土壤学与农作学课程复习总结

土壤学与农作学课程复习总结地质作用内动力地质作用：地壳运动岩浆作用变质作用地震作用外动力地质作用：风化作用剥蚀作用搬运作用沉积作用硬结成岩作用土壤固体成份中绝大部分是矿物质（占总质量的95%），它是岩石通过风化而形成的。地壳（岩石圈）中的化学元素在各种地质作用下形成的自然体。常见造岩矿物1.石英2.正长石和斜长石3.白云母和黑云母4.角闪石和辉石5.橄榄石6.方解石（CaCO3）7.白云石8.三种含铁矿物（褐铁矿2Fe2O3•3H2O、赤铁矿Fe2O3、磁铁矿Fe3O4）岩石概念：在各种地质作用下形成的，由一种或多种矿物以一定的规律结合组成的矿物集合体。岩石一般可分成三类：岩浆岩：地壳和上地幔中岩浆流动或喷出地表冷却结晶而成的岩石。沉积岩：岩石在地表经风化、破碎，搬运沉积下来，又经成岩作用而形成的一类新的岩石。变质岩：先成岩石受地球力和地热作用发生重新排列，结晶增大等变质作用而形成的新一类岩石。岩浆岩的分类基性岩浆岩类（SiO2含量为45--52％之间）辉长岩、玄武岩；中性岩浆岩类岩类（SiO2含量为52--65％之间）闪长岩、安山岩；酸性岩浆岩（SiO2百分含量65％）花岗岩、流纹岩、石英岩；超基性岩浆岩类（SiO2含量为45）沉积岩沉积岩占地壳重量（地表以下16公里厚度）的5％，但覆盖着75％的陆地表面区域。沉积岩指先成岩在地表经风化作用破碎后，通过各种搬运作用，在适宜环境（河流、湖盆、海盆等）沉积，经过固结而成。沉积岩形成的四个阶段：风化作用──搬运阶段──沉积阶段──成岩阶段主要的沉积岩1.碎屑岩：主要由母岩机械破碎的碎屑物质经压紧、胶结而成，包括砾岩、砂岩和粉砂岩。2.粘土岩（分布最广）30％以上，d0.005mm的粘土胶结而呈板状、片状、纤维状，泥质结构。矿物成分以粘土为主。岩石的风化作用风化作用：岩石在地表受到种种外力作用，逐渐破碎成为疏松物质，这一过程叫做风化作用。所产生的疏松物质就是土壤母质。化学风化作用指岩石在水和空气（主要是氧气和二氧化碳）的参与下进行的溶解作用、水化作用、水解作用、氧化作用等的总称，特点是岩石可进一步破碎成胶体状微粒，使原生矿物成分发生改变，产生在地表条件下比较稳定的次生矿物。溶解作用、水化作用、水解作用和氧化作用岩石与土壤母质的区别岩石的特点：是一个整体，不透水透气，生物无法生长。土壤母质特点：已具有通气、透水和一定的保水性能，风化释放出的养料元素，为生物繁殖生长创造了条件。土壤形成过程一、土壤形成过程中的大小循环***地质大循环是指地面岩石的风化、风化产物的淋溶与搬运、堆积，进而产生成岩作用.生物小循环是植物营养元素在生物体与土壤之间的循环：植物从土壤中吸收养分，形成植物体，后者供动物生长，而动植物残体回到土壤中，在微生物的作用下转化为植物需要的养分，促进土壤肥力的形成和发展。二者关系：地质大循环和生物小循环的共同作用是土壤发生的基础,无地质大循环,生物小循环就不能进行;无生物小循环,仅地质大循环,土壤就难以形成。在土壤形成过程中，两种循环过程相互渗透和不可分割地同时同地进行着。它们之间通过土壤相互连结在一起。土壤发生中的基本成土作用1、原生矿物的风化（1）物理风化和化学风化（2）生物风化2、粘粒矿物的形成3.物质迁移***两大方向：（1）向下淋溶及其淀积以及被彻底淋出土体的物质移动；（2）向上迁移的养分元素的生物富集作用，易溶性盐类、还原性铁锰等随毛管上升而在表土积聚的作用。土壤主要成土过程(一)物理过程1.粘粒淋溶淀积过程粘粒从土壤上部移至下部。该过程有粘粒的机械移动，也有凝胶和溶胶转化。在土壤中往往形成粘粒淀积层（粘化层Bt).2.盐化—脱盐化过程易溶性盐淋洗出土壤表层和在团伙表层聚集的两种相反过程。土壤盐分向上运动，在土壤表层聚集为盐化过程；土壤盐分向下移动移出土体，为脱盐过程。3.物理风化大块岩石及粗大风化物经机械崩解变为细小颗粒的过程。（二）生物过程包括氮的固定，有机质转化等过程。（三）化学过程两个特征：一是土壤形成中某些元素的化合价发生变化；二是有新的化学组分形成。土壤剖面：一般自然土壤可分为腐殖质层、淋溶层、淀积层、母质层和基岩。土壤是由固相、液相和气相三相物质组成的疏松多孔体。矿物质38%，(95%)有机质12%，(5%)溶液(15-35%)空气(15-35%)一、土壤矿物质（一）土壤矿物质的种类土壤矿物质是构成土壤的“骨架”和植物养分的重要来源。包括原生矿物和次生矿物。1、原生矿物是指地壳上最先存在的经风化作用后仍遗留在土壤中的一些原始成岩矿物。如石英、长石、云母、角闪石和辉石。2、次生矿物是指原生矿物经风化和成土作用后，逐渐改变其形态、性质和成分而重新形成的一类矿物。如高岭石、蒙脱石、伊利石等，粒径小于5微米，是土体中最活跃的部分。（二）土壤矿物质的化学组成表1-1地壳和土壤的平均化学组成（重量%）（维诺格拉多夫，1950、1962）*元素地壳中土壤中元素地壳中土壤中OSiAlFeCaNaKMgTiH47.029.08.054.652.962.502.501.370.45(0.15)49.033.07.133.801.371.671.360.600.40?MnPSCNCuZnCoBMo0.100.0930.090.0230.010.010.0050.0030.0030.0030.0850.080.0852.00.10.0020.0050.00080.0010.0003*根据克拉克等(1924)、费尔斯曼(1939)和泰勒(1964)的估计,地壳的化学元素组成与此表稍有不同,但总的趋势是一致的。分布规律（1）氧和硅是地壳中含量最多的二种元素铁、铝次之，四者相加共占88.7％的重量。在组成地壳的化合物中，以硅酸盐最多。（2）在地壳中，植物生长必需要的营养元素含量很低而且分布很不平衡。（3）土壤矿物的化学组成反映了成土过程中元素的分散、富集特性和生物积聚作用。土壤颗粒分级标准土壤质地2.各级土粒的主要特性石块主要是残留的母岩碎块，所含矿物均为原生矿物，其组成与母岩基本一致。石砾多为岩石碎块，其矿物组成与母岩基本一致，一般速效养分很少，吸持性很差，但通透性极强。砂粒颗粒较粗，比面较小，吸持性能较弱，矿质养分较低，无粘结性和粘着性，表现松散。但粒间孔隙较大，通透性良好。土壤中含量多时易于耕作，林木扎根容易。土壤质地粉粒颗粒中次生矿物增加，石英减少。比面较砂粒大，吸持性能增强，养分含量比砂粒高，具有一定的粘结性、粘着性、可塑性和涨缩性，通气透水能力比砂粒差，雨后易板结，应注意松土。粘粒以次生矿物为主，粒径小，比面巨大。具有很强的粘结性、粘着性、可塑性、涨缩性和吸附能力，矿质养分丰富。但粒间孔隙极小，通透性能极差，常表现为湿时粘韧，干时坚硬。总之，随着土壤单粒由大变小，各粒级土粒的粘结性、粘着性、可塑性、涨缩性以及吸附能力由弱到强。2.土壤质地分类质地类别质地名称各级土粒质量(%)粘粒（0.002mm）粉砂粒（0.02-0.002mm）砂粒(2-0.02mm)砂土类砂土及壤质砂土0-150-1585-100壤土类砂质壤土壤土粉砂质壤土0-150-150-150-4530-4545-10055-8540-550-55粘壤土类砂质粘壤土粘壤土粉砂质粘壤土15-2515-2515-2530-020-4545-8555-8530-550-40粘土类砂质粘土壤质粘土粉砂质粘土粘土重粘土25-4525-4525-4545-6565-1000-200-4545-750-350-3555-7510-550-300-550-35国际制土壤质地分类中国制土壤质地分类质地类别质地名称不同粒级的颗粒组成（%）砂粒（1-0.05mm）粗粉粒（0.05-0.01mm细粘粒（0.001mm）砂土粗砂土细砂土面砂土70≥60-≤70≥50-60---30壤土砂粉土粉土≥2020≥40砂壤土壤土≥202040砂粘土≥50-≥30粘土粉粘土壤粘土粘土重粘土----≥30-35≥35-40≥40-≤6060我国将土壤质地分为砂土、壤土和粘土三大组，每组再细分。一般常用的质地种类有：砂土、砂壤土、轻壤土、中壤土、重壤土、粘土。砂质土壤主要特性：•砂粒大于50%；•通气透水，•养分少，不保水肥；•易耕，•温度变化快，暖性土；•发小苗不发老苗3、不同质地土壤的肥力特点和利用改良粘质土壤主要特性：•粘高于30%，•通气透水不良；•保水保肥，•养分含量高；•升温慢，冷性土•耕性差，发老苗不发小苗，适合于禾谷类作物。壤质土壤主要特性：•粉粒大于30%；•性质介于黏土与砂土之间；•兼有砂土和黏土的优点，既通气透水，又保水保肥；•耕性良好，适耕期长，适宜于大多数作物生长。一、土粒容重和土壤容重1.土粒容重概念:单位容积固体土粒（不包括粒间孔隙）的质量，叫做土粒密度，单位用g/cm3表示。A、土粒密度大小取决于土壤矿物质颗粒组成和土壤有机质含量B、通常情况下，土粒相对密度取多数土壤的平均值2.652.土壤容重概念:自然状态下（包括土粒之间的孔隙），单位容积土壤的烘干质量，单位以g/cm3表示影响因素:A、质地砂质土壤密度多在1.4-1.7g/cm3之间;粘质土壤密度在1.1-1.6g/cm3之间;壤质土壤则介于上二者之间B、结构团粒结构多的土壤密度相应降低C、有机质富含腐殖质的土层一般结构良好，比较疏松，密度较小，约为0.8-1.2g/cm3二、土壤孔隙度与孔隙比土壤孔隙度：孔隙体积占整个土壤体积的百分数。***土壤孔隙一般均不直接测定，而是根据土壤的土粒容重和土壤容重计算出来。土壤孔隙度(%)=(1－土壤密度／土粒密度)×100一般砂土的孔隙度在35%—45%之间，壤土为45%—52%，黏土约为45%—60%，黏土约为45%—60%。土壤孔隙比=孔隙容积/土粒容积=孔隙度／（1－孔隙度）三、土壤孔隙的类型土壤孔隙度和土壤孔隙比只说明土壤孔隙的数量，并不能说明土壤透水、保水、通气等的性质如何。因此必须进一步了解土壤孔隙的大小及其分配状况。孔隙类型非活性孔隙0.002mm毛管孔隙0.002~0.06mm空气孔隙0.06mm土壤有机质的概念概念：存在于土壤中的所有含碳的有机化合物，主要是指土壤中的各种动植物残体，在土壤生物的作用下形成的一类特殊的高分子化合物。有机质含量（有机质的质量/土壤干重）一般含量在0-5%之间有机质的组成1、化学元素组成土壤有机质的基本元素组成是C、H、O、NC/N比大约在10~12之间。2、化合物组成腐殖质、非腐殖质3、存在形态动植物残体、腐殖质、土壤微生物（1）各种形态的动植物残体是土壤有机质的主要来源，包括各种分解程度不同的动、植物残体、有机肥料及动物排泄物等。其基本成分是碳水化合物、含氮化合物及木质素等。（2）腐殖质是土壤有机质的主要成分，占有机质总量85%~90%。腐殖质结构复杂，分子量高，呈黑褐色胶体状。腐殖质对土壤肥力有非常重要的作用。（3）土壤微生物一亩地的耕层土壤中微生物的重量有500kg左右，种类繁多。土壤有机质在水分、空气、土壤动物和土壤微生物的作用下，发生极其复杂的转化过程，这些过程综合起来可归结为两个对立的过程，即土壤有机质的矿质化过程和腐殖化过程。3.微生物的转化过程是土壤有机质转化最重要的最积极的过程，有多种酶参与了催化。不含氮的有机物的转化含氮有机物的转化含磷有机物的转化含硫有机物的转化(1)不含氮的有机物（含C、H、O）的转化主要是碳水化合物，如糖类、纤维类、半纤维类、脂肪和木质素等。好气条件下生成简单的有机酸类，最后完全分解成CO2和水，同时释放热量。通气不良条件下形成有机酸类，最后产生甲烷、氢气等还原性物质。对植物生长不利。（2）含氮有机物的转化土壤中含氮有机物可分为两种类型：一是蛋白质类型，如各种类型的蛋白质；二是非蛋白质型，如几丁质、尿素和叶绿素等。土壤中含氮的有机物在土壤微生物作用下，最终分解为无机态氮（NH4+—N和NO3-—N）。水解过程蛋白质多肽氨基酸氨化过程氨基酸分解产生NH3硝化过程反硝化过