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土壤有机质一、解释名词1.土壤有机质：广义地说：土壤有机质是指以各种形态存在于土壤中的所有含碳的有机物质，包括土壤中各种动、植物残体，微生物体及其分解和合成的各种有机物质。狭义地说：土壤有机质一般主要是指有机残体经微生物作用形成的一类特殊的、复杂的、性质比较稳定的高分子有机化合物（腐殖质）2.土壤腐殖质：由一些抗分解的植物组织的混合物,微生物死亡后经过分解合成的部分有机体组织的混合物。有机物质在微生物作用下分解转化成一种特殊的、高分子、暗色的有机物质。3.矿化作用：有机物质在微生物的作用下分解成无机营养元素的过程。4.腐殖化作用：指矿质化过程的某些中间产物再合成或在原植物组织中聚合转变为组成和结构比原来有机化合物更为复杂的新的有机化合物7.腐殖化系数：有机物质在微生物作用下分解转化成一种特殊的、高分子、暗色的有机物质。8.矿化率：每年因矿化而消耗的有机物质量占土壤有机质总量的百分数。9.C/N：有机质中有机碳和有机氮的重量比10.腐殖酸：腐殖酸主要由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成。分子结构非常复杂。有许多模式，但相对统一的认识是中心为芳香核（疏水性基团），周围有许多支链化合物（有许多功能团）成为网状结构特征。11.激发效应：土壤中加入新鲜有机物质会促进土壤原有有机质的降解，这种矿化作用称之激发作用。二、问答题1.什么叫土壤有机质?包括哪些形态?其中哪种最重要?答：土壤有机质，广义地说：土壤有机质是指以各种形态存在于土壤中的所有含碳的有机物质，包括土壤中各种动、植物残体，微生物体及其分解和合成的各种有机物质。狭义地说：土壤有机质一般主要是指有机残体经微生物作用形成的一类特殊的、复杂的、性质比较稳定的高分子有机化合物（腐殖质）存在形态：动、植物残体（新鲜）、半分解的动、植物残体、腐殖质，其中腐殖质最重要！2.增加土壤有机质的方法有哪些?你认为最有效是哪种?答：增加土壤有机质要坚持两个原则，即”平衡原则”和“经济原则”。增加土壤有机质的方法有：免耕法、施用有机肥、实行绿肥或牧草与作物轮作、秸秆还田同时施加氮肥、旱地改成水田等。其中，施用有机肥最显著。3.叙述土壤有机质在土壤肥力上的意义和作用?答：(1)提供植物需要的养分。土壤有机质是作物所需的N、P、S、微量元素等各种养分的主要来源。而且，多种有机酸和腐殖酸对土壤矿质部分有一定的溶解能力，可以促进矿物风化，有利于某些养料的有效化，一些与有机酸和富里酸络合的金属离子可以保留于土壤溶液中不致沉淀而增加有效性；(2)对土壤物理、化学和生物化学等各方面都有良好的作用。它是土壤养分的主要来源，可以改善土壤物理性质，提高土壤的保肥性，促进作物生长发育，并且有助于消除土壤的污染。4.水田的腐殖质含量一般比旱地高?为什么?答：腐殖质是动植物残体在厌氧微生物（真菌、放线菌等）作用下形成的，这类细菌必须在潮湿环境下（而且要有适当的温度和pH值）繁殖，只有水田和湿地才满足这些条件，所以更有利于腐殖质的形成。5.影响土壤有机质转化的条件是什么?其中最主要的条件是哪一种?为什么?答：由于微生物是土壤有机质分解和周转的主要驱动力，因此凡是能影响微生物活动及其生理作用的因素都会影响有机质的分解和转化。主要有：温度、土壤水分和通气状况、植物残体的特性、土壤特性。植物残体对土壤有机质分解起到一种激发作用，促进土壤原有有机质的降解，它是影响转化的最主要条件。6.土壤腐殖质的存在形态及基本特性有哪些?答：存在形态：（１）游离态的腐殖质，在一般土壤中占极少部分。（２）与矿物中强盐基化合成稳定的盐类，主要为腐殖酸钙镁。（３）与含水三氧化物化合成复杂的凝胶体。（４）与粘粒结合成有机无机复合体。1)不是一种纯化合物,而是代表一类有着特殊化学和生物本性的,构造复杂的稳定的高分子有机化合物;2)是一种黑色或棕色的有机胶体;3)带有电荷,为两性胶体,常以带负电荷为主;4)具有亲水性和凝聚性离子吸附与交换一、解释名词二、问答题1.在诸多的描述土壤对养分的吸附的公式中，Langmuir是最常用的一种，谈谈你对它的了解。答：兰茂尔吸附等温式（Langmuiradsorptionisotherm）又称“单分子吸附理论”，吸附等温式之一。1916年由美国物理化学家兰茂尔导出。其基本概念是：固体吸附剂表面上均匀地分布着具有吸附能力的席位，每个席位只吸附一个气体分子，故吸附层只有单分子厚。吸附在表面上的气体分子与气相中的分子建立起类似于蒸发和凝结的动态平衡。兰茂尔（Langmuir）吸附等温式，其基本形式可表达为式中：Q为任一平衡状态时的吸附量；Qo为单位表面上达到饱和时最大极限吸附量；b=Ka/Kb为吸附与解吸的比例关系的比值。该方程能较好地适合各种浓度，并且式中每一项都有较明确的物理意义。吸附等温式是定量研究环境中胶体对各种元素迁移的影响的重要方法。相应于朗格缪单层可逆吸附过程，是窄孔进行吸附，而对于微孔来说，可以说是体积充填的结果。样品的外表面积比孔内表面积小很多，吸附容量受孔体积控制。平台转折点对应吸附剂的小孔完全被凝聚液充满。微孔硅胶、沸石、炭分子筛等，出现这类等温线。这类等温线在接近饱和蒸气压时，由于微粒之间存在缝隙，会发生类似于大孔的吸附，等温线会迅速上升。2.土壤中等温吸附方程有几种形式，试论述。答：等温线可分为4类：S、L(Langmuir型),H(高亲合力型)和C(恒定分配型)。S型：S型等温线的初始斜率较大,随溶质浓度增加,吸附量接近一个坪区(达到单层覆盖的最大量),当溶质浓度再增加时,吸附量增大以至出现第二坪区。S型：S型等温线的初始斜率较大,随溶质浓度增加,吸附量接近一个坪区(达到单层覆盖的最大量),当溶质浓度再增加时,吸附量增大以至出现第二坪区。H型：可看成是L型曲线的特殊情况,因吸附剂对溶质的强烈吸附性,使曲线初始斜率很大,在开始加入溶质的一定浓度范围内,平衡液中溶质浓度几乎为零。C型：如果溶液和吸附剂之间溶质以确定比例分配,直到吸附饱和的情况,则形成C曲线。在土壤中应用最多的是L型和H型。3.专性吸附和电性吸附的区别？2类吸附的典型离子有那些？非专性吸附(又称物理吸附)一般认为，Cl-和NO3-、碱金属及部分碱土金属如Li+、Na+、K+、Ca2+、Mg2+等多为非专性吸附。这种吸附是可逆的，并遵守质量作用定律，故又称为交换吸附。非专性吸附由库仑引力引起，故吸附剂所带的电荷越多，则吸附离子数量越大；因此，一般高价离子比低价离子易吸附；同价离子，水合半径小的优先被吸附。专性吸附也称化学吸附或强选择性吸附，是指在吸附自由能中非静电因素的贡献比静电因素的贡献大时，这种吸附作用可称之为专性吸附。非静电作用包括水合作用的变化、离子和分子的相互作用及共价键和氢键等。磷酸根、F-和重金属离子Cu2+、Zn2+、Ni2+、Mn2+、Co2+、Pb2+等均属此类吸附。4.离子吸附的pH50的定义和作用？答：土壤对离子的专性吸附，是pH的函数。一般，磷酸根、F-等阴离子吸附量随pH升高而降低，而重金属离子吸附量随pH升高而增大，在pH较低时变化较小，在pH达5以上时，吸附接近最大值，整个曲线呈现为S形,不同离子的吸附作用随pH变化不同。pH50是离子相对吸附量达到50%的pH。可用于度量胶体对不同离子的相对亲和力（也即选择性），pH50越小，选择性越大。5.专性吸附对土壤pH和PZC有什么影响？答：胶体表面正负电荷相等时的体系PH值即为电荷零点（PZC）。意义：PZC对于具有羟基化的胶体是一项重要参考数据，当溶液的PH＜PZC时，表面—OH与H+结合，在氧化物表面上带正电荷；相反当溶液的PH＞PZC时，—OH失去H+，氧化物表面带负电荷。金属离子价数对PZC的影响：PZC首先决定于金属离子（M）对电子亲和力的大小，不同价态离子对电子亲和力不同，一般金属离子价数越高，电荷零点越低。M价数与PZC有一定关系：一价离子氧化物（M2O）PZC11.5二价离子氧化物（MO）8.5PZC12.5三价离子氧化物（M2O3）6.5PZC10.4四价离子氧化物（MO2）0PZC7.5其它离子氧化物（M2O5、MO3）PZC5PZC也受专性吸附得影响，专性吸附阴离子（H2PO4-、F-….），则PZC降低，专性吸附阳离子(Cu2+、Zn2+…..)，则PZC升高。土壤酸化学一、解释名词二、问答题1.为什么酸性矿质土壤施入石灰后pH显著升高，而后又逐渐降低，最后趋于平衡？答：石灰的一个Ca++置换阳离子交换复合体上的两个氢离子（H+）。H+离子与氢氧根离子（OH-）结合生成水。这样，由于H+离子浓度（土壤酸度来源）降低，pH值便增加。随着碱性离子如Ca2+、Mg2+和K+的被带走，通常是被作物吸收带走，这些离子便被H+取代了。这些碱性离子也可被淋失，由H+取代其位置,从而降低土壤pH值。由于土壤中粘粒和有机质的数量以及粘土的种类决定土壤缓冲（即阻止）土壤pH值变化的能力，最终使pH趋于稳定。2.阐述土壤各形态酸度之间的关系。3.土壤酸化的类型及其成因答：土壤酸化是指土壤内部产生和外部输入的氢离子引起土壤pH值降低和盐基饱和度减小的过程(一)自然酸化植物吸收养分引起的土壤酸化：一方面，植物对土壤中阴、阳离子的吸收不是按阴、阳离子等电荷性进行的，比如植物从土壤中吸收NH4+时，就向土壤中分泌出H+；从土壤中吸收NO3-时，就向土壤中分泌OH-或HCO3-。另一方面，在土壤－植物系统中，通常植物从土壤吸收了养分，根系就向外分泌酸性物质，对根系附近的土壤进行酸化，随着作物收获物不断被带走，作物根系就不断向外分泌酸性物质，从而使土壤不断酸化。土壤中生物的代谢活动：生物代谢不断产生CO2、可溶性有机酸等弱酸性物质，它们解离出的质子可以与土壤胶体上吸附的盐基离子交换，被交换出的盐基离子进入土壤溶液，再以盐的形式从土壤中淋洗掉，从而造成土壤酸化。还原态N和S的氧化：土壤中还原态难溶性硫化物，曝露于空气中，就可被氧气氧化成硫酸；闪电能使大气中氮气氧化成一氧化氮，再进一步氧化成二氧化氮和硝酸。(二)施肥引起的酸化氮肥的施用：氮肥比如硝酸铵、硫酸铵等，作物吸收NH4+的同时释放出一个H+，导致土壤酸化过磷酸钙的施用：长期施用过磷酸钙，一方面，其中含有的游离酸会逐渐酸化土壤；另一方面，H2PO4-水解产生的H+对土壤也有酸化作用。其它：施入土壤的含硫肥料，硫逐渐被氧化为硫酸，并与Al3+或Fe3+形成硫酸盐，如果这些硫酸盐水解生成氢氧化物沉淀，则形成的H+将导致土壤酸化土壤盐化和碱化化学一、解释名词二、问答题1.土壤盐渍化的起因。答：土壤盐渍化是自然或人类不合理的灌溉造成的含盐碱较多的地下水水位上升，同时随着地表蒸发，盐分在土壤中逐渐积累而形成的土壤退化现象，主要发生在地势低且气候干旱的地区。防治办法主要是降低地下水位，修排碱渠，其次是增加有机肥，增加植被覆盖，减少蒸发。土地盐渍化的原因：（1）在比较干旱的地区大水漫灌或只灌不排，会导致地下水位上升。地下水位上升时把地下的盐分带到地表面来，在强烈的阳光照射下水分蒸发，盐分留在地表，使地表土壤中盐分增多，出现盐渍化；（2）在沿海地区，人们长期过度开采地下水导致海水入侵，使地下水质恶化。再加上灌溉不合理地下水位上升，盐分随着上升，土地盐渍化；（3）在一些比较干旱的地区河流上游的人们大量引水灌溉，使河流流向下游的水量减少、入海水量减少，海水倒灌导致沿海三角洲土壤盐渍化，如尼罗河三角洲地区；（4）一些比较封闭的河口地区，在河流进入枯水期时，河口水位低海水上溯形成咸潮，导致河流两岸土地盐渍化。2.盐渍化土壤的改良。答：土壤盐化主要发生在干旱、半干旱和半湿润地区，是指易溶性盐在土壤表层积累的现象或过程。当表层土壤中的可溶性盐类的质量分数超过0.1%时，便开始对作物生长有抑制作用，从而影响作物的产量，这样的土壤称为盐化土壤。措施：1、科学调控水资源。明沟或暗沟排水，井灌井排、洗盐、放淤压盐、种植水稻等水资源调控措施排出土壤盐分，抑制土壤返盐。实施合理的灌溉制度，有条件的地方应发展滴灌、喷灌、渗灌等节水防盐的灌溉技