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1绪论一、名词解释土壤：是指具有一定肥力且能够生长植物的疏松层。土壤污染:人为活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度，引起土壤质量恶化，并进而造成农作物中某些指标超过国家标准的现象，称为土壤污染。土壤的酸化:由于不合理的施肥、灌溉使土壤中积累大量的化学残留物质，最终使土质变酸的过程叫土壤的酸化。酸化可以理解为土壤污染的一种类型。盐渍土化和次生盐渍化:盐渍土化过程是在干旱、半干旱地区，由于地表水、地下水和含盐母质的共同作用，使盐分在土壤表层聚集，形成盐渍土的过程。由于后天的人类不良灌溉活动造成的盐渍化，称为次生盐渍化。二、思考题1、论述土壤在地理环境中的地位1.土壤圈与生物圈进行养分元素的循环，土壤支持和调节生物的生长和发育过程，提供植物所需养分、水分和适宜的理化环境,决定自然植被的分布。2.土壤圈与水圈进行水分平衡与循环，影响降水在陆地和水体的重新分配，影响元素的表生地球化学迁移过程及水平分布，也影响水圈的化学组成。3.土壤圈与大气圈进行大量及痕量气体的交换，影响大气圈的化学组成，水分与能量的平衡；吸收氧气，释放CO2、CH4、H2S、氮氧化合物和氨气，影响全球大气变化。4.土壤圈与岩石圈进行着金属元素和微量元素的循环，被覆盖在岩石圈的表层，对其具有一定的保护作用，减少各种外营力的破坏。第一章土壤矿物一、名词解释原生矿物:是指各种岩石受到不同程度的物理风化，而未经化学风化的碎屑物，其原来的化学组成和结晶构造均未改变。次生矿物:是由原生矿物经风化后重新形成的新矿物，其化学组成和结晶构造都经过改变，而不同于原来的原生矿物。同晶置换（同型异质替代）:当粘土矿物形成时，晶格内的组成离子（中心离子）常被另一种大小相近而且电性相同的离子所替代，这种现象称为同2晶代换（同型异质替代）。常见的是Al3+代换Si4+,Ca2+、Mg2+代换Al3。物理风化:物理风化又称机械崩解作用，指矿物发生机械破碎，而没有化学成份和结晶构造变化的作用。化学风化:化学风化作用是指地表岩石受到水、氧气和二氧化碳的作用而发生化学成分和矿物成分变化，并产生新矿物的作用。二、思考题1、原生矿物的主要功能有哪些？①原生矿物是构成土壤的骨骼——土粒；②并通过风化提供养分；③部分转化为次生矿物。2.什么叫硅铝率和硅铝铁率，如何凭借硅铝率和硅铝铁率初步判断矿物或土壤的风化程度？硅铝率：SiO2/Al2O3的分子比（摩尔数比）;硅铝铁率：SiO2/Al2O3+Fe2O3的分子比（摩尔数比）.①将土体和母岩或母质加以对比，可以说明分解过程的特征：②如果硅铝铁率比值增大，说明土壤矿物风化有脱铝铁过程（实际情况很少出现）；反之，硅铝铁率比值越小，说明土壤矿物风化有脱硅富铝化过程，硅铝铁率比值越小，一般情况下说明土壤的风化度越高。③对照剖面上下层的硅铝铁率比值，可说明剖面中矿物质的分解和淋溶状况。④粘粒部分的硅铝铁率，还可用来判断粘土矿物的种类和性质。3、次生矿物主要有哪些种类？鉴定次生矿物有什么重要意义？简单盐类；次生氧化物类；次生铝硅酸盐类。①是在土壤发生学上，进行土壤类型鉴定，判断土壤风化强度、发育阶段。②是帮助人们了解土壤的理化性质，判断土壤肥力大小。2、简述高岭石组（1：1型）粘土矿物的构造和特性（主要有高岭石和埃洛石。）A、单位晶层是由一层硅氧片和一层水铝片组合而成。B、单位晶层内部的结合是通过硅氧片顶端的活性氧与水铝片共有而联结。C、单位晶层之间由四面体上的氧离子同八面体上的氢氧根形成氢键而紧密联结。D、晶层间距固定，不易膨胀，膨胀度小于5%，同晶代换少，阳离子代换量低。E、SiO2/R2O3分子比值为2，高岭石分布较广，主要在古老风化壳和热带、亚热带土壤中。5、简述蒙脱石组（2：1型）粘土矿物的构造和特性（主要有蒙脱石和蛭石）3A单位晶层是由两层硅氧片和一层水铝片组合而成。B单位晶层内部的结合是通过上下两层硅氧片顶端的活性氧都朝向中间的与水铝片，并与水铝片共有而联结。C单位晶层之间由上下两层硅氧四面体底端上的堕性氧离子通过弱的分子键相联结。D晶格具有膨胀性，易膨胀，膨胀度可达90-100%，同晶代换极为普遍，主要发生在铝氧八面体中。阳离子代换量极高。E、SiO2/R2O3分子比值为4，蒙脱石分布较广，主要在半干旱的草原地区，蛭石多分布在暖温带地区的土壤中。土壤有机质一、名词解释土壤有机质：土壤有机质是指土壤中的各种碳氢化合物及其衍生物，包括动植物残体、微生物体和这些生物残体的不同分解阶段的产物，以及由分解产物合成的腐殖质等。有机质矿化过程：土壤动植物残体和腐殖质在微生物作用下，分解成简单有机化合物并释放养分和能量的过程。有机质腐殖化过程：土壤的腐殖化过程是指进入土壤的生物残体，在土壤微生物作用下，合成腐殖质的过程。氨化作用：氨基酸经微生物分解作用而释放出氨的过程，称为氨化作用。*硝化作用：土壤中产生的氨在亚硝化细菌和硝化细菌的作用下氧化成硝酸或硝酸盐的过程。*反硝化作用：当土壤通气条件较差条件下，硝态氮在反硝化细菌的作用下，进行的还原称为NO2或氮气的过程。二、思考题1、土壤有机质在土壤肥力发挥中的重要作用表现在哪几个方面？①土壤有机质是植物营养的源泉：②土壤有机质具有离子代换作用、络合作用和缓冲作用③土壤有机质能改善土壤的物理性质④土壤有机质是植物生长激素，是动物生活的能量来源。2.有机质的转化如何影响土壤肥力及性质？有机质的转化包括有机质的矿化和腐殖质化两个既矛盾又统一的变化过程。意义在于对良好土壤结构形成、土壤肥力的稳定协调以及养分的释放、动物、微生物活动和植物的正常生长等方面意义十分重大。3.有机质转化的影响因素有哪些？（1）植物残体的特性：物理状态：新鲜程度；破碎程度；紧实程度。（2）C/N比：有机物质组成的碳氮比（C/N）对其分解速度影响很大。以25或30：1较为合适。C/N降至大约25：1以下，微生物不再利用土壤中的有效氮，相反由于有机质较完全的分解而释放矿质态氮。N是组成微生物4体内的细胞要素，而C是微生物活动的能源和构成成分；如果C/N过大，一是分解速度态慢，养分不易释放；二是引起植物—动物对N的竞争。C/N过小，矿化速度太快，养分不能稳定持久，合成腐殖质也少。（3）土壤微生物的组成与活性土壤动物促进植物残体的破碎和运输。真菌可促进木质素的分解，形成富里酸的比例大；细菌和放线菌可促进碳水化合物的分解，且形成胡敏酸的比例大。（4）土壤特性质地粘粒含量越高，有机质含量也越高。pH值中性（pH6.5-7.5）、钙质丰富较好，有利于细菌和放线菌的活动；酸性有利于真菌的活动。水分：最适湿度：土壤持水量的50-80%，一般情况下，湿度越大，微生物活性越差，分解速度也慢。通气性：通气不良有利于有机质累积温度：最适宜温度大约为25-35℃，超过40℃，或低于10℃微生物的活性降低土壤水和热一、名词解释吸湿水：土壤固体颗粒依靠表面分子引力（表面张力）吸持在颗粒表面的汽态水。薄膜水：被吸附在吸湿水外层的液态水，依靠表面能和由于土颗粒表面所带电荷形成的反离子层，及产生的静电场，使得水分子定向排列，吸附。毛管水：被毛管力吸附保持于土壤空隙的水。水分常数：人为的为土壤水定出界限，令各种类型水分含量的最大值为该类型水的水分常数。凋萎系数：植物呈永久萎蔫时的土壤含水量田间持水量（最大毛管持水量）：毛管悬着水达到最大时的土壤含水量基质势：由于弯月面力和分子吸附力所致的势能称为基质势。由于它们的作用使土水势降低，故取负值。溶质势：由于溶质作用所产生的势能，它的值等于溶液的渗透压。它的作用使土水势降低，故取负值。压力势：由气压、静水压力、荷载所导致的势能，由于它们的作用是土水势增高，所以取正值。二、思考题1、按水分的吸附情况和特殊结合形态（结合作用力的类型）可以把土壤水划分哪几种类型？①化学束缚水：a化学结合水：参与粘土矿物的晶格组成，并被矿物牢固保存的水；b结晶水：同矿物晶格相结合，但结合不坚固易被分离的水（但不是易被植物吸收）5②物理束缚水：吸湿水；薄膜水。③毛管水。2、什么质地的土壤有效含水量较大？为什么？粘壤土。土壤有效水量=田间持水量-凋萎系数。土壤水分有效性主要受土壤之地、结构、有机质含量等影响。3、用土壤水的能量观点解释植物什么时候出现永久凋萎？由于多数植物的内水势平均为-15巴，所以把-15巴作为土壤有效水的最低能量标准，此时的土壤含水量称为永久萎焉百分数（凋萎系数），即如果土壤含水量小于这个百分数，土水势就会小于-15巴，植物就会无法从土壤中吸收水分而出现永久凋萎。4、一般情况下，当土壤的含水量又大变小时，土壤的水吸力会发生什么变化？由小变大5、土壤气相和大气的组成有什么差异？由于受土壤生物活动影响，二氧化碳比大气中含量高，大气中二氧化碳的含量为0.03%，而土壤空气中二氧化碳的含量要高十倍到数百倍；土壤空气中氧的含量比大气中低，大气中氧的含量为20%左右，而土壤空气中氧的含量只有10—12%。土壤空气中水汽含量较高，还有甲烷、碳化氢、氢气等。6.土壤保持良好的通气性有什么重要意义？（1）影响土壤动物微生物的活动和有机质转化。土壤微生物以好气微生物居多，通气不良，仅少数的嫌气微生物活动正常。（2）影响植物根系呼吸。土壤空气中氧气的含量达到15%才能满足植物呼吸需求，低于5%时，根系生长停止。（3）影响植物对养分的吸收，排除有毒气体。不同的氧化还原状态，养分的状态不同。第三节土壤性质一、名词解释土壤质地：土壤是由许多大小不同的土粒、按不同的比例组合而成的，这些不同粒级混合在一起表现出来的土壤粗细状况，称为土壤质地土壤结构：土壤颗粒常常相互作用胶结成各种形态的团聚体，团聚体的组合排列形态称为土壤结构。土壤的比重：单位体积固体的重量与同体积的重量之比土壤的容重：单位体积的原状土体的干土重与同体积水重量之比有机—无机复合胶体：土壤有机胶体和矿质胶体通过离子键、氢键等将有机质和矿质结合形成的胶体类型。在土壤中最常见也是最重要的胶体种类。第一稳定性好，第二，代谢功能强。土壤的离子交换：土壤胶体表面吸收的离子与溶液介质中其电荷符号相同的离子相交换，称为土壤的离子吸收和土壤的离子交换作用。阳离子交换量：每千克干土中所含全部代换性阳离子总量，称阳离子交换量称为盐基饱和度：交换性盐基离子总量占交换性阳离子总量的百分比，称6为盐基饱和度活性酸度：存在于土壤溶液中氢离子引起的酸度，称为活性酸度潜在酸度：吸附在土壤胶体表面的H+和Al3+所引起的酸度，称为潜在酸重量热容量：重量热容量是使1克土壤增温1℃所需的热量（焦耳/克·度），又称比热。容积热容量：容积热容量是使1立方厘米土壤增温1℃所需的热量（焦耳/厘米3·度），或称热容量。二、思考题1、土壤结构的形成的胶结物质主要有哪几种？第一、次生粘粒、铁铝氧化物和硅酸凝胶（无机胶体）；第二、腐殖质和微生物菌丝和粘液（有机胶体）；第三、有机—无机复合胶体，这些胶体在土粒表面形成胶膜，在各种外力的作用下通过胶膜发生相互胶结。2.如何评价土壤结构的好坏？（1）团聚体的稳定性团聚体的稳定性主要表现微机械稳定性和水稳定性。通常用＞0.25mm的水稳性团聚体（过水筛）的含量作为衡量土壤结构的重要数据。水稳性的好坏主要取决于胶结物质的类型：有机胶结、钙质和铁质胶结水稳定性好无机胶结、一价阳离子较多的水稳性差（2）土壤合理的孔隙度合理的孔隙度，既要求土壤能通气、透水，又要求能保水、保肥，水、气、热协调。一般情况，有机胶体、有机-无机复合胶体形成的团聚体总孔隙度较大，常在40-60%，无机胶体（粘土矿物）形成团聚体的孔隙度较小，一般＜40%。而且孔隙比例要求合适，毛管孔隙占总孔隙的40%，非毛管空隙占60%为好。3.为什么说土壤团粒结构对土壤肥力意义重大？农业最有价值的土壤结构是团粒状的水稳性团聚体（直径1—10mm）（1）具有团粒结构的土壤总的孔隙度大（约为55%），而且孔隙比例较为合适，毛管孔隙占其中的40%，非毛管空隙占60%，且分布均匀，团粒与团粒之间为非毛管孔隙，团粒内部和团粒与单粒之间存在大量毛管孔隙，解决了土壤透水性和蓄水性的矛盾。（