自然地理土壤圈省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第六章 土壤圈第1页 第一节第一节 土壤圈物质组成及特征土壤圈物质组成及特征第二节第二节 土壤形成与地理环境间关系土壤形成与地理环境间关系第三节第三节 土壤分类及空间分布规律土壤分类及空间分布规律第四节第四节 土壤类型特征土壤类型特征第五节第五节 土壤资源合理利用和保护土壤资源合理利用和保护第2页教学重点 认识土壤圈物质组成、特征及其形成与地理认识土壤圈物质组成、特征及其形成与地理环境间关系，掌握土壤分类、土壤类型及空间环境间关系，掌握土壤分类、土壤类型及空间分布规律分布规律。教学难点 土壤圈形成与地理环境间关系和土壤分类、土壤圈形成与地理环境间关系和土壤分类、土壤类型及空间分布规律。土壤类型及空间分布规律。第3页第一节第一节 土壤圈物质组成及特征土壤圈物质组成及特征一、一、土壤及其土壤肥力概念土壤及其土壤肥力概念 土壤是地球陆地表面能够生长植物疏松表层土壤是地球陆地表面能够生长植物疏松表层，是一个独立自然体是一个独立自然体。因为人类对土壤利用方式不一样，对土壤产生因为人类对土壤利用方式不一样，对土壤产生不一样概念不一样概念。土壤基本属性和本质特征是含有肥力土壤基本属性和本质特征是含有肥力。第4页土壤肥力土壤肥力是指土壤为植物生长不停是指土壤为植物生长不停地供给和协调养分、水分、空气和地供给和协调养分、水分、空气和热量能力。土壤中养分、水分、空热量能力。土壤中养分、水分、空气、热量气、热量 四大肥力原因不是孤立，四大肥力原因不是孤立，而是相互联络和相互制约。而是相互联络和相互制约。第5页土壤另一个主要特点是，在合理经营管理之下，土壤肥力不但土壤另一个主要特点是，在合理经营管理之下，土壤肥力不但不会因利用而耗损，反而会不停得到改良。不会因利用而耗损，反而会不停得到改良。所以土壤是属于一个永续性可更新自然资源。自从人类利用土所以土壤是属于一个永续性可更新自然资源。自从人类利用土壤而开始发展农业之后，就不停采取耕作、排灌和施肥等技术壤而开始发展农业之后，就不停采取耕作、排灌和施肥等技术办法来影响、控制和改变土壤原有特征，使其成为合乎人类需办法来影响、控制和改变土壤原有特征，使其成为合乎人类需要农业土壤。所以，农业土壤实际上是自然土壤在人类控制下要农业土壤。所以，农业土壤实际上是自然土壤在人类控制下不停演变而成，是人类劳动产物。农业土壤肥力既包含受自然不停演变而成，是人类劳动产物。农业土壤肥力既包含受自然条件支配自然肥力，也包含受人工控制而形成人为肥力总体。条件支配自然肥力，也包含受人工控制而形成人为肥力总体。总来说，伴随农业技术发展和水平提升，人为肥力所占百分比总来说，伴随农业技术发展和水平提升，人为肥力所占百分比和作用将愈来愈大，土壤熟化程度也越来越高，整个土壤肥力和作用将愈来愈大，土壤熟化程度也越来越高，整个土壤肥力水平也愈高。所以，在合理利用下，土壤能够得到改良，并为水平也愈高。所以，在合理利用下，土壤能够得到改良，并为人类提供愈来愈多优质产品。相反，在掠夺式经营之下，则引人类提供愈来愈多优质产品。相反，在掠夺式经营之下，则引发土壤肥力衰退，单位面积产量下降，以致使整个环境情况恶发土壤肥力衰退，单位面积产量下降，以致使整个环境情况恶化。化。第6页二、土壤圈在地理环境中地位和作用二、土壤圈在地理环境中地位和作用 土壤圈在地理环境中总是占据一定不变土壤圈在地理环境中总是占据一定不变位置，处于地球大气圈位置，处于地球大气圈、水圈、生物圈、水圈、生物圈 和岩石圈之间界面和岩石圈之间界面 上，是地球各圈层中上，是地球各圈层中最活跃最富生命力圈层之一，它们之间最活跃最富生命力圈层之一，它们之间不停地进行物质循环与能量平衡。不停地进行物质循环与能量平衡。第7页 1 土壤圈与生物圈土壤圈与生物圈进行养分元素循环，土壤支进行养分元素循环，土壤支持和调整生物生长和发育过程，提供植物所需持和调整生物生长和发育过程，提供植物所需养分养分、水分和适宜理化环境，决定自然植被分、水分和适宜理化环境，决定自然植被分布。布。2 土壤圈土壤圈 与水圈与水圈 进行水分平衡与循环，影响进行水分平衡与循环，影响降水在陆地和水体重新分配，影响元素表生地降水在陆地和水体重新分配，影响元素表生地球化学迁移过程及水平分布，也影响水圈化学球化学迁移过程及水平分布，也影响水圈化学组成组成.第8页 3土壤圈与大气圈土壤圈与大气圈进行大量及痕量气体交换，影响进行大量及痕量气体交换，影响大气圈化学组成，水分与能量平衡；吸收氧气，大气圈化学组成，水分与能量平衡；吸收氧气，释放释放CO2、CH4、H2S、氮氧化合物和氨气，影响、氮氧化合物和氨气，影响全球大气改变。全球大气改变。4 土壤圈与岩石圈土壤圈与岩石圈进行着金属元素和微量元素循环，进行着金属元素和微量元素循环，土被覆盖在岩石圈表层，对其含有一定保护作用，土被覆盖在岩石圈表层，对其含有一定保护作用，降低各种外营力破坏。降低各种外营力破坏。第9页土壤圈对地理环境作用土壤圈对地理环境作用1 土壤圈与地球生命作用土壤圈与地球生命作用，包含土壤物质循环能量，包含土壤物质循环能量改变，生物转化，水循环，碳、氮、硫、磷循环及改变，生物转化，水循环，碳、氮、硫、磷循环及环境效应。环境效应。2 土壤圈与人类生存条件土壤圈与人类生存条件，包含土壤资源区域性开，包含土壤资源区域性开发与管理，综合农业中动态改变，土壤对农林适宜发与管理，综合农业中动态改变，土壤对农林适宜性评价，营养元素空间调控，土壤圈各障碍原因对性评价，营养元素空间调控，土壤圈各障碍原因对农业生产限制作用。农业生产限制作用。3 土壤圈与自然环境土壤圈与自然环境，包含重金属元素在土壤圈中，包含重金属元素在土壤圈中空间分布、迁移、转化及动态改变，土壤污染物质空间分布、迁移、转化及动态改变，土壤污染物质起源、分布、改变、迁移、浓集对生物环境影响及起源、分布、改变、迁移、浓集对生物环境影响及调控；土壤在复合农业生态系统中功效及优化模式。调控；土壤在复合农业生态系统中功效及优化模式。第10页4 土壤圈与全球土壤改变土壤圈与全球土壤改变，包含自然与，包含自然与 人为条件下土人为条件下土壤圈内不一样土壤类型历史演变；当代成土过程基壤圈内不一样土壤类型历史演变；当代成土过程基本特征改变预测本特征改变预测；土地退化，土壤痕量气体通量及；土地退化，土壤痕量气体通量及其对温室效应影响。其对温室效应影响。5 土壤物质组成与性质土壤物质组成与性质，包含土壤胶体表面性质。土，包含土壤胶体表面性质。土壤中有害物质化学行为，土壤水分性质，植物营养壤中有害物质化学行为，土壤水分性质，植物营养元素化学性质，依据主要微生物生理生态特征，土元素化学性质，依据主要微生物生理生态特征，土壤有机质组成，性质，土壤生态系统结构，功效等。壤有机质组成，性质，土壤生态系统结构，功效等。第11页第12页三、土壤形态三、土壤形态 土壤形态是指土壤与土壤剖面外部形态特土壤形态是指土壤与土壤剖面外部形态特征。如土壤剖面结构、土壤颜色、质地结构，征。如土壤剖面结构、土壤颜色、质地结构，结持性，孔隙度等。结持性，孔隙度等。第13页(一一)土壤剖面与土壤发生层次土壤剖面与土壤发生层次土壤剖面土壤剖面是指从地表垂直向下土壤纵剖面，是指从地表垂直向下土壤纵剖面，也可了解为完整垂直土层序列。它是由性质也可了解为完整垂直土层序列。它是由性质和形态各异土层重合在一起组成。这些土层和形态各异土层重合在一起组成。这些土层大致呈水平状，是由土壤成土过程中物质发大致呈水平状，是由土壤成土过程中物质发生淋溶、淀积、迁移和转化形成。生淋溶、淀积、迁移和转化形成。第14页自然土壤剖面发生层划分和命名自然土壤剖面发生层划分和命名 19世纪末，俄国土壤学家道库恰耶夫把土壤剖面分为世纪末，俄国土壤学家道库恰耶夫把土壤剖面分为三个发生层：三个发生层：腐殖质聚集层（腐殖质聚集层（A）过渡层（过渡层（B）母质层母质层 （C）1967 国际土壤学会提出把土壤剖面划分为：国际土壤学会提出把土壤剖面划分为：有机层（有机层（O）腐殖质层（腐殖质层（A）淋溶层淋溶层（E)淀积层（淀积层（B)母质层母质层 （C）母岩层（母岩层（R）第15页自然土壤剖面发生层划分自然土壤剖面发生层划分1.枯枝落叶层（覆盖层），以枯枝落叶层（覆盖层），以A0或或O表示。它由地面上枯枝落表示。它由地面上枯枝落叶堆积而成，其中可分未分解（叶堆积而成，其中可分未分解（A0）和半分解（）和半分解（A）两个亚）两个亚层。层。2.腐殖质腐殖质-淋溶层（淋溶层（A层）。这是剖面中成土作用最活跃一层。层）。这是剖面中成土作用最活跃一层。因为生物地球化学作用，土壤有机质经腐烂、分解后再合成因为生物地球化学作用，土壤有机质经腐烂、分解后再合成为腐殖质。它在表土中进行显著积累，并与矿物质相结合，为腐殖质。它在表土中进行显著积累，并与矿物质相结合，形成颜色较深、常有团粒状结构和富含养分腐殖质层（形成颜色较深、常有团粒状结构和富含养分腐殖质层（A1）。）。与此同时，因为水分下渗作用，亦使水溶性物质往下层转移，与此同时，因为水分下渗作用，亦使水溶性物质往下层转移，产生所谓淋溶过程。在淋溶作用尤其强烈土壤中，不但易溶产生所谓淋溶过程。在淋溶作用尤其强烈土壤中，不但易溶性物质从此层中淋失，而且难溶性物质如铁、铝及粘粒等也性物质从此层中淋失，而且难溶性物质如铁、铝及粘粒等也发生化学和机械迁移，结果在这层下段只留下难移动抗风化发生化学和机械迁移，结果在这层下段只留下难移动抗风化最强矿物颗粒，如石英砂等，因而成为颜色浅淡（常为灰白最强矿物颗粒，如石英砂等，因而成为颜色浅淡（常为灰白色）、颗粒较粗、养分贫乏灰化亚层（色）、颗粒较粗、养分贫乏灰化亚层（A2或或E）。这在灰化）。这在灰化土中最经典。土中最经典。第16页3.淀积层（淀积层（B层）。位于表土层与底土层之间，主层）。位于表土层与底土层之间，主要特点是淀积着上层淋洗下来物质，使质地偏粘、要特点是淀积着上层淋洗下来物质，使质地偏粘、土体较紧实，具块状或棱柱状等结构，常出现新生土体较紧实，具块状或棱柱状等结构，常出现新生体，颜色与体，颜色与A层也有显著差异。层也有显著差异。4.母质层（母质层（C层）。位于淋溶、淀积层之下，由未层）。位于淋溶、淀积层之下，由未受成土作用影响或影响甚微风化残积物或堆积物所受成土作用影响或影响甚微风化残积物或堆积物所组成，是形成土壤母体或基础。在母质层之下则为组成，是形成土壤母体或基础。在母质层之下则为未风化基岩（用未风化基岩（用D或或R表示）。表示）。在详细剖面中，除划分上述基本层次外，尚可再分在详细剖面中，除划分上述基本层次外，尚可再分出一些亚层（如出一些亚层（如A3、B1、B2、B4等），过渡层等），过渡层（如（如AB、BC），以及一些特殊层次如潜育层），以及一些特殊层次如潜育层（G）、钙积层（）、钙积层（Cc）、石膏层（）、石膏层（Cs）、铁盘层）、铁盘层（CFe）等。）等。第17页O O O O层层层层A A A A层层层层B B B B层层层层C C C C层层层层第18页耕作土壤剖面耕作土壤剖面耕作层（表土层耕作层（表土层）属人为表层类，包含灌淤表层，属人为表层类，包含灌淤表层，堆垫表层和肥熟表层。土性疏松、结构良好、有机堆垫表层和肥熟表层。土性疏松、结构良好、有机质含量高、颜色较暗、土壤比较肥沃。质含量高、颜色较暗、土壤比较肥沃。犁底层（亚表土层）犁底层（亚表土层）在耕作层之下，土壤呈层片状在耕作层之下，土壤呈层片状结构，紧实，腐殖质含量比上层少。结构，紧实，腐殖质含量比上层少。心土层（生土层）心土层（生土层）在犁底层之下，受耕作影响小，在犁底层之下，受耕作影响小，淀积作用显著，颜色较浅。淀积作用显著，颜色较浅。底土层底土层（死土层）（死土层）几乎未受耕作影响，根系少，几乎未受耕作影响，根系少，土壤未发育，仍保留母质特征。土壤未发育，仍保留母质特征。第19页土壤剖面组合示意图土壤剖面组合示意图第20页土壤普通形态特征土壤普通形态特征土壤颜色土壤颜色 依据土壤颜色改变可作为判断和研究土壤成土条依据土壤颜色改变可作为判断和研究土壤成土条件、成土过程、肥力特征和演变依据。件、成土过程、肥力特征和演变依据。土壤颜色是土壤分类和命名主要依据之一土壤颜色是土壤分类和命名主要依据之一 如用颜色命名如用颜色命名 红壤，黄壤，黑土，黑钙土，栗红壤，黄壤，黑土，黑钙土，栗钙土，灰钙土等。钙土，灰钙土等。第21页 黑色黑色 表示土壤腐殖质含量高，含量降低则呈灰表示土壤腐殖质含量高，含量降低则呈灰色色 白色白色 与土壤中含石英、高岭石、碳酸盐、长与土壤中含石英、高岭石、碳酸盐、长 石、膏和可溶性盐相关石、膏和可溶性盐相关 红色红色 是土壤中含较高赤铁矿或水化赤铁矿是土壤中含较高赤铁矿或水化赤铁矿 黄色黄色 是水化氧化铁造成是水化氧化铁造成 棕色棕色 含大量伊利石、云母类矿物质和不一样水含大量伊利石、云母类矿物质和不一样水化程度氧化铁混合物化程度氧化铁混合物 紫色紫色 游离氧化锰含量高游离氧化锰含量高 绿色或蓝色绿色或蓝色 土壤积水处于还原状态，含大量亚土壤积水处于还原状态，含大量亚铁氧化物铁氧化物第22页土壤质地土壤质地 土壤颗粒组合特征，普通分为砂土，壤土和粘土土壤颗粒组合特征，普通分为砂土，壤土和粘土 砂质土：砂粒含量在砂质土：砂粒含量在砂质土：砂粒含量在砂质土：砂粒含量在7070以上。结构涣散，通气和以上。结构涣散，通气和以上。结构涣散，通气和以上。结构涣散，通气和排水条件良好，但保水保肥能力弱。排水条件良好，但保水保肥能力弱。排水条件良好，但保水保肥能力弱。排水条件良好，但保水保肥能力弱。粘质土：粘粒占优势，粘粒含量不低于粘质土：粘粒占优势，粘粒含量不低于粘质土：粘粒占优势，粘粒含量不低于粘质土：粘粒占优势，粘粒含量不低于4040，结构，结构，结构，结构较紧密，湿粘干结，通气和排水条件不佳，但保水保较紧密，湿粘干结，通气和排水条件不佳，但保水保较紧密，湿粘干结，通气和排水条件不佳，但保水保较紧密，湿粘干结，通气和排水条件不佳，但保水保肥能力强。肥能力强。肥能力强。肥能力强。壤质土：砂粒、粉砂粒和粘粒三者含量相对均匀，壤质土：砂粒、粉砂粒和粘粒三者含量相对均匀，壤质土：砂粒、粉砂粒和粘粒三者含量相对均匀，壤质土：砂粒、粉砂粒和粘粒三者含量相对均匀，特征介于上述二者之间。农业价值较高土壤大都属于特征介于上述二者之间。农业价值较高土壤大都属于特征介于上述二者之间。农业价值较高土壤大都属于特征介于上述二者之间。农业价值较高土壤大都属于壤质土。壤质土。壤质土。壤质土。第23页土壤质地砂质土砂质土砂质土砂质土壤质土壤质土壤质土壤质土粘质土粘质土粘质土粘质土第24页土壤结构土壤中固体土壤中固体土壤中固体土壤中固体颗粒往往不是以颗粒往往不是以颗粒往往不是以颗粒往往不是以单粒状态存在，单粒状态存在，单粒状态存在，单粒状态存在，而是形成大小不而是形成大小不而是形成大小不而是形成大小不同，形状各异同，形状各异同，形状各异同，形状各异团聚体。团聚体。团聚体。团聚体。土壤中团聚体结土壤中团聚体结土壤中团聚体结土壤中团聚体结合情况称为土壤结合情况称为土壤结合情况称为土壤结合情况称为土壤结构。可分为四类。构。可分为四类。构。可分为四类。构。可分为四类。团粒结构团粒结构团粒结构团粒结构1 1 1 15 5 5 5 mmmm块状结构块状结构块状结构块状结构1010101075 75 75 75 mmmm片状结构片状结构片状结构片状结构1 1 1 110101010 mm mm柱状及棱柱柱状及棱柱柱状及棱柱柱状及棱柱状结构状结构状结构状结构20202020100 100 100 100 mmmmA A A A层层层层B B B B层层层层C C C C层层层层第25页松紧度松紧度 土壤疏松和紧实程度土壤疏松和紧实程度 孔隙孔隙 土粒之间存在空间，是土壤水分、土粒之间存在空间，是土壤水分、空气通道和仓库空气通道和仓库 土壤湿度土壤湿度 土壤干湿程度，反应土壤中土壤干湿程度，反应土壤中 水分含量多少。这取决于地表水和地下水以及土壤本身性质水分含量多少。这取决于地表水和地下水以及土壤本身性质和外界条件等影响。在野外直观判定时，通常分为四级：和外界条件等影响。在野外直观判定时，通常分为四级：湿：用手挤压时，水可从土壤中流出；湿：用手挤压时，水可从土壤中流出；潮：放在纸上可留下湿痕，可搓成土球或土条；潮：放在纸上可留下湿痕，可搓成土球或土条；润：放在手上有凉润感，用手压之稍留印痕；润：放在手上有凉润感，用手压之稍留印痕；干：放在手上无凉快感，粒粒成为硬块。干：放在手上无凉快感，粒粒成为硬块。新生体新生体 土壤发育过程中物质重新淋溶淀积和聚集生土壤发育过程中物质重新淋溶淀积和聚集生成物。依据新生体性质和形状能够判断出土壤类型、发育过成物。依据新生体性质和形状能够判断出土壤类型、发育过程及历史演变特征程及历史演变特征侵入体侵入体 外界进入土壤特殊物质外界进入土壤特殊物质 第26页四、四、土壤物质组成土壤物质组成 土壤是由固相、液相和气相等三相土壤是由固相、液相和气相等三相物质组成物质组成 固相包含矿物质、有机质和一些活微生物，固相包含矿物质、有机质和一些活微生物，按重量矿物质占按重量矿物质占95%。液相和气相占液相和气相占50%，经常处于彼此消长状态，经常处于彼此消长状态第27页（一）土壤矿物质（一）土壤矿物质土壤矿物质是土壤主要组成物质，组成土壤“骨骼”。土壤矿物主要组成元素土壤矿物主要组成元素 地壳中已知地壳中已知90都种元素土壤中都存在都种元素土壤中都存在 土壤矿物质基本上来自成土母质，按成因能够土壤矿物质基本上来自成土母质，按成因能够分为原生矿物质和次生矿物质分为原生矿物质和次生矿物质第28页原生矿物质原生矿物质 各种岩石受到不一样程度各种岩石受到不一样程度物理风化而未经化学风化碎屑物，其原有化学物理风化而未经化学风化碎屑物，其原有化学组成和晶体结构均未改变。组成和晶体结构均未改变。次生矿物质次生矿物质 由原生矿物质经风化后重由原生矿物质经风化后重新形成新矿物。土壤次生矿物分为三类：简单新形成新矿物。土壤次生矿物分为三类：简单盐类、次生氧化物类和次生盐类、次生氧化物类和次生 铝硅酸盐类铝硅酸盐类第29页(二二)土壤有机质土壤有机质土壤有机质概指土壤中动植物残体微生物体及其分解和合成土壤有机质概指土壤中动植物残体微生物体及其分解和合成物质。物质。进入土壤中有机质可分为两大类：一类为普通有机质，包含进入土壤中有机质可分为两大类：一类为普通有机质，包含动植物残体及其分解中间产物，如蛋白质、树脂、糖类、有动植物残体及其分解中间产物，如蛋白质、树脂、糖类、有机酸，等等。通常它们占土壤有机质总量机酸，等等。通常它们占土壤有机质总量1015（泥炭土（泥炭土除外），与土粒结合不紧密。除外），与土粒结合不紧密。另一类为特殊有机质另一类为特殊有机质腐殖质，它是由动植物残体经过微腐殖质，它是由动植物残体经过微生物作用，发生复杂转化而成有机胶体物质。它是组成、结生物作用，发生复杂转化而成有机胶体物质。它是组成、结构都比普通有机质更为复杂，性质更为特殊，并与土粒紧密构都比普通有机质更为复杂，性质更为特殊，并与土粒紧密结合在一起有机化合物。常占土壤有机质总量结合在一起有机化合物。常占土壤有机质总量8590，为，为土壤中特有次生有机物质。土壤中特有次生有机物质。第30页土壤有机质化学组成土壤有机质化学组成 包含碳水化合物、含氮化合物、木质素、包含碳水化合物、含氮化合物、木质素、含硫含磷化合物。含硫含磷化合物。土壤微生物对有机质转化作用土壤微生物对有机质转化作用 土壤中细菌、放线菌、真菌、藻类和原生土壤中细菌、放线菌、真菌、藻类和原生动物等是土壤有机质转化主要动力动物等是土壤有机质转化主要动力第31页有机质转化有机质转化 两个过程两个过程 1 矿质化过程矿质化过程 存在于土壤中复杂有机物，在微生物和其存在于土壤中复杂有机物，在微生物和其它原因如水等作用下分解为简单有机化合物，并有一部分被它原因如水等作用下分解为简单有机化合物，并有一部分被彻底地分解为简单矿物质（盐类）和彻底地分解为简单矿物质（盐类）和CO2、NO2、N2、NH3、CH4、H2O等。这种从复杂到简单转化过程，称为有等。这种从复杂到简单转化过程，称为有机质矿质化过程。这个过程能够使有机物质中营养元素释放机质矿质化过程。这个过程能够使有机物质中营养元素释放出来，供植物利用，同时在这一转化过程中产生一些有机酸出来，供植物利用，同时在这一转化过程中产生一些有机酸和无机酸类，有利于母质风化并促进其养分释放。和无机酸类，有利于母质风化并促进其养分释放。2 腐殖质化过程腐殖质化过程 在土壤有机质分解为简单化合物同时，在土壤有机质分解为简单化合物同时，其中间产物再经微生物参加下发生生物化学作用，合成为一其中间产物再经微生物参加下发生生物化学作用，合成为一个新含氮多高分子有机化合物个新含氮多高分子有机化合物腐殖质。这种由简单到复腐殖质。这种由简单到复杂转化过程，称为腐殖质化过程。杂转化过程，称为腐殖质化过程。第32页有机质对土壤肥力作用有机质对土壤肥力作用1.土壤有机质含有丰富植物所需营养元素和各种土壤有机质含有丰富植物所需营养元素和各种微量元素，不停供给植物吸收利用。微量元素，不停供给植物吸收利用。2.土壤有机质含有较强代换能力，能够大量吸收土壤有机质含有较强代换能力，能够大量吸收保留植物养分，以免淋溶损失。保留植物养分，以免淋溶损失。3.土壤有机质和氨基酸等是络合剂，与钙镁铝形土壤有机质和氨基酸等是络合剂，与钙镁铝形成稳定性络合物，能提升无机磷酸盐溶解性。成稳定性络合物，能提升无机磷酸盐溶解性。第33页4.二、三羧基酸与金属离子形成稳定络合物能力较二、三羧基酸与金属离子形成稳定络合物能力较强，有活化土壤微量元素作用。强，有活化土壤微量元素作用。5.土壤有机胶体是一个含有多价酸根有机弱酸，其土壤有机胶体是一个含有多价酸根有机弱酸，其盐类含有两性胶体作用，有很强缓冲酸碱能力。盐类含有两性胶体作用，有很强缓冲酸碱能力。6.腐殖质是胶结剂，能使土壤形成良好团粒结构，腐殖质是胶结剂，能使土壤形成良好团粒结构，改进土壤耕作。改进土壤耕作。7.腐殖质色暗，可增加土壤吸热能力，同时其导热腐殖质色暗，可增加土壤吸热能力，同时其导热性小，有利于保温。性小，有利于保温。第34页（三）土壤水分（三）土壤水分 土壤水分是土壤主要组成成份和主要肥力原因。它不但是植物生活所必需生态因子，而且也是土壤生态系统中物质和能量流动介质，它存在于孔隙中。第35页土壤水分起源及消耗土壤水分起源及消耗 主要主要起源起源于大气降水、地下水和浇灌用水，水汽凝于大气降水、地下水和浇灌用水，水汽凝结也会增加几少许土壤水结也会增加几少许土壤水。消耗消耗主要有土壤蒸发，植物吸收利用和蒸腾，水分主要有土壤蒸发，植物吸收利用和蒸腾，水分渗漏和径流渗漏和径流土壤水分平衡土壤水分平衡 水水=水水收入收入-水水支出支出第36页土壤水分类型土壤水分类型 土壤水分主要分为土壤水分主要分为 吸湿水、毛管水和重力水吸湿水、毛管水和重力水吸湿水吸湿水 土壤颗粒表面张力所吸收水汽，不能移动，植物不能吸土壤颗粒表面张力所吸收水汽，不能移动，植物不能吸收。收。毛管水毛管水 毛管孔隙中毛管力所吸附保留水分，是自由液态水，毛管孔隙中毛管力所吸附保留水分，是自由液态水，是土壤中植物利用有效水分有两种：一是靠降水或浇灌供给并是土壤中植物利用有效水分有两种：一是靠降水或浇灌供给并与地下水无联络毛管悬着水；另一是由地下水层上升毛管上升与地下水无联络毛管悬着水；另一是由地下水层上升毛管上升水，其上升高度因质地和毛细孔隙大小而不一样。在降雨过后，水，其上升高度因质地和毛细孔隙大小而不一样。在降雨过后，土壤日常所能保持毛管悬着水最大量，称田间持水量。土壤日常所能保持毛管悬着水最大量，称田间持水量。重力水重力水 土壤水分含量超出田间持水量（毛管悬着水达最大值）土壤水分含量超出田间持水量（毛管悬着水达最大值）时沿土壤非毛管孔隙向下移动多出水分。时沿土壤非毛管孔隙向下移动多出水分。第37页(四四)土壤空气土壤空气 主要来自于大气，组成成份和大气基本相主要来自于大气，组成成份和大气基本相同，质和量上与大气有所不一样。同，质和量上与大气有所不一样。土壤生物生命活动影响二氧化碳比大气中含量高而氧气土壤生物生命活动影响二氧化碳比大气中含量高而氧气含量比大气低。含量比大气低。土壤空气中水汽大于土壤空气中水汽大于70%，大气中小于，大气中小于4%，相差甚远，相差甚远土壤固氮微生物能固定一部分氮气，增加土壤氮素含量，土壤固氮微生物能固定一部分氮气，增加土壤氮素含量，而土壤中进行硝化作用和氮化作用，氮素又转化为氮气而土壤中进行硝化作用和氮化作用，氮素又转化为氮气和氨释放到大气中，二者基本保持平衡。和氨释放到大气中，二者基本保持平衡。第38页五、土壤物质之间相互作用五、土壤物质之间相互作用（一）（一）土壤机械组成土壤机械组成 组成土壤大小不一样土粒按不一样百分比混合在一起组成土壤大小不一样土粒按不一样百分比混合在一起表现出来土壤粗细情况称土壤机械组成或土壤质地。表现出来土壤粗细情况称土壤机械组成或土壤质地。土壤质地分类土壤质地分类是以土壤中各粒级含量相对百分比是以土壤中各粒级含量相对百分比作为标准作为标准第39页第40页第41页第42页第43页第44页土壤质地性质土壤质地性质 土壤质地影响土壤水分、空气和热量运动，也影土壤质地影响土壤水分、空气和热量运动，也影响养分转化（质地和有效水容量之间有亲密关系）。响养分转化（质地和有效水容量之间有亲密关系）。土壤质地影响土壤结构类型，含粘土高土壤易形土壤质地影响土壤结构类型，含粘土高土壤易形成水稳定性团聚体和裂隙；细砂或极细砂百分比大成水稳定性团聚体和裂隙；细砂或极细砂百分比大土壤只能形成不稳定结构；粗砂无法团聚。土壤只能形成不稳定结构；粗砂无法团聚。第45页（二）土壤胶体性质（二）土壤胶体性质土壤胶体是指土壤中高度分散粒径在土壤胶体是指土壤中高度分散粒径在1100mm之间物质。之间物质。第46页土壤胶体种类土壤胶体种类 按其成份和性质有三类：按其成份和性质有三类：土壤矿物质胶体土壤矿物质胶体，包含次生硅酸盐，简单包含次生硅酸盐，简单铁、铝氧化物，二氧化硅铁、铝氧化物，二氧化硅 有机胶体有机胶体，包含腐殖质有机酸蛋白质及其衍，包含腐殖质有机酸蛋白质及其衍生物等大分子有机化合物。生物等大分子有机化合物。有机无机复合胶体有机无机复合胶体，土中有机胶体和无土中有机胶体和无机胶体经过各种键（桥）力相结合有机机胶体经过各种键（桥）力相结合有机-无机复合无机复合体。体。第47页土壤胶体性质土壤胶体性质 1 巨大表面和表面能巨大表面和表面能 2 带电性带电性 3 分散和凝聚性分散和凝聚性 土壤离子交换土壤离子交换 土壤胶体表面与溶液介质中电荷符号相同离子土壤胶体表面与溶液介质中电荷符号相同离子相交换。相交换。第48页（三）土壤溶液（三）土壤溶液土壤溶液是土壤中水分及其所含溶质总土壤溶液是土壤中水分及其所含溶质总称，溶液中所含物质有以下几类：称，溶液中所含物质有以下几类：不纯净降水及其在土壤中接纳溶解性气体不纯净降水及其在土壤中接纳溶解性气体 无机盐类无机盐类 有机化合物类有机化合物类 无机胶体类无机胶体类 络合物类络合物类第49页土壤酸碱反应土壤酸碱反应 土壤中酸性和碱性物质解离出土壤中酸性和碱性物质解离出H+和和HO 数量中和数量中和土壤氧化还原反应土壤氧化还原反应 氧化剂氧化剂m+n 电子电子还原还原剂剂 土壤缓冲性土壤缓冲性 土壤加酸或加碱时含有缓冲酸碱度土壤加酸或加碱时含有缓冲酸碱度改变能力改变能力 第50页第二节第二节 土壤形成与地理环境关系土壤形成与地理环境关系土壤是自然界各成土原因综合作用结果。土壤土壤是自然界各成土原因综合作用结果。土壤学家学家B.P.威廉斯把自然土壤形成基本规律概括威廉斯把自然土壤形成基本规律概括为地表物质地质大循环过程和生物小循环过程为地表物质地质大循环过程和生物小循环过程矛盾统一。矛盾统一。第51页1.1.物质地质大循环在成土过程中作用物质地质大循环在成土过程中作用 地质大循环是指岩石经过风化，其产物经过各地质大循环是指岩石经过风化，其产物经过各种形式剥蚀和搬运过程堆积在低洼地方成为沉积物，种形式剥蚀和搬运过程堆积在低洼地方成为沉积物，并在一定地质条件下经过固结成岩作用成为沉积岩并在一定地质条件下经过固结成岩作用成为沉积岩再经地壳运动抬升出露于陆地表面。这个以地质历再经地壳运动抬升出露于陆地表面。这个以地质历史时间为周期过程称为地质大循环。史时间为周期过程称为地质大循环。其中以岩石风其中以岩石风化过程和风化产物淋溶剥蚀过程对土壤形成关系最化过程和风化产物淋溶剥蚀过程对土壤形成关系最为亲密。为亲密。第52页风化过程在成土中作用风化过程在成土中作用主要表现在其原有矿物破坏主要表现在其原有矿物破坏以及其中养分释放，而且还形成了次生矿物，其中以及其中养分释放，而且还形成了次生矿物，其中尤其是形成了大量粘土矿物。这些物质不但成为土尤其是形成了大量粘土矿物。这些物质不但成为土壤基本组分之一，而且还初步含有一定通透性和一壤基本组分之一，而且还初步含有一定通透性和一定吸收保蓄能力。所以，风化过程对土壤系统来说定吸收保蓄能力。所以，风化过程对土壤系统来说是主要一个输入过程。是主要一个输入过程。而而淋溶剥蚀过程淋溶剥蚀过程则是一个主要输出过程，它可使土则是一个主要输出过程，它可使土壤系统中物质流失，使有效养分不能集中于表层。壤系统中物质流失，使有效养分不能集中于表层。但正常淋溶剥蚀作用能使土壤物质更新，促进土壤但正常淋溶剥蚀作用能使土壤物质更新，促进土壤正常发育。正常发育。第53页2.2.生物小循环在成土过程中作用生物小循环在成土过程中作用 生物小循环生物小循环是指主要经过植物从土壤中选择吸收所需养分并存是指主要经过植物从土壤中选择吸收所需养分并存放于活质中，再以残落物形式偿还给地表，并经过放于活质中，再以残落物形式偿还给地表，并经过微生物等分解进入土壤中过程。微生物等分解进入土壤中过程。即经过生物生长吸即经过生物生长吸收、偿还、分解三个过程完成一个生态周期循环收、偿还、分解三个过程完成一个生态周期循环（其中可在地上、地下各种活有机体中存放一定时（其中可在地上、地下各种活有机体中存放一定时间）。间）。第54页3.3.大循环与小循环关系大循环与小循环关系 在土壤形成发育过程中主在土壤形成发育过程中主要包括地质大循环中风化和淋溶剥蚀二个步骤物质流通，以及要包括地质大循环中风化和淋溶剥蚀二个步骤物质流通，以及生物小循环吸收、偿还和分解三个步骤物质流通。这两种物质生物小循环吸收、偿还和分解三个步骤物质流通。这两种物质流通方式、方向、速率和周转期等都各不相同。但它们之间关流通方式、方向、速率和周转期等都各不相同。但它们之间关系又非常亲密。系又非常亲密。风化产物淋溶剥蚀过程之主要方向是造成养分从土壤系统中流风化产物淋溶剥蚀过程之主要方向是造成养分从土壤系统中流失与分散；而整个生物活动过程则主要造成养分保留与集中。失与分散；而整个生物活动过程则主要造成养分保留与集中。生物过程物质运动速率通常较快，周转期较短，故它能把风化生物过程物质运动速率通常较快，周转期较短，故它能把风化中迟缓释放有效养分从流失轨道上挽救回来，保留在土壤或有中迟缓释放有效养分从流失轨道上挽救回来，保留在土壤或有机体中，同时植被也能保护土壤固体物质免于大量流失。所以，机体中，同时植被也能保护土壤固体物质免于大量流失。所以，生物活动过程是与土壤中物质流失过程相反抗主要调整机制。生物活动过程是与土壤中物质流失过程相反抗主要调整机制。二者之间关系是对立统一。二者之间关系是对立统一。第55页一、成土原因学说一、成土原因学说道库恰耶夫土壤原因学说道库恰耶夫土壤原因学说函数关系方程函数关系方程 =f(K,O,E,P)T 为土壤；为土壤；K为气候；为气候；E为岩石；为岩石；P为地形；为地形；T为为时间；时间；O为生物为生物 第56页二、成土原因对土壤形成作用二、成土原因对土壤形成作用(一一)母质原因母质原因岩石风化产物称成土母质，简称母质。母质是土岩石风化产物称成土母质，简称母质。母质是土壤形成物质基础壤形成物质基础多数土壤属性均继承了母质特征多数土壤属性均继承了母质特征不一样母质对土壤次生矿物有影响不一样母质对土壤次生矿物有影响不一样母质所形成土壤养分情况不相同不一样母质所形成土壤养分情况不相同成土母质影响土壤质地成土母质影响土壤质地第57页（二）气候原因（二）气候原因 气候原因影响土壤水热情况，而水热情况又直接或间气候原因影响土壤水热情况，而水热情况又直接或间接地影响岩石风化过程高等植物和低等植物及微生物活接地影响岩石风化过程高等植物和低等植物及微生物活动土壤溶液和土壤空气迁移转化过程，所以决定了土壤动土壤溶液和土壤空气迁移转化过程，所以决定了土壤中物理、化学和生物作用过程，影响土壤形成过程方向中物理、化学和生物作用过程，影响土壤形成过程方向和强度。和强度。1.1.气候控制着土壤形成方向及其地理分布气候控制着土壤形成方向及其地理分布 2.2.气候制约着土壤形成过程气候制约着土壤形成过程 第58页（三）生物原因（三）生物原因土壤形成生物原因包含植物、土壤土壤形成生物原因包含植物、土壤微生物和土壤动物，它们是土壤有微生物和土壤动物，它们是土壤有机质制造者和分解者，是土壤发生机质制造者和分解者，是土壤发生发展过程中最活跃原因发展过程中最活跃原因。第59页绿色植物绿色植物利用太阳能进行光合作用制造成活体有利用太阳能进行光合作用制造成活体有机质，在以有机生物残体形式聚集于母质表层，推机质，在以有机生物残体形式聚集于母质表层，推进了土壤形成和演化。进了土壤形成和演化。1.1.木本植被成土作用特点木本植被成土作用特点 2.2.草本植被对成土过程影响草本植被对成土过程影响 土壤微生物土壤微生物分解动植物有机残体释放其中潜藏能分解动植物有机残体释放其中潜藏能量和养分供生物再吸收利用促进土壤肥力不停发展；量和养分供生物再吸收利用促进土壤肥力不停发展；还参加土壤腐殖质形成还参加土壤腐殖质形成.土壤中原生动物，各种昆虫等土壤中原生动物，各种昆虫等残体也是土残体也是土壤有机质起源之一，它们参加土壤有机残体分解、壤有机质起源之一，它们参加土壤有机残体分解、破碎及翻动、搅拌疏松土壤和搬运土壤破碎及翻动、搅拌疏松土壤和搬运土壤。第60页第61页（四）地形原因（四）地形原因 地貌在成土中作用主要表现在两方面：一是地貌组地貌在成土中作用主要表现在两方面：一是地貌组成物质即成土母质和岩石性质对成土直接影响；另成物质即成土母质和岩石性质对成土直接影响；另一是地貌形态特征对其它成土原因和土壤本身物质一是地貌形态特征对其它成土原因和土壤本身物质和能量再分配影响和能量再分配影响 不一样地形影响地表水热条件重新分配。主要表现在不一样不一样地形影响地表水热条件重新分配。主要表现在不一样高度坡度和坡向等对太阳辐射吸收和地面辐射差异。高度坡度和坡向等对太阳辐射吸收和地面辐射差异。地形支配着地表径流地形支配着地表径流地形影响成土母质分配地形影响成土母质分配第62页（五）时间原因（五）时间原因土壤发育时间（成土年纪）可说明土壤在历史进程中发生发展和演变动态过程，是研究土壤特征和发生分类主要基础。第63页土壤有绝对年纪和相对年纪土壤有绝对年纪和相对年纪 绝对年纪绝对年纪是指土壤在当前新风化层或新母质是指土壤在当前新风化层或新母质上开始发育时起直到当前所经历时间上开始发育时起直到当前所经历时间 。相对年纪相对年纪是指土壤发育阶段或发育程度是指土壤发育阶段或发育程度第64页(六六)人类生产活动人类生产活动 人类生产活动对土壤形成和性质影响是有意识有人类生产活动对土壤形成和性质影响是有意识有目标，是在认识土壤客观性质基础上对土壤进行目标，是在认识土壤客观性质基础上对土壤进行利用改造定向施肥