土壤學(xué)緒論課件

1、土壤學(xué)(園藝、茶學(xué)、農(nóng)學(xué)類）第一章 緒論一、土壤的基本概念二、土壤肥力的概念三、土地的基本概念四、土壤在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)系統(tǒng)中的地位五、土壤的基本物質(zhì)組成一、土壤的基本概念（一）土壤在地球上的位置組成地球的四大圈層： （1）巖石圈： （2）水圈： （3）大氣圈： （4）生物圈：巖石圈：位于地表，主要由富含硅、鋁的硅酸鹽類巖石所構(gòu)成，又稱為地殼。水圈：包括地球表面的湖泊、江河、海洋等水域，是一個連續(xù)而不規(guī)則的圈層。生物圈：地球上存在生命物質(zhì)的空間，上至海平面上十多公里，下至海平面以下十余公里乃至地下幾百米。大氣圈：環(huán)繞地球最外層的氣體圈層。地表巖石經(jīng)過風(fēng)化作用形成了一層疏松的物質(zhì)，稱為母質(zhì)。由這層

2、疏松的風(fēng)化物質(zhì)構(gòu)成的地殼表層，稱為風(fēng)化殼。 風(fēng)化殼厚可達幾十米，薄的僅幾厘米，甚至可以忽略不計。在疏松的母質(zhì)層的上部，生物活動比較強烈，累積的有機質(zhì)比較多，這就是土壤。（二）土壤的概念不同行業(yè)的人給土壤下的定義不同。從農(nóng)業(yè)的角度出發(fā)，可以給土壤如下的定義： 土壤就是陸地表面能夠生產(chǎn)植物收獲物的疏松表層。土壤的基本特性1、土壤具有肥力：這是土壤區(qū)別于其它自然體的質(zhì)的特征。2、土壤資源數(shù)量的有限性3、土壤資源質(zhì)量的可變性4、土壤資源空間分布上的固定性二、土壤肥力的概念（一）土壤肥力概念的演變十七世紀末：-英國的John Woodward得出細土是植物生長“要素”的結(jié)論，而另一些人則認為腐植質(zhì)是植物

3、生長“要素”；1840年：-德國化學(xué)家李比西（Liebig）發(fā)現(xiàn)植物依靠土壤中的礦質(zhì)元素而生活，創(chuàng)立著名的“礦質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說”。該觀點后來又被著名的洛桑試驗站（Rothamsted）所證實。20世紀30年代：威廉斯擴大了土壤肥力的概念。他認為土壤肥力就是“土壤在植物生長的全過程中，同時而且不間斷地供給植物以養(yǎng)分和水份的能力”。1989年美國土壤學(xué)會的土壤肥力的定義是：土壤供應(yīng)植物生長所必需的養(yǎng)分的能力。我國土壤學(xué)家（1987）提出的土壤肥力的概念：-在植物生活期間，土壤供應(yīng)和調(diào)節(jié)植物生長所需要的水份、養(yǎng)分、熱量、空氣和其它生活條件的能力。水、肥、氣、熱被稱為土壤肥力的四大要素。三、土地的概念土地是

4、由氣候、地貌、巖石、土壤、植被和水文等自然要素組成的垂直立體空間，土壤只是其中的一個組成部分。土地具有強烈的“社會經(jīng)濟”屬性，而土壤的“社會經(jīng)濟”屬性較弱。四、土壤資源的重要性（一）土壤是重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料是植物生長和生物生產(chǎn)不可缺少的基地；是制定農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)措施的重要依據(jù)；（二）土壤是人類繁衍、文明進步的重要條件古羅馬王朝的興旺發(fā)達尼羅河畔肥沃的土壤資源；古代文明重要的發(fā)祥地（印度河流域、長江和黃河流域、中東的幼發(fā)拉底河流域），都位于大河流域，有著肥沃的土壤和良好的灌溉條件，有利于穩(wěn)定的有組織的社會。土壤資源的破壞導(dǎo)致文明的衰落：-幼發(fā)拉底河流域，灌溉系統(tǒng)管理不善，導(dǎo)致鹽分在耕地中的大量累積

5、，原來肥沃的土壤變成了不滿之地，城市瓦解了，人們只好遠走他鄉(xiāng)。-水土流失（中國的黃河流域）（三）土壤在陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分土壤是水圈、大氣圈和生物圈共同作用的結(jié)果；土壤圈與其它圈層處于平衡狀態(tài)；土壤的質(zhì)量與其它圈層的質(zhì)量密切相關(guān)；土壤在維持生態(tài)平衡、減緩環(huán)境退化方面起重要作用。五、土壤的基本物質(zhì)組成 土壤礦物質(zhì)：95-99% 固體部分 （1/2） 土壤有機質(zhì)：1-5%土壤 液相：變化不定 孔隙部分 （1/2） 氣相：變化不定第六章 土壤養(yǎng)分土壤氮素土壤磷素土壤鉀素高等植物所必需的營養(yǎng)元素，除C，H，O主要來自大氣之外，其余元素主要靠土壤供應(yīng)，包括： 大量元素：N，P，K，Ca，Mg，S

6、微量元素：Fe，Mn，Cu，Zn，Mo，B 所謂土壤養(yǎng)分，就是指這些主要靠土壤提供的植物必需營養(yǎng)元素。土壤養(yǎng)分的存在形態(tài)水溶態(tài)：溶解于土壤溶液中的養(yǎng)分，有效性很高，很容易被作物吸收。交換態(tài)：被吸附于土壤膠體上的養(yǎng)分離子，有效性高。緩效態(tài)：存在于某些礦物中，如固定于礦物中的K，有效性較低。難溶態(tài)：存在于土壤礦物中的養(yǎng)分，難溶解，難被利用，基本無效。有機態(tài)：主要存在于有機質(zhì)和微生物中的養(yǎng)分，經(jīng)過轉(zhuǎn)化以后，才能被吸收。第一節(jié)、土壤氮素一、土壤氮素的形態(tài)和含量（一）形態(tài) 1、有機態(tài) 2、無機態(tài)有機態(tài)氮是土壤氮素的主要形態(tài)，約占土壤全氮量的95%以上；按溶解度和水解的難易程度有可以分為三種：（1）水溶性

7、有機態(tài)N：5%，易水解稱為速效N；（2）水解性有機N：50-70%，可以被酸、堿、酶水解成為可溶性或無機態(tài)N。（3）非水解性有機N：30%，不溶于水，也不能被酸、堿、酶水解。無機態(tài)N一般只占土壤全N的1-2%，最多不超過5-8%。主要是NH4+，NO3-，可以直接被作物吸收利用（二）含量土壤全N量與土壤有機質(zhì)有顯著的相關(guān)性，全N一般占有機質(zhì)含量的5%左右。除少數(shù)土壤外，我國大部分土壤全N含量大都在0.2%以下。二、土壤氮素的轉(zhuǎn)化三種主要轉(zhuǎn)化過程：-有機N的礦化作用；-脫N作用；-氮素的固定作用。（一）土壤有機N的礦化作用包括氨基化、氨化和硝化等三個步驟。以蛋白質(zhì)為例：（1）氨基化作用：蛋白質(zhì)水

8、解成為肽，最后變?yōu)榘被岬倪^程。（2）氨化作用：氨基酸進一步分解成為NH3的過程。（3）硝化作用：氨在亞硝酸細菌和硝酸細菌的作用下，氧化成為硝酸的過程。（二）土壤的脫N作用指土壤氮素從土壤中損失的過程，包括反硝化作用、硝酸鹽的淋失、氨的揮發(fā)等過程。1、反硝化作用指土壤中的硝酸鹽，在反硝化細菌的作用下，最后還原成為氧化二氮等氣體逸失的過程2HNO3 2HNO2 N2O N2 2NO反硝化作用是土壤氮素損失的主要途徑，應(yīng)設(shè)法加以控制。影響反硝化作用的主要土壤條件有：（1）氧的供應(yīng)：通氣性越差，反硝化作用越強烈。（2）土壤反應(yīng)：強烈影響反硝化作用的速率，最佳：7.5-8（3）溫度：最適30-35C（

9、4）有機質(zhì)：含量高，反硝化作用強。2、硝酸鹽淋失NO3-易溶于水，又難以被土壤膠體吸附，所以容易隨滲漏水淋失這是土壤氮素引起地下水硝酸鹽污染的主要途徑。3、氨的揮發(fā)土壤中的NH3，NH4+與土壤中的堿性物質(zhì)作用形成的NH3的揮發(fā)；揮發(fā)性銨肥（氨水、碳酸氫銨等）自身分解產(chǎn)生NH3揮發(fā)；質(zhì)地粘重、腐植質(zhì)含量高、含水量高、石灰和堿性物質(zhì)含量少的土壤，氨的揮發(fā)少。(三)氮素的固定作用通過礦物的、生物的或化學(xué)的作用將土壤氮素固定為暫時不能被植物利用的狀態(tài)的過程，稱為氮素的固定過程。包括微生物對氮素的同化作用、2：1型礦物對NH4+的晶格固定作用、以及土壤某些有機質(zhì)與亞硝酸反應(yīng)而產(chǎn)生的化學(xué)固定作用。這種作

10、用是暫時的，在適合的條件下，可以重新釋放。三、影響土壤有效N的因素有機質(zhì)含量和全氮含量質(zhì)地溫度濕度酸度施肥1、有機質(zhì)含量和全氮含量2、質(zhì)地3、溫度4、濕度5、酸度6、施肥1、有機質(zhì)含量與全氮量有機N是土壤全N的主要來源，有效N隨土壤全N和有機質(zhì)含量的升高而升高；2、質(zhì)地粘質(zhì)土壤有機質(zhì)含量高，但有機質(zhì)的分解較慢，所產(chǎn)生的有效N也較少。砂質(zhì)土壤有機含量較低，但有機質(zhì)的分解較快，所產(chǎn)生的有效N較多。3、溫度有機質(zhì)礦化率隨溫度的升高而升高。冬季土溫低，有機質(zhì)礦化率較低，土壤有效N較少。春季和初夏，礦化率迅速上升，土壤有效N顯著升高。4、濕度濕度太高，有機質(zhì)嫌氣分解；在通氣良好而適度適當?shù)那闆r下，有機質(zhì)

11、礦化作用較強，產(chǎn)生的有效N較多。濕度太高會引起反硝化作用，導(dǎo)致N的損失。5、酸度在中性或微酸性的土壤中，有機N的礦化最強。酸性土壤施用石灰，能明顯增加有機N的礦化。6、施肥施用化肥會促進有機質(zhì)的分解，有利于有機N的釋放，還能提高土壤N的利用率。施用新鮮有機肥料，會促進難分解有機N的礦化。第二節(jié)、土壤磷素一、形態(tài)與含量（一）形態(tài) 1、有機磷 2、無機磷1、有機磷土壤有機磷占全磷的比例變異很大，從結(jié)晶氧化物1:1型粘土礦物2:1型粘土礦物第三節(jié)、土壤K素一、形態(tài)和含量（一）含量 土壤K的含量比N，P高。我國多數(shù)土壤全K含量變化在15-20g/kg。最低的為廣西的磚紅壤，僅3.6g/kg，最高的為吉

12、林的風(fēng)沙土，達26.1g/kg。（二）形態(tài)可以分為三種形態(tài)：1、礦物態(tài)K：指存在于礦物晶格中的K，約占全K的90%以上。只有在礦物被風(fēng)化后才有效，屬于無效態(tài)K。2、緩效態(tài)K：指被固定在粘粒礦物晶層中的K和存在于部分黑云母中的K。它們一般不被作物直接吸收利用，但通過適當?shù)母?，可以使之釋放出來?、速效K：包括水溶性和交換性K，僅占全K的1-2%。二、土壤K的固定-從速效K變成緩效K或無效K的過程，成為K的固定。-粘土礦物晶格的固定是最主要的固定方式，晶格固定降低了K的有效性。K的固定主要發(fā)生在2：1型粘土礦物中不同的2：1型礦物對K的固定能力的大小順序如下： 蛭石伊利石蒙脫石速效K豐富的土壤，頻繁的干濕交替會促進K的固定；而在速效K很缺乏、固定態(tài)K又較多的條件下，頻繁的干濕交替則可能促進K的釋放。三、影響土壤有效K的因素1、全K量： 全K量與有效K沒有必然的聯(lián)系。但在其他性質(zhì)相似的情況下，全K量高的土壤，有效K也較高。2、母質(zhì)： 母質(zhì)是土壤有效K的重要來源。母質(zhì)含云母、長石多的，供K能力較強。風(fēng)化度高的土壤，K的淋失嚴重，故K的有效性較低。3