土壤学复习资料

-1-土壤学复习土壤学---是研究土壤肥力发生与发展规律的科学.农业化学---研究植物营养和肥料的一门科学．植物营养学:是研究植物吸收，运输，转化和利用营养的规律以及植物与环境之间进行营养物质和能量的交换的科学.一、土壤部分土壤是人类农业生产的基地。土壤是地球表层系统自然地理环境的重要组成成分。土壤是自然界中具有再生作用的自然资源（治之得宜，地力常新。）土壤是个独立的自然体，具有自己的发生和发展规律。１.土壤、肥力的基本概念土壤指覆盖于地球陆地表面能够生长绿色植物的疏松多孔结构的表层。土壤肥力：是指土壤在植物生活期间，能供应和协调植物生长所需的水分、养分、空气、热量和其他生活条件的能力。２.为什么说土壤是农业生产的基本生产资料？3.如何提高土壤的肥力？4.土壤的组成u固相：有机物、矿物质u液相：土壤溶液u气相：CO2、O2、N2和其他气体第一章土壤母质与土壤形岩石--（风化作用）---母质--（成土作用）--土壤1.什么是岩石的风化作用？岩石风化可以分为哪几个类型？它们之间的风化特点及其结果如何？岩石的风化作用：地壳表层坚硬巨大的岩石，在生物、物理、化学等因素的综合作用下，发生崩解破碎和分解作用，由大块变小块，由小块变成细粒，其矿物成分和化学成分发生改变的作用。物理风化作用：岩石因受物理因素作用而逐渐崩解破碎的过程。（地球表面温度变化）特点：岩石由大变小，变细粒，但化学成分不变。化学风化作用：岩石因化学因素作用而引起的破坏过程。特点：使已破碎的岩石进一步变细，而且使岩石发生矿物组成和化学成分的改变，产生新物质。生物风化作用：岩石在生物影响下所引起的破坏作用。①机械破碎作用②生物化学作用2.区别岩石、母质、土壤的差异，并说明它们之间的关系。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，称为岩石。（岩石是矿物的聚合体.不能用一个分子式表示.）母质：岩石经风化作用的产物。母质的特性：改变了与水分和空气的关系，产生了对水和空气的通透性，为进一步风化创造了条件。经化学风化等产生微细粘粒，出现了毛管孔隙，产生了毛细管，具蓄水性。随着透-2-气性、透水性和蓄水性的产生，母质开始具备了肥力因素中的水、气、热条件。同时由于粘粒的形成，产生了胶体物质，具一定的吸附功能。母质并不是土壤，因为它缺乏完整的肥力！岩石：紧实、通透性差、蓄水能力差，无吸附性、无生物活动母质：疏松多孔、通透性强、有一定蓄水性，具有吸附性、很少有生物活动。土壤：疏松多孔、通透性较强、有一定蓄水性，具有吸附性、生物活动强。养分含量高。3.为什么说大小循环的矛盾统一是土壤形成的基础？地质大循环：岩石风化物岩石特点：时间长、范围广，植物的养分有被向下淋失的趋势，是一个地质学过程。生物小循环：风化释放出的无机养分生物有机体无机养分特点：时间短、范围小，植物营养元素有向上富集的趋势，是一个生物学过程。1相互矛盾：因为地质大循环是营养元素淋失过程，生物小循环是营养元素集中积累过程。2.相互关联：生物小循环是在地质大循环的基础上进行。没有地质大循环，岩石中的营养元素就不能释放，生物就无法生活；生物小循环就不能进行。无生物小循环，地质大循环可进行，但释放出的养料得不到累积和集中。3.相互统一：两者矛盾统一是土壤的形成、肥力的产生和发展的基础。4.简述人类生产活动在农业土壤形成中的作用，并举例说明之。栽培作物，吸收土壤养分，补给土壤养分，影响土壤的理化生物性状。耕作，改善土壤的物理性状，创造疏松的耕作层，增加土壤的通透性。耕作结合施肥，改善了土壤养分条件。合理灌溉排水，调节土壤的空气、温度条件，促进有机质的合成与分解。５.什么叫土壤剖面？土壤剖面是如何形成的？自然土壤和农业土壤的剖面特征如何？土壤剖面：指从地面向下挖掘而裸露出的垂直切面。自然土壤的剖面是在母质，气候，生物，地形和时间五种主要成土因素共同影响之下发生物质和能量的交换而形成的。自然土壤剖面：覆盖层，淋溶层（腐殖质层，灰化层）淀积层，母质层，基岩层农业土壤剖面：耕作层，犁底层，心土层，底土层（旱地）耕作层，犁底层，斑纹层，青泥层（水田）６.五大成土因素在土壤形成过程中的作用？|1、母质（1）构成土壤矿物质部分的基本材料；（2）植物矿质养料的最初来源；（3）影响土壤的理化性质（质地、酸碱性、元素的种类和含量、通透性等）。2、气候气候对土壤的形成影响是复杂、多方面的。其中以温度和湿度的影响最为重要。（1）直接影响风化过程的方向和速度；（2）影响生物的组合方式；（3）影响物质的淋溶和淀积；（4）对土壤有机质含量和腐殖质组成的影响；（５）影响土壤的地带性分布。3.生物生物在土壤形成过程中起主导作用，它使母质飞跃成土壤。1、形成有机物质2、富集元素3、保持水分-3-4、地形（1）影响母质在地表进行再分配（2）影响水分和热量分布（海拔、坡度、坡向）5、时间上述四个成土因素综合作用时间的长短。土壤的形成过程随着时间的进展而不断加深。因素作用母质土壤的物质基础气候（热量）土壤的能量来源生物无机物--有机物太阳能--化学能地形制约地表物质和能量再分配时间作用效果随时间的增长而加强第二章土壤肥力的物质基础土壤矿质物土壤有机质土壤生物（一）砂质类土壤1、水分透水性好、保水抗旱性性能差；2、养分养分缺乏、保肥耐肥性能差，施肥后肥效见效快，但不持久；（发小苗而不发老苗）3、温度温度变幅大、昼夜温差大；4、耕性土壤疏松、结持力小、易耕，但耕性差（二）粘土类土壤1、水分透水性差、保水抗旱性性能差；2、养分养分丰富、保肥耐肥性能好，施肥后肥效见效慢快，但持久；（发老苗而不发小苗）3、温度温度变幅小、昼夜温差小；4、耕性土壤结持力大、难耕，适宜耕作的时间短。（三）壤土类土壤兼有砂土、黏土的优点，即它既有沙土的良好的通透性、耕性、发小苗等优点，也有黏土对水分、养分的保蓄性、肥效稳而且长等优点。因此，就土壤而言，壤土是农业生产较为理想的一类土壤。１.什么是土壤质地？为什么在同一地区土壤质地不同时，土壤性质上有很大差别？土壤质地：土壤中各种粒级土粒含量（重量）百分率的组合。２.土壤质地改良的措施？1、增施有机肥（表7）：提高土壤中的有机质质量分数，改良土壤结构，从而消除过粘或过砂土壤所产生的不良物理性质。2、掺砂掺粘，客土调剂：用以调整砂粘比例，以达到改良质地、改善耕作，提高肥力的目的。一般砂粘比例以3：7或4：6为好！3、耕翻法：“翻淤压砂法”或“翻砂压淤法”，对于砂土层下不深处有粘土层或粘土层下不深处有砂土层，可通过深翻使砂粘掺合，以达到合适的砂粘比例，改善土壤物理性质，提高土-4-壤肥力。4、引洪漫淤法：沿江沿岸的砂质土壤，通过把洪水有控制引入农田，使细泥沉积于砂质土壤中，达到改良质地和增厚土层的目的。３.什么是土壤有机质的矿质化和腐殖化？并阐述影响它们的因素。影响有机质转化的因素1、有机质的组成和状态2、土壤环境条件（水分温度PH质地）４.阐述土壤有机质的作用。如何提高土壤有机质的含量？土壤有机质在土壤肥力上的作用1、营养作用1.1为植物提供营养土壤有机质所含营养元素全面而丰富，其中氮、磷、硫含量较高。1.2促进土壤养分的有效化1.3保蓄养分的作用：2、改良土壤2.1改善土壤结构，增强土壤蓄水性、通气性、耕性2.2改善土壤温度2.3提高土壤的缓冲性3、解毒作用3.1络合一些有毒的金属离子3.2有机质对农药等有机污染物具有固定作用4、促进微生物和动物的活动提高土壤有机质含量的措施1）增加土壤有机质来源增施有机肥、秸秆还田、归还园林植物的凋落物。合理轮作换茬，用养结合（种植绿肥）2）调节土壤有机质转化条件调节水热条件调节有机质的C:N调节土壤pH值5.为什么土壤中的原生矿物种类和数量与岩石不同？6.什么是2:1型晶层矿物和1：1型晶层矿物？它们的代表各有哪些？在我国分布有何规律？层状铝硅酸盐矿物：其晶体是由硅氧四面体和铝氧八面体两种基本单元构成。11型：1片硅氧片和1片水铝片叠和如高岭石类矿物。21型：2片硅氧片之间夹1片水铝片构成。膨胀型：蒙脱石类和蛭石类矿物。非膨胀型：水云母类矿物。混合型：其晶层是混层的。有规则混层的如211型的绿泥石；无规则混层的，如泥石—水云母。7.名词解释：质地、有机质、矿质化、腐殖化、氨化作用、消化作用、反消化作用、原生矿物、次生矿物原生矿物：凡起源于岩浆，而存在于岩浆岩中的矿物。次生矿物：原生矿物经过风化作用，使其组成和性质发生改变，而形成的新的矿物。（粘土矿物为主）-5-土粒：土壤的矿物以颗粒的形式存在，称为土壤的颗粒，简称土粒。土壤质地：土壤中各种粒级土粒含量（重量）百分率的组合。土壤腐殖质：是多种化合物聚合而成的混合物土壤有机质：泛指存在于土壤中的各种含碳的有机化合物。腐殖质：有机质经过微生物分解和再合成的一种褐色或暗褐色的大分子有机胶体物质。土壤有机质的矿质化：在微生物的作用下，把复杂的有机质分解为简单无机化合物。氨化作用：分解含氮有机物产生氨的生物学过程。硝化作用：氨态氮被微生物氧化成亚硝酸，并进一步氧化成硝酸的过程。反硝化作用：同细菌在无氧或微氧条件下以NO3－或NO2－作为呼吸作用的最终电子受体生成N2O和N2的硝酸盐还原过程。硫化作用：还原型的无机硫化物被硫化细菌氧化成硫酸的过程有机质的腐殖化：在微生物的参与下，把复杂的有机质转化为简单化合物的同时形成一种新的复杂稳定的高分子有机化合物的过程。第三章土壤胶体和土壤吸收性能土壤胶体的构造和性质土壤胶体的类型土壤阳离子交换作用土壤阴离子交换作用1.什么是土壤胶体？它有何特性？凡是直径小于100nm的土壤颗粒，均称为土壤胶体。1巨大的比表面积和表面能2土壤胶体的带电性3土壤胶体的分散性和凝聚性4土壤胶体的吸附性和交换能力2.什么永久电荷？什么是可变电荷？产生电荷的原因有何不同？永久电荷：不受介质PH值影响而产生的电荷称为永久电荷。同晶置换产生的电荷为永久负电荷同晶异质代换作用(简称:同晶置换)：层状铝硅酸盐粘土矿物在形成时，其配位中心离子被电性相同、大小相近的离子代换，但矿物的晶格构造不变的现象称为同晶置换。可变电荷：胶核表面的分子或原子团的解离,这种电荷的数量和性质随介质的pH而改变,故称可变电荷来源：a、黏土矿物晶面上-OH的解离b、含水铁、铝氧化物的解离（Al2O3.3H2O)c、腐殖质上某些官能团的解离（COOH）d、含水氧化硅的解离3.说明高岭石类矿物和蒙脱石类矿物在晶层构造和性质上的特点．高岭石（１：１型硅酸盐矿物）由一个硅氧片和一个水铝片，通过共用硅氧顶端的氧原子连接起来的片状晶格构造。A、晶层内的水铝片和硅氧片很少发生同晶替代，因此无永久性电荷。但水铝片上的--ＯＨ在一定条件下解离出氢离子，使高岭石带负电。B、晶层与晶层之间形成氢键而结合牢固，水分子及其他离子难以进入层间，并且形成较大的颗粒。因此其吸湿性、粘结性和可塑性较弱。富含高岭石的土壤保肥性差，但养分的有效性高。-6-蒙脱石类（２：１型层状铝硅酸盐）由两片硅氧片和一片水铝片结合成的一个晶片（层）单元，再相互叠加而成的。晶层属2:1型晶层之间通过氧键连接晶层间的距离不固定，可伸缩（9.6~21.4埃）颗粒小，土壤松碎，其塑性、结持性和胀缩性强保蓄养分能力强，但养分的有效性低４.南方土壤的保肥能力一般比北方土壤弱．对吗？为什么？在什么情况下南方土壤也会有较高的保肥能力？南方：为红、黄壤地带，无机胶体以高岭石和含水氧化铁、氧化铝为主，土壤酸性大，pH值低，阳离子交换量小，一般每千克土只有十几个厘摩尔，广东的砖红壤的交换量只有5.2cmol(+)·kg-1。北方：含蒙脱石、水云母较多，土壤反应又多为中性或微碱性，因此，阳离子交换量一般较高。例如东北的黑土、内蒙的栗钙土的交换量在30~50cmol(+)·kg-1。5.土壤的阳离子代换量与土壤的保肥能力有何关系？土壤阳离子交换量的大小，基本上代表了土壤的保持养分数量，也就是平常所说的保肥力高低；交换量大，保存养分的能力大，反之则弱。.影响CEC的因素1、胶体数量（土壤质地）2、胶体类型3.土壤pH值4、土壤有机质