土壤学

绪论

第一节 土壤在农林生产中的重要意义

一、土壤是农林生产的基本生产资料

二、土壤是人类赖以生存而进行生产的自然资源 三、土壤问题是农业可持续发展的核心问题

一、土壤是农林生产的基本生产资料

1.农林生产的植物产品,是人类和动物赖以生存的物质和能量的最根本的源泉。2.陆生植物以土壤为生产基地。3.植物生长主要依靠土壤供给各种矿物质。4.土壤生产出的各种物质,二、土壤是人类赖以生存而进行生产的自然资源土壤资源具有再生能力农林生产根据物质和能量的转化可划分为三个环节,这三个环节都和土壤有密切的关系。第一个环节就是种植业。第二个环节就是养殖业或称动物生产。第三环节是经营和管理。三、土壤问题是农业可持续发展的核心问题1. 1992联合国环境与发展大会通过了的可持续发展战略。展方向。

2. 农业的可持续发展,合理利用土壤资源是农业可持续发展的关键。3. 农业可持续发展的核心能达到的增产、增收幅度。4. 现有土壤存在地利用不充分、土壤退化严重:水土流失、土壤盐渍化、沙化、受污染等。一、土壤科学的三大学派18世纪以后,随着自然科学的进一步发展,土壤学在发展进程中先后出现了三大学派:a. 农业化学派b. 农业地质学派c. 土壤发生学派龄(时间)二、土壤分类1、现在我国用的是中国土壤分类,包括

不仅是人类生存的生活资料,,善于用养结合

183个国家和地区以及《21为解决人口、资源与环境受许多自然因素和社会因素及它们之间相互作用的影响,在于有无后备土壤资源,

质量方面的问题:第二节 李碧希 法鲁 道库恰耶夫5种自然因素

,使土壤肥力得以保持与提高 70个国际组织参加的在巴西里约热内卢召开的,联合国要求各国以它为指导原则,日益尖锐的矛盾,

中低产田与旱地所占比例大、

矿质营养学说 土壤改良、耕作和施肥等主张 土壤是母质(岩)土壤分类系统和土壤系统分类1

,土壤资源就可永续使用。抗涝抗旱能力差、

而且也是养殖业的物质基础。

年有世纪议程》制定本国国际上提出可持续农业的发其中以及各类耕地在现代耕作水平下所耕

土壤科学的发展简史

、生物、气候、地形和成土年

等。

2、土壤肥力可分为自然肥力和人为肥力。

第三节 土壤圈

土壤圈(Pedospher):土壤以不完全连续的状态存在于陆地的表面,被称为土壤圈。 土壤圈是从大气圈、水圈、岩石圈和生物圈的关系来研究土壤。

第四节 土壤学的一些基本概念1、土壤的概念

① 不同学科的专家从不同角度给予不同的解释,也就是出发点不同,定义也不同。② 岩石风化的地质学观点认为:土壤是破碎了的陈旧的岩石。③ 从数学的角度出发,认为:土壤④ 从生态学的角度出发,认为土壤是陆地植物生长的自然介质。⑤ 从物质——能量的角度来认识土壤,通过植物转化的外在表现,凡是具有这种物质和能量生物转化形式的地表物质,⑥ 在农林方面应用较多的,是从生物经济学的角度出发。土壤:土壤是地球陆地上能够生产植物收获物的疏松表层。俄国土壤学家威廉斯提出。(1)、农业土壤:由农业部门经营范畴的性质所决定的。(2)、森林土壤:是在森林植被下发育的土壤,是供给森林植物生活物质的基质。相对草原植被、荒漠植被下发育的土壤而言的。他的三个特有的成土因素:森林凋落物,林木根系,依赖现有森林生存的特有生物。使得森林土壤有农业土壤、草原土壤有区别。(3)、林业土壤:相对农业土壤的概念而言,是由林业部门经营范畴的性质所决定的,凡是属于营林范围内所涉及的土壤,壤。

2.土壤肥力(soil fertility):土壤为植物生长供应和协调营养条件和环境条件的能力包括水、肥、气、热四个要素。

土壤肥力是土壤的本质特性。律性,它的高低和演变决定于自然条件和人类的经济活动。土壤肥力生态相对性: 某种肥沃或不肥沃的土壤相同的植物而言的,而不是对任何植物而言

=岩石+外界环境(风吹,日晒,雨打等)认为土壤能生长植物,是土壤内在物质和能量

均称为林业土壤。包括有林地区和无林地区的土

,只是针对某种或某些生态上要求上,这就是土壤肥力生态相对性2

.

。 就称为土壤。

.但肥力不是固定不变的,它的发生发展有它自己的规3.自然肥力和经济肥力: 自然肥力:是自然土壤形成过程中产生和发展起来的,也就是未经人为影响的土壤所具有的肥力。

经济肥力:又称人为肥力,是在自然肥力的基础上通过人为措施的影响,如翻耕、施肥、灌溉和排水等措施,形成的土壤肥力。

土地:一定范围地形的受海洋包围的陆地.

1976年联合国粮农组织提出,土地是由影响土地利用潜力的自然环境所组成,包括气候、地形、土壤、水文和植被等,它还包括人类过去和现在活动的结果。

第五节 土壤学的未来发展任务

注意土壤质量(soil quality)和土壤健康1土壤质量:土壤在生态系统界面内维持生产,保障环境质量,促进动物与人类健康行为的能力。(Doran&Parkin,1994)

2土壤健康:在自然或管理的生态系统边界内,土壤具有动植物生产持续性,保持和提高水、气质量及支撑人类健康与生活的能力。我国农业金字塔基础研究项目已启动,将编撰土壤图籍,构建数字土壤。参考书:

《中国土壤》熊毅、李庆逵主编,科学出版社,《土壤学》(上册),北京林业大学主编,中国林业出版社,《土壤学》罗汝英主编,中国林业出版社,《土壤学》黄昌勇主编,中国农业出版社,复习思考题:

一、名词解释:土壤:土壤肥力:土壤肥力的生态相对性:森林土壤:土壤圈:二、土壤与土地有什么区别?

三、怎样才能充分利用土壤的肥力? 四、土壤具有哪些特征?

第一章第一节主要成土矿物一、基本概念

1.矿物:是地壳中的化学元素在各种地质作用下形成的自然产物,矿物可以是单一元素组成的,也可以是几种元素组成的化合物。2.结晶质、非结晶质

2.1结晶质:组成矿物的内部质点(离子、原子、分子)有规律地排列成空间格子状构造的固体物质。

结晶质矿物因内部质点有规律的排列,何外形的晶体。

2.2 非结晶质:其内部质点的排列没有规则,因而不具有一定的几何外形,又叫无定形矿物,如蛋白石,水铝英石等。

3.原生矿物、次生矿物

(soil health):

(美国土壤学会,1995)

1987; 1992; 2000。

3

1979; 地学基础

而具有一定的形态和物理性质,可以形成一定几3.1 原生矿物original mineral(内生矿物):内力作用形成的.是由地下深处高温高压条件下的岩浆(含有各种元素的硅酸盐熔融体),在沿着地壳裂缝上升过程中随着温度压力的降低、冷却、凝固、结晶而成的各种矿物。

如:橄榄石、辉石、角闪石、黑云母、白云母、长石、石英等,它们是内生成矿的最主要部分。

3.2次生矿物secondary mineral(外生矿物):外力作用形成的,是由暴露在地表的早期形成的矿物,在地表常温常压条件下,受到各种外力地质作用如风化作用、沉积作用,所形成的一类矿物。

如:各种粘土矿物、铁铝的氢氧化物,石膏和碳酸盐矿物等。

4.类质同象、同质异象

4.1类质同象( isomorphism ):矿物晶体在形成的过程中,晶体中某些质点离子团)被性质相似的质点置换而晶体构造保持不变的现象,称为类质同象或同晶置换。4.2同质异象ismer:成分相同的物质,在不同的环境下,主要是生成时的温度、压力、溶液的酸碱度等,形成构造和性质完全不同的矿物的现象,称为同质异象。墨。

二、矿物的物理性质

每一种矿物都有一定的物理性质,不同的矿物,由于成分、构造不同,相异,因此,矿物的物理性质是鉴定矿物的重要依据。矿物的物理性质是多方面的,其中最有鉴定意义的有:口、硬度、密度(比重)等。

另外还有其它一些特性:透明度、弹性、发光性、磁性、脆性、挠性这些特性是某些矿物所特有,在鉴定矿物上不具有普遍性。矿物硬度分级:摩氏硬度表

硬度等级 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 代表矿物 滑 石 方 萤 磷 正 解 灰 长 石 膏 石 石 石 石 摩氏硬度表仅是硬度的一种等级,它只是表明硬度的相对大小,能认为金刚石的硬度为滑石的10倍。

常见的造岩矿物

1、石英( quartz ) SiO2

颜色种类多,常见颜色为乳白色,硬度7,水 晶

水晶的英文名称为Rockcrystal,别名晶石、水晶石。古代希腊人称水晶为Krystallos,意思是“洁白的冰”

水晶是结晶完好的透明石英晶体,是石英庞大当含有某些金属元素等杂质时,可呈现出紫色、蔷薇色、金黄色、黑色或褐色等。人们根据水晶颜色的不同,起了许多不同的名字:紫晶、黄晶、蔷薇水晶、烟水晶、茶晶、墨晶等。水晶中,紫晶最为珍贵,其次是黄晶、烟晶。2、正长石 ( orthoclase ) KAlSi3O8

钾长石,肉红色,晶体为短柱状,常具有卡斯巴双晶或穿插双晶,为土壤提供钾

4

黄 刚英 玉 玉 “家族”中的一员。(原子、离子、

如:金刚石和石其物理性质自然等。 金 刚 石

不表示其绝对值的高低,不纯石英不含养分;水晶通常呈无色透明状,硬度6。易化学分解,颜色、条痕、光泽、解理、断石 贝壳状断口,具脂肪光泽, 3、斜长石 ( plagioclase ) CaAl2Si2O8、NaAlSi3O8

板状或粒状,灰白色,硬度6.5左右,具聚片双晶(细而长的双晶纹)。较易分解,为土壤提供钙。

4、白云母 ( muscovite ) KH2Al3Si3O12

无色,片状,具弹性,硬度2~3,极完全解理。易发生物理崩解,很发生化学分解,为土壤提供钾

5、黑云母(biotite)K(Mg.Fe)3[AlSiO10][(OH)2,F]2

黑色,片状,具弹性,硬度2~3,极完全解理。土壤提供钾、铁、镁等养分。 6、角闪石(amphibole)Ca (Mg.Fe)3Si4O12

黑绿色,长柱状或近似细长条状,硬度5~6,玻璃光泽;易风化,为土壤提供钙、铁、镁等养分。

7、辉石(pyroxenes)Ca (Mg.Fe)Si2O8

绿黑色,短柱状或近似粒状,硬度5~6,玻璃光泽;易风化,为土壤提供钙、铁、镁等养分。

8、橄榄石(olivines)(Mg.Fe)2SiO4

橄榄绿色,立方形晶粒,断口常为贝壳状,硬度6.5~7。富含铁,易分解,为土壤提供铁、镁等养分。

9、磷灰石(apatite)Ca(Fe,Cl)(PO4)3

晶体呈六方柱状,常为粒状、致密或块状或土状。颜色灰白、黄、绿、黄褐色等。玻璃光泽、断口参差状,硬度5,比重中等(3.2左右)解理不完全,不易风化,难溶于水。次生矿物

10、高岭石(kaolinite)Al4Si4O10 [(OH)8或H2Al2Si2O8 .H2O

致密细粒状、土状集合体,白色或浅红色,硬度1,比重2.6,具粗糙性,加水有可塑性。11、方解石(calcite)CaCO3

晶体菱形,乳白色,完全解理(锤击成菱形碎块得名方解石)无色透明者称冰洲石。

白云石(CaCO3﹒MgCO3 )

结晶形状和解理同方解石,晶面和解理面弯曲(方解石为平直)盐酸冒泡但很微弱

12、磁铁矿(magnetite)Fe3O4

致密状、块状集合体,铁黑色,条痕黑色,半金属光泽,硬度5.513、赤铁矿(hematite)Fe2O3

常呈鲕状、肾状,颜色为赤红色,条痕为樱红色;半金属光泽,无解理,无磁性。14、褐铁矿(brown ocher)Fe2O3.nH2O

常呈肾状、土块状,颜色呈褐色至黑色,条痕比较固定为黄褐色,半金属光泽到土状光泽15、石膏(CaSO4﹒2H2O)

晶体为纤维状、板状等,白色,硬度2,完全解理。 16、蛇纹石(H4Mg3Si2O9)

绿色并具有数种颜色条纹,磨光后似蛇皮,由橄榄石变化而成。

复习思考题:

一、名词解释:矿物;原生矿物;次生矿物;结晶质;非结晶质二、常用鉴定矿物的物理性质有哪些?

三、原生矿物中的暗色矿物和浅色矿物的主要区别是什么?

第二节岩石

5

3,与盐酸强烈冒泡。,硬度3.5-4,其粉末遇6.0,无解理,具磁性。 硬度~

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