北林土壤学复习笔记文档格式.doc
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构造
结构
主要
深成岩
岩浆在地质作用后侵入地壳中缓慢冷却形成的（高温高压）
块状
等粒
花岗岩、正长岩、闪长岩、辉长岩
浅成岩
岩浆在地质作用后侵入地壳，在靠近地表处冷却形成的
斑状
花岗斑岩、正常斑岩、闪长斑岩、辉长斑岩
喷出岩
岩浆在地质作用后喷出地表迅速冷却形成的（常温常压）
杏仁、气孔、流纹
流纹岩、粗面岩、安山岩、玄武岩
2.2沉积岩
在地球表面或接近地表的条件下，由风化的疏松物质经过搬运，沉积和成岩作用形成的岩石。
（1）砾岩：
由直径大于2mm的颗粒占50%以上。
具砾状结构。
（2）砂岩：
由2～0.05mm的砂粒胶结组成，具砂质结构。
（3）页岩：
由颗粒直径<
0.005mm的微细颗粒组成.成分主要是粘土矿物.
（4）石灰岩：
主要由碳酸钙组成，加盐酸冒泡快
（5）白云岩：
主要有碳酸镁组成，加盐酸冒泡慢
2.3变质岩
在地球内力作用下，各类岩石经过变质作用形成的岩石。
变质岩的构造：
板状、片状、块状、千枚状、片麻状
（1）板岩：
变质程度低，板状构造或变余构造。
（2）千枚岩：
千枚状构造，片理面具丝绢光泽。
（3）片岩：
可由各种岩石变质形成，片状构造，鳞片状变晶结构。
（4）片麻岩：
具有片麻构造，等粒状变晶结构。
（5）大理岩：
由石灰岩和白云岩等变质而来，块状构造，等粒状变晶结构，白色或具各种条纹。
（6）石英岩：
由石英砂岩变质而来，块状构造，等粒状变晶结构，矿物组成为石英。
2.3矿物岩石风化
（1）物理风化：
岩石在物理作用下形状改变
（2）生物风化
（3）化学风化：
岩石在化学作用下成分性质改变
岩石在水的（溶解、水解、水化）作用下，已经氧气的（氧化）作用下，释放出养分
（4）土壤母质：
矿物岩石经过风化作用破碎形成的疏松物质
根据搬运方式和沉积特点将母质分为定积母质和运积母质。
定积母质：
颗粒粗大，形成的土壤土层薄，养分差
运积母质：
（冲积母质或冲积物）砾石磨圆度好，分选性好。
且有明显的层理，每层中的颗粒粗细均匀。
2.4土壤形成过程
（1）土壤形成的五大因素
l母岩（母质）:
不同母质上生成不同的土壤
l气候:
水、热共同影响风化速率、程度，进而影响土壤形成
l地形：
海拔上升，温度下降，湿度增加，但即使海拔相同，南北面土壤状况不同
l生物：
土壤在地质大循生物小循环作用下形成，生物在土壤形成中最重要
母质中不含植物可吸收的氮素。
固氮细菌能创造性地提供出植物能利用的氮素。
低等植物在母质上缓慢生长。
其残体在动物、微生物的作用下，进行分解，不断增加母质中的营养物质，植物不断进化，微生物和动物也在不断进化。
最终使母质中的有机质不断积累，并合成了比较复杂的高分子物质——腐殖质。
腐殖质可以改变母质中颗粒的结构，改善母质的通透性、增加母质的保水性能，在高等生物的影响下，明显改变了母质性质，使它在肥力上得到了发展，能满足植物生长的要求，最终母质发育成土壤。
有机质的积累和腐殖质的合成是土壤形成的标志。
l时间：
土壤随时间在不断发展和变化。
岩石风化-→搬运-→沉积-→岩石-→风化-→搬运。
生物出现后，形成了物质的生物小循环，即营养元素-→有机体-→营养元素
三、土壤形态
3.1土壤剖面：
自地表向下的垂直切面
3.2划分层次
（1）自然土壤发生层次：
O层：
枯枝落叶层 由覆盖在矿质土壤中的有机物构成。
A层：
腐殖质层（淋溶层）颜色深，营养丰富，物质会在水中淋溶随水向地下走
B层：
淀积层淋溶层物质向下淀积，结构紧实
C层：
母质层 由岩石风化形成
过渡层：
（OA/AB/BC层）兼有两种层面的特点
缺失土层：
侵噬厉害，淋溶冲走某些层
（2）耕作土壤层次
A耕作层（0-20cm）受人类影响大，耕种、施肥等，土层厚
B犁底层（10-15cm）紧实，影响上下土层交流和根系生长
C心土层（20-39cm）
D底土层（更深）
3.3形态特征的观察
颜色（反应物质组成）：
黑色，有机物质；
白色，碳酸钙、石英；
红色，氧化铁；
蓝色，氧化亚铁
根系多少（反应养分状况，根有趋养性）
质地
新生体：
在土壤形成过程中新产生或新聚集的物质
侵入体：
存在于土壤中，但不是土壤形成过程中聚集和产生的物质（人的影响）
孔隙（通气状况）
紧实度（孔隙大小等状况）
四、土壤生物：
根系、动物、微生物
4.1根系对土壤的作用
1）增加土壤有机质。
植物根系在生长的过程中，不断有死亡和破坏的根冠、根毛和表皮组织脱落。
这些物质是土壤有机质的来源。
2）根系分泌物是土壤微生物的能源物质
3）改善土壤的物理性质。
根系的穿插作用以及在土壤中的不断延伸，会增加土壤的通透性能。
促进土壤结构的形成。
促进土壤结构改善的机理在于根系分泌物中的高分子物质。
另外，根系死亡后分解形成的腐殖质和多糖类物质可以团聚土壤颗粒。
4.2微生物
种类：
细菌、放线菌、真菌、藻类
1）细菌
l碳水化合物分解菌：
碳水化合物在碳水化合物分解菌的作用下，好气的分解为二氧化碳、水和能量；
厌气的分解为中间产物和能量
l氨化细菌：
在氨化细菌的作用下，有机态氮变成无机态氮，即氨或铵的过程——氨化作用
l硝化细菌：
氨在微生物作用下，经过亚硝酸的中间阶段，进一步氧化为硝酸——硝化作用
l反硝化细菌：
在厌气条件，如水淹、有机质含量过高的情况下，硝态氮在反硝化细菌作用下，转化为还原态氮等——反硝化作用
2）放线菌：
好气性，分解纤维素、木素等难分解物质
3）真菌：
好气性
五、土壤有机质
5.1来源、组成、转化
1）来源：
动物残体、分泌物、排泄物，分解过程的中间产物
2）化学组成：
碳-水化合物，含氮物质、脂肪、腊脂、树脂、树胶、灰分物质（如草木灰）……
3）转化过程
l矿化过程：
在微生物作用下，无效的有机物分解为有效的无机物，释放养分的过程
l腐殖化过程：
在微生物作用下，原本存在的有机物，合成新的含氮有机物，养分保存的过程
5.2土壤腐殖质的性质
1）含有大量元素
2）是一种酸类物质（可以形成盐类，产生风化作用）
3）有节电性
4）强大吸水性（疏松多孔，保水性）
5）深色，吸热性好，保热性
5.3土壤腐殖质/有机质的作用（对肥力）
1）大量元素在矿化作用下释放出大量养分供植物生长
2）提供养分，促进岩石风化，养分释放、保存
3）有保肥能力
4）保水性：
疏松多孔、保存水分，但对水的吸力不及植物，因此可被充分利用
5）增温效果：
因为颜色深，所以吸热性好，可以提高土壤温度，为土壤内活动提供能量来源
6）增强土壤缓冲性：
有抵抗酸碱变化的能力
六、土壤的物理性质
6.1土壤粒级：
将图壤颗粒按大小排列，再依据土壤性质进行分组，分出的组称为粒级
名称
直径（mm）
粒级
性质
石砾
10-1
物理性
砂粒
颗粒、孔隙粗大，难溶，都是岩石破碎物
1-0.05
颗粒大，难分解的矿物，如石英、正长石
粉粒
0.05-0.005
粘粒
颗粒、孔隙小，有粘性
小于0.005
性质介于沙粒、粘粒之间
6.2土壤质地
1）概念：
l土壤颗粒（机械）组成：
各粒级所占的百分含量
l土壤质地：
根据土壤的颗粒组成将土壤分为不同的组合，并给每一组合一定的名称，这种分类称为土壤的质地
2）质地：
砂土、壤土、粘土
6.3质地和肥力的关系
养分
水
气
热
供肥力
保肥力
有效水含量
保水性
通气性
增温性
砂土
差（要施肥）
差（少量多次）
差
好
壤土
中
粘土
供肥力取决与矿物种类的易分解程度；
保肥力取决于带电性，存在于小于0.002mm的粘粒上，吸附离子；
水、气、热取决于空隙大小
6.4质地改良：
掺土法（容土法）：
砂土中掺粘土或粘土中掺砂土
施用有机肥：
来源充足便宜；
人畜排泄物，成效慢但治本
6.5土壤结构
1）土壤结构的形成
l阳离子的凝聚作用
l水膜的粘结作用（不稳定，水膜蒸发，作用无效）
l胶结物质的胶结作用（稳定，水膜包裹的粘团表面）
无机物（铁、铝，作用像胶水比较稳定持久）
有机物质（作用像绳子，一次性捆绑，有机物质被分解则绳断，无效）
粘粒（本身有粘性，南方大多土壤）
l外力的推动作用
l结构和土壤肥力的关系
l片状结构（如犁底层土壤）：
紧实（孔隙小），不利水气交流
l团粒结构：
最好的结构，既有大孔隙又有小孔隙，所以既能保水又能通气顺畅
6.6土壤比重、容重、孔隙度——计算题
1）比重（Ms/Vs）：
单位体积（固体物质体积）土壤中，固体物质的重量，单位为g/cm3
（固体物质：
矿物质组成，有机物质……所以矿物质增加，比重增加）
比重的平均值：
2.65g/cm3
2）容重（M干土/V总）：
单位体积原状土壤的干土重，单位为g/cm3
（干土：
烘箱105℃，烘干）（孔隙减少，M土增加，容重增大）
3）孔隙度：
单位体积（总体积）原状土壤中，空隙总体积的百分含量
l孔隙度=V孔/V总×
100%=（1-容重/比重）×
100%（比重代入2.65）
l非毛管孔隙>
0.06mm通气
l毛管孔隙0.06-0.002mm保水（可用水）
l非活性孔隙<
0.002mm保水（无效水）（虽然孔隙中装有水，但空间太小，植物根部无法吸收，固无效）
l土壤中大小孔隙同时存在，土壤总孔隙度在50%左右，而毛管孔隙在30～40%之间，非毛管孔隙在20～10%，非活性毛管孔隙很少，则比较理想.
七、土壤水
7.1土壤水的类型
1）固态水（冰、雪）不能直接利用
2）气态水（水汽）不能直接利用
3）液态水
l束缚水
l吸湿水：
烘干土壤之于自然状态下，质量增加，土壤可以吸收水汽
l不能运动，不能利用（土壤吸力>
根系吸力）
ü
膜状水：
可运动（速度极慢），部分利用（来不及补充给根系）
l自由水
毛管水：
通过毛管力作用保存在土壤中的水，充分利用（最珍贵）
重力水：
通过重力作用，排出土壤的水，部分可用
地下水：
流动快，难保存，部分可用
7.2土壤水分常数
1）吸湿系数：
干土从相对湿度近饱和的空气中，吸收水汽分子的最大量（达到系数时，水分类型——吸湿水）
2）凋萎系数：
当植物产生永久萎蔫时，土壤的水分含量（=吸湿系数×
1.34~1.50达到系数时，水分类型——吸湿水，部分膜状水）
3）田间持水量：
当土壤被水充分饱和，且重力水已排除时的土壤水分含量（=吸湿系数×
2.5达到系数时，水分类型——吸湿水、膜状水、毛管水）
4）全容水量：
当土壤中所有孔隙都充满水的土壤水分含量（自然界中少有：
水稻田、沼泽）
可用水的水分含量范围：
调位系数~田间持水量
有效水的实际含量：
实际含水量-凋萎系数
可灌溉增加的水分含量：
田间持水系数-实际含水量
7.3土壤水分含量表示方法：
1.重量法
2.容积法
7.4土壤水分调节
7.5该理论体系的缺陷
静态描述，无法表现出水的运动方向和量
从量角度：
1）动能
2）势能：
水势：
水用势能大小（浓度、重力、土壤、压力）
八、土壤的交换性
8.1带电性：
绝大多数土壤呈负电性，负电荷》正电荷>
来源：
永久电荷：
矿物形成时，杂质混入导致电荷不平衡
可变电荷：
环境改变时，土壤中有机质、腐殖质表面集团与离子结合
8.2土壤交换性阳离子和阳离子交换作用
1）交换性阳离子：
l盐基离子：
钾，钠，铵根
l致酸离子：
氢离子，铝，钙
2）阳离子间的交换作用：
可逆的，等mol进行
3）交换过程释放养分，使离子可以随水流动被根系吸收，有效性增加大于直接截获
8.3阳离子交换量：
每百克干土所能吸附的全部交换性阳离子的毫mol数。
体现了土壤的报肥能力
8.4盐基饱和度：
交换性盐基离子占阳离子交换量的百分数。
体现了土壤的碱性强弱
8.5影响阳离子交换的因素
1）价态：
铝离子>
铁离子>
氢离子>
钙离子>
镁离子>
铵根>
钾离子>
钠离子
2）陪伴离子的种类：
陪伴离子易被代换，则被陪伴离子易保留
九、土壤的空气和热量
9.1土壤空气的来源和组成
大气+土壤本身
2）组成：
氮气（=）氧气（<
）二氧化碳（》）水汽（约等于）其他（氨气，硫化氢，甲烷）
9.2土壤通气性：
空气进入土壤的能力
土壤和空气间的气体交流机制：
扩散、整体交换
1）扩散：
从高浓度到低浓度（氧气与二氧化碳以扩散的方式——土壤呼吸，只与氧气和二氧化碳有关）
2）整体交换：
水将空气从孔隙中挤出去（灌溉和降雨时）
9.3土壤能量的来源：
太阳辐射（主要）、生物热、地热
9.4土壤的热性质
1）热容量：
1立方米的土壤升高1摄氏度时所需要的热量（即比热容）。
反应土壤增温的情况。
水、气是主要的影响因素
2）导热性：
传导热量的能力（矿物质>
水>
气）
3）吸热散热预热容量有关：
有机质颜色深；
土壤的平整状况
9.5土壤温度变化
1）日变化：
深度增加，变化幅度降低，日出前低，下午2、3点高
2）年变化：
不同季节、不同温度、不同土温
十、土壤的酸碱性和缓冲性
10.1土壤酸性（氢离子、铝离子）
1）活性酸：
溶液中的氢离子、铝离子——用水浸提出的重要酸性因素
2）潜性酸：
胶体表面的氢离子、铝离子——用盐酸浸提出的重要酸性因素
3）强酸酸性微酸中性碱强碱
<
4.64.6~5.55.6~6.56.6~7.47.5~8.5>
8.5
4）活性酸《潜性酸（数量上）：
氢离子、铝离子的吸附性强，更易于保留在土壤表面，而不易经过交换作用溶解到水中
而氯化钾可以置换土壤表面阳离子，所以浸提出的溶液“PH水>
PH氯化钾”
10.2土壤碱性（钠离子、钙离子）——碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钙、碳酸氢钙
这四种物质溶于水，在土壤中释放碱性——氢氧化钠、氢氧化钙
10.3土壤PH与养分有效性的关系
P:
ph<
6时易与Fe、Al沉淀；
ph>
6时易与Ca沉淀;
最适ph6~7
N:
ph在任何情况下，有效性都好
B:
ph5~7时最适宜
Fe、Mn、Zn、Cu：
中、碱性条件下有效性低，ph降低，有效性增加
10.4土壤缓冲性：
土壤抵抗酸碱变化的能力
十一、土壤的分布、分类
11.1分布南地形、气候、母质、生物、时间北
热带亚热带暖温带温带寒温带
季、雨林常绿阔叶林落叶阔叶林针阔混交林针叶林
砖红壤黄、红壤棕壤、褐土暗棕壤棕色针叶林土
纬度地带性分布
东（辽东半岛/山东）地形、气候、母质、生物、时间西（新疆）
暗棕壤/棕壤灰钙土
经度地带性分布
平原妙峰山山顶
潮土褐土棕壤
土壤垂直分布（依据不同地区、不同山有不同土壤分布）
11.2分类
1）定性分类（苏联）：
根据土壤性质、形成过程、发展来划分
2）定量分类（美国）：
根据取样的分布、有机质含量来划分
3）存在问题：
苏-繁，但全面，美-武断但明确，中-界限不明
十二、植物营养知识
12.1植物营养元素（70多种）
1）必需营养元素：
C、H、O、N、P、S、Ca、Mg、Ni、Cl、Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu、Si、Na
2）非必须：
其余
3）必需/非必须的划分标准
l缺素症（缺了该元素对植物生长有影响）
l不能完成生长周期
l直接参与植物体内代谢过程
12.2养分向根部迁移方式
1）截获：
植物根系与土壤表面养分紧密接触直接获得养分。
接触面小，有效性低
2）质流：
植物根系与土壤水接触，获取水中溶解的养分。
质流的量取决于植物的蒸腾量和水中的养分浓度
3）扩散：
高浓度到低浓度
12.3根系吸收方式
1）被动运输：
顺浓度差
2）主动运输：
按植物本质生长营养需要而选择性吸收
12.4根外营养
1）利用率高
2）见效快
3）施用量有限
4）接触面小，影响吸收
所以只能用于营养的补充和病症的治疗。
应用时：
浓度不能太高+叶片保持湿润+高蒸发时不适用（如，夏季中午）
12.5植物营养诊断方法：
1）植物
l外观诊断：
缺N变黄；
缺Zn叶片黄、小、薄；
缺Mn长黑点（直接、快速，但当季损失已造成且要求经验丰富）
l微观诊断：
细胞结构的变化：
缺B细胞纵向分裂变成横向分裂（尽早发现但需要一定设备）
l生理诊断：
缺素，影响酶活性，影响植物代谢（更快更准的发现问题，但目前技术不够成熟）
l营养诊断：
伸展期到成熟期，采病体植物样品（叶）用仪器做营养含量等分析（及时、有效、准确、但对仪器设备要求高）
2）土壤：
土壤诊断：
通过土壤的营养含量推及植物的营养含量（间接诊断不准确）
3）施肥四大基本原理：
l养分归还学说
l最小养分学说
l限制因子学说
l报酬递减学说
4）施肥的目的：
l为了维持土壤肥力，而非增强土壤肥力
l为了使报酬最大化，而非产量最大化
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