土壤学第三章-土壤生物
第三章-土壤氮素与环境
2、来自大气的干湿沉降
干湿沉降作用到达地表的NO2有0.4亿1.16亿吨，铵态氮为1.1亿~2.4亿吨，但各地 区的干湿沉降的差异很大。干湿沉降的氮一部 分直接进入河、湖等集水区，一部分参与土壤 氮循环，还有一部分汇入城市径流。
（2）虽然反硝化作用可以在较宽的温度范围内进行，但温度过高或过低 都不利于反硝化的进行；
（3）反硝化微生物需要有机物质作为电子供体和细胞能源，因此土壤中 的生物有效性直接影响反硝化速率；
（4）研究发现，免耕能促进反硝化作用，主要是与免耕时作物残茬的覆 盖有利于土壤保持较多的水分和提供能源物质有关；
（5）由于植物根系分泌物和脱落物进入土壤增加了碳源，以及植物根系 的活动使根系周围土壤的通气状况和水分条件以及pH与根外土壤不同， 因此植物根系能提高反硝化作用；
（6）氮肥施用量高时反硝化量明显高。
氮的吸附
土壤中各种形态的氮化合物，如氨态氮、硝态氮、有机态氮等均 能和土壤无机固相部分相互作用，被吸附或固定，在这三种形态 中，研究得比较多的是氨态氮和有机氮与土壤固相的作用。至于 硝态氮和亚硝态氮则一般被认为是带负电荷，吸附量甚微，或甚 至有负吸附现象。土壤固体部分对氨态氮的吸附可分为物理吸附、 化学吸附和物理化学吸附等几种类型。
环境科学等多个研究领域密切关注的问题。
土壤氮素由有机态氮和无机态氮组 成。前者为与碳结合的含氮物质．后者 为未与碳结合的含氮物质
在表层土中，有机态氮占土壤全氮的 90％左右，随看土层深度的加深．这一 比率迅速降低。
土壤无机态氮
土壤无机态氮包括铵态氮、硝态氮、亚硝态氮、氮氧化物、氮气 等。铵态氮可分为土壤溶液中的铵，交换性铵和粘土矿物固定态 铵．固定态铵存在于2：l粘土矿物晶层间．其含量主要决定于土 壤的粘土矿物类型和土壤质地。对具有固定铵能力的土壤来说， 它是土壤中无机态氮的主体。硝态氮和亚硝态氮一般存在于土壤 溶液中，在一般土壤中亚硝态氮含量极低。
土壤学3
和塑性不同，这对选择土壤进行耕作的时
机十分重要。
在土壤粘结性弱而粘着性和塑性均无时进
行耕作，耕作阻力小而耕作质量好。
第 四 章
Soil water
第 四 章
Soil water
土 壤 水
土 壤 水
第一节 土壤水的基本知识 一、土壤墒情 二、土壤水分类型 三、土壤水分含量的表示方法
第二节 土壤水分的有效性
土壤墒情的种类（课本P86）
汪水（田间持水量以上） 黑墒（田间持水量75%以上）
黄墒（田间持水量为50%~75%）
潮干土（田间持水量50%以下）
干土（萎蔫系数以下）
二、土壤水分类型
土壤学中的土壤水是指在一个大气 压下，在105℃ ～110℃条件下能 从土壤中分离出来的水分。
根据土壤水分所受力的作用,分为：
其受密度和孔隙影响，疏松多孔容重小； 粘质土壤(1.1-1.5 g/cm3 ) <砂质、壤质 土壤(1.2-1.6 g/cm3 )； 表层土壤 < 底层土壤？
对作物生长发育最适宜的容重1.1-1.2 g/cm3 。
土壤孔隙度：在一定容积的 土体内，土壤孔隙容积占整 个土体容积的百分数（亦称 总孔隙度）。
第三章土壤孔隙性结构性和耕性第一节土壤孔隙性一概念二土壤孔隙的类型第二节土壤的结构soilstructure一概念二土壤结构类型三团粒结构在土壤肥力上的意义四土壤结构的管理第三节土壤物理机械性与耕性soiltilth一土壤的物理机械性二土壤耕性第一节土壤孔隙性土壤孔隙性
第三章 土壤孔隙性、结构性和耕性
总孔度的范围
砂土 30－45％
壤土
粘土
40-50%
45-60%
泥炭土 〉80％
土壤学与土地资源学知识点复习
土壤学与土地资源知识点复习绪论、第一章地学基础一、名词解释土壤；土壤肥力；土壤肥力的生态相对性二、简答题1.矿物、岩石的类型（按成因）2.具有鉴别意义的矿物物理性质有哪些？第二章复习思考题一、名词解释物理风化/化学风化/生物风化；同晶代换；土壤剖面二、简答题1.风化作用的类型2.常见矿物抵抗风化的相对稳定性顺序3.风化产物的母质类型4.土壤的剖面形态特征5.自然/耕作土壤剖面层次＊影响土壤形成的因素有哪些？它们是如何影响土壤形成的？第三章土壤生物与土壤有机质一、名词解释土壤有机质/腐殖质；矿质化过程/腐殖化过程；氨化作用/硝化作用/反硝化作用二、简答题1.土壤微生物类群及其作用2.土壤腐殖质的性质3.林木根系对土壤的影响＊论述土壤有机质在肥力上的重要作用并详细说明第四章土壤物理性质一、名词解释土壤机械组成；土粒密度／土壤密度(容重)；土壤孔隙度；物理性粘粒/物理性砂粒二、简答题1.土壤质地对土壤肥力性状的影响2.土壤结构形成的因素3.土壤密度的用途4.适合植物生长的孔隙状况第五章土壤水、空气与热量一、名词解释凋萎系数/田间持水量；土水势；土壤水分特征曲线；土壤热容量二、简答题1.土壤含水量有哪几种表示方法？2.土水势包括哪些分势？3.土壤水分常数有哪些？4.土壤水分输入输出的主要途径5.土壤空气的组成及其与大气进行交换的机制6.土壤热量的来源第六章土壤胶体一、名词解释土壤胶体；阳离子交换量；盐基饱和度二、简答题1.土壤胶体的组成和来源2.土壤胶体的双电层构造3.土壤胶体的性质4.影响阳离子交换量的因素5.影响阳离子有效性的因素＊离子交换在园林土壤肥力上的意义第七章土壤酸碱性、缓冲性一、名词解释土壤活性酸度/土壤潜性酸；土壤缓冲性二、简答题1.土壤酸碱性对养分有效性的影响2.土壤酸碱性的调节3.土壤具有缓冲性的原因及影响因素第八章土壤养分与园林土壤肥料一、名词解释土壤养分；肥料二、简答题1.土壤养分的来源及消耗2.大量元素(N/P/K)在土壤中的存在形态及其植物吸收形态3.土壤养分迁移到根表面的途径有哪些?4.施肥原则及方式＊氮素/磷素的循环(主要过程及条件)第九章土地资源利用与管理土壤质量、土壤分类、诊断层的概念土壤经度地带性/纬度地带性/垂直地带性的概念各章重点和复习范围第一章、绪论需要掌握的基本概念：土壤，土地，土壤肥力，肥料。
土壤学第三章
（二）来源于各种动植物残体及其它们的代谢物
树木、灌丛、草类、和其它植物残体。植物生长量成为土壤有 机质含量的主要依据。 土壤动物：蚯蚓、蚂蚁、鼠类、昆虫等的残体及分泌物。
（三）来源于施入的各种有机肥。
土壤生物
1.土壤动物 2.土壤微生物 3.植物根系及其与微生物的联合 4.土壤酶
1 .土壤动物
土壤动物：指长期或一生中大部分时间生 活在土壤或地表凋落物层中的动物。它们直接 或间接地参与土壤中物质和能量的转化，是土 壤生态系统中不可分割的组成部分。
线虫可分为腐生型线虫和寄生型线虫
腐生型线虫：主要取食对象为细菌、真菌、低等藻类和土壤中的微小原生动 物，其活动对土壤微生物的密度和结构起控制和调节作用，另外通过捕食多种 土壤病原真菌，可防止土壤病害的发生和传播。 寄生型线虫：其寄主主要是活的植物体的不同部位，寄生的结果通常导致植 物发病。
蚯蚓：土壤蚯蚓属环节动物门的寡 毛纲，是被研究最早（自1840年达尔 文起）和最多的土壤动物。 蚯蚓体圆而细长，其长短、粗细 因种类而异；身体由许多环状节构 成，体节数目是分类的特征之一 。 蚯蚓是典型的土壤动物，主要集中生活在表土层或枯落 物层，因为它们主要捕食大量的有机物和矿质土壤，土壤中 枯落物类型是影响蚯蚓活动的重要因素，不具蜡层的叶片是 蚯蚓容易取食的对象 。 作用：蚯蚓通过大量取食与排泄活动富集养分，促进土 壤团粒结构的形成，并通过掘穴、穿行改善土壤的通透性， 提高土壤肥力。因此，土壤中蚯蚓的数量是衡量土壤肥力的 重要指标。
纤维素分解菌活性明显减弱；纤维分解细菌的活动也受到分解物料C/N 的影响。
自生固氮细菌
固氮细菌
共生固氮细菌
自生固氮细菌是指独自生活时能将分子态氮还原成 氨，并营养自给的细菌类群。
1章-绪论-《环境土壤学》
土壤分类学 Soil Taxonomy
土壤发生学 土壤资源学 土壤区划学 土壤管理学
土壤矿物学 Soil Mineralogy 土壤环境学 Soil Environment
土壤生态学 土壤环境化学 土壤修复学
土 壤化学 Soil Chemistry
土壤无机化学 土壤有机化学 土壤分析化学 土壤物理化学 土壤生物化学 土壤胶体化学 土壤电化学 土壤表面化学
益的部分。
有效（经济）肥力：土壤肥力在当季生产中表现出来产
生经济效益的部分。
（四）土壤的物理性质
土壤物理特性包括其疏松性、结构性、透水性、 持水性、水分移动性、透气性、吸附性等，这些特 性决定了土壤中物质的运移和能量的转化，为植物 根系的发育和高等及低等生物的定居提供了相对有 利的条件，同时在环境保护、地下水水质保持等方 面起到不可替代的作用。土壤物理学就是研究土壤 的这些独特物理性质的土壤学分支。
“土壤”和“土地”概念的区别：
不是同一范畴的概念。
土壤是土地的物质组成部分，而土地不仅包括土 壤要素，还包括地形、植被、水文、人文等要素。
土壤
自然土壤 农业土壤
二、土壤的基本特性
（一）土壤剖面的垂直分层特性
土壤是在生物、气候、母质、地形、时间等因素综合作用下 的产物，这种综合作用就称为成土作用。由成土作用形成的层 次称为土壤发生层，而完整的垂直土层序列称之为土壤剖面。
一、土壤是人类农业生产的基地 二、土壤是地球表层系统自然地理环境的重要组成部分 三、土壤是陆地生态系统的基础 四、土壤是最珍贵的自然资源
土壤与人类生存发展的关系示意图
一、土壤是人类农业生产的基地
（一）土壤是植物生长繁育和生物生产的基地
土壤学课后题
土壤学课后题第一章土壤母质和矿物质一、名词原生矿物，指那些经过不同程度的物理风化，未改变化学组成和结晶结构的原始成岩矿物。
次生矿物，原生矿物在水、二氧化碳、氧气、生物等作用下，矿物组成、结构、性质发生改变形成的矿物。
四面体，在硅酸盐结构中，每个Si一般被4个O所包围，构成[SiO4]4-四面体，它是硅酸盐的基本构造单位。
八面体，是层状硅酸盐晶体结构中的基本构造单元之一。
它是铝离子等距离地配上六个氧，三个在上，三个在下，相互错开作最紧密的堆积，配位形成八面体的形式。
同晶替换，组成矿物的中心离子被电性相同、大小相近的离子所替代而晶格构造保持不变的现象。
硅铝铁率，土壤黏粒中氧化硅和氧化铝、氧化铁的摩尔比率，又叫Saf值。
2：1型粘粒矿物，单位晶层由两个硅片夹一个铝片构成。
两个硅片顶端的氧都向着铝片，铝片上下两层氧分别与硅片通过共用顶端氧的方式形成单位晶层。
二、思考题1、什么叫做矿物?分析原生矿物和次生矿物在土壤中的主要作用是什么?矿物是天然产生于地壳中具有一定化学组成、物理性质和内在结构的物体，是岩石的基本单位。
土壤矿物按来源分为原生矿物和次生矿物。
土壤原生矿物是植物养分的重要来源，经过风化作用释放供植物和微生物吸收利用；土壤很多物理、化学性质，如吸收性、膨胀收缩性、粘着性等都和土壤所含的粘土矿物，特别是次生铝硅酸盐的种类和数量有关。
2. 试比较高岭石、蒙脱石和伊利石在晶架构造上有何不同?高岭石，1:1型的晶层结构，非膨胀性，电荷数量少，胶体特性较弱；蒙脱石，2:1型的晶层结构，胀缩性大，电荷数量大，胶体特性突出；伊利石，2:1型的晶层结构，非膨胀性，电荷数量较大，胶体特性间于高岭石与蒙脱石之间。
3. 矿物的SiO2/R2O3比值大小说明什么问题?土壤黏粒的氧化硅与氧化铝、氧化铁的摩尔比率。
以SiO2/（Al2O3+Fe2O3)或SiO2/R2O3表示，为硅铝铁率又称“Saf值”。
土壤胶体中SiO2/R2O3比值越大，阳离子交换量越高。
土壤学课程土壤生物ppt课件
❖ 调节植物生长的养分循环； ❖ 产生并消耗各种气体，影响全球气候的变化； ❖ 分解有机废弃物， ❖ 是新物种和基因材料的源和库。 ❖ 病原微生物。
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3.1土壤微生物的多样性（分类）
土壤微生物种群的多样性 土壤微生物类群庞大，根据系统分类分为三大类型：
2 土壤动物
土壤动物：长期或一生中大部分时间生活在土壤或地表凋落物 层中的动物。它们直接或间接地参与土壤中物质和能量的转化， 是土壤生态系统中不可分割的组成部分。
作用
1、破碎土壤中的生物残体，为微生物活动和有机物质 进一步分解创造条件
2、改变土壤的物理、化学以及生物学性质，对土壤形 成及土壤肥力发展起着重要作用
土 壤
原核微生物
古细菌，细菌，放线菌，蓝细菌， 粘细菌
微
生
物
真核微生物
真菌，藻类，地衣
种
群
分
非细胞型生物病毒
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土壤微生物营养类型的多样性
根据微生物对营养和能源的要求，一般可将其分为四大 类型：
化能有机营养型 又称化能异养型
土
壤
微 生
化能无机营养型 又称化能自养型
物
的
营 养
光能有机营养型 又称光能异养型
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后生动物：主要是土居性的多细胞动物： 线虫、蠕虫、蚯蚓、 蛞蝓、蜗牛、千足虫、蜈蚣、轮虫、蚂蚁、螨、环节动物、 蜘蛛和昆虫
土壤线虫：线虫属线形动物门的线虫纲，是一种体形细长（1毫米左右） 的白色或半透明无节动物。线虫一般喜湿，主要分布在有机质丰富的潮湿 土层及植物根系周围。
《土壤学》课程笔记
《土壤学》课程笔记第一章：什么是土壤？1.1 土壤的重要性与功能土壤不仅是地球表面的一个物理层，它还是一个动态的生态系统，具有多种重要性和功能：- 生命支持系统：土壤是植物生长的基础，为植物提供必需的养分、水分和栖息地，从而支撑着地球上绝大多数生物的生命活动。
- 水循环的关键参与者：土壤是大气降水的主要接收者，通过渗透、蒸发和径流等过程参与水循环，维持水文平衡。
- 养分循环的枢纽：土壤是生物地球化学循环的核心，包括碳、氮、磷、硫等元素的循环，这些元素是所有生命体必需的。
- 环境净化器：土壤具有过滤、吸附、降解和转化污染物质的能力，有助于保护地下水和地表水质量。
- 土壤保持文化遗产：土壤记录了地球历史和人类活动的信息，是自然和文化遗产的一部分。
1.2 一方水土养一方人土壤的特性直接影响着一个地区的生态环境、经济发展和人类生活方式：- 地域性：不同地区的土壤类型和特性不同，这决定了当地的植被类型、农作物种植模式和农业生产效率。
- 文化影响：土壤条件影响人类居住模式、饮食习惯和传统技艺，如稻田文化、葡萄种植文化等。
- 经济发展：土壤资源丰富与否直接影响地区经济的发展，如农业、矿业和旅游业等。
1.3 土壤的概念与土壤学内容土壤是由矿物质、有机质、水分、空气和生物组成的复杂混合体，具有以下特点：- 物理性质：土壤的物理性质包括质地、结构、孔隙度、水分和温度等。
- 化学性质：土壤的化学性质涉及pH值、养分含量、阳离子交换量、有机质含量等。
- 生物性质：土壤是地球上生物多样性最丰富的栖息地之一，包括微生物、昆虫、植物根系等。
土壤学内容主要包括：- 土壤的形成与演变：研究土壤如何从母质经过生物、气候和时间的作用形成，以及土壤剖面的发育过程。
- 土壤分类：根据土壤的形态、性质和发生特性，将土壤划分为不同的类型。
- 土壤的物理、化学和生物性质：研究土壤的物理结构、化学成分和生物活动对土壤功能的影响。
- 土壤肥力和植物营养：探讨土壤如何提供植物生长所需的养分，以及如何通过施肥等手段提高土壤肥力。
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化能无机营养型 又称化能自养型(以CO2作为碳源，从氧化无机化合物中取得能量)
光能有机营养型 又称光能异养型(其能源来自光，但需要有机化合物作为供氢体以还原 CO2 ，并合成细胞物质)
光能无机营养型
又称光能自养型(利用光能进行光合作用，以无机物作供氢体以还原
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§3 土壤生物
(二)土壤细菌
土壤细菌是一类单细胞、无完整细胞核的生物。它占土壤微 生物总数的70%~90%。
细菌的基本形态有：球状、杆状和螺旋状
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土壤细菌常见属有：节杆菌 属、芽孢杆菌属、假单胞菌属、 土壤杆菌属、产碱杆菌属和黄杆 菌属。
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§3 土壤生物
土壤中存在各种细菌生理群，其中主要的有纤维分解细菌、固氮细菌、氨化细 菌、硝化细菌和反硝化细菌等。
主要有好气性、嫌气性和兼性三种
共生固氮细菌是指两种生物相互依存生活在一起 时，由固氮微生物进行固氮的作用
根瘤菌与豆科植物的共生固氮作用最为重要
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§3 土壤生物
根瘤菌是指与豆科植物共生，形成根瘤，能固定大气中分子态氮，向植物 提供氮营养的一类杆状细菌。
根瘤菌 根瘤
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土壤微生物：生活在土壤中借用光学显微镜才能看到的微小生物
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§3 土壤生物
图1：古细菌（产甲烷菌）
图2：细菌（金黄色葡萄球菌）
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图3：真菌（青霉菌）
图4 ：病毒（T4噬菌体）
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§3 土壤生物
(一)土壤微生物的营养类型和呼吸类型
土壤微生物的营养类型
根据微生物对营养和能源的要求，一般可将其分为四大类型：
§3 土壤生物
主要的土壤真菌：分布 最广的是青霉属、曲霉属、 木霉属、镰刀菌属、毛霉属 和根霉属。
青霉属:生长在腐烂的水果、蔬菜、肉类和各种潮湿的有机物上。青霉菌丝体生长在植物的表面或深入物体内部。它由多细胞分枝很多的菌丝组 成，细胞壁薄，内含一个或多个胞核。 影响：青霉菌可使许多农副产品腐烂，也有少数种类可使人或动物致病。它能分泌一种抗生素叫青霉素即盘尼西林。盘尼西林青霉素对葡萄球菌、 肺炎球菌、淋球菌、破伤风杆菌等有高度杀伤力。
硝酸细菌
NH3
亚硝酸
亚硝酸细菌
硝酸
参与硝化过程的土壤 微生物为硝化细菌
生态习性：属化能无机营养型，适宜在pH6.6~8.8或更高的范围内 生活；好气性细菌；最适温度为30℃。
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§3 土壤生物
反硝化细菌
微生物将硝酸盐还原为还原态含氮化合物或分子态氮的过程称反硝化过程。
生态习性：最适pH值为6~8；最适温度为25℃
§3 土壤生物
§3-1土壤生物的组成 一、土壤微生物 二、土壤动物的分类及其主要的土壤动物 三、土壤中的植物根系及其与微生物的联合
§3-2土壤酶 一、土壤酶的来源与存在状态 二、土壤酶的种类 三、土壤酶活性及其影响因素
§3-3 土壤生物的环境影响因素 一、温度 二、水分及其有效性 三、pH 四、氧气和Eh
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§3 土壤生物
氨化细菌
微生物分解含氮有机化合物释放氨的过程称为氨化过程。
含氮有机化合物
多肽、氨基酸等简单 含氮化合物
NH3
生态习性：最适土壤含水量为田间持水量的50%~75%；最适温度 为25~35℃；适宜pH为中性环境。
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§3 土壤生物
硝化细菌
微生物氧化氨为硝酸并从中获得能量的过程称为硝化过程
土壤生态系统结构组成包括： ①生产者(自养)。高等植物根系、藻类和化能营养细菌。 ②消费者(异养)。土壤中的草食动物和肉食动物。 ③分解者。细菌、真菌、放线菌和食腐动物等。 ④参与物质循环的无机物质和有机物质。 ⑤土壤内部水、气、固体物质等环境因子。
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§3 土壤生物
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纤维分解细菌
好气纤维分解细菌 嫌气纤维分解细菌
生态习性：纤维分解细菌适宜中性至微碱性环境，在酸性土壤中纤维素分解 菌活性明显减弱；纤维分解细菌的活动也受到分解物料C/N的影响。
固氮细菌
自生固氮细菌 共生固氮细菌
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§3 土壤生物
自生固氮细菌是指独自生活时能将分子态氮还原成 氨，并营养自给的细菌类群
COபைடு நூலகம் , 合成细胞物质)
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§3 土壤生物
土壤微生物的呼吸类型 根据土壤微生物对氧气要求的不同，可分为：
在有氧环境中生长，以氧分子为呼吸基质氧化时
好氧微生物 的最终电子受体
兼性微生物 在有氧和无氧环境中均能进行呼吸的土壤微生物
厌氧微生物
在嫌气条件下进行无氧呼吸，以无机氧化物（NO3-、 SO42-、CO2）作为最终电子受体，通过脱氧酶将氢传递 给其它的有机或无机化合物，并使之还原
§3-4土壤生物分布及其相互作用 一、土壤生物的分布 二、土壤生物之间的相互作用
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§3 土壤生物
土壤生物------土壤中活的有机体。主要是指土壤中的植物(根系）、 动物和微生物。土壤生物以最紧密的方式和各种生物的生命活动联系在一 起，并组成自然界特定地域的土壤与生活在其中的生物群落之间相互作用、 相互制约的动态平衡的综合体—土壤生态系统。
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§3 土壤生物
土壤生物主要类型
1细菌 2原生动物 3 小线虫 4藻类 5 病毒 6真菌 7线虫 8蠼螋 9木虱 10螨 11蜈蚣 12马陆 13蜘蛛 14蚂蚁 15弹尾目昆虫 16蟋蟀 17昆虫的幼虫 18蜗牛 19蛞蝓 20蚯蚓
21地鼠类
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§3 土壤生物
§3-1土壤生物的组成
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§3 土壤生物
(三)土壤真菌
土壤真菌：是指生活在土壤中菌体多呈分枝丝 状菌丝体，少数菌丝不发达或缺乏菌丝的具真正细 胞核的一类微生物。
生态习性：适宜酸性；好气性微生物；化能有机营养型 。 作用：是土壤中糖类、纤维类、果胶和木质素等含碳物质分解的
积极参与者。
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一、土壤微生物 土壤微生物是地球地表下数量最巨大的生命形式。土壤微生
物按形态学来分，主要包括原核微生物(古菌、细菌、放线菌、蓝 细菌、黏细菌)，真核微生物(真菌、藻类和原生动物)以及无细胞 结构的分子生物。土壤微生物分布广、数量大、种类多(1kg土壤可含5亿
个细菌,100亿个放线菌和近10亿个真菌,5亿个微小动物),是土壤生物中最活跃的部分。它 们参与土壤有机质分解，腐殖质合成，养分转化和推动土壤的发 育和形成。