第二章土壤理化性质
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-）。
土壤地理学 第二章第三章
土壤地理学第二章/第三章第二章：影响土壤形成的环境因素：俄国道库恰耶夫成土学说：主要观点：土壤成土因素主要有五个气候、生物、母质、地形。
时间影响土壤发育的五个主要因素：1、母质因素（不同岩石风化壳）2、生物因素（不同植被类型：草地与森林）3、气候因素（影响风化，控制植被生长）4、地形因素（影响物质与能量的分配）5、时间因素（控制土壤发育进程）地质大循环和生物小循环的关系：1.大循环是小循环的基础，也是土壤形成的基础（矿质养分）；2.小循环是土壤形成的核心（腐殖质）；3.大循环大于小循环，自然界会发生水土流失现象；4.大循环小于或者等于小循环，自然界水土保持。
总之，土壤的形成过程是物质的地质大循环与生物小循环过程矛盾与统一。
形成土壤的两个基本作用：◆风化作用：致密的岩石被破坏，营养元素得以释放，并形成疏松的风化层；◆生物作用：有机质加入，营养元素积聚。
1）土壤胶体及结构①土壤胶体：通常所说的土壤胶体实际上是指直径在1—100 mµm之间的土壤颗粒。
②土壤胶体的种类土壤矿物质胶体（无机胶体）：次生铝硅酸盐、铁铝化合物有机胶体：腐殖质、有机酸、蛋白质等有机-无机复合胶体③土壤胶体结构微粒核：胶核双电层：内外吸附层、扩散层2）土壤胶体的性质①巨大的比表面积和表面能②带电性带电的原因是什么？电性如何？③土壤胶体离子交换作用④分散和凝聚作用第一：粘土矿物胶体带电土壤中粘土矿物胶体一般都带负电荷，其电荷来源有以下几个方面：同晶置换作用粘土矿物晶质中的一种离子被另一种离子取代的过程。
在这个过程中，只改变了矿物质的化学成分，而矿物的结晶构造不变，故叫做同晶置换作用。
晶格破碎边缘带电矿物质风化破碎过程中，晶格边缘离子一部分电荷未被中和而产生剩余电荷，使晶体边缘带电。
第二：腐殖质胶体带电意义？由于腐殖质分子量大、功能团多，解离后带电量大，对土壤保肥供肥性有重要影响。
第三：两性胶体带电，什么是两性胶体？表面既带负电荷，亦带正电荷的土壤胶体称两性胶体。
第二章-土壤酸碱性氧化还原性
是指一种阳离子将胶体另一种阳离子交换出来 的能力。
影响阳离子交换能力的因素： a. 离子电荷数量的影响 b. 离子的半径及水化程度 c. 离子浓度
离子半径及水化程度与交换力的美系
离子
2.06
2.94
0.20
1.97
0.01
0.44
1.48
9.14
土壤酸性
3. 活性酸与潜性酸的关系
活性酸
先有活性酸，后有潜性酸；
潜性酸大大地大于活性酸；
活性酸与潜性酸处于动态平 衡中。
潜性酸
活性酸是土壤酸度的起源，代 表土壤酸度的强度；
潜在酸是土壤酸度的主体，代 表土壤酸度的容量。
第二节 土壤碱性
第六节 土壤酸碱性及缓冲性
内容提要
土壤酸性 土壤碱性 土壤酸碱性对土壤肥力和植物生长的影响 我国土壤酸碱性概况与土壤酸碱性调节 土壤缓冲性
土壤酸碱性
土壤酸碱性是指土壤溶液的反应。 它反映土壤溶液中H+浓度和OH-浓度比例，同时也决定土壤
胶体上致酸离子（H+或Al3+）或碱性离子（Na+ ）的数量及 土壤中酸性盐和碱性盐类的存在数量，是由母质、生物、 气候以及人为作用等多种因子控制的。
碱化度在5%-20%时称碱化土，土壤碱化度为5－10％定 为轻度碱化土壤，10－15％为中度碱化土壤，15－20％ 为强碱化土壤。
第三节 土壤酸碱性对土壤肥力 和植物生长的影响
土壤酸碱性对肥力和植物生长的影响
一、对土壤肥力的影响
1. 对土壤微生物的影响 土壤细菌和放线菌适宜于中性和微碱性环境； 在强酸性土壤中真菌则占优势 。
土壤化学性质土壤胶体及其特征
土壤胶体对土壤养分元素、 土壤胶体对土壤养分元素 、 污染物的迁移 转化有重要作用， 转化有重要作用 ， 这种作用与土壤胶体类型及 其性质密切相关， 土壤胶体均具有双电层结构， 其性质密切相关 ， 土壤胶体均具有双电层结构 ， 如图所示。土壤胶体可分为三种类型 三种类型： 如图所示。土壤胶体可分为三种类型： ① 土壤矿质胶体； 土壤矿质胶体； 有机胶体； ② 有机胶体； 有机-无机复合胶体。 ③ 有机-无机复合胶体。
•
二
土壤的阳离子交换
•(一)、土壤胶体的代换性离子 ( •扩散层离子 扩散层离子 •(二)、阳离子交换作用的基本特征 ( •1、可逆、服从质量作用定律、有选择性 1 可逆、服从质量作用定律、 •2、等当量交换 2
•(三)、影响阳离子交换能力的因素 ( •1、电荷数量：M+++ > M++ > M+ 1 电荷数量： •2、 离子半径及水化半径 2 •原子序大—离子半径大—水化半径小—代换能力强 原子序大—离子半径大—水化半径小— 原子序大 （大） •Fe3+ > Al3+ > H+ > Ca2+ > Mg2+ > NH4+ >K+ > Na+ Fe •H+：质子(半径很小) 、运动快、水化半径小 / 氢键 H 质子(半径很小) 运动快、 •3、离子浓度 3
• 小结
• 一 土壤胶体的特性
• 土壤胶体比表面和表面能、带有电荷、有凝 带有电荷、 聚和分散作用
• 二土壤阳离子交换
• 土壤阳离子交换吸附作用的特点
• 1．阳离子交换吸附作用是一种可逆反应。 阳离子交换吸附作用是一种可逆反应。 • 2．阳离子交换与吸收的过程以等量电荷关系进行 • 3．交换反应的速度受交换点的位置和温度的影响 • 四、土壤盐基饱和度
第二章土壤性质
3、土壤化学吸收： 定义：土壤溶液中可溶性物质生成难溶性物 质的沉淀过程。 意义：固定养分，有效性降低。 例：土壤中缺P肥，有效态P很少，主要以闭 蓄态（迟效态）形式存在： 热带、亚热带地区，Al，Fe丰富，生成 FePO4，AlPO4沉淀； 碱性土壤中含Ca，生成Ca(PO4)3； 中性或接近中性土壤中，P较丰富。
土壤总酸度＝活性酸度＋潜在酸度
活性酸是土壤酸度的起源，代表土壤酸度的强度； 潜在酸是土壤酸度的主体，代表土壤酸度的容量。
二、土壤碱度(soil alkalinity)
（一）土壤碱度的形成
土壤碱性反应及碱性土壤形成是自然成 土条件和土壤内在因素综合作用的结果。碱性 土壤的碱性物质主要是钙、镁、钠的碳酸盐和 重碳酸盐，以及胶体表面吸附的交换性钠。形 成碱性反应的主要机理是碱性物质的水解反应。
根据物理化学的反应，胶体在溶剂中呈不均 一的分布状态，固体颗粒表面的离子浓度与溶液 内部不同的现象称为吸附作用。
凡使胶体表面层中溶质的浓度大于液体内部 浓度的作用称为正吸附，反之则称为负吸附.
土壤的离子交换
土壤的离子吸收交换： 土壤胶体表面吸收的离子与溶液介质中其电荷符号相 同的离子相交换。
土壤的离子交换作用类型： 阳离子的吸收和交换作用（主要） 阴离子的吸收和交换作用。
1、土壤活性酸度 是自由扩散于土壤溶液中的
氢离子浓度直接反应出来的酸度。
2、土壤酸度的强度指标
（二）潜性酸度 (soil potential acidity)
土壤潜性酸是由于土壤胶粒上吸附着氢离子和铝离子 所造成的显出酸性，所以它是土壤酸的潜在来源。
大学土管知识点总结大全
大学土管知识点总结大全第一章：土壤学基础知识1.1 土壤的定义与分类土壤是地球表面最上层由岩石颗粒、有机质、水和空气所组成的，支持生物生长的物质。
土壤根据其形成过程、化学性质、物理性质和生物性质可以分为多种类型，常见的有砂土、壤土、粘土、沙壤土等。
1.2 土壤的物理性质土壤的物理性质主要包括土壤颗粒的大小和形状、土壤的密度、孔隙度等。
这些性质对土壤的渗透性、通气性、保水性等有一定的影响。
1.3 土壤的化学性质土壤的化学性质包括土壤的酸碱度、土壤中的养分含量等。
这些性质对于土壤的肥力、养分供应等有着重要的作用。
1.4 土壤的生物性质土壤的生物性质主要指土壤中的微生物、腐解生物等。
这些微生物能够分解有机物、促进土壤的肥力等，对土壤的生态系统有着重要的作用。
第二章：土壤与植物2.1 土壤对植物的影响土壤中的养分、水分、氧气等对植物的生长有着直接的影响。
不同类型的土壤对植物的影响也有所不同，需要根据具体情况进行合理的土壤处理和管理。
2.2 土壤养分的供给土壤中的养分对于植物的生长发育至关重要。
常见的养分包括氮、磷、钾等，需要通过施肥等方式来进行补充。
2.3 土壤中的微生物土壤中的微生物对于植物的生长发育有着积极的影响。
它们可以分解有机物，促进植物的吸收养分等。
第三章：土壤改良与施肥技术3.1 土壤改良土壤改良是通过改变土壤的物理性质、化学性质、生物性质等，来提高土壤的肥力、改善土壤的透气性、保水性等。
通常采用的方法有耕作、施肥、植被覆盖等。
3.2 施肥技术施肥是为了保证植物充分获得所需的养分而对土壤进行的一种活动。
施肥的方式有化肥施用、有机肥施用等，需要结合实际情况进行选择。
第四章：土壤保护与治理4.1 土壤侵蚀土壤侵蚀是指风、水、人类等因素对土壤进行的剥蚀、冲刷等，导致土壤流失的过程。
土壤侵蚀对于土地的生产力有着严重的影响，需要采取措施加以防治。
4.2 土壤污染土壤污染是指土壤中出现的有毒物质，对土壤环境和人类健康带来危害的情况。
种植基础第二章第三节土壤的基本性质
（五）土壤缓冲性能
土壤缓冲性能是指土壤抵抗外来物质引起酸碱反应剧烈变化的能力， 即在土壤中加入酸、碱物质后，土壤的pH并不会相应地上升或下降， 仍能保持其相对稳定性。
三、土壤孔隙性
土壤孔隙：指土壤固相土粒或土团之间的空隙。土壤孔隙是土壤中物质 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。
体积总和占整个土壤体积的百分数。
无机胶体在数量上远比有机胶体要多，主要是土壤粘粒，它包括 Fe、Al、Si等含水氧化物类粘土矿物以及层状硅酸盐类粘土矿物。
有机胶体主要指的是土壤中的腐殖质。在土壤中有机胶体一般很 少单独存在，绝大部分与无机胶体紧密结合在一起形成有机-无机复合 胶体。
土壤胶体带有电荷，能够吸附土壤溶液中的离子态养分，因而避 免其随水流失。这是土壤保肥性的重要方面。
赤红壤
砖红壤
几种酸性土剖面图
（三）土壤碱性
土壤碱性是由于土壤中OH-浓度高于H+离子浓度而造成的。 土壤中OH-主要来自于强碱弱酸盐的水解和土壤吸附的钠离子的解离。
土壤中的强碱弱酸盐主要是碳酸盐或重碳酸盐的碱金属（K+，Na+） 或碱土金属（Ca2+，Mg2+）的盐类。
含有游离碳酸钙的土壤称为石灰性土壤。
土壤板结，结构变劣； 部分微量元素有效性降低（镁）；磷的有
效性也下降。 因此，施用石灰要适量。白云石替代
影响石灰施用量的因素有： 土壤潜性酸和pH；盐基饱和度；质地；有机质含量；石灰的 种类和施用方法；作物的要求等。
2.土壤碱性的调节
用石膏来改良。原理如下：
土壤胶体
Na+
+
CaSO4
Na+
土壤胶体 Ca2+ + Na2SO4
(培训)土壤学与肥料学考试资料
土壤学与肥料学第一节．土壤的组成土壤是由因相（有机质、矿物质、生物体）液相（土壤水分）气相（土壤空气）组成的，土壤最为理想的固相、液相、气相容积比为2：1：1一、有机质1、土壤的来源：动植物和微生物残体，动物排泄物，人为施用的肥料；2、成分：①碳水化合物，如淀粉、纤维素、葡萄糖、蔗糖②含氧化合物，如蛋白质、氨基酸、DNA组成（嘌呤、嘧啶）③脂肪化合物④单宁物质⑤灰？物质，即植物残体，燃烧后余留的灰烬如各种矿物质元素：钙、镁、钾、钠、硅、硫、铝、锰等。
3、类型①新鲜有机质—未分解或部分分解的动植物残体，可以与土壤分离。
②腐殖质—经微生物作用后，与土壤紧密结合的有机物，占土嚷有机质的大部分。
4、有机物的转化过程同时有两个方向转化：矿质化和腐殖化①矿质化过程：复杂有机物转变简单化合物；②腐殖化过程：复杂有机物转变复杂稳定的高分子化合物5、有机质的作用主要包括两方面：提供营养和改良土壤①植物营养的主要来源；②促进植物生长发育；③促进土壤微生物活动；④改善土壤化学性质，缓冲作用，调节PH值（酸碱度）；⑤改善土壤物理性质，形成团料结构；二、土壤矿物质（无机物）一）、土壤粒？：石砾、沙粒、粉沙粒、粘沙粒二）、土壤质地：砂土、壤土、粘土1、砂土①孔隙大，通气性，排水性良好；②缺含毛细管，畜水能力差；③本身缺乏营养，施用的肥料分解快，故保肥能力强；④昼夜温差大，所以适宜做盆栽、盆插土、选种耐旱耐瘠树种。
2、粘土①毛细管发达，持水量大，但通气性、排水性差；②养分不易淋失，肥料分解慢，帮保肥能力差。
三、土壤生物1、微生物：如细菌、真菌2、动物：如蚯蚓、可分为有害和有益的动物。
四、土壤水分类型1、吸湿水——不能活动，不能用利用；2、膜状水——难移动，难利用；3、毛管水；4、重力水田间持水量：全部孔隙充满水后，除去由于重力向下渗透的水外的其余水分。
五、土壤空气土壤通气性调节，耕作，改善土壤结构，改善排水条件第二节．土壤的形成一、土壤五大成土因素：母质、气候、生物、地形、时间；二、五大成土因素对土壤形成所起的作用1、母质：①构成土壤矿物质部分的基本材料；②植物矿物质元素的最初来源；2、气候：以温度和湿度对成土的影响最重要；3、生物：主导因素（1）植物：①对土壤养成的“富集作用”；②根系的伸展影响土壤结构形成；③根系分泌物引起土壤理化性质改变；（2）微生物：①合成腐殖质；②分解有机质；这两个过程循环进行。
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库布其沙漠治理
二、土壤孔隙性（比重，容重，孔隙度 ）
（一）土壤的比重与容重
土壤比重：单位体积土壤固相物质的重量（不包括土壤孔隙体积 ）和同体积水的重量之比，无单位。一般土壤比重为2.65， 测 定方法：比重计法；
土壤容重：单位体积原状土体（包括固体和孔隙在内）的干土重
。单位为g/cm3, 一般为1.325 g/cm3。（环刀法）
土壤所获得的的辐射能与地理纬度 、地形条件、地表物质、季节变化 和植被覆盖有关系
（二）土壤的热平衡
土壤所获得的太阳能转化为热能 以后，主要部分消耗于土壤水分 的蒸发及与大气层间的湍流交换 上，一部分被生物活动所消耗， 很少一部分通过热交换传导至土 壤底层。
土壤固相物质组成、土壤质地和土壤结构 是决定土壤许多重要物理特性的物质基础，而 土壤颗粒密度、土壤密度、孔隙度、土壤磁性 和土壤颜色则是反映土壤物质组成和土壤发生 条件的重要定量指标。
第一节 土壤物理性质
一、土壤结构及意义
（一）土壤结构以其形态类型
1.土壤结构体：土粒（单粒和复粒）因胶结、凝聚等作用形成大小、形 状不同的团聚体。 2.土壤结构：土粒（单粒和复粒）的排列、组合形式。按形状可分为块状 、片状和柱状三大类型；按其大小、发育程度和稳定性等，再分为团（粒 ）状、块状、棱柱或柱状、片状等结构。
土壤容重是土壤发生学重要参数、是计算土壤孔隙度、水分和养 分含量、和土层重量的必须指标，是评价土壤物理性质和肥力水 平的重要依据。
（二）土壤的孔隙性
土壤的多孔性称为孔隙性， 孔隙所占体积的百分比，称
为孔隙度
土壤孔隙度%=（1-容重/比重）×100%
•土壤孔隙包括毛管孔隙（直径小于0.1 mm）和非毛管孔隙（ 直径大于0.1mm），毛管孔隙使土壤具有持水能力；非毛管 孔隙使土壤具有透水性和通气性。
单个土粒
微团粒
团聚体
块状结构 Blocky
柱状结构 Columnar
大块状结构 Massive
棱柱状结构 Prismatic
（1）球状或团粒状：疏松多孔，由腐殖质和高价盐胶结而成，是 农业理想的的水稳性土壤结构。团粒直径为 0.25-10mm；0.250.005mm:微团聚体（微团聚体）
根据色调、彩度和亮度来确定颜色， 一般采用美国蒙氏比色法测定，包含 428个标准比色卡
蒙氏土壤颜色卡图
在明亮光线，湿润的土壤测定；避免 在强阳光测定，并且土样应是新鲜而 平的自然裂面为宜，不用刀削的平面
四、土壤的热特性
（一）土壤热量的来源
土壤热量主要来源于太阳辐射、地 球内部向外输送的热、土壤生物过 程释放的生物热和化学过程产生的 化学热，其中太阳辐射能占总能量 来源的99.97%
• 是将土壤颗粒粘结在一起形成团聚体的物质，能显著的增加 土壤中水稳定性团粒的数量，形成良好的团粒结构；
• 包括天然土壤结构改良剂和人工合成土壤结构改良剂两种；
• 天然改良剂：植物残体、泥炭、褐煤等原料, 抽取腐殖酸、 纤维素、木质素、多糖羧酸类等物质,或人工合成的高分子聚合 物：聚乙烯醇和聚丙烯酰胺制剂
•土壤的孔隙性由毛管孔隙和非毛管孔隙组成，孔隙形状复杂 多样，是土壤重要属性，影响土壤的水、肥、气、热。
•适宜的土壤孔隙度为50%左右，而毛管孔隙和非毛管孔隙各 占50%左右。 •影响土壤孔隙性的主要是土壤质地、有机质含量和土壤结构
三、土壤颜色
是土壤物质成分和内在性质的外部反 映，是土壤发生层外表形态的最显著 标志，很多土壤类型的名称以其颜色 命名，如黑土、红壤、黄壤等
（5）大块结构：外形不规则而紧实，大于20mm，半湿润半干旱 的具有碳酸钙淀积的心土或底土，以及亚热带具有明显黏粒聚集 土层的心土层
土壤结构 形态图
团状（团粒状） 片状
块状
棱柱状
发生土层 A层
E层
B层
B层
（二）土壤结构形成机制
1 土壤结构形成的物质条件
胶结物质存在，包括有机胶结物质和无机胶结物质
有机胶结物质及其胶结作用： 无机胶结物质以及胶结作用：
第二章土壤理化性质
知识回顾
• O层：半分解或未分解的有机残体组成，主要是植物 残体（枯落物层)； • A层：受生物气候或人类活动影响形成的有机质积累 和物质淋溶表层。有机质含量高，颜色较暗黑；（腐殖 质层） • E层：是硅酸盐粘粒、铁铝等物质明显淋失的漂白淋 溶层 ；（淋溶层 ） • B层：硅酸盐粘粒、氧化铁、氧化铝、碳酸盐、其他 盐类和腐殖质等物质聚积的层 ；（沉淀层） • C层：与土壤发育有密切关系的岩石风化物层；（母 质层） • R层：坚硬的大块基石，非土壤发生层 ，却是土壤剖 面的重要组成部分，土壤形成的基础。（母岩）
包括土壤腐殖质、微生物菌丝 体和黏液。最重要是腐殖质， 能与钙、镁离子形成不可逆的 凝胶，是形成水稳性团粒结构 的重要胶结物质。
Ca2+
土 粒
腐
殖
土粒
质
土粒
包括粘土矿物、铁铝氢氧化物、硅酸凝胶和 石灰质。通常带负电荷，与土壤中的二、三 价正电荷的阳离子（Ca，Mg，Fe，Al）形 成凝胶，形成初步微团粒，然后和腐殖质等 胶体化合物进一步凝聚，逐步形成
团聚结构。
Fe2+ 土粒 腐
殖
土 粒
质 土粒 Fe3+
Al3+
2 土壤结构形成的动力机制
生物作用
干湿交替
土壤结构形成动力机制：
胶结 作用
水膜的粘 结作用
胶体的凝聚作用
Байду номын сангаас
（三）土壤结构以对土壤物理性质的影响
不同类型土壤结构，给土壤带来不同的孔隙状况和分 散状态，进而影响----土壤通气、透水、持水、保肥 以及物质迁移。
（2）片状：耕层土壤多年承受机具压力出现紧实的片状机构，影 响根系下扎，容易排水不畅而内涝；
（3）块状：外形不规则，多出现缺乏有机质的粘土中，内部结构 紧实，多为非水稳态
（4）柱状和棱柱状：多见于半干旱和干旱地区土壤下层，内部紧 实，最典型为碱土的柱状结构；棱柱状多见于质地粘重和干湿交 替发生的底层土壤，干湿交替缓慢时候易形成大棱柱结构。
片状：土粒排列紧密、妨碍透水和根系下扎生长 块状、柱状：内部紧实，构体间断裂大，漏肥漏水
团粒（团聚体）：不同直径大小的多孔隙分布， 解决土壤持水又透水的矛盾 解决土壤供肥和保肥的矛盾 解决土壤持水和通气的矛盾
为什么说 团粒结构是最佳的土壤结构？ 土壤质地与土壤结构的区别
土壤结构改良剂 （土壤结构改良的人工方法之一）