土壤基本物质组成
土壤矿物质与岩石风化
岩石:是由一种或几种矿物构成的，是矿物的天然集合体。
(一)岩石的种类和性质
土壤生物与土壤有机质
土壤水分
土壤空气
土壤热量
土壤水、气、热的调节与氧化还原
土壤水调节
1、控制地表径流，增强土壤水分入渗
2.土壤水分蒸发
(2) 等高种植，建立水平梯田
(1) 合理耕翻
(3)改良土壤质地和结构
3、合理灌溉
(3) 方法:畦灌，喷灌，滴灌，沟灌等。
(2)据土壤含水量和田间持水量以及作物生长需水特性考虑灌溉定额及时间。
( 1)调整土壤结构，合理灌溉，提高土壤水和.灌溉水的利用率
(1) 中耕除草
(2)地面覆盖
4、提高土壤水分对作物的有效性。
5、多余水的排出。
土壤温度调节
土壤空气调节
➢耕作措施:
➢施用有机肥(马粪、羊粪等热性肥料)、秸秆还田等
➢覆盖与遮荫
➢水分调节:秋灌,提高热容量，维持土温。
土壤空气组成
3、土壤空气相对湿度比大气高。
4、土壤空气中含有较多的还原性气体。
2、土壤空气02含量比大气低。
5、土壤空气的组成不是固定不变的。
1、土壤空气中C02含量比大气高。
土壤通气性
土壤通气性指土壤空气与近地层空气之间进行气体交换以及土壤内部允许气体扩散和流动的性能。
2、土壤通气性的机制
土壤与大气间的气体交换两种方式:整体流动和空气扩散
土壤热量的来源
1、太阳辐射能
2、生物热
3、地热
(二)土壤热量平衡
土壤热量平衡也就指土壤热量的收支情况。
(三)土壤热性质土壤温度的变化除了土壤热量平衡有关外，还与土壤热性质有关。
1、土壤热容量(Cv)指单位容积或单位质量的土壤在温度升高或降低1K时，所吸收或释放出的热量。
2、土壤导热率(λ)指面积为1m'，相距lm的两截面.上温度相差1K时,每秒通过该单元土体的热量焦耳数。它是衡量土壤传导热量快慢的指标。
3、土壤导温率(土壤热扩散系数或热扩散率)指在标准状态下，在土层垂直方向上1cm的距离内1J的温度梯度下，每秒流入1m2土壤截面的热量，使单位体积土壤所发生的温度变化。用K表示，
沉积岩
变质岩
1、岩浆岩
(二)岩石的风化作用及其影响因素
风化作用：岩石在地表受到种种外力作用，逐渐破碎成为疏松物质，这一过程叫做风化作用。所产生的疏松物质就是土壤母质。
2、化学风化作用岩石在水、氧气与二氧化碳的作用化学成分发生改变，这就是化学风化作用。
3、生物风化作用指动物、植物、微生物的生命活动及其分解产物
1、物理风化作用岩石和矿物发生机械破碎而不改变其化学成分的风化作用，又称为机械风化。
物理风化的作用方式
(2)冻融风化冰劈作用
(3)盐分结晶膨胀作用
(1)热力风化--矿物岩石的差异性胀缩
(4)层裂或卸荷作用
(1)溶解作用不同的矿物有不同的溶解度。方解石>白云石>橄榄石>辉石>角闪石>长石>石英
(2)水化作用(水合作用)
(3)水解作用--最基本、最重要
(4)氧化作用
二、母质的类型
4、冲积体: (河床、 河漫滩，牛轭湖，三角洲等)
5、湖积体:积水沉积
3、洪积体:经洪水的搬运在山前沉积
6、风积体:风力搬运和沉积
2、坡积体:风化物在重力或径流作用在坡体.上沉积
7、黄土母质:风成母质
1、残积体:风化物后未经搬运
8、滨海沉积体:海相沉积体
三、土壤矿物质土壤矿物构成了土壤的“骨骼”
(一)土壤矿物的元素组成
(二)土壤矿物类型
1、原生矿物
2、次生矿物
(2) 氧化物类:石英、赤铁矿、蓝晶石等。
(3)硫化物类:黄铁矿、白铁矿
(1)硅酸盐和铝硅酸盐类:长石、云母、辉石、角闪石和橄榄石等
(4) 磷酸盐类矿物:磷灰石、氟磷灰石
(2)次生氧化物:褐铁矿、赤铁矿、针铁矿、纤铁矿、水铁矿;氧化铝、氧化锰、次生氧化硅
(3)铝硅酸盐类:又称为层状硅酸盐矿物，主要有蒙脱石、伊利石、高岭石、绿泥石等。
(1) 简单盐类:碳酸盐、重碳酸盐、氯化物等。
四、土壤的机械组成
(一)土壤粒级
1、粒级概念:指按土粒的大小和性质，将土粒分为不同级别，土粒分为等级：石砾、砂粒、粉粒、粘粒
2、粒级的划分标准
3、各级土粒的组成.
(1) 矿物组成
砂粒、粗粉粒:原生硅酸盐矿物
细粉粒、粘粒:次生硅酸盐矿物。
(2)化学组成
砂粒和粉粒: Si02含量高，
粘粒:铁、铝、磷、镁、等养分含量逐渐而Si02、 钙、钾、钠含量逐渐减少
(二)土壤机械组成和土壤质地
土壤的机械组成:指各级土粒在土壤中的百分含量。
土壤质地:是根据机械组成的一-定范围划分的土壤类型。-般分为砂土、壤土、粘土。
2、土壤质地的分级标准
（三）土壤质地与肥力的关系
(3)壤土
(2)粘土Clay .
(1)砂土Sand
(四)土壤改良
2、引洪放淤，引洪漫沙
A通气透水性强;
D气多水少土温变化快;
B保蓄性弱;
C养分含量低;
E温度高称为“热性土”
A保水保肥性强;
B养分含量丰富;
C土温比较稳定,冷性土;
D通气透水性差，易滞水受涝。.
B大小孔隙比例适当，通气透水性好;
C养分丰富;
A砂粘适中;
D耕性表现良好。
3、施有机肥，改良土性
1、掺砂掺粘，客土调剂
4、植树种草,培肥改土
土壤生物
植物
微生物
动物
主要作用
调节植物生长的养分循环;的变化;
产生 并消耗各种气体，影响全球气候
分解有机废弃物。
土壤有机质是指存在于土壤中的各种含碳的有机物，它包括各种动植物残体，微生物体及其分解合成的有机物质
(一)土壤有机质的来源，
(二)含量及组成
动物、植物、微生物的排泄物和分泌物
人为施入土壤中的各种有机肥料
动物、植物、微生物残体
1.一般含量在0-5%之间。泥炭土可高达20%或30%以上漠境土和砂质土壤不足0.5%
2、有机质的组成
(1)化学元素组成”
(2)化合物组成
土壤有机质的基本元素组成是C、H、0、N及P、S有机质的含碳量平均58%，所以士壤有机质含量大约是有机碳的1.724倍CN比大约在10-12之间。
木质素、蛋白质、半纤维素、纤维素及脂类、糖类。
(3)存在形态.
新鲜有机质
半分解的有机质
腐殖物质
(三)土壤有机质的分解和转化
1、矿化作用(Mineralization)*土壤有机质在土壤微生物及其酶的作用下，分解成二氧化碳和水，并释放出其中的矿质养分的过程。
2、腐殖化过程：各种有机化合物通过微生物的合成或在原植物组织中的聚合转变为组成和结构比原来有机化合物更为复杂的新的有机化合物，腐殖化系数*:单位重量的有机物质碳在土壤中分解一年后的残留碳量。
腐殖质
腐殖质:指有机残体在土壤腐殖质化的过程中形成的一类褐色或暗褐色的高分子有机化合物。
2、腐殖质的组成
富里酸
胡敏素
胡敏酸
3、腐殖质的性质
(1)颜色黑褐色，富里酸呈淡黄色，胡敏酸呈褐色.
( 2)吸水性最大吸水量可以超过500%
( 3)溶解性富里酸溶于水、酸、碱胡敏酸不溶于水和酸，但溶于碱;;胡敏素溶于酸，不溶水和碱
化学功能基团
带电性
稳定性
变异性
腐殖酸的络合性
影响土壤中有机质分解转化的因素
1、土壤的湿度和通气状况最适湿度:土壤持水量的60-80%。
(七)增加土壤有机质的措施*
1、增施有机肥料、种植绿肥、秸秆还田。
2、少耕和免耕。
3、合理轮作。
4、调解C/N比，适当施用氮肥。
有机质在土壤肥力中的作用
提供作物需要的养分
2、改善土壤肥力特性
A、提供植物所需的有机态养分和矿质养分
B、有机酸加速矿物风化，释放矿物中的养分
(1)改善土壤物理性质
①促进良好结构体形成;
②降低土壤粘性，改善土壤耕性;
④影响土壤热状况。
③降低土壤砂性，提高保蓄性;
影响土壤化学性质
增加磷素的有效性
在酸性土壤上，降低铝毒
增加土壤保肥性
影响土壤生物性质
3、有机质在生态环境上的作用
有机质是微生物、土壤生物的食物来源
植物的抗旱性
种子的萌发和养分吸收
(1)有机质对重金属污染的影响;
(2)有机物质对农药污染的影响;
(3)土壤有机质对全球碳平衡的影响;
(4)产生还原性气体，对环境造成不良影响。
2、温度在0- 359C范围内， 增高温度能促进有机质分解。
3、土壤酸碱性细菌最适宜在pH6- -8放线菌最适宜偏碱环境真菌最适宜pH6.5- -7.5
4、植物残体特性
(1)物理性质:含汁性、致密性、破碎性;
(2) 化学性质: C/N 以25或30: 1较为合适。
5、土壤性质
➢土壤质地:砂质土壤较利于有机质分解。
➢土壤酸碱性:中性土壤有利于有机质分解。
土壤水的保持
2、毛管力:土壤毛管孔隙中，气水界面上的表面张力所产生的弯液面力。
3、重力:地球对土壤水的垂直向下的引力。
1、吸附力:土粒对水界面的吸引力，包括范德华力和库仑力。
土壤水的类型及其有效性
2、膜状水2、膜状水
吸湿水达到最大量时，土粒残余的吸附力所保持的水分称膜状水。膜状水达到最大量时的土壤含水量称为最大分子持水量。
3、毛管水靠毛管力保持在土壤毛管孔隙的水分称为毛管水。毛管水可分为毛管悬着水和毛管上升水。
吸湿水由固体土粒表面范德华力而紧密保持的水分称吸湿水。大小取决于土粒的比表面积和大气相对湿度。土壤的吸湿水含量达到最大值时的土壤含水量称为最大吸湿量也称吸湿系数。
4、重力水受到重力的作用移动的水，称重力水。
田间持水量毛管悬着水达到最大量时的土壤含水量称田间持水量。是旱地作物灌溉水量的.上限。
三、土壤含水量表示方法和测定方法
(一)土壤含水量表示方法:
1、质量含水量:土壤中保持的水分质量占烘干土质量的分数
烘干土质量:是指在105°C下烘至恒重时的土壤质量。
2、容积含水量：土壤水分容积与土壤容积之比，用Q来表示。
土壤水分的能态
土水势:指将单位水量从一个土一-水系统移到同样条件下的纯水池时所作的功。它包括几个主要的分势*: 基质势，溶质势,重力势，压力势
2、溶质势:由于溶解在土壤水分中的溶质所引起的土壤水分自由能变化。
3、重力势:由作用于土壤水分的地心引力而产生的自由能变化。
基质势;土壤基质的吸附力和毛管力所产生的土壤水分自由能变化一基 质势。
4、压力势:由于受到压力作用而产生的自由能变化。
5、土水势的作用
(2)土水势是判断各种土壤水分能态的统一标尺。
(1)土壤水总是从土水势高处流向土水势低处
土壤水分特征曲线
定义
土壤水分特征曲线:土壤水分特征曲线:
是土壤水吸力与含水量的关系的曲线。
土壤水分特性曲线的意义及用途
2.土壤水分特征曲线可以间接地反映出土壤孔隙大小的分布。
3.水分特征曲线可用来分析不同质地土壤的持水性和土壤水分的有效性。
1.可利用它进行土壤水吸力S和含水率θ之间的换算。
4.应用数学物理方法对土壤中的水运动进行定量分析时，水分特征曲线是必不可少的重要参数。
土壤水分状况与作物生长
1、作物对土壤水分的需求
(1)水分是作物的重要组成部分
(2)土壤水分是影响出苗率的重要因素
(3)作物不同生育期对土壤水分的要求不同
水分临界期*:土壤缺水对作物生长和产量影响最严重的时期，称为水分临界期。
2、土壤水分影响作物对养分的吸收
(2)化学肥料在土壤中的溶解需要水分参与。
(3)养分在植物体内的运输需要土壤水分为介质。
(1) 有机质矿化需要水分参与。