质大循环和营养元素的生物小循环的矛盾与统一。生物小循环是以相反的方向在地质大循环的轨道上进行的即没有地质大循环，也就没有生物的小循环。在土壤形成过程中，这两种方向相反的循环是相互渗透、不可分割的。地质大循环不断使营养物质淋溶损失，而生物小循环则从地质大循环中保存累积一系列的生物所必需的营养元素，给原始生物的生存提供了物质条件， 原始生物的生长繁殖又为绿色植物的产生奠定了基础。因此，生物作用对母质的影响是在不断扩大和深化的。从对土壤的肥力来说， 生物小循环并不是一个封闭的体系，而是随着生物的进化发展，不断扩大其循环领域，形成一种螺旋式上升的运动。土壤的形成过程正是建筑在这一地质大循环与生物小循环的矛盾统一的基础之上。

农业的土壤形成农业土壤的形成并不是在自然土壤基础上通过某些成土因素作用的简单重复，也不是对自然土壤个别因素的改造和调节，而是全部肥力因素的综合控制和提高。农业土壤是在农业生产活动中“脱胎”于自然土壤，在农业生产的不断发展中而不断完善，与自然土壤有着发生上的必然联系，并在科学的管理中建立了自己的形象，诸如剖面构造特征、肥力性状和生产力水平等，都在一定程度上有别于自然土壤。为了深入理解农业土壤的形成过程，我们把农业土壤与自然土壤的形成过程作如下比较。

第二章 土壤质地

土粒分级的概念：土壤粒级根据矿物颗粒直径大小，将大小相近、性质相似的加以归类、分级。

各国土粒的分级标准（4种）石砾、砂粒、粉粒、粘粒

矿物土粒的特性（3个特性） （一）矿物成分不同，在一般情况下，土粒愈大石英含量愈多，长石次之。随土粒由粗变细，石英的数量大大减少，长石的含量也有所降低，而云母、角闪石和其它矿物的含量则相应增加。（二）化学成分不同（三）各种粒级的水分物理性质

不同

不同粒级土粒的特性

石砾：通透性强，无粘结力、粘着力、可塑性及胀缩性，不能蓄水保肥，土温变幅大

砂粒：通透性强，毛管水上升高度低，无粘结力、粘着力、可塑性和胀缩性，蓄水保肥力弱，养分贫乏，土温变幅大

粘粒：通气不良，透水困难，毛管水上升高，但缓慢，粘着力、粘结力、可塑性、胀缩均很强，干旱成硬土块，蓄水保肥力强，矿质养分丰富，土温变幅小

粉粒：直径与物理性质介于砂粒与粘粒之间，通透性比粘粒强，毛管水上升较高，略有粘结力，粘着力、可塑性，湿时膨胀微弱，干缩后紧密，蓄水保肥力较强

质地的概念：土壤质地是指土壤中各粒级占土壤重量的百分比组合。

质地的分类（4种）

砂土类：1.砂土及壤质砂土2．砂质壤土

壤土类：3．壤土4．粉砂质壤土

粘壤土类：5．砂质粘壤土 6．粘壤土 7．粉砂质粘壤土

粘土类 ：8．砂质粘土 9．壤质粘土 10．粉砂质粘土 11．粘土12．重粘土

不同质地的农业生产性状

砂性土：1、通透性良好 2、保蓄性能差 3、潜在养分少，肥效快 4、温度变幅大 5、常无毒害物质存在 6、耕性好7、作物反映“发小苗不发老苗”。

粘性土：1、通透性差 2、保蓄性能强3、潜在养分多，肥效慢4、温度变幅小 5、产生毒害物质的可能性大 6、耕性差7、作物反映“发老苗不发小苗”。

壤性土：壤性土因所含土粒粗细比例适度，砂粘适宜，其性状介于砂性土和粘性土之间，兼有两者的优点，保蓄性、耕作均好，由于土温稳定，水分含量和空气含量的比例协调，更利于作物的出苗和生长发育。

土壤质地层次性（3种类型）通体均一型(土内通体砂或通体粘型、通体壤型)、上粗下细型(蒙金型)、上细下粗型、中间夹砂型和中间夹粘型

不良质地的改良（4条途径）：（一）掺砂掺粘，客土调剂（二）翻淤压砂或翻砂压淤（三）引洪漫淤或引洪漫砂 （四）增施有机肥

第四章 土壤孔性、结构性和耕性

土壤相对密度：土壤相对密度过去又称真比重，是指单位体积固体土粒的重量与同体积水重之比。

容重：自然状况下，单位体积的烘干土重。单位g/cm3或t/m3表示，它区别于相对密度之处，在于原状土，它包括了孔隙体积，因此又称为假比重。

土壤孔隙度：指土壤孔隙的容积占土壤总容积的百分数。

当量孔径：是指与一定土壤水吸力相当的孔径。当量孔径又叫有效孔径。它与孔隙的形状及其均匀性无关，

土壤容重在农业生产上的意义 ：①反映土壤的松紧状况②计算土壤重量③计算土壤各组分的数量

土壤孔隙的类型与作用

非活性孔隙：是土壤中最微细的孔隙，当量孔径＜0.002mm，在这种孔隙中，被土粒表面的吸附水所充满。土粒对这些水有极强的分子引力，使它们不易运动，也不易损失，不能为植物所利用，因此称为无效水。这种孔隙没有毛管作用，也不能通气，也称为无效孔隙。在最微细的无效孔隙不但植物的细根和根毛不能伸入,而且微生物也难以侵入，使得孔隙内部的腐殖质分解非常缓慢。

毛管孔隙：是指土壤中毛管水所占据的孔隙，其当量孔径约为0.02～0.002mm。植物细根、原生动物和真菌等也难进入毛管孔隙中，但植物根毛和一些细菌可在其中活动，其中保存的水分可被植物吸收利用。

非毛管孔隙：当量孔径＞0.02mm，这种孔隙中的水分，主要受重力支配而排出，不具有毛管作用，成为空气流动的通道，所以叫做非毛管孔隙或通气孔隙。通气孔按其直径大小，又可分为粗孔(直径大于0.2mm)和中孔(0.2～0.02mm)两种。前者排水速度快，多种作物的细根能伸入其中；后者排水速度不如前者，植物

的细根不能进入，常见的只是一些植物的根毛和某些真菌的菌丝体。

影响土壤孔隙状况的因素

1、土壤质地 ：

粘质土壤：颗粒细，比表面大，接触点多，孔隙的数量多，以小孔隙为主，孔经比较均一。

砂质土：颗粒粗，表面积小、接触点少，孔隙数量少，孔径均一，以大孔居多。

壤质土：孔隙度居中孔径分配较为适当，既有一定数量的大孔隙，又有较多的小孔隙。

2、土壤有机质：土壤有机质多的土壤疏松，有利于微团粒的形成，孔度增加，孔径分布合适

4、土壤结构：有良好团粒结构的土壤，由于团粒间孔隙增大可以增加总孔隙度，相应的减少了小孔隙的比重，大小孔隙比例适当，团粒间大孔隙可通气透水，团粒内小孔隙可保水。

其它不良结构在土壤中，因大小孔隙比例失调，对农业生产不利。

土壤松紧状况与作物生长 ：土壤松紧状况直接影响土壤肥力状况和植物的生长发育。土壤过松，土粒之间的粘结力小，大孔隙占优势，虽然疏松易耕，但太松根扎不稳，保持水分的能力差，常漏风跑墒，土壤养分也容易随着降水而淋失。过紧土壤透水差，易产生地面积水与地表径流，土内空气少，影响微生物活动及养分的有效化，幼苗出土和植物的生长发育。

结构性：是指土粒相互粘结成大小、形状不同的团聚体。

结构体的概念：是指土壤结构体的种类、数量及结构体内外的孔隙状况等产生的综合特性。

结构类型（6种类型）：块状结构、 核状结构 、片状结构、柱状、棱柱状结构、团粒结构

团粒结构和土壤肥力的关系（4个方面）：（一）能协调水分和空气的矛盾（二）能协调土壤养分的消耗和积累的矛盾（三）能稳定土壤温度，使土壤状况适宜（四）改良耕性使作物根系穿插伸展顺利。总之，有团粒结构的土壤，疏松适度，通气保温，保水、保肥、扎根条件良好，能够从水、肥、气、热、扎根条件等肥力因素方面满足作物生长发的要求，能使作物“吃饱、喝足、住的舒服”从而获得高产。

团粒结构的形成

团粒结构的形成分两个阶段：①单粒团聚成复粒②复粒胶结成团粒

团粒结构的形成条件：（一）胶结物质：1、腐殖质2、粘粒与铁铝氧化物（二）外力作用：1、胶体的凝聚作用2、水膜的作用3、干湿交替、冻融交替，起松散土块的作用。4、根系和掘土动物的作用5、耕作使胶结物质混合均匀

创造团粒结构的措施（5条措施）：（一）精耕细作，增施有机肥（二）注意灌水方法（三）合理的粮草轮作（四）改良土壤的酸碱性（五）应用土壤结构改良剂

土壤物理机械性土壤的物理机械性：土壤受外力作用下发生形变，而显示出一系列动力学特性，称为土壤的物理机械性。（土壤粘结性、土壤粘着性、土壤可塑性、土壤胀缩性）

耕性的概念：是土壤在耕作时反映出来的特性，它是土壤物理机械性的综合表现。

耕性判断（3条标准）1、耕作阻力的大小2、耕作质量的好坏3、易耕期的长短

粘结性

1、概念：粘结性是指土粒与土粒之间靠分子引力粘结在一起的特性。粘结性的实质是土粒——水——土粒之间的相互吸引粘结性的大小，用粘结力表示，单位g/cm2

2、影响因素：①土壤质地 ②土壤含水量③有机质含量④土壤结构⑤阳离子组成

粘着性

1、概念：土壤在一定含水量时，粘附于外物上的性能。（粘着点：土壤开始呈现粘着性的含水量。脱粘点：水分增加到散失粘着性时的含水量。）

2、影响因素：①含水量②有机质③阳离子组成④粘附物体的重量

可塑性

1、概念：土壤在一定含水量范围内，可由外力塑成任何形状，当外力消失或土壤干燥后，仍能保持其形状的特性。

2、影响因素：①质地 ②水分③有机质④离子组成⑤矿物组成

胀缩性

1、概念：土壤胀缩性是指土壤干时收缩，湿时膨胀的现象。

2、影响因素：当土壤胶体被一价阳离子（如钠）饱和时，膨胀性最强。土壤质地愈粘重，粘粒呈片状，尤其粘土矿物含量愈高，则胀缩性愈强。

土壤的结持形态（6种形态）：坚 硬（干 燥）、酥 软（湿 润）、可 塑（潮 湿）、粘 韧（泞 湿）、

浓泥浆（多 水）、薄 浆（极多水）

结持性常数（5个）：1、下塑限2、上塑限3、塑性指数4、粘着点5、脱粘点

土壤宜耕期

1、概念：适宜土壤耕作的含水量范围，叫宜耕期，即土壤呈半固态结持性含水量范围的宽窄。

2、判断：半干半湿是适宜耕作的土壤湿度，或扒去二指表土，取一把土，握紧放开手，看土是否松散，或把土捏成土团，掉在地上散碎，为土壤宜耕状态。对水田来说，一般都在浓浆，薄浆状态，不表现任何性质，所以什么时候耕都行。

土壤耕性的改良（3条途径）（一）增施有机肥（二）客土改良（三）合理灌溉，适时耕作

第五章 土壤水分、空气和热量状况

土壤水分在农业生产中的意义：植物所需的水分，主要指根系从土壤中吸取, 土壤水还是土壤表现各种性质和进行各种过程不可缺少的条件。

（一） 土壤水分在土壤肥力中的作用1、土壤水分影响土壤养分状况2、土壤水分影响土壤通气状况3、土壤水分影响土壤热量状况4、土壤水分影响土壤微生物的活动5、土壤水分影响土壤的物理机械性和耕性

（二）土壤水分与作物生长的关系1、土壤水分是作物正常生命活动的重要因素。土壤水分是作物维持正常生理功能和保证生命活动的重要条件。2、作物对土壤水分的要求

土壤水分类型 (4种类型)：

（一）土壤吸湿水：风干土靠分子引力，静电引力所吸附的气态水，是无效水。

（二）土壤膜状水：当土壤吸水超过最大吸湿水量时，土粒还可借分子的引力在吸湿水层外面再吸附一部分液态水，形成较厚的水膜，这部分吸附在吸湿水层以外的液态水膜称为膜状水。

（三）土壤毛管水：在毛管孔隙中0.1～0.001mm，借助毛管力的保持和移动的水分。（1、毛管悬着水2、毛管上升水）

（四）土壤重力水：土壤水受地心引力支配的，能自由下移的水分。

土壤水分含量的表示方法(5种表示方法)：

1、土壤质量含水量（土壤质量含水量%=土壤水的质量/烘干土的质量×100）

2、土壤容积含水量（土壤的容积含水量%=土壤水的容积/土壤的总容积×100）

3、水层厚度 （DW（mm）=土层厚度（mm）×水容积％ =h×θＶ）

4、水体积（V（m3/hm2）=DW（mm）/1000×10000（m2）=10DW）

5、土壤相对含水量

土壤水分有效性(有效范围30%—100%)：

土壤有效水最大含量% = 田间持水量%-凋萎系数%

土壤的有效水含量% = 自然含水量%-凋萎系数%

有效程度：（1）土壤水分含量在凋萎系数以下，是无效水，大概是田间持水量的30%以下（2）土壤含水量从凋萎系数到田间持水量的50%左右，对作物来讲这些水可以被利用，但移动缓慢，为迟效水（3）从田间持水量的50%左右到毛管断裂含蓄水量的50%～70%，对作物是有效的，不过移动较慢，为弱有效水（4）毛管断裂含水量到田间持水量70～100%，这部分水是有效的，快速的，叫速有效水（5）从田间持水量到全蓄水量，水是有效的，但供氧不足，对旱田作物来讲是不利的，水田是完全有效的。

土壤中水分的能量观点(土水势、土壤水吸力、土壤水分特征曲线)

土水势：土壤水所具有的自由能和相同条件下纯自由水自由能的差值。差值用势能值表示。（相同温度、高度、1atm下）是一个负值。

土水势的定量表示法 ：（1）单位质量土壤水的势能用，尔格/克，焦耳/千克（2）单位容积土壤水的势能用,帕（Pa）、千帕（kPa）和兆帕（MPa）、巴（bar）、毫巴(mbar)和大气压（atm）表示。（3）单位重量用cmH2O，mmHg表示

土水势的测定方法：张力计法、压力膜法、压力板法、冰点下降法、水气压法。

分势：（1）基模势（由土壤颗粒的吸附力和毛管力所起的水势变化。）（2）压力势（土壤水在饱和状态下，土壤中水分受静水压力引起水势的变化。）（3）重力势（土壤水受重力的作用，自由能的变化。）（4）溶质势（ 土壤浓度引起自由能的变化。）

土壤水吸力：土壤水承受一定吸力，所处的能量状态。意义和土水势相同。

土壤水分特征曲线：土壤水的数量和能量的相关曲线，叫土壤水特征曲线。取原状土测不同吸力下的含水量，一般使用脱水曲线，先将土壤饱和，然后使它脱水，不同土壤曲线不同

土壤水分特征曲线的意义：可说明不同质地的土壤水分特征曲线不同，在同一含水量时，不同质地的土

壤吸水力（能量）不同。在同一能量（吸力）下，不同质地的土壤含水量不同。说明其有效程度不同。可表明不同土壤水吸力下，土壤所保持的水和充水孔隙的函数关系。用水分特征曲线的斜率对含水量作曲线，得该土壤的水容量

土壤水分运动（液态水的运动，汽态水的运动，土壤蒸发的三个阶段）

（一）土壤液态水的运动：液态水可以在饱和状态下流动，也可以在不饱和状态下流动。

不饱和水的运动：田间水分的蒸发，以及植物吸水过程属于不饱和水运动；饱和水的运动：①如降水灌溉属垂直向下饱和流。②土壤下部有不透水层，出现水平饱和流，江河、湖泊的四周。③喷泉地带属垂直向上的饱和流；而水分的入渗再分配过程都含有饱和和不饱和水的运动。1、土壤水的饱和流（饱和导水率： 砂土>壤土>粘土，对稳定不膨胀的土壤来说，饱和导水率是一个常数）2、土壤水的不饱和流（土壤水吸力越小，导水率越大）

（二）土壤中汽态水的运动及蒸发

1、汽态水的运动

土壤中汽态水运动的主要方式是扩散作用，它的运动方向和速度决定于土壤中的水汽压梯度。

2、蒸发：土壤水分以气态水的状态扩散到大气中而散失的现象称为蒸发。

蒸发的条件：①有热量进入地面，保证水分汽化；②土壤水汽压高于大汽水气压；③得到土内水分的供应，取决于土壤导水率。

土壤蒸发的三个阶段：(1) 大气蒸发力控制阶段（2）土壤导水率控制阶段（3）扩散控制阶段

土壤水分状况及调节（来源与支出）

土壤水收入 ：降水、灌水、各种来源的地表水、地下水上升

土壤水支出 ：地表径流、深层渗漏、地面蒸发、作物蒸腾

土壤空气的组成特点（4个特点）（一）土壤空气中CO2的含量比大气中多（二）土壤空气中O2的含量比大气少（三）土壤空气中水汽含量高于大气中水汽的含量（四）土壤空气中有时含有还原性气体

土壤的气体交换和通气性（2个过程，通气性的概念）

2个过程：呼吸作用与分解作用，使土壤中CO2含量增多，O2含量减少的浊化过程，另一个是CO2从土壤中排出和新鲜的O2从大气进入土壤中的更新过程

通气性的概念：是指土壤空气与大气之间不断进行气体交换的性能。

土壤空气与作物生长：

（一）与作物根系的关系 ：通气好，根系长，根毛多，颜色浅，通气不好；根系短，根毛少，色暗。作物对缺O2的抵抗能力大小为水稻>玉米>番茄>豌豆。

（二）与种子萌发的关系： 种子萌发需要吸收水分和一定数量的O2，缺O2将影响种子内酶的活性，从而使种子内的淀粉、蛋白质、脂肪等得不到充分氧化，使种子的活动能量减少。

土壤空气与养分状况：好气条件下，产生一些速效性养分。嫌气条件下，产生有害气体，元素和迟效性养分

土壤热量的来源(太阳辐射热) 1、太阳辐射能（是土壤热量的主要来源，土壤热量受以下因素的影响①纬度②海拔③坡向④地面复盖物。）2、生物热源：有机物分解放出的热。3、地球内部的放射热。

土壤的热特性(热容量、导热率、热扩散率）

热容量：1、重量热容量：指一单位质量的土壤每升高1℃或降低1℃时，所以吸收和放出的热量。单位：J/g·℃ 2、容积热容量：单位容积的土壤增加或减少1℃时，所吸收或放出的热量。单位：J/cm3·℃

导热率：是指厚度为1cm，两端温度相差1℃时，每秒钟通过1平方厘米土壤断面的热量。J/cm·s·℃

热扩散率：指给特定土壤施加一定的热量，并通过扩散形式传送热量到土壤其它部分，所引起的土壤温度随时间的变化速率，常用表示a，单位为㎡/s

土壤温度状况（日变化、年变化）

（一）土壤温度的日变化：土表最高的温度出现在下午二点左右，最低温度在日出时，由日出至下午2点为土表吸收太阳辐射逐渐增加土温的时间，与气温比较，夏季日间表土温度可以高于气温，在夜间和冬季则表土的温度低于气温，但表土的平均温度仍略高于气温。一日间土温变化以表土最大，愈向深层越小，大约至40cm以下变化就不大了，白天表层土温高于底层，晚间底层土温高于表层。

（二）土温的年变化：主要是表土，一年四季，1月至2月土温最低，7月至8月土温最高，2～8月为升温阶段，8～1月为降温阶段。

土壤温度对土壤肥力及作物生长的影响

土壤温度对作物生长的影响

（一）土温影响植物种子发芽出苗：植物种子萌发要求有一定的土温（二）土温影响植物根系生长 ：一般植物在0℃以下根系不能发育，2～4℃时开始生长，10℃以上生长活跃，超过30℃时，根系生长则受到阻碍。（三）土温影响植物的生理过程：在20～30℃范围，温度升高，能促进有机质的输导，温度过低影响作物体内养分物质的运送速率，有碍植物的生长；在0～35℃范围内，温度升高可促进呼吸强度，但光合作用受温度影响较小，因此低温有利于碳水化合物的积累；根系对营养元素的吸收速度随温度升高而加快。

土温对土壤肥力的影响：土壤温度是土壤肥力因素之一，温度的变化可以促进矿物质的分解，增加速效养分。土温过高或过低，微生物的活性均会受到抑制，影响到土壤有机质的转化过程，也影响到了各种养分的转化形态。另外温度上升加强了气体扩散作用，有助于气体的更新交流。同时土温愈高，土壤水分的运动也愈强烈。

土壤温度状况的调节（3条措施）（一）基本热源，日光能的利用（二）加普遍热源（三）农业技术措施（1、中耕2、镇压3、灌水4、复盖），调节水分、空气的比例

土壤水、气、热的调节加强农田基本建设，改善土壤水、气、热状况。合理灌排，控制水分，调节气热。精耕细作，蓄水保墒，调温通气。合理施肥，调节土壤水气热。其他措施（地面覆盖、新技术的应用）

第六章 土壤胶体与土壤保肥供肥性

土壤胶体和种类

土壤胶体：是指直径1nm～100nm大小的颗粒。主要是粘粒、腐殖质

无机胶体 ：1、含水氧化硅胶体2、含水氧化铁、铝胶体3、铝硅酸盐矿物的结晶单位（硅氧四面体 、铝氧八面体）

高岭石类：由一层硅氧片和一层水铝片重叠而成，称为1∶1型矿物，吸水膨胀性小，在土壤中多呈六角

形片状，颗粒大小

蒙脱石类：由两层硅氧片夹一层铝氧片组合而成，称为2∶1型矿物，膨胀性大0.96～2.14nm，吸湿性强，呈不规则的片状，颗粒细

伊利石：构造上同属2∶1型，不同点是伊利石的晶层间夹含钾离子，晶格距离较为稳定，膨胀性比蒙脱石小，比高岭石大

有机胶体：主要是腐殖质，它是一类高分子缩合物，分子量大，带有大量的功能团

有机无机复合体：在耕层土壤和植物根系影响的土层中，有机胶体或无机胶体往往不是单独存在，而是彼此紧密结合成复杂的有机无机复合胶体

土壤胶体的表面积和电性

土壤胶体的表面积（保持分子态养分的原因）当物质由粗粒破碎为细粒时，它的总表面积和比表面积随之增加，粗砂和粘粒比表面积相差达一千倍，由于粗细颗粒表面积有巨大差异，因而产生许多不同的性质，如粘结性，粘着性、可塑性等，引起这些性质变化的原因主要是由于胶粒具有巨大的表面积从而具有巨大的表面能所致。

土壤胶体的电性（吸附离子态养分的原因）

1、土壤胶体电性的种类

（1）永久电荷（是由粘土矿物晶层内的同晶替代所产生的电荷）

（2）晶格破碎边缘的断键（矿物风化破碎过程中，晶格边缘的离子，有一部分电荷未曾中和，就产生了

剩余价键）

（3）可变电荷（随土壤pH值的改变而改变的电荷。）

2、土壤胶体的双电层构造：土壤胶体分散系包括胶体微粒（为分散相）和微粒间溶液（为分散介质）两部分，胶体微粒又可分为三层微粒核，决定电位离子层和补偿离子层。

土壤胶体的分散和凝聚（形成团聚体的原因）：胶体由于吸附了不同的阳离子而显示出两种不同物理状态，分散状态和凝聚状态

土壤吸收性能的类型

静电吸附土壤胶体靠静电引力从溶液中吸附带异号电荷的离子或极性分子。在土壤固相表面被静电吸附的离子可与溶液中其他离子进行交换

专性吸附是非静电因素引起的土壤对离子的吸附，它是指离子通过表面交换与晶体上的阳离子共享1个（或2个）氧原子，形成共价键而被土壤吸附的现象。

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现象。

土壤阳离子交换及吸附作用

阳离子交换作用的3个特点1、离子交换作用是一种可逆反应2、离子交换作用是一种等当量代换 3、离子交换符合质量作用定律

阳离子交换量土壤阳离子交换量是指土壤溶液为中性时，pH=7，土壤能吸附阳离子的最大量。通常以1000克烘干土所能吸收的一价阳离子的厘摩尔数表示cmol(+)/㎏。交换量越大，吸附阳离子的数量越多，

表明土壤对阳离子养分的保持力愈强。

影响交换量大小的3个因素1、土壤质地（一般来说，土壤中胶体物质愈多，其交换量也愈大，土壤颗粒愈小，其交换量也愈大。）2、胶体物质的数量和种类（有机胶体的交换量比无机胶体大得多）3、环境条件（一般随土壤pH值的增加交换量加大）

盐基饱和度：盐基离子占阳离子交换量的百分数称为盐基饱和度

阳离子专性吸附过渡金属离子具有较多的水合热，较易水解成羟基阳离子，致使离子在向吸附剂表面靠近时所需克服的障碍降低，从而有利于与表面的相互作用。

土壤胶体对阴离子的吸附作用

静电吸附

专性吸附

负吸附阴离子的负吸附是指电解质溶液加入土壤后阴离子浓度相对增大的现象。

阴离子吸附力土壤对阴离子的专性吸附是发生于胶体双电层内层，直接与胶体表面的配位离子（配位基）置换，故又称配位基交换。阴离子的专性吸附也可以发生于电中性或甚至带负电荷的胶体

土壤中的大量元素

氮的含量（土壤中氮的含量范围为0.002~0.5%）形态（1）无机氮（铵态氮和硝态氮）（2）有机氮① 水溶性有机氮（游离氨基酸，胺盐或酰胺类化合物）② 水解性有机氮（蛋白质类、核蛋白类、氨基糖类以及尚未鉴定的氮等）③ 非水解性有机氮（多醌物质与铵缩合而成的杂环状含氮化合物，糖类与铵的缩合物，蛋白

质或铵与木质素缩合形成的复杂环状结构物质）转化 （1）铵的晶格固定（无效）（2）生物固定

磷的含量（土壤中含磷的含量(P2O5)一般在0.05~0.3%，）形态（1）有机态磷(核蛋白、核酸、磷脂和植素等)（2）水溶性磷酸盐(碱金属和碱土金属的一价磷酸盐)（3）弱酸溶性磷酸盐(碱土金属的二价磷酸盐)（4）难溶性磷酸盐(氟磷灰石，氯磷灰石和羟基磷灰石和羟基磷灰石以及盐基性磷酸铁，盐基性磷酸铝等) 固定（1）化学固定（2）表面反应机制（3）闭蓄机制（4）生物固定 释放在石灰性土壤中，难溶性磷酸盐借助于作物和微生物呼吸作用产生的CO2和有机肥料分解时产生的有机酸，还有土壤中某些微生物，所产生的相应酸，使之逐渐转变为弱酸溶性或水溶性磷酸盐。在酸性土壤上，当旱田改为水田时，因为土壤淹水后，pH升高，使闭蓄态磷转变为非闭蓄态的，磷的有效性也有所提高

钾的含量（南方低于1%东北地区可达1.5%～2.5%2)形态（1）矿物态钾(存在于原生矿物中长石类、云母类)（2）缓效态钾(固定在粘粒矿物层状结构中的钾和一部分含于易风化矿物中的钾，如黑云母和伊利石中的钾)（3）速效钾(交换态钾和水溶态钾两部分)固定与有效化矿物态钾==固定态钾==交换性钾==水溶性钾

土壤中的中量元素

钙的含量（在高温多雨湿润地区，土壤含钙量很低，在淋溶作用弱的干旱、半干旱地区，土壤钙含量通常高。土壤中全钙量在1%～20%以上时，称为石灰性土壤。）形态（1）矿物态钙（角闪石、钙长石、白云石等）（2）交换性钙（吸附在土壤胶体表面的钙离子）（3）水溶性钙（存在于土壤溶液中的钙离子）转化矿物态钙==水溶性钙==交换性钙

镁的含量（土壤全镁含量变化在0.1%～4%，平均为0.5%）形态（1）矿物态镁（2）非交换态镁（3）交换性镁（4）水溶性镁转化矿物态镁==非交换态镁==交换性镁==水溶性镁

硫的含量（土壤中全硫含量在0.01%～0. 5%之间，平均为0.085%）形态（1）无机硫（①水溶态硫②吸附态硫③与碳酸钙共沉淀的硫酸盐④硫化物）（2）有机硫（有机硫一般分为两类，一类是碳键合硫如含硫氨基酸。另一类是非碳键合硫、硫酸脂类化合物）转化（1）有机硫的矿化和固定（可逆反应，受土壤pH、

湿度、温度、通气状况等多种因素的影响。矿化过程一般是水解，再以H2S的形式脱硫）（2）矿物质的吸附和解吸（离子交换）（3）硫化物和元素硫的氧化

土壤中的微量元素（Fe、 Mn、Cu 、Zn、 B 、Mo）形态1、水溶态2．代换态 3、有机结合态4、矿物态 5、与土壤中其它成分相结合、共沉淀而成为固相的一部分或被包被在新形成的固相中的微量元素

土壤供肥性：土壤供肥性能是指土壤供应植物所必需的各种速效养分的能力。即将迟效养分迅速转化为速效养分的能力。实质是土壤供肥的数量、速度、时间长短和作物生理特点是否协调的综合表现

数量——土壤供给作物速效养分的数量，说明肥劲的大小。

速度——土壤中迟效养分转化成速效养成分的速度。

时间——土壤持续供应时间的长短。

协调——能满足不同作物不同生育期的需求。

供应容量土壤养分的供应数量一般以了解速效养分的数量为主，土壤中养分的全量是持续供应养分的基础，反映出土壤供应养分潜在能力的大小，通常把它称作供应容量。

供应强度速效性养分占全量的百分数，可说明养分转化供应能力的强弱，通常把它称作供应强度

土壤养分的有效化过程

有效化：难溶性养分或无效养分养分转化成有效养分的过程称为土壤养分有效化。

有效化过程：有机物质的转化（矿质化过程）主要是微生物在各种矿质化因素的影响下使有机物质分解

矿化成简单的化合物

饱和度效应：土壤胶体上交换性离子养分的有效性，决定于该离子的绝对数量，更重要的是决定于该离子在交换性阳离子中的比例大小。某种阳离子在土壤胶体表面吸附数量占阳离子交换量的百分数称为交换性离子的饱和度，该离子的饱和度越大，被交换到土壤溶液中的机会越多，有效性也越高，土壤中的交换性阳离子，有其最低饱和度，如果在这个饱和度以下，交换性阳离子难以利用。

陪补离子效应：胶体上经常吸附着多种离子，对其中某种离子来说其它离子是它的陪补离子，这些离子养分的有效度，与陪补离子的种类有关，某种离子与胶体结合能愈大，结合愈紧密，它本身的有效性虽然低，但它能促进和提高其它离子的有效性。相反，某离子与胶体结合能愈小，结合愈松就越能抑制其它离子的有效性