土壤学 第二章总结
土壤学第二章 土壤性质(水文)
Ca使土壤颗粒凝聚，形成水稳性结构体
2. 影响土壤养分有效性
养分离子从土壤胶体上被交换到土壤溶液中， 易被作物吸收（有效性提高），但也易流失
提问
土壤 A
阳离子组成 [cmol(+)/Kg]
K+ Ca2+ Mg2+ Fe3+ Al3+ H+ NH4+
6.6
6.4
3.8
0.4
成分的淋失，使土壤逐渐酸化；干旱地区，降雨量远远低于蒸发量
第二章 土壤的基本性质
（Soil basic characteristics）
§2-1 土壤孔隙性与结构性 §2-2 土壤胶体与离子交换作用 §2-3 土壤酸碱性 §2-4 土壤通气性与氧化还原性 §2-5 土壤热性质 §2-6 土壤养分状况
§2-1 土壤孔隙性与结构性
§ 2-1 soil porosity 、structure
度”）
旱地土壤在1.14～1.26g/cm3之间最适宜。 （2）影响因素：
土壤的矿物组成和含量 土壤有机质含量 土壤质地 土壤结构 土壤松紧度 人类活动
3. 土壤孔隙度：土壤孔隙的数量指标，即单位体
积土壤中孔隙体积占整个土壤体积的百分数。
孔隙体积 土壤孔隙度 100% 土壤体积
土壤体积-土粒体积 100% 土壤体积
土壤中带正电荷胶体吸附的阴离子与土壤溶液中阴 离子相互交换的作用。 类型： （1）易被土壤吸附的阴离子：磷酸根（H2PO4HPO42- 、PO43-）、硅酸根（HSiO3-、SiO32-）、某 些有机酸根（C2O42-）； （2）很少或不被吸附的离子：Cl-、NO3- NO2-，易 随水流失； （3）中间类型的阴离子：SO42-、CO32-、HCO3-、 某些有机酸（CH3COO-）。
土壤学第二章 岩石风化和土壤形成及土壤剖
全文电子教材土壤与土壤资源学（上篇：土壤学）林学专业第二章岩石风化和土壤形成及土壤剖面第一节岩石风化一、风化作用的概念及类型当岩石处在风化它的环境条件下时，它是很稳定的，但一旦条件发生的变化，为了在新的条件下达到平衡，岩石必然发生相应的变化。
位于地壳深部的岩石，由于地质作用的结果露出地表，岩石本身因外压力的减少而产生膨胀，导致岩石产生缝隙和裂纹。
同时岩石与大气接触以后，受到各种自然因素（主要是水、热及空气等）和生物的影响，这种影响是长期的和复杂的。
根据外界因素对岩石作用的性质，可以将风化作用区分为物理风化和化学风化。
当然，在自然界这两类作用是紧密相联系的，有时很难把它们区分开来。
生物的活动，就其对岩石或矿物的作用性质而言，也是以物理或化学的方式作用于岩石矿物的。
也有人将生物活动所引起的岩石或矿物的风化，称为生物风化。
由于地球表面广泛的存在着大量的生物，它们在风化过程中起着积极的影响，以至在自然界中地表物质的风化过程几乎都有生物参加。
从原始幼年土形成来看，风化过程先于土壤形成，风化过程先产生形成原始土壤的母质，因此风化过程可以说是土壤形成的基础。
从现代的土壤形成和发展来看，风化过程则是成土过程本身的一部分。
（一）物理风化过程物理风化又称为机械崩解作用，主要是由温度变化、水分冻结、碎石劈裂以及风力、流水、冰川的磨擦力等物理因素的作用所引起的。
温度变化可以引起物质产生热胀冷缩。
岩石是由各种矿物组成的，而各种矿物的热学性质是不同的，例如石英的热膨胀系数为0.0000075，而正长石为0.000020，当昼夜或季节温度变化时，在矿物之间的接触面上产生张力，使岩石产生裂隙和崩解。
粗粒结晶的花岗岩，由于结晶矿物的膨胀幅度较大，这种作用更为明显。
含有暗色矿物的岩石，由于提高了岩石的热辐射能力，温度变化比较大，因此像玄武岩、辉长岩及辉绿岩等一些深色岩石，常产生剥蚀现象。
而由单一矿物集合的岩石或浅色岩石（如石灰岩、石英岩等），受到温度的影响较小，崩解也比较慢。
第二章 土壤的形成、分类与分布
3．母质透水性对成土作用有显著影响
总而言之，土壤母质与土壤矿物质的矿物组成和化学组成、土壤 机械组成有着先天的关系，同时也影响到土壤成土作用。
土壤的形成过程
(1)岩石风化过程 形成疏松的成土母质 形成原始土壤 形成成熟土壤 高等植物
(2)低等植物着生过程
(3)高等植物生长过程 微生物、低等植物 风化作用 岩石 成土母质
盐化、脱盐过程
盐化过程是指土体中各种易溶性盐类在土壤表层积 聚的过程。发生在滨海区、干旱区、半干旱区，形成具 盐化层的盐渍土。
脱盐化过程是指盐 渍土中可溶性盐在 降水、人为因素等 作用下降低或排出 土体或迁移到下层 的过程。
碱化、脱碱化过程
碱化过程是指土壤胶体上吸持较多交换性钠，使土壤呈碱 性反应，并引起土壤物理性质恶化的过程。结果在土壤底层形 成具碱化层的碱化土，pH值大于9.0。 脱碱化过程是指通过淋洗和化学改良，从土壤吸收性复合 体上除去钠离子的过程。 盐化与碱化相伴随进行。先盐化，发生脱盐化过程，土壤 胶体发生交换性钠吸附，从而产生碱化，即碱化土是盐化、脱 盐化相互交替的结果。
“岩漆”阶段：自养型微生
物
“地衣”阶段：异养型微 生物－原始微生物群落 “苔藓”阶段：生物风化 与成土过程速度升高
有机质聚积过程 是指在各种植物和水、 热等成土因素的综合作用下, 在土体中特别是土层上部大 量积累有机物的过程。
黏化过程
土体中粘土矿物的生成和聚集过 程。可分为残积黏化过程和淀积 黏化过程。 残积黏化：原生矿物进行土内风 化形成黏粒，未经迁移。 淀积黏化：风化作用形成的黏粒 受水份的机械淋洗，迁移到一定 深度的土层聚集，是该层黏粒含 量增加，质地变黏。
处于A层的下面，是物质淀积作用造成的。淀积的 物质可以来自土体的上部，也可来自下部地下水 的上升，可以是粘粒也可以是钙铁锰铝等，淀积 的部位可以是土体的中部也可以是土体的下部。 一个发育完全的土壤剖面必须具备这一个重要的 土层。
《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。
土壤学第二章
第二章
第二节
土壤有机质 (soil organic matter)
土壤有机质的分解和转化
2
影响有机物质的分解和转化的因素：
（一）土壤生物的组成与活性 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 细菌和放线菌可促进碳水化合物的分解
第二章
第二节
（二）土壤特性 1、质地 2、PH值 3、水分
分两个阶段 1 产生构成腐殖质基本组成的原始材料（简单有机物）
2 合成阶段 多元酚
氧化
醌
+氨基酸或肽 酶
腐殖质
2、腐殖化过程
第二章
第二节
土壤有机质 (soil organic matter)
土壤有机质的分解和转化
腐殖化过程:(Humification)*** 各种有机化合物通过微生物的合成或在原植物组织中的
氨化过程
氨基酸分解产生NH3
硝化过程
NH3氧化生成硝酸。
反硝化过程
硝态氮还原成气态氨的过程。
第二章
土壤有机质 (soil organic matter)
含磷有机物的转化
土壤中表层有26％—50％是以有机磷状态存在，主要有核蛋白、 核酸、磷脂、核素等、这些物质在多种腐生性微生物作用下， 分解的最终产物为正磷酸及其盐类，可供植物吸收利用。
化作用称之激发作用。
激发效应可以是正、也可以是负。
第二章
第二节
土壤有机质 (soil organic matter)
土壤有机质的分解和转化
注
意
在好氧条件下，微生物活动旺盛，分解作用可进行较快而彻底， 大部分有机物质变成CO2和H2O，而N、P、S等则以矿质盐类 释放出来。 在嫌气条件下，好氧微生物的活动受到抑制，分解作用进行得 既慢又不彻底，同时往往还产生有机酸、乙醇等中间产物。 在极端嫌气的情况下，还产生CH4、H2等还原物质，其中的养 料和能量释放很少，对植物生长不利。
（土壤学讲义）第2章土壤有机质
第二章土壤有机质 (Soil Organic Matter)第一节土壤有机质的来源、含量及其组成第二节土壤有机质的分解和转化第三节土壤腐殖物质的形成和性质第四节土壤有机质的作用及管理第一节土壤有机质的来源、含量及其组成一、定义是指土壤中所有含碳的有机化合物。
二、来源动、植物残体和微生物(落叶、死亡茎杆、根系、动物的排泄物、代谢产物等)人工施入土中的有机肥料三、含量耕层含有机质20%以上的土壤—有机质土壤而含有机质20%以下的土壤—矿质土壤但耕作土壤中表层有机质的含量通常在5%以下，一般在1%——3%之间。
四、组成1、元素组成C——52%-58%O——34%-39%H——3.3%-4.8%N——3.7%-4.1%其次为P、S等，C/N比大约在10左右2、化合物组成类木质素蛋白质纤维素半纤维素乙醚和乙醇可溶性化合物第二节土壤有机质的分解和转化一、分解和转化过程 (Decomposition of Organic)（一）矿质化过程1、定义：指在微生物酶的作用下发生氧化反应，彻底分解而最终释放出二氧化碳、水和能量，所含氮、磷、硫等营养元素在一系列特定反应后，释放成为植物可利用的矿质养料，这一过程称为有机质的矿化过程。
2、各种化合物矿质化过程1）碳水化合物好气条件下分解—速度快，中间产物有机酸不易积累，最终产物是CO2和水，并释放出大量的热量。
嫌气条件下分解—速度很慢，并有大量中间产物——有机酸积累，最终产物中除有CO2外，还有大量还原性物质CH4、H2等出现，同时释放的热能也低些。
2) 脂肪、树脂、蜡质、单宁等在好气条件下—除生成CO2和水，并放出能量外，还常产生有机酸在嫌气条件下—则可产生多酚类化合物,氧化可转化为酮类化合物，也可通过聚合、缩合等作用，形成土壤沥青。
3) 木质素类不同植物的木质素，都含芳香核，是一类成分和结构都极复杂的有机化合物，是最不易分解的有机成分。
在好气条件下—主要通过真菌和放线菌的作用，先进行氧化和脱水，再缓慢分解，其芳香核变为醌型化合物在嫌气条件下—分解极漫，在沼泽泥炭地木质素大量累积。
第二章 土壤有机质2
3.含磷有机物质的转化
土壤中含磷有机物主要有核蛋白、 卵磷脂、核酸、核素等，它们在有机磷 细菌的作用下进行分解：
核蛋白质
磷细菌 水解
磷酸
K＋＋Na＋＋Ca2＋
磷酸盐
产生的磷酸盐是植物可吸收的磷素养
分，但在酸性或石灰性土壤中易与Fe、Al、 Ca、Mg等生成难溶性的磷酸盐，降低其有 效性。在缺氧条件下磷酸又被还原为磷化 氢，其反应如下：
nC6H12O6＋6O2 6CO2＋6H20＋热量
通气不良的条件下
如果在通气不良的条件下，则在嫌气性 微生物作用下缓慢分解，并形成一些还 原性气体、有机酸，产生的热量少，称 发酵作用。
其反应为： C6H12O6
2CO2
4H2＋CO2
CH3CH2CH2COOH ＋ 2H2 ＋ ＋热量 CH4＋2H2O
土壤腐殖质的分离、提取与组分
土壤(去除有机残体)
用0.1MNaOH提取,过滤
黑色溶液
用HCl调节到pH2
胡敏素残渣
溶液-富里酸
沉淀-胡敏酸
分子结构和分子量 ---腐植酸的核心组成份是芳香族化合物， 此外还有氨基酸、多肽及碳水化合物。 ---富里酸含羧基比胡敏酸多，所以酸性较 强。 ---富里酸的分子比胡敏酸小，结构较简单。
二、土壤有机质的来源
土壤有机质最初来源—微生物。 土壤有机质主要来源（基本来源）为高等 绿色植物的枯枝、落叶、落果、根系等； 其次是土壤中动物、微生物的遗体； 自然土壤→农业土壤 人为施用的有机肥料 （工农业废渣、微生物制品）扩大了土壤 有机质的来源。
三、土壤有机质的类型（组成）
进入土壤中的有机物质呈现三种状态： 新鲜的有机物质---动、植物残体 半分解的动、植物残体 腐殖物质
土壤肥料学通论土壤学部分各章重点-复习
第一章绪论1、土壤概念2、土壤肥力四因素第二章土壤的基本物质组成1、土壤的三相组成2、成土岩石的种类（三种）3、风化作用及三种类型4、五种成土因素5、土壤机械分析、土壤质地概念及土粒分级（分为哪几级）6、不同质地土壤的利用改良措施7、土壤有机质的转化（1）矿化作用（2）腐殖质化过程（3）土壤呼吸（微生物学解释及通气机制解释）（4）腐殖物质（5）腐殖质化系数8、腐殖质的种类及其人为分离方法9、影响有机质转化的因素10、有机质在土壤肥力中的作用11、土壤空气的组成特点12、通气的两个机制13、土壤热特性、热导率、导温率等概念14、土壤氧化还原电位概念15、水分进入土体时所受的三种力16、土水界面的三种吸附力17、土壤水分的类型特点18、水分含量的表示方法（四种）19、土壤水分能态：（1）四种水势（2）土壤水吸力概念（3）土壤水分特征曲线概念及意义20、水、气、热等的调节第三章土壤的基本发性质1、土壤孔性：（1）孔隙度（2）相对密度（3）土壤容重（4）孔隙类型2、土壤结构性：五种结构，其中团粒结构为重点，包括其形成及其与土壤肥力的关系。
3、土壤耕性、土壤物理机械性概念（1）粘结和粘着性（2）可塑性（3）胀缩性4、土壤胶体概念、种类：（1）2:1型粘土矿物和1:1型粘土矿物、同晶代换5、土壤胶体的结构：微粒核、双电层6、土壤胶体电荷：永久电荷、可变电荷、可变电荷零电点（pH0）7、土壤的吸收性能8、阳离子交换量及其影响因素9、盐基饱和度、交换性阳离子种类、盐基饱和（不饱和）土壤10、影响交换性阳离子有效性的因素11、阳离子非交换吸附中的晶格固定12、土壤活性酸、潜性酸及其表示方法，潜性酸的分类13、土壤缓冲作用的机制第四章1、高产肥沃土壤特征及其培肥措施2、土壤污染源及其防治。
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第二章土壤有机质
第一节、土壤有机质的组成与性质
土壤有机质概念：存在于土壤中的所有含碳的有机物质.
一、土壤有机质的来源包括：
---植物残体；
---动物残体；
---微生物的残体；
---有机肥料；
---有机废物；
其中进入土壤的植物残体是最主要的来源。
二、土壤有机质含量
有机质土壤：有机质含量超过20%的土壤。
矿质土壤：有机质含量低于20%以下的土壤。
矿质土壤土壤在陆地上占绝大多数
土壤有机质成为土壤肥力的重要物质基础，也是评价土壤肥瘦的重要标志之一。
三、土壤有机质的存在形态
1、新鲜有机质
2、半分解有机质
3、腐殖质
第二节土壤有机物质的分解与转化
矿质化作用和腐殖化作用
一.有机质的矿化作用
1、概念*
有机物质在微生物的作用下分解成无机营养元素的过程
2、意义*
1）为作物生长释放出了营养元素---有效化过程
2）为腐殖质形成提供了基本材料，成为腐殖化的前提
3、含氮物质的分解
1）水解作用
2）氨化作用——氨气（好氧合厌氧皆可）
3）硝化作用（好气条件下）——硝酸根
5）反硝化作用（厌氧）——氮气、N2O
旱地和水地含氮化合物的转化结果会有何差异？
3、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
矿化率是土壤矿化快慢的指标
4、影响土壤有机质转化的因素：1）有机残体的特性
2）土壤水分和通气状况
3）温度
4）土壤特性
5、有机残体的组成与状态
1、物理状态
多汁、幼嫩的植物残体比干枯、老化的植物残体容易分解；
粉碎的植物残体比未粉碎的容易分解。
2、有机残体
一般阔叶>针叶，叶片>残根;豆科>禾本科
秸秆还田如何做最有利于有机质的分解？
6、激发效应：土壤中加入新鲜有机植物会促进土壤原有有机物的降解。
激发效应可以是正的，也可以是负的
激发比率：加入新鲜有机物质后，土壤有机物质矿化量与加入前矿化量之比
7、发生植物和土壤争夺N的原因是什么呢？
8、秸秆还田怎么处理就不会造成微生物和植物争夺氮素呢？
9、南方和北方相比，那里的土壤有机质含量相对较高？原因呢？
北方。
在适当湿润而通气良好的条件下，好气微生物活动强烈，有机质进行好气分解，分解速度快，矿化率高，中间产物累积少，释放出的矿质养分多，但腐植化系数低，不利于腐植质的累积
第三节腐殖质
腐殖质：复杂的天然高分子聚合物，其主体为腐殖酸及其盐
腐殖化作用：使简单的有机化合物形成新的、较稳定的有机化合物，使有机质及其养分保蓄起来的过程。
一、腐殖物质的分离与组成
1、根据腐殖物质在不同溶剂中的溶解度和颜色
可分离出3种性质不同的腐殖质:
胡敏素（黑腐酸HM）不溶于碱
胡敏酸（褐腐酸HA）溶于碱，不溶于酸和水
富里酸（黄腐酸FA）溶于碱，溶于酸和水
2、大多数草本植物或阔叶树残体（盐基较高）有利于形成胡敏酸类为主的腐殖质；针叶树残体利于形成富里酸类为主的腐殖质。
二、土壤腐殖质在土壤中存在形态
（１）游离态的腐殖质，在一般土壤中占极少部分。
红壤
（２）与矿物中强盐基化合成稳定的盐类，主要为腐殖酸钙镁。
黑土
（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。
第一：通过钙离子结合。
农业重要，与团粒结构形成有关。
第二：通过铁、锰、铝离子结合。
结合紧密，不具水稳性。
三、土壤腐殖酸性质
物理性质
1、分子量、形状、颜色
A、分子量很大。
分子量大小与单体和聚合度有关；
B、形状球形结构，疏松多孔，似海棉；
C、颜色分子量愈大，颜色愈深
2、溶解性与吸收性
A、溶解性
FA、HA都溶解于碱，HA不溶于酸和水，
FA溶解于酸和水。
（结果呢？易流失）
B、吸收性
亲水胶体，吸水能力强，
吸水量可达其重量的500%
化学性质
1、两性胶体，以带负电为主可变电荷
2、变异性
HA/FA值***：表示胡敏酸与富里酸含量的比值。
是表示土壤腐殖质成份变异的指标之一一般我国北方的土壤，特别干旱区与半干旱区的土壤腐殖质以胡敏酸为主，HA/FA比大于1.0
而在温暖潮湿的南方的酸性土壤中，土壤中以富里酸为主，HA/FA比一般小于1.
在同一地区，水稻土的腐殖质的HA/FA 比大于旱地。
四、土壤胡敏素
1、定义：在任何pH条件下的水溶液中都不溶解的腐殖物质组分。
2、
第四节土壤有机质的作用和调节
增加土壤有机质的措施
1）增施有机肥料、种植绿肥
2）大力提倡秸秆还田（沃土计划）
3）保留树木凋落物
4）调节土壤水、气、热等状况
5）调节C/N。