土壤肥料学通论
土壤肥料学通论
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土壤肥料学通论整理
(土壤学部分)
第一章绪论
1.土壤：陆地表面由矿物、有机物质、水、空气和生物组成、具有肥力且能生长植物的未固结层。
2.肥料：凡是能够直接供给植物生长的必需的营养元素的物料。分为有机肥料和化学肥料。
3.土壤肥力：在植物生活的全过程中，土壤具有能供应与协调植物正常生长发育所需的水分、养分、空气和热量的能力。根据肥力产生的原因，可以将土壤肥力分为自然肥力和人为肥力。四因素：空气、温度、养分、水分。
第二章土壤的基本物质组成
1.土壤的三相组成：固相（固体土粒，包括矿物质和有机质）、液相（土壤水和可溶性物质）、气相（土壤空气）。
2.矿物：自然产生于地壳中的具有一定化学成分、物理性质和内部构造的单质或化合物，是组成岩石的基本单位。原生矿物：在风化过程中没有改变化学组成而遗留在土壤中的一类矿物。次生矿物：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。
2.成土岩石：一种或数种矿物的集合体。分为岩浆岩、沉积岩、变质岩。
3.风化作用：岩石、矿物在外界因素和内部因素的共同作用下，逐渐发生崩解和分解的过程。按照其作用因素和风化的特点可以分为物理风化（温度作用、结冰作用以及水流和大风的磨蚀作用）、化学风化（溶解、水化、水解和氧化）、生物风化三种类型。
4.成土因素：气候、母质、地形、生物、时间因素。
5.土壤质地：土壤中各粒级土粒含量(质量) 百分率的组合，及其所表现的粘砂性质。分为砂土类（透水性强、通气性好、热容量较小、养分少、松散易耕）、壤土类（通气透水性良好、保水保肥、耕性较好、宜耕期较长）和粘土类（透水性差、通气性差、热容量较大、养分较丰富、宜耕期短）。
6.土粒分级：石砾、砂粒、粉砂粒和粘粒。
7.土壤质地的改良措施
a. 增施有机肥料：有机质的粘结力比砂粒强，比粘粒弱。
b. 掺砂掺粘、客土调剂：泥入砂，砂掺泥，以改良质地，改善耕性
c. 翻淤压砂、翻砂压淤：下层砂土或粘淤土翻到表层使砂粘混合，改良土性
d. 引洪放淤、引洪漫沙：利用洪水中泥沙改良土质
e. 根据不同质地采用不同的耕作管理措施。
砂土：深播种，多次少量施肥；粘土：深沟，精耕，适量施肥
8.土壤生物：生活在土壤中的微生物、动物（蚯蚓、线虫等）和植物等的总称。栖居在土壤中的活的有机体。土壤微生物包括：细菌（占土壤微生物总数量70%-90%）、放线菌（数量仅次于细菌，适宜于有机质含量高、偏碱性土壤环境）、真菌（大多好气，喜酸性土壤）藻类（数量少于细菌、真菌等当与真菌共同生长，可风化岩石）、原生动物。
9.土壤有机质：存在于土壤中的所有含碳的有机化合物。它的来源主要包括土壤中各种、残体，微生物体及其分解和合成的各种有机化合物。其形态有新鲜有机质、半分解的有机质、腐殖质。主要元素组成：C、O、H、N。有机质类型：糖类化合物；纤维素、半纤维素；木质素；含N化合物（蛋白质、氨基酸）；脂肪、树脂、蜡质和单宁；灰分物质。
10.土壤有机质的转化
、㈠矿化作用：有机质在微生物作用下，分解为简单无机化合物的过程，最终产物为CO
2
O等，而N、P、S等以矿质盐类释放出来，同时放出热量，为植物、微生物提供养分和H
2
能量。包括糖类化合物的转化；含氮有机物的转化（氨基化（水解）、氨化、硝化和反硝化）；含磷、含硫有机物的转化。
㈡腐殖质化过程：进入土壤中的生物残体，在土壤微生物作用下，合成为腐殖质的过程。腐殖质的组成：胡敏酸、富里酸、胡敏素。腐殖质的性质：带电性、吸水性、稳定性。植物物质形成学说：最初形成的腐殖物质是胡敏素。在胡敏素经过微生物的降解后才形成胡敏酸。胡敏酸进一步降解才形成富里酸。
11.腐殖化系数：通常把每克干重的有机质经过一年分解后转化为腐殖质（干重）的克数。
12.影响土壤有机质转化的因素：有机质的碳氮比和物理状态；土壤水、热状况；土壤通气状况；土壤酸碱性。
13.土壤有机质对土壤肥力的作用：1）是土壤养分的主要来源；2）促进土壤结构形成，改善土壤物理性质；3）提高土壤的保肥能力和缓冲性能；4）腐殖质具有生理活性，能促进作物生长发育；5）腐殖质具有络合作用，有助于消除土壤的污染。
14.土壤有机质的积累和调控：种植绿肥，增施有机肥料；秸秆还田；调节土壤水热状况。
15.土壤水分的类型（土壤水分受力：吸附力、毛管引力、重力）
㈠土壤吸湿水：固相土粒靠其表面的分子引力和静电引力从大气和土壤空气中吸附气态水，附着于土粒表面成单分子或多分子层。
㈡土壤膜状水：吸湿水达到最大后，土粒还有剩余的引力吸附液态水，在吸湿水的外围形成一层水膜。凋萎系数：作物无法从土壤中吸收水分而呈现永久凋萎，此时的土壤含水量就称为凋萎系数。
㈢土壤毛管水：当土壤水分含量超过最大分子持水量后，水分不再受土粒引力的左右成为可以自由移动的水。靠毛管力保持在土壤空隙中的水分。
①毛管支持水：地下水层藉毛管力支持上升进入并保持在土壤中的水分。毛管支持水达到最大量时土壤含水量称土壤毛管持水量。
②毛管悬着水：地下水埋藏较深时，靠毛管力保持在土壤上层未能下渗的水分。毛管悬着水达到最大量时的土壤含水量称田间持水量。
㈣土壤重力水：指土壤水分含量超过田间持水量之后，过量的水分不能被毛管吸持，而在重力的作用下沿着大孔隙向下渗漏成为多余的水。
16. 水分含量的表示方法
①土壤质量含水量：是指土壤中保持的水分质量占土壤质量(一般为土壤干重)的分数，单位g/kg。
②土壤容积含水量：指土壤水分容积与土壤容积之比。
③土壤相对含水量：某一时刻土壤含水量占该土壤田间持水量的百分数称为相对含水量。
④水层厚度：指一定深度土层中的水分总量相当于若干水层厚度。
17. 土壤水势：基质势、压力势、溶质势、重力势。
18. 土壤水吸力：指土壤水因受土壤基质的吸附和毛管作用，表面形成一个凹形弯月面，形成土壤水的负压力。
19.土壤水分特征曲线：又称土壤持水曲线，它是指土壤水的基质势或土壤水吸力与含水量的关系曲线。它能表征土壤水分的能量和数量之间的关系，是研究土壤水分的保持和运动，反映土壤水分基本特征的曲线。
20.土壤空气的组成：组成与大气相似，但有差别。表现在：CO
2含量高；O
2
含量低；相对
湿度高；含还原性气体；组成和数量处于变化中。
21.土壤通气性：是指土壤空气与近地层大气进行气体交换以及土体内部允许气体扩散和流动的性能。
22.土壤呼吸：土壤空气与大气间通过气体扩散作用不断地进行着气体交换，使土壤空气得到更新的过程。
23.土壤通气的机制
①土壤空气扩散：指某种气体成分由于其分压梯度与大气不同而产生的移动。
②土壤空气整体交换：也称土壤气体的整体流动，是指由于土壤空气与大气之间存在总的压力梯度而引起的气体交换，是土体内外部分气体的整体相互流动。
24.土壤热容量：指单位容积或单位质量的土壤在温度升高或降低1℃时所吸收或放出的热量。
25.土壤导热率：评价土壤传导热量快慢的指标，它是指单位厚度（1cm）土层，温度相差1 ℃时，每秒钟经单位断面（1cm2）通过的热量焦耳数。
26.土壤导温率：指在标准状况下，当土层在垂直方向上每cm距离内，1J的温度梯度下，每秒钟流入1cm2土壤断面面积的热量，使单位体积（1cm3）土壤所发生的温度变化。
27.土壤氧化还原电位：是指土壤中氧化剂和还原剂在氧化还原电极上所建立的平衡电位。
28.水、气、热等的调节
㈠土壤水分调节：①控制地表径流，增加土壤水分入渗；②减少土壤水分蒸发；③合理灌溉；④提高土壤水分对作物的有效性；⑤多余水的排除。
㈡土壤空气调节：合理耕作、增施有机肥、改善土壤结构，增大土壤孔隙度；加强土壤水分管理，建立完整的排水系统，降低地下水位，及时排除渍涝，控制通气状况。
㈢土壤温度调节：包括土壤热量平衡调节和热特性调节，措施主要有：①合理耕作与施用有机肥；②以水调温；③覆盖与遮荫。
㈣土壤氧化还原电位的调节：核心是水、气关系，通常通过排灌和施用有机肥等来实现。第三章土壤的基本发性质
1.土壤孔性：土壤孔隙度和土壤孔隙类型。
2.土壤孔隙度：单位容积土壤中孔隙容积占整个土体容积的百分数。土壤相对密度（土壤比重）：单位容积固体土粒（不包括粒间空隙）的干重与4 ℃时同体积水重之比。土壤容重：是指单位容积土体（包括孔隙在内的原状土）的干重。土壤孔隙比：是指土壤中孔隙容积与土粒容积的比值。
3.土壤孔径（当量孔径）:是指与一定的土壤水吸力相当的孔径,它与孔隙的形状及其均匀性无关。
4.土壤孔隙类型：非活性孔、毛管孔隙、通气孔隙。
5.土壤结构性：块状结构、片状结构、柱状结构、核状结构、团粒结构。
6.团粒结构：通常指土壤中近于圆球状的小团聚体，直径。团粒结构经水浸泡较长时间不松散者称为水稳性团粒结构，它对调节土壤中水肥矛盾作用较大。
7.团粒结构对土壤肥力的作用：协调水分和空气的矛盾；能协调土壤有机质中养分的消耗和积累的矛盾；能稳定土壤温度，调节土热状况；改良耕性和有利于作物根系伸展。
8.团粒结构的形成（两个阶段）：㈠土粒的粘聚：①胶体的凝聚作用；②水膜的粘结作用；③胶结作用。㈡成型动力：在土壤粘聚的基础上，通过一定的作用力才能形成稳定的独立结构体。①生物作用；②干湿交替作用；③冻融交替作用；④土壤耕作的作用等。
9.土壤耕性：是指土壤在耕作时所表现的特性。
10.土壤物理机械性：是多项土壤动力学性质的统称。它包括粘结性、粘着性、可塑性、胀缩性以及受其它外力作用后而发生形变的性质。
①土壤粘结性: 指土粒与土粒之间由于分子引力而相互粘结在一起的性质。这种性质使土壤具有抵抗外力破碎的能力，也是耕作产生阻力的原因。
②土壤粘着性: 是土壤在一定含水量的情况下，土粒粘着外物表面的性能。
③可塑性：土壤在一定含水量范围内，可被外力任意改变成各种形状，当在外力解除和土壤干燥后，仍能保持其变形的性能称为可塑性。
④胀缩性：土壤吸水后体积膨胀，干燥后体积收缩的特性。
11.土壤胶体：土壤中最细微的颗粒，胶体颗粒的直径一般在1 nm～100 nm之间（长宽高至少一个方向在此范围内），实际上土壤中小于1000nm的粘粒都具有胶体性质。分为：无机胶体、有机胶体、有机无机复合胶体。
12.同晶替代：原来晶格中的中心原子可被其大小相近且电性符号相同而原子价较低的原子所代换。
∶1型晶格：由一层硅氧片和一层铝氧片组成一晶层，属1∶1型晶格，如高岭石、埃洛石等。
∶1型晶格：由二层硅氧片夹一层铝氧片结合而成一晶层，属2∶1型晶格，如蒙脱石、蛭石和伊利石等。
15.土壤胶体：分为胶核和双电层，其中双电层包括决定电位离子层(内层)和补偿离子层（非活性层、扩散层）。
16.土壤胶体电荷
①永久电荷：它是由于粘粒矿物晶层内的同晶替代所产生的电荷。该电荷一旦产生即为该矿物永久所有，所以成为永久电荷。
②可变电荷：电荷的的数量和性质随介质pH而改变的电荷。
值：土壤的可变正、负电荷数量相等时的pH值，或称为可变电荷零点、等电③土壤的pH
点，是表征其可变电荷特点的一个重要指标。
17.胶体有两种状态：
①溶胶状态：胶粒带同种电荷，彼此互相排斥，所以可以稳定地分散在介质中。
②凝聚状态：胶粒与胶粒之间互相凝聚在一起形成絮状或无定形沉淀。
18.土壤吸收性能：土壤能吸收和保留土壤溶液中的分子和离子，悬液中的悬浮颗粒、气体以及微生物的能力。
19.土壤阳离子交换量（CEC）：是指在一定pH值条件下每1000g干土所能吸附的全部交换性阳离子的厘摩尔数（cmol/kg）。可以作为土壤保肥力的指标。影响CEC的因素：
a、胶体数量；
b、胶体类型；
c、土壤pH值。
20.盐基饱和度：土壤中交换性盐基离子总量占阳离子交换量的百分数。依据盐基饱和度将土壤分为盐基饱和土壤（土壤胶体吸附的阳离子，80%以上为盐基离子）和盐基不饱和土壤（盐基饱和度在80%以下，H+、Al3+等离子含量较多）。
21.交换性阳离子种类：腐殖质、蛭石、脱石、水云母、高岭石、含水氧化铁、铝。
22.影响交换性阳离子有效性的因素：交换性阳离子的饱和度；无机胶体的种类；陪伴（补）离子效应；阳离子的非交换性吸收。
+、K+离子被固定在硅氧四面体联成的六边型晶23.专性吸附（矿物固定、晶穴固定）：NH
4
穴中，不能被交换出来的现象。
24.土壤活性酸：是指土壤溶液中游离的H+所直接显示的酸度。常用pH值表示。
25，潜性酸：指土壤胶体上吸附的H+、Al3+所引起的酸度。它们只有在转移到土壤溶液中，形成溶液中的H+时，才会显示酸性，故称为潜性酸。通常用1000g烘干土中氢离子的厘摩尔数来表示。土壤中潜性酸的大小常用土壤交换性酸度和水解性酸度表示。潜性酸的分类：交换性酸度、水解性酸度。
26.土壤缓冲作用的机制：土壤胶粒上的交换性阳离子；土壤溶液中的弱酸及其盐类的存在；土壤中两性物质的存在；酸性土壤中铝离子的缓冲作用。
第五章农田土壤生态与保护
1、高产肥沃土壤特征：良好的土体结构；适量协调的土壤养分；良好的物理性质。其培肥措施：①增施有机肥料，培育土壤肥力；②发展旱作农业，建设灌溉农业；③合理轮作倒茬，用地养地结合；④合理耕作改土，加速土壤熟化；⑤防止土壤侵蚀，保护土壤资源。
2、土壤污染源：污水灌溉、施肥、施用农药、工业废气、工业废渣。其防治措施：加强对土壤污染源的调查和监测；彻底消除污染源；增施有机肥料及其他肥料；铲除表土或换土；生物措施；采用人工防治措施。
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(肥料学部分)
第六章植物营养与施肥的基本原理
1.确定必需营养元素的标准
①必要性：缺少该元素植物无法完成其生命周期；
②不可替代性：缺少该元素，植物出现特有的缺素症；
③直接性：直接参与新陈代谢，对植物起直接营养作用。
2.植物必需营养元素的分组
大量元素：C、H、O、N、P、K
中量元素：Ca、Mg、S
微量元素：Fe、B、Mn、Cu、Zn、Mo、Cl、Ni
3.肥料三要素：氮、磷、钾。
4.同等重要和不可替代律：不同的必需营养元素对植物的生理和营养功能各不相同，但对植物生长发育都是同等重要的；植物的每一种必需营养元素都有特殊的功能，不能被其它元素所代替。
5.有益元素：对某些种类植物的生长发育有益，或植物在特定环境下生长所必需的元素。
6.根系对养分的吸收形态
气态：O
2, CO
2
, H
2
O
离子态：几乎所有的矿质营养元素都是以离子态吸收的
分子态：尿素，氨基酸，糖类，植酸，生长素，维生素和抗生素等
7.土壤中养分到达根表有两种机理：其一是根对土壤养分的主动截获；其二是在植物生长与代谢活动（如蒸腾、吸收等）的影响下，土壤养分向根表的迁移。有两种方式：即质流和扩散。
8.根对无机养分吸收的方式：被动吸收和主动吸收。被动吸收（代谢吸收）：溶质分子或离子无选择性地顺着浓度差梯度或电化学势梯度进入细胞的过程。主动吸收是指溶质分子或离子有选择性地逆浓度梯度或电化学梯度而进入细胞膜内的过程。
9.根外营养的特点：快、强、省。
10.影响根外营养的因素：溶液的组成、溶液浓度及pH、叶片类型及结构、溶液湿润叶片的时间、喷施部位及次数。
11.影响植物吸收养分的条件
内因：形态特征；生理生化特性；生育特点。
外因（环境因素）：光照、温度、水分和通气条件（Eh）、酸碱度、离子浓度、离子间的相互作用。离子拮抗作用：介质中某一离子的存在能抑制另一离子的吸收。离子协助作用：介质中某一离子的存在能促进另一离子的吸收。
12.矿质营养学说：土壤中矿物质是一切绿色植物唯一的养料。
13.养分归还学说：为恢复地力和提高作物单产，通过施肥把作物从土壤中摄取并随收获物而移走的那些养分归还给土壤的学说。
14.最小养分律：植物产量受土壤中某一相对含量最小的有效性因子制约的规律。
15.报酬递减律：在其它生产条件相对稳定的前提下，随施肥量的增加而单位肥料的作物增产量却呈递减的趋势。
16.植物营养临界期：此期作物对某种养分需求并不多，但需要的程度却很迫切。如果缺乏这种养分，作物生长发育明显受影响。即使以后补施这种养分也难以恢复或弥补损失。
17.肥料最大效率期：在植物的生长阶段中所吸收的某种养分能发挥最大效能的时期。这一时期作物不仅需要的养分数量多，而且养分吸收能力非常强。如能及时满足作物对养分的需要，增产效率最高。此时肥料的作用明显。也称肥料的最大效率期。
18.生理酸性肥料：化学肥料施入土壤后，肥料中离子态养分经植物吸收利用后，其残留部分导致截至酸度提高的肥料。
19.基肥：播种前结合土壤耕作施入的肥料，培肥和改良土壤，给植物提供整个生长发育时期所需要的养分。
20.种肥：播种时施在种子附近或与种子混播的肥料。
21.追肥：在植物生长发育期间施入的肥料，能够及时补充植物生长发育过程中所需的养分。
22.理解营养元素在植物营养中地位是同等重要、但在农业生产中的重要性差异却很大。第七章土壤与植物氮素营养及化学氮肥
1.矿化作用（氨化作用）：在微生物作用下，土壤中的含氮有机质分解形成氨的过程。
2.吸附固定：由于土壤粘土矿物表面所带负电荷而引起的对NH
4
＋的吸附作用。
3.晶格固定：NH
4
＋进入2：1型膨胀性粘土矿物的晶层间而被固定的作用。
4.氨的挥发损失：在中性或碱性条件下，土壤中的NH
4＋转化为NH
3
而挥发的过程。
5.硝化作用：好氧条件下，土壤中的NH
4
＋，在微生物的作用下氧化成硝酸盐的现象。
6.反硝化作用：硝酸盐或亚硝酸盐还原为气态氮的过程。
7.生物固持：土壤中的铵态氮和硝态氮被微生物同化为其躯体的组成成分而被暂时固定的现象。
8.缺氮植株状况：蛋白质、叶绿素形成受阻，细胞分裂减少；生长过程缓慢；叶片黄化；根冠比较大；分枝分蘖少；谷类作物穗数及穗粒数减少，千粒重下降，产量降低；缺素首先出现在老叶上。
9.氮素过剩状况：导致氮素奢侈吸收，非蛋白质氮合成增加。植物枝叶茂盛，群体过大，通风透光不好，碳水化合物消耗太多，使茎杆细弱，机械强度小，容易倒伏；体内可溶性氮化合物过多，容易遭受病虫害；贪青晚熟，结实率下降，产量降低；瓜果的含糖量降低，风味差，不耐贮藏，品质低；叶菜类植物中硝酸盐高，危害健康。
10.铵态氮肥包括：液氨、氨水、碳酸氢铵、氯化铵、硫酸铵。共同特性（均含有NH
4＋）：易溶于水，易被作物吸收；易被土壤胶体吸附和固定；可发生硝化作用；碱性环境中氨易挥发；高浓度对作物，尤其是幼苗易产生毒害；对钙、镁、钾等的吸收有拮抗作用。
①碳酸氢铵合理施用：不离土不离水，先肥土后肥苗；贮存时要防潮，低温，密闭；使用时应深施（10cm 左右）覆土；做基肥和追肥均可，但不可做种肥；避开高温季节和高温时间施用。
②硫酸铵：使土壤酸化，pH下降、土壤板结。合理施用：可以做追肥和种肥，也可做基肥，适于多种作物；酸性土上做基肥时，要配施石灰和有机肥；中性或微碱性土，要配施有机肥；在石灰性土壤上施用一定要深施覆土（防止挥发）；稻田最好不用（老朽田）。
③氯化铵：使土壤酸化、 pH下降、脱钙板结。合理施用：性土上做基肥时，要配施石灰和有机肥；中性或微碱性土，要配施有机肥；在石灰性土壤上施用一定要深施覆土；追肥；适于稻田和一般作物；不宜做种肥；不宜忌氯作物（茶，烟草，马铃薯，甘薯，亚麻
Cl不宜在保护地施用。
等）；盐碱地不宜施用；NH
4
11.硝－铵态和硝态氮肥包括：硝酸铵、硝酸钠、硝酸钙、硝酸钾。共同特性（均含有
-）：易溶于水，易被作物吸收 (主动吸收)；不被土壤胶体吸附，易随水流失；易发NO
3
生反硝化作用；促进钙镁钾等的吸收；吸湿性大，具助燃性(易燃易爆)；硝态氮含氮量均较低。
12.酰胺态氮肥尿素基本性质：有机物，纯品为白色针状结晶，肥料为颗粒状，易溶于水，呈中性。因含有缩二脲，一般不宜作种肥;可作基肥、追肥，深施覆土宜作根外追肥。合理施用：尿素分子体积小，易透过细胞膜；尿素溶液呈中性，电离度小，不易引起质壁分离；尿素具有一定的吸湿性，能使叶面保持湿润状态，以利叶片吸收；尿素进入细胞后很快参与同化作用，肥效快。
13.缓释肥料：由化学或物理法制成能延缓养分释放速率，可供植物持续吸收利用的氮肥，包括有机长效氮肥和包膜氮肥两大类。
14.控释肥料：通过包被材料控制速效氮肥的溶解度和氮素释放速率，从而使其按照植物的需要供应氮素的一类肥料。
15.提高氮肥利用率的途径：①合理确定施氮量（平衡施肥，测土配方施肥）；②控制氮肥损失的途径；③深施，不要使氮素在土表大量累积；④合理确定施肥时期；⑤田间水肥综合管理；⑥氮肥增效剂的使用；⑦长效氮肥的施用。
第八章土壤与植物磷、钾素营养及化学磷、钾肥