土壤学基础

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岩石,矿物

  • 原生矿物: 在内生条件下的造岩作用和成矿作用过程中,同所形成的岩石或矿石同时期形成的矿物。如岩浆结晶过程中所形成的橄榄岩中的橄榄石,花岗岩中的石英、长石,热液成矿过程中所形成的方铅矿等,均是原生矿物。
  • 次生矿物: 在岩石或矿石形成之后,其中的矿物遭受化学变化而改造成的新生矿物,其化学组成和构造都经过改变而不同于原生矿物。如橄榄石经热液蚀变而形成的蛇纹石,正长石经风化分解而形成的高岭石,方铅矿经氧化而形成的铅矾,铅矾进一步与含碳酸的水溶液反应而形成的白铅矿等,均是次生矿物。
  • 沉积岩: 在地壳发展演化过程中,在地表或接近地表的常温常压条件下,任何先成岩遭受风化剥蚀作用的破坏产物,以及生物作用与火山作用的产物在原地或经过外力的搬运所形成的沉积层,又经成岩作用而成的岩石。在地球地表,有75%的岩石是沉积岩。主要包括石灰岩、砂岩、页岩等
  • 岩浆岩: 由岩浆喷出地表或侵入地壳冷却凝固所形成的岩石,有明显的矿物晶体颗粒或气孔。构造表现为气孔构造杏仁构造流纹波构造块状构造
  • 岩浆: 在地壳深处或上地幔产生的高温炽热、粘稠、含有挥发分 的硅酸盐熔融体,是形成各种岩浆岩和岩浆矿床的母体。岩浆的发生、运移、聚集、变化及冷凝成岩的全部过程,称为岩浆作用
  • 变质岩: 由变质作用所形成的岩石。是由地壳中先形成的岩浆岩或沉积岩,在 环境条件改变的影响下,矿物成分、化学成分以及结构构造发生变化而形成的。它的岩性特征,既受原岩的控制,具有一定的继承性,又因经受了不同的变质作用,在矿物成分和结构构造上又具有新生性(如含有变质矿物和定向构造等)。通常,由岩浆岩经变质作用形成的变质岩称为正变质岩,由沉积岩经变质作用形成的变质岩称为副变质岩
  • 变质作用: 在基本上处于固体状态下,受到温度、压力及化学活动性流体的作用,发生矿物成分、化学成分、岩石结构与构造变化的地质作用。变质岩形成后还可经历新的变质作用过程,有的变质岩是多次变质作用的产物
  • 地质作用: 由自然动外应力地质作用力引起的使地壳组成物质、地壳构造及地表形态等不断变化和形成的作用。分为外应力地质作用(来自地球外部,如太阳能。作用于地壳表层,包括风化,搬运,侵蚀,沉积)和内应力地质作用(来自地球内部,如温度,压力等。作用于整个地壳内部,如地壳运动,岩浆活动和岩石的变质作用)。
  • 地质营力: 地壳内部和地球表面无时无刻不在运动变化着,这些发展变化是由自然动力造成的。这些引起地壳物质组成、内部结构和地表形态运动和变化的自然动力称为地质营力
  • 物理风化: 岩石在温度变化、冻融、有机体、水、风和重力等物理机械作用下崩解、破碎成大小不一碎屑和颗粒的过程。(地表岩石发生机械破碎而不改变其化学作用,也不形成新矿物)
  • 化学风化: 岩石发生化学成分的改变分解。(在水、二氧化碳、氧气等多种因素作用下,改变化学成分和形成新物质的过程),如岩石中含铁的矿物受到水和 化学风化空气作用,氧化成红褐色的氧化铁
  • 生物风化: 生物对岩石、矿物产生机械的和化学的破坏作用。既有直接的作用也有间接的作用

土壤

  • 成土母质: 地表岩石经风化作用使岩石破碎形成的松散碎屑,物理性质改变所形成疏松的风化物,是形成土壤的基本原始物质,是土壤形成的物质基础和植物矿物养分元素(除氮)的最初来源。又称土壤母质 
  • 土壤剖面: 从地面向下挖掘所裸露的一段垂直切面,深度一般在两米以内
  • 根际效应: 植物根系的细胞组织脱落物和根系分泌物为根际微生物提供了丰富的营养和能量,使植物根际中的微生物数量和活性显著高于根外土壤的现象
  • 生物固氮: 固氮微生物将大气中的氮气还原成氨的过程。分为自生固氮微生物(独立进行固氮)、共生固氮微生物(与一些绿色植物互利共生的固氮微生物)和联合固氮微生物三类
  • 共生真菌:可以提高植物对土壤养分的吸收能力,有些可以促进植物生长。是大多数植物吸收营养所必须的
  • 土壤有机质: 土壤固相部分的重要组成成分,是植物营养的主要来源之一,能促进植物的生长发育,改善土壤的物理性质,促进微生物和土壤生物的活动,促进土壤中营养元素的分解,提高土壤的保肥性和缓冲性的作用。它与土壤的结构性、通气性、渗透性和吸附性、缓冲性有密切的关系,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。广义上,土壤有机质是指各种形态存在于土壤中的所有含碳的有机物质,包括土壤中的各种动、植物残体,微生物及其分解和合成的各种有机物质;狭义上,土壤有机质一般是指有机残体经微生物作用形成的一类特殊、复杂、性质比较稳定的高分子有机化合物(腐殖酸)
  • 土壤矿质化过程: 在土壤微生物的作用下,土壤中的复杂有机物被分解为简单有机物,并最终被分解成水、二氧化碳和无机盐的过程
  • 土壤腐殖化过程: 进入土壤的新鲜有机质(主要为动植物残体)在微生物作用下,通过生物化学或化学反应转化为腐殖质的过程。这一过程包括新鲜有机体分解和腐殖质合成两个方面。首先,动植物残体和微生物细胞内的各种高分子和低分子组分(如木质素、碳水化合物和蛋白质等)在微生物作用下转变为较简单的单体及其代谢物。这些转变产物含有各种芳香族化合物、脂肪族化合物和氨基酸等。腐殖质的合成与动植物残体的分解相伴进行,是转变产物在酶和土壤无机组分接触作用下,通过一系列反应合成棕色至褐色、无定形、酸性的缩聚土壤有机高分子化合物,即腐殖质
  • 氨化作用: 微生物分解有机氮化物产生氨的过程。产生的氨,一部分供微生物或植物同化,一部分被转变成硝酸盐。又称脱氨作用
  • 硝化作用: 氨基酸脱下的氨,在有氧的条件下,经亚硝酸细菌和硝酸细菌的作用转化为硝酸的过程。氨转化为硝酸的氧化必须有氧气参与。通常发生在通气良好的土壤、厩肥、堆肥和活性污泥中
  • 反硝化作用: 在厌氧条件下,微生物将硝酸盐及亚硝酸盐还原为气态氮化物和氮气的过程,是活性氮以氮气形式返回大气的主要生物过程
  • 土壤腐殖质: 是土壤中有机物存在的一种特殊形式,有着特殊化学和生物本性的、构造复杂的高分子化合物,是土壤有机质存在的主要形态
  • 土粒密度: 单位体积土壤(不含孔隙)的烘干重量,数值总是大于土壤容重,是指土壤物理参数之一。单位为克/立方厘米
  • 土壤容重: 单位体积土壤(含孔隙)的烘干重量
  • 土壤孔隙: 土粒与土粒或者团聚体之间以及团聚体内部的孔洞。土壤孔隙是容纳水分和空气的空间,也是植物根系伸展和土壤动物,及微生物活动的地方。土壤中孔隙的数量及质量,影响到土壤、水、气、热等诸因素,所以为了满足作物对水分和空气等的需要,有利于根系的伸展和活动,要求土壤尤其是土壤耕作层不仅应有适量的孔隙。而且大小孔隙的比例也要适宜
  • 土壤孔隙度: 土壤孔隙容积占土体容积的百分比
  • 物理性粘粒: 多呈片状,常以复粒存在,具很强的粘性、可塑性,但通透性差,保水保肥能力很强,矿质养分含量丰富
  • 粒级:用某种分级方法(如筛分)将粒度范围宽的矿粒群分成粒度范围窄的若干级别
  • 土壤机械组成: 自然土壤的矿物质都是由大小不同的土粒组成的,指各个粒级在土壤中所占的相对比例或质量分数
  • 土壤质地: 是土壤物理性质之一。指土壤中不同大小直径的矿物颗粒的组合状况。土壤质地与土壤通气、保肥、保水状况及耕作的难易有密切关系;土壤质地状况是拟定土壤利用、管理和改良措施的重要依据
  • 土壤吸湿水:指土壤颗粒在土颗粒吸附作用下吸持空气中的水分。
  • 毛管水: 受毛管压力作用而保持在土壤孔隙中的水分。运动方向和速度依毛管压力的大小而定。毛管水上升高度与毛管半径成反比,毛管水运动速度与毛管半径平方成正比。粘性土中孔隙小,毛管水上升高度大而运动速度很慢;砂性土中则相反,其上升高度小而运动速度很快;壤土介于两者之间。毛管水与植物生长关系密切。按其存在形式,可分为毛管上升水、毛管悬着水和孔角水。又称毛纲管水。
  • 吸湿系数: 土粒表面的吸水能力,以100g干土置于潮湿空气中任其吸引空气中水分,当饱和时(土壤重量不再增加)超过100克的部分即为吸湿水量或吸湿系数
  • 凋萎系数: 指生长在湿润土壤上的作物经过长期的干旱后,因吸水不足以补偿蒸腾消耗而叶片萎蔫时的土壤含水量。是重要的土壤水分常数之一,又称萎蔫系数
  • 田间持水量: 指在地下水较深和排水良好的土地上充分灌水或降水后,允许水分充分下渗,并防止其水分蒸发,经过一定时间,土壤剖面所能维持的较稳定的土壤水含量(土水势或土壤水吸力达到一定数值),是大多数植物可利用的土壤水上限。不同土质田间持水量也有差异,一般黏土>壤土>沙土
  • 土壤有效含水量: 土壤中能被作物吸收利用的水量,即田间持水量与凋萎系数之间的土壤含水量。
  • 土壤胶体: 土壤中粘土矿物和腐殖酸以及相互结合形成的复杂有机矿质复合体,其吸收的阳离子包括钾、钠、钙、镁、铵、氢、铝等
  • 土壤阳离子交换作用: 指土壤溶液中的阳离子与土壤固相阳离子之间所进行的交换作用,由土壤胶体表面性质所决定
  • 土壤阳离子交换量: 指土壤胶体所能吸附各种阳离子的总量。其数值以每千克土壤中含有各种阳离子的物质的量来表示
  • 土壤盐基饱和度: 交换性盐基离子占阳离子交换量(或交换性阳离子总量)的百分比。盐基饱和度=(交换性盐基离子总量/阳离子交换量)x 100%。
  • 土壤活性酸:与土壤固相处于平衡时土壤溶液中的H+表现出来的酸度
  • 土壤潜性酸:指土壤胶体上吸着的氢离子(或铝离子)被盐类溶液中的盐基交换后所表现的酸度。在氢离子(或铝离子)未被交换出来以前,酸性并不会被呈现,故称潜在酸度
  • 土壤碱度: 指土壤碱性的程度。主要决定于土壤中碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钙以及土壤胶体上的代换性钠的含量。强碱性反应除一些耐盐碱性的植物外,对大多数植物和微生物都极其有害,还可导致微量元素的有效性降低,土壤理化性状恶化等

营养,肥料

  • 肥料: 指提供一种或一种以上植物必需的营养元素,改善土壤性质、提高土壤肥力水平的一类物质,是农业生产的物质基础之一。包括磷酸铵类肥料、大量元素水溶性肥料、中量元素肥料、生物肥料、有机肥料、多维场能浓缩有机肥等
  • 营养诊断: 以植物形态、生理、生化等指标作为根据,判断植物的营养状况(原理:土壤养分的供应量对植物的养分浓度和生长量有影响)
  • 追肥: 在植物生长期间为补充和调节植物营养而施用的肥料。为了补充基肥的不足和满足植物中后期的营养需求。要根据作物生长的不同时期所表现出来的元素缺乏症对症追肥。氮钾及微肥是最常见的追肥品种。可以土施也可以喷施,土施容易造成机械伤害,而喷施适用于紧急缺素状况,供应养分快,但供应量不足,因此多用于需求量较少的微量元素的施用。在农业生产中,通常采用基肥、种肥和追肥相结合
  • 复混肥料: 复合肥料和混合肥料的统称。指含有氮、磷、钾三要素中两种和两种以上养分标明量的肥料。可以通过化学合成和混配制成,包括二元型(如NP、NK、PK)和三元型(NPK)。这类肥料可节约包装和运输成本,减少施肥次数,也可根据当地土壤养分供应状况和目标作物需肥特性设计养分配方,生产专用型肥料。这是中国当前肥料生产和施用的基本发展方向。
  • 微生物肥料: 以微生物的生命活动为核心,使农作物获得特定的肥料效应的一类肥料制品。又称生物肥料、接种剂或菌肥。微生物资源丰富,种类和功能繁多,可以开发成不同功能、不同用途的肥料。而且微生物菌株可以经过人工选育并不断纯化、复壮以提高其活力,特别是随着生物技术的进一步发展,通过基因工程方法获得所需的菌株已成为可能
  • 根外追肥特点: ①作物生长后期,当根系从土壤中吸收养分的能力减弱时或难以进行土壤追肥时,根外追肥能及时补充植物养分;②根外追肥能避免肥料土施后土壤对某些养分(如某些微量元素)所产生的不良影响,及时矫正作物缺素症;③在作物生育盛期当体内代谢过程增强时,根外追肥能提高作物的总体机能。
  • 基肥: 作物播种或定植前、多年生作物在生长季末或生长季初,结合土壤耕作所施用的肥料。其目的在于为作物生长发育创造良好的土壤条件,满足作物对营养的基本要求。用作基施的肥料主要是有机肥和在土壤中移动性小或发挥肥效较慢的化肥,如磷肥、钾肥和一些微量元素肥料
  • 科学施肥方法:施用于根系容易吸收的土壤,提高肥料被植物吸收利用率,选择适当的施肥位置和方式,以减少肥料的固定,挥发和淋溶损失。(撒施:均匀撒于田间地面;条施:先开沟,施肥后盖土;穴施:比条施的肥料更集中;轮施:以树木为圆心,沿树冠边际内对应的地面挖轮状的施肥沟,施肥后盖土;放射状施)
  • 主要肥料:氮肥,磷肥,钾肥
  • 土壤养分: 由土壤提供的植物生长所必须的营养元素。土壤中能直接或经转化后被植物根系吸收的矿质营养成分。包括氮、磷、钾、钙、镁 、硫、铁、硼、钼、锌、锰、铜和氯等13种元素。来源于矿物质(钾,钙,磷,铁,镁等),有机质(土壤氮,磷,硫)和其他来源(生物固氮,大气降水,灌溉和人工施肥)
  • 土壤碱解氮: 无机态氮(铵态氮、硝态氮)及易水解的有机态氮(氨基酸、酰铵和易水解蛋白质)。用碱液处理土壤时,易水解的有机氮及铵态氮转化为氨,硝态氮则先经硫酸亚铁转化为铵。以硼酸吸收氨,再用标准酸滴定,计算水解氮的含量。
  • 土壤速效钾:土壤中易被作物吸收利用的钾素。包括土壤溶液钾及土壤交换性钾。速效钾占土壤全钾量的0.1%〜2%。其中土壤溶液钾占速效钾的1%〜2%,由于其所占比例很低,常将其计入交换钾。速效钾含量是表征土壤钾素供应状况的重要指标之一
  • 氮素:生命元素(蛋白质的基本成分),加强光合作用。过多导致茎叶徒长,减弱植物对干旱,低温和病害的抗性
  • 磷素:对细胞分裂和各器官组织的分化发育(开花结果)具有重要作用,提升植物的抗逆性
  • 抗逆性: 指植物具有的抵抗不利环境的某些性状;如抗寒,抗旱,抗盐,抗病虫害等
  • 钾素:提高抗性,果品的品质,分为水溶性钾(植物可直接吸收),交换性钾(与土壤溶液交换,可吸收),缓效性钾(植物不能直接吸收,但可缓慢释放钾)。难溶性钾(原生矿物中的钾,不能直接吸收)
  • 土壤氮素循环: ①大气中的分子态氮被固定成氨(固氮作用);②氨被植物吸收合成有机氮并进入食物链;③有机氮被分解释放出氨(氨化作用);④氨被氧化成硝酸;⑤硝酸又被还原成氮,返回大气(脱氮作用)
  • 酸性土改良方法:增施有机肥,适时增施生石灰,合理施用化肥
  • 碱性土改良方法:施加微生物菌剂
  • 盐基饱和度: 土壤胶体上所吸附自的交换性盐基性离子(如钙、镁、钾、钠等离子,氢、铝离子不属盐基性离子),占交换性阳离子总量的百分数