土壤学
1997年
一．名词解释
1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形成土壤过程。
2土壤热容量：单位质量（重量）或容积的土壤每升高（或降低）1℃所需要（或放出）的热量。
3土壤潜性酸：吸附在土壤胶体表面的交换性致酸离子（H+和AL3+）、交换性H+、AL3+，只有转
移到溶液中，转变成溶液中的氢离子时才会显示酸性，故称…
活性酸：与土壤固相处于平衡状态的土壤溶液钟的H+。
4碱化过程：交换性钠交换性镁不断进入土壤吸收复合体的过程。又称钠质化过程，该过程使土壤 呈强碱
性反应。
5胡敏酸：土壤腐殖质的重要组成之一，呈棕黑色至黑色，碱可溶，水和酸不溶，分子量在中等。
富啡酸： ，呈黄色至棕色，水、酸、碱都可溶，分子量最低。
胡敏素： 黑色 不溶， 最高。
6 PF：将土水势用土水势的水柱高度厘米数的对数表示。
7 氧化还原物质：参加氧化还原反应的物质，在氧化还原反应钟，一种物质释放出电子被氧化，伴随着另一种物质取得电子被还原。 源
8 土壤自生固氮菌：具有固氮作用的微生物，分为好气性细菌和嫌气性细菌，它们都需要有机质作为能
9土壤结构性常数：描述土壤结持性状的各项常数，（土壤的结持状态是随水量而变化的，呈现各项性状的含水量
上下限，对每一种土壤是恒定的）包括上塑限、下塑限、塑性值、粘着点、脱粘点等。
10 土壤胶体：大小在1—100毫微米（在长宽高的三个方向，至少有一个方向在此范围内）的固体颗粒可以是矿
质颗粒，有机质颗粒，也可以是矿质和有机两种胶体复合而成的矿质有机复合体。
二．试述粘粒矿物的形成机理及影响粘粒矿物种类的因素。我国南北方土壤粘粒矿物有何不同？为什么
三．在土壤有机质矿质化过程中，有机质本身的C/N比对这一过程有何影响？他与土壤有效氮的供应有何关系？
如何利用这一关系来调节土壤中打的氮素情况？
影响：①有机质的矿化实在微生物的作用下进行的。氮是组成微生物体细胞的要素。C既是微生物活动的能源，
又是构成体细胞的主要成分，并与氮以一定比例配合，共同组成其体细胞。对于一定类型的微生物，参与体
细胞组成的C和作为能源的C也有一定的比例关系。②一般认为微生物每分解25—30份C大约需要一份N，如果有机质钟C/N大于25:1—30:1，则氮元素含量相对不足，不能使微生物将加入的有机碳转化为吱声的组
成，微生物要么从土壤中吸取有效态的氮作为补偿，以维持其应有的C/N，造成微生物和作物争夺土壤中的
有效N素，要么抑制其自身的生长，使有机质的分解受到抑制，有效氮控制了有机质的分解速率，C/N比打
不仅矿化作用慢，而且形成腐殖酸的相对比也小。
微生物利用的氮可由有机质供应，还可吸取土壤中的氨泰或硝态氮。当有机质本省的C/N比值超过某一数值，微
生物在有机质矿化过程中就会产生氮素营养不足的现象，使土壤中原有矿质态有效氮也被微生物吸取而被同
化，植物不仅不能从有机质矿化过程中获得有效氮的供应，反而使土壤中原来所含的有效氮也暂时失去了植
物的有效性，产生了土壤有效氮素的微生物通话固化现象。C/N比小于某一值，矿化作用产生的纯矿化氮较
高，除满足微生物自身在营养的同化需要外，还可使植物从有机质矿质过程中获得有效氮的供应。
调节：①加速有机质的分解，使C/N比值从极快的速度下降，当c/n比小于某一值时，矿化作用一开始，植物就
可能立刻从有机质矿化过程钟获得有效氮的供应，如：可适量施用石灰，以提高土壤pH
②改良排水条件：保持土壤一定湿度而又使之充分通气以有利于好气微生物的活动，对水田，还可以适当的搁田，
晒田办法来提高土温。
③在实施秸秆还田时，应注意速效氮肥的补充，种植豆科作物前，为充分发挥极疽菌的固氮能力，可先在土壤中
适当加些草屑，利用草屑C/N比大的特点，使土壤中的矿质态氮先转化为有机质态氮，减少有效氮的供应量。 2003年
二．名词解释
1.clayification粘化作用：土壤剖面中粘粒形成和累计的过程。
2.soil profile土壤剖面：完整的垂直土层序列称之为土壤剖面。
3.盐基离子：K+Ca2+Na+Mg2+NH4+ 的过程。
4.灰化作用：是在寒温带、寒带针叶林植被和湿润的条件下，土壤中铁铝鱼有机酸性物质整合淋溶淀积
5.当量孔径：根据托克斯定律，计算不同粒级土粒在静水中的沉降速度，把土粒看做光滑的实心圆球，与此粒级
沉降速率相同的圆球直径，即为该粒级的当量孔径。
6.土壤呼吸系数：一定时间内，一定面积的土壤上，CO2产生的容积对氧消耗的容积的比率。
三、问答题
1简述吸湿水、毛管水和重力水在作物水分利用中的意义。
①吸湿水：受土壤吸附力作用保持的水，被吸附在土粒表面，移动性差，不能被作物吸收利用的水，即为无效水，对
作物水利用意义不大。
②毛管水：形态为液态，受毛管力作用而保持的水分，分布在毛管孔隙，移动性好，能被植物吸收和利用的水分，为
有效水。
③重力水：受重力支配，容易进一步向土壤剖面深层运动的水分，分布在大孔隙，移动快，有效时间短，被作物利用
效率低。
2简述土壤类型分化的必然性。
土壤的统一形成过程，实际上就是土壤与环境因素特别是生物因素统一的发生发展过程，土壤与环境的统一不仅表现
在漫长的地质历史时期的进行过程中，而且表现在具体土壤的发育和演化过程中。土壤的个体发育，土壤的系统发育，土壤的演替，由土壤发生学的观点来考察土壤，可以确信，土壤发生类型必然要和他们所处的环境相统一，与成土因素处于动态平衡。在一定的时空条件下存在着一定的土壤发生类型。不同的土壤发生类型，既存在着时间阶段的前后贯联，也存在空间条件的区别与联系。土壤发生类型是看做以母质为起点，同环境因素不断的和以不同的方式进行着物质和能量的交换的物质运动中相对静止的片刻所表现的特征，它是土壤系统发育的阶段。 3简述氧化还原条件与养分有效性的关系。
①氧化还原主要影响土壤中变价元素的生物有效性，如高价铁锰化合物（Fe3+Mn4+）为难溶性，植物不容易吸收。在还原条件下，高价铁锰还原成溶解度较高的低价化合物（Fe2+Mn2+），对植物的有效性增强。
②氧化还原状况还影响养分的存在形态，进而影响它的有效性。如土壤Eh>480mv时，以硝态氮为主，适于旱作物的吸收；当Eh>220mv是，则以铵态氮为主，适合水稻作物的吸收，但容易引起反硝化作用，造成N的损失。 ③但在土壤开放系统中，氧化还原沉淀、溶解、吸附、呼吸等一系列反应在同一时间和空间进行。例如在土壤强还原条件下，高价铁Fe3+还原低价铁Fe2+，同时硫酸根SO42-还原成硫化物S2-，此时，同时可能发生硫化亚铁FeS的沉淀反应，使铁的有效度下降。
4简述土壤性质对土壤温度的影响。
土壤性质对土壤温度的影响包括土壤质地，土壤含水量，松紧度和孔隙状况等 ①土壤质地方面：a.砂质土含水少，热容量比粘质土小，白天接受太阳辐射而增温快，夜间散热而降温也快，因而昼
夜温差大，被称为“暖土”。 b. 粘质土：蓄水多，热容量大，昼夜温度变幅小，土温上升慢，成为“冷土”。c.壤质土：蓄水量始终，热容量较大，土温上升适中，“暖性土”。 ②土壤含水量：由于水的热容量比土壤的热容量大，故土壤含水量大时，土壤热容量相对较大，土温上升慢；而土壤
含水量少时，土温上升快。 ③松紧度方面：土体结构松散，土壤导热率低，土温上升慢；
土体紧实时， 大， 快。
④ 孔隙度方面：由于空气的比热容比有机质和矿物质低，故当土壤孔隙度大时，土壤的热容量低，土温变化大，土温上升快。当土壤孔隙度小时，土壤热容量高，土温上升慢。
5举例说明土壤微生物在养分循环钟的作用。
土壤微生物主要包括：固氮细菌，硝化细菌，亚硝化细菌。
土壤微生物在土壤培肥中的作用？ ①根瘤菌：根瘤菌与豆科植物共生，固氮作用在自然界N素循环中占有重要位置，在豆科植物上使用根瘤菌剂可以提高N量，是开辟肥源增加土壤N素的有效途径。 ②自生固氮菌：土壤中的自生固氮菌也能在常温常压下借助自己体内的固N酶将大气中游离的N分子固定成N化合物，合成自己躯体的蛋白质，并以其生命活动中分泌到体外的含N代谢物和菌体死亡后的分解物供给植物可利用的N素养料。 ③解磷菌：我国土壤中能被植物利用的有效态无机磷量很低，促进土壤微生物对磷素的转化，是为植物提供有效磷的一个重要方面，含磷有机物通过微生物转变成磷酸盐，解磷微生物依靠其代谢过程中产生的酸，把难溶无机磷酸盐转化为有效P ④固氮蓝藻：蓝藻可以利用光能将C、N、H合成自身的有机体，蓝藻中有不少种类可以固定空气中游离的N素，这就是固氮蓝藻。生命活动过程中不断分泌一定量的氨基酸，多肽，糖类和激素促进固氮细菌的生长，其死亡腐解后，释放N营养物质，增加土壤有机质的含量，改善作物营养条件。 ⑤硝化反硝化作用与土壤脱氮作用的防止 硝化作用是硝化细菌和某些异养微生物在通气良好的土壤中将
NH4+氧化为硝酸的过程，在有机质含量高，通气不良的土壤中，硝酸又易被反硝化细菌作用而被还原成N2O或N2从而导致土壤脱N而引起N素的损失，直接影响到N素的吧保蓄和供应。
四、论述题
1温度与水分条件对土壤发生和发育的影响 ①温度 温度状况将影响矿物的风化和合成，有机物质的合成与分解。一般来说，温度每增加10℃，反应速率可成倍
增加。温度从0℃增长到50℃时，化合物的接力度可增加7倍。这就说明了反应速率可成倍增加。为什么再热带地区岩石矿物风化速率和土壤形成速率、风化壳和土壤厚度比温带和寒带地区都要大的多。 ②水分 a.影响土壤中物质的迁移。土壤中物质的迁移主要以水为载体进行的，不同地区，由于，土壤温度的差异，物质的运移有很大差别。b.影响土壤中物质的分解、合成和转化。土壤中许多化学过程都必须有水的参与，因此，土壤中水分状况会影响这些过程的速率和产物的数量，进而影响土壤一系列的理化性质。c.在其它成土因素相对稳定的条件下，表土有机质含量常随大气湿度的增加而增加；湿度较大可促进风化常务的迁移，也有利于矿物的风化。因此在湿润地区土壤的风化度较高，而在干旱地区土壤风化度较弱。 ③温度和水分条件的共同影响 a.水热两因子在土壤发生和发育过程中是相互配合的共同作用的，这样才能促进土壤的形成和发展。例如在热带地区，只有在充足的水分条件下，高温才能促进原生矿物的深度风化，形成砖红壤。而在缺水的条件下，风化强度较弱，土壤向燥红土方向发展。b 有机物质的分解和腐殖化也是水热共同影响的结 c温度和湿度对土壤形成的共同作用的总效应总是复杂的。这多数取决于水热条件和当地土壤地球化学状态的配合情况。
2土壤氮素的主要形态及其转化过程 ①土壤氮素可分为有机态氮和无机态氮，其中无机态氮占大约5%，主要为NO3-和NH4+形式存在于土壤中，为速效氮，是植物能直接吸收和利用的生物有效态氮。有机态氮是土壤氮的主要存在形式，一般占全氮量的95%以上，按其溶解度的大小及水解度的难易分为水溶性，水解性和非水解性有机氮三类。 ②氮素的转化过程
a.有机氮的矿化 。 占土壤全氮量的95%以上有机氮，必须经过微生物矿化作用才能转化为无机态氮（NH4+ NO3-），矿化过程分两个阶段：一是把复杂的含氮化合物经微生物酶一系列作用下，逐渐分解成简单的氨基化合物，称之为氨基化阶段；二然后在微生物作用下，各种简单氨基化合物分解成氨，成为氨化阶段。
b.铵的硝化：土壤中铵态N在亚硝化和硝化细菌的作用下转化为硝态氮的过程成为硝化作用。即有机氮矿化释放的氨在土壤中转化为NH4+离子，部分被土壤粒表面和有机质表面功能基吸附。另一部分被植物直接吸收。左后大部分NH4+通过硝化作用成硝酸盐和亚硝酸盐。
c.无机态N的固定：矿化作用生成的铵态氮、硝态氮和某些简单的氨基态氮（-NH2）通过微生物和植物的吸收同化成为生物有机体组成部分，称为无机氮的生物固定，形成新的有机态氮化合物。一部分作为产品从农田中输出，而另一部分和微生物的同化产物一样，再一次经过有机氮氨化和硝化作用，进行新一轮的土壤氮循环。