1、教学参考书目 1、西南农业大学,土壤学(第二版) ,农业出版社,1999;2、朱祖祥,土壤学,农业出版社,1983;3、黄昌勇,土壤学(面向 21 世纪课程教材) ,中国农业出版社,2000;4、谢德体,土壤肥料学,中国农业出版社5、张凤荣,土壤地理学,中国农业出版社6、朱鹤健,土壤地理学,高等教育出版社7、全国土壤普查办公室.中国土壤.中国农业出版社,1998; 8、安徽省土壤普查办公室.安徽土壤.科学出版社,1998。 目 录绪论 第一章 土壤母质与土壤的形成 第二章 土壤肥力的物质基础 第三章 土壤的基本性质 第四章 土壤水 气 热和养分状况 第五章 土壤分类与中国土壤分布 第六章 安徽
2、土壤 绪 论 教学内容:土壤和土壤肥力的概念;土壤在农业生产和自然环境中的地位;土壤学发展概况;土壤学的研究内容与学习方法; 教学重点:土壤和土壤肥力的概念;土壤学在农业生产和自然环境中的作用土壤学的学习方法一、土壤与土壤肥力1. 土壤的概念古代解释:生态学家:环境学家:工程专家:土壤学家和农学家:古代解释生态学家生态学家从生物地球化学观点出发,认为土壤是地球表层系统中,生物多样性最丰富,生物地球化学的能量交换、物质循环(转化)最活跃的生命层。环境学家环境学家认为:土壤是重要的环境因素、环境污染物的缓冲带和过滤器工程专家工程专家则把土壤看作承载高强度压力的基地或作为工程材料的来源土壤学家和农学
3、家土壤学家和农学家对土壤定义:土壤是地球陆地表面上,能够生长植物的疏松表层。其本质特征是具有肥力。以俄国的威廉斯为代表,应该明确两点:土壤是环境的产物,判定土壤类型应了解环境特征;土壤是独立的自然综合体,有其本身的发生、发展与演化规律。2、土壤肥力(1)定义:美国;前苏联;候光炯;陈恩凤;熊毅(中国土壤)(2)分类:(3)土壤生产力和土壤肥力的关系:美国对土壤肥力定义土壤肥力是土壤满足植物生长所需养分的能力前苏联对土壤肥力定义土壤肥力是土壤满足植物生长所需水分和养分的能力中国对土壤肥力定义候光炯:1960 年中国农业土壤概论中认为:土壤肥力是土壤能够稳、匀、足、适提供植物生长所需养分、水分和环
4、境条件能力陈恩凤土壤肥力的物质基础及其调控:土壤肥力是土壤满足植物生长所需的营养条件和环境的能力,以及土壤自动调节和抵抗外界不良条件的能力,具体包括土壤的体质和体形熊毅,1987 年中国土壤学中:土壤肥力是指土壤为植物生长供应和协调养分、水分、空气和热量的能力。它是土壤的基本属性和本质特征它是土壤从营养条件和环境条件方面供应和协调植物生长的能力,其中水、肥、气、热是其四大肥力因素,彼此并不孤立,而是相互联系和相互制约的。在此采用之。(2)土壤肥力分类自然肥力和人为肥力自然肥力是指土壤在自然因子即五大成土因素(气候、生物、母质、地形和年龄)的综合作用下发育而来的,不受人类影响的肥力人为肥力是指耕
5、作熟化过程发育而来的肥力,是在耕作、施肥及其它技术措施等人为因素影响作用下所产生的结果可见,只有从来不受人类影响的自然土壤才仅仅具有自然肥力潜在肥力和有效肥力从肥力在生产上可发挥出来产生的效果看,直接能够反映出来的肥力叫有效肥力;而没有直接反映出来的肥力叫潜在肥力。两者可相互转化(3)土壤生产力和土壤肥力的关系土壤肥力是指土壤为植物生长供应和协调养分、水分、空气和热量的能力;土壤生产力是由土壤肥力与发挥肥力作用的外界条件所决定的,从这个意义上看,肥力只是生产力的基础,而不是全部。所谓发挥外界条件指土壤所处环境、气候、日照状况、地形、供水、耕作等二、土壤在农业和自然环境中的地位1、土壤是农业生产
6、的基础:2、土壤是自然环境的重要组成部分:3、土壤是地球陆地生态系统的基础:4、土壤是人类社会的宝贵资源:1、土壤是农业生产的基础“民以食为天,食以土为本”就精辟地概括了人类、农业与土壤之间的关系2、土壤是自然环境的重要组成部分3、土壤是地球陆地生态系统的基础在陆地生态系统中,土壤作为最为活跃的生命层,事实上,它是一个相对独立系统。通过影响生态系统中生产者绿色植物,从而影响整个系统4、土壤是人类社会的宝贵资源资源是自然界中能为人类利用的物质和能量基础,是可供人类开发利用并具有应用前景和价值的物质。土壤是可再生资源,可持续利用,但利用如果不合理就会出现一些问题:如土壤沙化,水土流失、土壤污染、肥
7、沃度下降等三、土壤学的发展简史和现状1、西欧土壤学派:(1)农业化学土壤学派(2)农业地质土壤学派2、俄国土壤发生学派及其发展:3、美国土壤学派及其发展:4、中国土壤学的发展:西欧土壤学派农业化学土壤学派19 世纪以来,德国化学家李比希A 观点:即矿质营养学说,大田产量随施入土壤的矿质养料数量的多少而相应的变化,土壤是植物养料的储藏库,植物靠吸收土壤和肥料中的矿质养料而滋养,植物长期吸收消耗土壤中的矿质养料,会使土壤库的矿质养料储量减少,为了弥补土壤库储量的减少,可通过施用化学肥料和轮栽等方式如数归还土壤,以保持土壤肥力永续不衰B 积极意义:人类有意识地调节人与土壤之间物质交换的思想;所建立的
8、化学方法用于土壤化学过程研究C 局限性:以纯化学观点来对待复杂土壤肥力问题,片面强调植物是土壤养料的消耗者,却忽视植物对土壤养料的积聚和提高肥力作用西欧土壤学派农业地质土壤学派19 世纪后半叶,德国地质学家,法鲁、李希霍芬、拉曼等A 观点:土壤形成过程是岩石风化过程,即认为土壤是岩石经过风化而成的地表疏松层。由此导出,随着土壤的发育,风化和淋溶作用趋于增强,必然引起土壤养料越来越少,肥力下降B 积极作用:从发生学角度研究土壤;对土壤矿物质形成过程深入研究C 局限性:混淆了土壤和母质的本质区别;忽视了生物在土壤形成过程中的作用俄国土壤发生学派及其发展19 世纪 7080 年代,俄国学者道库恰耶夫
9、创立了土壤发生学派(1)观点:土壤形成过程是岩石风化过程和成土过程所推动的,具体表现在道氏 1883 年的俄国黑钙土一书,认为A 土壤是独立历史自然体,有自己发生和发育历史。使土壤学不在是农业化学和地质学的分支,而成为一门独立学科B 把土壤形成与环境条件联系起来。提出了有名的成土因素学说,即土壤是五大成土因素综合作用的产物,并创立了土壤生成因子公式C 在土壤形成与环境条件复杂关系上,认识到土壤在空间分布的规律性,提出了土壤地带性学说D 提出了土壤调查和制图以及土壤剖面性状作为土壤分类的依据俄国土壤发生学派及其发展(2)评价积极作用A 创立了以发生学观点来研究和认识土壤的发生学派,为近代土壤地理
10、学的发展奠定了基础B 从此土壤学或土壤地理学才确定了自己的研究对象和研究方法,产生现代土壤地理学C 在道氏成土因素学说基础上,原苏联威廉斯提出了统一土壤形成过程学说:包括,土壤形成过程是物质的生物小循环和地质大循环的对立统一过程;生物因素和生物小循环起主导作用;同时指出,土壤本质是土壤肥力,即土壤生物发生学派局限性:局限于定性相关分析,尚无可能进行定量关系研究美国土壤学派及其发展希尔格德,世界最早土壤发生学研究者马伯特,土壤学家,曾把俄国土壤发生学派观点引进美国;以土壤剖面等土壤本身的性态为研究核心,制定了美国的第一个土壤分类系统;确立了基层分类单元土系,在美国沿用至今斯密斯等人在 60 年代
11、以来,对土壤形态、属性和分类进行定量研究,用电子计算机储存土壤资料1875 年,美国农业部水土保持局出版了土壤系统分类学 ,是按照土壤诊断层和诊断特性为依据,对土壤进行定量分类的一部有特色的现代土壤分类著作,对世界土壤学也产生重大影响,并于土壤发生学派并列于土壤地理学领域中中国土壤学的发展我国古代土壤科学不仅起源较早,而且造诣很深,对世界土壤科学的发展曾做出国重要贡献如我国夏代尚书的禹贡篇,距今约有 4100 多年的历史,其中所概述的九州土壤的一些特征、地理分布以及肥力等级,是世界上最早的土壤专著稍后管子。地员篇可以说是我国最早的土壤分类文献;其它如周礼 齐民要术等也都有关于土壤地理知识的记载
12、和总结中国土壤学的发展我国近代土壤学发展历史较短,进程缓慢1906 年,北师大学堂农科才开始土壤学教学;1930 年,北京地质调查所成立土壤研究室,开始了土壤调查研究,出版了土壤专报 、 土壤季刊等;到 1950 年后,我国土壤科学研究紧紧围绕国家的经济建设、结合农、林、牧业规划和发展,广泛开展土壤资源综合考察、农业区划,流域治理、地产田改良,水土保持及改土培肥;1985 年、1978 年先后两次全国性土壤普查,编写了个地区以至全国的土壤志,绘制了土壤图中国土壤学的发展总体说,我国近代土壤学发展,在 30 年代至建国前,受马伯特思想影响;建国后主要受俄国土壤学派影响较大、甚至至今;在 80 年
13、代后期起,又受到美国土壤学派的影响,且逐渐加剧四、土壤学的研究内容土壤学就是研究土壤性状、土壤发生、土壤分类和分布的科学,并且也是研究土壤调查、利用和改良的科学1、土壤发生的研究2、土壤的组成、性质和形态的研究3、土壤分类和类型的研究4、土壤分布规律的研究5、土壤资源的利用与保护五、土壤学的研究方法1、宏观研究与微观研究2、综合、交叉研究3、野外调查与实验室结合4、新技术的应用1、宏观研究与微观研究自然科学发展到现在,有的向宏观方向发展,有的则向微观方向发展。对于地球表层系统应宏观研究,如全球系统、土地系统、遥感与地理信息系统等。对于土壤组成成分、晶体结构等用微观研究方法应对不同的研究对象,采
14、用不同尺度宏观和微观研究方法2、综合、交叉研究土壤科学在研究方法上还必须综合交叉。因为人类社会对土壤的需求增加,土壤学面临的矛盾是一些直接关系到社会发展的重大问题。需要土壤学与农业科学、环境科学、生态学、社会学、社会经济学进行综合交叉、相互渗透。多学科的合作是今后土壤学研究方法上更新思路的一个趋势3、野外调查与实验室结合自然土壤具有时空变化特点,是一个时间上处于动态,空间上具有异向性的三维连续体,因而土壤学有实验科学和野外科学的双重特点4、新技术的应用遥感技术、数字化技术、地理信息系统技术已经较成功被应用于建立土壤信息技术、土壤数据库等。一些现代生物技术和方法已被土壤相关分支学科所采用或正在开
15、发。而一些理化分析的新仪器、新设备如各种光谱仪、电子显微镜等现代仪器,已经普遍在实验室中应用复习思考题1、土壤和土壤肥力的概念是怎样的?2、土壤在农业生产与地理环境中的地位如何?3、简述土壤科学的发展概况:4、土壤学的研究方法有哪些?5、土壤学的研究内容主要有哪些?谢谢 大家!第一章 土壤母质与土壤的形成第一节 成土母质 第二节 土壤的形成因素 第三节 土壤的形成过程 第四节 土壤的形态特征 教学内容地壳物质组成;矿物与岩石;岩石的风化;母质及类型;成土因素学说;成土因素的作用。土壤形成基本规律;主要成土过程;土壤形态特征教学重、难点主要矿物与主要岩石风化过程与风化阶段成土因素的作用土壤形成基
16、本规律主要成土过程土壤剖面与剖面构型第一节 成土母质一、母质的概念母质是指岩石的风化碎屑物,其是形成土壤的物质基础。所以成土母质的主要来源是岩石二、地壳物质的组成(一) 地壳物质的元素组成:(二) 主要造岩矿物:(三) 主要成土岩石:三、岩石的风化与土壤母质的形成1、岩石的风化作用:2、风化进程:3、土壤母质的类型:(一) 地壳物质的元素组成地壳包括的化学元素很多,但主要由氧、硅、铝、铁、钙、钠钾镁等组成,其中主要成分是氧与硅两种元素组成,两者占地壳元素组成的 75%,而氧几乎占一半强调两点:第一,各种元素大部分以化合态存在于地壳中第二,作为植物所需的某些营养元素不仅含量很少,而且以难溶的化合
17、物封闭在坚硬的岩石中(二) 主要造岩矿物1、矿物的概念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。它是组成岩石的基本单位 ,也是土壤矿物质的来源自然界矿物有三千多种,造岩矿物只有几十种,且主要是硅酸盐类(即硅的含氧盐)矿物(占地壳重量的 80%)2、分类(1)原生矿物:(2)次生矿物:3、主要成土矿物:(1)原生矿物形成于高温高压下的矿物即岩浆熔融体或热液中形成的矿物,这部分矿物仅经物理机械作用、破碎变小,保留在土壤中其主要有石英、长石(正、斜) 、云母(白、黑) 、辉石、角闪石、橄榄石等。以上矿物逐渐由浅色变成深色,并且抗风化能力逐渐减弱。另有硫化物类、磷灰石等从土壤中实际存在的原生矿物的种类与数量,可以说明母岩或母质的来源,土壤和母质之间发生联系的紧密程度,以及母质风化的程度。在风化中原生矿物分解一部分转化为次生矿物;另一部分转化为各种可溶性盐类,成为植物需要的矿质营养元素如 P、S、K、Ca、Mg 以及微量元素的初始来源(2) 次生矿物概念:原生矿物风化和成土过程中经化学变化,或由分解产物重新结合而成的矿物,叫次生矿物类型:次生矿物主要有层状硅酸盐矿物(如高龄石、蒙脱石、伊利石、绿泥石等)和氧化物矿物(如氧化铁、氧化铝、氧化硅、氧化锰等) 、碳酸盐: 方解石(CaCO3) 、白云石CaMg(CO3)2