绪 论
第一节 土壤在人类农业和自然环境中的作用 一、土壤是人类农业生产的基地 “民以食为天,食以土为本”概括了人类—农业—土壤之间的关系。农业是人类生存的基础,而土壤是农业的基础。
(一)土壤是植物生长繁育和生物生产的基地 农业生产的特点是生产出有生命的生物有机体,其中最基本的任务是发展植物赖以生存的绿色植物的生产。绿色植物的生长发育需要五个要素:光、热、空气(氧气和二氧化碳)、水分和养分。其中养分和水分通过根系从土壤中吸取。植物能立足于自然界,依靠根系伸展在土壤中,获得土壤的机械支撑,才不至于倒下。 1、营养库的作用
植物需要的营养元素除主要来自空气外,及中量元素、微量元素和水分则主要来自土壤。 2、养分转化和循环作用
无机物通过生物作用转为有机物(光合作用),有机物质经过矿质化作用变无机物,此过程在土壤中完成, 3、雨水涵养作用
土壤是地球陆地表面具有生物活性和多孔结构的物质,具有很强的吸水和持水能力。据统计,地球上的淡水总贮(zhu )水量为0.39亿㎞3,其中被冰雪封存和埋藏在地壳深层的水有0.349亿㎞3。可供人类生产和生活的循环淡水总贮量只有0.041亿㎞3,仅占总淡水量的10.5﹪。在0.041亿㎞3的循环淡水中,循环地下水占95.12﹪湖泊水占2.95﹪,土壤水占1.59﹪,江河水占0.03﹪,大气水0.34﹪,土壤贮水量明显大于江河和大气的贮水量。土壤的雨水涵养功能与土壤的总孔度、有机质含量等土壤的理化性质和植被覆盖度有密切关系。 4、生物的支撑作用
土壤不仅提供给植物的营养物质,还是植物根系的伸展和穿插,获得机械支撑的物质环境。
5、稳定和缓冲环境变化的作用
土壤处于大气圈、水圈、岩圈及生物圈的交界面,是地球表面各种物理、化学和生物化学过程的反应界面,是物质和能量交换、迁移等过程最复杂,最频繁的地带。
(二)动植物生产和人类活动离不开土壤,因此要保护土地资源。
农业生产以土地为基础,所以必须重视土地资源的开发、利用、改良和保护,要在全面规划农、林、牧用地的基础上,把土地资源的开发与改良、利用与保护结合起来。通过合理的耕作制度和方式,科学施肥、灌溉和一系列培肥土壤的管理措施,在保证土地质量不下降,土壤生态环境不受破坏下,保证农业生产持续、稳定的发展。通过“用地养地”把植物生产、动物生产和土地管理三个环节结合起来,把植物生产的有机物用作动物生产所需的饲料,将植物残体和动物生产的废弃物,通过微生物的利用、转化及循环培肥土壤,提高土壤肥力。
二、土壤是地球表层系统自然地理环境的重要组成部分 地球表层系统中自然地理环境的五大要素:大气圈、生物圈、岩石圈、水圈和土壤圈,其中,土壤圈覆盖于地球陆地表面,处于其他圈层的交接面上,成为它们连结的纽带。
1、土壤与大气圈的关系 土壤与大气间在近地球表层进行作频繁的水、热、气的交换和平衡。土壤能够接收大气降水以供生命需要。并能向大气释放二氧化碳和某些痕量气体,动物和植物的生产生活需要空气中的氧气。
2、土壤与生物圈的关系 地球上所有的生物群落组成了生物圈。而地球表面的土壤,不仅是高等动植物乃至人类生存的基地,也是地下部分微生物的栖(qi)息场所。土壤为绿色植物的生长提供了养分、水分和物理、化学条件。由于土壤肥力的特殊功能,使陆地生物与人类协调共存,生生不惜。不同类型的土壤养育作不同类型的生物群落,形成生物的多样性,为人类提供各种可开发利用的资源。
3、土壤与水圈关系 水是地球系统中连接各圈层物质迁移的介质,也是地球表层一切生命的源泉。由于土壤的高度非均匀性,影响降雨在地球陆地和水体的重新分配,影响各元素的组成。植物—大气连续系统中,植物生长需要的水分及其有效性,在很大程度上取决于土壤的理化和生物学过程。虽然水是地球上最丰富的化学物质,但可利用的淡水资源不足,我国可利用的淡水资源更少,已到我国的工农业发展。 4、土壤与岩石圈的关系 土壤是岩石经过风化和成土作用的产物。从地球的圈层位置上看,土壤位于岩石圈和生物圈之间,属于风化壳的一部分。虽然土壤的厚度只有1~2米左右,但它作为地球的保护层,对岩石圈起作保护作用,以减少其遭受各种外营力的破坏。 三、土壤是地球陆地生态系统的基础
生态系统 包含着一个广泛的概念。任何生物群体与其所取的环境组成一个统一体 ,都形成不同类型的生态系统。在陆地生态系统系统中,土壤是最活跃的生命层,生产者、消费者、分解者都离不开土壤。土壤在陆地生态系统中起作极重要作用。主要包括:①保持生物活性,多样性和生产性;②对水体和溶质流动起调节作用;③对有机、无机污染物具有过滤、缓冲、降解、固定和解毒作用。④具有贮存并循环生物圈及地表的养分和其他元素的功能。 四、土壤是珍贵的自然资源 土壤资源的特点:
(一)土壤资源的数量有限性
土壤资源与光、热、水、气资源一样被称作为可再生性资源。但从土壤的数量来看又是不可再生的,是有限的自然资源。在这个星球上,只有一个地球,就人类的历史而言,它的数量不会增加。而在地球表面形成1厘米厚的土壤,约需要300年或更长的时间。所以它不是取之不尽,用之不竭的资源。我国土地资源由于受海陆分布、地形地势、气候、水分配和人口增加、工业化扩展的影响,耕地土壤资源短缺,后备耕地土壤资源不足,影响到我国的经济和社会发展。
(二)土壤资源质量的可变性
土壤质地特征是肥力。土壤肥力是由母质向土壤演化过程中,在自然成土因素,或自然因素和人为因素共同作用下形成的。在成土过程中,植物、动物和微生物可以不断地繁衍和死亡;土壤腐殖质可以不断地合成和分解;土壤养分及其元素随着土壤的运转,可以积聚和淋洗,这些过程处于周而复始的动态平衡。土壤费力就在这些周而复始的循环和平衡中不断地获得发育和提高。但是破坏性地经营和利用土壤资源,会造成土壤肥力下降,甚至退化。 (三)土壤资源空间分布上的固定性 覆盖在地球表面各种不同类型的土壤,在地面空间位置上有相对的固定,在不同生物气候带内分布作不同地带性土壤,如热带雨林分布着砖红壤,热带稀树草带分布着红棕壤,亚热带常绿阔叶林分布着红壤和黄壤,在温带阔叶林分布着棕壤等。
第二节 土壤及土壤科学的发展 一、什么是土壤?
土壤是发育于地球陆地表面能生长绿色植物的疏松多孔结构表层。 二、土壤肥力和生产力 (一)什么是土壤肥力?
是土壤从营养条件和环境条件方面,供应营养和协调植物生长的能力。 (二)自然肥力和人为肥力 1、什么是自然肥力?
是指在自然因子即五大成土因素(气候、生物、母质、地形和时间)的综合作用下发育而来的肥力,它是自然成土过程的产物。 2、什么是人为肥力?
是耕作熟化过程发育而来的肥力,是在耕作施肥、灌溉及其它技术措施等人为因素影响作用下所产生的结果。
(三)潜在肥力与有效肥力 1、什么是潜在肥力?
在当季作物生产中没有直接反应的肥力叫做潜在肥力。 2、什么是有效肥力?
在当季作物生产中能反应出来,而产生经济效益的这一部分肥力叫做有效肥力。
思考题:
1、 区别岩石、母质、土壤,三者之间的关系? 2、 什么是母质?母质在土壤形成过程中的作用? 3、 成土母质有哪些类型?各自的特点? .第一章 土壤母质与土壤的形成
土壤是由母质形成的,母质是由岩石风化而来,岩石又是由一种或几种矿物所组成。 第一节 土壤母质的形成 一、土壤母质的来源 (一)什么是母质?
是指岩石经过风化、搬运、堆积等过程在地表形成的一层疏松、最年轻的地质矿物质层,它是形成土壤的物质基础,是土壤的前身。 (二)地壳物质的元素组成
岩石是构成整个地壳的基本物质。地壳中的各种化学元素均化合物的形式存在于地壳中,被植物吸收利用的元素很少,都以难溶的化合物封闭在坚硬的岩石中,处于极分散状态。这些坚硬的岩石必需成为母质,在生物作用下形成土壤。 (三)成土的主要矿物
1、矿物——矿物是一类天然产生于地壳中且具有一定化学组成、物理特性和内部构造的化合物或单质化学元素。
2、原生矿物——起源于岩浆而存在于岩浆中的矿物。
3、次生矿物——原生矿物经过风化作用,使其组成和性质发生改变,而形成新的矿物。 3、成土的主要矿物:(见表1—2,P5) 石英——是土壤中沙粒的主要来源
长石和云母——是土壤中钾素和粘粒的来源之一。
方解石——容易风化,风化后释放出钙、镁元素是土 壤中碳酸盐和钙镁的主要来源。
磷灰石——风化后是磷素营养的主要来源。
铁矿(赤铁矿、褐铁矿、磁铁矿、黄铁矿)——其中黄铁矿分解形成硫酸盐为土壤中硫的主要来源。
高岭石、蒙脱石和伊利石这三种矿物是长石和云母的次生矿物,是土壤中粘粒的主要来源 (四)成土的主要岩石 1、什么是岩石?
岩石是各种矿物的集合体。根据岩石的成因可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。 2、主要成土岩石(见表1—4)P7
(1)岩浆岩 由岩浆冷凝而成的岩石统称岩浆岩。它们的共同特征是没有层次、没有化石、不含有机沉淀物。岩浆一般处在地下深处,具有很高的温度和压力且含有许多挥发性物质(水气、二氧化碳、硫化氢、S等)的硅酸熔融体,活性很大。喷出地面的叫喷出岩;浸(jin)入到地壳的叫浸入岩;在地壳深处冷凝的叫深成岩。
(2)沉积岩 由各种先成岩(岩浆岩、变质岩、原有的沉积岩)经风化、搬运、沉积、重新固结而成的。它们的特征具有成层性,常含有化石。
(3)变质岩 由于地壳的运动使岩石内部发生剧烈的变化,矿物重新结晶或重新排列,而形成的新岩石叫变质岩。它们的特点有的岩石含有化石。 二、岩石的风化与母质的形成 (一)什么是风化作用
地壳表面的岩石在外界环境因素的影响作用,逐渐发生崩解破碎和分解作用,大的石头变小块,小块变细,同时改变岩石的矿物成分和化学成分。 产生风化作用的原因有内因和外因,最主要的外因是温度、水、氧气、二氧化碳生物的作用。 根据产生风化作用的原因和特点,风化作用可分为物理风化、化学风化和生物风化。 1、 物理风化作用——是指岩石因受物理因素作用而逐渐崩解破碎的过程。 (1)引起物理变化的主要原因是温度,(地球表面白天和四季都有温度变化,一年四季的温度变化可达40~50℃,影响到30米左右深的岩层。昼夜温度有时也达到20~30℃,干旱的沙漠地区昼夜温差更大。温度对岩石的是,因为岩石是热的不良导体,热的传递很慢,暴露在地球表面的岩石,白天烈日曝晒,岩石表面受热温度升高快,膨胀迅速;而岩石内部受热少,温度升高慢,膨胀小,这样内外不同程度的膨胀,使之产生一系列与岩石表面相平行的细小裂纹,白天气温高,晚上迅速下降,表层岩石最先散热,冷却收缩快,而内部散热慢,冷却收缩也慢,这样造成表里收缩不均匀,使之产生与岩石表面相垂直的放射状裂缝。长期以来岩石崩解破碎。)其次还有冰冻的挤压、流水的冲刷、风、冰川等自然动力对岩石的破碎,以其植物根系的穿插均能加速岩石的破碎。
(2)物理风化的结果:岩石由大块变小块再变为细粒,岩石的矿物组成和化学成分没有发生变化。
2、化学风化——岩石受到化学因素而引起的破坏过程。
其特点是破碎的岩石进一步变细,岩石的矿物组成和化学成分发生改变。 引起化学风化的因素有水、二氧化碳、和氧气,其中最主要的是水。化学风化一般包括溶解、水化、水解和氧化等作用。
(1)溶解作用:水最广的溶剂,岩石的矿物成分在水中或多或少有一定溶解度,溶解是化学作用。
(2)水化作用:是指岩石中的矿物与化合成一种含水化合物,这种水化物与原来矿物相比较体积增大,硬度降低低 ,成为易崩解的疏松状态,因此对岩石的风化起促进作用。 例:CaSO4+2H2O-----CaSO4.2H4O(硬石膏)(结晶石膏) 2Fe2O3(赤铁矿) +nH2O-----Fe2O3 .nH2O(褐铁矿)
(3)水解作用:是部分水离解成氢离子,与矿物中的碱金属(钾、钠)或碱土金属(钙、镁)作用,使岩石矿物遭到破坏,加速风化作用。(见课本第10页) 水解作用能使岩石中的矿物发生彻底分解,引起岩石内部矿物组成和性质的彻底改变。所以水解作用是化学风化中最主要的作用与基本环节。
(4)氧化作用:是空气中的氧做为氧化剂与岩石的矿物作用,发生化学反应,加速风化作用。总之,化学风化的结果,不仅仅是使岩石由大变小变细,而且它改变了原来岩石的矿物组成和性质,产生了一批新的次生矿物,它们呈胶体分散,使母质开始具有吸附能力、粘性和可塑性,并出现毛管现象,有一定的蓄水性。同时释放出一些简单可溶性物质。
3、生物风化作用-----是指岩石在生物的影响下所引起的破坏作用。如机械破碎和动植物的分泌物的腐蚀。
生物一参与风化作用意味着土壤的形成开始 (二)母质的特性发育
岩石的风化结果形成土壤母质,母质进一步风化形成土壤。 土壤母质的特性:
1、岩石在物理风化作用下由大块变小块再变细,从坚硬致密状态变成松散,产生了对水和空气的通透性,为进一步风化创造条件。
2、岩石随着化学风化的进行彻底分解,产生了细微粘粒,粘粒之间具有毛管空隙,具有一定的蓄水性。
3、母质中还释放出一些可溶性物质为植物提供矿质营养。
母质不是土壤,因为它缺乏完整的肥力。例,营养元素得不到保证,一些可溶性的盐基处于分散状态,易随雨水淋失,母质缺乏氮素。 (三)母质的风化程度与土壤肥瘦的关系
在地球的表面上,由于不同母质、母质的风化度不同,形成不同类型的土壤,同一母质风化度不同,引起土壤的肥力也不同。在了解土壤母质的风化程度与土壤肥瘦的关系之前,先了解几个概念:
1、脱盐基作用——是指岩石在化学风化过程中先失去碱金属元素,风化产物转变为碳酸盐类的溶液,能被雨水淋溶而流失,同时产生一种不稳定的硅酸,这一过程称脱盐基作用。 2、脱硅作用——在碱性条件下,不稳定的硅酸水解,分离出胶状氧化硅,氧化硅被雨水淋溶流失的过程。称脱硅作用。
风化程度深,硅酸和盐基流失越多,铁铝氧化物在母质中积累。
3、富铝化作用——在湿热的气候条件下随着脱硅作用的加深,母质或土壤中的大多数硅酸被碱性溶液带走,只剩下含水氧化铝和含水氧化铁的胶体在土壤或母质中富集起来,形成水铝矿和含水赤铁矿。此过程称富铝化过程或富铝化作用。
4、硅铁铝率——母质中二氧化硅与铁铝氧化物的分子比率(用SiO2/R2O3表示,R2O3代表Fe2O3+AlO3)。
SiO2/R2O3分子比值越大,说明母质的风化程度浅,淋溶作用弱。反之,母质的风化程度深,淋溶作用强。
5、高硅母质——指在干燥的气候条件下,风化程度浅,淋溶作用弱,多形成蒙脱土型的矿物,其中SiO2/R2O3>2,称高硅母质。
6、低硅母质——指在湿热气候条件下,由于温度高、雨量多,化学风化彻底,淋溶作用强,则风化度深,多形成高岭型的粘土矿物,其中SiO2/R2O3<2,称为低硅土
7、母质的风化程度与土壤肥瘦的关系:岩石在化学风化过程中进行脱盐基作用,失去碱金属元素,风化产物转变为碳酸盐类的溶液,能被雨水淋溶而流失,同时产生一种不稳定的硅酸。在碱性条件下,进行脱硅作用,不稳定的硅酸水解,分离出胶状氧化硅,氧化硅被雨水
淋溶流失的过程。在湿热的气候条件下随着脱硅作用的加深,进行富铝化作用,母质或土壤中的大多数硅酸被碱性溶液带走,只剩下含水氧化铝和含水氧化铁的胶体在土壤或母质中富集起来,形成水铝矿和含水赤铁矿。
并不是所有的都要进行上述的风化过程,因为每一个风化过程都是在一定的条件下发生的。如富铝化过程,在湿热的气候条件下进行。 (四)母质在土壤形成过程中的作用
1、母质直接影响到成土过程的速度、性质和方向。
2、母质对土壤理化性质有很的影响。如砂岩发育成砂性土,长石和云母发育成粘性土。 3、不同的成土母质发育的土壤的矿物组成有较大的差别。 4、母质层次的不均一性影响土壤的发育和形态特征。 三、风化产物搬运与堆积的类型
岩石风化形成的母质,很少能残留在原来的地方,大多数的情况下,是经过各种自然力(如水、风、冰川、重力等)搬运到其他地方,形成各种沉积物。成土母质的类型及其特点根据风化产物搬运动力与沉积特点的不同,将成土母质分为:残积物、坡积物、洪积物、河流冲积物、湖积物、海积物、风积物、冰碛物。
1、残积物——是指未经外力搬运迁移而残留于原地的风化产物,多布于山地与丘陵顶部较高的部位。
特点:风化物未经搬运分选,没有明显的层次性,且层次薄,颗粒成分极不均匀,有大块疏松岩石,也有细小粉砂和粘粒,质地疏松,通气性好。
2、坡积物——在重力和雨水冲刷的影响下,将山坡上部的风化产物搬运到坡脚或谷地堆积而成。
特点:搬运距离不远分选度差,层次不明显,大小石块夹在一起,粗粒细粒同时 混存,通透性良好。
3、洪积物——由于山区临时性的洪水爆发,洪水夹杂岩石碎片、砂粒、粘粒和生物等沿山坡下泻至山前平缓地带沉积而成。
特点:外形是以山谷出口为尖端向四处分散的扇形,分选性差,由扇沿顶部至扇缘,形成的土壤由粗到细,肥力逐渐提高。
4、河流冲积物——岩石的风化产物受经常性的流水侵蚀、搬运,在河流减缓时沉积于河谷地的沉积物。
主要分布在我国东北平原、华北平原、长江中下游平原、珠江三角洲等。 特点:
(1)成层性 由于季节性的雨季的差异,河水的流速和流量不同,因此具有明显的成层分选性。
(2)成带性;由于流速不同。河流上下游及河流远近,其质地均有不同,上游粗下游细;近河粗,离河远细。
(3)成分复杂性:河流冲积物源于上游各地,矿物质的种类多养分,也比较丰富。尤其是下游的冲积平原,多形成肥沃的土壤。
5、湖积物——是湖水泛滥时沉积在湖周围的沉积物。 特点:成层性,分选性,有机质丰富等特点。
6、海积物——由于海岸上升或江河入海的回流淤积物露出水面而形成的沉积物。
特点:质地粗细不一,有全为沙的沙滩,也有全为粘粒的沉积物,质地细的养分含量高,质地粗的养分含量低。
7、风积物——风力吹来的泥沙堆积而成的沉积物。分砂丘和黄土两类。 (1)砂丘的特点:质地粗,砂性大、水分、养分缺乏,土壤肥力低。
(2)黄土的特点:颗粒成分以粉砂为主,大小均一土质疏松多孔,通透性好,易受侵蚀,风化程度低,含盐成分丰富,易形成肥沃的土壤。 8、冰碛物——由于冰川夹来的物质搬运沉积而成。 特点:无成性和分选性,大小石块夹杂在一起。 思考题的解析:
1、区别岩石、母质、土壤,三者之间的关系(1)岩石、母质和土壤的区别:
岩石是由矿物组成的集合体,矿物是一类天然产生于地壳中,具有一定的化学组成,物理特性和内部构造的化合物或单质化学元素,岩石不同于母质和土壤,它一般比较坚硬,不具肥力而不能生长植物。
母质则是由岩石经过风化作用后破碎而成的疏松多孔体,具有部分的肥力特点,但不完整,它是形成土壤的原始物质。
土壤是地球陆地表面上能够生长植物收获物的疏松表层,是由母质经过漫长的成土作用而形成,适合植物生长。 (2)三者的关系:
岩石、母质和土壤的关系可以下列的关系式表示出来
思考题:
1、 人类生产活动对土壤形成有哪些作用?
2、 影响土壤形成的自然因素有哪些?各有起哪些作用? 3、 根据土壤剖面所表现出来的内容,分析土壤的生产性? 第二节 土壤的形成 一、生物在土壤形成中的作用
1、生物有选择性地吸收养分,把母质改造成土壤。
2、植物有集中养分的能力。土壤中养分都是在源源不断地向根际移动。
3、植物有保蓄养分的能力。植物吸收养分供本身的生长发育需要,养分就保蓄在植物体內。 4、生物的固氮作用,为土壤提供氮元素。
5、生物的有机质的合成与分解是土壤形成过程主要内容。 生物的作用在土壤形成过程中的主导因素
二、地质大循环与生物小循环对土壤肥力的影响 1、什么叫地质大循环?
岩石矿物经风化作用所释放可溶性的养料和粘粒等风化产物,随雨水流到低处进入江河最后汇入大海,沉积以后,经过漫长的地质年代,又重新形成岩石。这种从岩石——母质——岩石的长期循环过程,称为植物营养物质的地质大循环。 2、什么叫生物小循环?
由风化释放出的无机养分转变为生物有机质,再转变为无机养分的循环,称植物营养物质的生物小循环
3、大小循环的关系?
二者是相互矛盾,相互关联,相互统一的 因为地质大循环是营养元素淋失过程,生物小循环是营养元素集中过程,所以相互矛盾。但是没有生物小循环,土壤肥力就不会产生与发展;没有地质大循环生物,岩石的营养不能释放,生物不能生存,生物小循环不能进行。生物小循环是在地质大循环的基础上进行,成土过程 和风化作用是交织在一起,同时同地进行。
生物小循环在土壤形成过程中起主导作用,因此是矛盾的主要方面,生物小循环是开放式的成螺旋上升的循环。生物小循环释放出养分可以参加到地质大循环中去,地质大循环释
放养料又不断地加入到生物小循环中来。 三、各种自然因素在土壤形成中的作用
影响土壤形成的五种主要因素:母质、气候、生物、地形和时间。 (一)母质在土壤形成中的作用:母质是地球表面的岩石和矿物经过风化作用形成的疏松多孔体。它是形成土壤的基础物质,在土壤形成过程中,其作用如下: (1)构成土壤的基本骨架,是形成土壤的原始材料。 (2)母质的理化特性深刻地影响到形成土壤的理化特性。 (3)母质层次性深刻地影响到形成土壤的层次性。
(二)气候在土壤形成中的作用:气候是影响土壤形成的五大因素之一,它是主要通过温度和雨量二个方面影响到土壤的形成和发展的,具体来说主要通过下面几个方面影响到土壤的形成和发展。
(1)影响到土壤中矿物的风化度。 (2)影响到土壤中物质的淋溶与淀积。 (3)影响到土壤有机质的合成与分解。 (4)影响到植物的生长发育程度。 (三)生物在土壤形成中的作用:
生物在土壤形成过程中的作用在许多情况下,是起到主导的作用生物一旦参与风化作用,就标志着土壤形成的开始,在生物因素中,包括动物、植物和微生物等三种,其中对土壤形成贡献最大的是植物和微生物。生物活动的结果,形成了生物小循环。具体来说,生物的作用有下列五个方面: (1)集中养分。 (2)保蓄养分。 (3)合成土壤氮素。 (4)合成土壤腐殖质。 (5)把母质改造成土壤。 (四)地形对土壤形成的作用
地形是影响到土壤形成的五大成土因素之一,它是通过间接的作用影响到土壤的形成和发展,具体来说,通过下面二个方面进行: (1)影响到土壤形成的水热再分布。 (2)影响到土壤形成的母质再分布。 (五)时间对土壤形成的作用
时间因素是影响到土壤形成的五大成土因素之一,它对土壤形成的影响是无形的。土壤的形成与发展是在时间上进行的,土壤是在母质、气候、生物和地形等成土因素综合作用下,随着时间的进展而不断发展和变化的,时间越长,成土因素作用就越深,土壤性质和肥力的变化就越大。
各成土因素的作用有本质上的差别,但是它们是同等重要彼此不可代替。 四、人类生产活动对土壤形成的作用 1、什么是土壤的熟化过程?
是土壤在正确的耕作制度下,通过耕作、施肥、灌溉、排水等各项农业技术措施和土壤改良措施,改善理化生物特性,定向地培育肥力的过程。 2、人类生产活动对土壤形成的作用:
(1)栽培作物,作物吸收土壤中的水分、养分等营养物质,作物的残体和根系分泌物回到土壤,影响土壤的结构性能。豆科植物的固氮作用,提高土壤的氮含量。
(2)耕作改善土壤的理化性状,创造了土壤的疏松耕作层,增加土壤的通透性改善微生物
的生活环境,加速有机质的分解。耕作结合施肥,改善土壤的养分条件、物理性和生物性。 (3)合理的灌溉排水,通过水分调节土壤的 空气、温度条件,促进有机质的`合成与分解,以满足作物生长要求。
(4)人类活动对土壤资源也起到破坏作用,如破坏森林,造成水土流失,土壤砂化,不注意用养结合,不注重施用有机肥,使土壤变质退化,次生盐碱化,以及土壤污染等。因此,人类的生产劳动对土壤的影响存在着二重性。 五、土壤的形态特征
1、土壤发生层:是指土壤形成过程中所形成的具有特定性质和组成的、大致与地面相平行,并且具有成土过程特性的层次。
2、土体构型:是指各土壤发生层在垂直方向有规律的组合和有序的排列状况。
3、土壤剖面:是指从地面向下挖掘而裸露出来的垂直切面,是土壤外界条件影响内部性质变化的外在表现。
4、新生体:是质在土壤形成过程中新产生的物质。
5、侵入体:在土壤形成过程中由外界侵入到土壤中的物体。 6、自然土的剖面层次: A0--覆盖层 A--耕作层 A1--淋溶层 P--犁底层 A2淋溶层 W--犁底层 B--淀积层 C---犁底层
覆盖层A 淋溶层A 淀积层 B 母质层C 旱地土壤的剖面层次:
耕作层A 犁底层P 心土层W 底土层C 思考题解析:
1、根据土壤剖面所表现出来的内容,论述如何分析土壤的生产性? 土壤剖面是在土壤的分布地段,从地表往下挖掘而裸露出来的垂直切面,挖掘土壤剖面和观察土壤剖面,就等于解剖土壤,对土壤的各种情况就可以了解得非常清楚,从剖面观察记载的内容,可以了解到下列的信息:(1)土壤所处的环境条件。(2)植物生物状况。(3)土壤的侵蚀状况。(4)土壤的成土母质和母岩。(5)土壤地下水位状况。(6)土壤剖面层次组合及各土层的厚度、颜色、结构、松紧度、质地、pH值、根系的分布、石灰性反应、新生体和侵入体等内容。根据以上的信息,对比高产和低产土壤的特点就可以大概估计该土壤的生产性能。
第二章 土壤肥力的物质基础
固体部分
土壤组成
液体部分
思考题
1、三大类质地有何肥力特点?土壤质地与肥力之间的关系? 2、粘土是否在任何情况下都是不好的质地?
3、论述土壤三大质地的肥特点和改良不良质地的措施? 第一节 土壤矿物质
土壤矿物质是构成土壤的主体物质,它来自于母质,经风化作用和成土作用后形成的,占土壤固相物质重量的95﹪以上。在土壤中有原生矿物和次生矿物。矿物的大小、矿物的成分影响土壤的性质和土壤肥力。
土壤质地:是指土壤中土粒大小和数量的构成状况。 一、土壤粒级与性质: (一)土粒分级
不同国家和地区分级不一致,卡庆斯基分级为:砂粒1~0.05mm、粉粒0.05~0.001mm、粘粒﹤ 0.001mm。
1、物理性砂粒:细土部分大于0.01mm的粒级为物理性砂粒。 2、物理性粘粒:细土部分小0.01mm的粒级为物理性粘粒。 表2-1 卡庆斯基制土粒分级 粒级名称 粒 径(mm) 石块 >3 小圆砾 3~1 砂粒 粗砂粒 1~0.5 中砂粒 0.5~0.25 细砂粒 0.25~0.05 粉粒 粗粉粒 0.05~0.01 中粉粒 0.01~0.005 细粉粒 0.005~0.001 粘粒 粗粘粒 0.001~0.0005 细粘粒 0.0005~0.0001 胶粒 <0.0001 物理性砂粒 1~0.01 物理性粘粒 <0.01
(二)粒级的矿物成分和化学成分(见P26,表2-3) 砂粒和粉粒主要由原生矿物组成,如石英砂、长石、云母、铁矿等一些原生矿物。通透性好,保水保肥性差。
粘粒中原生矿物很少,基本上是次生矿物如高岭石、蒙脱石、水云母以及含水的铁、铝氧化物。通透性差,保水保肥性好。所以粒级不同矿物成分和化学成分不一致。 二、土壤质地分类
在土粒分级的基础上,可进行质地分类。质地分类是按土壤中各粒的构成情况,人为地划分为几个类别。以下介绍土壤质地分类的几种方法:
(一)卡庆斯基的质地分类:是前苏联卡庆斯基提出的质地分类有简制和详制,其中简制应用较广泛。我国前两次全国性的土壤普查,在质地分类中都应用卡氏简制分类标准。分砂土、粘土、壤土
卡氏分类的特点是考虑到土壤类型的差别,主要是交换性阳离子如H、Ca2+、Na+ 等对土壤物理性的影响。
(二)国际制质地分类 (三)我国土壤质地分类 三、土壤质地与土壤肥力 (一)砂土类土壤;
主要分布在平原河谷地区。特点是:
1、含砂粒极多,粘粒极少,粒间多为大孔隙,土壤通透性良好,透水排水快,缺乏毛管孔隙,土壤持水量小,蓄水保水抗旱力差。2、养分缺乏,有机质分解快,保肥能力差。施肥时肥效来的快且猛,但不持久,属热性土。
3、砂质土疏松,结力小,易耕作,但耕作质量差。
4、作物栽培方面,可选择耐旱、生长期短和早熟的作物。
5、施肥时可多施未腐熟的有机肥,化肥应少量多次,解决发小苗不发老苗,后期脱肥问题。 “发小苗不发老苗”解释:在早春,温度上升快,能满足苗期的作物生长,到老苗期,即苗期后,温度不再是影响植物生长的主要矛盾,养分才植物生长的主要矛盾,由于保肥性差,所以缺肥。
(二)粘土类土壤:
各类地形都有分布分布。特点:
1、土壤砂粒少,粘粒含量高,毛管孔隙发达,大孔隙少,土壤透水痛气性差,排水不良,不耐涝。
2、土壤持水量大,但水分损失快,保水抗旱能力差。
3、土壤含矿质养分丰富,通气性差,有机质分解慢,有利于有机质的积累,保肥能力强,养分不易淋失;有机肥宜用腐熟程度高的有机肥;化肥一次用量可比砂土要多。注意解决发小苗不发老苗的问题。解释在早春,温度上升慢,满足不了苗期的要求,到老苗期,即苗期后,温度不再是影响植物生长的主要矛盾,养分才植物生长的主要矛盾,由于保肥性好,所以后期生长好。
4、土温上升慢。干旱时土质坚硬,不易破碎,湿时粘犁,耕作阻力大,整地质量差;胀缩性强,干时易大裂伤根。 (三)壤土类土壤: 含粘粒和砂粒配比恰当,它的肥力特点兼有砂土类土壤和粘土类土壤的优点,就是说它既有砂质土的良好通透性和耕作性,发小苗等优点,又有粘土对水分、氧分的保蓄性,肥效稳而长等优点。所以壤土类土壤是农业生产最为理想的土壤。
不良质地的改良利用措施。在农业生产过程中,土壤过粘或过砂或不好,要能更好地满足农作物的生长,就要进行质地的改良,措施有:
1、客土法:过粘的土壤掺砂,过砂的土壤掺粘,把质地调到壤土范围。 2、增施有机肥,改善土壤质地状况。
3、深耕,深翻,对那些上下层质地不同的有较好的效果。 (四)土壤质地层次
前面我们讲土壤肥力特点是指单一质地的肥力特点,但实际上土壤层次的质地是不单一的,而是上下层次差别很大,呈现质地的层次性。
质地层次对土壤肥力的影响在于质地层次的排列方式和层次厚度,特别是土体在1米内的层次特点。一般说“上砂下粘”比“下砂上粘”好。但是要看土壤层次厚度
思考题:
1、粘土是否在任何情况下都是不好的质地?答:不一定,粘土是土壤三大质地类别中的一种,在颗粒组成中,粘土含有较多比例的粘粒,它既有优点,也有缺点。
优点是:保肥力好,养分潜在肥力高,作物生长后期不易早衰脱肥,是改良砂土的好材料。
缺点是难耕作,通气透水性差,不易升温,有效水含量低。热性土:砂质土水少气多,土温变幅大,早春土温上升快,称热性土
冷性土:粘质土土温变幅小早春土温上升慢称冷性土
2、三大类质地有何肥力特点?土壤质地与肥力之间的关系?三大质地类别指的是砂土、壤土和粘土,各含有不同比例的砂粒、粉粒和粘粒,对土壤肥力的影响也不同,现从土壤水、肥、气和热这四个方面来说明它们的肥力特点:(1)水 砂土以通气孔隙为主,毛管孔隙和无效孔隙占的比例较少,因此砂土保存的水分不多,易流失,有效水含量少;粘土则含有较多的无效孔隙,因此保持有较多的水分,但大多数是无效水,有效水含量也少;壤土中含有较多的毛管孔隙、保存有较多的有效水。(2)肥 砂土以砂粒为主,养分含量低、保肥力低,施肥后效果快,易引起肥害,后期易出现早衰,适合、
种植块根、块茎和早熟的农作物;粘土含有较多的粘粒,潜在养分含量高,保肥能力好,作物生长后期不易脱肥;壤土含有适中的养分,具有较好的保肥性和供肥性。(3)气 砂土通气性良好;粘土通气性差,易缺氧;壤土通气性则较好。
(4)热 砂土含水分少,在早春易升温发小苗,故有热性土之称,砂土的日温差较大,粘土含水分多,不易升温,故有冷性土之称,土温相对较稳定,壤土则处于砂土和壤土之间。 3、论述土壤三大质地的肥特点和改良不良质地的措施?
(二)不良质地的改良利用措施。在农业生产过程中,土壤过粘或过砂或不好,要能更好地满足农作物的生长,就要进行质地的改良,措施有:
1、客土法:过粘的土壤掺砂,过砂的土壤掺粘,把质地调到壤土范围。 2、增施有机肥,改善土壤质地状况。
3、深耕,深翻,对那些上下层质地不同的有较好的效果。 第二节 土壤生物
土壤生物和土壤矿物质一样,是土壤重要的组成成分。土壤中存在的生物,不仅种类多,数量也很大。 一、 土壤微生物
(一)土壤微生物的类型和数量
1、细菌:中性土壤,有自养型和异养型
根据它对空气的要求分为:好气、嫌气和兼气
2、放线菌:微酸到微碱,主要分解比较难分解的有机物质。 3、真菌:好气型 分解比较复杂的有机物质。 (二)微生物的分布特点(P33) 二、 其他的土壤生物。
1、 蚯蚓:生活在含有机质比较丰富的土壤中,蚕食土壤中的有机质,改良土壤。 2、线虫 3、原生动物 三、 土壤中的酶
第三节 土壤有机物
1、有机土壤:一般把耕层中有机质的含量20﹪以上的土壤称有机土壤。 2、矿质土壤:一般把耕层中有机含量20﹪以下的土壤称矿质土壤。 一、土壤有机质的来源与性质
(一)有机质的来源:主要来源于植物残体,其次还有微生物、动物残体、动物和植物的分泌物。
(二)土壤有机质的类型、成分
1、土壤有机质:各种有机物质进入土壤后,在土壤生物,主要是微生物的作用下进行转化,而成为土壤的一个组成分,即为土壤有机质。
2、土壤有机质分两大类:一类是未分解或部分分解的动植物残体组织,即土壤中的有机物质;另一类腐殖质。
3、土壤有机质的成分主要包括有:碳水化合物、含氮化合物和腐殖质。 4、 腐殖质:是土壤中的有机物质通过微生物的作用,在土壤新形成的一类复杂的稳定的有机化合物。
二、土壤有机质的转化
土壤有机质进入土壤,在微生物作用下进行转化,有两个过程:矿质化过程和腐殖化过程。
1、矿质化过程:在微生物的作用下,把复杂的有机物质分解为简单化合物的过程。
2、腐殖化过程:在微生物的作用下,把复杂的有机物质分解后再合成复杂稳定的腐殖质的过程。
3、激发效应——向土壤增施鲜嫩有机物质时,不但不增加土壤腐殖质的含量,反而使原有腐殖质含量下降,这种效应称为激发效应。
(一)土壤有机质的矿质化过程有机质的组分不同,分解产物和分解速度不一致。 1、糖类的分解
淀粉和纤维素等多糖在细菌和真菌的作用下分解成单糖。糖类化合物在好气条件下,分解速度快,最终产物是CO2和水下。在嫌气条件,分解速度很慢,并有大量的中间产物——有机酸积累。最终产物有CO2、甲烷和氢气。 2、脂肪、树脂、蜡质、单宁等的分解
这些物质成分复杂,分解很慢,而且不彻底。在好气条件下,生成CO2、水和有机酸。在嫌气条件,可产生多酚类化合物,再通过氧化可转化为醌类化合物。 3、木质素的分
不同植物木质素,它的化学组成和结构是不完全一样的,但都是含芳香核的多聚体。 4、含氮有机化合物的分解
土壤中含氮有机物有蛋白质、核酸、氨基酸、酰胺和盐等在土壤微生物的作用下,主要成铵盐和盐形式,是土壤中的有效态氮。 5、含硫和含磷有机化合物的分解
土壤中含硫有机化合物主要是含硫蛋白质,在好气条件下,产生硫酸盐,在嫌气条件下,产生硫化氢和硫醇类有毒化合物。
土壤中含磷化合物主要有核蛋白、磷脂等,最终产物是磷酸 (二)土壤有机质的腐殖化过程
腐殖质的形成有两个阶段:第一阶段是产生构成腐殖的原料阶段。第二阶段是将原料合成腐殖质阶段。
激发效应——向土壤增施鲜嫩有机物质时,不但不增加土壤腐殖质的含量,反而使原有腐殖
质含量下降,这种效应称为激发效应。 (三)影响土壤有机质的转化因素
影响土壤有机质的转化因素有:有机残体的组成与状态和土壤环境因素。 1、有机质残体与状态:
(1)有机质残体的物理状态:它直接影响到转化速率。多汁、幼嫰的绿肥比干枯、老化的绿肥容易分解。磨细的植物残体比未粉碎的植物残体容易分解。
(2)有机残体的化学组成:含单糖、淀粉、水溶性蛋白质、粗蛋白质等多有机质残体,易分解。含纤维素、木质素、脂肪、蜡脂等有机物多的难分解。
(3)有机质的碳氮比:有机残体的碳氮比为25 : 1左右时,适合于微生物生长和有机质的转化。因为含碳化合物既供给微生物能源,又供碳源为微生物自身躯体组成。氮是微生物躯体中蛋白质的主要成分。所以微生物必须有足量的碳素和氮素,才能正常生活。
2、土壤环境条件:凡是影响到土壤微生物类群、数量和活动强度的土壤环境条件,都会影响土壤有机质的转化。
(1)土壤湿度和通气状况:在土壤湿度适宜和通气良好的情况下,好气微生物活动旺盛,有机质分解速度快,释放出的养分多;且以氧化态的形式存在,对植物无毒害作用,有机质矿化快,不利于有机质积累。在嫌气条件下,有机质分解速度慢,释放养分少;且多为还原态的有毒物质;矿化慢有利于土壤有机质的积累。
(2)土壤温度:土壤微生物最适宜的温度为25~35℃,低于5 ℃和高于45 ℃微生物活动受到影响,因此也不利于土壤有机质的分解与转化。
(3)土壤酸碱度:不同微生物对土壤pH有不同的要求,土壤的pH不同,会影响土壤微生物类群、数量和微生物活动强度,因此也会影响到土壤有机质转化速度和产物。
(4)其它因素:土壤溶液的盐分浓度的大小、某些重金属类、某些脂肪族和芳香族的有机化合物,在一定浓度时对微生物有毒作用。 三、土壤腐殖质
土壤腐殖质是一类性质稳定,成分结构极其复杂的高分子化合物。它不是单一的化合物,而是由多种化合物集合而成的混合物。它是由分子量和结构不同的腐殖酸和它的盐类构成。 (一)土壤腐殖质的分离提取和组分
腐殖质的分离很困难,主要分离方法如P42。胡敏素不溶于碱,胡敏酸溶于碱,但不溶于酸,富里酸既溶于碱又溶于酸。 (二)土壤腐殖质的组成与性质 1、元素组成
主要组成元素有C、H、O、N、S、P等还有少量的钙、镁、铁、硅等。 2、分子结构和分子量、颜色
腐殖质是具有芳香核结构的复杂的高分子聚合物。它的分子量因土壤和组分不同而异。腐殖质整体呈黑色,也有黄色、棕色。 3、腐殖质的电性
腐殖质具有胶体的性质,带有电荷,通常以带负电荷为主。 4、腐殖质的吸水性
它是亲水胶体,吸水力强,吸水量大。 5、稳定性
腐殖质的稳定性较强,对微生物的分解有很强的抵抗能力。
(三)土壤腐殖物质的组分与特性土壤腐殖物质主要有胡敏酸和富里酸。 (1)元素组成中,胡敏酸中的C、H含量较富里酸高。
(2)胡敏酸的酚羟基、酮基和甲氧基的含量没有明显差异,羧基和醇羟基的含量都比富里
酸低。
(3)胡敏酸的分子量大于富里酸。胡敏酸/富里酸的比值是反映土壤腐殖质质量高低的一个重要指标。
(四)不同土壤中腐殖质组成的变化 1、土壤腐殖质的地带性变化
黑土是自然植被下腐殖质贮量最多的土壤,它的腐殖质中胡敏酸含量最高,芳香度和分子量也较大。土壤腐殖质由东往西,由北向南贮量是逐渐下降。HF/FA也是逐渐减小。 2、农业生产活动对土壤腐殖质的影响
由于作物、灌溉、施肥耕作等影响,土壤腐殖质的组成和性质也发生变化,旱地腐殖质的含量一般比水田高。
四、土壤有机质在土壤肥力中的作用及其调节 (一)土壤有机质在土壤肥力中的作用 1、提供植物生长所需要得养分
土壤有机质所含植物营养元素全面而丰富。植物所需的大量元素、中量元素和微量元素都可以得到。
2、促进土壤养分的有效化
土壤有机质中的有机酸对土壤矿物质成分有一定的溶解能力,因此土壤有机质既有助于矿物岩石的风化,又有利于某些养分的释放和有效化。 3、提高土壤的缓冲性和保肥性
4、减轻或消除土壤中农药残毒和重金属污染 5、改善土壤结构,增强土壤的蓄水、通气性 6、加深土色,增加土温。增强土壤酶活性。 (二)土壤有机质的调节
1、保持和提高土壤有机质含量是土壤有机质调节的主要关键
土壤有机质在土壤肥力方面主要表现在提供植物营养和改良土壤两方面。因此培肥土壤、增施有机肥是生产中的一项重要措施。 在提高土壤有机质含量时,注意处理好养分释放和腐殖质积累的关系,也就是说矿质化与腐殖化之间的关系,使之既能及时适度矿化,释放出的养分能符合作物的作物的营养需要,又能使腐殖质有积累,不断培肥土壤。 2、提高土壤有机质含量的措施:
一是增加土壤有机质来源,二是调节土壤有机质的转化条件,处理好供应养分和培肥土壤的关系。 两个概念:
1、土壤有机质的矿化率:是指每年因矿化作用而消耗掉的有机质的量占土壤有机质含量的百分数。
2、腐殖化系数:是指有机质施于土壤中后形成的腐殖质量与原来施入的有机质量的比值。 自然黑土有一个肥沃深厚的有机质层,原因有:
(1)温度偏低,有机质转化以腐殖化为主,土壤累积有较多的腐殖质。 (2)地形低洼,土壤含水量高,有利于腐殖质的形成。
第二节 土壤胶体思考题:
1、高岭石类矿物与蒙脱石类矿物异同点? 一、土壤胶体的概念
土壤胶体:土壤胶体——土壤中的粘粒(小于0.001mm或0.002mm)具有胶体的特性。因
此称为土壤胶体。
(一)土壤胶体的大小和种类 (二)土壤胶体的构造 1、胶核 2、双电层
(1)决定电位离子层
它决定着土壤交换吸收性能。粘土矿和腐殖质胶体的决定电位离子层一般带负电,所以土壤胶体一般带负电。
(三)土壤胶体的基本特性1、土壤胶体具有巨大的比面和表面能 土粒越细,总表面积越大,比面越大。 2、土壤胶体具有带电性
所有的土壤胶体都带有电荷。一般来说,土壤胶体带负电荷。但某些情况下也会带正电荷。
3、土壤胶体的分散性和凝聚性
是由土壤胶体的动电电位引起。土壤胶体能均匀分散在土壤溶液中呈溶胶态。土壤凝聚性使土壤凝聚成团,有助于土壤结构的形成。 二、土壤胶体组成
(一)矿质胶体:是指土壤次生矿物中的粘土矿物。 1、层状硅酸盐矿物
它是土壤粘粒的主要矿物。由它的结构复杂,但是都是由硅四面体和氧八面体两个基本单元构成。
A、硅四面体:是由一个硅原子和四个氧原子构成的。硅原子在四个氧原子在四周,即三个氧原子构成一个三角形平面,共个四面。分子式[SiO4]4-B、铝氧八面体——是组成铝硅酸盐的一个基本单元,是由一个铝和六个氧原子组成的集合体。分子式: [AlO6]9-C、硅氧片:由硅四面体结构构成水平方向的网状结构。
B、水铝片:在同一平面上,由许多相邻的铝八面体通过共用氧原子相联结,形成铝八面体层。
层状硅酸盐矿物的晶层是由硅氧片和水铝片叠合而成,主要有两类:一类是由一片硅氧片和一片水铝片叠合成,称1:1型矿物,主要为高岭石类矿物。另一方类是由两片硅氧片中间夹一片水铝片叠合而成的,称2:1型矿物,这类矿物分膨胀型和非膨胀型矿物。膨胀型矿物有蒙脱石类和蛭石类,非膨胀型主要有水云母类。(1)高岭石类矿物:晶层是由一片硅氧片和一片水铝片叠合而成的1:1型的矿物。叠加的晶层之间是通过氢联结、联结力强,晶层间距离小,且距离固定,不能扩展,水分和各种离子难进入其间。可塑性、粘结性、粘着性和膨胀性均很弱,吸附阳离子和水分的能力也很弱。高岭石类的矿物风化较彻底,南方高温多湿的条件容易形成。主要存在于土壤粘粒中较粗的部分。
(2)蒙脱石类矿物:由两片硅氧片中间夹一片水铝片,2:1型的矿物,晶层之间通过氧键联结,氧键的键能低,联结力弱,晶层易碎裂,水分子和各种离子易进入,使晶层间的距离扩大,它的胀缩性、粘结性、可塑性等都很强,在温暖较潮湿的气候又有丰富的盐基时有利于蒙脱石的形成,这类矿物多存在于土壤粘粒的最细部分。蛭石也是2:1型的矿物,晶层结构与蒙脱石基本相同,也是两层硅氧片甲一曾水铝片,不同的是,硅氧片中的硅大部分被铝所取代,水铝片的铝不少被镁所取代。
(3)水云母类矿物:属2:1型非膨胀型矿物,水云母是含钾的粘土矿物,当晶层破裂时,钾释放出来供植物利用。 2、含铁铝氧化合物
(二)有机胶体 主要是腐殖质。 (三)有机无机复合体
是土壤有机质与矿质胶体结合,形成有机无机复合体。 高岭石类矿物与蒙脱石类矿物异同点? 答:(1)共同点:二者都是土壤中的粘土矿物,都是铝硅酸盐矿物风化分解的中间产物,都是由硅氧四面体和铝氧八面体这两个基本结构单元所构成,由硅氧片和水铝片叠合而形成。 (2)不同点:高岭石为1:1型矿物,晶层之间由氢键联结,不易膨胀,晶体颗粒大,内外表面都较小,同晶置换少,阳离子交换量也较少,这类矿物多在南方土壤中出现;蒙脱石为2:1型矿物,晶层之间由氧键联结,易膨胀,具有较大的内外表面,同晶置换多阳离子交换量较大,这类矿物多在北方土壤中出现。 三、土壤胶体电荷的产生
1、同晶置换:是指硅酸盐矿物中的硅氧片或水铝片中的配位中心离子,被大小相近的离子所取代,化学组成发生改变,但其晶层结构未改变。
2、永久电荷:由同晶置换所产生不随外界条件的改变的电荷。
3、可变电荷——土壤胶体所带的电荷随着介质的pH值的变化而变化,这种电荷称为可变电荷。
4、所以同晶置换主要发生在2:1型矿物。而1:1型矿物较少发生,高岭石带永久较多,蒙脱石的永久电荷量较少。
5、壤胶体电离产生的原因:同晶置换、断键、从介质中吸附离子、表面分子解离。
第三章 土壤固相部分的基本性质第一节 土壤吸收性能
土壤是由固体、液体气体三相组成的复杂的体系。土壤的四大肥力因素:水、肥、气、热是土壤的生物特征表现。 一、土壤吸收性能的概述
1、负吸附——土壤对某一种物质吸附时,离土壤颗粒越近,该物质浓度就越小,这种吸附称为负吸附。
2、正吸附——土壤吸附某一种物质时,离土粒表面越近,浓度越高,这种吸附称为正吸附。 土壤地吸收性能反映出土壤的保肥供肥能力。 二、土壤对阳离子的吸收与交换
土壤胶体带负电荷,能吸收和保持阳离子。 (一)阳离子吸收与交换特征:
1、阳离子吸收与交换是一种可逆反应且一般能迅速达到平衡
2、阳离子交换与吸收的过程以等当量进行 离子的交换吸收是以离子价为根据以等物质的量的关系进行,而不是等重量的交换。如一个二价的钙离子可以交换两个一价的氢离子。即40克钙交换意见克的氢。 (二)阳离子交换能力
土壤阳离子交换能力是指一种阳离子把另外一种阳离子从土壤胶体上交换出来的能力。 交换能力的大小受下列因素影响:
(1)电荷价(2)离子半径和水化程度。 土壤中常见阳离子的交换力强弱顺序为:
Fe3+> Al3+ > H+ > Ca 2+> Mg +> K+ NH+ > Na+ (3)离子浓度。
(三)土壤的阳离子交换量
阳离子交换量:是指每千克干土所吸收的全部交换性阳离子的厘摩尔数。
阳离子交换量随土壤的pH的变化而变化。阳离子交换量的大小,基本上反映了土壤保持养分的能力,一般认为,每千克土的交换量在20cmol以上为保肥力强的土壤,10~20cmol为保肥力中等,小于10cmol为保肥力弱的土壤。
不同土壤阳离子的交换量是不同的,影响阳离子交换量的原因: 1、质地 土粒越细,无机胶体的数量越多,交换量越大。 2、有机胶体含量 有机胶体含量高,交换量大。
3、无机胶体种类 蒙脱石大于水云母大于高岭石类的胶体4、土壤酸碱性 土壤酸碱性是影响胶体—OH离子的外界条件,影响到土壤阳离子的交换量。一般是随着PH值的提高,胶体的负电荷增加,阳离子的交换量也随着增加。腐殖质的全部阳离子交换量都是由PH决定。
北方土一般要比南方土保肥力强,原因是:影响土壤保肥力的因素主要有质地、有机质含量、无机胶体的种类和土壤的酸碱度,在一般条件下,质地粘重,有机质含量高,粘土矿物以2:1型为主和土壤酸碱度为中性以上的土壤,其所带的负电荷较多,阳离子交换量大,具有较高的保肥力。北方土壤由于温度低,雨量少,土壤矿物风化度低,淋溶程度低,土壤有机质含量较高,土壤粘土矿物以2:1型矿物为主,土壤pH值为中性以上,因而且有较高的保肥力。
南方土壤有机质含量低,粘土矿物以1:1型矿物和氧化物为主,土壤偏酸性,因此保肥力低。在南方,如果土壤含有机质高,质地为粘土、pH为中性,有较多2:1型粘土矿物时,该土壤也会有较高的保肥力。 (四)盐基饱和度
盐基饱和度——土壤胶体上吸附的交换性盐基离子的总量占阳离子交换量的百分数叫做盐基饱和度。
它受到下列因素的影响: (1) 气候。 (2)母质。 (3) 植被。 (4)施肥管理。
土壤的盐基饱和度,有自北向南逐渐减少的趋势。少雨的北方,盐基淋溶弱,盐基饱和度大,多雨的南方,盐基淋溶强,盐基饱和度小。 (五)土壤对阳离子的非交换吸附
非交换吸附也叫阳离子的固定作用,主要由2:1型粘土矿物如水云母、蛭石的间层固定所引起的。
1、非交换性吸收的阳离子种类
土壤中常见的阳离子中,NH4+、K+ 易被固定。
2、非交换性吸收的阳离子的释放被晶层所固定的阳离子(NH4+、K+ )很难被置换出来供植物利用,只有经过风化作用才能释放出来。 三、交换性阳离子的有效度
一般地说,土壤胶体吸着的阳离子对植物是有效的。它可以被其他阳离子交换出来进入溶液中供植物吸收。但是交换性阳离子受以下因素的影响: (一) 离子饱和度
离子饱和度——土壤中某种交换性阳离子的数量占阳离子交换量的百分数。
该离子的饱和度越大,有效性越高。这时土壤胶体对该离子吸附能力降低而容易被置换出来。如甲乙两种土壤都含有的6cmol钙,但是甲土的阳离子交换量为8,乙土为30,那么甲土的钙饱和度(﹪)为6÷8×100=75,乙土为6÷30×100=20,明显甲土中钙的有效性比乙
土大得多。
(二)互补离子的影响
与某种交换性阳离子共存的其他交换性阳离子称互补离子。如J胶体同时吸着K+、Na+、Ca2+、Mg2+等离子对于K+来说,Ca2+、Na+、Mg2+是互补离子。 (三)粘土矿物的种类
不同种类的粘土矿物吸附阳离子的位置不同,释放的难易也不一致。所以交换性阳离子的有效性也不同。在离子饱和度相同的情况下,高岭石吸附的阳离子的有效度最大,蒙脱石次之,水云母最小,所以富含高岭石类粘土矿物的土壤上施肥,见效快。 四、土壤对阴离子的吸附与交换
按其吸附机制分为非专性吸收和专性吸收两种类型: (一)土壤对阴离子的非专性吸附
1、阴离子的非专性吸附条件 是由于土壤胶体带正电荷引起的。 2、阴离子的非专性吸附的特点
(1)与土壤阳离子吸收一样,是静电吸收。吸持松,易于解吸,以Cl-、NO3-的吸着最典型。
(2)阴离子浓度,离子价、互补离子等阴离子交换作用的影响和阳离子的吸收与交换相似。 (3)阴离子吸收数量的大小与胶体种类和PH值有关。 (二)土壤对阴离子的专性吸收
1、阴离子专性吸收的条件:土壤对阴离子的专性吸收与阴离子的非专性吸收不同,它发生在胶体双电层内层,直接与胶体表面的配位离子换。 2、阴离子专性吸附特点
(1)在土壤胶体中,能进行吸附交换的配位基,主要是位于表面的(—OH)和水基(—OH2)。
(2)进行专性吸附的阴离子,主要是含氧酸,其强弱大致排列为: OH-> PO43- > SiO3 2- > SO4 2-> Cl - > NO3 - 五、土壤吸收性能的重要性 具有下列重要性:
(1)保持和供应植物养分。
植物生长所的养分,来自于土壤。植物所需的养分一部分存在土壤溶液中,另一部分吸附在土壤表面。
(2)反映土壤的结构性。
如当土壤吸收性阳离子以钙为主时,通过有机胶体及无机胶体与钙离子发生凝聚所形成的凝胶,可以把分散的土粒胶结水稳性的团粒结构。如果胶体吸附大量钠离子,会分散成溶胶状态,湿时膨胀泥泞,干后紧实开裂,结构性差,物理性很差。 (3)反映土壤的酸碱性。
土壤胶体被钙饱和时,土壤往往含CaCO3、Ca(HCO3)2较多,而成中性或微碱性反应;土壤被H或Al所饱和时,则成酸性,强酸性反应。 (4)指导施肥。
思考题:
怎样提高土壤的保肥力?
土壤保肥力的大小可以从阳离子交换量的大小来判断,阳离子交换量越大,则保肥力就越强,生产上通过下列措施来提高土壤的保肥力。
(1)增施有机肥,提高土壤有机质含量,可提高保肥力。 (2)把砂性大的土壤通过掺粘土的办法可以提高其保肥力。
(3)对酸性土可调节土壤PH值致中性范围,可提高土壤保肥力。
第二节 土壤酸碱性
土壤的酸碱性是土壤溶液的重要性质,它对作物的生长、微生物的活动、土壤中发生的各种反应、营养的有效化及土壤物理性质等方面都有很大影响。土壤酸碱性分酸性、中性和碱。 一、土壤酸碱度的类型及来源
土壤酸度分两大类型:活性酸和潜性酸 (一)活性酸
1、 活性酸是指由土壤溶液中游离的氢离子所引起的酸度。 2、活性酸的主要来源:微生物、有机质分解产生、施肥。
土壤酸碱度分级表: pH 酸碱度分级 酸碱度分级 <4.5 极强酸性 7.0~7.5 弱碱性 4.5~5.5 强酸性 7.5~8.5 碱性 5.5~6.0 酸性 8.5~9.5 强碱性 6.0~6.5 弱酸性 9.5> 极强碱性 6.5~7.0 中性
石灰岩上发育的黑色石灰土及紫色土,PH值约7左右。 (二)潜性酸度:
土壤潜性酸度是指由土壤胶体吸收性氢离子和铝离子所引起的酸度。 根据测定潜性酸所用的盐不同,分为水解性酸和交换性酸。
1、交换性酸:是指用1N的中性盐,如1mol的KCl或NaCl或BaCl2溶液浸提土壤,所测出来的酸度。
2、水解性酸——采用强碱弱酸盐浸提土壤测出的土壤酸度。 如醋酸钠溶液处理。 土壤的潜性酸来决定施用石灰的施用数量。 (三)活性酸和潜性酸的关系是:
二者都是同处于一个平衡体系中的二种酸度,当一方发生浓度变化时,则它们可以相互转化,重新达到新的平衡。 三、影响土壤酸碱度因素
1、气候 高温多湿,风化程度强,盐基易淋失, 2、地形
3、母质
4、植被 发育在针叶林下的土壤酸性较强。
5、人类活动盐基饱和度和吸收性盐基。
四、土壤的缓冲性
土壤缓冲性是指当加酸或加碱于土壤时,土壤具有缓冲酸碱度改变的能力,这种能力称为土壤缓冲性。
土壤具有缓冲性的原因主要有三个方面: (1)土壤具有胶体及吸附的阳离子。 (2)土壤具有弱酸及其盐类。
(3)土壤有机质含量及有机胶体类型和数量。 五、土壤酸碱性对作物生长的影响
土壤酸碱性反应对植物养分的有效性和作物生长有很大的关系。 (一)土壤酸碱性与植物养分
土壤养分的有效性一般以接近中性反应时最大。土壤中的氮、钾、钙在PH6~8的范围内有效性最高。磷在PH6.5 ~ 7.5时有效性最高。微量元素如铁、锰、铜、锌钴一般在酸性条件下因可溶而有效性提高。
酸性土易产生有毒物质,如在强酸性的土里,铝离子的浓度增高,对植物有毒害。 (二)土壤酸碱性与植物生长
1、酸性土指示植物:铁芒箕、马尾松、映山红、石松、野牡丹、桃金娘、茶等植物。 2、石灰性土指示植物:野花椒、枧木、蜈蚣草、藤本羊蹄甲、柏木等植物。 六、土壤酸碱性的调节原理
1、酸性土通常用石灰、草木灰来改良,改良时没有必要把PH调到中性,一般认为,土壤PH6左右不必施石灰,PH4.5 ~ 5.5需要适量施用,PH小于4.5时需大量施用。
石灰施用量——根据调节土壤酸碱度的要求,参考土壤的潜性酸来决定施用石灰的施用数量。改良酸性土的措施 (1)施用石灰。 (2)增施有机肥。
(3)施用生理碱性肥料。
2、碱性土通常用石膏、硫磺、明矾改良。
第三节 土壤孔隙性和结构性
一、土壤孔隙性
土壤孔隙性——土壤中孔隙所占的体积,孔隙的大小及其分布状况称为土壤孔隙性。 土壤容积通常利用土壤比重、容重进行计算
(一)土壤密度:单位体积(不含粒间孔隙的体积)固体部分的质量。`
(二)土壤容重——单位体积自然状态下的土壤(包括土壤中土粒部分的体积)的干重。 土壤容重的大小,随土壤质地、结构和有机质含量及土壤松紧度的不同而不同的。粘质
土的容重要比砂土和壤土要大。腐殖质含量高和
团粒结构好的土壤,由于孔隙所占的容积大,其容重小。 了解土壤容重有下列作用: (1)了解土壤的松紧度。 (2)计算土壤孔隙度。
(3)计算单位面积土壤的养分含量、水分含量、土壤容量、为施肥和灌溉提供科学的数据。 (4)可粗略判断土壤质地、结构和有机质含量等状况。 (三)土壤孔隙性
1、土壤孔隙度:是指在一定容积的土体内,土壤孔隙容积占整个土体容积的百分数。 土壤孔隙度通常不直接测定,而是通过土壤比重、容重的数值进行计算。
土壤孔隙度的大小与土壤结构、质地和有机质含量有关。质地越细孔隙数量越多,孔隙度越大。
2、土壤孔隙的类型:①毛管孔隙、②通气孔隙、③无效孔隙。
①毛管孔隙 是细小土粒紧密排列而成的小孔隙。在土壤中起蓄水的作用。 毛管孔隙度——毛管孔隙的体积占土壤体积的百分数。
②通气孔隙:是指孔径大于0.02mm的土壤孔隙,由于孔径大,保持力小,因此平时很难保持有水分,常呈通气状态,因此称为通气孔隙。 ③无效孔隙:孔径很小,孔隙中的水分所受吸力很大,水分基本上不能运动,作物难以利用,根毛穿插困难。
3、理想的土壤孔隙性
一般作物最适宜的土壤孔隙性是50﹪左右,通气孔隙15~20﹪上紧下松。 二、土壤结构性:
土壤结构性是指土壤中结构体的形状、大小及其排列情况。
土壤结构体:在土壤中土粒互相粘结形成大小不一,形状不同的土团,这些土团叫土壤结构体。
常见土壤结构体有:块状、核状、柱状、棱柱状、片状、单粒、微团粒和团粒结构等8种类型。
1、块状和核状结构
结构形状近似立方体,块状结构约在直径3cm以上,核状结构约1~3cm。土质粘重而缺乏有机质的土壤最易生成这类结构。发育在第四纪粘土母质上的土壤的心土层或熟化度较底的死黄土表层,多属块状、核状结构。这类结构调节水、肥、气、热的能力和耕性都很差。需要加以改良。 2、团粒结构
团粒结构是指粒径大小为0.25—10mm近似球形的土壤团聚体。它是在丰富的有机质和钙质存在的条件下形成的结构体在水中不分散的叫水稳性结构,是最理想的结构体,腐殖质含量高,对植物生长有利。如蚂蚁蛋形状。
3、柱状和棱柱状结构调整 这类结构调节水、肥、气、热的能力和耕性都较差。 4、片状结构 呈水平裂痕,垂直裂痕不发达,不利于作物出苗发棵。 6、 单粒状结构 呈分散状态,缺乏有机质的砂土属于这一类。 (二)土壤结构与肥力关系
土壤结构的功能主要在于调节水、肥、气、热四个因素。良好的结构具有对土壤肥力因素调节供应能力。团粒结构的土壤内部是毛管孔隙,团粒之间是非毛管孔隙,两种孔隙配合得当是最好的结构体。旱地最理想的结构体是团粒结构,水田最理想的结构体是微团粒结构。 在旱地土壤上培育团粒结构,是因为该结构是高肥力土壤所出现的结构体,具有很好地
协调土壤中水、肥、气和热等肥力因素的能力,具体表现在下面几个方面:(1)有效水含量高,团粒结构的内部是以毛管孔隙为主,含有较多植物能吸收利用的水分。(2)养分含量高,团粒结构是在有机质含量丰富的条件下形成的,因此要培育团粒结构,要增施有机肥才能实现,土壤养分也丰富了。(3)通气性能好,旱地作物要求土壤不能积水,通气性能好,团粒结构之间的孔隙为通气孔隙,可以满足旱作对通气的要求。从上述可知,水、肥、气都较好,势必也导致土壤热状况向好的方面发展,因此,在旱地土壤上培育团粒结构是最理想的。 (三)土壤结构的形成 1、土粒的粘聚
(1)阳离子的凝聚作用 (2)有机质的胶结作用 (3)粘粒的粘结作用 2、土壤结构的成型 (1)干湿交替作用 (2)冰融交替作用 (3)生物作用 (4)土壤耕作作用
(四)土壤结构体的培育
土壤中的各种土粒经过胶结形成各种大小不一、形状各异的土团,这些土团就是土壤结构体,对植物生长具有良好作用的结构体主要有二个:即在旱地土的团粒结构和水田的微团粒结构。
在生产上主要通过下列措施培育:(1)增施有机肥。(2)改良土壤质地。 (3)合理耕作。(4)合理轮作与间套作。(5)改良不良的化学性状。(6)应用土壤结构改良剂。 思考题:1、在旱地土壤上为何要强调培育团粒结构? 2、如何培育良好的土壤结构体?
第四节 土壤物理机械性
一、土壤的粘结性与粘着性
(一)土壤的粘结性与粘着性的概念
土壤的粘结性:是指土粒间互相粘结在一起的性质。
土壤的粘着性:是指在湿润状态下,土壤粘着于其他表面的性质。 (二)影响土壤的粘结性与粘着性的原因 1、 土壤质地
2、水分含量
3、土壤结构
4、土壤结构
5、粘土矿物的类型和吸收性阳离子的种类 二、土壤的膨胀性与收缩性
(一)土壤的膨胀性与收缩性的概念
土壤的膨胀性:土壤吸水后体积膨胀增大的性质。
土壤的收缩性:土壤干燥后体积缩小的性质。 (二)影响土壤膨胀性和受损性的原因: 1、土壤胶体 2、质地
3、粘土矿物的类型和吸收性阳离子的种类 三、土壤可塑性性
是指土壤土壤在湿润状态下,可用外力作用塑造成各种形状,外力消失和土壤干燥后,仍然保持其形状的性能。
(二)影响土壤可塑性的原因 1、水分含量 2、土壤质地
3、粘土矿物的类型和吸收性阳离子的种类 第四章 土壤——液相和气相部分的性质 土壤最本质的特征是土壤肥力。 第一节 土壤的热性质
一、土壤温度与作物生长的关系 二、土壤的热性质 (一)土壤的吸热性
土壤吸热性是指土壤吸收太阳辐射能的能力。土壤吸热性受土壤颜色、湿度及地表状况等许多因素的影响,一般土色深吸热强,潮湿土的吸热比干燥土的吸热性强。 (二)土壤的热容量
土壤热容量是指单位体积或单位重量的土壤每升高1℃时所需要的热量卡数。热容量是影响土温的重要热性质,热容量小的土壤土温容易上升,反之,热容量大土温就不容易上升。 影响土壤热容量的因素主要是土壤湿度。土壤空气和水分的比例决定了土壤热容量的大小。 (三)土壤导热性
是指土壤传导热量的性质。其大小以导热率表示。导热率是指温度相差1℃时,在厚度1cm为,面积为1c㎡的断面上每秒钟所通过的热量。 热传导途经主要有二个:一是通过土壤中的空气和水分进行传导,二是通过固相之间的接触点直接传导。湿土导热率比干土大,干燥土壤的导热率则随紧实度的增加而增大。 三、土温变化规律极其影响因素 (一)土温的年变化和日变化
土温的年变化和日变化的共同特点:
1、最高和最低温度出现的时间呈现有规律的周期性,每年土表最低温出现在1月或2月,最高温出现在7月或8月。每天最高温出现在13~14时,最低温出现在日出之前。 2、土温的年变化、日变化都是表层最大,土层越深变幅越小。 (二)、影响土温变化的因素 1、 影响土温的外界因素
(1)纬度:由于太阳辐射是地面热量的最主要来源,而太阳的辐射能的强度随着纬度的增加而减少,所以高纬度的地区土温一般低于低纬度地区。 (2)海拔高度:总的来说,高山上的土温比平地低。
(3)坡向:在北半球南坡面向太阳,接受的太阳辐射能量多,所以土温较高,北坡背太阳所以土温较低。
(4)植物覆盖与地面积雪 2、影响土温的土壤因素
(1) 土水分与空气含量 (2)表土颜色
(3)土壤有机质含量 四、土壤热状况的调节
调节土温途径有两个方面:一是调节热量的收支情况,二是调节土壤的热性质。主要措施有:
1、耕作施肥:通过耕作改变土壤的松紧度和水气比例,从而改变土壤热性质,达到调节土温的目的。施肥也是调节土温的重要措施之一。
2、 溉排水:早稻秧田管理中实行“日排夜灌”可以提高土温,促进秧苗生长。盛夏酷热时实行“日灌夜排”有利于降温,可避免早衰。 3、覆盖与遮荫: 4、应用增温保水剂:
第二节 土壤水分性质 一、土壤水分与作物生长
水分既是环境因素,又是因营养因素。 二、土壤水分类型和水分含量的表示方法 (一)土壤水分类型和性质
土壤水分主要来自大气降水和灌溉水,根据水分在土壤中受力不同,分几站中类型: 1、吸湿水:由于固体土粒表面的分子引力和静电引力对空气中水气分子的吸附力而被紧密保持的水分叫吸湿水。
只有2~3个水分子层,不能自由移动,也不能为植物利用。受质地、腐殖质、大气湿度和温度等因素的影响。 2、膜状水:
当吸湿状态土粒与液态水接触时,还可以吸附一层很薄的水膜,叫膜状水。厚度达到几十个水分子,部分可以被植物吸收利用。膜状水量决定于土壤的比面以及土壤溶液的浓度。膜状水含量达最大时的土壤含水量叫最大分子含水量。 3、毛管水:
由土壤毛管孔隙的毛管引力所保持的水分称为毛管水。毛管水可分为:毛管上升水和毛管悬着水。
(1)毛管上升水是指在与地下水有联系的土壤中,因地下水随毛管上升而被保持在土壤中的水分。
毛管上升水随着地下水位的变化而变化,当地下水位适当时,毛管上升水可达到根分布层,是作物所需水分重要来源之一。地下水位大不到根分布层,不能被作物利用;地下水位过浅则会引起湿害。
(2)毛管悬着水:是指地下水位深的地区,降雨或灌水之后,由于毛管力保存在土壤上层中的水分叫毛管悬着水。它与地下水无关。
田间持水量是指当毛管悬着水达到最大数量时的土壤含水量。
在旱地中田间持水量代表作耕层土壤对抗重力所保持的最大水量。土壤水分到田间持水量时,其能量水平已接近自由水,这时水分有效性最高。土壤水分超过田间持水量之后,虽然这时水分对植物有效性高,但由于通气不良,旱作物根系生长及活性受到抑制,发生湿害 毛管水是土壤中可以移动的,对植物最有效的水分。毛管水的数量受土壤质地、腐殖质含量和土壤结构等因素的影响
4、重力水:土壤含水量超过田间持水量时,多余水分受重力支配向下渗透,这种水叫重力
水。对于旱地说,重力水只能暂时存在于根分布层,不能长久为植物利用。 (二)土壤含水量的表示方法 1、质量分数 2、容积分数 3、水层毫米数 4、相对含水量:
相对含水量——土壤自然含水量占田间持水量的百分数 。 三、土壤水分的能量状态
土壤含水量只说明土壤水分数量多少,但不能表明水分能被植物利用的程度,也不能说明水分的运动方向。土壤水分能量解决这一问题。 (一)土水势:
土水势——土壤水与标准状态水的自由能的差。用ψt表示
土水势ψt包括几个主要的分势:基质势ψm、渗透势ψs 、重力势ψg和压力势ψp 。 ψt=ψm+ ψs+ ψg+ ψp
1、基质势ψm :由土壤基质引起的吸附力和毛管力所产生。在土壤水不饱和的情况下,非盐碱土的土水势主要决定于基质势。2、渗透势ψs :由土壤溶液中的溶质所产生。其大小决定溶液的浓度。它对植物根系吸收水分有重要影响,如果土壤溶液浓度过高,土水势等于或低于植物根细胞水势,植物就不能吸收水分,甚至回发生反滲现象。 3、重力势ψg : 4、压力势 ψp :
(二)土水势的定量表示:至少有三种 (三)土壤水吸力
吸力是指土壤水承受一定吸力的情况下所处的能态。吸力与土水势的不同点在于,吸力只表示土壤水受到基质势和渗透势压力时所处的能态。相当于基质势和渗透势,而不包括土水势中的其它水势。吸力用正值表示,吸力在数值上基质势和渗透势相等,但符号相反。 (四)土壤水分数量和能态的关系——土水势的特征曲线:
看书上93页,图4-7和4-8土壤的特征曲线,总的说土壤含水量与土壤吸力呈相反关系,即含水量越低,吸力越大;反之含水量越高,吸力越小。 看图4-8土壤水分的特征曲线,同一土壤从潮湿开始逐渐干燥获得的曲线与从干燥开始逐渐湿润获得的曲线是不重合的,这一现象称为滞后现象。
水势中的其它水势。吸力用正值表示,吸力在数值上基质势和渗透势相等,但符号相反。 (四)土壤水分数量和能态的关系——土水势的特征曲线:
看书上93页,图4-7和4-8土壤的特征曲线,总的说土壤含水量与土壤吸力呈相反关系,即含水量越低,吸力越大;反之含水量越高,吸力越小。 看图4-8土壤水分的特征曲线,同一土壤从潮湿开始逐渐干燥获得的曲线与从干燥开始逐渐湿润获得的曲线是不重合的,这一现象称为滞后现象。 四、土壤水分的有效性
水分运动总是从水势高的地方向水势低的地方流动。植物要从土壤中吸收水分,其根部吸力必须大于土壤水吸力。当土壤水分含量充分时,土壤水吸力较小,植物吸水容易;随着水分的蒸发和植物的吸收,根际土壤水分越来越少,土壤水的吸力越来越大,植物吸收困难。 1、萎蔫系数——当植物出现永久凋萎状态时的土壤含水率。
2、对于旱地来说,有效水的上限是田间持水量,有效水的下限是萎蔫系数。有效水量为田间持水量与萎蔫系数之差。
3、提高土壤有效水含量的原因及其措施:土壤有效水对于旱地土壤有较重大的意义。所谓
有效水,就是作物能够从土壤中吸收的水分。土壤水分存在于土壤孔隙中,而有效水的范围就是田间持水量至萎蔫系数的含水量范围,土壤有效水主要存在于毛管孔隙之中。因此生产上凡是能提高土壤毛管孔隙的措施就是提高土壤有效水的含量的措施,具体有下列措施: (1) 增施有机肥。 (2)改良土壤不良质地。 (3)培育良好的团粒结构体。 (4)深耕改土,加厚活土层。 (5) 搞好农田灌排水利设施。 五、土壤水的饱和流动与土壤透水性 (一)土壤的透水性:
土壤接受并允许水分通过土体的性能称为土壤透水性。土壤透水性分为渗吸和渗透两个阶段。
(二)达西定律:达西定律表明水分流速与水压梯度成比例。
(三)土壤水的饱和流动:在饱和流中土水势为零,其推动力主要是重力和静水压梯度。最常见的饱和流是水分垂直向下的渗透。也有水平流,不过它比向下流要慢。饱和导水率的大小决定于土壤孔隙度状况。
六、土壤水的不饱和流动与土壤供水性
旱地水分在多数情况下属于不饱和流动。不饱和流动的主要推力是基质势梯度。基质势主要由土粒的吸附力和毛管力引起。
(一)毛管机制:毛管水上升高度与表面张力成正比,与毛管半径成反比。
(二)不饱和流的方向和速度:水流的方向总是由吸力低处流向吸力高处。随着植物根区土壤水分被吸收、水膜变薄、水吸力增大。在吸力梯度相同的情况下,含水量越高流动速率越大。
不饱和流的速率是决定土壤供水的基本因素,速率大,供水良好。七、土壤气态水的运动和土壤水分的蒸发
土壤水气运动分内部与外部两反方面。水气在土壤孔隙中运动是内部运动,外部运动就是土面蒸发。
(一)土壤内部的水气运动:主要是通过扩散,水气压梯度是引起土壤水气运动的主要推动力。水气压梯度越大,水气的运动越大,产生水气压梯度的因素有; 1、水势梯度 2、温度梯度
(二) 土面蒸发:可分两个阶段,即蒸发率不变阶段和蒸发率递减阶段。 八、土壤水分的调节途径 (1)大力发展灌溉排水工程
(2)最大限度的截流降水,尽量减少水分的非生产性开支。
(3)提高土壤水分对作物的有效性 ,增加土壤中有效水的数量。 九、在改良利用土壤时,搞好灌排水利设施是关键 主要原因是:
水是土壤肥力因素之一,在植物的生长发育过程中,水不但是营养元素,也是环境因素,植物生长离不开它,农业上有一句话:“有收无收在于水,收多收少在于肥”。但是土壤中水多也不成,水少也不好,要使植物生长发育良好,因此必须调节好土壤水分的含量。 (一)水是植物生长过程中的营养物质。
(二)水同时也是植物生长过程中的环境因素。 1、水少了,植物缺水,会萎枯死。
2、水多了,土壤通气不良,根系呼吸受到影响,吸收性能降低,最后会腐烂死亡。因此,农业生产上,主要通过搞好灌排水利设施来调节土壤水分,做到旱能灌、涝能排,旱涝保收。 思考题:
为什么要提高土壤有效水含量?怎样提高土壤有效水含量?
第三节 土壤空气性质 一、土壤空气组成和含量
与大气相比,土壤空气具有:二氧化碳和水气含量高于大气,氧气低于大气,有较多的还原性气体。
二、土壤的通气性
是指土壤空气与近地层大气之间不断进行气体交换的过程。 (一)土壤通气的机制
1、溶解于水中的氧气随雨水和灌溉水进入土壤 2、气体的整体流动
8、 气体的扩散:是土壤空气与大气进行气体交换的主要因素,是土壤通气的基础。 (二)气体扩散及其影响因素:
1、引起气体扩散的动力是气体分压梯度。
2、土壤气体扩散要比大气的扩散慢得多,主要是能供气体扩散的空气空隙是有限的,而且扩散途径迂回曲折。
3、影响扩散的因素:质地、土壤空隙度、水分、紧实度等。 三、土壤通气性与土壤氧化还原状况
土壤矿物质、有机质部分都含有一些易于氧化和还原的成分,(见表4-12)
土壤是一个氧化物质和还原物质并存的体系,由于土壤的条件不同,其溶液中氧化物质与还原物质的相对浓度不同。
一般是通过测定土壤溶液的氧化还原电位(Eh)来衡量土壤氧化还原状况。氧化还原电位公式可表示如下:
Eh=E0+0.059/n.lg(氧化态)/(还原态) E0 ——标准氧化还原电位 n——反应中电子转移数
Eh的大小决定于土壤氧化态物质和还原态物质的性质与浓度。又直接与土壤溶液的氧压和溶解氧的浓度有关。
旱地土壤Eh多在500~700mV之。200mV是土壤氧化还原状态的分界点。大于750mV标志土壤完全处于好气状态mV;如果旱地低200mV则表明土壤水分过多,通气不良,应排水或松土以提高土壤通气性。
一般来说水稻适宜在轻度还原(200~400mV)条件下生长。如果土壤经常处在180mV以下或低于100mV,水稻分蘖就会停止,发育受阻。 表4-13 水田氧化还原状况与与主要氧化态成分还原时的Eh。
四、土壤通气性对作物生长和土壤肥力的影响
土壤通气性是指土壤空气与近地层大气之间不断进行气体交换的过程。保持适宜的通气性,对植物根系的生长、肥力的发挥和微生物的活动都有非常重要的意义和作用,表现在:(1)影响根系的生长:氧不足将阻碍根系的生长,甚至可引起根系腐烂。水稻在强还原条件下黑根的数目大量增加,旱作在氧不足时,根系变粗而短,色暗而且不能行成足够数量的根毛。(2)影响根系的吸收功能:缺氧时根系的呼吸作用受抑制,其吸收水肥的功能下降。
(3)影响养分的供应速度:养分在不同的通气条件下,随土壤溶液移动的速度不同。(4)影响到养分的形态:养分在不同的通气条件下,存在的形式也不同。影响到土壤腐殖质的合成
与分解:土壤的通气影响到微生物的活动,因此也就影响到土壤腐殖质的合成与分解。 第四节 土壤养分性质 什么是土壤养分?
土壤养分就是植物在其生长发育过程中,为了完成其生活周期,从土壤中吸收的各种营养元素。有大量元素、中量元素、微量元素。 一、土壤氮素
(一)氮素含量和形态
我们南方地区耕地土壤含氮量一般在0.05%~0.3 %之间。土壤氮素形态分有机态和无机态,以有机态为主,一般占总全氮量的95 %以上。 有机态氮根据溶解度大小和水解难易分为: 1、水溶性有机氮 2、水解性有机氮
3、非水解性有机氮土壤无机态氮,一般表土超过全氮的1 ~ 2%。土壤无机态氮主要是铵态氮和硝态氮。都是水溶性的,都能被植物吸收利用。 (二)土壤氮素的转化过程和土壤供氮能力
土壤中有机氮经过矿化过程才能被植物吸收利用,所以矿化量和矿化速率是决定土壤供氮能力的重要因素。有机氮的矿化过程主要有: 1、水解过程:
蛋白质→RCHNH2COOH+CO2+其它产物+能量 2、氨化过程:
水解 RCHNH2COOH+H2O → RCH2OH+CO2+NH3+能量 RCHOHCOOH+NH3+能量 氧化 RCHNH2COOH+O2 → RCOOH+NH+CO2 +能量 还原 RCHNH2COOH+H2 → RCH2COOH+NH3+能量 3、硝化过程
是指氨或铵盐在微生物的作用下转化成硝态氮化合物的过程。此过程由两种微生物分两步完成,铵在亚微生物的作用下转化成亚盐,紧接着亚盐又转化成盐。这是个氧化过程。只有在通气良好的情况下才能进行。水田在淹水间主要为铵态氮硝态氮很少,旱地土壤主要为硝态氮。 4、反消化作用
是指土壤中硝态氮被还原为氧化氮和氮气,扩散到空气中损失的过程。由反硝化细菌引起。 我们回过头想一想:土壤氮素通过哪些途径流失?
《肥料学》施用氮素化肥在土壤中的利用率却很低,主要是发生多途径的流失,流失的途径有:
(1) 随水流失,流失的主要形态是NO-3 和水溶性态氮,土壤对NO-3是负吸附,极易随水流失。
(2)氨挥发流失,对pH值较高的土壤,氮素易形成NH3进行挥发。(3)反硝化脱氮,在嫌气条件下,氮被还原, NO-3 → NO2-→NO→N2O→N2最后以氮气挥发损失。 二、土壤磷素
(一)土壤中磷的含量和形态
耕地土壤全磷多变动在0.01﹪~0.15 ﹪之间。从全国范围看,土壤全磷含量有由北到
南逐渐减少的趋势。土壤全磷含量受到成土母质、利用情况及侵蚀等因素的影响。 土壤中的磷有两种:
1、 矿质磷:磷酸钙类的化合物(Ca--P)、磷酸铁类的化合物(Fe---P)、磷酸铝类的化合物(Al---P)和闭蓄态磷。南方土壤大部分为矿质态磷。 闭蓄态磷——在土壤中由氧化铁胶膜包被着的磷酸盐。 2、有机磷:磷脂、核酸、植酸钙镁及其衍生物 (二)土壤磷的转化与供磷能力
作物吸收的磷主要是土壤溶液中一价和二价正磷酸根离子,作物吸收磷酸离子的强弱与溶液中磷酸离子浓度有关。土壤供磷能力并不取决于土壤全磷含量的高低,而是取决于土壤有效磷的含量和土壤磷素有效化的强弱。土壤中有效磷包括土壤溶液中的磷酸离子和吸附在土壤表面的磷酸根离子。 影响土壤有效磷的因素有: 1、土壤磷的形态
2、土壤酸碱反应:土壤pH值在6~7之间,磷的有效性最大。
3、土壤有机质含量:有机质含量高,土壤固磷作用较低,供磷能力强。土壤氧化还原状况: 5、土壤磷素的特点:土壤磷是植物生长发育所需的三大要素之一。土壤磷有有机态和无机态二种,有机态磷主要有磷脂,核酸、植酸钙镁及其衍生物,含量为20—50%;无机态磷主要有铁磷、铝磷、钙磷和闭蓄态磷,无机态磷是土壤全磷的主体,占50—80%,土壤磷的含量常与土壤母质、施肥利用情况和土壤侵蚀有关,不容易移动,在土壤中极易与铁、铝和钙等离子形成难溶性沉淀而失去其有效性。 6、如何提高土壤磷素的有效性 土壤磷素是植物生长发育过程中所需的三大要素之一,需要量较多,但在土壤中的含量并不高,而其有效性也很低,在土壤中磷常常和铁、铝和钙等离子形成难溶性的化合物,利用率较低,为了提高土壤磷的有效性,可以采取以下措施:(1)增施有机肥,减少磷的固定。 (2)调节土壤PH值在中性范围。(3)施磷肥时和有机肥堆沤后集中施用。在有条件的地方,进行水旱轮作。 为什么淹水种稻可以提高磷的有效性?
土壤淹水种稻可以显著增加土壤有效磷的数量,提高土壤供磷的能力,其原因是:第一,淹水提高土壤PH,促进磷酸沉淀的水解。第二,土壤的氧化还原电位降低,使溶度低的磷酸高铁还原成溶度高的磷酸低铁,使磷酸成为有效态。 三、土壤钾素
(一)土壤钾的含量与形态
耕地土壤全钾含量在0.5 ~2.5﹪之间,土壤钾的含量受到耕作施肥、成土母质的风化和成土条件等因素的影响。
土壤中的钾素大部分以无机态存在,可以分四种: 1、矿质态钾:土壤全钾含量的大部分为矿物态钾。 2、固定态钾: 3、交换态钾:
4、水溶态钾:根据钾对植物的有效性土壤中钾分三类:难效性钾、缓效性钾、速效性钾 (二)土壤钾的转化与土壤供钾能力:
作物吸收的钾主要是水溶态和交换态钾。土壤的供钾能力决定于速效钾和缓效钾的含量。 6、如何提高土壤钾素的有效性 土壤钾多数是以矿物态为主,土壤中有效态的钾主要是水溶性钾和交换性钾,但是土壤的黑云母态钾和被2∶1型矿物固定的钾可作为土壤有效钾的潜在来源,矿物态钾可通过风化作用而释放出钾,因此,可以采取下列措施提高土壤钾素的有效性。(1)犁冬晒白促进矿物态钾的风化。(2)调节土壤pH值在中性附近,可减少钾的
固定。(3)在耕作管理过程中,避免水分大起大落,否则易引起钾的固定。(4)对有效钾含量少的土壤,要增施钾肥。 四、土壤中的硫、钙和镁 (一)土壤中的硫
土壤中硫的含量在0.01﹪~0.15 ﹪之间。硫的形态分:
1、有机态→主要是含硫蛋白质,矿化后释放有效态硫,供植物吸收利用。 2、交换态硫
3、无机态→矿物态硫。 游离态的硫酸根及硫化物 在排水良好的旱地土壤中除原生矿物外,基本上不含硫化物,在还原性较强的土壤中则可能生成硫化氢,对作物有害。土壤中的硫化物或硫元素在一定条件下。发生氧化产生硫酸,导致土壤酸化。
(二)土壤中的钙和镁
土壤中的钙和镁主要来自含钙镁的矿物。 五、土壤微量元素
(一)土壤微量元素含量和形态
1、微量元素有:铁、锰、铜、锌、硼、钼氯。其中铁含量最高,锰次之,土壤中含量最低的是钼。
2、微量元素形态:主要是无机态(矿物态、交换态、水溶态),有机成分中以络合或吸附态存在。
(二)土壤供应微量元素的能力:植物吸收利用的微量元素主要是水溶态和交换态。土壤供应微量元素的能力主要决定微量元素的含量和转化条件。
土壤中微量元素的有效性主要受土壤反应、氧化还原状况、有机质含量等因素的影响。铁、锰、铜、锌、硼的溶解度随pH值的下降而增大,有效性也随之提高。钼则相反,酸性条件下容易被固定。铁、锰、铜在还原条件下有效性高。
六、土壤养分调节途径
1、培肥土壤,增强土壤的自调能力 2、根据作物需要,实行合理施肥
2、 调节土壤营养的环境条件,提高土壤供肥能力。“以水调肥”、“以温调肥”
思考题
1、什么是土壤养分
2、什么是闭蓄态磷3、土壤氮素通过哪些途径流失? 4、土壤磷素有哪些特点?
5、如何提高土壤磷素的有效性? 6、如何提高土壤钾素的有效性?
7、土壤中植物所必需的微量元素有哪几种?它们的有效性受哪些因素影响? 8、调节土壤养分有哪些途径
第五节 土壤热、水、气、肥的相互关系
土壤肥力的四大因素:水、肥、气、热,是植物生长发育过程中不可缺少的条件,土壤肥力的提高和作物的丰产要求这四大因素共同增长,相互配合,并且与作物生理过程协调。 第二章 土壤生理性、生产性和土壤肥力 思考题:
1、低产土壤的特性和改良培肥措施 2、高产稳产土壤特性和培育措施 3、怎样培育高肥力的旱地土
4、怎样合理持续利用和保护土壤资源 10、 目前威胁土壤资源持续发展的因素 一、 低产土壤有哪些特性及其改良培肥措施?
(一)低产土壤的特性低产土壤所表现出来的生产性能低、作物生长不良,产量低,低产土壤一般具有以下特性:1、环境条件不良:光照不足、不能灌或不能排、没有排灌系统、缺水或水分过量多、存在污染、坡度过大、水土流失严重、土温低。2、养分缺乏:植物所需的土壤养分不足或不全面。3、不良的土质或结构。4、不良土体构型,存在障碍土层,土层薄。含有盐分过多等有害物质。
(二)培肥改良措施:1、综合治理。把生态环境综合治理好,把灌排水利设施搞好。2、增施有机肥。增加养分,改善质地和结构,提高土壤保肥性和缓冲性。3、配合施用化肥。4、深耕土壤。加厚耕作层。5、等高种植。防止水土流失。6、因土种植。宜林则林,宜水则水、宜农则农。
二、高产稳产土壤的特性及其培育措施?
高产稳产土壤常具有营养元素丰富,质地为壤土,具有良好的土体构型,耕作层深厚、结构良好、松软、具有适当的渗漏量,适中的地下水位,无障碍土层,保肥、供肥性能良好等等特点。要达到高产稳产,必须从下面进行培育。
(一) 搞好农田基本建设,改善生产条件。特别是搞好水利设施,能灌能排,旱涝保收。 (二)增施有机肥,培肥地力。 (三) 深耕细作
(四)合理配合施用化肥,调节土壤肥力。 (五) 合理轮作、用养结合。 (六)等高种植,防止水土流失 三、如何培育高肥力的旱地土壤
高肥力旱地土壤具有良好的土体构型A—P—B—C,深厚的耕作层(18—20cm),团粒结构、养分丰富。地形开阔平坦,阳光充足,能灌能排,土壤质地为壤土,无任何有毒物质,要培育高肥力旱地土,必须从下面五个方面着手:
(一) 搞好农田基本建设,农、林、路、渠统一规划,做到能灌能排、水不乱流。 (二)增施有机肥,增肥地力,增加养分,培育土壤团粒结构,增加缓冲性和保肥性。 (三) 合理配合施用化肥,满足作物对各种养分的需求。 (四)等高种植,防治水土流失。 (五) 深耕细作,加厚活土层。 (六)合理轮作,用养结合
四、如何合理持续利用和保护土壤资源?具有农、林、牧业生产力的所有土壤类型的总称叫土壤资源,是人类赖以生存和发展最重要的自然资源。在利用合理的条件下,可源源不断地为人类所重复利用,是一种可更新的自然资源。目前有土壤砂化、土壤侵蚀、土壤次生盐碱化、土壤自然退化和土壤污染等五大问题威胁土壤资源的可持续发展,造成这些原因都是没有根据土壤资源的特点利用所造成的结果,为了使土壤资源永续为人类所利用,必须从下面措施入手:
(一) 综合治理。改良土壤不良的环境条件。 (二)增施有机肥,增肥地力。 (三) 搞好灌排系统。
(四)配合施用化肥。
(五) 因此制宜地开发利用土壤,宜农则农,宜林则林。 (六)植树造林,等高种植,防治水土流失,防治砂化。 (七)用地与养地相结合,避免过度消耗土壤肥力。
(八)避免有毒、有害的物质排放到土壤中去,减少土壤污染。 五、目前威胁土壤资源持续发展有哪些问题? 有五大问题:
(1)土壤砂化。在沙漠周边地区,由于植被破坏,或过度放牧或开垦农田,土壤中水分状况,变得干燥,土粒分散,易被风吹蚀。 (2)土壤侵蚀。
(3)土壤次生盐碱化。 (4)土壤变质退化。 (5)土壤污染。
第六章 我国土壤的分类系统和分布概况 第一节 我国土壤的形成过程与分类系统 一、我国土壤的形成过程:十一大形成过程 1、原始土形成过程:
是指裸露岩石的表面着生低等生物(地衣、苔藓、真菌、细菌)开始,所进行的土壤形成过程。
2、盐碱化过程:
是指土体上部可溶性盐类的积累过程。 3、钙化过程
是指碳酸钙在土壤剖面中的淋溶和淀积的过程。 4、粘化过程
是指在土壤形成过程中,粘土矿物在土体中的生成和聚积的过程。 5、白浆化过程
是指表层由于上层滞水而发生的潴育漂洗过程。 6、富铝化过程
7、灰化作用:是指在冷湿和针叶林植被的条件下,在土壤中发生酸性漂洗作用,形成一层含二氧化硅高的灰白色土层的过程。8、土壤潜育化过程
是指土壤在长期积水的条件下,土壤中发生还原反应,土体呈青灰色的过程。 9、有机质的积聚过程
是指在生物的作用下,土体中累积腐殖质的过程。 10、泥炭化过程
是指有机质在土壤中以植物残体形式累积的过程。11、土壤熟化过程
是指人们通过轮作施肥,灌溉等耕作改良措施,不断改变土壤原有不良性状,使土壤定向高产的过程。
它可分为三个阶段:
(1)改造不利的自然成土过程阶段。 (2)培肥熟化阶段。 (3)高产稳产阶段。 二、我国土壤的分类系统
我国土壤分类系统采用:土纲、土类、亚类、土属、土种、变种等六种。土类是基本的分类单元,土种是主要的基层分类单元。见P147表6—2 中国土壤分类系统表。
第二节 我国土壤的分布概况 一、土壤地带性分布概念
1、土壤地带性是指研究土壤在地球表面的分布规律,以及产生这种空间分布规律的原因。它包括水平或纬度地带性、垂直地带性、区域性和土质的垂直—水平复合分布规律。 二、我国土壤水平地带的分布
1、土壤水平分布是指土壤带分布规律与地球的纬线或经线呈平行的分布规律。 2、土壤纬度地带性是指土壤分布带与纬度基本平行的土壤分布规律 。
3、土壤经度地带性——土壤带与经度基本上平行的土壤分布规律。 在我国东部,土壤水平带由北而南分布的土壤带依次为:暗棕壤→棕壤→黄棕壤→红壤→赤红壤→砖红壤 三、我国土壤垂直地带的分布
土壤垂直分布——土壤类型随着海拔高度的变化而有规律的变化,这种分布称为土壤垂直分布。
四、土壤垂直—水平复合分布
是指在垂直带基础上表现的水平分布规律,或在水平带基础上出现的垂直分布规律。 五、土壤的地域性分布六、我国耕地土壤的分布 1、同心圆式 2、阶梯式 3、框式分布 4、垛式分布 5、园田式分布
第八章 我国主要土壤类型、性质特点和利用措施 第一节 铁铝土 一、红壤
1、分布:亚热带(中亚、北亚),广西、湖南、湖北、云南、贵州、四川等低山和丘陵地区。 25~31°N,年降雨1200 ~2500mm,平均温度16 ~21℃。植被类型:常绿阔叶林、针叶阔叶混交林。 2、性质特点:
(1)具有明显的发育层次:A、B、C型。
(2)颜色:红色或黄红色(3)富铝化作用明显,硅铝率2.0—2.2之间。 (4)黏土土矿物:高岭石为主,其次是蒙脱石、水云母及赤铁矿。 (5)土壤pH值4.5—5.5 (6)交换性阳离子(CEC):10—20mol/kg,吸附阳离子以H+及Al3+为主,Ca、Mg低。 (7)磷酸有效性低,以Al--P和Fe--P为主。 (8)有机质1--3﹪,以富里酸为主。
3、 主要亚类:①红壤 ②黄红壤③红壤性土④红泥土。 二、赤红壤
1、分布:亚热带(中亚、南北亚),广西、湖南、湖北、云南、贵州、四川等低山和丘陵地区。 22~23.5°N。 2、性质特点:
(1)具有明显的发育层次:A、B、C型。 (2)颜色:赤红色
(3)富铝化作用强,硅铝率1.7—2.0之间。
(4)黏土土矿物:诶落石为主,其次是蒙脱石、水云母,氧化铁,铝比例比红壤大,深层有红色网纹。
(5)土壤pH值4.0—5.06)交换性阳离子(CEC):10—20mol/kg,吸附阳离子以Al3+为主,Ca、Mg低。
(7)磷酸有效性低,以Al--P和Fe--P为主。
3、主要亚类:①红壤 ②黄红壤③红壤性土④红泥土。 三、砖红壤
1、分布:北亚热带, 22°N以北。 2、性质特点:
(1)土层深厚,颜色:赤红---红棕
(2)富铝化作用强烈,硅铝率1.5—1.7之间。
(3)黏土土矿物:三水铝石、赤铁矿、针铁矿为主,其次是高岭石和水云母。 (4)土壤pH值4.0—5.0(5)交换性阳离子(CEC):2—3mol/kg。 (6)底土红白网纹发达,土体常有铁锰结核
3、主要亚类有:砖红壤、红色砖红壤、黄色砖红壤、赤土。 四、黄壤
1、分布:北亚热带及山地垂直分布,广西、湖南、湖北、云南、贵州、四川等低山和丘陵地区。
2、形成性质:雨水多,蒸发少,云雾多,日照少,氧化铁发生水化,湿度大。 3、性质特点:
(1)有脱硅富铝化过程,程度比其它低。
(2)颜色:黄色和蜡黄色(3)氧化铁呈不同程度的水化状态。 (4)硅铝率比:2.3—2.7之间。
(5)黏土土矿物:高岭石、蛭石以及水化的氧化铁和氧化铝、蒙脱石。 (6)交换性阳离子(CEC):10mol/kg。
3、亚类主要:黄壤、表潜黄壤、灰化黄壤、黄泥土(耕作土)。 五、铁铝土土纲的共同特点:
铁铝土纲的土壤分布在我国热带和亚热带地区,由于受到高温多雨气候条件的影响,土壤在形成和发展过程中发生了强烈的富铝化作用。矿物强烈分解、造成盐基和二氧化硅大量淋溶,铁、铝氧化物属于风化度较高的土壤类型 (一)铁铝土纲土壤的理化特性 1、土壤质地粘重。
2、土壤呈酸性至强酸性反应。 3、土壤养分缺乏,供肥能力低。 4、土壤结构性差、板结。 5、土壤保水、持水性差。 6、耕层或表层浅薄。
尽管铁铝土纲土壤有众多的不利于植物生长的因素存在,但所处的气候条件较适宜多种植物生长,为了更好地利用该土纲的土壤,应进行改良工作。 (二)改良利用措施
1、增施有机肥 改良质地,增加养分,提高保肥性能,全面改良土壤。 2、施用石灰、改良酸性。
3、搞好水利设施,使土壤旱涝保收。 4、逐年深耕,加厚活土层。
5、配合施用化肥,满足植物对养分的需要。 7、 等高种植,防止水土流失
六、铁铝土纲土壤在形成过程中特点:
铁铝土纲土壤包含有红壤、黄壤、赤红壤和砖红壤四个土类,该土纲土壤分布在我国的热带和亚热带地区,高温多雨,在土壤形成过程中具有以下特点:
(1)富铝化作用强烈,矿物强烈风化分解,盐基受到淋溶,形成一个酸性的土壤环境,盐基少、铁、铝氧化物相对富集。
(3) 生物循环旺盛,由于气候高温多雨,非常有利于植物和微生物的生长活动,植物年生长量大,进入到土壤中的枯枝落叶也较多,但分解也多,累积的腐殖质的量不多,生物物质循环快。
第二节 淋溶土 黄棕壤
1、分布:北亚热带 2、性质特点: (1)颜色:黄棕色 (2)硅铝率:2.8 (3)PH:5.0—6.5
(4)交换性阳离子(CEC):20mol∕kg以上,肥力比红壤高。 (5)结构面:铁锰胶膜 (6)有机质积累变化大 (7)粘化淀及积作用明显 第三节 岩成土 一、石灰岩土
(一)分布:广西、贵州、云南 (二)石灰性土壤在形成过程中特点
石灰性土壤是由石灰岩经风化和成土形成的一类土壤,属于初育土纲,主要分布在我国的热带和亚热带的气候地区,该土壤在形成过程中具有下列特点: (1)缓慢的发育进程 (2)年幼的发育程度。
(3)脱钙与积钙的矛盾统一。 (三)石灰性土壤的特性:
石灰性土壤是由石灰岩经过风化和成土作用形成的土壤类型,属于初育土纲,由于受到碳酸钙的影响,尽管所处的气候条件是高温多雨地区,但具有下列的理化特点: 1、土壤发育缓慢,风化度低,总是保持着年幼的发育程度。 2、土壤质地粘重。
3、盐基饱和,土壤胶体吸附的阳离子以Ca和Mg为主,PH值为中性到微碱性。 4、粘土矿物以2∶1型矿物为主,如水云母、伊利石、蛭石。 5、养分相对较丰富,保肥力中等。 (三)石灰性土壤的特性:
石灰性土壤是由石灰岩经过风化和成土作用形成的土壤类型,属于初育土纲,由于受到碳酸钙的影响,尽管所处的气候条件是高温多雨地区,但具有下列的理化特点: 1、 土壤发育缓慢,风化度低,总是保持着年幼的发育程度。 2、土壤质地粘重。
3、盐基饱和,土壤胶体吸附的阳离子以Ca和Mg为主,PH值为中性到微碱性。 4、粘土矿物以2∶1型矿物为主,如水云母、伊利石、蛭石。
5、养分相对较丰富,保肥力中等。 (四)改良措施
目前石灰岩地区的生态环境破坏严重,最突出的一个问题就是干旱缺水,因此为了更好地培肥土壤,必须采取下列措施:
1、 综合治理、绿化石山、改善生态系统。 2、 增施有机肥。 3、搞好排灌系统。 4、 配合施用化肥。
5、围墙保土、注意等高种植。
(五)亚类:黑色石灰土、棕色石灰土、黄色石灰土、红色石灰土(六)亚类的特征: 1、黑色石灰性土具有明显A—D型剖面层次组合。 2、棕色石灰土的剖面层次组合是A—B—C。
3、在石灰性土壤中,肥力最高的土壤是黑色石灰土。 4、石灰性土的质地是黏土。 二、紫色土
1、分布:主要在四川盆地,云贵高原山地、丘陵有零星的分布,广西、湖北、湖南、广东等山地有零星的分布。 2、形成特点:
(1)以物理风化为主。(2)风化和成土速度快,含矿质养分较丰富。(3)侵蚀与堆积作用明显。(4)化学风化较弱,矿物风化度低。 3、性质特点:
(1)紫色土是一种由紫色岩类经风化和成土过程形成的母质特性较为明显的一类土壤,属于初育土纲 ,土壤质地为壤土。
(2)土壤酸碱性有酸、中性和微碱性之分。主要取决于岩石胶结物的不同。由钙质胶结的紫色岩风化成土后,土壤成微碱性;由铁质胶结的紫色岩风化成土后,土壤成微酸性。 (3)在土壤养分中,氮素较易缺乏,而磷、钾、钙、镁等其它元素相对较丰富。 (4)、表层浅薄,易发生水土流失。 (5)、粘土矿物以2∶1型的为主,风化度低。富含长石类和磷灰石,角闪石、辉石等深色矿物。
(二)改良利用措施
1、综合治理 防止水土流失,等高种植,不宜开发的要返林。
2、增施有机肥、提高土壤保肥性、保水性、持水性、改善土壤结构性。配合施用化学肥料,满足农作物对各种养分的需要。
4、搞好排灌系统,增强旱涝保收的能力。逐年深耕,加厚活土层。 第三节 半水成土和人为土 一、冲积土
1、分布:冲积平原和河流两岸。 2、类型:潮土、石灰性潮土 3、形成特点: (1)成层性 (2)成带性 (3)成分复杂性
(4)成土时间短,矿物风化度低,剖面发育不明显。属于半水成土纲,其成土母质是冲积物。
(5)养分丰富,胶体品质好,肥力高,适种性广。 (6)潮土的原生植物是草本植物。
(7) 土壤结构一般是团粒结构,如蚂蚁蛋形状。 (二)改良利用措施 1、增施有机肥。 2、配合施用化肥。 3、搞好排灌系统。
4、深耕土壤,加厚活土层。 5、种植防洪防护林。 二、水稻土
水稻土:是指在植稻或以植稻为主的耕作制下,经长期水耕熟化而成的特殊耕种土壤,它既不同干旱耕土壤,也不同于自然积水条件下的沼泽土等。
分布:水稻土的分布遍及全国,南起热带的海南崖县(北纬18ο20′),北抵寒温带的黑龙江省漠河(北纬53ο20′) ;90%以上的水稻土集中于秦岭-淮河一线以南和青藏高原以东的广大平原、丘陵和山区。尤以长江中、下游平原,四川盆地,珠江三角洲和省西部平原最为集中。四川水稻土主要分布,四川盆地和川西南安宁河谷流域。
1、形成特点:水稻土的形成过程是淋溶作用和水耕熟化的矛盾统一过程。还原淋溶(包括溶解、络合淋溶)和氧化淀积,简称淋溶作用。
(1)水耕熟化作用。水耕条件下物质积累,简称水耕熟化。 (2)淋溶淀积作用。 (3)氧化还原作用。 2、性质特点:
(1)水热状况比较稳定 (2)PH趋向中性
(3)氧化还原电位Eh比较低。旱地500-700 mv水田200—400mv (4)嫌气微生物为主,有机质积累多。 3、水稻土的有机质及养分转化 (1)水稻土的有机质转化 1) 淹水土壤有机质分解特点 第一、 水期间,主要是兼性和专性厌气微生物参与,其呼吸消耗的能量远较好气性微生物少,同化和细胞合成作用弱,也即是:基质(有机质)的分解和消耗很缓慢,更多的有机质是通过微生物活动转化成腐殖质,逐渐积累起来。
第二、淹水后,土壤有机质分解不彻底,容易产生有机还原物质和有机酸,这些物质,又容易使无机物发生还原,形成有机酸酸害和有毒的无机还原物质(Fe2+、H2S等)。 2) 有机酸及其毒害
挥发性有机酸,既甲、乙、丙、丁酸,它们可以进一步转化成CH4和CO2,所以,其存在是短暂的,是有机质分解的中间产物。 (2)水稻土中养分的转化 1)氮素:在渍水嫌气条件下,土壤中有机态氮的矿化过程停留在氨化阶段,呈铵态氮(NH4+)积累。
当Eh降至低于350mv的还原条件下,即发生反硝化作用,土壤中的硝态氮(NO3-)转化生成N2O和N2,造成脱氮损失。 2)磷素:淹水后土壤磷的有效性增高。 3)钾素
在渍水还原条件下,土壤溶液中的Fe2+、 Mn2+、NH4+离子增多,促使交换性钾更多地转入溶液,一则提高钾的有效度,二则增加钾的淋失。 4)微量营养元素
水稻土渍水后,Eh降低,由于铁、锰的还原,致使铁、锰的效性增大,锌、铜的有效性降低,而硼则不受渍水的影响。 5)还原性物质的毒害 (1) Fe的转化
淹水条件下发生铁还原是必然的,但产生Fe2+危害是Fe2+的积累达到致害浓度。南方水稻受害的水溶性亚铁临界浓度大约是50~100mg/kg。 (2) Mn的转化 (3) S的转化
发生条件:强烈淋溶,酸性较强,或大量施用新鲜绿肥,土壤中又缺Fe2+的情况下易发生H2S毒害。相反,一般中性土和含Fe2+较多的土壤不易发生H2S毒害。 危害症状
轻度黑根型 —— 黑根不污手,且无明显臭味。严重黑根 —— 大部根为黑色,污手,臭味。 中度黑根 —— 根呈半透明状,根内有H2S和少量FeS黑色物质。强烈臭味。 H2S致害的临界浓度: 0.07mg/kg。
防止措施: 排水晒田,据试验,黑根36.3%,晒田后黑根降至8.6%;未腐熟的有机肥不宜过量使用;控制S物质大量进入田里;施入红土。 4、水稻的发生层
耕作层A、犁底层P、潴育层B、渗育层W、漂洗层E、潜育层G 自表而下水稻土剖面的发生层可依次分为: (1)淹育层(Aa):即水稻土的耕作层,是所有水稻土共有的特征层,也是剖面中受人为活动影响最深刻、物质和能量交换最活跃的土层。 (2)犁底层(Ap):厚度10cm左右,由农机具挤压和粘粒等淀积而成,较上紧实,容重增大,多为片状或扁平块状结构,结构面有铁、锰斑纹。犁底层具有托水、托肥和调节水分渗漏等的作用。 (3)渗育层(P):位于犁底层之下,由季节性淹灌水的渗淋作用发育而成,此层多为大棱柱状结构,结构面上有腐殖质和粘粒淀积形成的灰色胶膜和少量的铁、锰斑纹。 (4)潴育层(W):地下水升降作用而形成的土层,多呈小棱块状或小棱柱状结构,结构面上有暗灰色胶膜和多量的铁、锰斑纹,以及铁、锰结核。 (5)脱潜层(Gw):前身是沼泽或潜育型母土的潜育层,经排水疏干及实行水旱轮作后,原潜育层开始向潴育层过渡,初显棱块状结构,有铁、锰斑纹。 (6)潜育层(G):是长期渍水形成的还原层,一般呈青灰色或蓝灰色,游离铁的活化度高,无结构,状如泥浆。 5、类型:
(1)淹育型水稻土:
淹育水稻土主要分布于山、丘、岗坡地,一般为梯田,不受地下水的影响,属初期发育地表水型水稻土。犁底层已初步形成,以下土层维持原母土的特征。 剖面构型:A—C、A—P—C、A—PC—C。 淹育性水稻土特性和低产原因:
淹育性水稻土一般分布在各水稻土区地势较高,缺乏水源灌溉的部位,或者是改种水稻时间不长的土壤,它是低产土壤,其低产原因有:A、缺乏水源灌溉。 B、养分缺乏,肥力低。
C、土体构型不良,存在障碍土层。 D、土层浅薄,结构不良,熟化度低。 淹育性水稻土改良培肥措施: A、综合治理,搞好排灌系统。 B、增施有机肥,培肥地力。 C、配合施用化肥。
D、逐年深耕土壤,加厚活土层。
E、改良不良的土壤性质,如质地,过酸或过碱 (2)潜育型水稻土剖面构型:A—G—C、G—C 分布: 潜育性水稻土主要是分布在水稻土区能灌不能排的低洼地段,它是一种低产水稻土,其低产特性有: ①土壤结构不良。
②通气性差,含有有害根系的物质。 ③速效养分缺乏。 ④土温低。
(3)潴育型水稻土: 分布:
潴育水稻土分布于开阔谷地、冲积和湖积平原的平田区,灌排条件好,多属良水型水稻土. 剖面:
剖面构型为:A—P—B—C、A—P—B—G—C、A—P—W—B—G—C (4)渗育型水稻土 分布:
渗育水稻土多分布于平原中地势较高的部位及丘岗缓坡地。其地下水位较深,灌溉条件较好,受季节性灌水、雨水的影响,土壤通透性良好。有渗育层(P)发育,厚度在20cm以上,以下土层维持母土的特征。 剖面:
剖面构型为:A—P—W--C
(5)烂碰田的剖面结构层次:A—P—G--C 6、高产稳产的水稻土的特性
(1)高产水稻土应具有“肥而不腻、溶而不烂、深而不陷、爽而不漏”的特点。 (2)土壤养分丰富而全面。
(3)剖面层次组合为A—P—W—C或A—P—W—G—C,耕作层为20—22厘米。 (3)微团粒结构,灌一寸水可维持3天,能灌能排。
(4)地形开阔,阳光充足,没有污染源,亩产量为1000斤/亩?糙。 (5)新生体出现鳝血斑。 7、高产水稻土的培育措施:
(1)、增施有机肥,培肥土壤,改善结构,增强保肥力,提高养分的库存量。 (2)、配合施用化肥。 (3)搞好排灌系统。 (4)、逐年深耕改土。
(5)、搞好农田基本建设,田、林、路、灌水渠、排水沟统一设计。 8、南方低产土壤主要的障碍性因素及改良
只要条件适宜,水稻土可以起源于任何土壤类型。
1)、酸性:PH﹤5.5。施石灰或碱性肥料,水旱轮作,增施有机肥,合理施磷肥。 2)粘性:客土、增施有机肥、种植绿肥、水旱轮作。
3)沙性:客土、增施有机肥、种植绿肥、植树种草、筑堤防洪。 4)土层薄
5)土地渍水:开排水沟、增施磷钾肥,水旱轮作。
6)石灰板结:深耕破除板结、施有机肥种绿肥、施生理性酸性肥 7)咸酸土:洗盐洗酸、增施有机肥及水旱轮作 8)污染型:排除污染源. 第三节 半淋溶土
包括褐土、黑土、灰褐土、燥红土和灰色森 林土(灰黑土)共5个上类。 共性① 湿润或半湿润条件; ② 植被为森林(旱生森林);
③ 弱粘化,较弱淋溶作用,剖面中还保留一定量的游离CaCO3 。 一、褐土 (一)分布
主要分布在我国暖温带东部半湿润地区, 如关中、晋东南、冀西、豫西等的丘陵盆地和燕山、大行山、吕梁山、秦岭等山地。 在川西(甘孜、阿坝)、藏东、滇西北高山峡谷区的干暖河谷亦有褐土的变异类型分布。 在水平分布土,褐土东与棕壤相接,西北与半干旱区的栗褐土相接,南与黄褐土相连。 在垂直分布上则往往处于棕壤带之下。 (二)形成条件
气候:暖温带半湿润气候,冬干夏湿,雨热同季。50%以上的雨量集中于夏季降落。 植被:以旱生森林和灌丛草原为主。 地形:山地、丘岗、洪积扇和高阶地 成土母质:黄土等富含碳酸钙的物质。 (三)成土过程 1、脱钙过程
钙积型:土体上部碳酸钙显著下淋,但未完全淋失,通体石灰反应,钙积层发育明显而层位高;
淋溶钙积型:表层和粘化层的碳酸钙已被淋失,但下部仍有发育明显的钙积层;
淋溶型:在1,m剖面内碳酸钙已基本淋失而无钙积层,底层可有微量碳酸钙,但土壤盐基饱和,呈中性至微碱性反应。
褐土的钙积特征表现为菌丝状、斑块状和结核状等的碳酸钙淀积。 2、明显的粘化作用
较棕壤的粘化弱,且以残积粘化为主,也有弱度淀积粘化。粘化层位于钙积层之上。淋溶型和淋溶钙积型褐土的粘化作用较强,钙积型则不太明显。 3、人工覆盖作用
施用土粪,形成人工覆盖层,厚度达0.5m以上。 (四)褐土亚类
褐土划分为褐土、石灰性褐土、淋溶褐土、潮褐土 、楼土、燥褐土和褐土性土共7个亚类。
总之,主要分布山西、河北、辽宁。褐土的自然植被以中生和旱生森林灌木为主。气候属于暖温带半湿润、半干旱季风类型。 二、黑土
黑土:为一种富含腐殖质和植物营养元素的黑色土壤。 (一)地理分布
主要见于黑龙江和吉林两省中部,集中分布在小兴安岭和长白山西侧的山前波状台地即松嫩平原,西与黑钙土为邻。
成土母质:更新统黄土状粘质沉积物为主。 (二)形成条件
气候:温带半湿润地区,年均温0.5~6℃,≥10℃积温2500~3000℃,夏季温暖,冬季漫长而严寒,无霜期90~140天。年降水量450~650mm,90%以上的雨量集中于暖季(4~9月),冬季少雪。土壤冻结深度达1~2m以上。 植被:植被属于草原化草甸类型,以杂类草群落为主,当地称为“五花草塘”。其植物种类多,生长繁茂,一般高40~50cm,覆盖度达80~90%;根系深达80~100cm,但以表层20cm最为集中。 地形:波状起伏的低山丘陵,又称为漫岗,相对高度5~10m。 成土母质:更新统黄土状粘质沉积物为主。 (三)形成特点
1、强烈的腐殖质积累过程
雨热同季 草甸植被生长繁茂 生成大量的有机质 冬季严寒漫长 微生物活动性差 形成大量腐殖质。
草甸植被根系发达,扎根深 深厚腐殖质层
2、彻底的脱钙过程:水分充分,碳酸钙淋溶强,通体无石灰反应 3、轻度还原性铁离子、锰离子 (四)基本性状
1、黑土的剖面特征 Ah -- AhB – B – C
Ah:腐殖质层深厚,一般为30~70厘米;高者达100厘米以上,呈黑色或灰黑色,大部分为团粒状和团块状结构,结构水稳性高,土层疏松多孔,根系很多。 AhB:过度层,Ah向下呈舌状延伸。
B :灰棕色或浅棕带黄色,一般厚度为30~50厘米,质地较粘重,核块状或块状结构,较为紧实,含有较多的铁锰小结核。田鼠和蚯蚓的洞穴、粪便较多。 2、黑土的理化性质 质地:质地多为重壤土至粘土 ,有机质和全氮:表层一般为30~60g/kg,高者达100g/kg以上。腐殖质沿剖面下延很深,在1~2米处的有机质仍可达10g/kg左右。土壤全氮丰富,C/N比10~14。
土壤腐殖质:HA/FA为1.4~2.5。
酸度和BS:呈中性至微酸性,pH5.5~6.5。盐基饱和度一般为70~90%,交换性盐基以钙、镁为主。
CEC:腐殖质层可高达40cmol(+)/kg土。 (五)利用和改良
黑土的自然肥力很高,养分丰富,结构良好,是我国最肥沃的土壤之一。
黑土处女地几乎没有土壤侵蚀,开垦为农地后,容易形成大量的地表径流,造成严重的土壤侵蚀. 总之:
1、黑土主要分布在小兴安岭两侧,黑龙江和吉林。
2、它是我国最肥沃的土壤之一,土壤PH为6.5—7.5,盐基饱和度高,养分丰富。 3、黑土的主导成土过程是有机质的积累过程,腐殖质主要以胡敏酸为主。
4、黑土区的地形是漫岗(山前坡状起伏的台地),它主要的天然植被是草甸植物。
第十七章 中国主要土壤类型简介
目的要求:
使学生了解我国主要类型土壤的分布,掌握主要类型土壤的主要成土条件、成土过程、土壤基本性质以及存在主要问题和如何合理开发利用。
第一节 铁铝土
铁铝土:又称富铝土,是我国热带、亚热带湿润地区具有明显脱硅富铝化特征的土壤系列,包括热带的砖红壤、南亚热带的赤红壤、中亚热带的红壤和黄壤等4个土类。
铁铝土由于它们分布在我国水热条件最优越的地区,所处地形又以低山、丘陵、台地为主,故其开发利用价值高,是我国极为重要的土壤资源。
共性:① 都含有不同程度的氧化铁、铝,是不同程度富铝风化的产物;
② 主导成土过程是脱硅富铝化。大多数具有多元发生,即形成于古老富铝风化壳。 一、分布情况
呈三个土壤带分布于我过南方
北纬22°以南 砖红壤 广东雷州半岛、海南、滇南及台南等地
北纬22°—22° 赤红壤 南岭山脉以南(广东西部和东南部、广西西南部、福建东南部、云南部分地区)
北纬22°—22° 红壤和黄壤 大巴山和长江以南地区
其中:红壤—主要分布于江南丘陵和云贵高原 黄壤—贵州高原和四川盆地 二、形成条件
砖红壤:热带雨林、季雨林
赤红壤:南亚热带常绿阔叶林和季雨林
红壤和黄壤:中亚热带常绿阔叶林(红壤偏干,黄壤偏湿) 三、基本成土过程 (一)脱硅富铝化过程
(1)脱盐基酸化,肥力下降
(2)铁铝相对富集,形成铁铝残余聚积层。表现为铁子、铁盘等结核。粘粒的硅铝率(Ki=SiO2/Al2O3)和桂铝铁率(Saf=SiO2/R203)的不断降低,粘粒矿物由2:l型向1:1型和铁、铝氧化物简单化的矿物演变。
(3)形成大量的游离氧化铁(铁的游离度):砖红壤:85%;红壤:50%-60%。进而使土壤染成不同颜色。
赤铁矿 赤褐铁矿 针铁矿 褐铁矿
Fe2O3 Fe2O3.5H2O Fe2O3 H2O Fe2O31.5H2O Fe2O32-n_H2O
红色 红棕色 黄棕色 黄棕色 黄色 活性铁:pH3.2草酸缓冲液提取的无定性铁或无定性氧化铁。
游离氧化铁:强还原剂连二硫酸钠(0.5g/0.5-1g土)交换所得到的氧化铁。
(4)随着粘粒Ki值降低,粘粒矿物简单化,胶体品质变差,负电荷减少,并产生正电荷,净负电荷减少,保肥力减弱。
CEC(cmol(+)/kg土 ) 蒙脱石 60-100 高龄石 3-15 铁铝氧化物 0-3 我国几种土壤的脱硅富铝化特征:
(1)我国大面积红壤具有深厚的红色土层,受到古气候的深刻 影响,其粘粒Ki值较低。
土类 砖红壤 赤红壤 红壤 黄壤 Ki值 1.5-1.8 1.7-2.0 1.9-2.2 2.0-2.5 (2)脱硅富铝化程度不同,粘粒矿物的组成也不同
砖红壤 赤红壤 红壤 黄壤 主要为高岭石 以高岭石和 以高岭石为主, 三水铝石, 和三水铝石, 埃洛石为主, 占80~85%, 次为高岭石 并含多量的赤 常有少量的 赤铁矿5~10% 和水云母, 铁矿 三水铝石 伴有水云母, 针铁矿褐铁矿 三水铝石不常见 (二)养分的生物富集过程
养分的循环迅速而强烈。体现: 1、合成量大
热带雨林 季雨林 有机质增长量(万斤/亩) 1-3 0.8 2、分解速度快
砖红壤 赤红壤 红壤 黄壤 有机质含量 次高 较次 低 多 3、 耕层富盐基作用
耕层富盐基作用(生物自肥作用):植被将分散下移的养分集中地表而表土养分含量
增高的过程。 四、砖红壤 (一)分布
主要分布在广东雷州半岛、海南、滇南及台南等地,大致在北纬220以南。 (二)成土条件
气候:热带湿润季风气候,高温多雨、干湿季节变化明显。年均温22~25℃,最冷月(1月)均温>18℃,≥10℃积温7500~9500℃;年降水量一般为1500~2000毫米,夏季雨量集中,冬季少雨多雾,季节分配不均。
植被:热带雨林、季雨林。主要树种有樟科、无患子科、大戟科、番荔枝科、茶科和山毛棒科等,林木层次复杂,附生及藤本植物很多。 地形:多属丘陵台地。
成土母质:岩浆岩、沉积岩风化物和老冲积物。 (三)基本性状 1.土壤的剖面特征
土体构型:A0 –A– B – BC – C 厚度可达3米以上 A0:枯枝落叶层,厚度2-3厘米;
A: 腐殖质层,暗红棕色或灰棕色,厚度为15-30 厘米,核状或团粒状结构,疏松而多根系;
B: 铁铝氧化物聚积层,棕红色或赭红色、紧实粘重,厚度不一,多块状结构,结构面上有明显的暗色胶膜,下部有时出现铁质结核、铁盘或红黄色斑状网纹层(Pl: Plinthite); BC:过度层;
C: 母质层。暗红色或红色,夹半风化的母岩碎块。 网纹层(Pl: Plinthite) 网纹层的产生:
①质地粘重,土层深厚,水分沿着弯曲孔隙或根孔下渗而发生不均匀性移动。水流经多的地方,铁、锰还原溶解和移动强,土体发白;水流经少的地方,铁、锰还原溶解和移动弱,土体或红或黄;产生的杂色层次称网纹层。
②土壤局部酸度变化,如根际pH放生变化引起铁移动也可产生网纹层。 2.土壤的理化性质
质地:粘重,多为粘土,剖面中粘粒有下移现象; 粘粒硅铝率:1.5-1.8;
粘粒矿物:主要为高岭石和三水铝石,并含多量的赤铁矿。土体中游离铁的含量较高,而游离硅甚低(占全硅量的1.5%以下);
有机质和全氮:在森林植被下,表层有机质的含量可达30-50g/kg,高者可达80-100g/kg;全氮可达1-2g/kg
土壤腐殖质:胡敏酸含量很低,无胡敏酸钙,HA/FA为0.1-0.4; 酸度:呈酸性至强酸性反应,pH为4.5-5.5;
CEC和BS: CEC多<10cmol(+)/kg土,交换性盐基总量也低,盐基饱和度多不超过30%,交换性钙镁仅2-3 10cmol(+)/kg,97%的交换酸为交换性铝离子。 (四)砖红壤的分类
砖红壤:砖红壤亚类为砖红壤的典型亚类,主要分布在海南岛和雷州半岛南部,以及滇南和台南;
黄色砖红壤:主要见于云南河口和海南的东南部。其年降水量比一般砖红壤地区高500毫米左右。土壤黄化特征明显,B层呈黄棕色或黄色。土壤中游离氧化铁等矿物的水合
度较高,粘粒矿物以高岭石和针铁矿为主。其针铁矿含量较典型的砖红壤多15%,而赤铁矿含量则少20%左右。 (五)利用和改良
我国热带生物资源的重要基地和橡胶主产区;农作物可一年三熟。钾、钙、镁等养分缺乏;无机磷以闭蓄态磷为主;有效硼、锌、铝等的含量低于临界值;酸度过大。 五、赤红壤(砖红壤性红壤) (一)分布
主要分布在广东西部和东南部、广西西南部、福建东南部、中南部、云南德宏及临沧地区西南部,大致在北纬22”(23”)至25”之间。 (二)成土条件
气候:年均温20-23℃,>10℃积温6500(6000)-7500℃;年降水量1200-2000毫米,季节分配较均匀,干湿季不甚明显
植被:南亚热带季雨林,沟谷内常有部分热带植物,其南缘植被以热带成分为主,代表的科属有苏木科、含羞草科、蝶形花科、番荔枝科、龙脑香科等,林内有攀援藤本及附生植物,种类复杂。
地形:多为低山丘陵,海拔多在1000米以下。
成土母质:主要为花岗岩、流纹岩、砂页岩等风化物 1.土壤的剖面特征
土体构型:A0 –A– B – BC – C 厚度可达3米以上 A0:枯枝落叶层;
A: 腐殖质层,灰棕色至灰色,厚度为 15-20厘米,多较好的核状结构;
B: 淀积层,红色及红棕色,厚度10-20厘米不等,多核块状结构,结构面上有胶膜,土体中常见铁锰结核和红黄等杂色的网状斑纹 BC:过度层;
C: 母质层。暗红色或红色,夹半风化的母岩碎块。 2.土壤的理化性质
质地:酸性岩浆岩母质发育的土壤,质地较轻,第四纪红上母质发育者较为粘重; 粘粒硅铝率: 1.7-2.0;
粘粒矿物:以高岭石和埃洛石为主,常有少量的三水铝石; 有机质:表层为17.8g/kg ; 土壤腐殖质:HA/FA小于0.5; 全氮: 0.87g/kg;
酸度:呈酸性至强酸性反应,pH为4.5-5.5;
CEC和BS: CEC低,交换性盐基总量也低。盐基呈高度不饱和状态,盐基饱和度多低于30%.
全磷量较低,盐基元素大量淋失,钙、钠只有痕迹,镁、钾也不多。 (四)赤红壤的分类
赤红壤划分为赤红攘、黄色赤红壤和赤红壤性土3个亚类。 (五)利用和改良
赤红壤是我国发展粮食和热带、亚热带经济作物的重要基地。其农作物可一年三熟,盛产茶、柑桔、荔枝、龙眼、香蕉、木瓜、甘蔗等,还可种植八角、芒果和洋桃等,在云南的赤红壤地区可种植紫胶、三七等,在局部地区还可栽培橡胶、咖啡等热带经济作物。 六、红壤 (一)分布
东部从长江以南至南岭山地,包括江西和湖南两省的大部分,福建、广东、广西等省区的北部和安徽、浙江等省的南部;西部包括云贵高原中、北部,即云南省北部和贵州省南部,以及四川的西南部,大致在北纬250~310之间。 (二)成土条件 气候:中亚热带湿润季风气候。年均温16~20℃,≥10℃积温5000~6500℃,无霜期240~300天,年降水量1200~2500毫米,多集中在夏半年降落,干湿季明显
植被:原生植被为亚热带常绿阔叶林,其中以山毛榉科的拷属、石栎属和冈栎属占优势,此外,还有樟科、茶科、冬青科、山矾科、木兰科等成分,其结构层次比砖红壤的植被简单,很少藤本及附生植物。目前这类森林保存下来的不多,一般在低山丘陵上多为稀树灌丛及禾本科草类,少数为马尾松、杉、云南松等所组成的次生林。 地形:一般为低山、丘陵和高原
成土母质:类型多样,主要有第四纪红色粘土和砂页岩、花岗岩、片麻岩、千枚岩以及少数石灰岩、玄武岩的风化物。 1.土壤的剖面特征
土体构型: A0 - A-B-C(Cpl)
A0:枯枝落叶层, 5厘米以下;
A:腐殖质层:厚度为20~30厘米或更薄,呈暗棕色,为核粒状结构腐殖质层; B: 淀积层, 0.5~1米,个别达2米以上,呈均匀的红色、棕红色或桔红色,粘重紧实,块状结构,结构面上多铁锰胶膜;
C(Cpl):母质层。呈红、橙红、棕红等颜色。在深厚的粘土母质和受滞水、潜水的影响处,由于铁锰的还原性移动和氧化淀积,常出现黄、红、白色相间的网纹层(Cpl)。在侵蚀严重的地段,红壤的B层或C层往往出露地表,土壤肥力极度下降,植物生长困难。 2.土壤的理化性质
质地:一般质地较粘重,尤其第四纪红色粘土发育的红壤,粘粒含量可达40%以上,且粘粒有淋溶淀积现象; 粘粒硅铝率:1.9-2.2; 粘粒矿物:粘土矿物以高岭石为主,一般可占粘粒总量的80~85%,赤铁矿含量常在5~10%之间,伴有水云母,三水铝石则不常见。
有机质:表层有机质含量多在10~50g/kg之间,在侵蚀严重的地段,有机质含量低于10g/kg;
土壤腐殖质:HA/FA为0.3~0.4;
酸度:红壤呈酸性至强酸性反应,pH4.5~6.0,在剖面中自上而下变小,底土pH可低至4.0。交换酸中交换性铝离子占80%。
CEC和BS: CEC低,15~25cmol(+)/kg土。盐基饱和度在40%以下。
养分:有机质少,氮素缺乏;无机磷的闭蓄态磷占一半以上,而非闭蓄态磷以铁磷为主,因此有效性低,属于严重缺磷的土壤。 0-P Fe-P Al-P Ca–P (%) 50-80 15-30 极少 极少
速效钾的含量一般属中等水平;盐基元素大量淋失,钙、镁不多。 (四)红壤的分类(共5个亚类) 1.红壤
为红壤的典型亚类。具有红壤最基本剖面特征和理化性质. 2.棕红壤
棕红壤属红壤向黄棕壤的过渡类型,主要分布在红壤带北缘的低山丘陵区;粘粒硅铝
率为2.5-3.0,粘土矿物以高岭石为主,伴生水云母;B层结构表面可见大量的胶膜淀积;土壤盐基饱和度在50%以下。 3.黄红壤
黄红壤属红壤向黄壤过渡的类型,主要分布于红壤区中、低山平缓的坡地,所处水分条件较优;土体上部有黄化现象,以黄橙色或橙色为主,下部仍保持红壤的色调。 4.山原红壤
山原红壤为云贵高原海拔1800-2500米的高原面上具残存富铝化特征的暗红色土壤。该亚类是深受古风化壳影响的红壤类型,其矿物风化度深,粘粒硅铝率为1.6-2.0,粘土矿物以高岭石为主,伴有三水铝石。土体内偶见铁盘,心上层结构表面有褐色胶膜淀积。由于受现代气候明显干湿季的影响,土壤盐基饱和度较高,约为70%,pH5.5-6.0,主要呈微酸性反应。
5.红壤性土
红壤性土属于剖面发育差的幼年红壤,主要分布在红壤区的山地陡坡地段。其土壤侵蚀严重,往往心土、底土裸露地表,石砾多,质地偏砂,有机质和速效养分缺乏,肥力低下。 (五)利用和改良
不仅种植粮、棉、油、蔗、烟等农作物,而且是亚热带经济林木、果树的重要产区,可以农林结合,发展亚热带经济果木,如茶叶、油茶、油桐、桑树、漆树、油橄榄、柑桔、抽子、枇杷等。
红壤地区雨量大,降雨集中,有时一次降雨可高达200-300毫米以上,当地面覆盖差时,暴雨就造成强烈的水土流失。
针对红壤有机质含量很低的情况,可种植绿肥,以提高土壤的有机质含量和氮素肥力。红壤速效磷普遍缺乏,增施磷肥,并提高其利用率是一项重要的农业增产措施。红壤施用石灰,一般均能收到良好的效果。 第二节 淋溶土
包括黄棕壤、黄褐土、棕壤、暗棕壤、白浆土,棕色针叶林土、漂灰土和灰化土共8个土类。
共同特点:(1)与南方铁铝相比,风化程度明显减弱,粘土矿物以2:1 型占主导地位; (2)土壤中石灰充分淋溶,呈酸性反应,有明显的粘粒淀积。 一、成土条件及分布
寒温带 灰化土 漂灰土 棕色针叶林土 (针叶林) (中)温带 暗棕壤 白浆土 (针阔混交林) 暖温带 棕壤 (落叶阔叶混林)
北亚热带 黄褐土 黄棕壤 (常绿和落叶阔叶混交林) 二、形成特点
1、黄棕壤:①脱盐基酸化和弱脱硅富铝化,体现过度特点。
②粘化作用明显:形成大量粘粒并产生明显淋淀粘化,形成粘化层(Bt)。 2、黄褐土:①弱脱硅富铝化,粘粒Sa(Ki)3.0左右,粘土矿物以水云母、蛭石为主,伴有蒙脱石,少 量高岭石。
②粘化作用明显,强烈的淋淀粘化,形成Bt,甚至粘盘。 3、棕壤:① 强淋溶过程,酸化;
② 强粘化作用,形成明显的Bt。
③ 明显的生物富盐基过程,导致表层pH高于下层。
4、暗棕壤:① 明显的腐殖质积累作用:林下草本生长繁茂,凋落物灰分富钙镁,因此,不仅有机质含量高,且HA/FA高,>1.0。
② 酸性淋溶(微酸)和弱粘化作用,无Bt形成。 ③ 部分发生漂洗。
5、白浆土: ①明显的腐殖质积累作用(夏季温 暖多雨,有利于植物生长,冬季寒冷,土壤产生冻层,且地势低平,水多,通气差,微生物活动弱。) ② 产生白浆化过程 ③ 部分发生漂洗。 6、漂灰土和棕色针叶林土
① 前者漂洗为主,兼有灰化,后者以酸性淋溶 为主,微弱灰化和漂洗。 7、灰化土: ①灰化过程为主,兼有一定漂洗作用。 三、黄棕壤 (一)分布
属于红黄壤与棕壤之间的过渡性土壤。分布范围是:北起秦岭、淮河,南至大巴山和长江,西至青藏高原边缘,东抵沿海。长江中下游的江苏、安徽、湖北等地的低山丘陵区分布较集中。在南方诸省区的山地垂直带谱中亦有分布。 (二)成土条件
气候:夏季高温多雨,冬季低温时期不长;年均温14-16℃,最冷月均温0-4℃,>10℃积温4250-5300℃(220-240天);平均年降水量800-1300毫米,年干燥度小于1.0,属于北亚热带湿润气候。
植被:常绿和落叶阔叶混交林,主要落叶树有栓皮栎、麻栎等,常绿树为耐寒的石栎、冬青、水青树等,还有马尾松、杉木等亚热带针叶林。 地形:多低山丘陵区
成土母质:中酸性岩风化物及弱富铝风化的第四纪沉积物 (三)基本性状 1.土壤的剖面特征
土体构型: A0 – A – Bts - C型 A0:枯枝落叶层,厚度1厘米左右;
A: 暗黄棕色或暗棕灰色,团粒状至小块状结构,厚度10~20厘米;
Bts:棕色或黄棕色的粘聚层,为黄棕壤剖面最醒目的形态特征,质地粘重,有铁铝氧化物的相对聚积,呈棱块状或块状结构,结构体表面覆盖棕色或暗棕色的铁锰胶膜,偶见铁锰结核;
C: 母质层。 2.土壤的理化性质
质地:粘粒含量高,心土层可达20~30%。 粘粒硅铝率:2.6~3.0 。
粘粒矿物:主要为水云母、蛭石和高岭石。(处于脱钾和脱硅阶段,长石较快高岭化,云母脱钾转为蛭石,蒙脱石有向高岭石转变的趋势)。
有机质和全氮:含量变化大,自然植被下的表土层为20~40克/千克,耕地土壤表层一般仅10克/千克左右。
土壤腐殖质:自然土壤腐殖质组成以富里酸为主,熟化度高的耕地土壤以胡敏酸为主。 酸度和BS:酸性至微酸性,pH4.5~6.0,盐基饱和度多在50%以上。 CEC:10cmol(+)/kg土左右。 (四)黄棕壤的分类
黄棕壤划分为黄棕壤、暗黄棕壤和黄棕壤性土共3个亚类。 1、黄棕壤亚类:具有土类的典特征特性;
2、暗黄棕壤亚类:分布于南方山地垂直带。雨水充沛而热量偏低,生物积累和盐基淋溶酸明显增强;在自然森林植被下,土壤除表面有较厚的凋落物层外,A层的有机质含量高,可达100克/千克以上。土壤多呈酸性,盐基饱和度多在60%以下。此外,该亚类还具有山地土壤的一般特点,即粗骨性强,质地较轻,粘化作用不甚明显等;
3、黄棕壤性亚类:低山丘陵区,发育程度较差。一般来说,其土体较薄,剖面为A-(B)-C构型。
(五)黄棕壤的利用和改良
肥力较高,水热条件亦较优越,适宜于多种作物生长。
地形平缓多为农耕地,山地黄棕壤则是用材林和经济林的重要生产基地。 利用上应注意多种经营和综合开发。低山丘陵荒地的上半坡土层浅薄,可栽植耐瘠的马尾松、刺槐、山杨和桦木等,下半坡和坡麓土层较深厚,可以发展栓皮栎、麻栎、杉木等,也可辟为茶园或栽植油茶、油桐、毛竹、棕榈等经济林木。
质地粘重,透水性差。易于发生水土流失和土壤滞水,干季产生大裂隙,注意深耕配合增施有机肥,轮种绿肥,坡地应进行综合治理,保持水土。 四、黄褐土
黄褐土与黄棕壤处于同一生物气候带,具有相似的形成特点。
黄褐土由黄土状沉积母质发育的微酸性至中性的弱富铝化土壤。粘粒Ki为3.0左右。 黄褐土主要分布于江淮和江汉丘陵岗地,由下蜀黄土母质发育而成。四川盆地西北部 “成都粘土” 母质发育的 “姜石黄泥” 亦属之。
下蜀黄土和其它黄土状沉积母质富含钙质,经淋溶脱钙作用,黄褐土剖面上部已无游离碳酸钙存在,且开始交换性盐基的淋溶而发生酸化,但酸化程度较黄棕壤弱,多呈微酸性反应,而在剖面下部有碳酸钙的聚积,在粘聚层之下出现石灰结核层即 “砂姜层” 。 盐基饱和度高,呈中性、微碱性反应。A层:pH5.5~6.5 ,C层:pH在7.0以上 。 因此可以认为:黄褐土是在富钙的黄土性母质上发育的残余碳酸盐黄棕壤。
黄褐土的淋淀粘化作用强,粘聚层( Bt)厚,一般甚在50厘米以上,至形成粘盘层。 由于粘聚层和母质粘重滞水,有利于铁锰的还原性移动和氧化聚积,容易形成铁锰结核甚至结核层。
黄褐土具有弱脱硅富铝化特征,粘粒的硅铝率在3.0左右,介于棕壤与黄棕壤之间。 粘土矿物以水云母、蛭石为主,有蒙脱石伴生,少见高岭石。 黄褐土的剖面构型:一般为A - Bt - C型。 五、棕壤 (一)分布
棕壤过去曾称棕色森林土,集中分布于我国暖温带湿润地区,纵跨辽东和山东半岛,在暖温带半湿润、半干旱和亚热带湿润地区的山地垂直带谱中也有棕壤分布。前一地区棕壤分布在褐土位置之上,后一地区则分布在黄棕壤之上。 (二)成土条件
气候:暖温带湿润季风气候,夏季暖热多雨,冬季寒冷干旱,年均温10~14℃,≥10℃积温3100~4500 ℃,最冷月均温-10~0℃,季节性土壤冻层深度为50~100厘米。年降水量为500~1200毫米,其中60%集中在夏季降落,冬季雨雪稀少,年干燥度0.5~1.0。 植被:原生森林植被早遭破坏,目前多为次生夏绿阔叶林和针阔交林,较稳定的树种有栎属和松属,主要有辽东栎、蒙古栎、麻栎、栓皮栎、沈阳油松和赤松等。有成片的苹果和梨树分布。
地形:低山丘陵,部分为平原。
成土母质:中酸性基岩风化物和非石灰性沉积物。
(三)基本性状 1.土壤的剖面特征
土体构型: A0 – A – Bt - C型 A0:枯枝落叶层,厚度2-3厘米左右;
A:灰棕色至暗棕灰色,粒状或团块状结构,厚度为10~20厘米; Bt:粘聚层,最具有代表性特征的棕色粘化淀积层(Bt),厚度为30~40厘米或更厚,呈明显的棱块状结构,结构表面上暗色铁锰胶膜; C:母质层。 2.土壤的理化性质
质地:粘粒在剖面中部(20~50厘米深度内)有明显的聚积,淀积层的粘粒含量可达上覆表层的2~3倍。
粘粒硅铝率:3.2以上。
粘粒矿物:以水云母和蛭石为主,有时出现高岭石。
有机质和全氮:表层的有机质含量高,在自然植被下一般为50~90克/千克,向下急剧降低,耕垦后有机质大为减少。
土壤腐殖质:腐殖质组成以富里酸为多,胡敏酸与富里酸的比值为0.6~0.8, 酸度和BS:酸性至微酸性,pH5.0~6.5。近饱和至不饱和,表层的饱和度最高。 CEC:12-28cmol(+)/kg土左右。 (四)棕壤的分类
棕壤划分为棕壤、白浆化棕壤、潮棕壤和棕壤性土共4个亚类。 (五)棕壤的利用和改良
自然肥力较高的土壤,适宜于发展多种经营。 山地丘陵边缘和山前平原的棕壤,宜于种植多种粮经作物。丘陵山地常用以发展林业和用作苹、梨、李、桃、葡萄等果园。
主要问题是防治旱涝和水土流失以及培肥地力。 防旱治涝和水土保持山、水、田、林综合治理。
耕种棕壤的有机质含量较低 增施有机肥,种植牧草和绿肥,培养地力。 六、暗棕壤 (一)分布 暗棕壤:是我国温带湿润地区针阔混交林下发育的有明显腐殖质积累和弱酸性淋溶的土壤。
分布在东北地区的长白山,大、小兴安岭和完达山等山地。
在青藏高原东南部的边缘高山带和亚热带山地垂直带谱中也有分布。
其分布特点是:向南或向下过渡为棕壤,向北或向上过渡为棕色针叶林土。 (二)成土条件
气候:气候比棕壤地区的冷凉湿润,年均温-1~5℃,≥10℃积温1600~3400℃,最冷月均温-30~-10℃,冬季严寒而时间较长,土壤冻层深达1~2.5米,年降水量600~1100毫米,夏季多云雾,春旱不明显,年平均相对湿度为70~80%,干燥度小于1.0,属温带湿润气候。
植被:原生植被为针阔混交林,针叶树种有红松、冷杉、云杉等,落叶阔叶树种以桦类占优势,林下草灌繁盛。(四川称铁、槭、华林) 地形:以山地为主。
成土母质:主要是花岗岩、玄武岩和各种变质岩等的残积、坡积物积物。 (三)基本性状
1.土壤的剖面特征
土体构型: A0 – A – B - C型
A0:凋落物层:有较多的白色菌丝体(真菌)。 A: 棕灰色,厚度8~15厘米。
B: 棕色,质地较粘,结构面常有铁锰胶膜。 C: 母质层。 2.土壤的理化性质
质地:质地较轻,有粘粒移动,但未形成明显的粘粒淀积层。 粘粒矿物:以水云母为主,伴有蛭石、高岭石。
有机质和全氮:表层有机质含量为60~150克/千克,最高可达200克/千克,向下明显降低。
土壤腐殖质:腐殖质组成以胡敏酸为主,HA/FA>1.0,向下锐减。
酸度和BS:酸性、微酸性,pH5.0~6.5,以表层最高,表层盐基饱和度为60~80%,向下明显降低。表层以下有交换性铝,可达到6~9cmol(+)/kg土。 (四)暗棕壤的分类和利用和改良
分类: 暗棕壤划分为暗棕壤、灰化暗棕壤、白浆化暗棕壤、潜育暗棕壤和草旬暗棕壤等亚类(参考棕壤)。 利用和改良:
我国最重要的木材产地,面积大、木材蓄积量高,材质优良。 生长多种贵重的针阔叶树种,是红松的中心产地。
地形平缓、腐殖质层较厚的地段垦殖农田和发展多种经营。 暗棕壤适种大豆、玉米等作物。 七、白浆土
白浆土:是温带湿润地区森林草原下发育的具有明显白浆层(E层)的土壤。
分布: 与暗棕壤同带,黑龙江、吉林等地的高河漫滩及河谷阶地,以及山间谷地或盆地以和山前洪积台地上亦有分布。以黑龙江、吉林境内的大小兴安岭、长白山以东降雨较多的季风气候区分布最为集中。 形成过程及基本特点:
明显的腐殖质积累过程
雨热同季,植物生长繁茂,植物生长量大,冬季寒冷漫长,土壤冻结,微生物活动弱,形成富含有机质表层,甚至出现泥炭。 明显的白浆化过程
雨水充沛,有机质丰富,地形低缓,母质粘重(河、湖相沉积物 )还原性离铁、离锰产生明显白浆化过程。
土体构型:A – E – B – C
A:有机质含量为80-100g/kg土,HA/FA为1.3-2.6 呈暗灰色,粒状和团块状结构。
E:壤质偏砂,呈灰黄至灰白色,基本无结构。
B:粘质,多暗棕或棕色,有明显铁锰胶膜或斑块。 八、灰化土、漂灰土和棕色针叶林土
漂灰土、棕色针叶林土和灰化土都是冷湿针叶林下发育的土壤,以原始林居多,是我国针叶用材林的重要基地之一。 灰化土:
主要仅散见于喜马拉雅山南侧和东端察隅等地 受印度洋暖湿季风强烈影响的高
山、亚高山地带,分布在海拔3700-4300米的范围。
属寒温带湿润地区。植被为冷杉、云杉等阴暗针叶林,林下常为杜鹃灌丛,多有苔薛地被物。
灰化土以灰化过程为主,具有明显铁、铝螫合淋溶,同时具有一定的铁、锰还原性淋溶即漂洗作用。
剖面的层次分化明显,呈A0-A-A2-B-C构型。 A2:淡灰色、灰白色,厚度10-20厘米。
B: 腐殖质铁铝淀积层,呈暗红棕色、暗棕色,有明显的腐殖质和铁铝的淀积,厚20-35厘米,土壤呈酸性和强酸性,pH为4.0-5.5 漂灰土:
集中分布在大兴安岭的北部地区,在青藏高原边缘的高山、亚高山垂直带中亦有分布。属寒温带湿润地区,冻结层厚度为2.5-3米。植被以明亮针叶林为主。大兴安岭以杜鹃一落叶松或樟子松林为主;青藏高原边缘山地则以杜鹃或箭竹-冷杉林为主,地表多有大量的苔薛。形成既有有机酸的螫合淋溶淀积即灰化过程,又有铁锰的还原性淋溶淀积即漂洗过程,但以后者为主漂灰土的剖面构型为 A0 – A – Ad – B - C型
Ad :漂灰层:厚 5-10厘米,呈灰白或浅灰色,质地较其下的B层轻,多为片状结构,稍紧。
B : 棕色或黄棕色,紧实而较粘重,厚度变化大,结构和石砾背面有铁锰胶膜和暗色腐殖质斑块土壤呈酸性和强酸性,pH为4.0 - 5.5。 棕色针叶林土: 分布与气候条件同。
以酸性淋溶为主。漂洗和灰作用均不明显。 剖面基本上呈棕色,层次分化不明显,为A0-A-AB-C构型;全剖面呈酸性反应,pH5.0-5.5。 第三节 半淋溶土
包括燥红土、褐土、灰褐土、黑土和灰色森林土(灰黑土)共5个上类。 共性:① 湿润或半湿润条件; ② 植被为森林(旱生森林);
③ 弱粘化,较弱淋溶作用,剖面中还保留一定量的游离CaCO3。 一、燥红土 燥红土:是我国热带和南亚热带干热条件下形成的盐基饱和的红色土壤,过去曾将其称为热带稀树草原土。1978年定名为燥红土,并归入当时的富铝土纲,1984年后归入半淋溶土纲。
(一)地理分布
主要分布于海南岛的西南部和滇南元江、南盘江及川滇交界的金沙江等深切峡谷区。 (二) 形成条件
气候: 海南西南部,东南季风受五指山的阻隔,雨量较少而形成较干热的气候。元江、南盘江、金沙江等谷地,河流深切,造成干热“焚风”,形成温度高,雨量少,蒸发强的气候年降水量 630-1000毫米。干湿季分明,干季长达6-7个月之久,年干燥度1.5以上。年均温20-25 ℃,≥10℃积温7500-9000℃
植被:为热带稀树草原或稀树灌丛草原。灌木树种有刺篱木、刺针木、长韧木、酒饼勒刺毒木等,草本以旱生性的扭黄茅为主,也有仙人掌、露兜树、霸王鞭等极耐旱的植物出现,人工栽培的木麻黄已多成林。 (三) 形成特点及基本性质
有机质积累作用弱:季节性干旱,热带稀树草原,植被生长差,合成量少。 凋落物与同地带的赤红壤、砖红壤比为:
1:2.9:3.5;O.M含量20-40g/kg;但HA/FA=0.5-1. 0
弱富铝化作用:粘粒Ki大于2.0,粘土矿物多以水云母(伊利石)、蒙脱石、蛭石为主。在古老沉积物上发育者可有较多的高岭石和三水铝石,其富铝化程度较砖红壤、红壤大为减弱。
土壤淋溶作用较弱:矿物风化释放的盐基淋失少,盐基近于饱和,且由于季水分强烈蒸发和生物积累的影响,钙镁有向表层复积的趋势;部分石灰岩风化发育的土壤,还可有石灰结核出现。
粘粒有下移趋势: (四)利用和改良
光热资源丰富,是其利用上的有利条件;存在的主要问题是干旱缺水;解决的办法是兴修水利,引水灌溉,集蓄雨水,发展雨养农业,以及种草植树,保持水土等。在水源未解决前宜种耐旱的剑麻、香麻等热带作物。 二、褐土
(一)地理分布
主要分布在我国暖温带东部半湿润地区,如关中、晋东南、冀西、豫西等的丘陵盆地和燕山、大行山、吕梁山、秦岭等山地。在川西(甘孜、阿坝)、藏东、滇西北高山峡谷区的干暖河谷亦有褐土的变异类型分布。
在水平分布土,褐土东与棕壤相接,西北半干旱区的栗褐土相接,南与黄褐土相连。在垂直分布上则往往处于棕壤带之下 (二)形成条件
气候:暖温带半湿润气候,冬干夏湿,雨热同季。
与棕壤带的不同之点是温度较高,降水较少,夏季较为炎热,有明显的干季。年均温10~14℃,最冷月均温低于0℃,≥10℃积温3100~4500℃。年降水量600~800毫米,50%以上的雨量集中于夏季降落;年干燥度1.0~1.5。
植被:以旱生森林和灌丛草原为主,常见树种有栎属及榆、槭、华树、山杨等阔叶树,灌丛由酸枣、荆条等组成。
地形:山地、丘岗、洪积扇和高阶地 成土母质:黄土等富含碳酸钙的物质。 (三)成土过程 1、脱钙过程
钙积型:土体上部碳酸钙显著下淋,但未完全淋失,通体石灰反应,钙积层发育明显而层位高;
淋溶钙积型:表层和粘化层的碳酸钙已被淋失,但下部仍有发育明显的钙积层;
淋溶型:在1米剖面内碳酸钙已基本淋失而无钙积层,底层可有微量碳酸钙,但土壤盐基饱和,呈中性至微碱性反应。褐土的钙积特征表现为菌丝状、斑块状和结核状等的碳酸钙淀积。
2、明显的粘化作用
较棕壤的粘化弱,且以残积粘化为主,也有弱度淀积粘化。粘化层位于钙积层之上。淋溶型和淋溶钙积型褐土的粘化作用较强,钙积型则不太明显。 3、人工覆盖作用
施用土粪,形成人工覆盖层,厚度达半米以上。 (四)褐土亚类
褐土划分为褐土、石灰性褐土、淋溶褐土、潮褐土 、楼土、燥褐土和褐土性土共7个亚类。
燥褐土 —— 分布在川、滇、藏接壤的横断山脉中段峡谷区,包括金沙江、澜沧江及其支流海拔2000~2500米的干暖谷地。年降水量为300~500毫米,干湿季分明。植被以白刺花、小马鞍羊蹄甲等旱生灌丛为主。坡面侵蚀强,土体厚度一般不超过50厘米,多石砾,质地轻,干燥。土壤通体强石灰反应。
楼土:楼土是在原褐土的基础上,经长期耕作,特别是施用土粪堆积覆盖而形成的。主要分布在陕西关中和山西南部。其剖面:
耕层—犁敌层—古耕层—老粘化层—心土—底土 褐土:
A – Bt – BCa – C 石灰性褐土:
A – B – BCa – C 淋溶褐土: A – Bt –– C (五)褐土利用和改良
褐土是我国北方重要的耕地土壤资源之一。褐土除用作农田外,还可用于发展水果,北方有名的苹果、梨、杏、柿、枣等即多产于此。搞好水土保持工作。注意适时耕作,增施有机肥和氮磷肥,扩种绿肥等以培肥土壤。 三、灰褐土
灰褐土:是温带干旱、半干旱山区垂直带中积钙作用强的森林土壤,成土作用大致与褐土相似,但粘化作用较弱,积钙作用较强,剖面中下部常出现钙积层。具 Ao – A - (B) - BCa –C 构型。分布于内蒙大青山、乌拉山,宁夏贺兰山,西部天山南北坡、帕米尔、西昆仑山,甘肃祁连山,西秦岭,以及六盘山、子午岭等山地。 四、黑土
黑土:为一种富含腐殖质和植物营养元素的黑色土壤。 (一)地理分布
主要见于黑龙江和吉林两省中部,集中分布在小兴安岭和长白山西侧的山前波状台地即松嫩平原,西与黑钙土为邻。 (二)形成条件
气候:温带半湿润地区,年均温0.5~6℃,≥10℃积温2500~3000℃,夏季温暖,冬季漫长而严寒,无霜期90~140天。年降水量450~650毫米,90%以上的雨量集中于暖季(4~9月),冬季少雪。土壤冻结深度达1~2米以上。
植被:植被属于草原化草甸类型,以杂类草群落为主,当地称为“五花草塘”。其植物种类多,生长繁茂,一般高40~50厘米,覆盖度达80~90%;根系深达80~100厘米,但以表层20厘米最为集中。
地形:波状起伏的低山丘陵,又称为漫岗,相对高度5~10米。 成土母质:更新统黄土状粘质沉积物为主。 (三)形成特点
1、强烈的腐殖质积累过程
雨热同季,草甸植被生长繁茂,生成大量,冬季严寒漫长,微生物活动性差,形成大量腐殖质。草甸植被根系发达,扎根深深厚。 2、彻底的脱钙过程
水分充分,碳酸钙淋溶强,通体无石灰反应 3、轻度还原性离铁、离锰
(四)基本性状 1、黑土的剖面特征 Ah – AhB – B – C
Ah:腐殖质层深厚,一般为30~70厘米;高者达100厘米以上,呈黑色或灰黑色,大部分为团粒状和团块状结构,结构水稳性高,土层疏松多孔,根系很多。 AhB:过度层,Ah向下呈舌状延伸。
B:灰棕色或浅棕带黄色,一般厚度为30~50厘米,质地较粘重,核块状或块状结构,较为紧实,含有较多的铁锰小结核。田鼠和蚯蚓的洞穴、粪便较多。 2、黑土的理化性质
质地:质地多为重壤土至粘土
有机质和全氮:表层一般为30~60g/kg,高者达100g/kg以上。腐殖质沿剖面下延很深,在1~2米处的有机质仍可达10g/kg左右。土壤全氮丰富,C/N比10~14。 土壤腐殖质:HA/FA为1.4~2.5。
酸度和BS:呈中性至微酸性,pH5.5~6.5。盐基饱和度一般为70~90%,交换性盐基以钙、镁为主。
CEC:腐殖质层可高达40cmol(+)/kg土。 (五)利用和改良
黑土的自然肥力很高,养分丰富,结构良好,是我国最肥沃的土壤之一。
黑土处女地几乎没有土壤侵蚀,开垦为农地后,容易形成大量的地表径流,造成严重的土壤侵蚀,
五、灰色森林土(灰黑土) 灰色森林土简称灰黑土:是指发育在温带半湿润森林草原地区森林植被下具有深厚腐殖质层的土壤。主要分布在大兴安岭中南段;其次分布在的阿尔泰山和准噶尔盆地以西山地等的垂直带中,并常与黑钙土构成复区。 形成特点:
形成具有过度性:① 较同地带暗棕壤干,但仍具有森林土壤的特点——即盐基淋溶和酸化作用;② 与黑土相比,降水相近,但居山坡,积水、滞水不如黑土,但仍湿润,故同时具有草原土壤的特点——强腐殖质积累。 第四节 钙层土
钙层土:是我国温带和暖温带半湿润、半干旱至干旱地区的草原土壤系列。
土类:温带的黑钙土、栗钙土、棕钙土和暖温带的栗褐土、黑垆土、灰钙土等6个土类。 分布:小兴安岭和长白山以西、长城以北、贺兰山以东的广大地区。
变化:黑钙土、栗钙土和黑垆土是最典型的草原土壤。栗褐土是向旱生性森林土壤(褐土)过渡的土壤,棕钙土和灰钙土则是向荒漠土壤过渡的土壤。 共同特点:
① 所处气候条件较干旱,土壤的淋溶作用较弱,富含盐基物质,交换性盐基呈饱和状态,土体中有明显的钙积层发育;
②草原植被主要以根系在土壤中积累有机质,腐殖质剖面较深,其含量自表层向下逐渐减少;
③土壤呈中性至碱性反应。这些特点与铁铝土、淋溶土等森林土壤形成了鲜明的对照。 一、黑钙土 (一)地理分布
黑钙土:是我国温带半湿润草甸草原下形成的具有深厚腐殖质层和钙积层的土壤。
分布: 黑龙江和吉林省的西部。大兴安岭山地的东西两侧、松嫩平原中部及松辽分水岭
地区。向西延伸到燕山北坡和阴山山地的垂直带上,其次在以及甘肃等地的盆地及山地也有零星分布。 (二)形成条件 气候:温带半湿润气候,夏季温和多雨,冬季寒冷干燥;年均温-1~-5℃,≥10℃积温1600~3000℃,年降水量350~450毫米,年干燥度0.9~1.2;土壤冻结深度达1.3米以上。 植被:草原和草甸草原,旱生菊科蒿类和禾本科草类为主的,覆盖度为60~90%。 地形:平缓丘陵、坡地。
成土母质:黄土状沉积物和砂性淤积物等,较黑土粗。 (三)形成特点
1、强烈的腐殖质积累,但弱于黑土 2、明显的钙化过程 (四)基本性质
土体构型:Ah - AB - BCa - C
Ah:腐殖质层,30-40厘米,呈黑色或黑灰色,多为粒状和团粒状结构。 AB:过度层,腐殖质舌状下伸。
BCa:钙积层,多出现在50-90厘米处。碳酸钙淀积形态多呈粉未状、菌丝状或斑块状。 理化性质:
有机质:一般为50-80克/千克。 土壤腐殖质:HA/FA为1.5。
酸度:中性至微碱性反应,pH6.5-8.5。
CEC:30-40cmol(+)/kg土,交换性盐基以钙、镁为主,盐基饱和度一般在90%以上。 (五)黑钙土分类
分为:黑钙土、淋溶黑钙土、石灰性黑钙土、淡黑钙土、草甸黑钙土、盐化黑钙土和碱化黑钙土共7个亚类。 二、栗钙土 (一)地理分布
栗钙土:是我国温带性半干旱草原地区 具有栗色腐殖质层和灰白色钙积层的土壤。
分布:内蒙古高原的东南部、鄂尔多斯高原东部、呼伦贝尔高原西部、大兴安岭的东南麓和松嫩平原的西南部。 (二)形成条件 气候:温带性半干旱气候,年均温-2~6℃, ≥10℃积温1700~3000℃,年降水量250~450毫米,年干燥度一般为1.0~2.0。 植被:典型的草原即干草原类型,由旱生性多年生草类组成,以丛生禾草类(针茅等)为主,灌木和半灌木也占有相当的比重;草层高度为5~30厘米,覆盖度达20~50%。 地形:剥蚀高原、平原、丘陵、山地和山间盆地,但以平坦地形为主。
成土母质:各种母岩的风化物、黄土和黄土状物质、风成砂以及洪积、冲积、湖积物。 (三)形成特点
具有草原土壤最典型的形成特点
腐殖质积累:与黑钙土相比,其腐殖质积累过程渐趋减弱。 钙化过程:与黑钙土相比,钙化过程相对增强,钙积层位更高。 粘化:粘化过程很微弱,而且不普遍。 (四)基本性状
土体构型: Ah– BCa – C,层次分化明显。
Ah:腐殖质层,25-45厘米,栗色、暗栗色或灰棕色,腐殖质无舌状下伸。
BCa:钙积层,灰白色,紧实而少根,具有多量的斑状、粉状、网纹状和菌丝状石灰淀积,有时也有少量的石灰结核,在土表以下30-50厘米处开始出现,厚度达30~70厘米。 理化性质:
有机质:表层多在5-40克/千克。 土壤腐殖质:HA/FA大于1.0。 酸度:呈微碱性至碱性反应,pH7-9。
(五)栗钙土的分类和利用和改良 分类:
栗钙土分为暗栗钙土、栗钙土、淡栗钙土、草甸栗钙土、盐化栗钙土、碱化栗钙土和栗钙土性土7个亚类。 利用和改良:
栗钙土是我国北方草原地区分布面积最大的土类之一。是我国主要的牧业基地之一,也是我国重要的旱作农区。 栗钙土地区春旱频繁,土壤缺水严重,应大力开发地表及地下水资源,扩大灌溉面积。 三、 黑垆土
黑垆土:是指我国西北黄土高原的一种古老耕种土壤,又是一种暖温带的草原土壤。土壤剖面呈Ah – BCa – C,它以具有深厚的黑色垆土层(Ah:厚50~80(100)厘米)而得名。土壤pH7.5~8.5,呈微碱性至碱性反应。
分布:黑垆土主要分布在陕北、陇东和陇中地区,在内蒙古和宁夏南部也有分布。 四、棕钙土
棕钙土: 是指温带草原向荒漠过渡地带的荒漠草原土壤。腐殖质积累过程较栗钙土减弱,而碳酸钙的聚积过程明显较栗钙土增强,即表现出强烈的钙化作用。土壤剖面呈Ah – BCa – C,土壤呈碱性至强碱性反应,pH8.0~9.5。
分布:主要分布在内蒙古高原和鄂尔多斯高原的中、西部,准噶尔盆地北部、中部以及天山北坡山前洪积扇上部。 五、灰钙土
灰钙土:是暖温带干旱地区的荒漠草原土壤。与棕钙土相比较,灰钙土的腐殖质积累稍强,而钙化过程有所减弱(黄土母质及强烈蒸发作用)。由于淋溶状况和生草化现象较为明显,灰钙土又有别于漠土的形成过程。
土壤剖面呈Ah – BCa – C,土壤呈碱性至强碱性反应,pH8.5~9.5。
分布:主要分布在黄土高原的西部、河西走廊东段、银川平原、湟水河中下游平原和伊犁河谷地。
第五节 漠土
漠土又称荒漠土:是漠境地区的地带性土壤。
范围:我国漠境地区的面积很大,约占全国总面积的五分之一,包括、甘肃、内蒙古、青海和宁夏等省区的一部分或大部分。
气候:极端干旱,年降水量一般在200毫米以下,甚至不足100毫米,从而形成植被十分稀疏的荒漠景观。
基本的形成特点:漆皮化、龟裂化、砾质化和碳酸盐表聚化以及石膏、易溶性盐分的积累。 共同特征:① 地表多石砾,具有多孔状的漠境结皮;有机质含量低,通常在5(或3)克/千克以下;② 碳酸钙含量高,而且表聚性强;③ 普遍含有石膏和较多的易溶性盐;④ 存在较明显的残积粘化和铁质化染色的红棕色紧实层,以及土体浅薄等。 土类:我国的漠土包括灰漠土、灰棕漠土和棕漠土3个土类,归为漠土纲。 灰棕漠土和棕漠土分别代表温带和暖温带典型漠境的土壤,灰漠土则为温带漠境边缘的
过渡性土壤。
剖面:面包状结皮(其上有砾幂,砾幂上有漠境漆皮)—— 褐棕色或红棕色的紧实层 —— 石膏和易溶性盐聚积层。 一、灰漠土
灰漠土: 是指我国温带漠境边缘棕钙土向灰棕漠土过渡的土壤。属干旱性气候,其年降水量100~200毫米。植被为旱生、超旱生小半灌木和灌木荒漠类型,覆盖度一般在10%左右。
具有漠土形成的一些重要特点,又有某些草原土形成过程,如略有腐殖质积累,碳酸钙受到弱度的淋溶等。
表层(0~10厘米)有机质含量约为10克/千克, 土壤呈碱性至强碱性反应,pH在8以上。
分布:主要主要分布在天山北麓和甘肃河西走廊一带,内蒙古西部和宁夏也有分布,其分布区东西长达1~2千公里。 二、灰棕漠土
灰棕漠土: 系指温带极端干旱气候条件下由粗骨性母质发育的漠土类型。
表层有机质含量甚低,很少超过5克/千克,碳酸钙的含量以表层或亚表层最高,可高达70~100克/千克,土壤pH8.0~9.5,呈碱性至强碱性反应。
分布:广泛分布于内蒙古的西部和甘肃北部的阿拉善-鄂济纳高愿,河西走廊中、西段北山的山前砾质戈壁,准噶尔盆地西部山前平凉和东部戈壁,青海柴达木盆地的西部山前戈壁,以及这些地区的部分干旱山区。 三、棕漠土
棕漠土:系是我国暖温带极端干旱(年降水量极少,大部分低于50毫米)条件下具有明显盐盘层的漠土类型,常与砾质戈壁相联系。
有机质含量极低,多低于3克/千克;碳酸钙含量以结皮层最高,可达60~110克/千克,向下显著减少;表层易溶性盐含量在5克/千克左右以上,盐类组成以硫酸盐为主,并有较多的氯化物;土壤呈碱性反应,pH在8以上。
分布:广泛分布于甘肃河西走廊最西部、东部(吐鲁番盆地、哈密盆地)和塔里木盆地等,以及盆地边缘的诸低山部分。 第六节 初育土
初育土:是指剖面发育程度低、层次分化不明显的幼年性土壤,其性状受到母质岩性的深刻影响
土类:紫色土、石灰(岩)土、火山灰土、磷质石灰土、黄绵土、红粘土、风沙土、龟裂土、新积土、粗骨土、石质土共11个土类。
重点介绍:紫色土 简述:石(灰)岩)土、新积土、粗骨土石质土等土类。 一、新积土
分布: 各地均有分布。近期堆积地形,如超河漫滩、新洪积扇、冲积堆。 母质: 新近冲积物、洪积物和塌积物。 特点:(1)剖面无发生层,显沉积层,含砾石
(2)没有明显的腐殖质层,略呈A-C型利用: 水源丰富,是山区重要的农业土壤资源之一。
二、石灰(岩)土
分布:热带、亚热带,石灰岩,广西、贵州、云南最多。
特点:脱钙不彻底,土层薄,土质粘重,有机质含量高(钙-腐殖质)。 三、粗骨土和石质土
1、概念:系石质山区,土层非常浅薄的土壤类型。
2、石质土:A – R,A层小于10厘米,A层内岩石碎屑占30-50%。 3、粗骨土:A – C,土体石砾量(容积)大于50%。 问题: 粗骨土和石质土与地带性幼年土有何区别? 五、紫色土 (一)地理分布
紫色土:是我国湿润热带、亚热带地区由紫色岩类风化而成的幼年岩性土。 分布:
集中分布于四川盆地,也见于滇、黔、湘、鄂、浙、赣、闽、粤、桂等省区,与红壤、黄壤等地带性土壤呈复区分布。四川“赤色盆地”即由此而得名。四川集中分布于东部盆地海拔800米以下的丘陵,在川西南凉山也有一定分布。
川渝地区紫色土面积1.3亿亩,占总土地总面积的18.4%,位居第一。川渝地区紫色土垦殖率达46.8%,由紫色土形成的耕地为6091.3万亩,占该区旱地面积的62.1%,占耕地面积的36.4%,仅次于水稻土。
紫色土是川渝地区粮、棉、油、蔗、果的重要生产基地。是“天府之国”的重要组成部分
(二)形成特点
四川盆地主要红层的地质特征 下第三系:
芦山组:棕红色泥岩为主,产石膏、芒硝。以芦山最多。 名山群:棕红色泥岩(上段)、粉砂岩(下段)互层,各40-60%。产石膏、硭硝。名山、眉山、天全等盆西地区。
白垩系: (P145:分布、产状、岩层组合、颜色、地貌) 上统: 灌口组(Kgg): 夹关组(K2i): 下统: 城墙岩群(K1c):
侏罗系: (P145:分布、产状、岩层组合、颜色、地貌) 上统: 莲莱镇组(J3p): 遂宁组(J3s):
中统: 沙溪庙组(J2s): 新田沟组(J2x): 下统: 自流井组(J1z): 三迭系:下统: 飞仙关组(T1f):紫红色泥岩夹粉砂岩,含泥灰岩,富含石灰。 1.快速物理崩解和频繁的侵蚀堆积作用 原因:
胶结物:紫色岩胶结物多为钙质、泥质,少铁质、硅质; 成分复杂:成分复杂且色深、差异吸热、差热崩解; 特殊地形:
2.风化淋溶程度浅,基本保持母岩原色 原因:
更新频繁:成土时间短,化学风化弱,保持母岩的基本成分; 特殊岩石:紫色岩颜色的形成至今未弄清。(如紫色土发育的水稻土)。 3.母岩盐基物质丰富,淋溶损失少
体现:①多富含钙质,多为中性和石灰性
②全量P、K、Na、Ca、Mg、Mo、B、Zn、Mn含量较高。 3.生物循环强烈,有机质和氮素积累少
原因:①温度、水分有利于植物生长,有利于有机质合成;
②土壤酸度、温度、水分有利于有机质分解。人为活动频繁。 (三)基本性状 1.土壤的剖面特征
土体构型: 一般: A-AC-C型 平缓地段: A-B-C 特点:①剖面发育不明显;
②土层浅薄,一般不足1米,多夹石骨; ③土壤剖面最醒目的特征是呈紫色基调。 2.土壤的理化性质
质地:受母岩岩性影响,紫色土颗粒组成变化大,砂壤-轻粘。
泥岩发育的紫色土——质地较重砂岩发育的紫色土——质地较轻 有机质:有机质含量低,多在10~30g/kg之间。
土壤腐殖质:HA/FA为1.0左右,远大于同地带的黄壤。 Ca-Humus较多,有利于形成良好结构。
CaCO3 含量:10g/kg≤ ~ ≥100g/kg。 酸度:酸性至碱性反应,pH5.5~8.5。 BS: 多在70%以上。
CEC:变化大,一般为10-29cmol(+)/kg土
水气状况:紫色丘陵顶部——蓄水能力极差,易旱;紫色丘陵下部——塘水,耕性差。 川农农场紫色大土:
雨 后 雨后一周 0-5cm 15-20cm 0-5cm 15-20cm 自然含水量 21,8 36.5 12.3 36.3
(%) (塘心) 养分状况: ①有机质含量低,缺氮,耕地更缺;
②全量P、K、Na、Ca、Mg、Mo、B、N、Mn含量较高,但有效量较缺乏。 (四)紫色土的分类
划分依据:碳酸钙和盐基的淋溶程度
亚类:石灰性紫色土、中性紫色土和酸性紫色土3个亚类。 1、石灰性紫色土 剖面构型为AC-R或A-C-R型。
土壤通体强石灰反应,碳酸钙含量大于30克/千克,pH高于7.5。
土壤矿物风化微弱, 铁的游高度多在35%粘土矿物以水云母或蒙脱石为主,与母岩的差别甚微。生物积累作用较弱。 2. 中性紫色土
母岩中碳酸钙较少或在成土过程中已明显淋溶。土壤中碳酸钙含量低于30克/千克,但盐基饱和度在70%以上,pH6.5~7.5。铁的游离度较石灰性紫色土略有增加,粘土矿物以蛭石、水云母或蒙脱石、水云母为主 3.酸性紫色土
多形成于紫色砂岩,碳酸钙较少。土体已彻底淋溶脱钙,不含碳酸钙,并有部分交换性盐基淋失,盐基饱和度在70%以下,pH5.0~6.5。土壤铁的游离度多在40%以上,粘土矿物一般以蛭石、水云母为主,有时可有高岭石出现。 紫色土的土属分类:
酸性紫色土:①红紫泥土(夹关组)
②淋溶紫泥土(其它地层酸化) 中性紫色土:①灰棕紫泥土(沙溪庙组等) ②暗紫泥土(自流井组)
③变性紫色土 (酸性、石灰性紫色岩) 石灰性紫色土:①红棕紫泥土 (遂宁组、牛滚凼组紫色岩) ②棕紫泥土(莲莱镇组)
③黄红紫泥土(城墙岩群)
④砖红紫泥土(芦山组、名山群)
⑤原生钙质紫泥土(沙溪庙组、夹关组、飞仙关组) (五)紫色土的利用和改良
原则:合理利用,保持水土,绿化荒坡,建立良性生态循环。 1.因土种植,合理利用
石灰性紫色土:宜种棉花、花生、豆类等喜钙作物; 酸性紫色土宜种茶、油茶等;
粗骨性紫色土可种豌豆、甘薯等耐瘠作物。 2.保持水土,以保促用
气候:雨水充沛,时空分布不均,降雨集中,旱、洪交替发生,干旱突出,春旱、夏旱、伏旱等旱灾频繁出现;
严重的水土流失:坡地、特殊土性、特殊气候加剧了旱、洪灾害,致使土壤肥力减退。 蓄水防旱,减洪保土是稳定地提高紫色土生产力的关键环节。 (1)工程措施
蓄水工程:根据紫色丘陵的集雨特点,按坡修建微型蓄水工程(蓄水池、窖等)和小型塘、库,分散拦蓄地表径流,蓄水与保土相结合。
坡地改梯地:加厚土层,增加土壤蓄水,减少水上流失。
实践证明:当坡面坡度控制在5-70以下,地宽10米,地边有埂,即可基本控制水土流失。
(2)生物措施
种草植树,绿化荒坡,增加植被覆盖率,护坡保土,涵养水源,调节小气候,提供有机肥源(黄荆、马桑、桤木等) (3)农业耕作措施 横坡耕作种植; 土壤覆盖; 啄石骨(泥岩),加速母质熟化;传厢聚土,增厚土办法层等传统方法(乐至:传厢聚土较对照增产2.7倍);旱地聚土免耕立体种植技术 (获得国家科技进步二等奖) 。 第七节 盐碱土
1、我国盐土的基本标准?
(0.2-2.0%:氯化物下限0.6%,硫酸盐
下限2.0%,二者混合型下限为10%) 2、盐土盐分的积聚特点与碱土有何不同? (盐土盐分表聚,碱土盐分底聚) 3、盐土可分为几个土类?
4、什么是碱质化(钠质化)?什么是碱
化度(钠化率,EPS)?
5、什么是碱土? 什么是碱化土壤? (ESP >20%) (ESP 5-20%) 6、什么是钠吸附比(SAR)?
7、什么是土壤碱性化?什么是土壤总碱度? 第八节 半水成土和水成土
半水成土和水成土:是指长期或季节性水分过度湿润或水分饱和的土壤。 半水成土:是指受地下水浸润,或土体滞水湿润和经草甸植被或旱耕熟化作用而成的土壤。 半水成土包括草甸土、潮土、砂姜黑土、林灌草甸土和山地草甸土等土类。
水成土:是指有地表积水,并受地下水浸润和沼泽植被作用所形成的土壤,包括沼泽土和泥炭土2个土类。
草甸土:草甸土是直接受地下水浸润,在草甸植被下发育,产生明显腐殖质积累过程和季节性氧化还原过程,土体呈 A-W-C基本构型的半水成土。
山地草甸土: 是指分布于海拔1200-2800米(四川1500-3000米)的山顶平洼地段,在草甸和灌丛草甸植被下,受低温和水分的影响,表层富积有机质,并产生弱潜育化,土体呈A0-Ag-B-C构型的土壤。
砂姜黑土:P162-163,黑的含义?砂姜?
潮土:概念: 曾称为冲积土、浅色草甸土等,是指在近代河流沉积物(第四系全新统沉积物,即新冲积)上受地下水影响和经旱耕熟化而成的半水成土。土壤剖面为A-Ap-W-C型,多含CaCO3,pH7.0-8.5,耕作熟化程度高,且随区域和微地形变化而变化的一类土壤。 分布: 广泛分布于我国东北三江平原、华北平原、洞庭湖平原、太湖平原、成都平原、珠江三角洲平原和钱塘江平原。(南方潮土多已转化为水稻土)。 形成特点:①受母质深刻影响 四川潮土的冲积母质主要有: 岷江流域的灰色冲积物;(石灰、云母)紫色丘陵区的紫色冲积物;(石灰、粘重)红、黄壤性冲积物;(富铝化特征,pH、BS?)灰棕冲积物。(上面以外的冲积物)
②受地下水深刻影响产生潴育化过程 —— “W”形成返潮现象 —— “潮” ③受耕作熟化深刻影响 分类:共7个。
问题:利用程度高,培肥?污染?
沼泽土:是在地表积水和湿生沼泽植被条件下具有强烈有机质积累和还原(潜育)特征的水成土。
土壤剖面构型为AH-G型(AH为腐殖质泥炭层,H为泥炭层)。 AH厚度小于50厘米,有机质含量较泥炭土低,为50~ 400克/千克之间。
泥炭土:剖面构型为H-G型。泥炭层(H)的厚度大于50厘米,有机质含量高达200~800克/千克。
利用及问题:①自然状态?放水农作? ②泥炭利用? 第九节 人为土
人为土纲:水稻土、灌淤土和灌漠土3个土类。 一、水稻土 (一)地理分布 水稻土:是指在植稻或以植稻为主的耕作 制下,经长期水耕熟化而成的特殊耕种土壤,它既不同干旱耕土壤,也不同于自然积水条件下的沼泽土等。
我国水稻栽培有7千多年的历史。
全世界有1/2的人口以大米为主食,西方国家对大米的消耗量也大。水稻土的分布遍及全国,南起热带的海南崖县(北纬18ο20′),北抵寒温带的黑龙江省漠河(北纬53ο20′)。 从季风区到内陆干旱区,从滨海平原到海拔2600米(?)的高原均有分布。90%以上的水稻土集中于秦岭-淮河一线以南和青藏高原以东的广大平原、丘陵和山区。尤以长江中、下游平原,四川盆地,珠江三角洲和省西部平原最为集中。
凡能保证温度、水分条件和具有能保水的地形条件,均种植水稻。 四川盐源盆地 —— 水稻分布2600米?
四川大巴山 —— 水稻分布1200米?川渝水稻土6901.51万亩,占耕地面积的41.30%
(二)形成条件
地形:有水源保证或易于积存雨水的各种 地形条件。
母质:起源土壤即为水稻土的母质或母土。 水文:三种类型:
①地表水型:见于地势较高、地下水埋藏深和排水良好的地段,如坡地、河谷高阶地等,土壤水分动态仅受地表水(雨水、灌溉水)的调节,漏水、漏肥是其肥力发展中的突出问题。常见的雷响田、望天田等。 土壤剖面:A-Ap-P-C
②地下水型:所处地形低洼,泄水不畅,地下水位高,雨季可达到地表,如河谷平原的低洼地、丘陵槽沟田等。往往形成下湿田、烂泥田,湿、烂、毒、冷是土壤突出的生产问题。
土壤剖面:Ag-G-C
③良水型:多处于河谷平原,地下水位适中,一般为1~2米,土壤水分动态同时受地表水和地下水的制约。良水型的水、气较为协调。 土壤剖面:A-Ap-(P)-W-C ④特殊水型:
滞水型:高阶地,土壤风化深,质地粘重,发生漂洗。 土壤剖面:A-Ap-E-C积水型:冬水田 土壤剖面: Ag –G –C或G –C
气候:影响水源、母土风化程度和熟制等。 (三)形成特点
水稻土的形成过程是淋溶作用和水耕熟化的矛盾统一过程。
(1)还原淋溶(包括溶解、络合淋溶)和氧化淀积,简称淋溶作用。体现:
铁、锰和钙、镁、钾、钠及二氧化硅,在还原淋溶过程中遭致淋失,铁、锰氧化条件下又发生淀积;
(2) 水耕条件下物质积累,简称水耕 熟化。体现:
通过灌溉、施肥等给土壤带来矿物质和有机物质,以补充植物吸收和淋溶的损失。 (四)水稻土的基本特性 1、水稻土的物理特性
(1)水稻土的空气组成与耕层分化
土壤淹水后, 土壤空气组成是O2的数量减少,趋于贫乏,而CO2则增加。产生的原因是: ① 水层阻隔了土壤与大气之间的气体交换,大气中的O2难以进入土壤。 ② 水层中溶解O2的数量又非常有限(6~8毫升/升)。
③ O2在水中的扩散漫:D水/D空气=10-4
④土壤微生物的活动,使原来耕层中存在的O2很快消耗殆尽。 ⑤稻根泌氧能力有限且限于根际,仅能满足其自身需氧量的1/5左右。
一般认为:淹水后6-12小时, O2趋于消失微生物群落:好气兼性厌气。 (2)耕层分化
淹水后,有限的O2使耕层分化成两层。
氧化层:水-土界面水层中有限的溶解O2使耕层表面厚度约10毫米的土壤氧化成黄棕色氧化层。Fe、Mn、S、N以氧化态存在。
还原层:耕层10毫米以下。土壤青灰色,Fe、Mn、S、N以还原态存在。 2、水稻土水热状况
水的热容量大 温度升降缓漫。 秧田期:昼排夜灌。 大田期:浅水灌溉。 烂泥田:开沟排水。 3、水稻土的耕性
(1)油性,又称糯性:有机质含量高,质地适中,团聚体发育,疏松多孔,渗漏适当,微生物活性强,供肥能力高,稻根易伸展。
(2)僵性,又称粳性:其质地粘重,有机质较少,结构系数不高,土体致密紧实,干耕硬,起大块,湿耕粘,起泥条。
(3)起浆性:质地粘重,结构系数低,易起浆,泥层浮烂,栽秧时易产生浮秧。 (4)淀浆性和沉砂性,土壤的有机质和粘粒含量都低,而SiO2含量很高耕后易澄清,紧密板结,插秧困难,稻根不易伸展。 4、水稻土的化学特性 (1)土壤氧化还原状况 ①氧化还原电位(Eh):土壤的氧化还原电位是反映其氧化或还原程度的重要指标。 水稻土的Eh特点:
一是变化范围广,可从-200~-300毫伏变化至500~700毫伏;
二是Eh值主要取决于水溶性氧化物质与还原物质的相对活度和溶夜的pH。
土壤中大多数的氧化还原反应都有质子(H+)参加,反应式为: 氧化剂 + ne + m H+ 还原剂 Fe(OH)3+ 3 H+ + e Fe2+ + 3 H2O ② 氧化还原顺序性:
水稻土中各种氧化还原体系参加反应的顺序
氧化还原反应 pH=7时的Eo(V) 实测Eh(V) O2+4H++4e=2H2O 0.82 0.65~0.3 NO3-+2H++2e=NO2-+H2O 0.54 0.5~0.2 MnO2+4H++2e=Mn2++2H2O 0.43 0.4~0.2 FeOOH+3H++e=Fe2++2H2O 0.17 0.3~0.1 有机体系 -0.3~-0.2 0~-0.2 SO42-+9H++6e=HS-+4H2O -0.16 0~0.15 2H++2e =H2 0.414 -0.15~-0.3 甲烷发酵 一 -0.2~-0.3 土壤各氧化还原体系之间存在着顺序性给水稻土壤带来如下特性:
1)淹水切断土壤O2供应,随着土壤中有限O2的迅速消耗, Eh可迅速降至300mv以下,此时O2已消耗殆尽。在这样的情况下,O2-H2O体系已无力影响土壤Eh变化。实验证明,大约淹水后1天,O2就消灭。
2)NO3-—NO2-,在较高的En范围进行,在淹水还原过程中,还原层的NO3-会很快消失,并造成NO2-有毒物质积累,这也许就小麦湿害的机制之一。
3)Mn比Fe易还原,反过来又比Fe后氧化,结果是Mn移动性(还原Mn2+时间长)比Fe大,易被流失,造成缺Mn。如汉源、石棉小麦缺锰;另一方面,Mn又比Fe后氧化,故土壤 剖面中Mn沉淀在Fe的表面,试验还发现过量Mn可使Fe完全沉淀而造成缺Fe(包蔽作用)。如风梨缺Fe。
4)SO42-在Eh<0时发生还原,即在很强的还原条件下还原。同时,若土壤En低而引H2S有毒物质产生时,除土壤含S特别多,土壤中往往有足量的Fe2+,发生FeS沉淀而自动解毒。另一方面,H2S和FeS又易氧化,一旦排水放干,就形成H2SO4,若Cu2+、Mg2+、K+、Na+存在不足,就导致土返酸。已返酸的土壤,即使再度淹水时,由SO42-在低Eh才还原,故酸性可以持续较长时间。
5)Fe2+的形成是在Eh300 —100mv,比形成H2S的Eh高,因此,有利于排除H2S毒害,但若土壤缺Fe,或H2S过多,则可能出现H2S毒害。 ③ 水稻土氧化还原状况的分级
氧化还原状况:是指土壤Eh与作物生长关系的综合表现。 水稻土的氧化还原状况分级
氧化还原状况 Eh范围 反 应 作 物 生 长
氧化 400mV以上 O2占优势,各物质以氧化态存在 对旱作有利,水稻不太适宜
弱度还原 400-200mV O2、NO3、-Mn4+还原 水稻生长正常,旱作受影响
中度还原 200--100mV Fe3+还原,出现有机还原物及SO42-还原 旱作发生湿害
强度还原 -100mV以下 CO2、H+还原 多量还原性物质可使水稻受害
(2)水稻土土的pH变化及其机制(一般土壤) 淹水后土壤pH变化, pH均向中性点趋近 即:
酸性土 中性点 碱性土
例如: pH4.6酸性土淹水半月后,pH升高至6.0-6.5 pH8.0碱性土淹水半月后,pH降至7.0±
中性水稻土淹水半月后, pH无变化 淹水后土壤pH变化的机制:
酸性土:淹水后pH升高是有机质分解和Fe 、
Mn 、 O2 、NO3 -还原作用(消耗H+ ) 的综合反映,总的结果是pH上升。
OM 有机酸+CO2(酸性物质) Fe(OH)3+ 3 H+ + e Fe2+ + 3 H2O 碱性土、石灰性土:淹水后pH变化主要决定于
有机质分解产生有机酸和CO2的积累。
5、水稻土的有机质及养分转化 (1)水稻土的有机质转化 1)淹水土壤有机质分解特点
第一:淹水期间,主要是兼性和专性厌气微生物参与,其呼吸消耗的能量远较好气性微生物少,同化和细胞合成作用弱,也即是:基质(有机质)的分解和消耗很缓慢,更多的有机质是通过微生物活动转化成腐殖质,逐渐积累起来。 通过水旱轮作,不仅能够提高水稻土的有机质含量,还能够改善有机质的品质,表现为HA/FA比值增高,有利于土壤结构形成。
问题:试分析旱改水对红壤肥力的影响。
第二:淹水后,土壤有机质分解不彻底,容易产生有机还原物质和有机酸,这些物质,又容易使无机物发生还原,形成有机酸酸害和有毒的无机还原物质(Fe2+、H2S等) 2) 有机酸及其毒害
嫌气条件下,有机只分解产生低级脂肪酸挥发性有机酸,既甲、乙、丙、丁酸,它们可以进一步转化成CH4和CO2,所以,其存在是短暂的,是有机质分解的中间产物。
这些有机酸也属于有机还原物质的一部分,当其积累过多时,且pH<6,就会阻碍水稻生理代谢,造成毒害。
当有机酸浓度达到10-3M就可以产生毒害。丁酸毒性最大,而叶酸含量最大。 危害症状:
稻根黄叶,枯萎,矮小,下叶枯死。根表皮脱落,根尖枯死,腐烂,一般发生在栽秧后的返青期。 产生条件:
淹水后,必然产生有机酸。但发生毒害则是有机酸浓度积累达到致害浓度的结果。 A.土壤大量施用有机质,特别是易分解有机质,如:绿肥(一次亩用量超过3000斤)。 B.久遇低温后,突然高温,有机质分解快,有机酸骤然积累,也会引起毒害。 C. pH<6,也容易引起有机酸毒害。 防治措施:
控制绿肥用量,或翻压2周整田栽秧;排水晒田,施用草木灰、石灰中和酸度。 (2)水稻土中养分的转化
1)氮素:在渍水嫌气条件下,土壤中有机态氮的矿化过程停留在氨化阶段,呈铵态氮(NH4+)积累。
当Eh降至低于350毫伏的还原条件下,即发生反硝化作用,土壤中的硝态氮(NO3-)转化生成N2O和N2,造成脱氮损失。 问题:为什么稻田氮肥要深施?
为什么稻田不宜用盐氮肥? NH4+ NO3-
NO3- NO2-,N2 N2O ,NH2
2)磷素:淹水后土壤磷的有效性增高。
原因:A、酸性土中的铁、铝磷酸盐由于pH升高而水解; Fe(OH)2H2PO4 + HOH Fe(OH)3 + H3PO4 B、高铁磷酸盐还原成低铁磷酸盐而增加磷的溶解度; C、闭蓄性磷因包被的氧化,铁胶膜的还原性溶解而释放; D、碱性土中的磷酸钙溶解度因淹水土壤Ph 的下降而增大。
问题:
为什么冬水田放干后应重视磷肥?
为什么水旱轮作田施用磷肥时,应掌握旱作重施、水稻轻施的原则? 3)钾素:
在渍水还原条件下,土壤溶液中的Fe2+、Mn2+、NH4+离子增多,促使交换性钾更多地转入溶液,一则提高钾的有效度,二则增加钾的淋失。
4)微量营养元素:水稻土渍水后,Eh降低,由于铁、锰的还原,致使铁、锰的效性增大,锌、铜的有效性降低,而硼则不受渍水的影响。 5、还原性物质的毒害 (1) Fe的转化
淹水条件下发生铁还原是必然的,但产生Fe2+危害是Fe2+的积累达到致害浓度。 南方水稻受害的水溶性亚铁临界浓度大约是50~100毫克/千克。 土壤中Fe2+存在的形态复杂大致可分为: 交换态 水溶态 沉淀及固相络合态 危害症状:下部叶片出现棕色斑点,从叶间向基部扩展;根无锈色,须状分枝,呈“狮子尾”;根内可检查出Fe2+。
发生条件:土壤还原性强,土壤活性铁含量高、有机质含量高、pH低。
防止措施:开沟排水,晒田,提高土壤氧化性;施用石灰除铁锈;补施钾肥,提高根的生命力,加强呼吸作用。 (2) Mn的转化 问题:
为什么土壤中铁的含量远比锰的含量高,而某些土壤剖面中锰斑常比铁斑多? 为什么砂质两季田容易发生小麦缺锰? (3) S的转化
发生条件:强烈淋溶,酸性较强,或大量施用新鲜绿肥,土壤中又缺Fe2+的情况下易发生H2S毒害。相反,一般中性土和含Fe2+较多的土壤不易发生H2S毒害。 危害症状:
轻度黑根型 —— 黑根不污手,且无明显臭味。 严重黑根 —— 大部根为黑色,污手,臭味。
中度黑根 —— 根呈半透明状,根内有H2S和少量 FeS黑色物质。强烈臭味。 H2S致害的临界浓度: 0.07mg/kg。
防止措施:排水晒田,据试验,黑根36.3%,晒田后黑根降至8.6%;未腐熟的有机肥不宜过量使用;控制S质大量进入田里;施入红土。 问题:为什么施入红土能缓解H2S的毒害?
为什么S引起的酸害在栽秧初期不能很快消失? 5、水稻土剖面的层次发育
自表而下水稻土剖面的发生层可依次分为: 淹育层(Aa):即水稻土的耕作层,是所有水稻土共有的特征层,也是剖面中受人为活动影响最深刻、物质和能量交换最活跃的土层。
在淹水季节,表层呈氧化态,其余部分处于还原状态,为不成型的泥浆;在干旱季节,随着排水落干后形成块状、碎块状或粒状结构,沿根孔、裂隙有锈纹锈斑。 犁底层(Ap):厚度10厘米左右,由农机具挤压和粘粒等淀积而成,较上紧实,容重增大,多为片状或扁平块状结构,结构面有铁、锰斑纹。犁底层具有托水、托肥和调节水分渗漏等
的作用。
渗育层(P):位于犁底层之下,由季节性淹灌水的渗淋作用发育而成,此层多为大棱柱状结构,结构面上有腐殖质和粘粒淀积形成的灰色胶膜和少量的铁、锰斑纹。 潴育层(W):地下水升降作用而形成的土层,多呈小棱块状或小棱柱状结构,结构面上有暗灰色胶膜和多量的铁、锰斑纹,以及铁、锰结核。 脱潜层(Gw):前身是沼泽或潜育型母土的潜育层,经排水疏干及实行水旱轮作后,原潜育层开始向潴育层过渡,初显棱块状结构,有铁、锰斑纹。 潜育层(G):是长期渍水形成的还原层,一般呈青灰色或蓝灰色,游离铁的活化度高,无结构,状如泥浆。 6、水稻土的分类
根据《中国土壤分类系统(1992)》,水稻土划分为如下8个亚类:
(1)淹育水稻土
淹育水稻土主要分布于山、丘、岗坡地,一般为梯田,不受地下水的影响,属初期发育地表水型水稻土。犁底层已初步形成,以下土层维持原母土的特征。剖面构型为Aa-Ap-C或Aa-(Ap)-C型。 (2)渗育水稻土
渗育水稻土多分布于平原中地势较高的部位及丘岗缓坡地。其地下水位较深,灌溉条件较好,受季节性灌水、雨水的影响,土壤通透性良好。有渗育层(P)发育,厚度在20厘米以上,以下土层维持母土的特征。剖面构型为Aa-Ap-P-C型。 (3)潴育水稻土
潴育水稻土分布于开阔谷地、冲积和湖积平原的平田区,灌排条件好,多属良水型水稻土.剖面构型为Aa-Ap-(P)-W-(G)C型。 (4)潜育水稻土
潜育水稻土分布于平原低洼地和山丘谷地雨水汇集区。其地下水位接近于地表或终年积水,还原作用强,全剖面Eh小于200毫伏,常有有毒的还原性物质积累,土性冷,水稻迟发。剖面构型Aa-Ap-G或Aa-(Ap)-G型。 (5)脱潜水稻土
经开排水,降低地下水位,实行水、旱轮作,由潜育水稻土演变而成。剖面构型为Aa-Ap-GW- G型。
(6)漂洗水稻土
分布于河谷高阶地或丘陵台地,不受地下水的影响,但土体透水性差或具不透水层,造成上层滞水侧渗漂洗,形成漂洗层(E)。剖面构型为Aa-Ap-(P)-E-C型。漂洗层为作物生长障碍层。
(7)盐渍水稻土
分布于盐渍土地区,母土多为含盐土壤,剖面构型为人Aa-Ap-Pz-Cz型。 (8)咸酸水稻土
为酸性硫酸盐土起源的水稻土,处于脱盐和酸性中和阶段,剖面构型为Aa-Ap-Psu-Csu型。 7、肥沃水稻土的肥力特征
问题:肥沃水稻土应具有哪些肥力特征? 8、肥沃水稻土的培育和管理
问题:怎样从环境治理,合理耕作和合理施肥等方面进行肥沃水稻土的培育和管理? 9、低产水稻土的改良及利用
问题:我国常见的低产水稻土有哪些?怎样进行改良及利用
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