1 土壤圈的地位和功能

1 土壤圈的地位和功能
1 土壤圈的地位和功能

第六章 土壤圈

第六章土壤圈 一,名词解释 土壤:是发育于陆地表面具有生物活性和孔隙结构,进行物质循环和能量转换的疏松表层。土壤肥力:是指土壤供应与协调植物正常生长发育所需的养分,水分,空气和热量的能力。土壤圈:是覆盖于地球表面和浅水域底部的土壤所构成的连续体或覆盖层。 土壤新生体: 原生矿物:直接来源于母岩,特别是岩浆岩,它只受不同程度的物理风化,而其化学成分和结晶构造并未改变。 土壤有机质:概指土壤中动植物残体微生物体及其分解和合成的物质。 次生矿物:指由原生矿物经风化后重新形成的新矿物,其化学组成和构造都经过改变而不同于原生矿物。 毛管水:毛管空隙中毛管力吸附保存的水分。 田间持水量:土壤中毛管悬着水的最大含量。 凋萎系数:植物发生永久凋萎时的土壤含水量。 土壤年龄:土壤的发育程度。 诊断层:用于鉴别土壤类型,在性质上有一系列定量说明的土层。 诊断特性:如果用来鉴别土壤类型的依据不是土层而是具有定量说明的土壤性质,则称土壤诊断特性。 土壤资源:是指具有农林牧业生产性能的土壤类型的总称,是人类生产和生活最重要的自然资源,属于地球上陆地生态系统的重要组成部分。 土壤污染:是指进入土壤中的废物和有毒有害物质数量超过了土壤自净能力,破坏了土壤系统自然平衡状态,从而造成土壤质量完全恶化衰退现象。 二,简答 1,土壤圈的特征有哪些? 空间上:处于四个圈层的交接处 性质上:是生物有机体和无机环境之间强烈的相互作用 功能上:与其他圈层进行着不断地物质与能量交换 2,原生矿物与次生矿物的特点有哪些? 均来源于成土母质,不同之处在于原生矿物直接来源于母岩,只受不同程度的物理风化,而其化学成分和结晶构造并未改变;次生矿物由原生矿物经风化后重新形成的新矿物,其化学组成和构造都经过改变而不同于原生矿物,且次生矿物是土壤物质中最细小的部分。 3,母质(气候,生物,地形)在土壤形成过程中的作用? 气候:影响土壤水热状况 影响次生黏土矿物的形成 影响岩石矿物风化强度 对土壤有机物质的积累和分解起重要作用 影响土壤微生物的数量和种类 影响土壤的地带性分布规律 生物:土壤形成的生物因素包括植物,土壤微生物和土壤动物,它们是土壤有机质的制造者和分解者,是土壤发育过程中最活跃因素。

土壤中酶

土壤酶的研究进展 摘要:土壤酶作为土壤组分中最活跃的有机成分之一不仅可以表征土壤物质能量代谢旺盛程度,而且可以作为评价土壤肥力高低、生态环境质量优劣的一个重要生物指标,并且,在土壤生态系统的物质循环和能量流动方面扮演重要的角色。本文通过分析、总结国内外土壤酶研究进展,研究土壤酶的来源、作用及其影响因素,展望土壤酶学的发展前景,将有助于该学科研究的纵深发展与广泛利用。 关键字:土壤酶作用影响因素进展 前言 土壤酶( soil enzyme)是指土壤中的聚积酶, 包括游离酶、胞内酶和胞外酶, 其活性变化规律及与生态因子的相互作用关系研究引起众多学者的重视, 它是评价土壤质量的重要手段之一[1], 同时也是评价土壤自净能力的一个重要指标[2]。对土壤酶的研究,让我们能更好地去了解土壤酶是土壤有机体的代谢动力, 在生态系统中起着重要的作用, 以及与土壤理化性质、土壤类型、施肥、耕作以及其它农业措施的密切关系。而土壤酶活性在土壤中的表现, 在一定程度上反映了土壤所处的状况, 且对环境等外界因素引起的变化较敏感, 成为土壤生态系统变化的预警和敏感指标。 关于土壤酶的研究历史可以追溯到19世纪末,自Woods( 1898) 首次从土壤中检测出过氧化氢酶活性以来, 土壤酶研究经历了一个较长的奠定和发展时期( 关松荫, 1986) 。一般认为, 20 世纪50 年代以前为土壤酶学的奠定时期, 许多土壤学者从各种土壤中共检测出了40 余种土壤酶的活性,并发展了土壤酶活性的研究方法和理论, 土壤酶研究逐渐发展成一门介于土壤生物学和生物化学之间的一门新兴边缘交叉学科( Burns, 1978)[3]。20 世纪50~ 80 年代中期为土壤酶学迅速发展的时期。由于生物化学和土壤生物学所取得的巨大成就, 土壤酶的检测技术和方法不断改进, 一些新的土壤酶活性逐渐被检测出来。到20 世纪80 年代中期, 大约有60 种土壤酶活性被检测出来, 土壤酶学的理论和体系逐渐完善。土壤酶活性与土壤理化性质的相互关系、土壤酶的来源和性质以及土壤酶检测手段的改进等成为这段时期的研究重点[4, 5]。土壤酶活性的研究作为土壤肥力指标而受到土壤学家的普遍重视( 周礼恺, 1987) 。20 世纪80 年代中期以后为土壤酶学与林学、生态学、农学和环境科学等学科相互渗透的时期, 土壤酶学的研究已经超越了经典土壤学的研究范畴, 在几乎所有的陆地生态系统研究中, 土壤酶活性的检测似乎成了必不可少的测定指标[7, 8]。由于土壤酶活性与土壤生物、土壤理化性质和环境条件密切相关( Dick, 1996) , 因而土壤酶活性

土壤学思考题

第一章 一名词解释 土壤 土壤肥力 二思考题 1. 怎样理解土壤在地理环境中的地位和作用,以及土壤和人的关系? 2. 人类应该以什么样的态度来看待和利用土壤? 3. 土壤和土壤肥力在农业生产中的有什么重要意义? 4. 试从地理环境要素相互联系、相互作用的角度证明地理圈中包含着土壤圈。 5. 请亲自观察校园绿地或者附近农田林地,选择一个具体的单个土体,运用所学的知识阐述土壤是一个开放系统,并说明该土壤开放系统中的主导物质能量迁移转化过程。 第二章 一名词解释 土壤母质; 岩石风化; 同晶替代; 原生矿物; 次生矿物; 土壤粒级;

土壤质地; 有机质矿质化; 有机质腐殖化; 化学风化; 风化作用; 物理风化; 矿化率; 腐殖化系数 二思考题 1. 土壤的基本组成是什么?如何看待它们之间的关系? 2. 结合中国土壤粒径分级系统,简述进行土壤粒径分级的意义和作用? 3. 简述土壤质地对肥力的影响,那种质地对肥力更有利? 4. 简述土壤结构类型,为什么说团粒结构是好的结构? 5. 土壤形态是怎样形成的,研究土壤形态的意义是什么? 6. 说明土壤容重和孔隙度的概念和意义。 7. 主要次生黏土矿物有几种?有什么区别? 8. 矿物岩石的风化作用有几种类型? 9. 岩石、母质、土壤之间有何差异联系?

10. 为什么说生物因素在土壤形成过程中起主导作用? 11. 人类活动对土壤形成有什么影响? 12. 土壤有机质对土壤肥力有哪些作用?怎样合理调节土壤有机质? 13. 土壤质地改良措施有哪些? 第三章. 一名词解释 灰化过程;钙化过程;富铝化过程;潜育化过程 二思考题 1.试讨论分析土壤形成因素方程的基本原理。 2.简述土壤发生学理论的基本观点及其发展过程。 3.请小组讨论六大成土因素在土壤形成过程的作用。 4.通过实地观察试发现各种成土因素与土壤之间的物质能量交换过程。 5.为什么说评价母质和土壤类型之间的相互关系是困难的?

有关影响土壤酶活性因素的分析报告

关于影响土壤酶活性因素的研究 摘要:本文对国内外土壤酶活性影响因素的研究进行了综述,总结了土壤微生物、团聚体、农药、重金属和有机物料等对土壤酶活性的影响,并对土壤纳米粒子与土壤酶活性关系的研究发展前景进行了展望。 关键词:土壤酶活性;微生物;团聚体;重金属;有机物料 Study progress on factors affecting soil enzyme activity Abstracts:In this article,the study on factors affecting soil enzyme activity in recent years was reviewed. Several aspects such as microbial,aggregation,heavy metals,organic manure and so on were included.At the same time,the effects of the soil inorganic nanometer particle (SINP) on soil enzyme activity inthe future research was forecasted. Key words:soil enzyme activity;microbial;aggregation;heavy metals;organic manure 酶是土壤组分中最活跃的有机成分之一,土壤酶和土壤微生物一起共同推动土壤的代谢过程[1]。土壤酶来源于土壤中动物、植物和微生物细胞的分泌物及其残体的分解物,其中微生物细胞是其主要来源[1,2]。土壤中广泛存在的酶类是氧化还原酶类和水解酶类,其对土壤肥力起重要作用。土壤中各有机、无机营养物质的转化速度,主要取决于转化酶、蛋白酶磷酸酶、脲酶及其他水解酶类和多酚氧化酶、硫酸盐还原酶等氧化还原酶类的酶促作用[2]。土壤酶绝大多数为吸附态,极少数为游离态,主要以物理和化学的结合形式吸附在土壤有机质和矿质颗粒上,或与腐殖物质络合共存[3]。 土壤酶活性反映了土壤中各种生物化学过程的强度和方向[4],其活性是土壤肥力评价的重要指标之一,同时也是土壤自净能力[1]评价的一个重要指标。土壤酶的活性与土壤理化特性、肥力状况和农业措施有着显著的相关性[5]。因此,研究土壤酶活性的影响因素,提高土壤酶活性,对改善土壤生态环境,提高土壤肥力有重要意义。本文对土壤酶活性影响因子的研究

土壤的重要性

土壤的重要性 Prepared on 22 November 2020

一、维持生态平衡过程中,土壤的重要性 土壤是指地球陆地表面上能够生长植物的疏松表层。土壤具有肥力的特征,土壤能够不断地供应和协调作物生长发育所必需的水分、养分、空气、热量和其他生活必须条件的能力。 土壤是陆地生态系统的组成部分。整个自然界可以划分为大气圈、水圈、土壤圈、岩石圈和生物圈。从土壤圈在环境中所占据的空间位置来看,它处于岩石圈、水圈、大气圈和生物圈相互交接的地带,是联结自然界中有机界和无机界的中心环节。 在一定条件下,生态系统通过自身的调节或人类干预,其物质和能量的输入和输出接近相等,系统的功能处于相对稳定状态,称之为生态平衡;反之,如不能恢复到原初的稳定状态,就叫做生态平衡的破坏或生态失衡。如土壤污染、水土流失、土壤沙化、土壤退化、土壤次生盐碱化、洪涝灾害等,均是生态失衡所带来的恶果。土壤除了具有生产力、能生长植物以外,还具有缓冲自调和净化两大功能,但是土壤的缓冲自调和净化功能是有限度的,污染物超过了土壤的环境容量后土壤本身也被污染了。 二、土壤的性质 1、土壤的组成 土壤是由固、液、气三相物质组成的复合物。固体部分主要由矿物质和有机质组成,约占土壤的50%。其中矿物质一般占固体部分的95%;液体部分主要是土壤溶液,约占土壤的25%,包括水分、溶解在水中的盐类、有机-无机化合物、有机化合物以及最细小的胶体物质;土壤气体部分只要是指土壤中的空

气,土壤中的空气基本上来自于大气,也有一部分是土壤中进行的生物化学过程产生的。改良土壤,首先就是改造土壤的固相组成,调节三相比例,使之适合作物生长的需求。 2、土壤的物理性质 土壤的物理性质是指土壤固液气三相体系中所产生的各种物理现象和过程,各种性质和过程是相互联系和制约的,其中以土壤质地、土壤结构和土壤水分居主导地位,它们的变化常引起土壤其他物理性质和过程的变化。 (1)土壤质地:是指土壤中不同大小直径的矿物颗粒的组合状况,通俗说,土壤质地就是土壤的沙黏性。 按土壤中各粒级的构成情况,可以把土壤质地分为3类9级(卡钦斯基的土壤质地分类制),即砂土类(粗砂土、细砂土)、壤土类(砂壤土、轻壤土、中壤土、重壤土)、黏土类(轻黏土、中黏土、重黏土)。各类土壤的特性如下: ①砂土类:土粒以砂粒(粒径1~)为主,占50%以上。土粒间孔隙大,大孔 隙多,小孔隙少。土质疏松,易耕作;透水性强,保水性差;保肥能力差。 在这种土壤上生长的作物,容易出现前期猛长,后期脱肥早衰的现象,施肥管理宜勤少施。这类土壤对块茎类作物的生长有利,也适宜种植生长期短而耐瘠薄的植物,如芝麻、花生、西瓜等。 ②黏土类:土粒以细粉粒(粒径小于)为主,占30%以上.总孔隙度大而土粒 间孔隙小,土质黏重,干时紧实板结,湿时泥泞,不耐旱也不耐涝,适耕期短,湿犁成片,耙时成线,耕作困难。通气透水差,易积水,有机质分解

土壤学

第一章 ⑴名词解释:土壤;单个土体;聚合土体;土壤圈;土壤肥力;土壤自净能力;土体构型。 ⑵问答: ①土壤圈与地球表层系统各圈层有何联系? ②土壤对人类社会发展的直接影响有哪几个方面? 第二章 ⑴名词解释:矿物;原生矿物;同晶替代 ⑵问答: ①简述硅酸盐粘土矿物的种类及一般特性。 ②为什么土壤粘土矿物一般以带负电荷为主? ③我国土壤粘土矿物的分布规律如何? ⑶名词解释:土壤质地,土壤有机质,土壤腐殖质,土壤生态系统,土壤结构,土粒密度,土壤容重,土壤孔隙度,氨化过程,硝化过程,反硝化过程。 ⑷问答: ①简述硅酸盐粘土矿物的种类及一般特性。 ②简述中国土壤粘土矿物的分布规律。 ③砂性土、黏土和壤土在肥力上各有何优缺点? ④简述胡敏酸、富啡酸和胡敏素的性质。 ⑤影响土壤有机质转化的因素有哪些? ⑥一个湿重为1000g,容积为640cm3的土壤样品烘干后,其干重为800g,设土壤密度为2.65g/cm3,计算土壤容重、孔隙度、质量含水量、容积含水量和三相比。 ⑦试论述团粒结构在土壤肥力上的意义? ⑧简述土壤有机质的矿化过程。 第三章 ⑴名词解释:土壤呼吸;ODR;土壤质量热容量;土壤容积热容量;土壤导热率;土壤热扩散率 ⑵问答:

①简述土壤空气与作物生长的关系。 ②简述地形地貌和土壤性质对土温的影响。 ⑶名词解释:束缚水;毛管水;田间持水量;凋萎系数;土壤有效含水量;质量含水量;容积含水量;土水势;基质势;压力势;溶质势;土壤水分特征曲线 ⑷问答: ①常用的土壤水分常数有哪些?它们在农业生产上分别有什么意义? ②土壤水分特征曲线有何作用? ③影响土壤水分特征曲线的因素有哪些? ⑸计算题 ?、测得农田耕层0-20cm土壤平均含水量为15%,土壤容重为1.30g/cm3,如果一次降雨为24mm,且全部进入到耕层以内土壤。请问: ①降雨前0-20cm土层土壤含水量为多少(mm)? ②本次降雨相当于给土壤灌溉多少水(方/亩)? ③降雨后土壤质量含水量会达到多少?(%) ?、若某土壤风干土重为50克,吸湿水含量为2.5%,则干土重量为多少克? ?、测得某农田耕层0-30cm土壤平均含水量为18%,该土壤的萎蔫系数为10%,田间持水量为25%,容重为1.30g/cm3,请问: ①该土层能保持的最大有效水量是多少(mm)? ②此时此刻土壤具有的有效水是多少(方/亩)? ③此时此刻土壤水分对作物的有效性处于何种状态?是否需要灌溉?为什么? ⑹名词解释:土壤胶体;土壤比表面面积;CEC; BSP;土壤活性酸;土壤潜性酸;土壤缓冲性能;Eh ⑺问答: ①土壤胶体具有哪些性质? ②阳离子交换作用有哪些特点? ③影响土壤阳离子交换量的主要因素有哪些? ④土壤酸碱性对养分有效性有哪些影响?

农药对土壤酶活性影响的研究进展

农药对土壤酶活性影响的研究进展 闫 雷a,李晓亮a,秦智伟b,敖斯刚a (东北农业大学a.资源与环境学院;b.园艺学院,哈尔滨 150030) 摘 要:随着农药对土壤污染的日益严重,越来越多的研究者将土壤酶作为指示剂,检测农药对土壤环境条件的影响,并根据土壤酶活性的变化来判断污染物对土壤的毒害程度,这也是从土壤生物化学角度探索环境保护的一个新内容。为此,介绍了影响土壤酶活性的环境因素,综述了农药对土壤酶活性影响的研究进展,并对今后的研究方向进行了展望,以期为土壤农药污染的进一步治理和修复提供科学依据。 关键词:农药污染;土壤;酶活性;影响 中图分类号:S154.2 文献标识码:A文章编号:1003-188X(2009)11-0223-04 0 引言 土壤酶是土壤新陈代谢的重要因素[1],土壤中所进行的生物和化学过程在酶的催化下才能完成。土壤污染条件下酶活性变化很大,土壤酶活性的改变将影响土壤养分的释放,从而影响作物的生长,所以土壤酶活性常作为土壤质量演变的生物活性指标。近年来,随着农药对土壤污染的日益严重,越来越多的研究者将土壤酶作为指示剂,检测农药对土壤环境的影响,并根据土壤酶活性的变化来判断污染物对土壤的毒害程度,这也是从土壤生物化学角度探索环境保护的一个新内容。 1 土壤酶活性的影响因素 1.1 土壤微生物 早在20世纪60年代就有人研究酶活性与土壤微生物活性之间的相互关系,如Lenhard发现微生物活性与土壤脱氢酶活性密切相关[2]。郭继勋证实了脲酶、磷酸酶和纤维素酶的活性与微生物量有较密切的关系,3种酶的活性随着生物量的增强而不断增强,二者变化基本同步[3]。Naseby通过向根际接种遗传改性微生物,发现遗传改性微生物生成的酶,对土壤的碳、磷转化具有重要作用[4]。沈宏等发现玉米生长的中、前期,土壤微生物中碳、氮与土壤过氧化氢、蔗糖 收稿日期:2009-06-06 基金项目:国家自然科学基金项目(39870469);黑龙江省博士后基金项目(LBH-Z06162);东北农业大学创新团队发展计划项 目(CXT003-1-3) 作者简介:闫 雷(1974-),女,黑龙江牡丹江人,副教授,博士,硕士生导师,(E-m ail)yan l ei h ai peng@g m ai.l co m。 通讯作者:秦智伟(1957-),男,黑龙江阿城人,教授,博士生导师, (E-m ail)qz w303@126.co m。酶、脲酶、蛋白酶活性及速效养分的相关性均达到显著或极显著水平[5]。 1.2 土壤理化性质 土壤水分、空气、温度与机械组成,一方面与微生物的活性和类型有显著的相关性,另一方面也会直接影响土壤酶活性的存在状态与强弱。一般来说,土壤湿度大,土壤酶活性高;但土壤过湿可能会造成土壤缺氧,从而影响微生物的生长[1]。温度直接影响释放酶类的微生物种群及数量,冯贵颖研究发现[6],在20 ~60 时,各土壤粘粒的脲酶吸附量随温度升高而降低。土壤中二氧化碳、氧气含量与土壤微生物的活性相关,因此对土壤酶活性有直接影响。土壤的机械组成及结构状况也能影响土壤酶活性[7]。同一类土壤的黏质土壤比轻质土壤具有较高酶活性,其原因是酶主要分布在腐殖质含量较高和微生物数量较多的细小颗粒中。因此,向矿质土中加入黏质土,能较大地增强蛋白酶、脲酶和蔗糖酶的活性。 土壤化学性质可从多方面影响土壤酶活性。首先,能在很大程度上直接影响酶的主要生成者 微生物;其次,土壤中的某些化学物质可通过激活或抑制作用来调节胞外酶的功能。另外,土壤一系列化学性质,如土壤p H值、交换性阳离子的组成与比例、盐基饱和度、腐殖质的特性以及有机 矿物质复合体的组成等,在很大程度上决定酶在土壤中的固定情况。土壤pH值越低(低于蛋白酶的等电点),粘粒吸附的酶越多。土壤有机质与土壤酶之间存在显著正相关。土壤有机物质可吸附土壤中的酶,如脲酶、二酚氧化酶、蛋白酶及水解酶等,这些物质都曾以 酶 腐殖物质复合物 的形式从土壤中被提取出来。

第六章 土壤

第六章土壤环境影响评价 1.教学内容 (1)土壤特征和影响土壤环境质量的主要因素; (2)土壤环境影响识别; (3)土壤及其环境现状的调查与评价; (4)土壤环境影响预测和评价。 2.重点与难点 重点:影响土壤环境质量的主要因素,土壤环境影响识别方法,现状调查内容及评价方法。难点:土壤环境影响预测方法。 3.教学基本要求 (1)了解土壤的主要特征,影响土壤环境质量的主要因素; (2)熟练掌握土壤环境影响识别类型; (3)掌握土壤环境质量现状评价; (4)了解工业、农业、水利、矿业、交通、能源等工程建设项目的土壤环境影响识别;(5)掌握防治土壤污染、退化、破坏的对策和措施。 第一节土壤特征和影响土壤环境质量的主要因素土壤是地球陆地表面具有肥力、能生长植物的疏松表层,由岩石风化而成的矿物质、动植物残体腐解产生的有机质、土壤生物(固相物质)以及水分(液相物质)、空气(气相物质)等组成。本章主要介绍重大建设项目对土壤环境影响的识别、土壤污染和土壤退化的预测和评价方法。 一、土壤的主要特征 在人类环境系统中占据着特有的空间地位:处于大气圈、生物圈、岩石圈和水圈的交接地带; 具有肥力:具有能够不断供应和协调植物生长所必需养分、水分、空气和热量的能力。(土壤区别于其他自然体的本质特征。) 具有缓冲性 具有净化功能 两个基本概念 土壤退化:土壤沙化、盐渍化、沼泽化和土壤侵蚀等引起的土壤肥力下降的现象。 土壤破坏:土壤资源的损失,即被非农、林、牧长期占用,或土壤极端退化而失去土壤肥力的现象。 二、影响土壤环境质量的主要因素 建设项目影响土壤环境污染的因素:建设项目类型、污染物性质、污染源特点、污染源排放强度、污染途径、土壤所在区域的环境条件、土壤类型和特性。 影响土壤退化、破坏的主要因素 自然因素:干旱、洪涝、狂风、暴雨、火山、地震等。

土壤酶活性测定方法综合

土壤酶活性测定方法 1、土壤脲酶的测定方法(苯酚钠—次氯酸钠比色法) 一、原理 脲酶存在于大多数细菌、真菌和高等植物里。它是一种酰胺酶作用是极为专性的,它仅能水解尿素,水解的最终产物是氨和二氧化碳、水。土壤脲酶活性,与土壤的微生物数量、有机物质含量、全氮和速效磷含量呈正相关。根际土壤脲酶活性较高,中性土壤脲酶活性大于碱性土壤。人们常用土壤脲酶活性表征土壤的氮素状况。 土壤中脲酶活性的测定是以脲素为基质经酶促反应后测定生成的氨量,也可以通过测定未水解的尿素量来求得。本方法以尿素为基质,根据酶促产物氨与苯酚—次氯酸钠作用生成蓝色的靛酚,来分析脲酶活性。 二、试剂 1)甲苯 2)10%尿素:称取10g尿素,用水溶至100ml。 3)柠檬酸盐缓冲液():184g柠檬酸和氢氧化钾(KOH)溶于蒸馏水。将两溶液合并,用1mol/LNaOH将PH调至,用水稀释定容至1000ml。 4)苯酚钠溶液(L):苯酚溶于少量乙醇,加2ml甲醇和丙酮,用乙醇稀释至100ml (A液),存于冰箱中;27gNaOH溶于100ml水(B液)。将A、B溶液保存在冰箱中。使用前将A液、B液各20ml混合,用蒸馏水稀释至100ml。

5)次氯酸钠溶液:用水稀释试剂,至活性氯的浓度为%,溶液稳定。 6)氮的标准溶液:精确称取硫酸铵溶于水并稀释至1000ml,得到1ml含有氮的标准液;再将此液稀释10倍(吸取10ml标准液定容至100ml)制成氮的工作液(ml)。 三、操作步骤 称取5g土样于50ml三角瓶中,加1ml甲苯,振荡均匀,15min后加10ml10% 尿素溶液和20ml PH 柠檬酸盐缓冲溶液,摇匀后在37℃恒温箱培养24小时。培养结束后过滤,过滤后取1ml滤液加入50ml容量瓶中,再加4ml苯酚钠溶液和3ml次氯酸钠溶液,随加随摇匀。20min后显色,定容。1h内在分光光度计与578nm波长处比色。(靛酚的蓝色在1h内保持稳定)。 标准曲线制作:在测定样品吸光值之前,分别取0、1、3、5、7、9、11、13ml 氮工作液,移于50ml容量瓶中,然后补加蒸馏水至20ml。再加入4ml苯酚钠溶液和3ml次氯酸钠溶液,随加随摇匀。20min后显色,定容。1h内在分光光度计上于578nm波长处比色。然后以氮工作液浓度为横坐标,吸光值为纵坐标,绘制标准曲线。 注意事项: 1、每一个样品应该做一个无基质对照,以等体积的蒸馏水代替基质,其他操作 与样品实验相同,以排除土样中原有的氨对实验结果的影响。 2、整个实验设置一个无土对照,不加土样,其他操作与样品实验相同,以检验 试剂纯度和基质自身分解。

土壤学课后习题

土壤学 1-1土壤在农林牧、人类及生态系统中有何意义? (1)土壤是农业最基本的生产资料。土壤是地球的皮肤,在植物生长中起到营养库的作用、养分转化和循环作用、雨水涵养作用、生物的支撑作用以及稳定和缓冲环境变化的作用;(2)土壤是陆地生态系统的重要组成部分。保持生物活性,多样性和生产性;对水体和溶质流动起调节作用;对有机、无机污染物具有过滤、缓冲、降解和解毒作用;具有贮存并循环生物圈及地表养分和其它元素的功能。 (3)土壤是最珍贵的自然资源。土壤资源具有再生性,质量具有可变性,资源数量具有有限性; (4)土壤资源是可持续农业的基础。可持续发展的条件之一就是资源破坏的零或负增长。 1-2什么是土壤、土壤圈?土壤有什么功能?何谓土壤肥力? 土壤是在地球表面生物、气候、母质、地形、时间等因素综合作用下所形成能够生长植物的、处于永恒变化中的疏松矿物质与有机质的混合物。 1-3土壤与地球各圈层之间有何关系? 2-1 常见的成土母质有那些?什么叫残积母质、洪积母质、冲积母质、风积母质? (1)残积母质:岩石风化后,基本上未经动力搬运而残留原地的风化物; (2)洪积母质:山洪搬运的碎屑物质在山前平原的沉积物。 (3)冲击母质:风化的碎屑物质,经河流常年性流水的侵蚀、搬运、沉积在河流两岸的沉积物。沉积物具有成层性。 (4)风积母质:风积母质是风力搬运的堆积物,也是风蚀作用的产物,没有风蚀作用也就没有风积作用。 2-2岩石风化作用分那几个阶段?各阶段有何特点? (1)碎屑阶段:1) 岩石风化的最初阶段,以机械破碎为主的物理风化占优势,只有最易淋失的Cl、S发生移动;2) 风化壳中主要是粗大碎屑,产生碎屑风化壳,释放易溶于水的简单盐类,粘土矿物以水化度低的水云母为主;3)土壤类型为石质幼年土。 (2)钙沉积或饱和硅铝阶段:1) Cl、S已流失,Ca、Mg、K、Na等仍大部分保留,部分Ca游离出来,以CaCO3的形式,淀积在岩石碎屑孔隙中;2)产生碳酸盐风化壳,粘土矿物以蒙脱石最多,还含有水云母、绿泥石等;3)土壤类型为各类型钙积土。 (3)酸性硅铝阶段:1)强烈淋溶,Ca、Mg、K、Na 均已淋失,硅酸盐与铝硅盐中分离出的硅酸也部分淋失,风化壳呈酸性反应,颜色以棕和黄棕为主;2)产生硅铝风化壳;粘土矿物以蒙脱石为主,还有高岭石与绿泥石等;3)土壤类型为棕色森林土、黄棕壤及部分高山土壤。(4)富铝阶段:1)岩、矿的分解与淋溶彻底,只有氧化铁、铝残留,有鲜明的红色。2)产生富铝风化壳,粘土矿物为高岭石、赤铁矿及三水铝石及水云母等。3)土壤主要为红壤和砖红壤。

土壤酶研究进展

土壤酶研究进展 孙富强1 (1西北农林科技大学资源环境学院,陕西杨凌 712100) 摘要:土壤酶是土壤重要组成部分,在土壤生态系统的土壤物质转化和能量代谢方面扮演重要的角色。文章通过分析、总结国内外土壤酶研究进展,综述了土壤酶学研究简史和土壤酶的来源、分类、作用, 展望了土壤酶学的发展前景,对于加深理解土壤酶在土壤生态系统中的的重要性有重要作用。 关键词:土壤酶作用研究进展 土壤酶是土壤的重要组成部分[1],参与土壤物质转化和能量代谢,能降解土壤外来有机物质,在生态系统中起着重要的作用[2],是评价土壤肥力高低、生态环境质量优劣的一个重要生物指标[3]。土壤酶主要来源于土壤微生物和植物根系的分泌物及动植物残体分解释放的酶,包括氧化还原酶类、水解酶类、裂合酶类和转移酶类[4]。 1898年,Woods首次从土壤中检测出过氧化氢酶活性,土壤酶研究经历了一个较长的发展时期[5]。20世纪50年代以前为土壤酶学的萌发时期。土壤学者发展了土壤酶活性的研究方法和理论,土壤酶研究逐渐发展成一门介于土壤生物学和生物化学之间的一门新兴边缘交叉学科[6-7]。50-80 年代中期为土壤酶学迅速发展的时期。这段时间土壤酶的检测技术和方法不断改进,一些新的土壤酶活性逐渐被检测出来,土壤酶学的理论和体系逐渐完善[8]。 80 年代中期以后为土壤酶学与林学、生态学、农学和环境科学等学科相互渗透的时期,土壤酶学的研究已经超越了经典土壤学的研究范畴,在几乎所有的陆地生态系统研究中,土壤酶活性的检测似乎成了必不可少的测定指标[4,9]。 1 土壤酶的来源及分类 1.1 土壤酶的来源 土壤酶( Soil Enzyme)是指土壤中的聚积酶,包括游离酶、胞内酶和胞外酶,主要来源于土壤微生物的活动、植物根系分泌物和动植物残体腐解[4,8]。 (1)植物根系分泌释放土壤酶。一些研究表明,植物根系不仅能够分泌释放淀粉酶,还能分泌出核酸酶和磷酸酶[10]。1993年,Siegel 发现了小麦和西红柿等植物可以向土壤中释放出过氧化物酶[11]。植物残体的分解也能继续释放土壤酶,但要定量植物残体分解过程中释放的酶还是很困难[12]。 (2)微生物释放分泌土壤酶。微生物释放酶的大体过程是:细胞死亡,胞壁崩溃,胞膜破裂,原生质成分进入土壤,酶类必然释放进入土壤。植物根际酶活性的优势问题,除了根系本身的作用外,与根际微生物是分不开的[13]。植物根系是微生物的特殊生境,根际内微生物的数量总比根际外高,当微生物受到环境因素刺激时,便不断向周围介质分泌酶,致使根际内外酶活性存在很大差异。 (3)土壤动物区系释放土壤酶。土壤是为数极多的动物居住的环境,土壤动物区系提供的土壤酶数量较少。1957年,Kiss研究了蚯蚓对转化酶的影响指出,在草地和耕地的土壤表层,蚯蚓的排泄物对土壤转化酶活性的提高有最为明显的作用[14]。 (4)动物、植物残体释放酶。半分解和分解的根茬、茎秆、落叶、腐朽的树枝、藻类和死亡的土壤动物都不断向土壤释放各种酶类[15]。 1.2土壤酶的分类

土壤的重要性

一、维持生态平衡过程中,土壤的重要性 土壤是指地球陆地表面上能够生长植物的疏松表层。土壤具有肥力的特征,土壤能够不断地供应和协调作物生长发育所必需的水分、养分、空气、热量和其他生活必须条件的能力。 土壤是陆地生态系统的组成部分。整个自然界可以划分为大气圈、水圈、土壤圈、岩石圈和生物圈。从土壤圈在环境中所占据的空间位置来看,它处于岩石圈、水圈、大气圈和生物圈相互交接的地带,是联结自然界中有机界和无机界的中心环节。 在一定条件下,生态系统通过自身的调节或人类干预,其物质和能量的输入和输出接近相等,系统的功能处于相对稳定状态,称之为生态平衡;反之,如不能恢复到原初的稳定状态,就叫做生态平衡的破坏或生态失衡。如土壤污染、水土流失、土壤沙化、土壤退化、土壤次生盐碱化、洪涝灾害等,均是生态失衡所带来的恶果。土壤除了具有生产力、能生长植物以外,还具有缓冲自调和净化两大功能,但是土壤的缓冲自调和净化功能是有限度的,污染物超过了土壤的环境容量后土壤本身也被污染了。 二、土壤的性质 1、土壤的组成 土壤是由固、液、气三相物质组成的复合物。固体部分主要由矿物质和有机质组成,约占土壤的50%。其中矿物质一般占固体部分的95%;液体部分主要是土壤溶液,约占土壤的25%,包括水分、溶解在水中的盐类、有机-无机化合物、有机化合物以及最细小的胶体物质;土壤气体部分只要是指土壤中的空气,土壤中的空气基本上来自于大气,也有一部分是土壤中进行的生物化学过程产生的。改良土壤,首先就是改造土壤的固相组成,调节三相比例,使之适合作物生长的需求。 2、土壤的物理性质 土壤的物理性质是指土壤固液气三相体系中所产生的各种物理现象和过程,各种性质和过程是相互联系和制约的,其中以土壤质地、土壤结构和土壤水分居主导地位,它们的变化常引起土壤其他物理性质和过程的变化。 (1)土壤质地:是指土壤中不同大小直径的矿物颗粒的组合状况,通俗说,土壤质地就是土壤的沙黏性。 按土壤中各粒级的构成情况,可以把土壤质地分为3类9级(卡钦斯基的土壤质地分类制),即砂土类(粗砂土、细砂土)、壤土类(砂壤土、轻壤土、中壤土、重壤土)、黏土类(轻黏土、中黏土、重黏土)。各类土壤的特性如下:①砂土类:土粒以砂粒(粒径1~0.05mm)为主,占50%以上。土粒间孔隙大, 大孔隙多,小孔隙少。土质疏松,易耕作;透水性强,保水性差;保肥能力差。在这种土壤上生长的作物,容易出现前期猛长,后期脱肥早衰的现象,施肥管理宜勤少施。这类土壤对块茎类作物的生长有利,也适宜种植生长期短而耐瘠薄的植物,如芝麻、花生、西瓜等。 ②黏土类:土粒以细粉粒(粒径小于0.001mm)为主,占30%以上.总孔隙度 大而土粒间孔隙小,土质黏重,干时紧实板结,湿时泥泞,不耐旱也不耐涝,适耕期短,湿犁成片,耙时成线,耕作困难。通气透水差,易积水,有机质

土壤酶研究进展(1)

收稿日期:2005—07—11修订日期:2005—09—16土壤酶研究进展杜伟文,欧阳中万 (湖南农业大学,湖南长沙 410125) 摘 要:土壤酶在土壤生态系统的物质循环和能量流动方面扮演重要的角色。本文综述了土壤酶学研究简史,土壤酶的来源、分布、作用,植物—土壤界面的土壤酶,土壤生态条件与土壤酶,土壤微生物与土壤酶,土壤酶活性测定等方面。对于加深理解生态系统中的物质循环、土壤酶的生态重要性以及土壤生态系统退化机理有重要作用。 关键词:土壤酶;研究进展;土壤微生物 中图分类号:S718.51+9 文献标识码:A 文章编号:1003—5710(2005)05—0076—04 土壤酶是土壤有机体的代谢动力,在生态系统中起着重要的作用,与土壤理化性质、土壤类型、施肥、耕作以及其它农业措施等密切相关。其活性在土壤中的表现,在一定程度上反映了土壤所处的状况,且对环境等外界因素引起的变化较敏感,成为土壤生态系统变化的预警和敏感指标文章。 自W oods(1898)首次从土壤中检测出过氧化氢酶活性以来,土壤酶研究经历了一个较长的发展时期(关松荫,1986)。一般认为,20世纪50年代以前为土壤酶学的萌发时期,许多土壤学者从各种土壤中共检测出了40余种土壤酶的活性,同时发展了土壤酶活性的研究方法和理论,土壤酶研究逐渐发展成一门介于土壤生物学和生物化学之间的一门新兴边缘交叉学科[1~3]。20世纪50~80年代中期为土壤酶学迅速发展的时期。由于生物化学和土壤生物学所取得的巨大成就,土壤酶的检测技术和方法不断改进,一些新的土壤酶活性逐渐被检测出来。到20世纪80年代中期,大约有60种土壤酶活性被检测出来,土壤酶学的理论和体系逐渐完善。土壤酶活性与土壤理化性质的相互关系、土壤酶的来源和性质以及土壤酶检测手段的改进等成为这段时期的研究重点[4,5]。土壤酶活性的研究作为土壤肥力指标而受到土壤学家的普遍重视(周礼恺,1987)[6]。20世纪80年代中期以后为土壤酶学与林学、生态学、农学和环境科学等学科相互渗透的时期,土壤酶学的研究已经超越了经典土壤学的研究范畴,在几乎所有的陆地生态系统研究中,土壤酶活性的检测似乎成了必不可少的测定指标[7,8]。由于土壤酶活性与土壤生物、土壤理化性质和环境条件密切相关(Dick,1996),因而土壤酶活性对环境扰动的响应、根际土壤酶功能的重要性、土壤酶研究技术以及土壤酶作为土壤质量的指标等成为主攻方向[9~11]。 1 土壤酶的来源与分布 1.1 土壤酶的来源 土壤酶(s oil enzyme)是指土壤中的聚积酶,包括游离酶、胞内酶和胞外酶,主要来源于土壤微生物的活动、植物根系分泌物和动植物残体腐解过程中释放的酶(关松荫,1986; Burn,1978)。H ofmann与H offmann(1995)认为,微生物是脱离活体的酶的唯一来源。许多微生物能产生胞外酶。Crewther 与Lennox(1953)对米曲霉(Aspergillus oryzae)进行了研究,结果表明,酶是按一定的顺序释放出的,首先是糖酶和磷酸酶,随后是蛋白酶和醋酶,最后是过氧化酶。某些酶是微生物生长初期阶段释出,另一些酶是在生长的后期,,当菌丝丛逐渐减少时释出。Phaff(1959)曾详细的研究了微生物在合成和天然的培养基质中释放出各种胞外酶的情况[12,13]。结果表明,许多细菌和真菌能释放出淀粉酶、纤维素酶和果胶酶。 另有一些学者则倾向于认为土壤酶活性主要来源高等植物的根系,根系的纤细顶端在其整个生命过程中的不断地往土壤中分泌出酶,死后则将其酶器富集在土壤里。有关土壤胞外酶的第一篇报道(W oods,1899)曾指出,植物根系能分泌出氧化酶。随后,K nuds on与Smith(1919)指出植物根系能分泌出淀粉酶。R ogers等(1942)指出,玉米和番茄根能分泌出磷酸酶和核酸酶。许多植物生理学家累积的大量资料表明,植物根确实能将一些酶分泌至根际土壤,但是,由于技术手段等方面的原因,我们很难区别根际土壤中植物和微生物对于土壤酶活性的贡献。许多学者也持类似的看法。 另外,土壤动物区系释放土壤酶。关于土壤动物对土壤中脱离活体的酶含量的贡献研究的很少。K iss(1957年)指出,在草地和耕作土壤里,特别是在土壤表层,蛆蜕的排泄物对土壤的蔗糖酶活性有重要的作用,蚁类的作用则较小。1.2 土壤酶的分布 土壤的一切生物化学过程,都是在土壤酶的参与下进行[14]。所谓土壤酶是指土壤中的累积酶,即胞外酶,是在没有微生物繁殖发生情况下土壤里存在的具有活性的蛋白质[14,15]。林区生态系统的土壤酶系主要来源于动植物的分泌物及其残体的腐解、土壤微生物的分泌等[16]。随着科学研究的深入,越来越多的实验表明,土壤酶系统是土壤生理生化特性的重要组成部分,它积极参与森林生态系统中的物质循环与能量转化,是土壤的重要组成部分之一。研究表明,植物种类组成不同,其枯落物的质和量不同,适于微生物生长的营养源也不同,因而微生物的种类和组成不同,从而引 湖南林业科技 2005年第32卷第5期 专题探讨

自然地理作业 第6章 土壤圈(答案)

第六章土壤圈 一、名词解释 1、土壤质地:土壤颗粒的组合特征。 2、原生矿物:指岩石受不同程度的物理风化,而未经化学风化的碎屑物,其原有的化学 组成和结晶构造均未改变。 3、次生矿物:指原生矿物经风化后重新形成的新矿物,其化学组成和构造都经过改变而 不同于原生矿物。 4、土壤有机质:土壤中动植物残体微生物体及其分解和合成的物质。 5、土壤胶体:土壤中高度分散粒径在1—100nm之间的颗粒。 6、土壤溶液:土壤中水分及其所含溶质的总称。 7、母质:岩石风化后形成的疏松碎屑物。 8、盐渍化:土体上部易溶性盐类的聚积过程。 9、腐殖质化:在生物因素作用下,土体中尤其是土体表层进行的物质累积过程。 10、诊断层:在性质上有一系列的定量说明的土层。 11、土壤的纬度地带性:指因太阳辐射从赤道向极地递减,成土因子也按纬度方向呈有规 律地变化,导致地带性土壤大致平行于纬线呈带状分布的规律。 12、土壤的干湿度地带性:指因海陆分布态势不同,水分条件和生物因素从沿海至内陆发 生有规律的变化,土壤带谱也从沿海至内陆呈大致平行于海岸线的带状分布规律。13、土壤的垂直地带性:指随山体海拔升高,热量递减,降水在一定高度内递增,超出一 定高度后降低,引起成土因素按海拔高度发生有规律的变化,土壤类型也相应呈垂直分带现象。 14、土壤的垂直带谱:山地土壤各类型的垂直排列顺序。 15、基带:位于山地基部与当地的地带性一致的土壤带。 二、填空题 1、土壤由固体土壤、粒间空隙和土壤生物体组成。其中,固体物质和粒间孔隙约分别占土壤总容积的50%,前者由矿物质和有机质构成,后者由土壤空气和构成。 2、在土壤矿物质中,各种岩石受到不同程度的物理风化,而未经化学风化的碎屑物称为原生矿物。 3、土壤有效水分是指从凋萎系数到田间持水量之间的土壤水分。 4、土壤潜在酸度是指由土壤胶体表面上吸收的交换性H+和Al3+所引起的酸度。 5、土壤胶体可分为三种类型:矿质胶体,有机胶体,有机-无机复合胶体。 6、在众多成土过程中,在寒温带针叶林发育的SiO 2残留、Fe 2 O 3 及________淋溶 与淀积过程为_________过程。 7、______是指大小不同土粒不同组合反映的土壤粗细状况,它会影响土壤水分、空气、热量运动和土壤________类型。 8、土壤空气与近地表大气的组成,其差别主要有以下几点:土壤空气中CO 2 含 量高于大气、O 2 含量低于大气、水汽其含量一般低于大气,另外,土壤空气中含

土壤酶的作用与意义

蔗糖酶:蔗糖酶是根据其酶促基质——蔗糖而得名的。又叫转化酶。它对增加土壤中易溶性营养物质起着重要的作用。研究证明,蔗糖酶与土壤许多因子有相关性。如与土壤有机质、氯、磷含量,微生物数量及土壤呼吸强度有关。一般情况下,上壤肥力越商,蔗糖酶活性越强。它不仅能够表征土壤生物学活性强度,也可以做为评价土壤熟化程度和上壤肥力 水平的一个指标。 纤维素酶:纤维素是短物残体进入土壤的碳水化合物的重要组分之一:在纤维素酶作用下。它的最初水解产物是纤维二糖。在---作用下,纤维二糖分解成葡萄糖。所以,纤维素酶是碳循环中的一个重要酶。 脲酶:脲酶广泛存在于土壤中,是研究得比较深入的一种酶。脲酶酶促产物——氨是植物氮源之—。尿素氮肥水解与脲酶密切相关。有机肥料中也有游离脲酶存在。同时,脲酶与土壤其他因子(有机质含量、微生物数量)有关。研究土壤脲酶转化尿素的作用及其调控技术,对提高尿素氮肥利用率有重要意义。 蛋白酶:蛋白酶参与土壤中存在的氨基酸、蛋白质以及其他含蛋白质氮的有机化合物的转化。它们的水解产物是高等植物的氮源之一。土壤蛋白酶在剖面中的分布与蔗糖酶相似,酶活性随剖面深度而减弱。并与土壤有机质含量、氮素及其他土壤性质有关。 脱氢酶:脱氢酶能酶促脱氢反应,它起着氢的中间传递体的作用。在土犊牛,碳水化合物和有机酸的脱氢酶作用比较活跃,它们可以做为氢的供体。脱氢筋能自基质中析出氢而进行氧化作用。 硝酸盐还原酶:硝酸还原酶和亚硝酸还原酶能酶促土壤硝态氮还原成氨。测定这些酶可了解土墩氮素转化中脱氮作用强度。硝酸还原酶还参与土壤中铁酌还原作用。 过氧化氢酶:过氧化氢酶广泛存在于土壤中和生物休内。土壤过氧化氢酶促过氧化氢的分解有利于防止它对生物体的毒害作用。过氧化氢酶活性与土壤有机质含量有关,与微生物数量也有关。一般认为土壤催化过氧化氢分解的活性,有30%或40%以上是耐热的,即非生物活性,常由锰、铁引起催化作用。土壤肥力因子与不耐热的即过氧化氢酶活性成正比例。

《自然地理学》第六章土壤圈

《自然地理学》第六章土壤圈 一、名词解释 1、土壤 2、腐殖化过程 3、砖红壤 4、腐殖质 5、土壤分布的纬度地带性 6、土壤形态 7、土壤肥力 8、矿质化过程 9、土壤资源10、地表物质的地质大循环11、有机质的矿化12、土壤质地13、土壤结构14、土壤剖面15、泥炭化过程16、灰化过程17、铁铝化过程18、钙化过程19、土壤的缓冲性20、粘化过程21、潜育化过程22、盐化过程23、变形土24、盐积层25、潜育土26、水稻土27、泥炭土28、土壤新生体29、盐成土壤30、冲积土31、壤侵入体32、新成土33、灰土34、淋溶土 二、填空题 1、从地面垂直向下的土壤纵断面称为。土壤剖面中与地表大致平行的层次,是由成土作用而形成的,称为(),简称()。由非成土作用形成的层次,称为()。 2、土壤是个多相分散体系,由()、()、()、()等四种不同物质组成。 3、根据风化的性质可以把土壤矿物质的风化过程分为()、()、()三种类型。 4、土壤水份包括()、()、()、()、()、()、()、()等类型。 5、在一定的区域范围内,土壤分布主要受某个因素的控制,则可以相对地划分相应的()、()和()。 6、从发生学分类制角度看,我国东部土壤地带分布规律基本上与纬度带相一致,即由南而北依次为()、()、()、()、()、()。 7、岩石风化成土壤的过程虽然是一个连续的渐变过程,但根据其代表性矿物可以划分出()、()、()、()等阶段。 8、世界土壤资源存在的问题主要有:(1) ();(2) ();(3) ();(4) ();(5) ()。 9、土壤中的有机质可以分为两大类:一类为()、另一类为()。 10、土壤资源的丧失与退化比较严重和突出的问题主要有()、()、()、()、()。 11、土壤最大的特点是具有(),土壤四个肥力因素是()、()、()、()。 12、土壤的()结构最适合农作物生长;卡庆斯基将土壤质地分为()、()、()三大类,其中()在农业上是较理想的一种质地。 13、土壤结构体及其内部存在许多大小不一的孔隙,通常分为()、()两类。 三、简答题 1、对比土壤粒组、土壤质地、土壤结构的特点。 2、气候怎样对土壤形成影响? 3、简述土壤污染 4、母质在土壤形成中的作用主要表现在哪些方面? 5、地貌对土壤形成有什么影响? 6、举例说明人类对土壤形成和发育的影响。 7、从植物生长的需要来分析土壤中水分的特点。 8、谈谈母岩和气候对土壤酸度的影响。 9、简述腐殖化过程的特点。 10、简述非地带性土壤的特征 四、论述题 1、中国土壤资源开发的主要问题及对策。 2、土壤资源有哪些基本特点?

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