19、不同的盐基饱和度表现出对酸碱的缓冲能力是不同的。如果两种土壤阳离子交换量相同,则盐基饱和度大的,对酸的缓冲能力愈高,而对碱的缓冲能力愈低? 20、土壤具有缓冲性的原因
(土壤有不同的缓冲体系:碳酸盐体系、硅酸盐体系、交换性阳离子体系、铝体系、有机酸体系) 21、影响土壤酸的因素
(1) 盐基饱和度在一定的范围
内土壤PH随盐基饱和度的增加而增加,盐基饱和度越高的土壤酸度越弱
(2) 土壤空气中的CO2分压。
CO2分压越高PH越大;2PH=PCa+PCO2+K
(3) 土壤水分含量,土壤PH
一般随含水量增加而增加
(4) 土壤氧化还原条件,淹水
或施有机肥对土壤PH有明显影响
22、土壤与母质的异同 成土母质 土壤 具有一定肥力,能够生长植物的疏松表层 区 岩石的风化物,不具别 备肥力 联 成土母质是土壤的初始状态,会逐渐转变成可系 生长植物的土壤。是土壤形成的物质基础和植物矿物养分元素的最初来源。成土母质的粒度与化学成分对土壤影响很大 因此,土壤的形成过程,其实质就是土壤肥力发生、发展的过程。
23、土壤形成的因素与过程
土壤的形成过程,其实质就是土壤肥力发生、发展的过程,是地球表面母
质层中两个彼此矛盾又统一的过程——植物营养元素地质大循环和生物小循环。
地质大循环 是指地面岩石的风化,风化产物的淋溶与搬、堆积,进而产生成岩作用,这一过程我们称之为地质大循环。它是地球表面恒定的周而复始的大循环。 1 该循环使分解释放的养分有向下淋失的趋势。 2 涉及范围广,循环周期长,是一个地质淋溶过程。 3 循环的物质主要是植物生长过程中所需的营养元素,故称为植物营养元素的地质大循环。
生物小循环 土壤中的生物,特别是绿色植物选择吸收各种矿质养分,通过光合作用合成有机物,当生物体死去之后,生物残体通过微生物的分解作用,各种养分又重新释放出来,供给土壤生物循环利用,这一周而复始的过程称之为生物小循环。
1 该循环中,植物的营养元素是向上累积,养分在生物圈中累积,同时在土体中得到保持,而有机质的分解转化又在地表形成含有一定数量腐殖质的暗色疏松土层。
2 范围小,循环周期短,无论乔、灌、草,热带或寒带,一般一年内可完成一次循环(通过枯落物归还)。 3循环的物质主要是植物生长过程中所需的营养元素,故称为植物营养元素的生物小循环 两大循环方向相反,相互矛盾,一个是养分的释放、淋失,一个是养分的集中累积。
地质大循环是生物小循环是基础,是生物小循环的先决条件;但土壤的形成必须两大循环同时进行,缺一不可。没有地质大循环,就没有养分的释放——生物无法生活,小循环不能进行;没有小循环,地质大循环仍可进行,但养分得不到集中积累,肥力就不会发生与发展。
两个循环互相联系,互相制约,既对立,又统一。通过土壤相互连接在一起。
24、确定必需营养元素的三条标准*
必要性:缺少这种元素植物就不能完成其生命周期
不可替代性:缺少这种元素后,植物会出现特有的症状,而其它元素均不能代替其作用,只有补充这种元素后症状才会减轻或消失。
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直接性:这种元素是直接参与植物的新陈代谢,对植物起直接的营养作用,而不是改善环境的间接作用。
论述题
1根据成土过程中物质交换和能量转化的特点和差异,土壤形成过程主要有以下几个过程: (一)以矿物风化为主的成土过程 原始成土过程、富铝化过程、粘化过程
原始成土过程:从岩石露出地表着生微生物和低等植物开始到高等植物定居之前的土壤形成过程。 包括三阶段:
岩石表面着生蓝藻、绿藻和硅藻等岩生微生物的“岩漆”阶段 地衣对原生矿物发生强烈的破坏性影响的“地衣”阶段
生物风化与成土过程的速度大大增加,为高等绿色植物的生长准备了肥沃的基质的“苔藓” 阶段 粘化过程:土体中粘土矿物的生成和聚集过程
富铝化过程:它是指土壤在形成中土体脱硅富铝铁的过程。在热带亚热带湿热 气候条件下,土壤形成过程中原生矿物强烈的分解,盐基离子和硅酸大量的淋失,铁铝锰在次生粘土矿物中不断形成氧化物而相对积累。
(二)以生物积累为主的成土过程:有机质积聚过程
腐殖化过程:土体中特别是土表进行腐殖质形式的累积过程。 (有机质积聚过程) (三)以盐分聚积为主的成土过程 钙化过程、盐渍化过程、碱化过程
钙化过程:主要出现于干旱及半干旱地区。由于成土母质富含碳酸盐,在季节性的淋溶作用下,土体中碳酸钙可向下迁移至一定深度以不同形态(假菌丝、结核、层状等)累积为钙积层,其碳酸钙含量一般在10%至20%之间,因土类和地区不同而异。
盐渍化过程:是指地表水、地下水以及母质中含有的盐分,在强烈的蒸发作用下, 通过土壤水的垂直和水平移动,逐渐向地表积聚,或是已脱离地下水或地表水的影响,而表现为残余积盐特点的过程,多发生于干旱气候条件。参与作用的盐分主要是一些中性盐,如NaCl、Na2SO4 、MgCl2 、MgSO4。
碱化过程:是土壤中交换性钠增加的过程,又称作钠质化过程。碱化过程的结果 可使土壤呈强碱性反应,pH>9.0,土壤粘粒被高度分散,物理性质极差。土壤碱化的原因比较复杂,主要涉及脱盐交换、生物积聚和硫酸盐还原等三种机制。
(四)以氧化还原为主的成土过程 潜育化过程、潴育化过程、白浆化过程
潜育化过程:其产生要求具备土壤长期渍水、有机质处于嫌弃分解状态这两种 条件。该过程中铁锰强烈还原,形成灰蓝——灰绿色的土体。该过程主要出现在排水不良的水稻土和沼泽土中,往往发生在剖面下部的永久地下水位以下 。
潴育化过程:是土壤形成的氧化还原交替进行的过程。主要发生在直接受地下水 浸润的土层中,由于地下水的升降土壤干湿交替,引起土壤中变价物质的氧化还原交替进行,并发生淋溶与淀积,在土体内形成具有锈斑的等的土层。
白浆化过程:是指土体中出现还原高铁高锰作用而使土层中部分漂白的过程。 主要发生在较冷湿润和质地粘重地区,是指在还原条件下,土壤亚表层中铁、锰的还原淋失和粘粒的机械淋溶相结合,使土体中出现一个粉砂量高,铁、锰缺乏的白色淋溶层 (五)以淋溶为主的成土过程:灰化过程
灰化过程:一般发生在冷湿的气候条件下,尤其是在寒带针叶林地区最为典型。 在寒带和寒温带湿润气候条件下,由于针叶林的残落物被真菌分解,产生强酸性的富里酸,对土壤矿物起着深刻的分解作用。在酸性介质中,矿物分解使硅、铝、铁分离,铁、铝与有机配位体作用而向下迁移,在一定的深度形成汇划淀积层;而二氧化硅残留在土层上部,形成灰白色的土层。 (六)以人为因素为主的成土过程:熟化过程
土壤熟化过程是人为培养土壤的过程。通过耕作、灌溉、施肥和改良等方法,在土壤上部形成人为表层,并不断改变原有的土壤某些过程和性状,使土壤向有利于作物高产方面发育。 土壤熟化可分为:①改造不利的自然成土阶段;②培肥熟化阶段;③高肥阶段
2土壤三相间与土壤肥力的关系 土壤的组成
土壤由固体、液体和气体三相物质组成。
固体部分包括矿物质土粒和土壤有机质以及生活在土壤中的微生物和动物。 固体部分含有植物需要的各种养分并构成支持植物的骨架。
土壤液体和气体共同存在于土壤孔隙中。土壤液体是土壤水分,因溶解着多种养分物质,实际上是稀薄的土壤溶液。气体是土壤空气。
土壤组成与其肥力之间的关系
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12、有机质在土壤肥力上的作用 (一)提供植物需要的养分
碳素营养:碳素循环是地球生态平衡的基础.土壤每年释放的CO2达1.35×1011吨,相当于陆地植物的需要量 氮素营养:土壤有机质中的氮素占全氮的90%~98%; 磷素营养:土壤有机质中的磷素占全磷的20-50%; 其他营养:K,Na,Ca,Mg,S,Fe,Si等营养元素. (二)改善土壤肥力特性
1,物理性质 粘力居中,促进良好结构体形成;深色吸热,热容量仅小于水促进土壤升温 2,化学性质 增强保水,保肥和缓冲性
3,生物性质 微生物来讲,OM是微生物生命活动所需要的养分和能量来源,土壤中微生物的数量与OM的含量呈正相关;
对植物来讲,腐殖酸
计算题
1、 已知某土壤的容重是1.2g/cm3,取一定体积的该田间土壤称重为84g,烘干后的重量为70g,问该土壤的容积含
水量是多少
解:土壤含水量(%)=(84-70/70)×100=8.57% 土壤总容积=70÷1.2=58.3 cm3 土壤水容积=84-70=14 cm3
土壤容积含水量(%)=(土壤水容积/土壤总容积)×100 =(14/58.3)×100=24%
2、 已知某土壤的密度是2.65g/cm3,容重是1.3g/cm3,该土壤的最大毛管含水率20%(质量百分数),问该土壤的非
毛管孔隙度是多少
解:土壤孔隙度%=(1-土壤容重/土壤密度)×100 =(1-1.30/2.65)×100=50.94% 非毛管孔隙度%=50.94-20=30.94%
3、某土壤土粒密度为2.64,土壤密度为1.32. 求:(1)土壤孔隙度.
(2)1hm2地20cm土层土壤质量. 解:10000×0.2×1.32=2640(t)
(3)若使0~20cm土层的水分由12%增加到20%,1hm2地需灌水多少吨(理论值) 土壤孔隙度(%)=(1-土壤密度/土粒密度)×100=(1-1.32/2.64)×100=50% 灌水理论值:10000×0.2×0.5×(20%-12%)=80(t)
计算土壤三相比
孔隙度=V孔/V土体=(V土体-V固体)/V土体=1-V固体/V土体 =1-(w/土壤密度)/(w/土壤容重)=1-土壤容重/土壤密度 固相率=1-孔隙度=土壤容重/土壤密度
液相率(土壤容积含水量)=土壤质量含水量×土壤容重 气相率=1-固相率-液相率=孔隙度-液相率 土壤三相比=固相率:液相率:气相率 适宜的土壤三相比为: 固相率50%左右;
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容积含水率25-30%; 气相率15-25%.
计算土壤的重量以及土壤中各组分(如土壤水分,有机质,养分和盐分等)的含量 例1:若土壤容重为1.15g/cm3,则每亩耕层土壤(0~20cm)的总重为多少 667×0.2×1.15×103=153410kg≈1.5×105kg=150t 例2:若土壤全氮为0.1%,计算每亩耕层土壤含氮量 150t×0.1%=150kg
例3:若土壤含水量为5%,要求灌水后达到20%,则每亩需灌水多少 150t×(20%-5%)=22.5t
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