北林土壤学复习笔记

一、 绪论1 土壤及土壤学的概念1.1 土壤：能够产生植物收获物的地球陆地疏松表层1.2 土壤学：一门研究土壤性状、发育、分布、分类、改良和利用的科学1.3 森林土壤：森林植被下发育的土壤（1） 养分丰富，有大量凋落物（2） 根系发达：穿插作用、改善结构、保持水土（3） 生物繁多2 土壤的物质组成和一般性质2.1 基本组成：固体：矿物质（多）+有机物（少）+生物（少）液体：水（溶液）空气：大气2.2 土壤的一般性质（1） 五大组成因素：气候、地形、岩石、生物（最重要）、时间（2） 多颗粒系统：土粒（3） 具有巨大的表面积，化学反应剧烈（4） 不断进行物质与能量的交换（5） 土壤具有明显的层次2.3 土壤肥力（1） 土壤肥力：土壤为植物的生长提供和协调营养条件和环境条件的能力（2） 土壤肥力相对性：生态上不同的植物，他们所要求的土壤生态条件是不同的。某种肥沃或不肥沃的土壤只是针对某种（或某些生态要求上相同的）植物而言的，而不是针对任何植物的。 （3）土壤肥力相对性对指导园林生产的意义：根据其树木的生物学特性，将其种植在满足他们生态特征需求的土壤上二、矿物与岩石的分化1 矿物的概念及分类1.1 矿物：地壳中的化学元素在各种地质作用下形成的自然产物（1） 分类：原生矿物（岩浆冷却）+次生矿物（原生矿物经过复杂变化）（2） 矿物鉴别：光学法化学法物理法：形状、颜色、条痕、硬度、解离、光泽2 岩石：矿物在地质作用下形成的集合体 (元素 矿物 岩石)岩石的分类：岩浆岩、沉积岩、变质岩2.1 岩浆岩岩石种类深成岩形成条件岩浆在地质作用后侵入地壳中构造块状结构等粒主要花岗岩、正长岩、闪长岩、辉长岩缓慢冷却形成的（高温高压）浅成岩岩浆在地质作用后侵入地壳，块状斑状花岗斑岩、正常斑岩、闪长斑岩、辉长斑岩在靠近地表处冷却形成的喷出岩岩浆在地质作用后喷出地表迅杏仁、气斑状流纹岩、粗面岩、安山岩、玄武岩速冷却形成的（常温常压）孔、流纹2.2 沉积岩在地球表面或接近地表的条件下，由风化的疏松物质经过搬运，沉积和成岩作用形成的岩石。 （1）砾岩：由直径大于 2mm 的颗粒占 50%以上。具砾状结构。（2） 砂岩：由 20.05mm 的砂粒胶结组成，具砂质结构。（3） 页岩：由颗粒直径0.06mm 通气4 / 8lll毛管孔隙 0.06-0.002mm 保水（可用水）非活性孔隙 根系吸力） 膜状水：可运动（速度极慢），部分利用（来不及补充给根系）l 自由水 毛管水：通过毛管力作用保存在土壤中的水，充分利用（最珍贵） 重力水：通过重力作用，排出土壤的水，部分可用 地下水：流动快，难保存，部分可用7.2 土壤水分常数1) 吸湿系数：干土从相对湿度近饱和的空气中，吸收水汽分子的最大量（达到系数时，水分类型吸湿水）2) 凋萎系数：当植物产生永久萎蔫时，土壤的水分含量（=吸湿系数1.341.50 达到系数时，水分类型吸湿水，部分膜状水）3) 田间持水量：当土壤被水充分饱和，且重力水已排除时的土壤水分含量（ =吸湿系数2.5 达到系数时，水分类型吸湿水、膜状水、毛管水）4) 全容水量：当土壤中所有孔隙都充满水的土壤水分含量（自然界中少有：水稻田、沼泽）可用水的水分含量范围：调位系数田间持水量有效水的实际含量：实际含水量-凋萎系数可灌溉增加的水分含量：田间持水系数-实际含水量7.3 土壤水分含量表示方法：1. 重量法2. 容积法7.4 土壤水分调节7.5 该理论体系的缺陷静态描述，无法表现出水的运动方向和量从量角度：1) 动能2) 势能：水势：水用势能大小（浓度、重力、土壤、压力）八、土壤的交换性8.1 带电性：绝大多数土壤呈负电性，负电荷正电荷0来源：永久电荷：矿物形成时，杂质混入导致电荷不平衡可变电荷：环境改变时，土壤中有机质、腐殖质表面集团与离子结合 8.2 土壤交换性阳离子和阳离子交换作用1) 交换性阳离子：l 盐基离子：钾，钠，铵根l 致酸离子：氢离子，铝，钙2)阳离子间的交换作用：可逆的，等 mol 进行5 / 83) 交换过程释放养分，使离子可以随水流动被根系吸收，有效性增加大于直接截获8.3 阳离子交换量：每百克干土所能吸附的全部交换性阳离子的毫 mol 数。体现了土壤的报肥能力8.4 盐基饱和度：交换性盐基离子占阳离子交换量的百分数。体现了土壤的碱性强弱8.5 影响阳离子交换的因素1) 价态：铝离子铁离子氢离子钙离子镁离子铵根钾离子钠离子2) 陪伴离子的种类：陪伴离子易被代换，则被陪伴离子易保留九、土壤的空气和热量9.1 土壤空气的来源和组成1) 来源：大气+土壤本身2) 组成：氮气（=）氧气（水气）3) 吸热散热预热容量有关：有机质 颜色深；土壤的平整状况9.5 土壤温度变化1) 日变化：深度增加，变化幅度降低，日出前低，下午 2、3 点高2) 年变化：不同季节、不同温度、不同土温十、土壤的酸碱性和缓冲性10.1 土壤酸性（氢离子、铝离子）1) 活性酸：溶液中的氢离子、铝离子用水浸提出的重要酸性因素2) 潜性酸：胶体表面的氢离子、铝离子用盐酸浸提出的重要酸性因素3) 强酸 酸性 微酸 中性 碱 强碱8.54) 活性酸潜性酸（数量上）：氢离子、铝离子的吸附性强，更易于保留在土壤表面，而不易经过交换作用溶解到 水中而氯化钾可以置换土壤表面阳离子，所以浸提出的溶液“PH 水PH 氯化钾”10.2 土壤碱性（钠离子、钙离子）碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钙、碳酸氢钙这四种物质溶于水，在土壤中释放碱性氢氧化钠、氢氧化钙10.3 土壤 PH 与养分有效性的关系P:ph6 时易与 Ca 沉淀; 最适 ph67N: ph 在任何情况下，有效性都好B: ph57 时最适宜Fe、Mn、Zn、Cu：中、碱性条件下有效性低，ph 降低，有效性增加10.4 土壤缓冲性：土壤抵抗酸碱变化的能力十一、土壤的分布、分类11.1 分布 南 地形、气候、母质、生物、时间 北热带亚热带 暖温带 温带6 / 8寒温带季、雨林砖红壤常绿阔叶林 落叶阔叶林 针阔混交林 针叶林 黄、红壤 棕壤、褐土 暗棕壤 棕色针叶林土纬度地带性分布东（辽东半岛/山东）地形、气候、母质、生物、时间 西（新疆）暗棕壤/棕壤灰钙土经度地带性分布平原 妙峰山 山顶潮土 褐土 棕壤土壤垂直分布（依据不同地区、不同山有不同土壤分布）11.2 分类1) 定性分类（苏联）：根据土壤性质、形成过程、发展来划分2) 定量分类（美国）：根据取样的分布、有机质含量来划分3) 存在问题：苏-繁，但全面，美-武断但明确，中-界限不明十二、植物营养知识12.1 植物营养元素（70 多种）1) 必需营养元素：C、H、O、N、P、S、Ca、Mg、Ni、Cl、Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu、Si、Na2) 非必须：其余3) 必需/非必须的划分标准l 缺素症（缺了该元素对植物生长有影响）l 不能完成生长周期l 直接参与植物体内代谢过程12.2 养分向根部迁移方式1) 截获：植物根系与土壤表面养分紧密接触直接获得养分。接触面小，有效性低2) 质流：植物根系与土壤水接触，获取水中溶解的养分。质流的量取决于植物的蒸腾量和水中的养分浓度3) 扩散：高浓度到低浓度12.3 根系吸收方式1) 被动运输：顺浓度差2) 主动运输：按植物本质生长营养需要而选择性吸收12.4 根外营养1) 利用率高2) 见效快3) 施用量有限4) 接触面小，影响吸收所以只能用于营养的补充和病症的治疗。应用时：浓度不能太高+叶片保持湿润+高蒸发时不适用（如，夏季中午） 12.5 植物营养诊断方法：1) 植物l 外观诊断：缺 N 变黄；缺 Zn 叶片黄、小、薄；缺 Mn 长黑点（直接、快速，但当季损失已造成且要求经验 丰富）lll微观诊断：细胞结构的变化：缺 B 细胞纵向分裂变成横向分裂（尽早发现但需要一定设备）生理诊断：缺素，影响酶活性，影响植物代谢（更快更准的发现问题，但目前技术不够成熟）营养诊断：伸展期到成熟期，采病体植物样品（叶）用仪器做营养含量等分析（及时、有效、准确、但对仪 器设备要求高）2)3)ll土壤：土壤诊断：通过土壤的营养含量推及植物的营养含量（间接诊断不准确） 施肥四大基本原理：养分归还学说最小养分学说7 / 8ll4)ll限制因子学说报酬递减学说施肥的目的：为了维持土壤肥力，而非增强土壤肥力 为了使报酬最大化，而非产量最大化8 / 8