土壤学名词解释 几个土壤学的名字解释：土壤养分容量指标；冲积母质；土壤通气性...
一、土壤学概念
以地球表面能够生长绿色植物的疏松层为对象，研究其中的物质运动规律及其与环境间关系的科学，是农业科学的基础学科之一。主要研究内容包括土壤组成；土壤的物理、化学和生物学特性；土壤的发生和演变；土壤的分类和分布；土壤的肥力特征以及土壤的开发利用改良和保护等。其目的在于为合理利用土壤资源、消除土壤低产因素、防止土壤退化和提高土壤肥力水平等提供理论依据和科学方法。
二、起源
土壤学的兴起和发展与近代自然科学，尤其是化学和生物学的发展息息相关。16世纪以前，人们对土壤的认识仅是以土壤的某些直观性质和农业生产经验为依据。如中国战国时期《尚书·禹贡》中根据土壤颜色、土粒粗细和水文状况等进行的土壤分类，其后许多农学家有关多粪肥田和深耕细锄可以提高土壤肥力的论述，以及古罗马的加图所描述罗马境内的土壤类型等，都反映了当时人们对土壤的认识水平。
三、发展
1、16～18世纪，现代土壤学随着自然科学的蓬勃发展而开始孕育、萌芽。在西欧，许多学者为论证土壤与植物的关系，提出了各种假说。17世纪中叶，海耳蒙特根据他长达五年的柳枝土培试验结果，认为土壤除了供给植物水分以外，仅仅起着支撑物的作用。
2、17世纪末，伍德沃德将植物分别置于雨水、河水、污水及污水加腐殖土四种介质中生长，发现后两种介质中的植物生长较好，因而他认为细土是植物生长的“要素”，从而否定了海耳蒙特的观点。
3、18世纪末，泰伊尔提出“植物腐殖质营养”学说。认为除了水分以外，腐殖质是土壤中唯一能作为植物营养的物质。这一学说在西欧曾风行一时。这些假说，虽未能全面正确地指出土壤的本质及其与植物生长的关系，但对于启发后人从不同的侧面认识土壤仍有裨益。
4、18世纪以后，随着自然科学的进一步发展，土壤学在发展进程中先后出现了三大学派：农业化学派、农业地质学派、发生土壤学派。
5、1840年，李比希的《有机化学在农业和生理学上的应用》一书问世，书中提出的“植物矿质营养学说”，认为矿质元素(无机盐类)是植物的主要营养物质，而土壤则是这些营养物质的主要给源。这是农业化学派的开端。
6、李比希指出，土壤中矿质养分的含量是有限的，必将随着耕种时间的推移而日益减少，因此必须增施矿质肥料予以补充，否则土壤肥力水平将日趋衰竭，作物产量将逐渐下降。这个主张即著名的“归还学说”。它正确地指出了土壤对植物营养的重要作用，从而促进了田间试验、温室试验和实验室化学分析的兴起以及化肥工业的发展，并为土壤学的发展作出了划时代的贡献。
7、19世纪后期，以德国的法鲁为代表的一些土壤学家用地质学的观点和方法认识和研究土壤，因而也被称为农业地质学派。他们认为土壤是陆地的一个淋溶层；甚至认为土壤过去是岩石，而今正在重新形成岩石。尽管这个学派未能阐明土壤形成的实质，但是他们提出的土壤改良、耕作和施肥等主张，对土壤学的发展也有一定意义。
8、19世纪末至20世纪初俄国的多库恰耶夫提出发生土壤学观点。认为土壤是气候、生物、母质、地形和陆地年龄(时间)等五种因子相互作用的产物，是一个独立的历史自然体，其发生过程与环境条件有密切关系；在空间分布上有明显的地带规律性。他的学说得到各国土壤学家的公认，为现代土壤学奠定了基础。
四、现状
1、与世界相比较，在中国，现代土壤科学的研究工作始于20世纪30年代。当时主要进行了某些土壤调查、制图和一般的分析试验。对中国的土壤资源、主要的土壤类型、分布规律理化性质，以及土壤改良等也作了初步研究。
2、这一直到直到新中国成立以后，土壤科学事业才有了较大发展。中国科学院和农业部相继成立了专门的研究机构，高等农业院校土壤和农业化学的有关专业。广大土壤科学工作者对中国土壤的基本性质、发生分类、肥力特征进行的系统研究，以及对华南地区红壤和华北平原盐渍土等低产土壤进行的改良研究都取得积极成果，并在此基础上对土壤肥力概念等提出了新的见解。
3、而世界现状则是由于现代科学技术的进步和世界人口的不断增长，土壤学的研究更趋向于重视保护土壤资源、合理利用土壤和提高土壤生产力，以适应人口增长与耕地日益减少的矛盾。
4、并且在研究内容上，除继续深入进行土壤物理、化学、生物，土壤分类和土壤肥力等基础研究外，更侧重于研究土壤中生物物质的循环和能量交换，以及重金属、化学制品(农药及化肥)和各种有机废弃物对土壤、作物、森林以至人类健康的有害影响及其防治措施。
5、而研究手段上，大型分析仪器和电子计算机的应用将使土壤分析的分辨力、精密度和分析速度进一步提高，并能为土壤学研究开辟新的领域；而土壤数据库和土壤信息系统的建立，则将使数据处理和某些模拟研究更为有效。
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蒙脱石：由颗粒极细的含水铝硅酸盐构成的层状矿物。
高岭石：长石和其他硅酸盐矿物天然蚀变的产物，是一种含水的铝硅酸盐。
伊利石：介于云母和高岭石及蒙脱石间的中间矿物，是一种富钾的硅酸盐云母类黏土矿物，因其最早发现于美国的伊利岛而得其名。
永久电荷：主要来自矿质胶体内的同晶置换，而不随环境pH而改变的电荷。
可变电荷：这种电荷的数量和性质，随着介质的PH值而改变，所以称它为可变电荷或PH因变电荷。
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冲击母质
风化作用使岩石破碎，理化性质改变，形成结构疏松的风化壳，其上部可称为土壤母质。如果风化壳保留在原地，形成残积物，便称为残积母质；如果在重力、流水、风力、冰川等作用下风化物质被迁移形成崩积物、冲积物、海积物、湖积物、冰碛物和风积物等，则称为运积母质。成土母质是土壤形成的物质基础和植物矿质养分元素（氮除外）的最初来源。母质代表土壤的初始状态，它在气候与生物的作用下，经过上千年的时间，才逐渐转变成可生长植物的土壤。母质对土壤的物理性状和化学组成均产生重要的作用，这种作用在土壤形成的初期阶段最为显著。随着成土过程进行得愈久，母质与土壤间性质的差别也愈大，尽管如此，土壤中总会保存有母质的某些特征。
土壤通气性
首先，成土母质的类型与土壤质地关系密切。不同造岩矿物的抗风化能力差别显著，其由大到小的顺序大致为：石英→白云母→钾长石→黑云母→钠长石→角闪石→辉石→钙长石→橄榄石。因此，发育在基性岩母质上的土壤质地一般较细，含粉砂和粘粒较多，含砂粒较少；发育在石英含量较高的酸性岩母质上的土壤质地一般较粗，即含砂粒较多而含粉砂和粘粒较少。此外，发育在残积物和坡积物上的土壤含石块较多，而在洪积物和冲积物上发育的土壤具有明显的质地分层特征。
其次，土壤的矿物组成和化学组成深受成土母质的影响。不同岩石的矿物组成有明显的差别，使其上发育的土壤的矿物组成也就不同。发育在基性岩母质上的土壤，含角闪石、辉石、黑云母等深色矿物较多；发育在酸性岩母质上的土壤，含石英、正长石和白云母等浅色矿物较多；其他如冰碛物和黄土母质上发育的土壤，含水云母和绿泥石等粘土矿物较多，河流冲积物上发育的土壤亦富含水云母，湖积物上发育的土壤中多蒙脱石和水云母等粘土矿物。从化学组成方面看，基性岩母质上的土壤一般铁、锰、镁、钙含量高于酸性岩母质上的土壤，而硅、钠、钾含量则低于酸性岩母质上的土壤，石灰岩母质上的土壤，钙的含量最高。
1.概念:
土壤通气性即土壤气体交换的性能.主要指土壤与近地面大气之间的气体交换,其次是土体内部的气体交换.
土壤和大气间的气体交换也主要是氧与二氧化碳气体的互相交换,即土壤从大气中不断获得新鲜氧气,同时向大气排出二氧化碳,使土壤空气不断得到更新.因而土壤与大气的气体交换,亦称为土壤的呼吸作用.
2.土壤通气性的意义
土壤通气性是土壤的重要特性之一,是保证土壤空气质量,使植物正常生长,微生物进行正常生命活动等不可缺少的条件.
(1)土壤通气不良,会影响微生物活动,降低有机质的分解速度及养分的有效性.
(2)土壤通气不良还会使土壤中的有机质分解形成氢,氢能引起富含氧的盐类以及三价铁和四价锰的化学还原作用.
(3)土壤中氧少,二氧化碳多时,会使土壤酸度提高,适宜于致病霉菌的发育,易使作物感染病虫害
(4)良好的通气性是作物吸收大量水分必不可少的条件.
(二)产生原因及影响因素
1,土壤通气性产生的原因
(1)整体交换:土壤空气交换也有人叫质流,对流. 主要由于近地层环境因子剧烈变迁所引起的土壤中所有空气成分沿同一个方向的流动.如:风,气压变 化,温度梯度变化,降水和灌溉的作用.
(2)气体扩散:土壤中气体分子因浓度梯度或气体分压不同而产生的气体移动.土壤失出CO2 ,吸收O2,有人叫"土壤呼吸".气体扩散规律服从FicK定律
2,影响土壤通气性的因素
这是特定条件下的土壤气体更新过程.土壤气体交换要有两个基本条件:一是土壤要有足量的孔隙容许气体的进出;二是必须具有使气体进出这些孔隙的充分可能性(各气体的浓度具有差异,即具有压力梯度).
(1)土壤与大气间温度和大气压的差异:
(2)土壤含水量的变化:
(3)土壤中空气孔隙的数量,大小及联通程度
(4)土壤与大气或相邻土层的氧和二氧化碳的浓度差
(三)通气性指标
1,土壤呼吸系数
单位时间内,单位面积的土壤表面扩散出的CO2容积对消耗O2的容积的比率.它可用来衡量土壤中生物活动的总强度.
正常情况下,土壤呼吸系数接近于1,若超过1则说明土壤通气性差.
2,土壤中氧的扩散率
每分钟内扩散通过每平方厘米土层的氧的克数(或微克数).其大小标志着土壤空气中氧的补给更新速率的快慢.
一般来说,土壤中氧的扩散率随土层深度而降低.氧扩散率降低愈快,植物根系生长的深度愈浅.
3,土壤通气量
单位时间,单位压力下,通过单位体积土壤的空气总量(CO2+O2).常用mL/(cm3·s)表示.土壤的通气量大,表明土壤通气性好.
4,土壤的通气孔隙度
由于影响气体扩散的主要因素是通气孔隙的数量,气体扩散速度(单位时间内通过土体的气体数量)与土壤通气孔隙的容积是直线函数关系,所以常用土壤中通气孔隙的百分率作为衡量通气性能好坏的指标.
(四)土壤通气性的调节
土壤通气性好坏主要取决于土壤通气孔隙的多少,调节土壤通气性就要通过各种措施改善土壤孔隙状况.
1.改良土壤质地和结构
2.耕作管理
3.排水和灌溉
二,土壤的氧化还原状况
(一)土壤的氧化还原作用
土壤氧化还原作用主要是指土壤中某些无机物质的电子得失过程.
氧化反应即失去(或放出)电子的反应;还原反应则是得到(或吸收)电子的反应.
在土壤溶液中,氧化和还原反应是同时进行的.
对同一物质来说,以能吸收(得到)电子的状态存在时为氧化剂,以放出(失去)电子的状态存在时为还原剂.
土壤中氧化还原物质(除O2外)
还原态
元素
氧化态
CH4,CO
C
CO2
NH3,N2,NO
N
H2S
S
PH3
P
Fe2+
Fe
Fe3+
Mn2+
Mn
Mn4+
Cu+
Cu
Cu2+
(二)土壤氧化还原体系的特点
1.土壤中氧化还原体系有无机体系和有机体系两类.
2.土壤中氧化还原反应虽有纯化学反应,但很大程度上是由生物参与的.
3.土壤是一个不均匀的多相体系,即使同一田块不同点位都有一定的变异,测Eh时,要选择代表性土样,最好多点测定求平均值.
4.土壤中氧化还原平衡经常变动,不同时间,空间,不同耕作管理措施等都会改变Eh值.严格地说,土壤氧化还原永远不可能达到真正的平衡.
(三)土壤氧化还原电位
用此式可以说明土壤氧化还原电位和通气性之间定性关系,不可计算而得,因为土壤是一个多体系平衡.一般是用电极法直接测定.
在不同类型土壤中,Eh值一般变动在100~800mV之间,有时会下降到负值.通气良好的土壤表层Eh较高,沿着土壤剖面向下,Eh值逐渐降低,在地下水饱和处,土壤Eh有时为负值.
旱地土壤在田间持水量条件下Eh=200~750mV,多数为变化于300mV~400mV至600~700mV之间.
水田有时可以低到-200mv,此时,由于Fe,Mn的还原被淋溶到下层淀积,使水稻土壤发生明显的土层分化.水稻土适宜的Eh为200~400mv
(四)影响氧化还原作用的因素
1.微生物的活动:消耗氧,释放CO2.
2.易分解有机的含量:有机物质分解过程是一个耗氧过程. 在一定的通气条件下,土壤中的易分解的有机愈多,耗氧也愈多,其氧化还原电位就较低.
3.土壤中易氧化和还原的无机物的含量:土壤的氧化体和硝酸盐含量高时,可使Eh值下降得较慢.
4.植物根系的代谢作用:根系呼吸和分泌物参与了氧化还原作用,水稻根系输氧,根系附近为红色的.
5.土壤的pH值:一般随pH升高而下降,下降幅度很复杂,随母质类型,气候特征不同而不同.
腐殖化系数
腐殖化系数是单位重量有机物质形成的腐殖质数量值。由于不同种类的有机物质转变为腐殖质的速度不同，同时新形成的腐殖质又处在不断地被分解之中，为了便于比较，一般以有机物质分解一年后残留的有机质的数量，作为其形成的腐殖质的量，该量与原始加入的有机物质的量的比值，即为腐殖化系数。各种有机物质在水田条件下的腐殖化系数，常较旱地条件下为高。
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