环境土壤学
环境土壤学
教案
环境专业
第一章土壤形态特征
一,基本形态特征
土壤形态就是土壤的外部特征,这种外部特征是通过人们的感官即视觉,嗅觉和触觉来认识的.在土壤形成以后,各土层在组成和性质上市不同的,所以,反映在剖面形态特征上,各层也是有差别的.在野外通过土壤剖面形态的观察,可判断出土壤的一些重要性质.土壤重要的形态特征有: 颜色,结构,质地,坚实度,孔隙,湿度,新生体,侵入体,动物孔穴等.
(一)土壤颜色
土壤颜色是土壤内在物质组成在外在色彩的表现.由於土壤的矿物组成和化学组成不同,所以土壤的颜色是多种多样的.通常在鉴别土壤层次和土壤分类时,土壤颜色是非常明显的特征.土壤颜色采用芒塞尔颜色命名系统,将土块与标准颜色卡对比,给予命名.给土壤的颜色定名时,用一种颜色常常有困难,往往要用两种颜色来表示,如棕色,有暗棕,黑棕,红棕等之分.这样定名,在前面的字是形容词,是指次要的颜色,而后面的字是指主要的颜色. 决定土壤的颜色,主要有以下几种物质:
腐殖质含量多时,使土壤颜色呈黑色.含量少时,使土壤颜色呈暗灰色.
氧化铁在土壤中德氧化铁一般多为含水氧化铁,如褐铁矿,针铁矿等,这些矿物使土壤呈铁锈色和黄色.
石英,斜长石,方解石,高岭石,二氧化硅粉末,碳酸钙粉末等,它们都能使土壤呈白色. 氧化亚铁广泛出现在沼泽土,潜育土中,它使土壤具有蓝色或青灰色,如蓝铁矿,这类矿物为白色,但遇空气中德氧即很快变为青灰色. 除物质成分影响土壤颜色外,土壤的物理性状不同,也会使土色有所差别.例如,土壤愈湿,颜色愈深,土壤愈细,颜色愈浅,光线愈暗,颜色愈深.所以在比较土壤颜色时,必须注明条件.
土壤颜色本身对树木生长并不重要,但是颜色却可指示土壤的许多重要特征.土壤颜色还可影响土壤的温度.深色土壤比浅色土壤易吸热.有森林植被的土壤受温度的影响比裸露的土壤小.森林火灾后,表层土壤颜色变深,从而导致土温增加.
(二)土壤结构
土壤结构就是土壤固体颗粒的空间排列方式.自然界的土壤,往往不是以单粒状态存在,而是形成大小不同,形态各异的团聚体,这些团聚体或颗粒就是各种土壤结构.根据土壤的结构形状和大小可归纳为块状,核状,柱状,片状,微团聚体及单粒结构等.
土壤的结构状况对土壤的肥力高低,微生物的活动以及耕性等都有很大的影响. 同时一些人为的活动将很大程度上破坏土壤的结构.如森林采伐后,由于重型机械的使用将导致土壤被压实,土壤表层结构被破坏.
(三) 土壤质地
土壤质地是土壤中各种颗粒,如砾,砂,粉粒,粘粒的重量百分含量.土壤质地影响土壤肥力,如土壤持水力,土壤通气性,有机质的贮存,营养元素的吸附和土壤的耕性,从而影响树木的生长.
准确测定土壤质地要用机械分析来进行,但在野外常用指测法来判断土壤质地,将土壤质地分为:砂土,砂壤土,轻壤土,中壤土,重壤土,粘土等.
(四) 土壤湿度
土壤水分是植物生长所必需的土壤肥力因素.根据土壤水分含量,在野外将土壤湿度分为:干,潮,湿,重湿,极湿等.
(五) 新生体
在土壤形成过程中新产生的或聚积的物质称为新生体,它们具有一定的外形和界限.新生体可
以按它们的外观分类,也可按它们的化学组成来分类. 按外观分,新生体盐霜,盐斑,结核等. 按照化学组成分,新生体可由易溶性盐类组成,如氯化钠,硫酸钠,碳酸钙等;还有由晶质或非晶质的化合物组成,如含水氧化铁的化合物,氧化亚铁的化合物,锰的化合物,二氧化硅和有机物等.
新生体是判断土壤性质,土壤组成和发生过程等非常重要的特征.例如,盐结皮和盐霜,表示土壤中有可溶性盐类的存在.锈斑和铁结核是近代或过去,在水影响下产生于干湿交替的特征.
(六) 侵入体
位于土体中,但不是土壤形成过程中聚积和产生的物体,称为侵入体.侵入体有砖头,瓦片,铁器和磁器等.一般常见于耕作土壤中,是判断人为经营活动对土壤层次影响所达到的深度,以及土层的来源等.
二,土壤剖面
(一)概念
1,土壤剖面:从地表凋落物向下直到土壤母质的垂直切面.
2,土壤发生层:由于成土作用形成的土层
(二)自然土壤剖面的形成
(一)土壤剖面定义
1,定义:土壤剖面是指从地面向下挖掘所裸露的一段垂直切面,这段垂直切面的深度一般在两米以内.
2,自然的土壤剖面是在五个主要成土因素的共同影响下形成的
3,土壤剖面构造:指土壤剖面从上到下不同土层的排列方式.一般情况下,这些土层在颜色,结构,紧实度和其他形态特征上是不同的.各个土层的特征是与该层的组成和性质一致的,是土壤内在性状的外部表现,是在土壤长期发育过程中形成的.
(二),淋溶作用和淀积作用
1,土壤剖面各发生层次的形成:成土过程中,原生矿物不断风化,产生各种易溶性盐类,含水氧化铁和含水氧化铝以及硅酸等,并在一定条件下合成不同的粘土矿物.同时通过土壤有机质的分解和腐殖质的形成,产生各种有机酸和无机酸.在降雨的淋洗作用下引起土壤中的这些物质的淋溶和淀积,从而形成了土壤剖面的各种发生层次.
(1),淋溶作用:指土壤中的下渗水,从土壤剖面的上层淋溶或浮悬土壤中某种成分的作用.因此一般将土壤剖面的上层称为淋溶层或简称A层.
(2),淀积作用:指下渗水到达剖面下层沉淀其中某些溶解物或悬浮物的作用.因此,土壤剖面的下层一般称为淀积层或简称B层.B层之下一般是未受淋溶或淀积作用的土壤母质层,简称C 层.土壤母质下面,如果是未风化的基岩,称为基岩层或简称D层.
(三)物质的转移作用
1,物质的转移作用
淋溶作用和淀积作用密切联系,是物质转移过程所导致的两种结果.土壤水携带着溶解或悬浮的物质产生的移动,称为物质的转移作用.这种转移作用分为物理性转移和化学性转移.
2,物理性转移
矿物质与有机物质胶粒以及其他微粒,从A层到B层而沉淀下来,使B层质地相对变粘,干燥时亦可发生裂隙.
3,化学性转移
矿物在风化过程中产生的可溶性盐类等,从A层随着下渗水下移,或停积在B层或到达地下水层而流失.草原区域因易溶性盐的聚积常生成石灰质和石膏质硬盘.温带森林区域含铁铝的有机和无机胶体可悬浮在渗漏水和毛管水中,从A层移动到B层,亦可形成铁质硬盘.
地下水位高而排水不良的地方,矿物在风化过程中产生的可溶性盐类往往由剖面的下层,随着毛管水的上升到达地面,形成盐结皮,这种物质转移的方向和一般情形相反.由于通气不良,特别是在地下水位很高的情况下,B层的下段或C层的一部分,将因还原作用变为蓝灰色或绿灰色,称为潜育层或灰粘层或简称G层.
(四)土壤发生层次
1,O层:枯落物层
据分解程度不同,可分为三个亚层.
L层:分解较少的枯枝落叶层.
F层:分解较多的半分解的枯枝落叶层.
H层:分解强烈的枯枝落叶层,已失去其原有植物组织形态.
2,A1层:腐殖质层
可分为两个亚层.
A11层:聚积过程占优势(当然也有淋溶作用),颜色较深的腐殖质层.
A12层:颜色较浅的腐殖质层.
3,A2层:灰化层
4,AB层:腐殖质层和淀积层的过渡层.
5,B层:淀积层,里面含有由上层淋洗下来的物质,所以一般较坚实.据发育程度的不同可分为B1,B2,B3等亚层.
6,BC层:淀积层和母质层的过渡层.
7,G层:潜育层.
8,C层:母质层.据盐的不同有:
CC层:母质层中有碳酸盐的聚积层;
CS层:母质层中有硫酸盐的聚积层.
9,D(R)层:母岩层.
根据土壤剖面发育的程度不同可以有不同的土壤类型.上面介绍的模式剖面,在实际工作中,往往不会出现那么多的层次,而且层次间的过渡情况也会各有不同,有的层次明显,有的不明显,有的是逐渐的.层次间的交线有平直的,曲折的,带状的,舌状的等多种形式.
三,耕作土壤剖面的形成
人类生产活动和自然因素的综合作用,使耕作土壤产生层次分化.典型的耕作土壤剖面层次,从上到下大体可以分为三层:表土层,心土层和底土层.
1 表土层
可分为两层.
1,耕作层:受耕作,施肥,灌溉影响最强烈的土壤层,厚度一般约20厘米左右.耕作层易受生产活动和地表生物,气候条件的影响,一般疏松多孔,干湿交替频繁,温度变化大,通透性良好,物质转化快,含有效态养分多.根系主要集中分布于这一层中,一般约占全部根系总量的60%以上. 2,犁底层:位于耕作层之下,厚约6-8厘米.典型的犁底层很紧实,孔隙度小,非毛管孔隙(大孔隙)少,毛管孔隙(小孔隙)多,所以通气性差,透水性不良,结构常呈片状,甚至有明显可见的水平层理.这是经常受耕畜和犁的压力以及通过降水,灌溉使粘粒沉积而形成的.
2 心土层
位于犁底层以下,厚度约为20-30厘米,该层也能受到一定的犁,畜压力的影响而较紧实,但不象犁底层那样紧实.在耕作土壤中,心土层是起保水保肥作用的重要层次,是生长后期供应水肥的主要层次.在这一层中根系的数量约占根系总量的20-30%.
在心土层以下,一般位于土体表面50-60厘米以下的深度.此层受地表气候的影响很少,同时也比较紧实,物质转化较为缓慢,可供利用的营养物质较少,根系分布较少.一般常把此层的土壤称为生土或死土.
第二章土壤生态系统的物质基础
土壤有机质
土壤有机质的来源,组成和类型
土壤有机质是土壤固相部分的重要组成成分,尽管土壤有机质的含量只占土壤总量的很小一部分,但它对土壤形成,土壤肥力,环境保护及农林业可持续发展等方面都有着极其重要作用的意义.一方面,它含有植物生长所需要的各种营养元素(最主要的),也是土壤微生物活动的能源,对土壤物理,化学和生物学性质能有着深刻的影响.另一方面,土壤有机质对重金属,农药等各种有机,无机污染物的行为能有显著的影响.而且土壤有机质对全球碳平衡起着重要的作用,被认为是影响全球温室效应的重要因素.
土壤有机质是指存在于土壤中的所有含碳的有机化合物.它主要包括土壤中各种动物,植物残体,微生物体及其分解和合成的各种有机化合物.
我国地域辽阔,由于各地的自然条件和农林业经营水平不同,土壤有机质的含量差异较大.低者少于1%,多者可高达20%.土壤有机质含量的多少,基本上可以反映土壤肥力水平的高低. 一, 土壤有机质的来源
土壤有机质是指土壤中含碳的有机化合物.土壤中有机质的来源十分广泛.
(1)植物残体:包括各类植物的凋落物,死亡的植物体及根系.这是自然状态下土壤有机质的主要来源.对森林土壤尤为重要.森林土壤相对农业土壤而言具有大量的凋落物和庞大的树木根系等特点.我国林业土壤每年归还土壤的凋落物干物质量按气候植被带划分,依次为:热带雨林,亚热带常绿阔叶林和落叶阔叶林,暧温带落时阔时林,温带针阔混交林,寒温带针叶林.热带雨林凋落物干物质量可达16700Kg/(km22a),而荒漠植物群落凋落物干物质量仅为530kg/(nm22a).
(2)动物,微生物残体:包括土壤动物和非土壤动物的残体,及各种微生物的残体..这部分来源相对较少.但对原始土壤来说,微生物是土壤有机质的最早来源.
(3)动物,植物,微生物的排泄物和分泌物:土壤有机质的这部分来源虽然量很少,但对土壤有机质的转化起着非常重要的作用.
(4)人为施入土壤中的各种有机肥料(绿肥,堆肥,沤肥等),工农业和生活废水,废渣等,还有各种微生物制品,有机农药等.
二, 土壤有机质的含量
土壤有机质的含量在不同土壤中差异很大,含量高的可达20%或30%以上(如泥炭土,某些肥沃的森林土壤等),含量低的不足1%或0.5%(如荒漠土和风沙土等).在土壤学中,一般把耕作层中含有机质20%以上的土壤称为有机质土壤,含有机质在20%以下的土壤称为矿质土壤.一般情况下,耕作层土壤有机质含量通常在5%以上.全球土壤0 /FONT>100cm和0 /FONT>15cm土层中有机碳的含量(有机质的含碳量平均为58%,所以土壤有机质的含量大致是有机碳含量的1.724倍)情况见表2-1/FONT>1
表2-1 全球土壤0-100cm和0-15cm土层中有机碳的含量
土纲
面积
(103km2)
0-100cm土层中的有机碳
0-15cm土层中有机碳
Mg/hm2 总量1015g 占全球% 范围(%) 代表值(%)
新成土
始成土
有机土
暗色土
变性土
旱成土
软土
灰化土淋溶土
老成土
氧化土
其它
14921
21580
1745
2552
3287
31743
5480
4878
18283
11330
11772
7644
148 9
163 352 22
2045 357 23
306 78 5
58 19 1
35 110 7
131 73 5
146 71 5
69 127 8
93 105 7
101 119 8
24 18 1
0.06~ 6.0 —
0.06 ~6.0 —
12 ~57 47
1.2 ~10 6
0.5~ 1.8 0.9
0.1~ 1.0 0.6
0.9 ~4.0 2.4
1.5 ~5.0
2.0
0.5 ~3.8 1.4
0.9 ~3.3 1.4
0.9~ 3.0 2.0
/FONT> —
总计
135215
1576 100
(引自黄昌勇《土壤学》2002年)
三, 土壤有机质的组成
(一) 土壤有机质的类型
进入土壤中的有机质一般以三种类型状态存在.
(1)新鲜的有机物:指那些进入土壤中尚未被微生物分解的动,植物残体.它们仍保留着原有的形态等特征.对森林土壤而言,一般指枯凋落物的L层(Litter).相当于土壤剖面形态记述中的A..层.
(2)分解的有机物:经微生物的分解,已使进入土壤中的动,植物残体失去了原有的形态等特征.有机质已部分分解,并且相互缠结,呈褐色.包括有机质分解产物和新合成的简单有机化合物.对森林土壤而言,一般指枯凋落物层中的F层(Fermetation).此层一般在土壤剖面形态记述中为A.层
(3)腐殖质:指有机质经过微生物分解后并再合成的一种褐色或暗褐色的大分子胶体物质.与土壤矿物质土粒紧密结合,是土壤有机质存在的主要形态类型,占土壤有机质总量的85% /FONT>90%.对森林土壤而言,一般指枯落物层中H层(Humus).在土壤剖面形态记述中,通常与上述的F层共同记为A.层.
(二)生物有机质的组成
土壤有机质的组成决定于进入土壤的有机物质的组成,进入土壤的有机物质的组成相当复杂.各种动,植物残体的化学成分和含量因动,植物种类,器官,年龄等不同而有很大的差异.一般情况下,动植物残体主要的有机化合物有碳水化合物,木素,蛋白质,树脂,蜡质等.土壤有机质的主要元素组成是C,O,H,N,分别占52% /FONT>58%,34% /FONT>39%,3.3% /FONT>4.8%.
(1)碳水化合物
碳水化合物是土壤有机质中最主要的有机化合物,碳水化合物的含量大约占有机质总量的15 /FONT>27%.包括糖类,纤维素,半纤维素,果胶质,甲壳质等.
糖类有葡萄糖,半乳糖,六碳糖,木糖,阿拉伯糖,氨基半乳糖等.虽然各主要自然土类间植被,气候条件等差异悬殊,但上述各糖的相对含量都很相近,在剖面分布上,无论其绝对含量或相对含量均随深度而降低.
纤维素和半纤维素为植物细胞壁的主要成分,木本植物残体含量较高,两者均不溶于水,也不易化学分解和微生物分解.
果胶质在化学组成和构造上和半纤维素相似,常与半纤维素伴存.
甲壳质属多糖类,和纤维素相似,但含有氮,在真菌的细胞膜,甲壳类和昆虫类的介壳中大量存在,甲壳质的元素组成或为(C8H13O5N4)n
(2)木素
木素是木质部的主要组成部分,是一种芳香性的聚合物.较纤维素含有更多的碳,与纤维素,半纤维素元素组成的差别如表4 /FONT>2.
木素在林木中的含量约占30%,木素的化学构造尚未完全清楚,关于木素中是否含氮的问题目
前尚未阐明,木素很难被微生物分解.但在土壤中可不断被真菌,放线菌所分解.由C14研究指出,有机物质的分解顺序为:葡萄糖>半纤维素>纤维素>木素
(3)含氮化合物
动植物残体中主要含氮物质是蛋白质,它是构成原生质和细胞核的主要成分,在各植物器官中的含量变化很大,见表4 /FONT>3
表4-2 不同植物,器官中蛋白质含量(%)
针叶,阔叶
3.5 —9.2
苔藓
4.5—8.0
禾木科植物茎杆
3.5 —
4.7
蛋白质的元素组成除碳,氢,氧外,还含有氮(平均为10%),某些蛋白质中还含有硫(0.3% /FONT>2.4%)或磷(0.8%).蛋白质是由各种氨基酸构成的.
一般含氮化合物易为微生物分解,生物体中常有一少部分比较简单的可溶性氨基酸可为微生物直接吸收,但大部分的含氮化合物需要经过微生物分解后才能被利用.
(4)树脂,蜡质,脂肪,单宁,灰分物质
树脂,蜡质,脂肪等有机化合物均不溶于水,而溶于醇,醚及苯中,都是复杂的化合物.
单宁物质有很多种,主要都是多元酚的衍生物,易溶于水,易氧化,与蛋白质结合形成不溶性的,不易腐烂的稳定化合物.木本植物木材及树皮中富含单宁,而草本植物及低等生物中则含量很少.
植物残留体燃烧后所留下的灰为灰分物质,其主要元素为钙,镁,钾,钠,硅,磷,硫,铁,铝,锰等,此外还有少量的碘,锌,硼,氟等元素.这些元素在植物生活中有着巨大的意义.
土壤有机质的矿质化
一,矿化过程及影响因素
(一) 土壤有机质的矿化过程
土壤有机质的矿化过程:土壤有机质在微生物作用下,分解为简单的无机化合物的过程.
土壤有机质的矿化过程分为化学的转化过程,活动物的转化过程和微生物的转化过程.这一过程使土壤有机质转化为二氧化碳,水,氨和矿质养分(磷,硫,钾,钙,镁等简单化合物或离子),同时释放出能量.这一过程为植物和土壤微生物提供了养分和活动能量,并直接或间接地影响着土壤性质,同时也为合成腐殖质提供了物质基础.
(1)土壤有机质的化学的转化过程
土壤有机质的化学的转化过程的含义是广义的,实际上包括着生物学及物理化学的变化.
1. 水的淋溶作用:降水可将土壤有机质中可溶性的物质洗出.这些物质包括简单的糖,有机酸及其盐类,氨基酸,蛋白质及无机盐等.约占5%—10%水溶性物质淋溶的程度决定于气候条件(主要是降水量).淋溶出的物质可促进微生物发育,从而促进其残余有机物的分解.这一过程对森林土壤尤为重要,因森林下常有下渗水流可将地表有机质(枯落物)中可溶性物质带入地下供林木根系吸收.
2. 酶的作用:土壤中酶的来源有三个方面:一是植物根系分泌酶,二是微生物分泌酶,三是土壤动物区系分泌释放酶.土壤中已发现的酶有50 /FONT>60种.研究较多的有氧化还原酶,转化酶和水解酶等.酶是有机体代谢的动力,因此,可以想象酶在土壤有机质转化过程中所起的巨大作用.
(2)土壤有机质活动物的转化过程
从原生动物到脊椎动物,大多数以植物及植物残体为食.在森林土壤中,生活着大量的各类动物,如温带针阔混交林下每公顷蚯蚓可达258万条等,可见活动物对有机质的转化起着极为重要的作用.
机械的转化:动物将植物或残体碎解,或将植物残体进行机械的搬进及与土粒混合,均可促进有机物被微生物分解.
化学的转化:经过动物吞食的有机物(植物残体)未被动物吸收部分,经过肠道,以排泄物或粪便的形式排到体外,已经经过动物体内分解或半分解.土壤动物中蚯蚓的分解作用最大,因此,在某种程度上,可用土壤中蚯蚓的数量来评价土壤肥力的高低.
(3)土壤有机质的微生物转化过程
土壤有机质的微生物的转化过程是土壤有机质转化的最重要的,最积极的进程.
1 微生物对不含氮的有机物生转化不含氮的有机物主要指碳水化合物,主要包括糖类,纤维素,半纤维素,脂肪,木素等,简单糖类容易分解,而多糖类则较难分解;淀粉,半纤维素,纤维素,脂肪等分解缓慢,木素最难分解,但在表性细菌的作用下可缓慢分解.
(C6H10O5)n+nH2o →nC6H12O6
葡萄糖在好气条件下,在酵母菌和醋酸细菌等微生物作用下,生成简单的有机酸(醋酸,草酸等),醇类,酮类.这些中间物质在空气流通的土壤环境中继续氧化,最后完全分解成二氧化碳和水,同时放出热量.
土壤碳水化合物分解过程是极其复杂的,在不同的环境条件下,受不同类型微生物的作用,产生不同的分解过程.这种分解进程实质上是能量释放过程,这些能量是促进土壤中各种生物化学过程的基本动力,是土壤微生物生命活动所需能量的重要来源.一般来说,在嫌气条件下,各种碳水化合物分解形成还原性产物时释放出的能量,比在好气条件下所释放的能量要少得多,所产生的CH4,H2等还原物质对植物生长不利.
2 微生物对含氮的有机物转化土壤中含氮有机物可分为两种类型:一是蛋白质类型,如各种类型的蛋白质;二是非蛋白质型,如几丁质,尿素和叶绿素等.土壤中含氮的有机物在土壤微生物作用下,最终分解为无机态氮(NH4+ /FONT>N和NO3-—N)
①水解过程蛋白质在微生物所分泌的蛋白质水解酶的作用下,分解成为简单的氨基酸类含氮化合物.
蛋白质→水解蛋白质→消化蛋白质→多肽→氨基酸
②氨化过程蛋白质水解生成的氨基酸在多种微生物及其分泌酶的作用下,产生氨的过程.氨化过程在好气,嫌气条件下均可进行,只是不同种类微生物的作用不同.
③硝化过程在通气良好的情况下,氨化作用产生的氨在土壤微生物的作用下,可经过亚硝酸的中间阶段,进一步氧化成硝酸,这个由氨经微生物作用氧化成硝酸的作用叫做硝化作用.将硝酸盐转化成亚硝酸盐的作用称为亚硝化作用. 硝化过程是一个氧化过程,由于亚硝酸转化为硝酸的速度一般比氨转化为亚硝酸的速度快得多,因此土壤中亚硝酸盐的含量在通常情况下是比较少的.亚硝化过程只有在通气不良或土壤中含有大量新鲜有机物及大量硝酸盐的发生,从林业生产上看,此过程有害,是降低土壤肥力的过程,因此应尽量避免.
④反硝化过程硝态氮在土壤通气不良情况下,还原成气态氮(N2O和N2),这种生化反应称为反硝化作用.
3 微生物对含磷有机物的转化土壤中有机态的磷经微生物作用,分解为无机态可溶性物质后,才能被植物吸收利用.
土壤中表层有26% /FONT>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.
在嫌气条件下,很多嫌气性土壤微生物能引起磷酸还原作用,产生亚磷酸,并进一步还原成磷化氢.
4 微生物对含硫有机物的转化土壤中含硫的有机化合物如含硫蛋白质,胱氨酸等,经微生物的腐解作用产生硫化氢.硫化氢在通气良好的条件下,在硫细菌的作用下氧化成硫酸,并和土壤中的盐基离子生成硫酸盐,不仅消除硫化氢的毒害作用,而且能成为植物易吸收的硫素养分.
在土壤通气不良条件下,已经形成的硫酸盐也可以还原成硫化氢,即发生反硫化作用,造成硫素散失.当硫化氢积累到一定程度时,对植物根素有毒害作用,应尽量避免.
进入土壤的有机质是由不同种类的有机化合物组成,具有一定生物构造的有机整体.其在土壤中的分解和转化过程不同于单一有机化合物,表现为一个整体的动力学特点.植物残体中各类有机化合物的大致含量范围是:可溶性有机化合物(糖分,氨基酸)5% /FONT>10%,纤维素15% /FONT>60%,半纤维素10% /FONT>30%,蛋白质2% /FONT>15%,木素5% /FONT>30%.它们的含量差异对植物残体的分解和转化有很大影响.
据估计,进入土壤的有机残体经过一年降解后,2/3以上的有机质的二氧化碳的形式释放而损失,残留在土壤中的有机质不到1/3,其中土壤微生物量占3% /FONT>8%,多糖,多糖醛酸苷,有机酸等非腐殖质物质占3% /FONT>8%,腐殖质占10% /FONT>30%.植物根系在土壤中的年残留量比其他地上部分稍高一些.
二,影响矿化的因素
1,有机残体的组成状况
(1)有机残体的物理状态:
一般情况下,多汁幼嫩新鲜的绿肥易分解.
(2)有机残体的化学成分.
一般情况下,阔叶比针叶快;叶片比残根快,豆科比禾本科快.
(3 )有机残体的碳氮比
用C/N 表示. 微生物吸收1份氮,就要吸收5份碳用于构成自身细胞,同时要消耗20份碳作为生命活动的能量.微生物分解需有机质的C/N为25:1.
2,外界条件
外界条件通过制约微生物的活动,而影响有机质的转化.
(1)最适温度:20～30度.
(2)湿度和通气状况:在田间持水量的60%最好.
(3)土壤pH:细菌最适pH6.5—7.5,放线菌中性到为碱性,真菌酸性到中性条件
有机质的腐殖化
一,腐殖化过程
1,腐殖质是有机质分解过程中的中间产物,在微生物的作用下,经过生物化学过程,合成的一种暗色的含N的,稳定的,复杂的高分子化合物,是一种自然的形成物.
2,形成过程大体包括2个阶段
第一阶段:产生腐殖质分子的各个组成成分.如多元酚,氨基酸,多肽等有机物质.
第二阶段:由多元酚和含氮化合物缩合成腐殖质单体分子.此缩合过程包括两步:
首先是多元酚在多酚氧化酶作用下氧化为醌:
然后醌和含氮化合物(氨基酸)缩合,最后腐殖质单体分子继续缩合成高级腐殖质分子.
二,土壤腐殖质的基本性质及组成
土壤腐殖质是褐色或暗褐色的,芳香族结构的.具有多官解团的含氮的,复杂的高分子有机化合物.
如前所述,土壤腐殖质是土壤有机质经腐殖化过程由土壤有机质的矿质化过程分解的简单有机化合物缩合而成的.是土壤养分的储存库,是土壤肥力的重要指标.
人们对土壤腐殖质的研究较早,在十九世纪初,由于人们认识和研究的局限性,曾一度认为植
物直接靠吸收腐殖质而生存和生长;直到十九世纪中叶,德国化学家李比希提出植物矿物营养学说,才从根本上推翻植物营养腐殖质学说,(大伊乐,1809)认为植物吸收的是矿物质营养元素,土壤腐殖质必须经微生物的分解,变成简单的无机化合物才能被植物吸收.这为土壤腐殖质的进一步研究打下了基础,具有划时代意义.
(一) 土壤腐殖质的分组及存在状态
土壤腐殖质的分组
土壤腐殖质是一类组成和结构都十分复杂的天然高分子化合物(聚合物),各类腐殖质分子大小虽不相同,但其性质相似,要深入研究腐殖质的性质,就必须把它从土壤中分离提取出来,但此项工作十分困难.目前一般所用的方法就是先把土壤中分解或部分分解的动植物残体分离掉,通常用水浮选,手挑和静电吸附法移去,然后用不同溶液来浸提土壤,把腐殖质分为三个组分:富里酸组(黄腐酸),胡敏酸组(褐腐酸)和胡敏素(黑腐素).这里浸提剂十分重要,理想的浸提剂应具备:1)对腐殖酸的性质没有影响或影响极小;2)能获得均匀的组分;3)具有较高的提取能力,能将腐殖酸几乎完全分离出来.但是,由于腐殖酸的复杂性以及其组成上的非均质性,能满足所有这些条件的浸提剂尚未找到.
在分离土壤中植物残体时,还可用密度为1.8g/cm3或2.0g/cm3重液,可以更有效地除尽这些残体,被移去的这部分有机物质称为轻组,而留下的土壤组成称为重组.然后根据腐殖质在碱,酸溶液中的溶解度再划分为胡敏酸,富里酸,胡敏素等三个组分.
腐殖酸的主要组成是胡敏酸和富里酸,通常占腐殖酸总量的60%左右.富里酸包括克连酸和阿波克连酸.胡敏素是胡敏酸的同素异构体,它的分子量较小,并因其与矿质部分紧密结合,以致失去水溶性和碱溶性,胡敏素在腐殖酸中所占的比例不大,所以不是腐殖酸的主要部分.目前对胡敏酸和富里酸的研究较多.但需特别指出的是,这些腐殖物质组分仅仅是操作上的划分,而不是特定的化学组分的划分.
土壤腐殖质一般情况下以游离态腐殖质和结合态腐殖质两种状态存在.土壤中游离态腐殖质很少,绝大多数是以结合态腐殖质存在.即腐殖质与土壤无机组成,尤其是粘粒矿物和阳离子紧密结合,以有机无机复合体的方式存在.通常52%—98%的土壤有机质集中在粘粒部分. 结合态腐殖质一般分三种状态类型.1)腐殖质与矿物成分中的强盐基化合成稳定的盐类,主要为腐殖酸钙和镁.2)腐殖质与含水三氧化化物如AL2O32XH2O2Fe2O32YH2O化合成复杂的凝胶体.3)与土壤粘粒结合成有机无机复合体. 土壤有机无机复合体的形成过程十分复杂.通常认为范德华力,氢键,静电吸附,阳离子键桥等是土壤有机无机复合体键合的主要机理.
有机无机复合体形成过程中可能同时有两种或更多种机理起作用,主要取决于土壤腐殖质类型,粘粒矿物表面交换性离子的性质,表面酸度,系统的水分含量等等.我国南方酸性土壤中主要是Fe,AL离子键结合的腐殖质,这种结合具有高度的坚韧性,有时甚至可以把腐殖质和砂粒结合起来,但不一定具备水稳性,所以对土壤团粒状结构形成和提高肥力上关系不十分巨大.我国北方的中性和石灰性土壤主要以Ca离子键结合的腐殖质为主,具有较强的水稳性,对改善土壤结构和提高肥力有重要意义.尤其在农业土壤上显得特别重要.
(二) 土壤腐殖酸的性质
腐殖酸的元素组成
腐殖酸主要由C,H,O,N,S等元素组成,此外还有少量的Ca,Mg,Fe,Si等元素.各种土壤中腐殖酸的元素组成不完全相同,一般腐殖质含C55% /FONT>60%,平均为58%;含N3% /FONT>6%,平均为5.6%;其C/N比为10:1 /FONT>12:1.一般情况下,胡敏酸的C,N含量高于富里酸,而O,S的含量低于富里酸(表4-4).
表4-4 我国主要土壤表土中腐殖物质的元素组成(无灰干基)
腐殖物质
胡敏酸HA(%)
富里酸FA(%)
范围
平均
范围
平均
C
H
O
N
C/H
43.9~59.6
3.1~7.0
31.3~41.8
2.8~5.9
7.2~19.2
54.7
4.8
36.1
4.2
11.6
43.4~52.6
4.0~
5.8
40.1~49.8
1.6~4.3
8.0~12.6
46.5
4.8
45.9
2.8
9.8
腐殖酸的物理性质
腐殖酸在土壤中的功能与其分子形状和大小有着密切的关系.腐殖酸的分子量因土壤类型及腐殖酸组成的不同而异,即使同一样品用不同的方法测得的结果也有较大差异.据报到,腐殖酸分子量的变动范围为几至几百万之间.但共同的趋势是,同一土壤,富里酸的平均分子量最小,胡敏素的平均分子量最大,胡敏酸介于二者之间.我国几种主要土壤类型的胡敏酸和富里酸的平均分子量分别为890—2500和675 /FONT>1450之间.
土壤腐殖酸的整体结构并不紧密,整个分子表现出非晶质特征,具有较大的比表面积,高达2000m2/g,远大于粘土矿物和金属氧化物的表面积.
腐殖酸是一种亲水胶体,有强大的吸水能力,单位重量腐殖质的持水量是硅酸盐粘土矿物的4—5倍,最大吸收量可以超过其自身重量的500%.
腐殖质整体呈黑褐色,而其不同组分腐殖酸的颜色则略有深浅之别.富里酸的颜色较淡,呈黄色至棕红色,而胡敏酸的颜色较深,为棕黑色至黑色,腐殖酸的光密度与其分子最大子和分子的结构化程度大体呈正相关.
腐殖酸的化学性质
胡敏酸不溶于水,呈酸性,它与K+,Na+,NH4+等形成的一价盐溶于水,而与Ca,Mg,Fe,AL等多价盐基离子形成的盐类溶解度相当低.胡敏酸及其盐类在环境条件发生变化时,如干旱,冻结,高温及与土壤矿质部分的相互作用等都能引起变性,其化学性质不变,成为不溶于水的,较稳定的黑色物质.
富里酸在水中溶解度很大,其水溶液呈强酸性反应,它的一切盐类(包括一价或多价)都能溶于水,易造成养分流失.
腐殖质是带有负电荷的有机胶体,根据电荷同性相斥原则,新形成的腐殖质胶粒在水中呈分散的溶胶状态,但增加电解质浓度或高价离子,则电性中和而相互凝聚,腐殖质在凝聚过程中可使土粒胶结在一起,形成结构体.另外,腐殖质是一种亲水胶体,可以通过干燥或冻结脱水变性,形成凝胶.腐殖质的这种变性中是不可逆的,因此,能形成水稳性的团粒状结构.
腐殖质分子中含各种功能基,其中最主要的是含氧的酸性功能基,包括芳香族和脂肪族化合物上的羧基(R /FONT>COOH)和酚羟基(酚/FONT>OH),其中羧基是最重要的功能基团.
腐殖质的总酸度通常是指羧基和酚羟基的总和.总酸度以胡敏素,胡敏酸和富里酸的次序增加.总酸度数值的大小与腐殖质的活性有关,一般较高的总酸度意味着有较高的阳离子交换量. (三) 中国土壤腐殖质分布
土壤腐殖质的组分是受植被,微生物活动以及土壤性质等的影响,腐殖质的变化在地球表面由北向南而呈现一定的规律性.表4-5是我国主要森林土壤类型中土壤腐殖质的组成情况.
表2-5 中国自然植被下森林土壤的腐殖质组成
土类名称
有机碳
(%)
占全碳(%)
胡敏酸/富里酸
活性胡敏酸(占胡敏酸总量%)
备注
胡敏酸
富里酸
棕色针叶林土
暗棕壤
白浆化暗棕壤
(森林黑灰土)
5.28
5.24
6.10
19.60
25.72
28.3
33.20
29.67
26.4
0.59
0.81
1.07
9.18
71.05
/FONT>
据东北林院1964
棕壤
黄棕壤
黄壤
红壤
砖红壤
4.37
1.02
4.47
0.54
3.50
26.4
12.4
13.2
6.1
5.8
23.6
28.3
33.7
41.9
30.3
1.12
0.44
0.38
0.15
0.19
32.7
73.4
85.4
93.1
据《中国土壤》1977
从表中可以明显看出我国从北方寒温带针叶林下的棕色针叶林土到南方热带雨林下的红壤,砖红壤,其土壤腐殖质的组成呈现有规律的变化.气候过冷的寒温带和湿热的热带均不适于胡敏酸的形成,因而都具有较小的胡敏酸/富里酸比值;只有在冷暖适中的暖温带的棕壤条件下,胡敏酸的形成过程较强烈,具有较大的胡敏酸/富里酸比值.
有机质的作用
土壤有机质特有的组成和性质等决定了其在土壤中乃至在土壤圈层和植物圈层中都起着极为重要的作用.
一,有机质在土壤肥力上的作用
土壤有机质的含量与土壤肥力水平是密切相关的.虽然有机质仅占土壤总量的很小一部分,但它在土壤肥力上起着多方面的作用却是显著的.通常在其他条件相同或相近的情况下,在一定含量范围内,有机质的含量与土壤肥力水平呈正相关.
有机质是植物营养的主要来源
土壤有机质中含有大量的植物营养元素,如N,P,K,Ca,Mg,S,Fe等重要元素,还有一些微量元素.土壤有机质经矿质化过程释放大量的营养元素为植物生长提供养分;有机质的腐殖化过程合成腐殖质,保存了养分,腐殖质又经矿质化过程再度释放养分,从而保证植物生长全过程的养分需求.
有机质的矿质化过程分解产生的CO2是植物碳素营养的重要来源,据估计,土壤有机质的分解及微生物和根系呼吸作用产生的CO2,每年可达135亿七,大致相当于陆地植物的需要量.由此可见,土壤有机质的矿质化过程产生的CO2既是大气中CO2的重要来源,也是植物光合和作用的重要碳源.
土壤有机质还是土壤N,P最重要的营养库,是植物速效性N,P的主要来源.土壤全N的92% /FONT>98%都是储藏在土壤中的有机N,且有机N主要集中在腐殖质中,一般是腐殖质含量的5%,据研究,植物吸收的氮素有50% /FONT>70%是来自土壤.
土壤有机质中有机态P的含量一般占土壤全磷的20% /FONT>50%,随着有机质的分解而释放出速效磷,供给植物营养.
在大多数非石灰性土壤中,有机质中有机态硫占全硫的75%---95%,随着有机质的矿质化过程而释放,被植物吸收利用.
土壤有机质在分解转化过程中,产生的有机酸和腐殖酸对土壤矿物部分有一定的溶解能力,可以促进矿物风化,有利于某些养分的有效化.一些与有机酸和富里酸络合的金属离子可以保留在土壤溶液中,不致沉淀而增加其有效性.
土壤腐殖质与铁形成的某些化合物,在酸性或碱性土壤中对植物及微生物是有效的
促进植物生长发育
土壤有机质,尤以其中胡敏酸,具有芳香族的多元酚官能团,可以加强植物呼吸过程,提高细胞膜的渗透性,促进养分迅速进入植物体.
胡敏酸的钠盐对植物根系生长具有促进作用,试验结果证明胡敏酸钠对玉米等禾本科植物及草类的根系生长发育具有极大的促进作用.
改善土壤的物理性质
有机质在改善土壤物理性质中的作用是多方面的,其中最主要,最直接的作用是改良土壤结构,促进团粒状结构的形成,从而增加土壤的疏松性,改善土壤的通气性和透水性.
腐殖质是土壤团聚体的主要胶结剂,土壤中的腐殖质很少以游离态存在,多数和矿质土粒相互结合,通过功能基,氢键,范德华力等机制,以胶膜形式包被在矿质土粒外表,形成有机-无机复合体.所形成的团聚体,大,小孔隙分配合理,且具有较强的水稳性,是较好的结构体.
土壤腐殖质的粘结力比砂粒强,在砂性土壤中,可增加砂土的粘结性而促进团粒状结构的形成.腐殖质的粘结力比粘粒小,一般为粘力的1/12,粘着力为粘粒的1/2,当腐殖质覆盖粘粒表面,减少了粘粒间的直接接触,可降低粘粒间的粘结力,有机质的胶结作用可形成较大的团聚体,更进一步降低粘粒的接触面,使土壤的粘性大大降低,因此可以改善粘土的土壤耕性和通透性.有机质通过改善粘性,降低土壤的胀缩性,防止土壤干旱时出现的大的裂隙.
土壤腐殖质是亲水胶体,具有巨大的比表面积和亲水基团,据测定腐殖质的吸水率为500%左
右,而粘土矿物的吸水率仅为50%左右,因此,能提高土壤的有效持水量,这对砂土有着重要的意义.
腐殖质为棕色呈褐色或黑色物质,被土粒包围后使土壤颜色变暗,从而增加了土壤吸热的能力,提高土壤温度,这一特性对北方早春时节促进种子萌发特别重要.腐殖质的热容量比空气,矿物质大,而比水小,导热性居中,因此,土壤有机质含量高的土壤其土壤温度相对较高,且变幅小,保温性好.
促进微生物和土壤动物的活动
土壤有机质是土壤微生物生命活动所需养分和能量的主要来源.没有它就不会有土壤中所有的生物化学过程.土壤微生物的种群,数量和活性随有机质含量增加而增加,具有极显著的正相关.土壤有机质的矿质化率低,不会像新鲜植物残体那样对微生物产生迅猛的激发效应,而是持久稳定地向微生物提供能源.因此,富含有机质的土壤,其肥力平稳而持久不易造成植物的徒长和脱肥现象.
土壤动物中有的(如蚯蚓等)也以有机质为食物和能量来源;有机质能改善土壤物理环境,增加疏松程度和提高通透性(对砂土而言则降低通透性),从而为土壤动物的活动提供了良好的条件,而土壤动物本身又加速了有机质的分解(尤其是新鲜有机质的分解).进一步改善土壤通透性,为土壤微生物和植物生长创造了良好的环境条件.
提高土壤的保肥性和缓冲性
土壤腐殖质是一种胶体,有着巨大的比表面和表面能,腐殖质胶体以带负电荷为主,从而可吸附土壤溶液中的交换性阳离子如K+,NH4+,,Ca2+,Mg2+等,一方面可避免随水流失,另一方面又能被交换下来供植物吸收利用.其保肥性能非常显著.
土壤腐殖质和粘土矿物一样,具有较强的吸附能力,但单位质量腐殖质保存阳离子养分的能力比粘土矿物大几倍至几十倍,因此,土壤有机质具有巨大的保肥能力.
腐殖酸本身是一种弱酸,腐殖酸和其盐类可构成缓冲体系,缓冲土壤溶液中H+浓度变化,使土壤具有一定的缓冲能力.更重要的是腐殖质是一种胶体,具有较强的吸附性能和较高的阳离子代换能力,因此,使土壤具有较强的缓冲性能.
有机质具有活化磷的作用
土壤中的磷一般不以速效态存在,常以迟效态和缓效态存在.因此土壤中磷的有效性低.土壤有机质具有与难溶性的磷反应的特性,可增加磷的溶解度,从而提高土壤中磷的有效性和磷肥的利用率.此外,土壤腐殖酸被证明是一类生理活性物质,它能加速种子萌发,增强根系活力,促进植物生长,对土壤微生物而言,腐殖酸也是一种促进生长发育的生理活性物质.
必须指出的是,有机质在分解时,也能产生一些不利于植物生长或甚至有害的中间物质,特别是在嫌气条件下,这种情况更易发生.
二, 有机质在生态环境上的作用
有机质可降低或延缓重金属污染
土壤腐殖质组分对重金属污染物毒性的影响可以通过静电吸附和络合(鳌合)作用来实现.土壤腐殖质含有多种功能基,这些功能基对重金属离子有较强的络合能力,土壤有机质与重金属离子的络合作用对土壤和水体中重金属离子的固定和迁移有极其重要的影响.
如果腐殖质中活性功能基(桟OOH,酚桹H,醇桹H等)的空间排列适当,那么可以通过取代阳离子水化圈中的一些水分子与金属离子结合形成鳌合复合体.胡敏酸与金属离子的键合总容量大约在200 00μmol/g,大约33%是由阳离子在复合位置上的固定,主要的复合位置是羧基和酚基.
腐殖质-富里酸复合体条件稳定常数的排列次序为:Fe3+>AL3+>Cu2+>Ni2+>CO2+>Pb2+>Ca2+>Zn2+>Mn2+>Mg2+.其中稳定常数在PH=5.0时比PH=3.5时稍大.这主要是由于羧基等功能基在较高PH值条件下有较高的离解度.在PH值低时,
由于大量的H+金属离子一起争夺配位体的吸附位,腐殖质络合的金属离子较少.
胡敏酸和富里酸可以与金属离子形成可溶性和不可溶性的络合物,主要依赖于饱和度,富里酸金属离子络合物比胡敏酸金属离子络合物的溶解度大.
胡敏酸可作为还原剂将有毒的Cr6+还原为Cr3+作为Lewis硬酸,Cr3+能与胡敏酸上的羧基形成稳定的复合体,从而限制动植物对其的吸收性.此外,腐殖质还能将Hg2+还原为Hg,Fe3+还原为Fe2+等等.腐殖酸通过对金属离子的络合,鳌合和吸附,还原作用,可降低重金属的毒害作用. 有机质对农药等有机污染物具有固定作用
土壤有机质对农药等有机污染物有强烈的新和力,对有机污染物在土壤中的生物活性,残留,生物降解,迁移和蒸发等过程有重要的影响.对农药的固定与腐殖质功能基的数量,类型和空间排列密切相关,也与农药本身的性质有关.一般认为极性有机污染物可以通过离子交换和质子化,氢键,危德华力,配位体交换,阳离子桥和水桥等各种不同机理与土壤有机质结合.对非极性有机污染物可通过分隔(Paxtioning)机理与之结合.腐殖质分子中既有极性亲水基团,也有非极性亲水基团.
可溶性腐殖质能增加农药从土壤向地下水的迁移,富里酸有较低的分子量和较高酸度,比胡敏酸更可溶,能更有效地迁移农药等有机污染物质.腐殖酸作为还原剂而改变农药的结构,这种改变因腐殖酸中羧基,酚羟基,醇羟基,杂环,半醌等的存在而加强.一些有毒有机化合物与腐殖质结合后,其毒性降低或消失.
有机质对全球碳平衡的影响
土壤有机质也是全球碳平衡过程中非常重要的碳库.据统计,全球土壤有机质的总碳量在1431017 531017g,大约是陆地生物总碳量(5.631017g)的2.5 倍.而每年因土壤有机质生物分解释放到大气的总量为6831015g,全球每年因焚烧燃料释放到大气的碳远低得多,仅为631015g是土壤呼吸作用释放碳的8% %.可见,土壤有机质的损失对地球自然环境具有重大影响.从全球来看,土壤有机碳水平的不断下降,对全球气候变化的影响将不亚于人类活动向大气排放的影响.
第三节土壤生物
土壤动物
土壤动物指长期或一生中大部分时间生活在土壤或地表凋落物层中的动物.它们直接或间接地参与土壤中物质和能量的转化,是土壤生态系统中不可分割的组成部分.土壤动物通过取食,排泄,挖掘等生命活动破碎生物残体,使之与土壤混合,为微生物活动和有机物质进一步分解创造了条件.土壤动物活动使土壤的物理性质(通气状况),化学性质(养分循环)以及生物化学性质(微生物活动)均发生变化,对土壤形成及土壤肥力发展起着重要作用.
一, 土壤动物的分类及其主要的土壤动物介绍
土壤动物是陆地生态系统中生物量最大的一类生物,门类齐全,种类繁多,数量庞大,在土壤中它们与植物,土壤微生物组成土壤生态系统,三者相互作用,相互影响.土壤动物的分类有多种类型,下面列举较常见的四种分类方法.
(一)土壤动物的分类
1,系统分类
表2-1 主要的土壤动物门类
门
纲
原生动物门
扁形动物门
线形动物门
软体动物门
环节动物门
节肢动物门
脊椎动物门
涡虫纲
轮虫纲,线虫纲
腹足纲
寡毛纲
蛛形纲,甲壳纲,多足纲,昆虫纲
两栖纲,爬行纲,哺乳纲
2,按体形大小分类
①小型土壤动物,体长在0.2毫米以下,主要包括鞭毛虫,变形虫等原生动物,轮虫的大部分和熊虫,线虫等.
②中型土壤动物,体长0.2-2毫米,主要有螨类,拟蝎,跳虫等微小节肢动物,还有涡虫,蚁类,双尾类等.
③大型土壤动物,体长2-20毫米,主要有大型的甲虫,蝽象,金针虫,蜈蚣,马陆,蝉的若虫和盲蛛等.
④巨型土壤动物,体长大于20毫米,脊椎动物中,有蛇,蜥蜴,蛙,鼠类和食虫类的鼹鼠等,无脊椎动物中,有蚯蚓和许多有害的昆虫(包括蝼蛄,金龟甲和地蚕).
3,按食性分类:分为落叶食性,材食性,腐植食性,植食性,藓苔类食性,菌食性,藻食性,细菌食性,捕食性,尸食性,粪食性,杂食性和寄生性土壤动物.
4,按土壤中生活时期,分为全期土壤动物,周期土壤动物,部分土壤动物,暂时土壤动物,过渡土壤动物和交替土壤动物.
(二) 重要的土壤动物介绍
土壤动物的种类和数量令人惊叹,难以计数.这里仅介绍几种对土壤性质影响较大,且它们的生理习性及生态功能较为人类熟知的优势土壤动物类群.
1,原生动物
原生动物是生活于土壤和苔藓中的真核单细胞动物,属原生动物门,相对于原生动物而言,其他土壤动物门类均称为后生动物.原生动物结构简单,数量巨大,只有几微米至几毫米,而且一般每克土壤有104~105个原生动物,在土壤剖面上分布为上层多,下层少.已报导的原生动物有300种以上,按其运动形式可把原生动物分为三类:①变形虫类(靠假足移动),②鞭毛虫类(靠鞭毛移动),③纤毛虫类(靠纤毛移动).从数量上以鞭毛虫类最多,主要分布在森林的枯落物层;其次为变形虫,通常能进入其他原生动物所不能到达的微小孔隙;纤毛虫类分布相对较少.原生动物以微生物,藻类为食物,在维持土壤微生物动态平衡上起着重要作用,可使养分在整个植物生长季节内缓慢释放,有利于植物对矿质养分的吸收.
2,土壤线虫
线虫属线形动物门的线虫纲,是一种体形细长(1毫米左右)的白色或半透明无节动物,是土壤中最多的非原生动物,已报导种类达1万多种,每平方米土壤的线虫个体数达105-106条.线虫一般喜湿,主要分布在有机质丰富的潮湿土层及植物根系周围.线虫可分为腐生型线虫和寄生型线虫,前者的主要取食对象为细菌,真菌,低等藻类和土壤中的微小原生动物.腐生型线虫的活动对土壤微生物的密度和结构起控制和调节作用,另外通过捕食多种土壤病原真菌,可防止土壤病害的发生和传播.寄生型线虫的寄主主要是活的植物体的不同部位,寄生的结果通常导致植物发病.线虫是多数森林土壤中湿生小型动物的优势类群.
3,蚯蚓
土壤蚯蚓属环节动物门的寡毛纲,是被研究最早(自1840年达尔文起)和最多的土壤动物.蚯蚓体圆而细长,其长短,粗细因种类而异,最小的长0.44毫米,宽0.13毫米;最长的达3600毫米,宽24毫米.身体由许多环状节构成,体节数目是分类的特征之一,蚯蚓的体节数目相差悬殊,最多达600多节,最少的只有7节,目前全球已命名的蚯蚓大约有2700多种,中国已发现有200多种.蚯蚓是典型的土壤动物,主要集中生活在表土层或枯落物层,因为它们主要捕食大量的有机物和矿质土壤,因此有机质丰富的表层,蚯蚓密度最大,平均最高可达每平方米170多条.土壤中枯落物类型是影响蚯蚓活动的重要因素,不具蜡层的叶片是蚯蚓容易取食的对象(如榆,柞,椴,槭,桦树叶等),因此,此类树林下土壤中蚯蚓的数量比含蜡叶片的针叶林土壤要丰富得多(柞树林下,每公顷294万条蚯蚓,而云杉林下仅每公顷61万条).蚯蚓通过大量取食与排泄活动富集养分,促进土壤团粒结构的形成,并通过掘穴,穿行改善土壤的通透性,提高土壤肥力.因此,土壤中蚯蚓的数量是衡量土壤肥力的重要指标.
4,弹尾和螨目
弹尾(又名跳虫)和螨目分属节肢动物门的昆虫纲和蛛形纲,是土壤中数量最多的节肢动物(分别占土壤动物总数的54.9%和28%),它们是我国森林土壤中中型动物的主要优势类群.跳虫一般体长1-3毫米,腹部第4或第5节有一弹器,目前已知2000种以上,主要生活于土壤表层(0-6厘米最多,15-30厘米最少),1平方米土壤内可多达2000尾.绝大多数跳虫以取食花粉,真菌,细菌为主,少数可危害甘蔗,烟草和磨菇.螨目的主要代表是甲螨(占土壤螨类的62%~94%),一般体长0.2–1.3毫米,主要分布在表土层中,0-5厘米土层内其数量约占全层数量的82%,而在25厘米以下则很难找到.大多数甲螨取食真菌,藻类和已分解的植物残体,在控制微生物数量及促进有机质分解过程中起着重要作用.
土壤中主要的动物还包括蠕虫,蛞蝓,蜗牛,千足虫,蜈蚣,蛤虫,蚂蚁,马陆,蜘蛛及昆虫等.
二, 土壤动物与生态环境的关系
(一)生态环境对土壤动物的影响
土壤是复杂的自然体,生活在土壤中的动物群落受多种环境因素的影响,包括土壤性质(土温,土壤湿度,土壤pH,有机质,土壤容重,枯落物数量和质量,土壤矿质元素以及污染物质含量),地上植被,地形和气候等.因此土壤动物的群落结构随环境因素和时间变化呈明显的时空变化.空间变化表现为:①水平变异,土壤动物群落随植被,土壤,微地貌类型与海拔高度以及人为活动等因素的变化,呈现出群落组成,数量,密度和多样性等的水平差异.自然植被改为耕作土壤后,土壤动物的种类和数量明显减少,显示植被类型对土壤动物群落的水平结构的巨大影响.王宗英等对皖南农业生态系统的调查发现,土壤的动物群落多样性指数H:菜地>次生林>灌丛>人工杉林>旱地>菜园>稻田>果园.②垂直变异,主要表现在土壤动物的表聚性特征,土壤动物的种类,个体数,密度和多样性随着土壤深度而逐渐减少.土壤动物的时间变化主要表现为季节变异.土壤动物的季节变化与其环境的季节性节律密切相关,在中温带和寒温带地区,土壤动物群落种类和数量一般在7-9月达到最高,与雨量,温度的变化基本一致,而在亚热带地区一般于秋末冬初达到最高(11月).
(二)土壤动物的指示作用
生活于土壤中的动物受环境的影响,反过来土壤动物的数量和群落结构的变异能指示生态系统的变化.土壤动物多样性被认为是土壤肥力高低及生态稳定性的有效指标.土壤中某些种类的土壤动物可以快速灵敏地反映土壤是否被污染以及污染的程度.例如分布广,数量大,种类多的甲螨,有广泛接触有害物质的机会,所以当土壤环境发生变化时有可能从它们种类和数量的变化反映出来.另外,线虫常被看作生态系统变化和农业生态系统受到干扰的敏感指示生物.土壤动物多样性的破坏将威胁到整个陆地生态系统的生物多样性及生态稳定性,因此,应加强土壤动物多样性的研究和保护.
土壤微生物
土壤微生物包括: 细菌,真菌,放线菌和藻类
特点:在土壤中数量高,繁殖快.如一般土壤中细菌为107～10 8个/g土真菌105～10 6个/g土,放线菌106～10 7个/g土,藻类104～10 5个/g土.
作用:分解有机质,合成腐殖质,在土壤总的代谢活性中起重要的作用.
土壤微生物是指生活在土中借用光学显微镜才能看到的微小生物.包括细胞核构造不完善的原核生物,如细菌,蓝细菌,放线菌,和具完善细胞核结构的真核生物,如真菌,藻类,地衣等.土壤微生物参与土壤物质转化过程,在土壤形成和发育,土壤肥力演变,养分有效化和有毒物质降解等方面起着重要作用.
由于植物残体是土壤微生物主要营养和能量的来源,因而肥沃土壤和有机质丰富的森林土壤微生物数量常较多,缺乏有机质的土壤微生物数量较少.表2-2是我国几种土壤的微生物数量. 表2-2 我国不同土壤微生物数量(104个/g土)
土壤
植被
细菌
放线菌
真菌
黑土
林地
3370
2410
17
草地
2070
505
10
灰褐土
林地
438
169
4
黄绵土
草地
357
140
1
红壤
林地
144
6
3
草地
100
3
2
砖红壤
林地
189
10
12
草地
64
14
7
(据《中国土壤》,1987)
一, 土壤微生物的营养类型和呼吸类型
(一) 土壤微生物的营养类型
根据微生物对营养和能源的要求,一般可将其分成四大类型.
1,化能有机营养型
化能有机营养型又称化能异养型,这类土壤微生物需要有机化合物作为碳源,通过氧化有机化合物来获取能量.土壤中绝大部分细菌和几乎全部真菌属于这个类型,这类微生物是土壤中起主导作用的微生物.
2,光能有机营养型
光能有机营养型又称光能异养型,其能源来自光,但需要有机化合物作为供氢体以还原CO2,并合成细胞物质.如紫色非硫细菌中的深红红螺菌(Rhodospirillum rubrum)可利用简单有机物作为供氢体.
CO2+ CH2CHOHCH3 →CH2O+ CH3COCH3
3,化能无机营养型
化能无机营养型又称化能自养型,这类土壤微生物以CO2作为碳源,再从氧化无机物中获取能量.这类微生物虽在土壤中种类不多,但它们在土壤物质转化中起了重要作用.属于这一类的土壤微生物主要有:亚硝酸细菌,硝酸细菌,硫氧化细菌,铁细菌和氢细菌等.
4,光能无机营养型
光能无机营养型又称光能自养型,这类土壤微生物利用光能进行光合作用,以无机物作为供氢体以还原CO2,从而合成细胞物质.藻类和光合细菌中绿硫细菌,紫硫细菌都属于光能自养型.
(二)土壤微生物呼吸类型
土壤微生物按呼吸类型可分为三类.
1,好气性微生物
这类微生物在有氧环境中生长,以氧分子为呼吸基质氧化时的最终电子受体.由于来自空气中的氧能不断供应,所以能使基质彻底氧化,释放出全部能量.土壤中大多数细菌,如芽孢杆菌,假单胞菌,根瘤菌,硝酸化细菌和硫化细菌等都属于这一类.另外土壤放线菌,藻类等也属于好气性微生物.
好气性微生物在通气良好的土壤中生长,转化土壤中有机物,获得能量,构建细胞物质,行使其生理功能.土壤中好气性化能自养型细菌,以还原态无机化合物为呼吸基质,依赖它特殊的氧化酶系统,活化分子态氧去氧化相应的无机物质来获取能量.土壤中亚硝酸细菌(以NH4+为呼吸基质氧化成NO2-),硝酸细菌(以NO2-为基质氧化成NO3-),硫化杆菌(以S为基质氧化成SO42-)等均属于这一类.
2,嫌气性微生物
这类微生物在嫌气条件下进行无氧呼吸,以无机氧化物(NO3-,SO42-,CO2)作为最终电子受体,
环境土壤学
土壤剖面：土壤垂直向下的一个切割平面，其深度一般达到基岩或达到地表沉积体为止。包括土壤形成过程中所产生的发生层和母质层。 粘粒矿物：基本结构由硅氧四面体（硅片）和铝氧八面体（铝片）构成，层状硅酸盐粘粒矿物一般粒径小于5um。同晶置换：矿物形成时，组成矿物的中心离子被电性相同、大小相近的离子所代替而晶体构造保持不变的现象。土壤有机质：来源于动植物及微生物的残体，主要为土壤腐殖质（90%）。 土壤腐殖质：是除未分解和半分解动植物残体及微生物以外的有机物质的总称。 腐殖化系数：土壤中单位有机物质经过一年后所形成的腐殖物质的数量。腐殖化系数=每年残留的碳（kg/hm2）/每年进入土壤的有机碳（kg/hm2） 土壤质地：根据机械组成来划分的土壤类型，是土壤粒级组合比例所表现的土壤粗细程度。 土壤结构体：自然界中土壤固体颗粒很少完全呈单粒存在，多数情况下土粒相互团聚成一定形状和大小且性质不同的团聚体，是土粒的规律性结合体。 土壤胶体：土壤中粒径小于1um的颗粒，它是土壤颗粒中最细小而最活跃的部分。 土壤pH：用土壤溶液是pH表示，是土壤性质的主要变量，对土壤的氧化还原、沉淀溶解、吸附解吸和配位反应起支配作用。 土壤缓冲性：广义上土壤自身多具有的各种调控能力，狭义上称为土壤的对酸碱的缓冲性，即抵御酸碱物质，缓解PH变化的能力，土壤是一个巨大的缓冲体系。 土壤退化：除土壤侵蚀和污染之外的所有其他利用管理不当所造成的土壤性质恶化和生产力下降的现象和过程。主要包括土壤沙化，次生盐渍化和次生潜育化等。 土壤沙化和沙漠化：在沙漠周边地区地区，由于植被破坏，或草地过度放牧，或开退为农田，土壤中水分状况变为缺水，土壤粒子分散缺乏凝聚，被风吹蚀；而在风力过后或减弱的地段，风沙颗粒逐渐堆积于土壤表层的过程。其中土壤沙化包括土壤沙漠化和砂砾化。 水土流失：由于水力以及水力加重力作用而搬运移走土壤物质的过程。 土壤侵蚀：土壤在风，水等外力作用下发生的剥蚀，搬运和沉积的现象。主要有流水侵蚀，重力侵蚀和冻融侵蚀等类型。 土壤盐渍化：易溶性盐分主要在土壤表层积累的现象或过程，主要发生在干旱，半干旱和半湿润地区。 次生盐渍化：由于不恰当的利用活动，是潜在盐渍化土壤中盐分趋向于表层积聚的过程，主要发生在干旱，半干旱地区。 土壤潜育化：土壤处于地下水位长期浸润状态下，在1m内土体中某些层段Eh<200mv，并出现因Fe，Mn还原而生成的灰色斑纹层，腐泥层，青泥层或泥炭层的土壤形成过程。 次生潜育化：因灌溉不当或排水差而引起的土壤Eh低，水土温较低，土烂泥深，还原物质过多，养分转移慢等不良的土壤性能。（因耕作或灌溉等人为原因，土壤从非潜育型转变为高位潜育型的过程，常表现为50cm土体内出现青泥层。） 简述土壤定义和特征。 土壤是历史的自然体。是位于地球露地表面和浅水底部具有生命力、生产力的疏松而不均匀的聚集层，是地球系统的组成部分和调控环境质量的中心要素。特征：生产力、生命力、环境净化能力、中心环境要素。 简述土壤在人类生产和自然环境中的重要性。 1）土壤是植物生长繁殖和人类生产的基地。作用：植物营养库、转化和循环养分、涵养雨水、支撑生物、稳定和缓解环境变化。2）土壤是自然地理环境的重要组成部分。3）土壤是地球陆地生态系统的基础。保持生物活性、多样性和生产性；对水体和溶质流动起重要作用；对有机、无机污染物具有过滤、缓冲、降解、固定和解毒作用；具有贮存并循环生物圈及地表的养分和其他元素的功能。4）土壤是最珍贵的自然资源。土壤资源数量的有限性，质量的可变性，空间分布上的固定性。 简要说明环境土壤学研究的主要方面。 1从环境学的角度研究土壤环境的物质组成、环境结构和土壤中的物理、化学和生物学过程。2从系统论和环境化学观点研究土壤内部各子系统之间、地球表层系统中土壤与其它环境系统之间的物质与能量交换、迁移和转化过程。3从生态系统观点研究土壤生态系统中污染物质的迁移转化对生物的生态效应和环境效应。4人类活动和全球变化对土壤环境的影响，土壤环境对人类活动和全球变化的相应和反馈作用。5土壤环境的评价、区域、规划和管理的原则和方法，土壤环境的预测与调控，土壤环境保护的方法、对策与措施研究。 自然成土因素包括哪些方面？
环境土壤学实习
烟台土壤学实习报告 姓名：冉艳 班级：山师大人资环环科0801 学号：0144
目录 一、烟台概况 (3) （一）地理位置 (3) （二）自然地理 1.植被概况 (3) 2.土壤概况 (4) 3.气候状况 (4) 4.地形概况 (4) 5.地质概况 (4) 6.海域地貌 (5) 二、具体实习内容....................................（一）马山、门楼水库 (5) （二）夹河口 (6) （三）蓬莱火山地貌（迎口山） (6) （四）牙山森林公园 (9) （五）芝罘岛（陆连岛） (12) 三、实习感受与总结 (14) 烟台概况 （一）地理位置 烟台市地处山东半岛中部，位于东经119°34′～121°57′，北纬36°16′～38°23′。东连威海，西接潍坊，西南与青岛毗邻，北濒渤海、黄海，与辽东半岛对峙，并
与大连隔海相望，共同形成拱卫首都北京的海上门户。最大横距214公里，最大纵距130公里，全市土地面积平方公里，其中市区面积平方公里，全市海岸线曲长公里，海岛曲长公里。总人口641万，其中市区人口154万。2000年，烟台市有可识别民族38个，常住人口约5498人，占总人口的%。其中，满族1889人，朝鲜族1327人，回族579人，佤族429人，蒙古族377人，壮族200人，苗族141人，拉祜族113人，剩余的少数民族人口均不满百人。 烟台自然资源丰富。这里是全国渔业基地之一，盛产海参、对虾、鲍鱼、扇贝等70多种海珍品；是中国北方著名的水果产地，烟台苹果、莱阳梨、大樱桃等享誉海内外；是中国重要的黄金产地，黄金储量位居全国第一，产量占全国的1/4以上，其他可开采的矿藏30多种。 烟台拥有比较完备的基础设施。烟台港已同世界100多个国家和地区直接通航。烟台机场为国家一类航空口岸，现已开通至香港、汉城、澳门的国际航线及至北京、深圳、上海、乌鲁木齐等24条国内航线。境内蓝烟铁路横贯东西。火车直达北京、上海、西安、佳木斯等地。 烟台城乡已实现通讯程控化，移动通讯网络遍布城乡各地。1994年烟台成为"全国投资环境40优城市"之一。目前，烟台已成为外商投资与贸易的热点地区。1997年烟台成功地举办了第二届APEC国际贸易博览会，1998年在此举办第二届APEC中小企业技术交流暨展览会，又取得了巨大成功，烟台已成为新兴的亚太经贸城。 烟台是中国首批14个沿海开放城市之一，是环黄渤海经济圈的重要组成部分，是中国北方经济较发达的地区。改革开放以来，烟台经济保持了较高的增长速度，1991年即跨入"全国城市综合实力50强"行列。目前，已形成以轻纺、机械、建材、电子、冶金、医药等行业为主的工业体系。全市乡以上工业企业2700多家，主要产品2000多种。张裕葡萄酒、三环锁是烟台的传统产品。近年来新兴工业发展较快，锦纶、白卡纸、电子网目板等技术水平较高的项目相继投产。1997年，全市国内生产总值达到725亿元。 烟台旅游资源丰富。这里依山傍海，自然资源独特，有多处国家级森林公园及国家级候鸟自然保护区等。这里历史悠久，人文历史资源丰富，有近代开埠最早的烟台山领事馆基地遗址、人间仙境--蓬莱阁、海上仙山长岛、莱州云峰山魏碑刻石等名胜古迹。优美的自然风光和人文景观，每年吸引了大批中外游客前来观光旅游。1998年烟台成为首批54座"中国优秀旅游城市"之一。 （二）自然地理 1植物 烟台植被属暧温带落叶阔叶林区的胶东丘陵栽培植被赤松麻栎林分区。自然植被分为森林、灌丛、草灌丛、滨海草甸和砂生、盐生、沼生和水生植物7个类型。森林植被包括赤松林、黑松林、麻栎林、日本落叶松林、籽椴林、刺槐林、枫杨赤杨林、杨树林和竹林9个种类。灌丛植被包括栎类、胡枝子、杜鹃灌丛，鹅儿枥灌丛，坚桦白檀灌丛，杜鹃灌丛，牛奶子灌丛，胡枝子灌丛，绣菊灌丛，紫穗槐灌丛，柽柳灌丛9个类型。草灌丛植被包括山槐、荆条线、黄背草群落，胡枝子、金茅、羊胡草群落，酸枣、百里香、黄背草群落3个类型。滨海草甸植被在莱州湾胶莱河口东岸盐滩和南部海湾滩分布有盐生草甸，包括獐茅草甸、杂草草甸和白茅草甸3个类型。盐生植被包括盐地碱蓬群落和盐角草群落2个类型。砂生植被包括砂钻苔草群落、单叶蔓荆群落和北沙参群落3个类型。水生和沼生
土壤学复习资料-仅供参考
1.土壤：陆地表面具有肥力能够生长植物的疏松表层。 2.土壤肥力：土壤能够持续不断供给植物生长所必需的水、肥、气、热，协调它们之间的矛盾及抵抗不良自然环境的能力。 3.腐殖物质：土壤中在微生物及其酶作用下，新形成的一种暗色，含N、高分子芳香族化合物。 4.腐殖化系数：单位质量有机物质碳在土壤中分解一年后残留有机碳量。 5.土壤机械组成：土壤中各级土粒所占重量百分数组合。 6.土壤质地：根据机械组成划分的土壤类型。 7.土壤容重：单位体积自然土壤的烘干重 8.土壤孔隙度：土壤孔隙的体积占整个土壤体积的百分数 9.土壤结构体：土壤中的各级土粒或其中的一部分互相胶结，团聚而形成的大小、形状、性质不同的土团、土块、土片等。 10.凋萎含水量：植物产生永久凋萎的植物含水量。 11.田间持水量：土壤毛管悬着水达到最大时土壤含水量。 12.饱和持水量：土壤中所有孔隙都充满水，此时土壤的含水量。 13.土水势：单位数量自由状态的水进入土壤后，在土壤各种力的作用力自由能的降低。通常为负值。 14.基质势：土壤水受到吸附力和毛管力的束缚，自由能的降低。 15.SPAC体系：由水势梯度引起水从土壤进入植物体，再向大气扩散的体系。 16.土壤水分特征曲线：土壤水的基质势或土壤水吸力是随土壤含水率而变化的，其关系曲线称为~~。 17.土壤热容量：单位体积或单位重量的土壤每升高1℃所需热量。
18.土壤导热率：单位厚度土壤温度相差1℃，每秒种传导通过单位断面的热量J数。 19.永久电荷：同晶置换一般形成于矿物的结晶过程，一旦晶体形成，它所具有的电荷就不受外界环境影响，故称之为永久电荷。 20.等电点：土壤胶体解离的阳离子数和阴离子数相同，胶体净电荷为0时，溶液的PH值 21.土壤阳离子交换作用：扩散层内部与外部溶液离子浓度的差高于外部溶液为正吸附，低于外部溶液为负吸附。 22.阳离子代换量（CEC）：PH=7时，每Kg土吸附交换阳离子的厘摩尔数。Cmol(+)/kg 23.盐基饱和度（BS）：指交换性盐基离子占阳离子交换量的百分数。 24.土壤吸收性能：土壤能够吸收保留气体、液体、分子、离子、固体颗粒及微生物的能力。 25.活性酸：土壤溶液中游离的H+表现出来的酸度，用PH表示 26.潜在性酸：土壤胶体吸附H+和Al3+，称为潜在性酸。 27.土壤总碱度：指土壤溶液或灌溉水中HCO3-和CO32-的总量。 28.土壤缓冲作用：土壤中加入少量酸或碱时，土壤pH不做相应改变，土壤这种抗拒酸碱改变的能力。 29.同晶替代作用：组成矿物的中心离子被电性相同大小相近的离子所替代，而晶格构造保持不变的现象。 30.次生矿物：原生矿物在H2O、CO2、O2生物等作用下，矿物组成、结构、性质发生改变而形成的矿物。 1.土壤资源面临的主要问题。 ①侵蚀②砂化③盐碱化④变质退化⑤污染⑥城建用地 2.土壤的基本组成。 固体土粒：矿物质、有机质；粒间孔隙：小孔隙通水，大孔隙通空气;生物动植物，微生物
土壤学实验--土壤剖面的野外观察教学文稿
实验一土壤剖面的野外观察（3课时） 实验内容及步骤： 一、选择土壤剖面点 选择原则： 1、要有比较稳定的土壤发育条件，即具备有利于该土壤主要特征发育的环境，通常要求小地形平坦和稳定，在一定范围内土壤剖面具有代表性。 2、不宜在路旁、住宅四周、沟附近、粪坑附近等受人为扰动很大而没有代表性的地方挖掘剖面。 二、土壤剖面的挖掘
土壤剖面一般是在野外选择典型地段挖掘，剖面大小自然土壤要求长2米、宽1米、深2米（或达到地下水层），土层薄的土壤要求挖到基岩，一般耕种土壤长1.5米，宽0.8米，深1米。 挖掘剖面时应注意下列几点： （1）剖面的观察面要垂直并向阳，便于观察。 （2）挖掘的表土和底土应分别堆在土坑的两侧，不允许混乱，以便看完土壤以后分层填回，不致打乱土层影响肥力，特别是农田更要注意。 （3）观察面的上方不应堆土或走动，以免破坏表层结构，影响剖面的研究。 （4）在垄作田要使剖面垂直垄作方向，使剖面能同时看到垄背和垄沟部位表层的变化。 （5）春耕季节在稻田挖填土坑一定要把土坑下层土踏实，以免拖拉机下陷和折断牛脚。 三、土壤剖面发生学层次划分： 土壤剖面由不同的发生学土层组成，称土体构型，土体构型的排列入其厚度是鉴别土壤类型的重要依据，划分土层时首先用剖面刀挑出自然结构面，然后根据土壤颜色、湿度、质地、结构、松紧度、新生体、侵入体、植物根系等形态特征划分层次，并用尺量出每个土层的厚度，分别连续记载各层的形态特征。一般土壤类型根据发育程度，可分为A、B、C三个基本发生学层次，有时还可见母岩层（D），当剖面挖好以后，首先根据形态特征，分出A、B、C层，然后在各层中分别进一步细分和描述。 土层细分时，要根据土层的过渡情况确定和命名过渡层： （1）根据土层过渡的明显程度，可分为明显过度和逐渐过度。 （2）过渡层的命名，A层B层的逐渐过程可根据主次划分为A B或B A层。 （3）土层颜色不匀，呈舌状过渡，看不出主次，可用AB表示。 （4）反映淀积物质，如腐殖质淀积B h，粘粒淀积B t，铁质淀积B ir等。 四、土壤剖面描述
环境土壤学试卷(期中考试)参考答案
三、名词解释：（每小题2分，共10分） 1、土壤质地：土壤中各粒级土粒含量的相对比例或质量分数，亦称土壤机械组成。 2、菌根：土壤中某些真菌与植物根的共生体。凡能引起植物形成菌根的真菌称为菌根真菌。 3、土壤的阳离子交换量：指每千克土壤或胶体吸附或代换周围溶液中阳离子的厘摩尔数，单位为cmol／1000g土。 4、土壤缓冲性能：指酸性或碱性物质加入土壤后，土壤具有缓和其酸碱反应变化的性能。 5、土壤肥力：指土壤为植物正常生长发育提供并协调营养物质和环境条件的能力。 四、简答题（每小题5分，共30分）： 1、简述简述土壤圈的功能。 答：（1）对大气圈：频繁的水、热、气地交换和平衡，是全球气候变化的重要方面。 （2）对生物圈：支撑和调节生物过程，提供植物生长的养分、水分与适宜的物理条件，决定自然植被的分布与演替。 （3）对水圈：降水在陆地的重新分配、元素的生物地球化学行为和水分平衡、分异、转化及水圈的化学组成。 （4）对岩石圈：具有一定的保护作用，以减少其受各种外营力破坏，与岩石圈进行物质交换与地质循环。（依内容酌情给分） 2、简述土壤的物质组成。 答：矿物质、有机质、水分、空气和土壤生物。土壤是一个由固相、液相和气相组成的多孔多相分散体系。（依内容酌情给分）3、简述菌根的作用。 答：①通过无数细长菌丝和菌索吸收土壤中的营养和水分，扩大根系的吸收面积，提高吸收能力。 ②菌根分泌的多种酶，能分解土壤中的有机物和矿物质，并把它们转化为植物能吸收的养分。 ③菌根还能产生多种植物激素和生长调节物质，调控植物生理活动，促进植物健康的生长，提高植物的抗病性和生存能力。 ④菌根的形成，提高了土壤活性和肥力，改良了土壤。（依内容酌情给分） 4、简述土壤微生物的分布特点。 答：1）绝大多数微生物分布在土壤矿物质和有机质颗粒的表面，附着或缠绕在土壤颗粒上，形成无机-有机-生物复合体或无机-有机-生物团聚体。 2）根系周围的土壤（根际土壤）比根外土壤更有利于微生物的旺盛生长。 3）表层土壤中微生物数量一般要比底层高。 4）土壤微生物在分布上也有地域特点，在不同气候、植被、土壤类型下，微生物的类群、数量都有很大不同。 5）土壤微生物的类群和数量，随土壤熟化程度的提高而增多。 6）土壤是个不均质体，能同时为要求不同的多种微生物类群提供生存条件。因此，土壤中同时存在着各种类群的微生物。（依内容酌情给分） 5、简述影响土壤氧化还原体系的因素。 答：1）土壤结构（土壤通气性）；2）微生物活动：好氧活动；3）易分解有机质的含量：好氧分解；4）植物根系的代谢作用：分泌物；5）土壤的pH：影响土壤Eh （每个因素1分） 6、何为盐基饱和度？其影响因素有哪些？
土壤学复习资料
土壤学复习资料 一、名词解释（3*10=30分） 风化作用：地表的岩石在外界因素的作用下，发生形态、组成和性质变化的过程。 母质：指经各种风化作用形成的疏松多孔体。 植物提取修复：是指通过植物根系吸收污染物并将污染物富集于植物体内，而后将植物体收获，集中处置的过程。 有机质矿质化过程：指复杂的有机质在微生物的作用下，转化为简单的无机物的过程。 土壤环境背景值：指未受或少受人类活动（特别是人为污染）影响的土壤环境本身的化学元素组成及含量（是相对稳定的数值，但不是不变的）。 土壤污染：指污染物通过各种途径进入土壤，其数量和速度超过了土壤容纳和净化能力，而使土壤性质、组成和性状等发生改变，破坏其自然生态平衡，并导致其自然功能失调，质量恶化的现象。 土壤环境容量：指土壤环境单元在本底值的基础上所容许承纳的物质的最大数量或负荷量。土壤临界含量：又称基准值，是土壤所能容纳污染物的最大溶度，是决定土壤负载容量的关键因子。 持久性有机污染物：指具有毒性、生物蓄积性、和半挥发性，在环境中持久存在，且能在大气环境中长距离迁移并沉积回地球的偏远的极地地区，对人类健康和环境造成严重危害的天然或人工合成的有机化学污染物质。 优先污染物：在众多污染物中筛选出的潜在危险大的化合物作为优先研究和控制的对象 多环芳烃：是指两个以上的苯环连在一起的化合物。 多氯联苯：是一类以联苯为原料在金属催化剂作用下，高温氯化生成的氯代芳烃。P240 有机污染物的水解作用：指有机污染物与水的反应，X基团与OH基团发生交换，而H与X 相结合： RX+H2O ROH+HX 有机污染物的老化：随土壤与有机污染物接触时间的延长，土壤中有机污染物的可提取性和生物可利用性下降的过程，可以认为是对有机污染物生物效应与时间变化的表现、总体的描述，它包括了导致可提取性和生物可利用性下降的所有过程。 非点源污染：狭义：各种没有固定排放口或地点的环境污染。广义：难于按点污染源进行管理的污染源的统称。 有机污染物的光解作用：有机污染物分子在光的作用下，将光能直接或间接转移到分子键，使分子变成激发态而裂解或转化的现象。 腐殖化过程：是指有机质在微生物的作用下，通过生化和化学作用转化为腐殖质的过程。硒的生物甲基化：金属硒和硒离子等无机硒在生物，特别是微生物的作用下，通过酶促反应和非酶促反应转化成甲基硒和二甲基硒。 反硝化作用：又称生物脱氮作用，是指在嫌气条件下，NO3－在反硝化细菌作用下还原为NO、 N2O、 N2的过程. 同晶替代：矿物形成时，性质相近的元素，在矿物晶格中相互替换而不破坏晶体结构的现象。重金属污染：是指由于人类活动将重金属带入到土壤中，致使土壤中重金属含量明显高于背景值、并造成现存的或潜在的土壤质量退化、生态与环境恶化的现象。 土壤圈：是覆盖于地球陆地表面和浅水域底部的一种疏松而不均匀的覆盖层及其相关的生态与环境体系；它是地球系统的重要组成部分，处于大气圈、水圈、生物圈和岩石圈的界面中心位置，既是它们所长期共同作用的产物，又是对这些圈层的支撑。 永久电荷：同晶置换一般形成于矿物的结晶过程，一旦晶体形成，它所具有的电荷就不受外界环境（如pH、电解质浓度等）影响，故称之为永久电荷、恒电荷或结构电荷。
最新环境土壤学实习心得体会
环境土壤学实习心得体会 16～18世纪,现代土壤学随着自然科学的蓬勃发展而开始孕育、萌芽。在西欧,许多学者为论证土壤与植物的关系,提出了各种假说。17世纪中叶,海耳蒙特根据他长达五年的柳枝土培试验结果,认为土壤除了供给植物水分以外,仅仅起着支撑物的作用。下面给大家分享一些关于环境土壤学实习心得体会,供大家参考。 环境土壤学实习心得体会(1) 一、实习目的意义 实习目的：认识主要的土壤类型,了解土壤类型分化与环境条件的关系,掌握土壤剖面的挖掘技术,掌握土壤各项指标的测定方法和计算分析。 实习意义：实习是课程理论联系实际的重要环节,通过教学实习,巩固和加深对课堂理论的理解和掌握。 二、实习任务和计划 (1)熟悉土壤调查野外工作的方法、步骤,掌握野外调查的技能。 (2)学会使用几种野外工作需要的仪器、调查观测土壤成土条件、成土过程、土壤属性。 (3)土壤肥力综合评价指标。 (4)简单了解岩溶地貌形成原因,以及有关沂源溶洞的简介。 (5)掌握土壤剖面挖掘观测技术。 三、实习内容 3.1实习概况：
实习时间：20__年11月9日—10日 指导老师：资源与环境学院陈宝成 实习工具：背包、地质锤、大小铁锹、剖面刀、软尺、盐酸瓶、比样标准盒、比色卡、PH混合指示剂、点滴板、滴管、记载表等我们的行程为两天,路线是：山东农业大学南校区资环实验基地—沂源“九天洞”—鲁山风景区。 对两处都要用挖剖土的方法： A.剖面点的选择土壤剖面:应根据植被、小气候、小地形、岩石和母质类型,选择有代表性的地点;一般不要以路边的断面做观察剖面,也不要在人为影响较大的地方(如肥堆、沟边、陷井边、路旁等)设置观察剖面或采集土样、水田不能设置在田角和田基旁。 B.剖面挖掘与修整:当剖面地点选定以后,即进行挖掘土壤剖面,为了便于观察,必须挖掘形状基本为长方形的剖面,其规格是：长2米,宽1米,深1.5米。首先将表层3-5CM土壤及杂草、碎石去除,要求观察面要面向太阳。一端应成垂直壁,另一端应成阶梯形,便于人下去观察记载。用米尺测定深度,根据你所采集的深度分布做好标记,然后从下向上取。利用自然剖面时要铲去垂直面上被风化的表土,露出新土。注意挖掘起来的土块应将表层土和底层土分开放在剖面的两旁,以便观察完毕后填土,先放底土后放表土。 C.剖面观察与土层划分:观察土壤剖面形态是研究土壤性质、区分土壤类型得重要方法之一。土壤的形态观察主要包括土壤颜色、质地、结构、新生体、pH和石灰反应等。根据土壤形态及性质,对土壤
环境土壤学复习
一、名词解释 1.土壤微生物是指生活在土中借用光学显微镜才能看到的微小生 物。包括细胞核构造不完善的原核生物和具完善细胞核结构的真核生物。
19、土壤有机物质分解转化可以分为_有机质的矿化过程_、_腐殖化过程_、_有机残体的矿化_、__有机残体的腐殖化过程__。 20、禾本科秸秆C/N比值较高，在还田时，应同时向土壤补施_氮__肥，以防植物发生缺素症状。
3、农业土壤有机质来源包括（ A B C ）。 A. 作物根茬 B. 各种有机肥料 C. 工农业废水、废渣 D. 农田深井灌水 4、土壤腐殖物质的性质是（ A B D）。 A. 土壤有机质的主体 B. 呈胶体状态 C. 结构简单，分子量小 D. 黄色或棕黑色 5、矿质化过程特点（ B D ）。 O B. 分解产生矿质养分 C. 吸收能量 D. A. 最终产物只有H 2 微生物参与 6、蛋白质组分特点（ A B D ）。 A. 分解难 B. 好氧条件下，分解快
C. 嫌气条件下，经微生物作用，分解很快 D. 氨化过程形成的氨能够全部被吸收利用 7、下列土壤微生物最适于酸性条件下活动的是（ C ）。 A. 细菌 B. 放线菌 C. 真菌 D. 以上都不是 8、胡敏酸的特性是（D）。 A. 棕黑色 B. 分子量高，溶于碱 C. 结构复杂，溶于酸 D. 芳香族结构比例小 9、土壤容重是指（D）。 A．单位容积自然状态土壤的风干重B．单位容积自然状态土壤的烘干重 C．单位容积不包括孔隙土壤的风干重D．单位容积包括孔隙土壤的烘干重 10、下列土壤孔隙所吸附的土壤水，有效性最高的是（ C ）。 A．非活性孔隙B．通气孔隙 C．毛管孔隙D．无效孔隙 11、土壤耕作目的是（ A B C D）。 A 改良土壤结构 B 增厚犁底层 C 翻压残茬和肥料 D 控制杂草生长 12、土壤水分特征曲线特点是（ B D）。 A．土壤水吸力随含水量增加而增加 B．土壤水吸力随含水量增加而降低 C．与土壤质地无关 D．与土壤质地有关 13、土水势特点（ A B）。 A．一般情况下负值 B．土壤水由土水势高处流向低处 C．土壤水由土水势低处流向高处 D．表示土壤水分的能态 14、下列土壤水分类型属于无效水的是（ D ）。 A．毛管水 B．毛管上升水 C．吸湿水 D．重力水 15、下列引起土壤水自由能降低的土水势分势为（ C）。 A．重力势 B．压力势 C．溶质势 D．基质势 16、土壤胶体的基本构造有（ A B C D ）。 A 胶核 B 决定电位离子层 C 非活性补偿离子层 D 扩散层 17、阳离子交换作用特点是（ B D ）。
环境土壤学
环境土壤学 Environmental Soil Science 一、课程基本信息 学时：40（理论24，实验16） 学分：2.5 考核方式：考查，平时成绩占总成绩的30%（平时成绩包括考勤和实验）。 中文简介： 环境土壤学是研究土壤与环境相互关系及其调控技术的一门学科，主要讲授土壤在环境中的作用与地位，土壤的形成与分类，土壤的物质组成，土壤理化性质及其环境意义，土壤圈元素循环与环境效应，土壤污染及污染源，土壤环境质量评价，污染土壤的修复等内容。 环境土壤学是环境科学与土壤科学之间的边缘学科，既是环境地学的重要分支，也是土壤科学的重要组成部分。通过本课程的学习，使学生全面掌握作为自然体、生产资料和环境条件的“环境土壤”的基本理论和基础知识，理解、掌握化学物质在土壤环境系统中反应行为的基本原理和过程，土壤环境与人类活动的相互影响以及调节、控制和改善土壤环境质量的优化途径、有效防治技术及治理方法，为学好环境科学类专业课程奠定坚实的理论基础，并能应用这些理论与方法研究和解决农业生产实践中的问题，为农业环境生态建设、管理与可持续发展服务。 二、教学目的与要求 目的：学习环境土壤学的基本理论、基础知识，并通过实验，培养学生利用环境土壤学知识指导生产实践的能力，为本专业的后续课程学习、毕业论文及毕业后的工作打下基础。 要求：掌握土壤的物质组成和土壤的基本形成过程，正确认识土壤的基本性质和环境功能，理解、掌握土壤圈元素循环及其环境效应，掌握土壤污染的来源及污染类型，理解土壤环境质量评价方法，了解污染土壤修复的基本途径和方法。 三、教学方法与手段 教学方法：根据教学内容的不同，综合采用多种的教学方法，如课堂讲授、启发式教学、学生讲授等，以提高教学质量。通过讲授与提问、引导和自学、观察与实验相结合，使学生和教师之间能相互交流、从而激发学生的学习积极性，培养学生应用科学方法分析问题和解决问题的能力。 教学手段：实物、多媒体课件、图片、动画视频手段等有机结合，将原来抽象、复杂的理论知识用生动的图像、动画和视频表现出来，使学生可以更直观地理解教学内容，提高教学的时效性。 四、教学内容及目标
川农《土壤学(本科)》19年6月作业考核(正考)
(单选题)1: 土壤有机质转化过程中最重要最积极的过程是( ) A: 水的淋溶作用 B: 酶的水解 C: 微生物转化 D: 动物转化 正确答案: (单选题)2: 适宜于在粘壤土中种植的作物是( ) A: 水稻 B: 花生 C: 红薯 D: 马铃薯 正确答案: (单选题)3: 土壤具有( )是土壤最本质的特征 A: 肥力 B: 有机质 C: 矿物质 D: 水分 正确答案: (单选题)4: 硅铝铁率与阳离子交换量( )。 A: 呈正比 B: 呈反比 C: 没有关系 D: 关系不大 正确答案: (单选题)5: 土壤交换性阳离子分为盐基离子和致酸离子两类，致酸离子类包括( ) A: Na+和Al3+ B: NH4+和Al3+ C: H+和Al3+ D: K+和Al3+ 正确答案: (单选题)6: 碳水化合物在( )条件下矿化分解易产生有机酸的累积 A: 高温通气 B: 低温嫌气 C: 高温嫌气 D: 低温通气 正确答案: (单选题)7: 土壤溶液中，分散作用最强的一组阳离子是( ) A: Fe3+
B: Ca2+和Mg2+ C: K+和NH4+ D: Na+ 正确答案: (单选题)8: 土壤中有机质包含( )三部分物质。 A: 含C化合物，含N化合物，腐殖质 B: 含C化合物，氨基酸，腐殖质 C: 含N化合物，纤维素，微生物 D: 微生物，腐殖质，有机质 正确答案: (单选题)9: 土壤有机质矿化后的最终产物是 ( ) A: CO2 B: H2O C: 矿质养分 D: CO2+H2O+矿质养分 正确答案: (单选题)10: 一年中土壤地表面最高温出现在( ) A: 6月 B: 7月 C: 8月 D: 7月或8月 正确答案: (单选题)11: 土壤中可供植物吸收利用的有效水含量为( ) A: 田间持水量 B: 凋萎系数 C: 饱和持水量 D: 田间持水量-凋萎系数 正确答案: (单选题)12: 土壤盐基饱和度是指( )。 A: 土壤中交换性盐基离子总量占交换性阳离子的百分数 B: 交换性阳离子占盐基离子总量的百分数 C: 钙镁离子占交换性阳离了的百分数 D: 盐基离子与交换性阳离子之比的百分数 正确答案: (单选题)13: 土壤( )含量是土壤肥力水平高低的标志 A: 矿物质 B: 有机质 C: 水分
环境土壤学知识点教学文案
环境土壤学知识点
第一章绪论 1.土壤： 2.土壤特性：①具有生产力；②具有生命力；③具有净化力；④具有交换力。 3.土壤圈： 4.土壤圈的功能：①支持和调节生命过程；②影响大气圈的化学组成、水分与热量的平衡；③影响水的溶质组成及其在陆地、水体和大气的分配；④对岩石起到保护作用。 第二章土壤母质与土壤的形成 1.土壤母质（P6）：地壳表层的岩石矿物经过风化作用形成的风化产物。 2.土壤母质是形成土壤物质基础。 3.长石、石英和云母等是构成土壤的骨骼—土粒。 4.矿物是土壤矿物质主要来源。 5.主要的成土岩石：岩浆岩、沉积岩和变质岩。 6.风化过程是形成土壤的基础。 7.参与化学风化的因素主要是水、二氧化碳和氧气，作用方式包括溶解、水化、水解（最基本且最重要）和氧化。 8.五大成土因素：母质、生物、气候、地形和时间。 9.土壤是成土母质在一定的水热条件和生物作用下，经过一系列物理、化学和生物化学的作用而形成的。 10.风化因子=风化天数×水解离度。 11.土壤湿度影响土壤中物质的迁移；影响土壤中物质的分解、合成和转化。 12.土壤剖面（P20）：从地面向下挖掘而暴露出来的垂直切面。（1~2米深）
13.淋溶作用：土壤中的下渗水，从土壤剖面上层淋溶带走土壤中某种成分的作用。 14.土壤的分层：①枯落物层（O层）；②腐殖质层（A层）；③淋溶层（E 层）；④沉积层（B层）；⑤母质层（C层）；⑥基岩层（R层）。 15.土壤的重要形态特征：颜色、湿度、紧实度、结构、质地、PH、新生体、入侵体、孔隙和动物孔穴。 第三章土壤固体物质组成 1.土粒分类：矿质土粒（占绝对优势）和有机质土粒。 2.土壤质地：依据土壤机械组成相近与否而划分的土壤组合。 3.土壤质地三大类：砂土、壤土和黏土。 4.土壤质地改良：①溶土法；②深耕，深翻；③施有机肥。 5.壤质土兼具砂质土和黏质土的优点，是较为理想的土壤。 6.土壤有机质的来源（P39）：①植物残体；②动物和微生物残体；③动物、植物和微生物的排泄物及分泌物；④人为施入土壤中的各种有机物料。 7.土壤有机质含量：一般在0~5%左右，泥炭土可高达20%或30%以上。 8.矿质土壤: 9.决定土壤有机质含量的因素：①进入土壤的有机物质数量；②土壤有机质的损失；③土壤有机碳的平衡。 10.土壤有机质的主要组成元素：碳、氧、氢、氮，其次是磷和硫。 11.土壤有机质的组成：①碳水化合物；②木质素；③含氮化合物；④树脂、蜡质、脂肪、单宁和成灰物质。 12.土壤腐殖质：土壤有机质经腐殖化过程再由土壤有机质的矿质化过程分解的
环境土壤学课程教学大纲
《环境土壤学》教学大纲 一、课程基本信息 课程代码：EV362 课程名称：环境土壤学 英文名称：Environmental Soil Science 课程类别：专业选修课 学时：32 学分：3.0 适用对象：环境科学、环境工程、生态学、地理科学、农业工程等专业本科生 考核方式：闭卷考试，平时成绩占总成绩的30% 前修课程：无机化学、有机化学、环境化学原理、环境学概论等 二、课程简介 环境土壤学是一门新兴的土壤学与环境科学交叉融合的综合性学科。是在近代土壤污染状况日益严重，日益引起世界各国人民关注的情况下应运而生的一门基础理论课程。该课程主要关注自然因素和人为条件下土壤环境质量恶化的机制、土壤中重要的元素，包括生命必需元素和生命毒性物质的生物、化学性质及其土壤环境行为。课程内容涉及：土壤质量与生物品质、土壤与水和大气质量的关系；土壤环境质量变化对人体健康、社会经济、生态系统结构和功能的影响；探索调节、恢复和控制土壤环境质量的途径和方法。 通过本课程的学习，使学生正确理解土壤在环境中的作用与地位，掌握土壤基本组成、性质与分类，了解土壤的形成、发展、退化和恢复的过程及机制，熟悉不同类型污染物对土壤生态系统造成的危害，掌握土壤环境质量调控和改善的基本途径和方法。为培养环境、农业方面的工程人才和科研人才打下坚实的基础。 三、课程性质与要求 土壤是环境中的一项基本要素，且土壤决定了环境污染物的归趋，是许多重要元素的源和汇，与大气、水体等介质有着持续不断的物质、能量交换，是重要的环境介质。对于环境专业学生来说，了解土壤在环境学中的地位与作用，了解土壤中污染物的行为十分重要。本课程为面向环境科学与工程专业本科三年级的专业基础课程，与2017年最新开设的工程类课程《土壤与地下水污染修复技术》形成姊妹篇，其目的是使学生掌
土壤学实验指导书
土壤学实验指导书（农业资源与环境专业） 华中农业大学
目录
实验一土壤质地的测定 土壤质地是土壤的重要特性，是影响土壤肥力高低、耕性好坏、生产性能优劣的基本因素之一。测定质地的方法有简易手测鉴定法、比重计法和吸管法。本实验介绍比重计法，要求掌握比重计法测定土壤质地的原理，技能和根据所测数据计算并确定土壤质地类别的方法。 一、司笃克斯定律在土壤颗粒分析中的应用 土壤颗粒分析的吸管法和比重计法是以司笃克斯定律为基础的，根据司笃克斯(Stokes,1845)定律，球体在介质中沉降的速度与球体半径的平方成正比，与介质的粘滞系数成反比，关系式为： V：半径为r的颗粒在介质中沉降的速度(厘米/秒)； g：物体自由落体时的重力加速度，为981厘米／秒2； r：沉降颗粒的半径(厘米)； dl:沉降颗粒的比重(克/厘米3)； d2:介质的比重(克／厘米3)； η:介质的粘滞系数(克／厘米.秒)。 这是由于小球在广大粘滞液体中作匀速的缓慢运动时，小球所受阻力(摩擦力)： (π为圆周率)，而球体在介质中作自由落体沉降运动时的重力(F)是由本身重量(P)与介质浮力即阿基米德力(FA)之差： Fˊ=P－FA= 333 1212 444 () 333 r gd r gd r g d d πππ -=- 当球体在介质中作匀速运动时，球体的重力(Fˊ)等于它所受到的介质粘滞阻 力(F)，即 3 12 4 () 3 r g d d π- =6r v πη 又球体作匀速沉降时S=vt(S－距离，厘米；V-速度，厘米/秒；t一时间.秒)。由上式，可求出不同温度下,不同直径的土壤颗粒在水中沉降一定距离所需的时间。 二、方法原理： 将经化学物理处理而充分分散成单粒状的土粒在悬液中自由沉降，经过不同时间,用甲种比重计<即鲍氏比重计)测定悬液的比重变化，比重计上的读数直
环境土壤学实习心得
环境土壤学实习心得 环境土壤学实习心得篇1 土壤学是一门应用学科，涉及内容广泛，实践性强，它不仅具有完整的理论，而且有一整套实验的方法。土壤学实习是研究土壤科的基本方法，是搞好林业和实行科学种树的前提，也是实现林业现代化的一项基础工作。 土壤不仅是人类赖以生存的物质基础和宝贵财富的源泉，又是人类最早开发利用的生产资料。随着全球人口的增长和耕地锐减，资源耗竭，人类活动对自然系统的影响迅速扩大，人们对土壤的认识才不断加深，土壤和水空气一样，既是生产食物、纤维及林产品不可代替或缺乏的自然资源，又是保持地球系统的生命活动，维护整个人类社会和生物圈共同繁荣的基础。 土壤是农林业生产不可或缺的基地，土壤的性质不仅影响农林产品的产量，还影响其品质。土壤是生命活动的产物，没有生物就没有土壤。低等生物的固氮作用使土壤具有了生长植物的肥力，而植物的生长促进了土壤的腐殖化过程和养分的富集过程，从而使土壤肥力进一步发展，在茂盛的植被下，强烈的生物风化推动着母质向土壤的演化。土壤又是生命的摇蓝。土壤不仅是生物的栖息地，而且是生物作用的对象，同时也是地球生命诞生与进化的温床。有证据表明，土壤巨大的表面及复杂的多孔多相体系，对于生命的产生与进化至关重要。
学习土壤学对我们来说也是非常重要的，认识和了解土壤，野外实习就是一种更好的认识和了解土壤的方法。土壤学实习是为了探明土壤的发生发育和分布规律，查清土地资源及其生产条件，以便按不同需要利用和改良土壤。土壤学实习通过实际观察，了解成土因素的作用和土壤形态、性状上的特征，找出影响植物正常长的限制因素和障碍因素，解决生产管理中存在的具体土壤问题。 土壤是生态系统中的重要组成部分，是生态系统中污染物迁移转化、富集循环的重要场所。因此土壤对生态环境的保护具有特殊的意义。土壤又是人类生产、生活的场所，因此各行各业都离不开它。 环境土壤学实习心得篇2 一、实习目的、任务和要求土壤学是与实践密切相结合的，土壤学的教学实习是游憩等专业的重要教学环节，通过实践教学实习，其目的、任务及要求如下： 1.通过实习验证巩固该学科的理论知识，开阔眼界，增长知识，增强理论联系实际的能力。 2.熟悉本省地带性土壤及非地带性土壤的分布规律及其形成条件、形成过程、土壤性状、利用改良措施。 3.掌握主要土壤类型及土壤的形成过程和土壤特点，为水保规划和森林植物更新等提供依据。 4.了解全国土壤分布规律及其主要土壤类型。 5.熟悉我省土地资源退化的原因及防治对策措施。 6.掌握土壤剖面挖掘方法，掌握剖面形态特征和自然条
北京林业大学土壤学复习资料
绪论 一、解释土壤和土壤肥力的概念。 土壤是地球陆地表面能够生产植物收获物的疏松表层。 土壤肥力：土壤不间断地、相互协调地提供植物生长全过程水分、养分、空气、热量的能力。 二、什么是土壤肥力的生态相对性？ 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）植物而言的，而不是针对任何植物的。 三、理解土壤的特征。 1、土壤是一个三相系统 2、土壤是特殊的自然体。 五大自然成土因素（母质、气候、生物、地形、时间）共同作用的产物。 3、土壤具有巨大的比表面积 比表面积就是可以与气体或液体相接触的面积。 4、土壤是一个生态系统 5、空间位置：土壤在地壳上位于岩石圈的最表层，是独立的自然体，自成一圈即土壤 圈。 6、土壤中进行着物质和能量的转移和转化过程 7、土壤具有一定的层次构造 四、理解土壤和土地的区别？ 1、土地包括土壤，土壤是土地的主体部分 2、土地是由气候、地貌、岩石、土壤、植被和水文等自然要素组成的垂直立体空间， 土壤只是其中的一个组成部分。 3、土地具有强烈的“社会经济”属性，而土壤的“社会经济”属性较弱。 第一章 一、矿物的概念、分类及鉴别特征。 指岩石圈中化学元素的原子或离子通过各种地质作用形成的，并在一定条件下相对稳定的自然产物。 二、岩石的概念、分类及鉴别。 在各种地质作用下形成的，由一种或多种矿物以一定的规律结合组成的矿物集合体 岩浆岩（火成岩）：由熔融的岩浆上升到地壳不同深度或喷出地表冷凝结而成的岩石。 沉积岩：在地表条件下，各类岩石风化破坏后的产物，搬运、沉积、成岩作用形成的岩石。变质岩：由原来存在的岩浆岩、沉积岩和部分早期形成的变质岩，在内力作用下，经过变质作用所形成的岩石。 三、三大类岩石形成、结构、构造的区别。 第二章 风化作用的定义及类型。 地壳表层的岩石，在大气和水的联合作用以及温度变化和生物活动的影响下，所发生的一系列崩解和分解作用。 物理风化、化学风化、生物风化 土壤形成的因素及其影响。 母质、气候、生物、地形、时间 母质-----物质基础，养分来源等 生物-----有机质来源，富积养分等 气候-----风化过程、生物活动、降水等等 地形-----母质运动与分布、生物及水热再分配等 时间-----成土过程的进程与深刻等
环境土壤学实验
环境土壤学实验 实验一土壤样品的采集与制备 一、实验目的 土壤样品的采集与制备是土壤分析工作中的一个重要环节。实验方法直接影响分析结果的准确性及应用价值，因此，必须按科学的方法进行采样和制备。通过实验，重点使学生初步掌握耕层土壤混合样品的采集和制备方法。 二、实验仪器 小铁铲、布袋（或塑料袋）、标签、铅笔、尺子、锤子、镊子、土壤筛（18目、60目）、广口瓶、研钵、盛土盘等。 三、实验步骤 （一）样品采集:根据不同的研究目的，有不同的采样方法。 1．研究土壤肥土： （1）采取混合样品：采样时须按一定的采样路线进行。采样点的分布应做到“均匀”和“随机”；布点的形式以蛇形最好，在地块面积小，地势平坦，肥力均匀的情况下，可采用对角线或棋盘式采样路线，如图示1-1。采样点要避免地埂边、路旁、沟边、挖方、填方及堆肥等特殊地方；采样点的数目一般应根据采样区域大小和土壤肥力差异情况，酌情采集5～20个点。 （2）. 采样方法采样点确定 图1-1土壤采样布点路线 1.对角线布点法 2.棋盘式布点法 3.蛇形布点法
后，刮去2～3mm的表土，用土钻或小铁铲垂直入土15～20cm左右。每点的取土深度、质量应尽量一致，将采集的土样集中在盛土盘中，初略选去石砾、虫壳、根系等物质，混合均匀，采用四分法，除去多余的土，直至所需要数量为止，一般每个混合土样的质量约1kg 左右。 （3）. 采样时间如果土壤测定是为了解决随时出现的问题，应随时采样；是为了摸清土壤养分变化和作物生长规律，即按作物生育期定期采样；为了制定施肥计划而进行土壤测定时，在作物收获前后或施基肥前进行采样；若要了解施肥效果，则在作物生长期间，施肥前后进行采样。 （4）. 装袋与填写标签所采土样装入布袋中，填写标签两份，一份贴在布袋外，一份放入布袋内，标签应写明采样地点、深度、样品编号、日期、采样人、土样名称等。同时将此内容登记在专门的记载本上备查。 2．研究土壤形成发育：在野外先确定区域地形及具体剖面位置，在草图上注明采集位置，在样品袋内写明野外条件：如地形、位置、利用情况、研究目的等。 采样时应分层取样，不得混合，各层采样深度与每个层段深度不一致，采样只选择其中最典型的部分，一般取0-10厘米，不取过渡层，过渡层只作野外研究，不作化学分析。 采样由下到上，这样可避免采取上层土样时，土块落下干扰下层。每个样品(每层)需采一公斤。特别注意采样深度记载按实际采样深度记，如：土壤剖面的耕作层是0—30厘米，采样部位实际上是5—15厘米，记载以后者为准。 研究土壤发育剖面样品，不能在同一类型土壤与性质相近或相同的土壤上采取土样进行混合，只能每个剖面样品独立单独采取，独立分析，以免使土壤的差异在混合的过程中遇到掩盖。 3．研究土壤与植物的关系：即作物营养诊断。每采一个植株样品，同时取该植株的根际土壤。为更好地反应土壤与作物的关系，应在采样后马上分析，不宜久置，大面积采样，应当由多点样品(约l公斤)混合，用四分法取得均匀样品约100g左右，小区取样，最后取50g左右。 4．研究土壤障碍因素的取样：大面积毒质危害应多点采样混合，应取根附近的土壤；局部毒质危害，可根据植株生长情况，按好、中、差分别进行土壤与植株样品同时采取。 （二）土壤样品的制备 1. 风干剔杂除速效养分、还原物质的测定需用新鲜样品外，其余均采用风干土样，以抑制微生物活动和化学变化，便于长期保存。