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土壤肥料学通论整理
(土壤学部分)
第一章 绪论
1. 土壤：陆地表面由矿物、有机物质、水、空气和生物组成、具有肥力且能生长植物的未固结层。 2.肥料：凡是能够直接供给植物生长的必需的营养元素的物料。分为有机肥料和化学肥料。
3.土壤肥力：在植物生活的全过程中，土壤具有能供应与协调植物正常生长发育所需的水分、养分、空气和热量的能力。根据肥力产生的原因，可以将土壤肥力分为自然肥力和人为肥力。四因素：空气、温度、养分、水分。
第二章 土壤的基本物质组成
1.土壤的三相组成：固相（固体土粒，包括矿物质和有机质）、液相（土壤水和可溶性物质）、气相（土壤空气）。
2.矿物：自然产生于地壳中的具有一定化学成分、物理性质和内部构造的单质或化合物，是组成岩石的基本单位。原生矿物：在风化过程中没有改变化学组成而遗留在土壤中的一类矿物。次生矿物： 原生矿物风化和成土过程中经化学变化，或由分解产物重新结合而成的矿物。
2.成土岩石：一种或数种矿物的集合体。分为岩浆岩、沉积岩、变质岩。
3.风化作用：岩石、矿物在外界因素和内部因素的共同作用下，逐渐发生崩解和分解的过程。按照其作用因素和风化的特点可以分为物理风化（温度作用、结冰作用以及水流和大风的磨蚀作用）、化学风化（溶解、水化、水解和氧化）、生物风化三种类型。
4.成土因素：气候、母质、地形、生物、时间因素。成土母质：岩石矿物经过风化破碎形成的疏松堆积物。 5.土壤的机械组成：据机械分析，分别计算各粒级的相对含量。是划分土壤质地的依据。
土壤质地：土壤中各粒级土粒含量(质量) 百分率的组合，及其所表现的粘砂性质。分为砂土类（透水性强、通气性好、热容量较小、养分少、松散易耕）、壤土类（通气透水性良好、保水保肥、耕性较好、宜耕期较长，理想土壤）和粘土类（透水性差、通气性差、热容量较大、养分较丰富、宜耕期短）。 6.土粒分级：石砾、砂粒、粉砂粒和粘粒。 7.土壤质地的改良措施
a. 增施有机肥料：有机质的粘结力比砂粒强，比粘粒弱。
b. 掺砂掺粘、客土调剂：泥入砂，砂掺泥，以改良质地，改善耕性
c. 翻淤压砂、翻砂压淤：下层砂土或粘淤土翻到表层使砂粘混合，改良土性 d. 引洪放淤、引洪漫沙：利用洪水中泥沙改良土质
e. 根据不同质地采用不同的耕作管理措施——砂土：深播种， 多次少量施肥；粘土：深沟，精耕，适量施肥 8.土壤生物：生活在土壤中的微生物、动物（蚯蚓、线虫等）和植物等的总称。栖居在土壤中的活的有机体。土壤微生物包括：细菌（占土壤微生物总数量70%-90%）、放线菌（数量仅次于细菌，适宜于有机质含量高、偏碱性土壤环境）、真菌（大多好气，喜酸性土壤）藻类（数量少于细菌、真菌等当与真菌共同生长，可风化岩石）、原生动物。
9.土壤有机质：存在于土壤中的所有含碳的有机化合物。它的来源主要包括土壤中各种动物、植物残体，微生物体及其分解和合成的各种有机化合物。其形态有新鲜有机质（土壤中未分解的动植物残体）、半分解的有机质（有机质已被分解，多成分散的暗黑色小块）、腐殖质（有机残体在土壤腐殖质化的过程中形成的一类褐色或暗褐色的高分子有机化合物）。主要元素组成：C、O、H、N。有机质类型：糖类化合物；纤维素、半纤维素；木质素；含N化合物（蛋白质、 氨基酸）；脂肪、树脂、蜡质和单宁；灰分物质。 10.土壤有机质的转化
㈠矿化作用：有机质在微生物作用下，分解为简单无机化合物的过程，最终产物为CO2、H2O等，而N、P、S等以矿质盐类释放出来，同时放出热量，为植物、微生物提供养分和能量。包括糖类化合物的转化；含氮有机物的转化（氨基化（水解）、氨化、硝化和反硝化）；含磷、含硫有机物的转化。
㈡腐殖质化过程：进入土壤中的生物残体，在土壤微生物作用下，合成为腐殖质的过程。腐殖质的组成：胡敏酸、富里酸、胡敏素。腐殖质的性质：带电性、吸水性、稳定性。植物物质形成学说：最初形成的腐殖物质是胡敏素。在胡敏素经过微生物的降解后才形成胡敏酸。胡敏酸进一步降解才形成富里酸。
分离方法： 11.腐殖化系数：每克干重的有机质经过一年分解后转化为腐殖质（干重）的克数。
12.影响土壤有机质转化的因素：有机质的碳氮比和物理状态；土壤水、热状况；土壤通气状况；土壤酸碱性。 13.土壤有机质对土壤肥力的作用：1）是土壤养分的主要来源；2）促进土壤结构形成，改善土壤物理性质；3）提高土壤的保肥能力和缓冲性能；4）腐殖质具有生理活性，能促进作物生长发育；5）腐殖质具有络合作用，有助于消除土壤的污染。
14.土壤有机质的积累和调控：种植绿肥，增施有机肥料；秸秆还田；调节土壤水热状况。
15.土壤水分的类型（土壤水分受力：吸附力、毛管引力、重力）[土—水界面吸附力：氢键、静电场、毛管力] ㈠土壤吸湿水：固相土粒靠其表面的分子引力和静电引力从大气和土壤空气中吸附气态水，附着于土粒表面成单分子或多分子层。特点：受土粒的吸力大，排列紧密，不能自由移动，无效水（当空气相对湿度94~98%时，达最大值称最大吸湿量）
㈡土壤膜状水：吸湿水达到最大后，土粒还有剩余的引力吸附液态水，在吸湿水的外围形成一层水膜。特点：外层膜状水对作物有效性高。最大分子持水量：当膜状水达到最大厚度时的土壤含水量。
凋萎系数：作物无法从土壤中吸收水分而呈现永久凋萎，此时的土壤含水量就称为凋萎系数。
㈢土壤毛管水：当土壤水分含量超过最大分子持水量后，水分不再受土粒引力的左右成为可以自由移动的水。靠毛管力保持在土壤空隙中的水分。特点：可以自由移动；溶解氧分能力；植物有效。
①毛管支持水：地下水层藉毛管力支持上升进入并保持在土壤中的水分。毛管支持水达到最大量时土壤含水量称土壤毛管持水量。
②毛管悬着水：地下水埋藏较深时，靠毛管力保持在土壤上层未能下渗的水分。毛管悬着水达到最大量时的土壤含水量称田间持水量。
㈣土壤重力水：指土壤水分含量超过田间持水量之后，过量的水分不能被毛管吸持，而在重力的作用下沿着大孔隙向下渗漏成为多余的水。 16. 水分含量的表示方法
①土壤质量含水量：
壤干重)的分数，单位g/kg。
是指土壤中保持的水分质量占土壤质量(一般为土
②土壤容积含水量：③土壤相对含水量：数称为相对含水量。
指土壤水分容积与土壤容积之比。
某一时刻土壤含水量占该土壤田间持水量的百分
④水层厚度：指一定深度土层中的水分总量相当于若干水层厚度。 17. 土壤水势：基质势、压力势、溶质势、重力势。
18. 土壤水吸力：指土壤水因受土壤基质的吸附和毛管作用，表面形成一个凹形弯月面，形成土壤水的负压力。 19.土壤水分特征曲线：又称土壤持水曲线，它是指土壤水的基质势或土壤水吸力与含水量的关系曲线。它能表征土壤水分的能量和数量之间的关系，是研究土壤水分的保持和运动，反映土壤水分基本特征的曲线。 意义：
首先，可利用它进行土壤水吸力和含水率之间的换算。
其次，土壤水分特征曲线可以间接地反映出土壤孔隙大小的分布。
第三，水分特征曲线可用来分析不同质地土壤的持水性和土壤水分的有效性。
第四，应用数学物理方法对土壤中的水运动进行定量分析时，水分特征曲线是必不可少的重要参数。
20.土壤空气的组成：组成与大气相似，但有差别。表现在：CO2含量高；O2含量低；相对湿度高；含还原性气体；组成和数量处于变化中。特点：1、CO2高于土壤几倍-几十倍；2、O2含量低；3、湿度高，常达99%；4、还原性气
体（CH4，H2等）；5、数量和组成常发生变化。
21.土壤通气性：是指土壤空气与近地层大气进行气体交换以及土体内部允许气体扩散和流动的性能。 22.土壤呼吸：土壤空气与大气间通过气体扩散作用不断地进行着气体交换，使土壤空气得到更新的过程。 土壤呼吸（微生物学解释及通气机制解释）：
微生物学解释：土壤微生物分解土壤有机质，释放CO2于空气中。 23.土壤通气的机制
①土壤空气扩散：指某种气体成分由于其分压梯度与大气不同而产生的移动。
②土壤空气整体交换：也称土壤气体的整体流动，是指由于土壤空气与大气之间存在总的压力梯度而引起的气体交换，是土体内外部分气体的整体相互流动。
24.土壤热容量：指单位容积或单位质量的土壤在温度升高或降低1℃时所吸收或放出的热量。
25.土壤导热率：评价土壤传导热量快慢的指标，它是指单位厚度（1cm）土层，温度相差1 ℃时，每秒钟经单位
2
断面（1cm）通过的热量焦耳数。
2
26.土壤导温率：指在标准状况下，当土层在垂直方向上每cm距离内，1J的温度梯度下，每秒钟流入1cm土壤断
3
面面积的热量，使单位体积（1cm）土壤所发生的温度变化。
27.土壤氧化还原电位（Eh）：是指土壤中氧化剂和还原剂在氧化还原电极上所建立的平衡电位。 28.水、气、热等的调节
㈠土壤水分调节：① 控制地表径流，增加土壤水分入渗；② 减少土壤水分蒸发；③ 合理灌溉；④ 提高土壤水分对作物的有效性；⑤ 多余水的排除。
㈡土壤空气调节：合理耕作、增施有机肥、改善土壤结构，增大土壤孔隙度；加强土壤水分管理，建立完整的排水系统，降低地下水位，及时排除渍涝，控制通气状况。
㈢土壤温度调节：包括土壤热量平衡调节和热特性调节，措施主要有：①合理耕作与施用有机肥；②以水调温；③覆盖与遮荫。
㈣土壤氧化还原电位的调节：核心是水、气关系，通常通过排灌和施用有机肥等来实现。
第三章 土壤的基本性质
1.土壤孔性：土壤孔隙度和土壤孔隙类型。
2.土壤孔隙度：单位容积土壤中孔隙容积占整个土体容积的百分数。土壤相对密度（土壤比重）：单位容积固体土粒（不包括粒间空隙）的干重与4 ℃时同体积水重之比。土壤容重：是指单位容积土体（包括孔隙在内的原状土）的干重。土壤孔隙比：是指土壤中孔隙容积与土粒容积的比值。
3.土壤孔径（当量孔径）: 是指与一定的土壤水吸力相当的孔径,它与孔隙的形状及其均匀性无关。 4.土壤孔隙类型：非活性孔、毛管孔隙、通气孔隙。
5.土壤结构性：块状结构、片状结构、柱状结构、核状结构、团粒结构。
6.团粒结构：通常指土壤中近于圆球状的小团聚体，直径0.25-10mm。团粒结构经水浸泡较长时间不松散者称为水稳性团粒结构，它对调节土壤中水肥矛盾作用较大。
7.团粒结构对土壤肥力的作用：协调水分和空气的矛盾；能协调土壤有机质中养分的消耗和积累的矛盾；能稳定土壤温度，调节土热状况；改良耕性和有利于作物根系伸展。
8.团粒结构的形成（两个阶段）： ㈠土粒的粘聚：①胶体的凝聚作用；②水膜的粘结作用；③胶结作用。㈡成型动力：在土壤粘聚的基础上，通过一定的作用力才能形成稳定的独立结构体。①生物作用；②干湿交替作用；③冻融交替作用；④土壤耕作的作用等。
9.土壤耕性：是指土壤在耕作时所表现的特性。含义：耕作难易程度；耕作质量的好坏；宜耕期长短。
10.土壤物理机械性：是多项土壤动力学性质的统称。 它包括粘结性、粘着性、可塑性、胀缩性以及受其它外力作用后而发生形变的性质。
①土壤粘结性: 指土粒与土粒之间由于分子引力而相互粘结在一起的性质。这种性质使土壤具有抵抗外力破碎的能力，也是耕作产生阻力的原因。
②土壤粘着性: 是土壤在一定含水量的情况下，土粒粘着外物表面的性能。
③可塑性：土壤在一定含水量范围内，可被外力任意改变成各种形状，当在外力解除和土壤干燥后，仍能保持其变形的性能称为可塑性。
④胀缩性：土壤吸水后体积膨胀，干燥后体积收缩的特性。
11.土壤胶体：土壤中最细微的颗粒，胶体颗粒的直径一般在1 nm～100 nm之间（长宽高至少一个方向在此范围内），实际上土壤中小于1000nm的粘粒都具有胶体性质。分为：无机胶体、有机胶体、有机无机复合胶体。 12.同晶替代：原来晶格中的中心原子可被其大小相近且电性符号相同而原子价较低的原子所代换。 13.1∶1型晶格：由一层硅氧片和一层铝氧片组成一晶层，属1∶1型晶格，如高岭石、埃洛石等。
14.2∶1型晶格：由二层硅氧片夹一层铝氧片结合而成一晶层，属2∶1型晶格，如蒙脱石、蛭石和伊利石等。
15.土壤胶体：分为微粒核（胶体的核心和基本物质）和双电层（微粒核表面的一层分子，通常解离成离子，形成符号相反而电荷量相等的两层电荷），其中双电层包括 决定电位离子层(内层)和补偿离子层（非活性层、扩散层）。 16.土壤胶体电荷
①永久电荷：它是由于粘粒矿物晶层内的同晶替代所产生的电荷。该电荷一旦产生即为该矿物永久所有，所以成为永久电荷。
②可变电荷：电荷的的数量和性质随介质pH而改变的电荷。
③土壤的pH0值：土壤的可变正、负电荷数量相等时的pH值，或称为可变电荷零点、等电点，是表征其可变电荷特点的一个重要指标。 17.胶体有两种状态：
①溶胶状态：胶粒带同种电荷，彼此互相排斥，所以可以稳定地分散在介质中。