南京农业大学精品课程--土壤肥料学 3 土壤的基本性质

南京农业大学精品课程--土壤肥料学 3 土壤的基本性质
南京农业大学精品课程--土壤肥料学 3 土壤的基本性质

3土壤的基本性质

本章提要:本章主要讲述土壤孔性、结构性和耕性等物理性质,以及土壤胶体、吸收性能,土壤酸碱性等化学性质。从土壤基本性质入手,揭示土壤肥力的实质,阐明改善土壤理化性状、调节植物生长发育所需要的水、肥、气、热等生活因素供应能力的技术措施。

3.1 土壤的孔性、结构性和耕性

土壤的孔性、结构性和耕性是土壤重要的物理性质。它们是植物生长的重要土壤条件,亦是土壤肥力的重要指标,关系到土壤中水、气、热状况和养分的调节,以及植物根系的伸展和植物的生长发育。

3.1.1 土壤孔性

土壤是一个极其复杂的多孔体系,由固体土粒和粒间孔隙组成。土壤中土粒或团聚体之间以及团聚体内部的空隙叫做土壤孔隙。土壤孔隙是容纳水分和空气的空间,是物质和能量交换的场所,也是植物根系伸展和土壤动物、微生物活动的地方。

土壤孔性包括孔隙度(孔隙数量)和孔隙类型(孔隙的大小及其比例),前者决定着土壤气、液两相的总量,后者决定着气、液两相的比例。

3.1.1.1 土壤孔隙度(soil porosity)

土壤孔隙的数量一般用孔隙度表示。即单位容积土壤中孔隙容积占整个土体容积的百分数。它表示土壤中各种大小孔隙度的总和。一般是通过土壤容重和土壤比重来计算,方法如下:

此式的来源推导如下:

=(1-)×100

=(1—)×100

=(1—容重/比重)×100

⑴土壤比重(soil specific gravity) 土壤比重是单位容积的固体土粒(不包括粒间孔隙)的干重与4℃时同体积水重之比。由于4℃时水的密度为1g/cm3,所以土壤比重的数值就等于土壤密度(单位容积土粒的干重)。土壤比重无量纲,而土壤密度有量纲。

土壤比重数值的大小,主要决定于组成土壤的各种矿物的比重(见表3-1)。大多数土壤矿物的比重在2.6~2.7左右。因此,土壤比重一般取其平均值为2.65。土壤有机质的比重为1.25~1.40,表层的土壤有机质含量较多,所以,表层土壤的比重通常低于心土及底土。

表3-1 土壤中主要矿物的比重

矿物比重矿物比重

蒙脱石 2.00~2.20 白云母 2.76~3.00 埃洛石(多水高岭石) 2.00~2.20 黑云母 2.76~3.10 正长石 2.54~2.58 白云石 2.80~2.90

高岭石 2.60~2.65 角闪石、辉石 3.00~3.40

石英 2.65~2.66 褐铁矿 3.50~4.00

斜长石 2.67~2.74 磁铁矿 5.16~5.18

方解石 2.71~2.72

⑵土壤容重(soil bulk density) 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。单位为g/cm3或t/m3。因为容重包括孔隙,土粒只占其中的一部分,所以,相同体积的土壤容重的数值小于比重。一般旱地土壤容重大体在1.00~1.80之间,其数值的大小除受土壤内部性状如土粒排列、质地、结构、松紧的影响外,还经常受到外界因素如降水和人为生产活动的影响,尤其是耕层变幅较大。

土壤容重是一个十分重要的基本数据,在土壤工作中用途较广,其重要性表现在以下几个方面:

①反映土壤松紧度在土壤质地相似的条件下,容重的大小可以反映土壤的松紧度。容重小,表示土壤疏松多孔,结构性良好;容重大则表明土壤紧实板硬而缺少结构(表3-2)。

不同作物对土壤松紧度的要求不完全一样。各种大田作物、果树和蔬菜,由于生物学特性不同,对土壤松紧度的适应能力也不同。对于大多数植物来说,土壤容重在1.14~1.26之间比较适宜,有利于幼苗的出土和根系的正常生长。

表3-2 土壤容重和土壤松紧度及孔隙度的关系

项目

容重(克/厘米3)孔隙度(%)

松紧程度

最松<1.00 >60

松 1.00~1.14 60~56

适宜 1.14~1.26 56~52

稍紧 1.26~1.30 52~50

紧>1.30 <50

②计算土壤重量每亩或每公顷耕层土壤的重量,可以根据土壤容重来计算;同样,也可以根据容重计算在一定面积上挖土或填土的重量。

W土=s·h·ρ

式中:W土——土重

s ——面积

h ——土层深度

ρ——容重

如已知土壤容重为1.15t/m3,求每亩耕层0-20cm的土重?

W土=667×0.2×1.15=150t

所以,我们通常按每亩耕层土重150t即150000kg计算。

③计算土壤各种组分的数量在土壤分析中,要推算出每亩土壤中水分、有机质、养分和盐分含量等,可以根据土壤容重计算作为灌溉、排水、施肥的依据;例如,已知土壤容重为1.15t/m3,有机质含量为1%,则每亩耕层土壤有机质含量为:

150000kg×1/100=1500kg

(3)土壤孔隙比土壤孔隙的数量,也可用土壤孔隙比来表示,它是土壤中孔隙容积与土粒容积的比值,结构良好的耕层土壤的孔隙比应≥1。

3.1.1.2 土壤孔隙类型

土壤孔隙度或孔隙比只说明土壤孔隙“量”的问题,并未反映土壤孔隙“质”的差别,即使是两种土壤的孔隙度和孔隙比相同,如果大小孔隙的数量分配不同,则它们的保水、蓄水、通气以及其它性质也会有显著的差别。为此,应把孔隙按其大小和作用分为若干级。

由于土壤是一个复杂的多孔体系,其孔径的大小也千差万别,难以直接测定,土壤学中所谓的土壤孔径,是指与一定的土壤水吸力相当的孔径,叫做当量孔径,它与孔隙的形状及其均匀性无关。

土壤水吸力与当量孔径的关系式为:d=3/T

式中:d -孔隙的当量孔径,单位mm;

T -土壤水吸力,单位mbar;

当量孔径与土壤水吸力成反比,孔隙愈小,则土壤水吸力愈大。每一当量孔径大小与土壤水吸力相对应。

⑴土壤孔隙类型土壤孔隙的类型有很多种,通常分为三类:

①非活性孔,又叫无效孔、束缚水孔。这是土壤中最细微的孔隙,当量孔径一般<0.002mm,土壤水吸力>1.5bar。这种孔隙几乎总是被土粒表面的吸附水所充满,土粒对这些水有强烈吸附作用,故保持在这种孔隙中的水分不易运动,也不能被植物吸收利用。这类孔隙与土粒的大小和分散程度密切相关,即土粒愈细或愈分散,则非活性孔愈多,非活性孔增多,土壤透水通气性差,耕性恶化。

②毛管孔隙当量孔径约为0.02~0.002mm,土壤水吸力约150mbar~1.5bar,具有毛管作用。水分可借助毛管弯月面力保持贮存在该类孔隙中。植物细根、原生动物和真菌等难以进入毛管孔隙中,但植物根毛和一些细菌可在其中活动,其中保贮的水分可被植物吸收利用。

③通气孔隙当量孔径>0.002mm,相应的土壤水吸力小于150mbar,毛管作用明显减弱。这种孔隙中的水分,主要受重力支配而排出,是水分和空气的通道,经常为空气所占据,故又称空气孔隙。

通气孔隙又可分为大孔(直径>0.002mm)和小孔(直径0.02~0.002mm)。前者排水速度快,作物的根能伸入其中;后者排水速度不如前者,常见作物的根毛和某些真菌的菌丝体能进入其中。从农业生产需要来看,旱作土壤耕层通气孔隙应保持在10%以上,大小孔隙之比为1:2~4较为合适。

⑵土壤各种孔隙度计算可按照土壤中各级孔隙所占的容积计算如下:

总孔隙度=非活性孔度+毛管孔度+通气孔度

如果已知土壤田间持水量和凋萎含水量,则土壤毛管孔度可按下式计算:

毛管孔度(%)=(田间持水量-凋萎含水量)×容重

3.1.1.3土壤孔隙状况与土壤肥力、作物生长的关系

(1)土壤孔隙状况与土壤肥力土壤孔隙大小和数量影响着土壤的松紧状况,而土壤松紧状况的变化又反过来影响土壤孔隙的大小和数量,二者密切相关。

土壤孔隙状况,密切影响土壤保水通气能力。土壤疏松时保水与透水能力强,而紧实的土壤蓄水少、渗水慢,在多雨季节易产生地面积水与地表径流,但在干旱季节,由于土壤疏松则易通风跑墒,不利于水分保蓄,故群众多采用耙、耱与镇压等办法,以保蓄土壤水分。由于松紧和孔隙状况影响水、气含量,也就影响养分的有效化和保肥供肥性能,还影响土壤的增温与稳温,因此,土壤松紧和孔隙状况对土壤肥力的影响是巨大的。

(2)土壤孔隙状况与作物生长从农业生产需要来看,旱作土壤耕层的土壤总孔度为50~56%,通气孔度不低于10%,大小孔隙之比在1:2~4,较为合适。但是,各种作物对土壤松紧和孔隙状况的要求也略有不同,因为各种作物、蔬菜、果树等的生物学特性不同,根系的穿插能力不同。如小麦为须根系,其穿插能力较强,当土壤孔度为38.7%,容重为1.63 g/cm3时,根系才不易透过;黄瓜的根系穿插力较弱,当土壤容重为1.45 g/cm3,孔度为45.5%时,即不易透过;甘薯、马铃薯等作物,在紧实的土壤中根系不易下扎,块根、块茎不易膨大,故在紧实的粘土地上,产量低而品质差;李树对紧实的土壤有较强的忍耐力,故在土壤容重为1.55~1.65 g/cm3的坡地土壤上能正常生长;而苹果与梨树则要求比较疏松的土壤。另外,同一种作物,在不同的地区,由于自然条件的悬殊,故对土壤的松紧和孔隙状况要求也是不同的。据研究在东北嫩江地区,小麦最适合的土壤容重为1.3 g/cm3;而在河南长葛与北京郊区,则为1.14~1.26 g/cm3。

3.1.2土壤结构性

自然界中各种土壤除质地为纯砂外,各级土粒很少以单粒状态存在,而常常在内外因素的综合作用下,土粒相互团聚成大小、形态和性质不同的团聚体,这种团聚体称为土壤结构,或叫土壤结构体。

土壤结构影响着土壤水、肥、气、热的供应能力,从而在很大程度上反映了土壤肥力水平,是土壤的一种重要物理性质。

3.1.2.1土壤结构(soil structure)的类型

土壤结构类型的划分,主要根据结构体的大小,外形以及与土壤肥力的关系划分的。常见的土壤结构有以下几种类型(图3-1):

(1)块状结构(blocky structure) 土粒胶结成块,近立方体形,其长、宽、高三轴大体近似,边面不明显,大的直径大于10厘米,小的直径为5~10厘米,群众称之为“坷垃”。直径在5厘米以下时为碎块状、碎屑状结构。块状结构在土壤质地比较粘重而且缺乏有机质的土壤中容易形成,特别是土壤过湿或过干耕作时,最易形成。

(2)核状结构(subangular structure) 结构体长、宽、高三轴大体近似,边面棱角明显,较块状结构小,大的直径为10~20毫米或稍大,小的直径为5~10

毫米,群众多称之为“蒜瓣土”。核状结构一般多以钙质与铁质作为胶结剂,在结构面上往往有胶膜出现,故常具水稳性,在粘重而缺乏有机质的底土层中较多。

(3)柱状结构(columnar structure)结构体的垂直轴特别发达,呈立柱状,棱角明显有定形者,称为棱柱状结构,棱角不明显无定形者称为圆柱状结构,其柱状横断面直径小于3厘米到大于5厘米,一些土壤的底土层中常有柱状结构出现,群众多称之为“立土”。

(4)片状结构(platy structure) 结构体的水平轴特别发达,即沿长、宽方向发展呈薄片状,厚度稍薄,且结构体间较为弯曲者称为鳞片状结构,片状结构的厚度可小于1厘米与大于5厘米不等,群众多称之为“卧土”或“平槎土”,这种结构往往由于流水沉积作用或某些机械压力所造成,在冲积性母质中常有片状结构,在犁底层中常有鳞片状结构出现。

(5)团粒结构(spheroidal structure) 通常是指土壤中近于圆球状小团聚体,其粒径为0.25~10毫米,农业生产上最理想的团粒结构粒径为2~3毫米,群众多称之为“蚂蚁蛋”、“米糁子”等。团粒结构多在有机质含量高,肥沃的耕层土壤中出现,我国东北地区的黑土,有机质含量达到100g/kg,故表土层中具有大量的团粒结构。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,这种结构对调节土壤中水肥矛盾作用较大,一般高产田水稳性团粒结构较多,对土壤的孔隙和松紧状况以及对土壤肥力的调节,也具有相当大的作用。此外还有许多小于0.25毫米的微结构,不仅在调节土壤水肥矛盾上有一定作用,而且也为团粒结构的形成奠定良好的基础。

3.1.2.2土壤团粒结构与土壤肥力

(1)良好团粒结构具备的条件衡量一种土壤结构的好坏要从两方面考虑:一是从土壤整体来看,如结构体的类型、大小、数量和孔隙状况。二是从结构体本身来看,如结构体的外形、大小、数量及品质(即稳定性及孔性)。

生产实践证明,团粒结构在调节土壤肥力的过程中起着良好的作用,但不同品质的团粒其性质又有明显的差别。良好的团粒结构一般应具备以下条件:

①有一定的结构形态和大小旱地一般以直径为0.25~10mm、边面不明显的球形较好,其中又以1~3mm的大小较佳,过大或过小对形成适当的孔隙不利。水田由于经常淹水,不易形成大于0.25mm 的团粒结构,只有小于0.25mm的微结构,它对水田的透水、通气、保肥、表土层土壤松软有一定的作用。

②有多级孔隙只有当单粒先凝聚成微团粒,再由微团粒胶结成团粒以及团粒进一步团聚成较大的团粒结构,才含有一定数量和适当比例的大小孔隙。这样,大孔隙可通气、透水,小孔隙可以保水、蓄水。

③有一定的稳定性即一定的水稳性、机械稳固性和生物稳定性。(短时间)浸水而不散开叫做水稳性,而机械稳固性是指在一定外力作用下不被破坏的性质。降水、灌水和农机具的机械作用常是土壤结构破坏的主要原因,没有一定稳定性的团粒易遭破坏,不能继续发挥团粒结构的优越性。

④有抵抗微生物分解破碎的能力称由有机质和矿物质土粒互相结合而成的团粒具有不同程度的生物稳定性。通常有机质包被于矿质土粒的表面或粘附在团粒之间,随着有机质被微生物分解,结构体便逐步解体。形成结构体的有机质的种类很多,其抵抗微生物分解的能力各不相同,因而不同的团粒抗拒微生物分解的稳定性便有差异。

(2)团粒结构对土壤肥力的作用

①能协调水分和空气的矛盾具有团粒结构的土壤,由于通气孔隙度的增加,大大改善了土壤透水通气能力,因而可以大量地接纳降水和灌溉水。当下雨或灌溉时,水分很快由这些通气孔隙渗入土壤,在水分经过团粒时,逐渐渗入到团粒内部的毛管孔隙中,使团粒内部充满水分,多余的水分继续下渗湿润下面的土层,从而减轻了土壤地表径流的冲刷侵蚀。所以,具有团粒结构的土壤,既不象粘土那样不透水,也不象砂土那样不保水。

当土中大孔隙里的水分渗过以后,空气就得以补充进去,团粒间的大孔隙即为空气所充满,而团粒内部多为毛管孔隙,其持水力很强,使水分可以保存下来,源源不断的供应作物生长,这样就使水分和空气各得其所,从而有效地解决了水分和空气的矛盾。

②能协调土壤有机质中养分的消耗和积累的矛盾具有团粒结构的土壤,团粒之间的大孔隙有空气存在,有充足的氧供给,好气微生物活动旺盛,有机物质分解快,养料转化迅速,可供作物吸收利用。而在团粒内部缺乏空气,进行嫌气性分解,有机质分解缓慢而使养分得以保存。团粒外部好气性分解愈强烈,耗氧愈多,扩散到团粒内的氧则愈少,团粒内部嫌气分解亦愈强烈,养分释放的速率就更慢。所以,团粒结构土壤中的养分是由外层向内层逐渐释放的,这样一方面能源源不断的供作物吸收,另一方面又保证一定的积累,避免养分的损失,起着“小肥料库”的作用。

③能稳定土壤温度,调节土热状况具有团粒结构的土壤,团粒内部的小孔隙保持的水分较多,温度变化较小,可以起到调节整个土层温度的作用。所以,整个土层的温度白天比砂土低,夜间却比砂土高,使土温比较稳定,有利于需要稳温时期作物根系的生长和微生物的活动。

④改良耕性和有利于作物根系伸展有团粒结构的土壤比较疏松,使作物根系穿插容易。而团粒内部又有利于根系的固着和给予较好的支持。另外具有团粒结构的土壤其粘着性、粘结性都低,从而大大减少耕作阻力,提高了农机具效率和耕作质量。

总之,有团粒结构的土壤,松紧适度,通气保温保水保肥,扎根条件良好,能够从水、肥、气、热、扎根条件等诸肥力因素方面满足作物生长发育的要求,能使作物“吃饱、喝足、住得舒服”,从而获得高产。

3.1.2.3 团粒结构的形成

土壤结构的形成大体上可分为两个阶段:

(1)土粒的粘聚下面几种作用都可使单粒聚合成复粒,并进一步胶结成较大的结构体。

胶体的凝聚作用这是指分散在土壤悬液中的胶粒相互凝聚而沉淀析出的过程,如带负电荷的粘粒与阳离子(如Ca2+)相遇,因电性中和而凝聚。

水膜的粘结作用湿润土壤中的粘粒所带的负电荷,可吸引极性水分子,并使之作定向排列,形成了薄层水膜,当粘粒相互靠近时水膜为邻近的粘粒共有,粘粒就通过水膜而联结在一起。

胶结作用土壤中的土粒、复粒通过各种物质的胶结作用进一步形成较大的团聚体,土壤的胶结物质大体上有以下三类:

①简单的无机胶体。如含水氧化铁铝、硅酸及氧化锰的水合物。

②粘粒。常见的粘粒矿物有蒙脱石类、水云母类及高岭石类。

③有机物质。在有机质的参与下形成的团粒一般具有水稳性和多孔性。具有胶结作用的有机物质种类很多,如腐殖质、多糖类、木质素、蛋白质等,许多微生物的分泌物和菌丝也具有团聚作用。

(2)成型动力在土壤粘聚的基础上还需要一定的作用力才能形成稳定的独立结构体。主要的成型动力有:

生物作用植物的根系在生长过程中对土壤产生分割和挤压作用。根系愈强大,分割挤压的作用愈强,特别是禾本科植物,发达密集的须根可以从四面八方穿入土体,对周围土壤产生压力,使根系间的土壤变紧。根系死亡被分解后,造成土壤中不均匀的紧实度。在耕作等外力的作用下,就会散碎成粒状一团粒结构。同时根系不断吸水,造成根系附近土壤局部干燥收缩,也可促使结构的形成。根系死亡后,在微生物作用下,有一部分形成腐殖质,也有利于胶结形成团粒结构。此外,土壤中的蚯蚓、昆虫、蚁类等对土壤结构的形成也起一定的作用,特别是蚯蚓,吞进大量泥土,经肠液胶结后排出体外,其排泄物也是一种水稳性团粒。

干湿交替作用(alternation of drying and wetting)土壤具有湿胀干缩的性能。当土壤由湿变干时,土壤各部分胶体脱水程度和速度不同,干缩的程度不一致,就会沿粘结力薄弱的地方裂开成小块;当土壤由干变湿时,各部分吸水程度和速度不同,各部分所受的挤压力也不均匀,会促使土块破碎。当水分迅速进入毛细管时,被封闭在孔隙中的空气便受到压缩,被压缩的空气受一定的压力后便发生爆破,从而使土块破碎。土块愈干,破碎得愈好。所以,晒垡一定要晒透。降雨或灌水愈急,这一效果也愈明显。

冻融交替作用(alternation of freezing and thawing) 土壤孔隙中的水分冻冰时体积增大,对周围的土体产生压力而使土块崩解,同时,水结冰后引起胶体脱水,土壤溶液中电解质浓度增加,有利于胶体的凝聚作用。秋冬翻起的土垡,经过一冬的冻融交替后,土壤结构状况得到改善。

土壤耕作的作用合理及时的耕作,可促进团粒结构的形成。耕耙把大土块破碎成块状或粒状,中耕松土可把板结的土壤变为细碎疏松的粒状、碎块状结构。当然,不合理的耕作,反而会破坏土壤结构。

3.1.2.4创造团粒结构的措施

(1)农业措施

深耕与施肥深耕施肥对创造团粒结构的作用很大。耕作主要是通过机械外力作用,使土破裂松散,最后变成小土团,但对于缺乏有机质的土壤来说,深耕还不能创造较稳固的团粒结构。因此,必须结合分层施用有机肥,增加土中有机胶结物质。为了增加土与肥的接触面,使土肥相融,促进团聚作用,应尽量使肥料与土壤混合均匀,同时必须注意要连年施用,充分地供应形成团粒的物质基础,这样才能有效地创造团粒结构。

正确的土壤耕作对土壤进行合理耕作,可以创造和恢复结构,耕、耙、耱、镇压等耕作措施,如进行得当都会收到良好的效果。但进行不当也会产生不良效果,如过分频繁镇压和耙耱,会使土壤结构破坏。一般来说,较粘重的土壤多耙,会对改善土壤结构起良好作用。

合理的轮作制度正确的轮作倒茬能恢复和创造团粒结构。不同作物有不同的耕作管理制度,而作物本身及其耕作管理措施对土壤有很大的影响,如块根、块茎作用在土中不断膨大使团粒结构机

械破坏,而密植作物因耕作次数较少,加之植被覆盖度大,能防止地表的风吹雨打,表土也比较湿润,且根系还有割裂和挤压作用,因此有利于结构的形成。而棉花、玉米、烟草等的中耕作用则相反,土壤结构易遭破坏,但可通过中耕施肥逐渐恢复。因此应根据不同作用的生物学特性,进行合理轮作倒茬,以维持和提高土壤的结构,达到既用地又养地、不断提高土壤肥力的目的。

调节土壤阳离子组成一价阳离子如钠、钾可以破坏土壤团粒结构,二价阳离子如钙对保持和形成团粒结构有良好作用,因此给酸性土壤施用石灰、改良碱土时施用石膏,就有调节土壤阳离子组成的作用。

合理灌溉、晒垡和冻垡灌溉方式对结构影响很大,大水漫灌由于冲刷大,对结构破坏最大,且易造成土壤板结;沟灌喷灌或地下灌溉较好些。另外灌后要及时疏松表土,防止板结,恢复土壤结构。

充分利用晒垡和冻垡干湿交替与冻融交替对结构形成的作用,可以使较粘重的土壤变得酥脆,这是我国广大农民在长期生产实践中常用的有效办法。

(2)土壤结构改良剂的应用由于土壤结构在协调土壤肥力方面的作用很大,近几十年来一些国家曾研究用人工制成的胶结物质,改良土壤结构,这种物质叫土壤结构改良剂或叫土壤团粒促进剂。主要是人工合成的某些高分子化合物,目前已被试用的有水解聚丙烯腈钠盐,或乙酸乙烯酯和顺丁烯二酸共聚物的钙盐等。其团聚土粒的机制是由于它们能溶于水,施入后与土壤相互作用,转化为不可溶态而吸附在土粒表面,粘结土粒成为有水稳性的团粒结构。在我国用得较广泛的是胡敏酸、树脂胶、纤维素粘胶、藻醣酸等。但这些用人工合成的结构改良剂由于价格昂贵,目前还得不到普遍施用和推广,仍处于研究试验阶段。近年来我国广泛开展利用腐殖酸类肥料,可以在许多地区就地取材,利用当地生产的褐煤、泥炭生产腐殖酸类肥料,它是一种固体凝胶物质,能起到很好的结构改良剂作用。

3.1.3 土壤耕性(soil tilth)

土壤耕性是指土壤在耕作时所表现的特性,也是一系列土壤物理性质和物理机械性的综合反映,耕性的好坏,密切影响到土壤耕作质量及土壤肥力。

3.1.3.1 土壤耕性的含义

耕性的内容一般可归纳为三个方面:

(1)耕作难易程度农民群众把耕作难易作为判断土壤耕性好坏的首要条件,凡是耕作时省工省劲易耕的土壤,群众称之为“土轻”、“口松”、“绵软”。而耕作时费工费劲难耕的土壤,群众称之为“土重”、“口紧”、“僵硬”等,有机质含量少及结构不良的土壤耕作较难,耕作难易不同,直接影响着土壤耕作效率的高低。

(2)耕作质量的好坏土壤经耕作后所表现出来的耕作质量是不同的,凡是耕后土垡松散,容易耙碎,不成坷垃,土壤松紧孔隙状况适中,有利于种子发芽出土及幼苗生长的,谓之耕作质量好,相反则称为耕作质量差。

(, 3)宜耕期长短耕性良好的土壤,适宜耕作时间长,表现为“干好耕,湿好耕,不干不湿更好耕”,而耕性不良的土壤则适耕期短,一般只有一两天,错过适耕期不仅耕作困难,费工费劲,而且耕作质量差,表现为“早上软,晌午硬,到了下午锄不动”,群众称为“时辰土”。适耕期长短与土壤质地及土壤含水量密切相关,壤性砂壤质及砂质土壤适耕期长,而粘质土壤适耕期短。

3.1.3.2 土壤物理机械性

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、胀缩性以及其它受外力作用后(如农机具的切割、穿透和压板等作用)而发生形变的性质。

(1)粘结性和粘着性土壤粘结性是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,也是耕作时产生阻力的主要原因之一。土壤粘结性在干燥时主要由于土粒本身的分子引力所引起的,而在湿润时,则土粒间的分子引力要通过粒间水膜的媒介,即水膜的引力作用,所以实际上是土粒-水-土粒之间相互吸引而表现的粘结力。

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。土壤过湿时进行耕作,土壤粘着农具,增加土粒与金属的摩擦阻力,使耕作困难。土壤粘着性是由水分子和土粒之间的分子引力,以及水分子和外物接触表面所产生的分子引力所引起的,即土粒―水―外物相互间的分子引力引起的。

影响土壤粘结性和粘着性的因素有:

①土壤质地土壤愈细,接触面愈大,粘结性和粘着性愈强,所以粘质土壤的粘结性和粘着性都很显著,耕作困难。砂质土则粘结性和粘着性弱,易于耕作。

②土壤含水量水分含量对粘结性有很大影响。含水量愈少,土粒距离愈近,分子引力愈大,粘结性愈强,故干燥土块破碎甚为困难。随着水分含量增加,水膜使土粒间的距离加大,分子引力减弱,粘结性减小(图3-2)。

从图3-2可看出,重粘土在干燥时粘结性最强,而纯砂土干燥时无粘结性。但两者在含水量增加到近于饱和状态的瞬间,粘结性都稍为增强,尤以砂土为明显。这可能是内部空气先被压缩,以后被水分排出后再显示的土粒粘结性一度增强的原因,当水分达到饱和后,粘结性就迅速下降达到零。

土壤含水量对粘着性的影响也很大(图3-3)。土壤干燥时无粘着性,随着水分含量的增加,粘着性逐渐增强。因为此时土粒与外物间有水膜生成。但是当水分过多时(一般认为大约超过土壤饱和持水量的80%以后),由于水膜太厚而降低了粘着性,直到土壤开始呈现流体状态时,粘着性逐渐消失。所以粘质土壤在水分较多时进行耕作,常因土壤粘着于农具而感到费力;而土壤在渍水条件下犁耙却很少受粘着性的影响。

③土壤结构团粒结构可使土团接触面减少,因而其粘结性和粘着性降低,土壤疏松易耕。据试验,在相同质地条件下,有团粒结构土壤的粘结性比无团粒结构土壤要小2~6倍。

④土壤腐殖质含量腐殖质含量增加可减弱粘土的粘结性,因为腐殖质在土粒外围形成薄膜,改变了粘粒接触面的性质。据研究,腐殖质能促进良好结构的形成,减少土壤的分散度。腐殖质也可减低粘性土壤的粘着性,腐殖质的粘结力和粘着力都比砂土大,因而腐殖质可以改善砂质土过于松散的缺点。

⑤土壤代换性阳离子的组成不同的阳离子种类可影响土粒的分散和团聚。钠、钾等一价阳离子可使土粒分散,导致粘结性、粘着性增大。二价钙、镁离子能促使土壤胶体凝聚,土粒间的接触面积减少,从而降低土壤的粘结性和粘着性。

(2)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。

土壤产生可塑性的基本原因是因为土壤中的粘粒成薄片状,彼此间的接触面甚大,当土壤含有一定量的水分时,粘粒表面包被一层水膜,若加外力揉搓,使片状粘粒在水膜的湿润下,可将原来杂乱的排列,变成相互平等的定向排列,并为水膜拉力所固定,保持新的形状,失水干燥后,由于土粒的粘结力,仍能保持其所改变的形状。这就是可塑性产生的原因(如图3-4),但是,关于可塑性的机制尚未完全搞清楚。

影响土壤可塑性的因素:

①水分含量干土没有可塑性,当水分含量逐渐增加时,土壤才表现可塑性。土壤开始呈现可塑状态时的水分含量称为下塑限(塑限);土壤失去可塑性而开始流动时的土壤含水量,称为上塑限(流限)。上塑限与下塑限含水量之差称为塑性值,也叫塑性指数。塑性值大,土壤的可塑性强,显然,只有土壤水分含量在可塑性范围内,土壤才有可塑性。上塑限、下塑限和塑性值均以含水量%表示之。

②土壤质地土壤中粘粒愈多,质地愈细,塑性愈强。

上塑限、下塑限和塑性值的数值随着粘粒含量的增加而增大,土壤按塑性值分类如下:强塑性土(粘土)>17,塑性土(壤土)17-7,弱塑性土(砂壤)<7,无塑性土(砂土)0。(表3-3)

表3-3 土壤质地与可塑性的关系

土壤质地物理性粘粒

(%)

下塑限

(%)

上塑限

(%)

塑性值

中壤偏重

中壤轻壤偏中轻壤偏砂

砂壤

>40

28~40

24~30

20~25

<20

16~19

18~20

21±

22±

23±

34~40

32~34

31±

30±

28±

18~21

12~16

10

8

5

在粘粒矿物类型中,蒙脱石类分散度高,吸水性强,塑性值大;高岭石类分散度低,吸水性弱,塑性值小。

③代换性阳离子代换性钠离子因水化度大,使土壤分散,因此可塑性增大。相反,钙离子因具有凝聚作用可减少土壤的可塑性。

代换性阳离子对粘粒矿物的塑性强弱的影响很大,钠离子使蒙脱石的上下塑限和塑性值大大增加,而对高岭石的影响较小。

④土壤有机质有机质能提高土壤上、下塑限,但一般不改变其塑性值。这是因为有机质本身缺乏塑性而吸水性强,故有机质含量高的土壤,要等有机质吸足水分以后才开始形成产生塑性的水膜,从而使其上、下塑限提高。

土壤在塑性范围内不宜进行耕作,因为不但阻力大,而且耕后形成表面光滑的大土垡,由于塑性的影响,使土壤保持其形状,不易散碎,干后犁垡板结形成硬块,不易耙耢破碎,达不到松土的目的,所以粘性土壤更不宜在过湿中耕作。

(3)土壤胀缩性土壤吸水后体积膨胀,干燥后体积收缩称为土壤胀缩性。土壤胀缩性强,对生产不利。因为土壤膨胀时,对周围土壤产生强大压力,而可能对植物根系发生机械损伤;收缩龟

裂时,易拉断植物根系。同时,土壤膨胀会使土壤孔隙变小、透水困难、气体交换和热量状况都受到障碍,若土壤因收缩强烈而引起龟裂,下层水分蒸发加快,导致土层干燥,根群减少,可使作物产生不正常早熟而降低产量。在我国西北地区,常因入冬后土壤干裂,土温下降,对冬小麦越冬不利,造成大片麦苗冻死。

影响土壤胀缩性的主要因素是土壤胶体,而胶体的品质则影响土壤胀缩性的强弱。蒙脱石由于晶层间结合不紧,水分容易进入而使晶层间距拉开,因此,其膨胀性远较晶层结合紧密的高岭石大。在盐碱土区,由于吸收性钠离子增强了水化作用,使土壤胀缩性增大,湿时膨胀粘闭,干后收缩,构成典型的柱状结构的土壤。

要减少土壤的胀缩程度,除了粘重的土壤应改良质地外,还可培育良好的土壤结构,增加土壤有机质含量,使土壤孔度增大,以利于加大土体胀缩时缓冲的余地。此外,还可适时耕锄,使土壤保持疏松状态。

3.1.3.3 注意土壤耕作、改良土壤耕性

(1)防止压板土壤耕作土壤在降雨、灌溉、人、畜践踏与农机具等作用下由松变紧的过程称为土壤压板过程。随着农业机械化的发展,大型机具逐渐增多,今后土壤压板问题必将更加突出。在防止土壤压板方面,除应改进农机具外,应特别注意田间作业。首先,必须避免在土壤过湿时进行耕作;其次应尽量减少不必要的作业项目或者实行联合作业,以减轻土壤压板,降低生产成本;三是根据条件,试行免耕或少耕法,减少机械压板,保持土壤疏松状态。

(2)注意土壤的宜耕状态和宜耕期我国各地农民对掌握土壤宜耕状态和宜耕期有丰富的经验,取一把土握紧,然后放开手,松散时即为宜耕状态;或者把土握成土团,而后松手使土团落地,碎散的即为宜耕状态;或试耕,犁起后的土垡能自然散开,即为宜耕状态。

土壤宜耕期是指保持适宜耕作的土壤含水量的时间。宜耕期长,能在雨后及早下地,有利于农事操作的安排,不误农时;宜耕期短则反之,误农时的可能性就大。

(3)改良土壤耕性影响土壤耕性最主要因素的是土壤质地、土壤水分与土壤有机质含量。土壤质地决定着土壤比表面积的大小,水分决定着土壤一系列物理机械性的强弱,土壤有机质除影响土壤的比表面积外,其本身疏松多孔,又影响土壤物理机械性的变化,所以应当通过增施有机肥、合理排灌、适时耕作等方法改良土壤耕性。

3.2 土壤胶体与土壤吸收性能

土壤是由固体土粒、土壤溶液和土壤空气组成的“多元分散体系”。一般情况下,土粒是分散相、土壤溶液和空气为分散介质,组成土壤胶体分散系。土壤胶体是土壤中最活跃的部分,对土壤理化性质和肥力水平具有明显的影响,对土壤保肥、供肥能力的强弱起着决定性作用。

3.2.1 土壤胶体(soil colloid)

土壤胶体是指土壤中最细微的颗粒,胶体颗粒的直径一般在1~100nm(长、宽、高三个方向上,至少有一个方向在此范围内),实际上土壤中小于1000nm的粘粒都具有胶体的性质。所以直径在1~1000nm之间的土粒都可归属于土壤胶粒的范围。

3.2.1.1 土壤胶体的种类

土壤胶体按其成分和来源可分为无机胶体、有机胶体和有机无机复合胶体。

(1)无机胶体在数量上无机胶体较有机胶体可高数倍至数十倍,主要为极细微的土壤粘粒,包括成分简单的非晶体含水氧化物和成分复杂的各种次生铝硅酸盐粘粒矿物。

①含水氧化硅胶体多为游离态的无定形胶体SiO2·H2O(实际上可写成偏硅酸H2SiO3)分子,当发生电离时,可使H+解离到溶液中,而使胶体带负电。

H2SiO3=H++HSiO3-

H++SiO32-

至于次生的石英多为结晶态,也是带负电的胶体。氧化硅胶体普遍分布于各类土壤中。

②含水氧化铁、氧化铝胶体多为结晶态矿物,属两性胶体,带电情况随环境的酸碱反应变化而改变,在酸性环境下(一般指pH<5)带正电,而在碱性条件下可带负电,氧化铝表现得更为明显。

Al(OH)3+H+→ Al(OH)2++H2O

Al(OH)3+OH-→ Al(OH)2O-+H2O

南方酸性土中多见这类粘粒矿物。三氧化物中,还有一类是由氧化铝和氧化硅结合起来的,称为水铝英石,多为非晶态。

③层状硅酸盐(phyllosilicate,layer silicate)矿物其晶型结构由两个基本单位构成,即硅氧片和铝氧片。

a、硅氧片和硅四面体硅氧片是由硅四面体连接而成,一个硅四面体是由四个氧原子和一个硅原子所组成。这两种元素能组成一个结构单位其原因有二:一方面因为硅原子具有正原子价,而氧具有负原子价,故两者能相互吸引而形成稳固的单位;另一方面与其原子大小有关,氧原子的半径为1.40埃,四个氧原子堆积成四面体时,其间所形成的空隙半径为0.32埃,硅原子的半径为0.39埃,在所有元素中以硅原子的半径最接近于氧间空隙的半径,故硅原子能嵌入四面体中而结构又不被破坏。但每个四面体键价并不平衡(SiO44-),因此,许多硅四面体可以共用氧原子而形成一层,氧原子排列成为中间有空的六角形,称为硅氧片或硅氧层,此时键价仍不平衡,未饱和的键,可与氢结合形成次生石英,或与铝八面体结合形成各类粘粒矿物。

b、铝氧片与铝八面体铝氧片由铝八面体连接而成。铝八面体为六个氧原子围绕一个铝原子而构成铝八面体。六个氧原子所构成的八面体空隙为0.58埃,与铝原子的半径0.57埃相近似,故铝原子能嵌入六个氧原子形成的空隙中而形成铝八面体,许多铝八面体相互连接成片称为铝氧片。

铝氧片两个层面的电价仍不能平衡,也可与氢原子连接而成水铝矿,或和硅氧片结合成为各种铝硅酸盐。

晶层是由一层硅氧片、一层铝氧片重叠组成的,称为1:1型矿物如高岭石类,这类粘粒矿物晶层与晶层间距离稳定,连接紧密,内部空隙不大。蒙脱石类由两个硅氧片间夹一个铝氧片组合而成,称为2:1型矿物,这类粘粒矿物形成过程中,易发生较强的同晶代换作用,即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,这就是粘粒矿物带负电的原因之一。水云母类其结晶构造同蒙脱石类,亦为2:1型粘粒矿物,其不同点为水云母的晶层间夹含钾离子,晶格距离较为稳定。从胶体性状看,高岭石类结晶单位个体小,但所形成的颗粒较大,分散度低。其胀缩性、粘性和阳离子交换容量都不如2:1型大,这类矿物在我国南方酸性土壤中含量较多,而2:1型粘粒矿物多出现于我国北方土壤。

(2)有机胶体有机胶体中最主要的成分是各种腐殖质(胡敏酸、富非酸、胡敏素等),还有少量的木质素、蛋白质、纤维素等。作为胶体来讲,它与无机胶体有共性,如颗粒极小,具有巨大的比面和带有电荷。此外,有机胶体还有它自己的特点:它是由碳、氢、氧、氮、硫、磷等组成的高分子有机化合物,是无定形的物质,有高度的亲水性,可以从大气中吸收水分子,最大时可达其本身重量的80%~90%,腐殖质的电荷是由腐殖质所含的羧基(—COOH)、羟基(-OH)、酚羟基(—OH),解离出氢离子后的—COO-、—O-等离子留在胶粒上而使胶粒带负电。胺基(—NH2)吸收H+后,成为—NH3+则带正电,一般有机胶体带负电。腐殖质带的负电荷量比粘粒矿物大,因此,腐殖质在耕作土壤中含量虽不多,但所起的保肥作用较大。

有机胶体易受微生物的作用而分解,不如无机胶体稳定,但很易通过施用有机肥料、秸秆还田、绿肥等加以调节和控制,对农业生产意义很大。

(3)有机无机复合体(organo-mineral complex)在农业土壤的耕层中,有机胶体一般很少单独存在,绝大部分与无机胶体紧密结合而形成有机无机复合体,又称为吸收性复合体。土壤无机胶体和有机胶体可以通过多种方式进行结合,但大多数是通过二、三价阳离子(如钙、镁、铁、铝等)或功能团(如羧基、醇羟基等)将带负电荷的粘粒矿物和腐殖质连接起来。有机胶体主要以薄膜状紧密覆盖于粘粒矿物的表面上,还可能进入粘粒矿物的晶层之间。通过这样的结合,可形成良好的团粒结构,改善土壤保肥供肥性能和多种理化性质。

3.2.1.2 土壤胶体的构造

土壤胶体分散系包括胶体微粒(为分散相)和微粒间溶液(为分散介质)两大部分。胶体微粒在构造上可分为微粒核、决定电位离子层和补偿离子层三部分

微粒核

胶体微粒决定电位离子层(双电层内层)

双电层非活性补偿离子层

补偿离子层(双电层外层)

扩散层

由上可见,胶体微粒是由固相部分的微粒核和由其外部电性相反的双电层所组成。

(1)微粒核这是胶体的核心和基本物质。主要由腐殖质、无定形的SiO2、氧化铝、氧化铁、铝硅酸盐晶体物质、蛋白质分子以及有机无机胶体的分子群所构成。在表层土壤中,它们多以有机无机复合体的形式为主,而在下层土壤中则以无机矿物质为主。

(2)双电层微粒核表面的一层分子,通常解离成离子,形成符号相反而电量相等的两层电荷,所以称之为双电层。微粒核也可以从周围溶液中吸附离子而形成双电层,因此这一层就包括两部分:决定电位离子层和补偿离子层。

决定电位离子层这是固定在核表面决定其电荷和电位的一层离子。电荷的正负决定着微粒核表面可以吸附阴离子还是阳离子,电位的高低决定离子的多少。一般铝硅酸盐和有机胶体带负电,铁胶体多带正电,而铝胶体则都是两性的,视环境pH值而定。通常所谈的胶体带电,就是指这层离子所带的电荷,由于微粒核的成分复杂,它所带的电荷有正有负,因此决定电位离子层电动势的高低乃是胶体净电荷多少的反映。一般情况下,带负电的土壤胶体在数量上占优势,所以土壤的净电荷多为净负电荷。土壤所带净电荷的数量,表现为决定电位离子层的电位,称为全电位。

补偿离子层这是一些电荷的符号与决定电位离子层相反而电量相等的离子,分布在决定电位离子层的外围。该层离子被吸附力量的大小与离子电荷的数量成正比,而与距离的平方成反比(库伦定律)。这层离子由于距离核表面的远近不同,其所受引力亦不同,故其活动能力也有差异,它大, 致可分成两个亚层:

①非活性补偿离子层这是一层靠近核表面的决定电位离子层,被吸附得很紧,难以解离,无活动性,不起交换作用,由此所吸附的养分亦较难被植物利用。

非活性补偿离子,既然被吸附得相当牢固,它就和微粒核与决定电位离子层成为一个整体活动。通常称为胶粒。因为胶体和周围环境起代换作用时,大都发生在胶粒表面,而不在胶粒内部,故胶粒便作为一个整体被当做胶体起作用的基本单位。

②扩散层这层离子分布在非活性补偿离子层以外,距离决定电位离子层较远,因而被吸附得较松,有较大的活动性,可以和周围环境的离子进行交换,即通常所说的土壤离子交换作用。扩散层中离子的分布也是不均匀的,而是距胶粒愈远愈接近溶液,离子数量愈少,即由这一层逐渐过渡到微粒表面溶液。

这样的胶体外面,补偿离子和决定电位离子就组成了双电层。从整体上看,双电层的电性是中和的,但是补偿离子分布得并不密集,所以由整个不活动的胶粒的表面到扩散层的外缘就有一段距离,因此就有一定的电位,称为电动电位。电动电位的大小受扩散层厚薄的制约。而扩散层的厚薄,在一定的浓度条件下,决定于补偿离子的性质,即受离子所带的电荷的多少(或离子的价数)、离子本身的大小和它的水化程度等的制约。离子价数愈高,离子半径愈大,它所带的水膜愈薄、扩散层也愈薄。反之,扩散层就愈厚,电动电位也就愈高,胶粒的电性也就显示得愈充分。胶粒电性显示的充分与否,直接关系到胶体存在的状态,后者又影响到土壤的一系列物理性质,如结构性、粘性、耕性和胀缩性等等。

由于胶粒与扩散层离子有吸引力,因而扩散层离子始终只能随胶粒移动,而与溶液中的自由离子不同。这就是交换性阳离子可以不随水移动,土壤可以保存它们的原因。

3.2.1.3 土壤胶体的特性

(1)土壤胶体比表面和表面能比表面(简称比面)是指单位重量或单位体积物体的总表面积(cm2/g,cm2/cm3)。从表3-4可看出,砂粒和粗粉粒的比

面同粘粒相比是很小的,可以忽略不计,因而大多数土壤的比面主要决定于粘粒部分。实际上,土粒的形状各不相同,都不是光滑的球体,它们的表面凹凸不平,故表面积要比光滑的球体大得多。加之部分粉粒和大部分粘粒呈片状,它们的比面就更大。

此外,有些无机胶体(如蒙脱石类矿物)的片状颗粒,不仅具有巨大的外表面,而且在颗粒内部的晶层之间可以扩展,存在着极大的内表面。外表面指粘粒矿物的外表以及腐殖质、游离氧化铁、铝等的表面。内表面指层状铝硅酸盐晶层间的表面。

另外,土壤有机胶体也有巨大的比面,如土壤腐殖质的比面可高达1000m2/g。

表3-4 各级球状土粒的比面

颗粒名称球体直径(mm)比面(cm2/g)

粗砂粒 1 22.6

中砂粒0.5 45.2

细砂粒0.25 90.4

粗粉粒0.05 452

中粉粒0.01 2264

细粉粒0.005 4528

粗粘粒0.001(1000nm)22641

细粘粒0.0005(500nm)45283

胶粒0.00005(50nm)452830(45.283m2/g)

因为土壤胶体有巨大的比面,所以产生巨大的表面能,这是由于物体表面分子所处的条件特殊引起的。物体内部分子处在周围相同分子之间,在各个方向上受到的吸引力相等而相互抵消;表面分子则不同,由于它们与外界的液体或气体介质相接触,因而在内、外方面受到的是不同分子的吸引力,不能相互抵消,所以具有多余的表面能。这种能量产生于物体表面,故称为表面能。这些能量可做功,能吸附外界分子。胶体数量愈多,比面愈大,表面能也愈大,吸附能力也就愈强。

(2)土壤胶体电荷由于土壤胶体的组成分的特性不同,产生电荷的机制也各异,据此,把土壤胶体电荷分为永久电荷和可变电荷。

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。由于同晶替代是在粘粒矿物形成时产生在粘粒晶层的内部,这种电荷一旦产生即为该矿物永久所有,因此称为永久电荷,有人称为

内电荷,这种电荷的数量决定于晶层中同晶替代的多少,而不受介质pH值的影响。对2:1型粘粒矿物而言,由同晶替代产生的负电荷是其带电的主要原因,而1:1型矿物中此现象发生极少。

被土壤永久性负电荷所吸附的阳离子是可交换的,但在2:1型粘粒矿物中,因铝氧片内同晶替代所产生的负电荷与粘粒矿物板面上吸附的阳离子之间的距离,比硅氧片内所产生的永久的电荷与吸附的阳离子之间的距离要远一些,因此铝氧片内产生的负电荷对阳离子吸附力较弱,更易于被交换出去。

可变电荷电荷的数量和性质随介质pH而改变的电荷称为可变电荷。

土壤的pH0值是表征其可变电荷特点的一个重要指标,它被定义为土壤的可变正、负电荷数量相等时的pH值,或称为可变电荷零点、等电点。

产生可变电荷的主要原因是胶核表面分子(或原子团)的解离,例如:

①粘粒矿物晶面上OH基的解离某些层状硅酸盐晶层表面有很多OH基,它们可以解离出H+,而使晶粒带负电荷,介质的pH值愈高,H+愈易解离,晶体所带负电荷愈多。如高岭石的pH0值为5,当介质pH>5时,OH基解离出H+而使胶体带负电。一个高岭石粘粒有数千个OH基,因而产生的电荷数量也相当可观,这是1:1型粘粒矿物带电的主要原因。

②含水铁、铝氧化物的解离如三水铝石的pH0值为 4.8。当土壤pH值低于pH0值时Al2O3·3H2O→2Al(OH)2++2OH-,显正电性;高于pH0时,Al2O3·3H2O→2Al(OH)2O-+2H+,显负

腐殖质上某些原子团的解离在高pH条件下,其—COOH和——OH可解离出H+而带负电荷,在低pH条件下,其—NH2可以吸附H+而带正电荷。

④含水氧化硅的解离SiO2·H2O(或H2SiO3)的pH0值为2,在土壤中一般不产生正电荷,土壤pH值愈高,硅酸的解离度愈大,所带负电荷也愈多。

此外,粘粒矿物晶层上的断键也可形成可变电荷。

总之,土壤胶体在多数情况下是带负电的,它是指土壤的净电荷,即土壤的正电荷和负电荷的代数和。由于土壤的负电荷一般多于正电荷,故除少数土壤在较强的酸性条件下可能出现净正电荷外,绝大多数土壤是带净负电荷的。

(3)土壤胶体有凝聚和分散的作用土壤胶体有两种不同的状态:一种是胶体微粒均匀分散在水中,呈高度分散状态的溶胶;另一种是胶体微粒彼此联结凝聚在一起而呈絮状的凝胶。

土壤胶体溶液如受某些因素的影响,使胶体微粒下沉,由溶胶变成凝胶,这种作用叫做胶体的凝聚作用;反之,由凝胶分散成溶胶,叫做胶体的分散作用。

促使胶体凝聚或分散的原因,主要决定于电动电位的高低。

土壤胶体常带负电,相互具有负的电动电位,而互相排斥,电动电位愈高,排斥力愈强,成为稳定的溶胶状态。当电动电位降低接近于零时,此时胶粒彼此之间的吸引力大于排斥力,则互相凝聚。同一土壤中,电动电位的高低,主要决定于扩散层的厚度,而扩散层的厚度与离子电荷数量及离子水化度有关。凡电荷数量少而水化度大的离子(如Na+),形成的扩散层厚,电动电位高,使胶粒分散;电荷数量多,水化度小的离子(如Ca2+),形成的扩散层薄,电动电位降至一定程度时,胶体即可凝聚。

在土壤中,胶体处于凝胶状态,可以形成水稳性团粒,对土壤理化性质有良好的作用。当土壤胶体成为溶胶状态时,不仅不能形成团粒,而且土壤粘结性、粘着性、可塑性都增大,缩短宜耕期,降低耕作质量。

电解质对胶体的凝聚作用有很大的影响,不同的电解质使胶体呈现不同的电动电位,一般是一价离子>二价离子>三价离子。由于钙盐的凝聚能力较强,又是重要的植物营养元素,且价格低廉容易取得,在农业生产中常用它作凝聚剂。按照凝聚力的大小,土壤溶液中最常见的阳离子的排列顺序如下:

Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>H+>NH4+>K+>Na+

除了溶液中电解质的种类外,电解质浓度对胶体凝聚也有很大的影响。其浓度大,高于凝聚点时,可降低电动电位,使扩散层减薄,也可使溶胶变为凝胶。反之,即使是凝聚力大的三价阳离子,如果浓度太小,也不能使溶胶变为凝胶。

胶体的凝聚作用有的是可逆的,有的是不可逆的。由一价阳离子(Na+、K+、NH4+、H+)所引起的凝聚作用是可逆的,当电解质浓度降低后,凝胶又分散为溶胶,形成的土壤结构是不稳固的。二价、三价阳离子(Ca2+、Mg2+、Fe3+、Al3+)所引起的凝聚作用是不可逆的,可形成水稳性团聚体。此外,如土壤中含有带相反电荷的两种胶体也可发生凝聚作用。胶体陈化(溶液长期放置后自动凝聚的过程)也会发生凝聚作用。

3.2.2 土壤吸收性能

土壤吸收性能是指土壤能吸收和保留土壤溶液中的分子和离子,悬液中的悬浮颗粒、气体以及微生物的能力。这种能力在土壤肥力和性质上起着极为重要的作用。首先,施入到土壤中的肥料,无论是有机的或无机的,还是固体、液体或气体等,都会因土壤吸收能力而被较长久的保存在土壤中,而且还可随时释放供植物利用,所以土壤吸收性与土壤的保肥供肥能力关系非常密切。第二,影响土壤的酸碱度和缓冲能力等化学性质。第三,土壤结构性、物理机械性、水热状况等都直接或间接与吸收性能有关。因此土壤吸收性能的作用是多方面的,其中最主要的是在土壤保肥能力的大小、供肥程度的难易方面起决定性作用,因此,土壤吸收性能亦称土壤吸收保肥性能。

3.2.2.1 土壤吸收性能类型

按照土壤吸收性能产生的机制,分为以下五种类型:

(1)机械吸收性机械的吸收是指土壤对物体的机械阻留,如施用有机肥时,其中大小不等的颗粒,均可被保留在土壤中,污水、洪淤灌溉等其土粒及其它不容物,也可因机械吸收性而被保留在土壤中。这种吸收能力的大小,主要决定于土壤的孔隙状况,孔隙过粗,阻留物少,过细又造成下渗困难,易于形成地面径流和土壤冲刷。故土壤机械吸收性能与土壤质地、结构、松紧度等情况有关。

(2)物理吸收性这种吸收性能是指土壤对分子态物质的保持能力,它表现在某些养分聚集在胶体表面,其浓度比在溶液中为大,另一些物质则胶体表面吸附较少而溶液中浓度较大,前者称为正吸附,后者称为负吸附。许多肥料中的有机分子,都因有正吸附作用而被保留在土壤中,如马尿酸、尿酸、醣类、氨基酸等,这种性能能保持一部分养分,但能力不强,产生这种作用的原因是由于固体颗粒界面上的表面自由能的作用。按照表面自由能减小、分散体系才能达到稳定的规律,土壤也是在可能范围内,力求表面自由能达到最小程度。表面自由能的大小与表面积和表面张力成正比,自由能减小必须相应减小表面积和表面土壤颗粒吸附表面张力较小的分子物质,就能降低其本身的表面张

力,如各种有机物质分子,同时掩护表面张力较大的分子物质使之远离表面,如无机酸和各种无机盐类。结果表现为正吸附和负吸附。此外,土壤也能吸附水气、CO2、NH3等气体分子。土壤吸附细菌也是一种物理吸附。

(3)化学吸收性化学吸收性是指易溶性盐在土壤中转变为难溶性盐而沉淀保存在土壤中的过程,这种吸收作用是以纯化学作用为基础的,所以叫做化学吸收性。例如,可溶性磷酸盐可被土壤中的铁、铝、钙等离子所固定,生成难溶性的磷酸铁、磷酸铝或磷酸钙,这种作用虽可将一些可溶性养分保存下来,减少流失,但却降低了养分对植物的有效性。因此,通常在生产上应尽量避免有效养分的固定作用发生,但在某些情况下,化学吸收也有好处,如嫌气条件下产生的H2S与Fe2+,生成FeS 沉淀,可消除或减轻H2S的毒害。

(4)物理化学吸收性物理化学吸收性是指土壤对可溶性物质中离子态养分的保持能力,由于土壤胶体带有正电荷或负电荷,能吸附溶液中带异号电荷的离子,这些被吸附的离子又可与土壤溶液中的同号电荷的离子交换而达到动态平衡。这一作用是以物理吸附为基础,而又呈现出化学反应相似的特性,所以称之为物理化学吸收性或离子交换作用。土壤中胶体物质愈多,电性愈强,物理化学吸收性也愈强,则土壤的保肥性和供肥性就愈好。因此,它是土壤中最重要的一种吸收性能。

(5)生物吸收性生物吸收性是指土壤中植物根系和微生物对营养物质的吸收,这种吸收作用的特点是有选择性和创造性的吸收,并且具有累积和集中养分的作用。上述四种吸收性都不能吸收硝酸盐,只有生物吸收性才能吸收硝酸盐,生物的这种吸收作用,无论对自然土壤或农业土壤,在提高土壤肥力方面也有着重要的意义。

总之,上述五种吸收性不是孤立的,而是互相联系、互相影响的,同样都具有重要的意义。

3.2.2.2 土壤物理化学吸收性能

土壤物理化学吸收性能即是土壤离子交换作用。土壤离子交换可分为两类:一类为阳离子交换作用,另一类为阴离子交换作用。前者为带负电胶体所吸附的阳离子与溶液中的阳离子进行交换,这一现象研究的较广泛深入。后者为带正电胶体吸附的阴离子与溶液中阴离子互相交换的作用,这方面研究的较少,许多问题有待于进一步研究。

(1)土壤阳离子交换作用土壤胶体通常带有大量负电荷,因而能从土壤溶液中吸附阳离子,以中和电荷,被吸附的阳离子在一定的条件下又可被土壤溶液中其它阳离子从胶体表面上交换出来,此即阳离子交换作用。例如,土壤胶粒上原来吸附着Ca2+,当施入氯化钾肥后,Ca2+可被K+交换出来进入溶液,而K+则被土壤胶粒所吸附。其反应如下:

K+

土壤胶粒Ca2++2KCl 土壤胶粒+CaCl2

K+

离子从溶液中转移到胶体上的过程,称为离子的吸附过程;原来吸附在胶体上的离子转移到溶液中的过程,称为离子的解吸过程。

①阳离子交换作用特点

a、可逆反应当溶液中的离子被土壤胶体吸附到它的表面并与溶液达成平衡后,如果溶液的组成或浓度改变,则胶体上的交换性离子就要与溶液中的离子产生逆向交换,把已被胶体表面吸附的离子重新归还到溶液,建立新的平衡。

b、反应迅速在土壤水分能使补偿离子充分水化的情况下,一般的交换反应只需几秒钟就可完成,可以说,这几乎是瞬息间的反应。缘由有二,一是反应在胶体表面进行,参加反应离子的数量有限。其二胶体表面有巨大的表面能。至于相当干燥的土壤,若水分短缺到不能使补偿离子充分水化的程度,交换反应就进行得缓慢多了。

c、等量交换它是等量电荷对等量电荷的反应。如一个二价的阳离子可以交换两个一价的阳离子等。如用重量计算,则20克Ca2+可以和23克的Na+或1克的H+或39克的K+进行交换。有的高价离子在进行反应时,由于还有其它反应产生,故不易找出明显的当量关系。如在酸性条件下,Al3+水解时可产生Al(OH)2+和Al(OH)2+,这些羟基性络合物容易与土壤发生物理吸附,从而使吸附量大于解吸量。

②阳离子交换能力阳离子交换能力是指一种阳离子将胶体上另一种阳离子交换出来的能力。各种阳离子交换能力大小的顺序为:

Fe3+>Al3+>H+>Ca2+>Mg2+>NH4+>K+>Na+

影响阳离子交换能力的因素有:

a、电荷的数量根据库仑定律,离子的电荷价愈高,受胶体电性的吸持力愈大,交换能力也愈大。即三价阳离子大于二价的,二价的又大于一价的。

b、离子半径和离子水化半径同价的离子,离子半径愈大,其水化半径趋于减小,则交换能力愈强(表3-5)。其原因是,同价离子的半径增大,则单位表面积的电荷量(即电荷密度)减小,电场强度减弱,故对极性水分子的吸引力小。离子外围的水膜薄,水化半径减小,因而离负电胶体的距离较近,相互吸引力较大而且具有较强的交换能力。

但是H+的交换力比两价的Ca2+、Mg2+离子大。因为H+虽是一价,但水化很弱(一个氢离子与一个水分子结合成H3O+离子),水化半径很小,运动速度大(离子运动速度愈大,交换力愈强),故易被胶体吸附。

表3-5 离子半径、水化半径与交换能力的关系

一价离子种类Li+Na+K+NH4+

离子的真实半径(埃)离子的水化半径(埃)0.78

10.08

0.98

7.90

1.33

5.37

1.43

5.32

土壤肥料学试题六答案

土壤肥料学试题六答案 (考试时间100分钟) 一、名词解释(各2分,共12分) 1.土壤肥力:土壤能够供应并调节植物生长发育所必须的水、肥、气、热等生活条件的能力。 2.腐殖质: 进入土壤的有机质在微生物的参与下被转化成的结构更复杂、性质更稳定的高分子含氮有机化合物。 3.土壤容重: 单位体积原状烘干土壤的质量。 4.土壤呼吸: 土壤能够与大气之间进行换气且允许空气在土体内进行流通的性能。 5.同晶代换: 在层状铝硅酸盐形成过程中,在晶形不变的前提下,其晶格中的硅离子或铝离子被大小相近、性质相似的其它阳离子所代替的现象。 6.硝化作用: 在通气良好的条件下铵离子或氨分子被硝化细菌氧化成硝态氮的过程。 二、填空题(各0.5分,共12分) 1、土壤的固相组成有矿物质、有机质、微生物,我们通常把矿物质称之为土壤的骨架。 2、腐殖质的两种主要组分是胡敏酸和富里酸。 3、土壤水分按照其在土壤中的所受作用力的大小和种类不同通常被划分为吸湿水、膜状水、毛管水和重力水,其中毛管水按其是否与地下水相连被划分为毛管悬着水和毛管上升水,传统灌溉制度中确定灌水定额的上限为田间持水量。 4、土壤孔隙按其当量孔径不同划分为通气孔、毛管孔、非活性孔。 5.灌水或降水后的土面蒸发根据其蒸发速率的变化规律划分为三个阶段即大气蒸发力控制阶段、导水率控制阶段、扩散控制阶段,根据这三个阶段蒸发率的变化规律可以得出中耕切断毛管和覆盖沙土等保墒措施。 6.氮肥按其氮素存在形态不同可划分为铵态氮肥、硝态氮肥、酰胺态氮肥和长效氮肥四种,尿素属于酰胺态氮肥。 7.磷肥按其磷的有效性不同可划分为难溶性磷肥、弱酸溶磷肥、水溶性磷肥三种。 三、判断题。(各1分,共5分) 1、通气不好的土壤环境有利于有机质的积累。【对】 2、对于粘质土而言,松散状态比分散状态好。【对】 3、下图代表含水量相同(假设均为10%)的A、B两块土壤,A代表沙土,B代表黏土,那么水分移动方向为从A到B。 】 4、.碱性土不一定是碱化土,而碱化土肯定是碱性土。【对】 5、在华北的褐土及栗钙土中2:1型胀缩性层状铝硅酸盐蒙脱石的含量较多。【对】 四、多项选择题(各2分,共12分) 1、下列几种矿物属于次生矿物的是【 A、C、D 】 A.蒙脱石 B.正长石 C.水云母 D.高岭石 E.白云母 2、下列变化过程属于化学风化的是【 A、B、C、D】 A.溶解作用 B.水化作用 C.水解作用 D.氧化作用 E.差异性胀缩引起的破碎 3、关于土壤胶体的带电性下列说法正确的是【 A、C、D、E】 A、所谓的胶体带电是指其构造中的内离子层所带电荷。 B.所谓的胶体带电是指其构造中的外离子层所带电荷。 C.土壤胶体可因同晶代换和晶格断键而带上永久负电荷。 D.土壤胶体带上可变电荷的原因与普通胶体类似。 E.胶体带电是其可呈现分散性的条件之一。 4、土壤的基本耕作项目有【 A、B、D 】 A.旋耕 B.深松 C.镇压 D.深翻耕 E.耙地 5、关于土壤的热容量和导热率下列说法正确的是【A、B、C、D】 A.土壤热容量是说明土壤温度稳定性的一个物理量。 B.土壤的固、液、气三相组成的容积热容量(Cv)的大小排列顺序为Cv液>Cv固>Cv气。 C.土壤的固、液、气三相组成的导热率(λ)的大小排列顺序为λ固 >λ液>λ气。 D.同一土壤含水量越高其温度越稳定。 E.同一土壤含水量不变的条件下,耕耙后其热容量不变。 6、关于土壤的盐基饱和度下列说法正确的是【 A、C、D、E】 A.盐基饱和度能够说明土壤的交换性阳离子种类(盐基离子和致酸离子)的相对多少。 B.盐基饱和度越大越好。 C.盐基饱和度与土壤的缓冲性有关。 D.盐基饱和度越大土壤的缓冲酸的能力越强。 E.盐基饱和度与土壤的酸碱性有关。 五、简答题(25分,每小题5分) 1.说明黏土的生产特性? 答:因黏土中砂粒含量少、黏粒含量多,因而呈现以下特性 (1)黏土的保蓄性好、通透性差。——1分 (2)黏土中施肥后肥效稳定,不易脱肥。——1分 土壤肥料学试卷第1页(共6页)土壤肥料学试卷第2页(共6页)

土壤肥料学试题十六答案

土壤肥料学试题十六答案 (考试时间100分钟) 一、名词解释(各3分,共15分) 1、氮的利用率:作物吸收利用的氮素占施入土壤氮素的百分率。。 2.普钙中磷酸的退化作用:过磷酸钙吸湿后,其中的磷酸一钙会与过磷酸钙所含的杂质硫酸铁、铝等发生化学反应,形成溶解度低的铁、铝磷酸盐。 3.土壤有机质的矿质化作用:土壤有机质在微生物作用下分解转化成无机矿质养分的过程 4.土壤经度地带性:地球表面同一纬度从东到西,土壤类型有规律的更替。 5、土壤肥力:在植物生长的全过程中,土壤具有能供应和协调植物正常生长发育所必需的养分、水分、空气和热量的能力。 二、填空题(各0.5分,共12分) 1、土壤的基本组成物质有矿物质、有机质、水分、空气 2、绿肥除具有一般有机肥的作用外,还具有生物改土、生物固氮、生物覆盖等特殊作用。 3、土壤腐殖质由胡敏酸、胡敏素、和富里酸三部分组成 4、常见的粘土矿物有蒙脱石、伊利石和高岭石,北方土壤富含 钙 5、土壤的物理机械性质包括土壤的粘结性、粘着性、涨缩性和可塑性,影响着土壤的耕性 6、常用磷肥按其溶解度可分为水溶性磷肥,弱酸溶性磷肥,难溶性磷肥?三种类型 7、作物缺钾的症状一般最先在_ 老叶上 _表现出症状,水稻缺钾的主要症状是下部叶片出现褐色斑点。 三、判断题。(各2分,共10分) 1、土壤矿物质是指土壤中所有无机物的总合。(√) 2、溶解作用属于物理风化的一种方式。(×) 3、当植物根系的吸水力小于土壤水分的保持力时,土壤水分就能被植物利用。(×) 4、碱性土不一定是碱化土,而碱化土肯定是碱性土(√) 5、烟草“花叶病”是由于缺少铁引起的。(×) 四、选择题(各2分,共20分) 1、属于原生矿物的有【 A 】 A 白云母 B 高岭石 C 伊利石 D 蒙脱石 2、石英属于【 B 】 A 砂岩 B 花岗岩 C 石灰岩 D 板岩 3、高岭石是【 A 】黏土矿物 A 1:1型 B 2:1型 C 1:2型 D 2:2型 4、黏土中砂粒含量占土壤颗粒重量组成的【 C 】 A 0%~30% B 0%~40% C 0%~55% D 10%~55%

南京农业大学精品课程--土壤肥料学 1 绪 论

1 绪论 土壤作为农业生产的基地和基本生产资料,其重要性是显而易见的。农业生产主要是由植物生产、动物生产和土壤管理三个环节组成。植物生产主要是通过绿色植物的光合作用生产有机物质,其产品可直接作为粮食或工业原料被人类直接利用,也可作为饲料、饵料等用于动物生产,从而为人类提供丰富的动物性食品和其他产品。农业生产的废弃物,通过耕作归还土壤,继续进入土壤物质循环之中,更新土壤有机质,维持和提高土壤生产性能。 土壤是植物生长的载体,因此还能给提供大部分生命必需元素。植物生长所需的水分、养分主要是通过其根系从土壤中吸收的。就现阶段而言,无论是植物生产还是动物生产,都是离不开土壤这个基地的。 土壤是一种十分重要的自然资源,从某种意义上说,它是一种不可再生型资源,因为土壤的形成和更新速度非常缓慢,而土壤质量的破坏却可能是极为迅速的。因此,合理开发利用与保护土壤资源是全人类的一项迫切而又长远的历史任务。 1.1土壤和肥料的概念 土壤(Soil)是陆地表面由矿物、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。“陆地表面”说明土壤在地球上所处的位置;“矿物质、有机物质、水、空气和生物”则是土壤这一物质客体的基本必要组成分;“具有肥力,能生长植物”说的是土壤的基本特性,即具有肥力;“未固结层”指其物理状态之疏松多孔,明显有别于坚硬固结的岩石等。 土壤是由岩石风化后再经成土作用形成的阶段性产物,岩石在风化过程中变得疏松多孔,部分矿物彻底分解成为可溶性物质。生物的活动不仅加快了岩石风化进程,而且为土壤积累有机物质创造了条件,于是具有一定生物活性、能够生长植物的土壤诞生了。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养分、水分、空气和热量的能力,这种能力称为土壤肥力(soil fertility)。这一概念涉及到土壤学的各个分支。狭义的土壤肥力的概念是指土壤供给植物必需养分的能力。 生产实践和科学实验表明,土壤养分和水分对评价土壤肥力是重要的,但不能全面反映土壤肥力状况。土壤肥力因素至少应包括养分、水分、空气和温度四个方面,以及这些因素之间的协调状态。 根据肥力产生的主要原因,可将之分为自然肥力(natural fertility)和人为肥力(anthropogenic fertility)。自然肥力是由自然因素形成的土壤所具有的肥力。也就是土壤在自然因素综合作用下发生和发展起来的肥力。纯粹的自然肥力只有在原始林地和未开垦的荒地上才能见到。由耕作、施肥、灌排、改土等人为因素作用形成的土壤肥力称为人为肥力。人为肥力是在自然土壤经过开垦耕种以后,在人类生产活动影响下创造出来的。 农业土壤(又称为耕作土壤、耕种土壤),既具有自然肥力,又具有人为肥力,就其发生而论可以区分,但极难分出各自的权重。在农业生产上,土壤肥力受到环境条件、土壤管理技术水平以及植物对养分的利用特点等的限制并不能完全表现出来。我们把在一定农业技术措施下反映土壤生产能力

土壤肥料学试卷(附答案)

土壤肥料学试卷一及标准答案 本试题满分100分,考试时间120分钟。 一、名词解释(每题3分,共24分) 1、土壤生产力 2、根外营养 3、土壤经度地带性 4、普钙中磷酸的退化作用 5、化学风化作用 6、腐质化系数 7、氮肥利用率 8、养分的主动吸收 二、填空题(每空0.5分,共16分) 1、肥料的混合原则是;; 。 2、土壤有机质转化是在微生物作用下的和两个过程。 3、高温堆肥的堆制腐熟过程可分为、、 和四个阶段。 4、影响植物吸收养分的外界环境条件有、、、 、、等。 5、植物缺氮时,植株而叶片、严重时叶片变成黄色。 6、微量营养元素从缺乏到过量之间的临界范围,因此,在施用微肥时必须注意。 7、钾在作物体内的特点是; 和。 8、土壤胶体是指那些大小在毫微米的固体颗粒。自然界土壤通常带有正和负的电荷,除少数土壤,在强酸条件下可能带电荷外,一般土壤带电荷。 9、土水势由、、、四个分势组成,在非饱和土壤中分势为零。在饱和土壤中分势为零。 三、选出正确的答案(单选题,每题1分,共10分) 1、一般微量元素的缺素症状首先表现于 a 老叶 b 幼叶 c 老叶和幼叶 d 根部。

2、常见的土壤结构体中,对土壤肥力来说最理想的结构是。 a 块状结构; b 柱状结构; c 单粒结构; d 团粒结构 3、水旱轮作中,磷肥施用应: a 优先施于水稻 b优先施于旱作 c水旱等量施 d 重水轻旱 4、土壤中的CaHPO 4、 MgHPO 4 是()。 a水溶性磷; b弱酸溶性磷; c 难溶性磷 d热溶性磷5、适合作为种肥的肥料有()。 a普钙; b碳酸氢铵; c尿素; d氯化钾 6、容易挥发的化肥品种有。 a碳酸氢铵 b 硫酸铵 c 普钙 d 人粪尿 7、下列粘土矿物中,哪一种阳离子代换量最高?() a 高岭石 b 水云母 c 蛭石 d 蒙脱石 8、有机化合物在土壤中的分解速率差异很大,下面分解速率从快到慢顺序正确的是()。 a 单糖>粗蛋白质>纤维素>木质素 b多糖>粗蛋白质>半纤维素>纤维素 c 半纤维素>简单蛋白质>脂肪 d木质素>半纤维素>纤维素>粗蛋白质 9、一肥料包装袋上印有12-12-12,表明该肥料含有: a 12%N,12%P 2O 5 ,12%K 2 O b 12%N,12%P,12%K c 12 N:12 P 2O 5 :12 K 2 O d 12%N 2 O,12% P 2 O 5 ,12% K 2 O 10、土壤的CEC、盐基饱和度、Eh分别反映了土壤的: a 供肥性、保肥性、耕作性 b 保肥性、供肥性、酸碱性 c保肥性、供肥性、氧化还原性 d 保水性、保肥性、氧化还原性 四、判断题(正确的打“+”,错的打“-”。每题1分,共10分) 1、在施用微肥时,一般应把微肥溶液调节到碱性,提高其溶液浓度才能取得良好的效果。() 2、钙镁磷肥与有机肥料混合堆沤的好处在于利用机肥料混合堆沤产生的酸分解释放磷素养分。() 3、施用等量磷的情况下,如果其它条件相同,对一般作物而言,重过磷酸钙和过磷酸钙符合“等量等效”的原则,但对喜硫作物水稻、玉米来说,重过磷酸钙的效果优于过磷酸钙。() 4、土壤含水量相同时,砂质土壤的水吸力大于粘质土壤。在相同的条件下,粘土保持的水分虽多,但对作物的有效性最差。() 5、土壤能够生长绿色植物收获物,是土壤的本质,也是土壤的基本属性。() 6、CEC高的土壤比CEC低的土壤,能保持较多的养分、并具有较高的缓冲性能。() 7、国制的粉粒是指直径为0.05-0.002mm的土壤颗粒,胶粒是指直径为 10-7-10-9

土壤肥料学试题题库

2010年土壤习题 一、名词解释 1、土壤:覆盖于地球陆地表面的一层疏松多孔的物质,它具有肥力,在自然和人工栽培条件下,能够生产植物,是人类赖以生存和发展的重要资源和生态条件。 2、土壤耕性:是土壤对耕作的综合放映,包括耕作的难易、耕作质量和宜耕期的长短。 3、主动吸收主动吸收----养分离子逆浓度梯度,利用代谢能量透过质膜进入细胞内的过程。 4、被动吸收被动吸收是指养分离子通过扩散作用,不直接消耗代谢能量而透过质膜进入细胞内的过程。 5、有效钾是土壤中能够被植物直接吸收利用的钾,包括存在于水溶液的钾和吸附在土壤胶体上的可交换性钾,是植物钾的主要来源,也是土壤供应钾能力的强度指标。 6、复合肥料复合肥料----含有氮、磷、钾三要素中的任何两个或两个以上要素的肥料。通过化学途径合成的复合肥料称为化合复化肥。多种肥料按照一定的比例混合加工而成的复合肥料,叫做混成复合肥料,也叫复混肥料。 7、同晶替代同晶替代----在粘土矿物形成过程中,硅氧片和铝氧片中的硅和铝等离子常常被大小性质相近的离子替代,导致电荷不平衡,但其晶体结构并不改变。 8、旱作农业在有限降水的条件下,不采用灌溉种植植物的农业,也称集水农业。 9、矿化度每升水中所含有的可溶性盐类物质的克数。 10、硝化作用在亚硝酸细菌和硝酸细菌的作用下,将氨转化为硝酸的过程。 11、微肥是指微量元素肥料,主要有硼、锰、锌、铜、钼、铁等元素,作为肥料使用的微量物质。 12、土壤质地各种不同粒级土粒的配合比例,或在土壤质量中各粒级土粒的质量分数。 13、营养诊断是对土壤养分储量和供应能力,以及植物营养状况进行分析测试的过程。包括:土壤诊断和植株诊断。 14、生理酸性肥料化学上是中性,但由于作物选择性吸收养分离子,导致有些养分离子残留在土壤中,并使土壤变酸的肥料,称为生理酸性肥料。 15、土壤肥力土壤经常地,适时适量地供给并协调植物生长发育所需要的水分、养分、空气、温度、扎根条件和无毒害物质的能力。 16、土壤团粒结构体直径在0.25~ 10mm的近似球形、疏松多孔的小土团,是良好的土壤结构。 17、土壤萎蔫系数当土壤供水不能补充作物叶片的蒸腾消耗时,叶片发生萎蔫,如果再供水时,叶片的萎蔫现象不能消失,即成为永久萎蔫,此时土壤的水分含量就是土壤萎蔫系数。 18、土壤母质地壳表面岩石的风化产物及其各种沉积体。 19、土壤侵蚀也称水土流失。表层土壤或成土母质在水、风、重力的作用下,发生各种形式的剥蚀、搬运和再堆积的现象。 20、土壤阳离子交换量----土壤能收附的交换性阳离子的最大量。一般在PH=7的条件下测定。 21、土壤容量----单位容积原状土壤(包括孔隙)的重量。 22、闭蓄态磷----在酸性土壤中,大部分磷酸盐常常被铁的氧化物或水化氧化物的胶膜包被着,在石灰性土壤,磷酸盐的表面也常常形成钙质胶膜,这就是闭蓄态磷。 23、相对产量----不施某种肥料时作物的每公顷产量与施用所有肥料时作物每公顷产量的比。 24、缓效钾----作物不能直接吸收利用,但缓慢转化后作物可吸收利用,包括粘土矿物固定的钾和易风化的原生矿物中的钾,是土壤供应钾能力的容量指标。 25、腐殖质化系数----在一定环境条件下,单位有机物质经过一年后形成的腐殖质数量。 26、速效养分----指当作物能够直接吸收的养分,包括水溶态养分和吸附在土壤胶体颗粒上容易被交换下来的养分,其含量的高低是土壤养分供给的强度指标。 27、永久电荷----由于层状硅酸盐矿物的同晶代换作用,矿物晶格边缘或边角上发生离子的丢失而断键,从而产生了剩余的价键,即带有电荷。以这种方式产生的电荷,不随土壤PH的变化而变化。 28、质流----溶解在土壤水中的养分随根系吸收水分形成的水流,到达根系表面的过程。 29、目标产量----是根据土壤肥力来确定的,一般用当地前三年作物的平均产量为基础,增加10~15%作为目标产量。 30、叶面肥:喷施在叶子上的液体肥料。 二、填空 1.土壤物理性沙粒与物理性黏粒的分界点是0.01毫米。 2.土壤水分运动包括液态水的运动和气态水的运动两种。 3.按照生成方式,地壳的岩石一般分为岩浆岩、沉积岩和变质岩3大类。

南农土壤学考研真题

一、名词解释(每小题3分,共30分) 1、土壤生产力 2、激发作用 3、浸水容重 4、气相率 5、斯托克斯定律 6、土壤水贮量 7、硅氧烷型表面8闭蓄态磷9.Soil order 10、土壤自净 二、简答题(每小题10分,共60分) 1.根据历届国际土壤学会(或国际土壤联合会),土壤学较成熟的学科分支有哪些? 2.何为2:1型非膨胀性矿物?它有哪些基本特征? 3.简述气候与土壤发生的关系。 4.何为盐基饱和度?它与CEC有何关系? 5.土壤酸碱度对养分的有效性有何影响? 6.何为酸性沉降?酸性沉降对土壤的影响如何? 三.论述题(每小题15分,共60分) 1.什么是粘土矿物?其基本结构单位有哪些?请叙述我国土壤粘土矿物的分布规律。 2.何为土壤腐殖物质?土壤腐殖酸有哪些性质?土壤有机质在土壤肥力和生态环境过程中有何作用? 3.土壤中存在哪些类型的水分运动?各自的推动力是什么?并请叙述土面蒸发的三个阶段。 4.土壤分类工作有哪些内容?请阐述中国土壤系统分类的原则、命名方法及其特点。 2011年攻读硕士学位研究生入学考试试题 一、名词解释(每题3分,共30分) 1.单位晶片 2.矿质土壤 3.腐殖化系数 4.土水势 5.ESP 6.滞后现象 7.土壤呼吸 8.水合氧化物型表面9.黏着点10.土壤退化 二、简答题(每题10分,共60分) 1.土壤学的研究方法有何特点? 2.简述土壤生物多样性。 3.团粒结构在土壤肥力上有何意义? 4.何为土壤的个体发育和系统发育? 5.说明下列函数式中各字母和符号的含义:S = f (cl,o,r,p,t……) 6.什么是土壤背景值?土壤背景值有何用途? 三,论述题(每题15分,共60分) 1.土壤在农业生产和自然环境中有哪些重要作用?目前土壤学科研究的主要内容有哪些? 2.何为土壤质地?不同质地的土壤肥力有何特点?如何进行利用与改良? 3.土壤酸度有哪些指标?土壤酸碱性对土壤生态环境有何影响?在农业生产实践中如何对土壤土壤酸碱性进行调节? 4.土壤有机质对提高土壤肥力、改善植物营养和环境方面有哪些重要作用?在当前农村有机肥减少的情况下,您认为可采取哪些措施来提高土壤有机质的含量?

土壤肥料学试题及答案

一、填空题(本题每空0.5分,共 12 分) 1、国际制土壤质地分类石砾、砂粒、粉砂粒、粘粒的粒径范围分别为_________、__________、_______ ___、_______ mm。 2、土壤养分向植物根部迁移的方式为_____________、_____________、________________。 3、磷肥的加工方法主要有_____________、_____________、_____________。 4、自然土壤形成因素是:_______________、_______________、_______________?、 ?______________ _、_______________。 5、土壤中的氮素主要以______________形态存在,能够被作物吸收利用的有效氮主要以__ _________________态存在,土壤中的有效氮指的是_____________、_____________ 和_____________。 6、根据土壤肥力产生的原因和生产上的有效性,可将土壤肥力划分为_____________、_____________、_ ___________、__________四种类型。 二、判断改错题(在正确题的括号内打√;在错误题后的括号内打×,并写出 正确的答案。每小题1分,共10分) 1、2:1型黏土矿物是由1个硅氧四面体片层和2个铝氧八面体片层组成的。 ( ) 2、施用硝态氮可抑制植物对Ca、Mg、K等阳离子的吸收。() 3、水旱轮作中磷肥应重点施在水作上。() 4、我国北方土壤胶体在通常状态下带有负电荷。() 5、最小养分律中的最小养分是指土壤中养分含量的绝对数量最小的那种养分元素。 ( ) 6、硫酸铵是生理酸性肥料,最适合与钙镁磷肥混合施用。( ) 7、重力水达到最大时的土壤含水量称为田间持水量。() 8、土壤盐基饱和度就是土壤溶液中盐基离子总量占土壤阳离子交换量的百分数。() 9、酸性水稻土壤往往铁锰有效性较低。 ( )

土壤肥料学试题及答案

第 1 页 共 3 页 陇东学院200 —— 200 学年第 学期 专业 土壤肥料学 课程模拟试卷(1) 一、名词解释(每小题3分,共18分)。 1、土壤肥力: 2、植物营养元素的同等重要律和不可替代律: 3、腐殖化过程: 4、限制因子律: 5、氮肥利用率: 6、土壤容重: 二、填空题:(每空0.5分,共24分)。 1、土壤由 、 、 、 和 5种物质组成。 2、土壤养分根据对作物的有效性可分为 、 和 ;根据在土壤中的存在形态可分为 、 、 和 。 3、土壤养分向根表面迁移的方式有 、 和 3种途径。 4、根据成因,土壤中的矿物可分为 和 两大类。 5、 、 和 三种元素被称为“肥料三要素”。 6、土壤有机物的转化包括 和 两个完全对立的过程。 7、土壤的固磷机制主要有四种 、 、 、 。 8、磷肥按溶解性大小可分为 、 、 3类。 9、土壤中的胶结物质主要有 和 。 10、土壤水分类型有 、 、 和 。 11、速效性钾包括 和 两部分。 12、土壤胶体具有 、 、 等特性。 13、作物吸收的氮素形态主要是 和 两种。 14、施肥方式包括 、 和 这三个环节。 15、氮肥按氮素化合物的形态可分为 氮肥、 氮肥和 氮肥三类。 三、判断题(每小题1分,共12分)。 1、土壤中的氮素可分为无机态和有机态两大类。 ( ) 2、不同有机质的腐殖质化系数都是相同的。 ( ) 3、硫酸铵为生理碱性肥料,硝酸钠为生理酸性肥料。 ( ) 4、土壤全磷量是指土壤中的所有形态磷的总量,土壤有效磷是指能被当季作物吸收利用的磷素。 ( ) 5、作物只能够吸收利用表层土壤的水分。 ( ) 6、马铃薯、糖用甜菜与烟草等是喜钾作物,但不是忌氯作物,向其施用钾肥时可用氯化钾。 ( ) 7、施用少量石灰就可以大幅度地改变土壤的酸碱度。 ( ) 8、作物缺钾时,通常新叶叶尖和边缘发黄,进而变褐,渐次枯萎。 ( ) 9、土壤有机质大部分不与矿质土壤颗粒结合,独立存在于土壤中。 ( ) 10、一般农业土壤表层含氮量为0.05%~0.3%, ( ) 11、有机胶体对酸碱的缓冲能力比无机胶体要高。 ( ) 12、在酸性条件下,锌的有效性很高。 ( ) 四、选择题(每小题1分,共6分)。 1. 当土壤颗粒的粒径大于0.01mm 时, 。 A 、吸附能力比较强 B 、吸附能力比较弱 C 、吸附能力没有变化 D 、不表现出任何吸附能力 ……… …………………………装…………………………………钉…………………………………线…………………………… 专 业 : 班 级 : 学 号 : 姓 名 : …………………………………密…………………………………封…………………………………线……………………………

2014土壤肥料学习题

土壤学部分 一、名词解释 1.土壤 2.土壤肥力 3.土壤剖面 4.潜在肥力有效肥力 5.矿物 6.同晶置换 7.土壤腐殖质 8.矿质化作用 9. 土壤质地 10.土壤容重 11.腐殖化系数 12.土壤三相比13.土壤粒级 14.土壤热容量 15.土壤阳离子交换量16. 永久负电荷17.钙化过程 18.土壤总孔度19.土壤孔性20.土壤呼吸21.田间持水量22.土体构造23.土壤结构性24.委蔫系数25.相对含水量26.土水势27.土壤水吸力28.当量孔径29.膜状水30.土壤水分特征曲线31.土壤水的再分布32.扩散系数33.土壤热容量34.土壤导热率35.风化作用36.母质37.土链38.地质大循环39.生物小循环40.物理风化41.化学风化42.潜育化过程43.粘化过程44.土壤发生层45.土体构型46.硅铝铁率47.土壤风化系数48.比表面49.盐基饱和度50.交换性酸51.水解性酸52.总碱度53.碱化度54.缓冲容量55.反硝化作用56.诊断层57.土壤背景值58.环境容量59.土壤污染60土壤退化 二、 62.硅酸盐矿物的结晶构造分哪几种类型,各有什么特点,与矿物性质有什么关系? 63.1∶1型膨胀性粘土矿物的代表矿物是什么矿物?这一类矿物有哪些基本特征? 64.简述土壤有机质的来源 65.影响土壤有机质分解和转化的因素 66.有机质在生态环境上的作用 67.土壤有机质的作用 68.简述土壤机械组成和土壤质地 69. 阐述为什么说团粒结构是最好的土壤结构体? 70. 改良不良的土壤结构,促进土壤团粒结构形成的措施有哪些? 71. 阐述土壤胶体的性质 72. 土壤质地与土壤肥力的关系如何? 73. 不良土壤质地如何进行改良? 74. 调节土壤温度常用的措施有哪些? 75.1:1与2:1型矿物的性质? 76.母质在土壤形成过程中的作用 77. 简述土壤空气的组成特点。

2017年南京农业大学 南农大 909 土壤肥料学通论硕士招生考试大纲及参考书目

布丁考研网,在读学长提供高参考价值的复习资料 https://www.360docs.net/doc/2814319917.html, “土壤肥料学通论 ”课程参考书如下: 参考书目 《土壤肥料学通论》,主编:沈其荣 出版社:高等教育出版,书号ISBN:9787040091946。 考试大纲 《土壤肥料学通论》对土壤学、植物营养学、肥料与施肥技术以及农田土壤保护等多学科进行了有机整合。 主要了解土壤在自然环境和人类发展中的重要性和土壤与土壤肥力的基本概念,土壤圈及其在地球表层系统中的地位以及土壤科学的发展及其研究方法。 了解土壤的矿物组成和化学组成,掌握土壤生物的种类与特性、土壤有机质的来源和转化过程、土壤水分的类型与性质、土壤水分含量的表示方法、土壤水分的能态以及土壤水分的状况与作物生长的关系、土壤空气的组成和土壤通气状况与作物生长的关系;重点了解土壤热量及土壤水、气、热调节等内容。了解土壤的孔性、结构性和耕性;掌握土壤胶体与土壤吸收性能和土壤的酸碱性与氧化还原性的关系。了解土壤的形成因素和分布规律;掌握我国的自然条件与土壤分布规律的关系。 了解土壤质量的概念和评价指标;掌握土壤培肥的基本措施、土壤污染的来源与防治方法。 了解肥料在农业可持续发展中的地位及作用,掌握植物必需营养元素的概念及其分组、植物根系与根外器官对养分的吸收运输和利用及影响植物吸收、分配养分的基因型差异和环境因素;了解合理施肥应遵循的基本原理,掌握确定施肥量、施肥时期和施肥方法的技术。 了解土壤中氮的形态与含量,掌握土壤氮素的转化过程及其有效性;了解植物体内的氮素含量分布及缺氮引起的植物缺素症状,掌握植物对氮素的吸收同化;掌握化学氮肥的种类、性质、施用方法与技术。了解土壤中磷钾的形态与含量,掌握磷钾在土壤中的转化;了解植物对磷钾的吸收及磷钾在植物生长中的生理功能及缺磷钾引起的植物缺素症状。掌握磷钾肥的性质、在土壤中的转化特征和合理使用技术。了解土壤中、微量元素的形态及其转化特征、植物伸长发育过程中中、微量元素的功能及缺素症状,掌握微量元素肥料的施用方法。 了解复混肥料的概念及特点,重点了解其养分含量的表示方法、配方设计及生产流程。 了解有机肥料在农业可持续发展中的重要作用、化肥和有机肥料的关系,重点了解有机肥料的主要类型,掌握有机肥料的腐熟原理与技术。

土壤肥料学试卷及答案

土壤肥料学试卷及答案 (土壤学部分) 一、名词解释(10分,每题2分) 1.土壤 2.最小养分 3.土壤孔隙性 4.土壤宜耕期 5.土壤地带性 二、填空(10分,每空0.5分) 1. 土壤是由________、________、________三相组成的,固相约占土壤总体积的___ _____,包括________和________。 2. 土壤矿物质来自________,其矿物组成按其成因可分为________和________。 3. 土粒根据其大小和性质分为________、________、________三级,其中________、________主要是由原生矿物组成。 4. 土壤胶体是按其成分和来源可分为________、________和________。 5. 土壤热量主要来源是________,同一地区的不同土壤,土壤温度差异较大除了与土壤热量平衡有关外,还与土壤________和________等热特性有关。 三、选择(5分,每题1分) 1. 土壤的本质特性和基本特性是具有() A. 土壤矿物质 B. 土壤有机质 C. 土壤肥力 D. 土壤胶体 2. 当土壤含水量较低时,导热率与土壤容重的关系是() A. 成正比 B. 成反比 C. 无关 D. 不确定 3. 不同质地的土壤田间持水量不同,田间持水量最大的土壤是() A. 砂土 B. 壤土 C. 粘土 D. 不能确定 4. 土壤比重(密度)的大小主要决定于下列因素中的() A. 土壤质地 B. 土壤矿物组成 C. 土壤容重 D. 孔隙状况 5. 下列几种土壤中最不理想的一种是() A. 上为砂土(20cm),下为粘土(60cm) B. 粘质土壤(地下水位高) C. 粘质土壤(地下水位低) D. 壤土 四、问答题(25分) 1. 土壤水分含量有哪些表示方法?(5分) 2. 什么是土壤结构?如何进行土壤结构的管理?(5分) 3. 为什么南方的土壤常向酸性度方向发展?是否南方土壤均属于酸性?(5分) 4. 试述有机质在土壤肥力上的作用。(10分) (肥料学部分) 一、名词解释(10分,每题2分) 1.必需营养元素 2.生理碱性肥料 3.截获 4.营养失调 5.离子拮抗作用 二、填空(10分,每空0.5分) 1. 高等植物必需的营养元素有________种,按其在植物体内的含量可分为________元素、________元素及________元素。通常把________称为肥料的三要素。 2. 所谓CN转折点是指________________________(1分)。在施用新鲜的作物秸杆时,因分解前的CN大于________,易发生________________的现象,而影响作物的生长。

土壤肥料学试题题库

2010年土壤习题 、名词解释 1、土壤:覆盖于地球陆地表面的一层疏松多孔的物质,它具有肥力,在自然和人工栽培条件下,能够生产植物,是人类赖以生存和发展的重要资源和生态条件。 2、土壤耕性:是土壤对耕作的综合放映,包括耕作的难易、耕作质量和宜耕期的长短。 3、主动吸收主动吸收----养分离子逆浓度梯度,利用代谢能量透过质膜进入细胞内的过程。 4、被动吸收被动吸收是指养分离子通过扩散作用,不直接消耗代谢能量而透过质膜进入细胞内的过程。 5、有效钾是土壤中能够被植物直接吸收利用的钾,包括存在于水溶液的钾和吸附在土壤胶体上的可交换性钾,是植物钾的主要来源,也是土壤供应钾能力的强度指标。 6、复合肥料复合肥料----含有氮、磷、钾三要素中的任何两个或两个以上要素的肥料。通过化学途径合成的复合肥料称为化合复化肥。多种肥料按照一定的比例混合加工而成的复合肥料,叫做混成复合肥料,也叫复混肥料。 7、同晶替代同晶替代----在粘土矿物形成过程中,硅氧片和铝氧片中的硅和铝等离子常常被大小性质相近的离子替代,导致电荷不平衡,但其晶体结构并不改变。 8旱作农业在有限降水的条件下,不采用灌溉种植植物的农业,也称集水农业。 9、矿化度每升水中所含有的可溶性盐类物质的克数。 10、硝化作用在亚硝酸细菌和硝酸细菌的作用下,将氨转化为硝酸的过程。 11、微肥是指微量元素肥料,主要有硼、锰、锌、铜、钼、铁等元素,作为肥料使用的微量物质。 12、土壤质地各种不同粒级土粒的配合比例,或在土壤质量中各粒级土粒的质量分数。 13、营养诊断是对土壤养分储量和供应能力,以及植物营养状况进行分析测试的过程。包括:土壤诊断和植株诊断。 14、生理酸性肥料化学上是中性,但由于作物选择性吸收养分离子,导致有些养分离子残留在土壤中,并使土壤变酸的肥料,称为生理酸性肥料。 15、土壤肥力土壤经常地,适时适量地供给并协调植物生长发育所需要的水分、养分、空气、温度、扎根条件和无毒害物质的能力。 16、土壤团粒结构体直径在0.25?10mm的近似球形、疏松多孔的小土团,是良好的土壤结构。 17、土壤萎蔫系数当土壤供水不能补充作物叶片的蒸腾消耗时,叶片发生萎蔫,如果再供水时,叶片的萎蔫现象不能消失, 即成为永久萎蔫,此时土壤的水分含量就是土壤萎蔫系数。 18、土壤母质地壳表面岩石的风化产物及其各种沉积体。 19、土壤侵蚀也称水土流失。表层土壤或成土母质在水、风、重力的作用下,发生各种形式的剥蚀、搬运和再堆积的现象。 20、土壤阳离子交换量----土壤能收附的交换性阳离子的最大量。一般在PH=7的条件下测定。 21、土壤容量----单位容积原状土壤(包括孔隙)的重量。 22、闭蓄态磷----在酸性土壤中,大部分磷酸盐常常被铁的氧化物或水化氧化物的胶膜包被着,在石灰性土壤,磷酸盐的表面也常常形成钙质胶膜,这就是闭蓄态磷。 23、相对产量----不施某种肥料时作物的每公顷产量与施用所有肥料时作物每公顷产量的比。 24、缓效钾----作物不能直接吸收利用,但缓慢转化后作物可吸收利用,包括粘土矿物固定的钾和易风化的原生矿物中的钾,是土壤供应钾能力的容量指标。 25、腐殖质化系数----在一定环境条件下,单位有机物质经过一年后形成的腐殖质数量。 26、速效养分----指当作物能够直接吸收的养分,包括水溶态养分和吸附在土壤胶体颗粒上容易被交换下来的养分,其含量的高低是土壤养分供给的强度指标。 27、永久电荷----由于层状硅酸盐矿物的同晶代换作用,矿物晶格边缘或边角上发生离子的丢失而断键,从而产生了剩余的 价键,即带有电荷。以这种方式产生的电荷,不随土壤PH的变化而变化。 28、质流----溶解在土壤水中的养分随根系吸收水分形成的水流,到达根系表面的过程。 29、目标产量----是根据土壤肥力来确定的,一般用当地前三年作物的平均产量为基础,增加10~15%作为目标产量。 30、叶面肥:喷施在叶子上的液体肥料。 二、填空

南京农业大学农业知识综合一大纲

考试大纲 《农业知识综合一》考试内容应主要涵盖植物学、遗传学、植物育种学、植物生理学、农业生态学、土壤学六门课程,每门课程50分,考生可以在以下六门课程中任选三门。 《植物学》考试大纲 无参考书 通过植物学学习: 1.掌握细胞的概念、植物细胞的分裂、植物组织的类型、形态及功能。掌握种子的结构与类型、种子的萌发与幼苗的类型; 2.掌握及根尖的分区、根的形态结构与功能,根尖的分区及结构,双子叶植物和禾本科根的初生结构、侧根的发生过程、根的变态; 3.掌握枝条的形态、茎和芽的类型和茎分枝方式,茎尖的分区、茎的初生结构、茎的变态类型以及年轮的概念,年轮的形成与环境关系; 4.掌握叶的外部形态、类型、功能、解剖结构以及叶的变态; 5.掌握花的概念、花的形态、花的类型、雌雄蕊的结构以及开花,传粉与受精; 6.掌握藻类植物、菌类植物、地衣植物、苔藓植物、蕨类植物、裸子植物、被子植物最主要特征和代表植物; 7.掌握被子植物重要分科(木兰科、毛茛科、桑科、石竹科、锦葵科、葫芦科、杨柳科、 十字花科、蔷薇科、豆科、大戟科、芸香科、伞形科、茄科、旋花科、唇形科、菊科、茜草科、泽泻科、莎草科、禾本科、百合科等)的主要特征及其代表性植物。 《农业生态学》考试大纲 参考书目:(骆世明主编,农业生态学. 北京:中国农业出版社,2001) 了解生态学与农业生态学的含义和研究内容,农业生态学的特点等。 重点掌握农业生态系统与自然生态系统在生物构成、环境条件、结构组成与功能、稳定

机制、开放程度、生产力、能流特征、养分循环特点及系统服从规律、运行目标等方面的主要区别。 掌握农业生态系统生态因子的作用与特征,农业生态系统生物因子的生态作用与特征,环境因子与生物间的关系及遵循定律,生物生态适应性的表征。了解生态位理论在农业生态系统中的应用。 掌握农业生态系统能量传递途径与转化的实质,农业生态系统能量转化的基本定律,人工辅助能在农业生态系统中的作用,农业生态系统能量分析与调控途径。 了解生态系统物质循环的类型,温室效应的利弊,农田生态系统养分循环效率及其平衡途径,掌握农业生态系统中养分循环、平衡和物质循环中造成的环境问题与防治对策。 重点掌握生物种群的特征、增长类型及特点,生物种群数量变化原因及调节方式,生物种群进化过程中的生态策略选择。掌握种群间的相互作用关系及其在农业生产中的应用。 重点掌握生物群落结构理论及其农业应用,生态位理论与应用,群落演替与顶极群落理论的应用。 掌握农业生态系统的自然调控机制以及人工调控途径,农业生态系统的系统分析和综合诊断方法的应用,农业生态系统健康的影响因子,遵循原理及健康评估的方法。 了解农业资源的类型、特性与利用原则,我国农业自然资源和社会资源状况及其特点,中国的生态问题,我国主要的生态问题的防治。 了解生态农业与持续农业的兴起原因,中国生态农业与国外生态农业在原理与技术上的比较,生态恢复与重建的主要目标和关键技术。 《土壤学》考试大纲 (参考书:《土壤学》黄晶勇主编,中国农业出版社,2000) 土壤学作为农业科学的应用基础学科,广泛服务于农业持续发展、环境生态建设、区域治理、资源利用与保持等。 主要了解“土壤”和“土壤肥力”的概念;认识土壤在农业生产中的重要性,了解土壤科学的发展简史以及研究的内容和方法。 了解土壤矿物质的矿物组成和化学组成;重点掌握粘土矿物的类型的性质以及我国粘土矿物的分布规律。 了解土壤中有机质的来源,腐殖质的化学组成和分子结构。重点掌握土壤腐殖质的性质,土壤有机质对植物生长的作用以及有机残体的分解过程及其影响因素和土壤有机质的管理措施等。 掌握土壤生物多样性和影响土壤生物活性的环境因素以及土壤微生物区系的发生和分

土壤肥料学试题十七答案

土壤肥料学试题十七答案 (考试时间100分钟) 一、名词解释(各3分,共15分) 1、根外营养:植物通过地上部器官吸收养分和进行代谢的过程。 2.养分的主动吸收:消耗能量使养分有选择的透过质膜进入到细胞内部的 吸收。 3.化学风化作用:指岩石、矿物在水、二氧化碳等因素作用下发生化学变化而产生新物质的过程。 4.土壤经度地带性:地球表面同一纬度从东到西, 5、氨化作用:指土壤中有机化合物在微生物作用下分解形成氨(或铵离子)的过程。 二、填空题(各0.5分,共12分) 1、土壤水分的类型有 吸湿水 、膜状水 、毛管水 、重力水 四种类型。 2、土壤有效水范围是从 凋萎系数 到 毛管持水量 之间的含水量。 3、土壤耕性的好坏一般用 耕作难易程度 、 耕作质量的优劣 和适耕期的长短 来衡量。 4、 土壤阳离子交换量的大小主要取决于 土壤质地 、土壤有机质 、土壤胶 体类型 、土壤酸碱反应 5、 肥料的混合原则是 肥料混合后不能降低任何一种养分的肥效 、 不能 使物理性质变差 、 有利于提高肥效和施肥工效。 6、 目前常用的化学氮肥有 碳酸氢铵 、 尿素 ;等;常用的化学钾肥 有 硫酸钾 ; 氯化钾 。 6、高温堆肥的堆制腐熟过程可分为 发热阶段 、 高温阶段 、 降温阶段 和 后熟保肥阶段 四个阶段。 三、判断题。(各2分,共10分) 1、 土壤中毛管孔隙能吸持水分,却不能通气透水。( × ) 2、 理想的土壤结构为核状结构。( × ) 3、常用的化学氮肥、磷肥都易溶于水,而常用的化学钾肥则不一定易溶于水。( × ) 4、植物缺乏氮磷钾时,症状首先表现在老叶片上;植物缺乏微量营养元素时,一般症状首先表现在幼嫩叶片上。( √ ) 5、常用的化学氮肥、磷肥皆不能与石灰混存或混施;常用的化学磷肥与有机肥料混合堆沤或混施皆有好处。( √ ) 四、选择题(各2分,共10分) 1、下列元素中被称为植物营养三要素的是____。 【 C 】 A 、硼 B 、锌 C 、磷 D 、铁

土壤肥料学期末考试复习题及参考答案-专升本

《土壤肥料学》复习题 一、填空题 1、常见的施肥方法包括:撒施、条施、等;给果树补充微量元素肥料常用的方法有、放射沟施肥等。 2、作物吸收的氮素形态主要是和。 3、不同矿质养分在植物体内的移动性差异很大,导致其再利用程度存在显著差异。其中钙是典型的元素(难移动或易移动),再利用程度较(高或低)。 4、植物必需营养元素的三条标准:必要 性、、。 5、土壤中养分迁移的方式主要有截获、、。 6、土壤孔隙类型中,砂土中孔隙较多,粘土中孔隙较多。 7、土壤导热性最好的措施为调节土壤中的含量;在相同含水状态下,砂土与粘土相比其昼夜温差(大或小)。 8、农业土壤最理想土壤结构体为,中性土壤的pH值 为。 9、在我国北方地区,花岗岩母质形成的土壤酸碱度为,石灰岩母质形成的土壤酸碱度为。 10、土壤水分含量测定的经典标准方法是,土壤pH测定方法有 等。 11、根部对无机养分的吸收包括离子、两个过程。 12、土壤养分向根表面迁移的方式有截获、和 3种途径。 13、有机物质的C/N值为小于等于时,比较容易被分解。 14 、土壤中钾的存在形态可分为、和速效性钾三种 15、作物吸收的氮素形态主要是和。 16、土壤有机质的分解和转化有两个过程: 和。 17、土壤孔隙据大小和水分的有效性,分为三级、 和无效空隙。

18、在土壤中存在三种类型的水分运动:、 水汽移动。 19、土面蒸发过程区分为三个阶 段:、、水汽扩散阶段。 20、与矛盾的统一是自然土壤形 成的基本规律。 二、选择题 1、石灰性土壤上发生缺磷现象时,采用哪种方法解决较好() A. 增加磷肥用量 B. 施用生理碱性肥料 C. 施用中性肥料 D. 配合施用有机肥料 2、下列哪组肥料的混合是最不合理的()。 A. 硫铵—过磷酸钙 B. 硝酸铵—新鲜厩肥 C. 氯化钾—硝酸铵 D. 磷矿粉—硫酸钾 3、小麦后期追施氮肥往往可提高籽粒中粗蛋白质含量,籽粒品质() A. 却不一定提高 B. 却不受影响 C. 提高 D. 反而降低 4、作物生长停滞,老叶呈现紫红色,此时植物可能缺乏() A. 铁 B. 硼 C. 磷 D. 锌 5、作物苗期钾营养不足,主要是因为土壤中()含量少而引起的。 A. 矿物钾 B. 缓效钾 C. 速效钾 D. 有机质中钾 6、土壤有机残体的C/N比()时,往往会发生微生物与作物夺氮现象。 A. >25/1 B. <25/1 C. >15/1 D. <15/1 7、土壤中各级土粒相互团聚成大小、形状和性质不同的土块、土团、土片等,把它们 称为()。 A. 土壤结构体 B. 土壤结构性

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