1、第 一 章 土壤固相组成 教学目标：掌握主要土壤矿物质和土壤有机质，且对土壤矿物质组成及特性、土壤矿物质组成及特性有一定的了解。本章名词多且内容抽象枯燥，在教学过程中借助多媒体教学和实习实验来完成。教学内容：第一节 土壤矿物质 第二节 土壤矿物质组成及特性 第三节 土壤的形成过程 第四节 土壤有机质第一节 土壤矿物质一、主要成土矿物及性质一、主要成土矿物及性质（一）、土壤矿物的概念（一）、土壤矿物的概念 矿物是存在地壳中具有一定的物理性质，化学成分和内部构矿物是存在地壳中具有一定的物理性质，化学成分和内部构造的天然化合物。造的天然化合物。土壤矿物质是土壤的主要组成部分，构成土壤的骨架。土壤土壤
2、矿物质是土壤的主要组成部分，构成土壤的骨架。土壤中的矿物按来源可分为原生矿物和次生矿物两种类型。中的矿物按来源可分为原生矿物和次生矿物两种类型。1、原生矿物、原生矿物 是指那些在岩浆岩中原来就有，且在风化过程中化学是指那些在岩浆岩中原来就有，且在风化过程中化学成分未经改变的矿物。原生矿物对土壤肥力的贡献是：成分未经改变的矿物。原生矿物对土壤肥力的贡献是：(1)、构、构成土壤的骨骼成土壤的骨骼土粒；土粒；(2)、通过风化作用供给矿质养料。、通过风化作用供给矿质养料。2、次生矿物、次生矿物 是原生矿物在土壤形成过程中经分解破坏后再次形成是原生矿物在土壤形成过程中经分解破坏后再次形成的矿物，它是土壤
3、粘粒矿物的矿物，它是土壤粘粒矿物(或粘土矿物或粘土矿物)的主要组成部分。的主要组成部分。（二）、主要成土矿物及性质 自然界矿物的种类极多，分布较广，现就形成土壤母质的主要矿物及其化学成分。二、成土的主要岩石及性质(一)、岩石的概念 岩石是一种或数种矿物组成的天然集合体，是构成地壳的主要物质。不同岩石的风化产物对土壤母质组成和土壤性质有极大影响，山区尤其明显。只由一种矿物组成的岩石为单质岩，其名称与性质往往即为该矿物的名称与性质。含有多种矿物的岩石称为复成岩，复成岩另有它特具的名称和性质。（二）成土的岩石与性质 岩石按其成因可分为三大类：岩浆岩(又称火成岩)、沉积岩(又称水成岩)和变质岩。岩石矿
4、物的种类对土壤的化学组成，物理性质关系密切。首先对土壤质地影响很大，物理性质关系密切。首先对土壤质地影响很大，如花岗岩、砾岩、石英岩、片麻岩地区的土壤，因岩石含石英矿物较多，抗风化力强，形成很多砂粒和砾石，质地偏砂，通气透水性好，保水保肥能力差。玄武岩、页岩、板岩地区的土壤，因岩石中含较多的易风化的深色矿物，如辉石，角闪石，橄榄石黑云母，氧化铁等，形成很多粘粒，而且页岩本身也含有许多粘土矿物，所以一般土壤偏粘，通气透水性差，但保水保肥能力强。其次，对土壤酸碱反应的影响也很大，如石灰岩地区，岩石内含碳酸钙多，土壤偏碱性，我国南方温热多雨，土中盐基物质多被淋溶，一般易呈酸性，但石灰岩地区形成的黑色
5、石灰土，因矿物影响，却保持着碱性反应；花岗岩地区的土壤，由于含大量酸性硅酸盐，土壤多呈酸性。还有，不同的岩石矿物对土壤养分含量也有较大的影响。如母质中含长石，云母较多时，土壤中遗留的钾素较多；含有磷灰石矿物，则土壤中磷素含量增高；含辉石，角闪石，橄榄石，褐铁矿则土壤中的钙，镁，铁等养分物质较多；含石英较多时，则土壤中养分含量较为贫乏。三、岩石矿物的风化与母质的形成 岩石矿物在内外因素作用下，通过风化过程形成土壤母质，土壤母质是形成土壤的基础物质，在风化过程中，并获得了许多新的性质。(一)、岩石矿物的风化作用 岩石矿物的风化作用是指地表的岩石矿物，遇到了和它形成时很不相同的外界条件而发生破坏，使
6、其内部的构造，成分和性质发生变化的过程。可分以下三种类型：1、物理风化作用(机械崩解)指岩石崩解破碎成大小不同形状的颗粒而不改变其化学成分的过程。影响物理风化的因素 (1)、温度 (2)、结冰 (3)、风的作用 (4)、流水的作用 物理风化的结果，在化学成分上与原岩石不相同，但产生了新的物理性质，如母质疏松多孔就能通气透水了，同时增大了土粒与水，气接触面积，从而为化学风化创造了条件。二、矿物的鉴别方法二、矿物的鉴别方法 1、光学方法：将矿物制成薄片，运用偏光显微镜观察，确定矿物类别；这种方法比较先进，但易受仪器 限制，土壤组从西德进口了一台。2、化学方法：有些矿物和化学试剂反应来加以鉴定。如方
7、解石，磷灰石等。3、物理方法：用矿物的一些物理性质来区分矿物，这 是最简单实用的方法，是我们在野外鉴定的主要 方法，这些物理性质主要有：2、化学风化作用(化学分解)指岩石在水、氧、二氧化碳等风化因素的参与下，所发生的一系列化学分解作用的过程。化学风化包括以下几个方面：(1)、溶解作用；(2)、水化作用；(3)、水解作用(碳酸化作用)；(4)、氧化作用 。化学风化可经过脱盐基作用，脱硅作用，脱铝作用形成各种次生矿物，形成颗粒极细的粘粒，并释放出可溶性养分，使矿物中所含的钾、磷、钙、镁以及微量元素有效化。因此，岩石矿物化学风化作用后，不仅由大变小，而且成分、性质都发生了质的变化。3、生物风化作用
8、指岩石中的矿物在生物及其分泌物或有机质分解产物的作用下，进行的机械破碎和化学分解过程。(1)、生物的化学分解作用 (2)、生物的机械破碎作用 以上三种风化作用是同时同地进行的，它们之间是互相联系互相影响的。只是在不同的地理、气候条件下，不同风化作用的强度不一，因而使风化产物表现出一定的地带性。(二)、土壤母质 1、土壤母质概念 岩石矿物经各种风化作用使之成为疏松的粗细不同的矿物颗粒叫母质。因为母质是形成土壤的物质基础，所以又叫成土母质。土壤母质与岩石矿物相比已发生了质的变化，使土壤母质获得了新的特性。土壤母质的这些性质标志着肥力因素的发生和发展，因而为形成土壤创造了条件。2、土壤母质类型及其特
9、征 母质主要可分以下类型：(1)、残积母质 是指岩石矿物经过风化后残留在原地未经搬运的碎屑。(2)、坡积母质 是指山坡上部的风化碎屑母质，经重力作用，雨水和融雪水的侵蚀冲刷，搬运到山坡的中，下部而成的堆积物。(3)、洪积母质 是指山洪搬运的碎屑物质在山前平原地区沉积而成的山洪沉积体，在干旱与半干旱地带的山区，间歇性的暴雨形成流速较大的洪水，将山区长期累积的风化碎屑搬运到山谷出口处，因地势高平缓，水流由集中分散，所带的物质即沉积下来，形成扇形，称为洪积扇。(4)、冲积母质(沉积母质)是指风化碎屑经河流(经常性水流)侵蚀，搬运和在河流两岸沉积的沉积物。A、成层性 由于不同时期河流流速不一致，其搬运
10、和沉积物质颗粒大小也不一致，这就造成了在一个地方上下层在质地上发生变化，而且有明显的成层性。B、成带性 因流速不同，还有区域变化。上游粗，下游细，近河粗，离河远则细。C、成分复杂 矿物种类多，营养成分也较丰富，近代河流冲积物上，往往形成很肥沃的土壤。(5)、湖积母质 是指湖泊的静水沉积物，质地较细，主要是粘土，并且夹杂着在湖水中生活的藻类和动物遗体。(6)、海积母质 是指海相的海机沉积物，由于海岸上升露出水面而成，在海滨地区可以见到。(7)、风积母质 是由风力将贯地成因的堆积物搬运沉积而成。(8)、黄土母质 黄土及黄土状物质是属第四记(近一百年以内的地质年代)沉积物。(9)、红土母质 在我国东
11、北，华北，西北的黄土及黄土状母质的地区有零星分布，在其下部。第二节 土壤矿物质组成及特性 岩石矿物风化形成各种大小不同的矿物颗粒，统称为土壤矿物质。它不仅是土壤的骨架，又是植物矿物质营养的源泉。一、土壤粒级 (一)、土壤粒级分级 土粒大小不同，性质也随之而异。可按照土粒径的大小及其性质分成若干粒级。相同粒级的土粒，其成分和性质基本一致，而不同粒级之间则有明显的差异。通常讲的沙粒，粉沙粒和粘粒就是粒级各称，这种划分称为粒级分级。1、国际制粒级分级 国际制原为瑞典土壤学家爱特伯(A.Htterberg)所拟定。粒级名称粒径(mm)石砾2砂粒粗砂2-0.2细砂0.2-0.02粉砂粒0.02-0.00
12、2粘粒0.002 2、前苏联制粒级分级 我国解放前采用的是国际制和美国制，解放后改用前苏联卡庆斯基制。粒级名称粒径(mm)石块3.0石砾1.0-3.0物理性砂粒粗砂1-0.5中砂0.5-0.25细砂0.25-0.05粗粉砂0.05-0.02物理性粘粒中粉砂0.02-0.005细粉砂0.005-0.002粗粘粒0.002-0.0005细粘粒0.0005-0.0002胶粒0.0002 3、我国粒级分级 粒级名称粒径(mm)石块10石砾粗砂10.0-3.0细砂3.0-1.0砂粒粗砂粒2-0.6细砂粒0.6-0.2粉粒粗粉砂0.06-0.02细粉砂0.02-0.006粘粒粗粘粒0.006-0.002粘
13、粒0.002 (二)、各粒级理化性质o 1、各粒级的主要特性o (1)、石块 主要是残留的母岩碎块，山区的土壤中常见，土壤中含石块多，对耕作和作物生长是不利的，一般可发展林业与果树，如农业利用时要设法除去。o (2)、石砾 多为岩石碎块，山区土壤与河漫滩土壤中常见，含量多时，孔隙过大，易漏水漏肥，损坏农具应进行改良。o (3)、砂粒 冲积平原的土壤中常见到。砂粒中主要是石英颗粒。因颗粒大，故比表面积小，土粒内接触点少，形成的大孔隙，土壤的透通性强，毛菅水升上高度低，砂粒无可塑性，粘结性与粘着性。湿时不膨胀，平时不收缩，保水保肥力弱，氧化硅含量高达80%以上，营养元素含量低。(4)、粉粒 在黄土
14、中含量较高，因颗粒较小，比表面积较大，形成的孔隙较小，故通透性较砂粒小，毛菅水上升高度大，可塑性，粘结性较小，膨胀收缩性微弱，保水保肥力较强，氧化硅在60-80%之间，营养元素含量较多。(5)、粘粒 胶泥中含量高，含粘粒多的土壤，因颗粒细小，比表面积大，形成的孔隙小，迂水膨胀易堵塞故通透性极差，毛菅水上升高度不如粉粒高，可塑性，粘结性，粘着性强，干时坚硬，保水保肥力强，氧化硅含量40-60%之间，营养元素丰富。2、各粒级的化学及矿物组成 土粒的大小不同，其化学成分与矿物组成也有差异。粒径(mm)SiO2AI2O3Fe2O3CaOMgOK2OP2O5砂粒1.0-0.293.61.61.20.40
15、.60.80.050.2-0.049421.20.50.11.50.10.04-0.0189.451.50.80.32.30.2粉砂0.01-0.00274.213.25.11.60.34.20.1粘粒0.0253.221.513.21.614.90.4粒径(mm)石英长石云母角闪石其它1-0.258614-0.25-0.058112-430.05-0.0172157240.01-0.00563821530.00510106677o 从表可看出，不同粒径的土粒化学成分和矿物组成，具有一定的规律性。一般说，土粒愈粗，石英含量愈多，其化学成分主要是SiO2。土粒愈细，则石英含量减少，云母含量增加。
16、SiO2显著减少，Fe、AI、P、K、Ca、Mg等元素的化合物，明显增加，原因是各种矿物风化程度不同，石英抗风化的能力强，故以粗的土粒存在，而黑云母，角闪石易风化，故多存在于较小的土粒中。因此，矿物组成决定了化学成分。土壤愈细，所含养分愈多，反之则少。二、土壤质地(一)、土壤质地的概念 土壤质地又叫土壤机械组成，粗细不同的土粒在土壤中占有的不同的比例，这种大小不同的土粒比例组合，称为土壤质地。常说的砂土、壤土、粒土，就是根据粗细不同的土粒各占百分比来决定的，土壤质地是土壤的重要物理性质之一，对土壤肥力有重要影响。(二)、土壤质地的分类 根据土壤中各粒组含量的百分率进行的土壤分类，叫做土壤的质地
17、分类。土壤质地分类的三种标准 1、国际制土壤质地分类 是一种三级分类法，即按砂粒、粉粒、粘粒三种粒级的所占百分数进行分类。可划分为四大类十二级。2、卡庆斯基土壤质地分类 是一种三级分类法，按物理性砂粒和物理性粘粒的百分数，将土壤划分为三大类九级。3、我国土壤质地分类 (三)、土壤质地的生产特性 土壤质地不同，其特性表现各异。同时对土壤肥力因素、农业生产都有多方面的影响。通过了解土壤质地的特性对肥力和农业生产的关系，就能针对性地调节，改良不良质地，更好的发挥土地的生产潜力。1、砂土类 (1)、通透性能好，保蓄性能差，由于含砂粒量多，颗粒大，孔隙也大，故通气透水性能良好。土体内水流通畅，排水性能好
18、，作物容易扎根。但保水能力差，容易流失，抗旱能力弱。(2)、养分含量低，施肥见效快 砂粒所含的各种矿质养分少，特别是以石英为主的砂土，养分含量更少，有机质分解快，不利于土壤腐殖质的积累，保肥力弱，养分容易淋失，施肥需少量多次。(3)、温度变化大，土体中水少气多，土温上升快，降温也快，所以温度变幅大。在春季由于升温快有利于作物生长，有“热性土”之称；在晚秋寒潮来临时，由于土温下降快，作物容易发生冻害，冬季冻土层深厚。(4)、耕作性能好，砂质土松散，耕作省力，宜耕期长，粘结性弱，无塑性，耕后不起土块，耕作质量好。但砂土泡水后容易闭塞，农民称为“闭砂”。水田插秧时要随耕随插。(5)、“发小苗不发老苗
19、”砂质土由于通气好，土温高，疏松，作物出苗早、齐、全。但由于养分含量低，作物生长的中后期养分供应不足，易早衰。(6)、无有毒物质 土壤中对作物有毒害的物质大多是还原性的，砂土由于通透性好，毒害物质产生的可能性小。2、粘土类 粘土类成土母质多为河流静水沉积物，湖相沉积物，红色粘土以及石灰岩，玄武岩等易风化的母岩。其特性与砂土类相反。(1)、通透性能差，保蓄性能强，粘质土多毛菅孔隙和无效孔隙，所以通气透水性能差，土体内水流不畅，易受涝害，要注意采取排水措施。作物扎根较难，根系范围一般不广，不深。吸水，保水能力较强，但对植物的有效水分含量并不多。(2)、养分含量高，肥效时间长 细土粒含有较多矿质营养
20、，但由于水多气少，矿质养分转化慢，有机质分解也慢，有利于有机质的积累。有效养分的含量有时并不高，施肥后土壤保肥力强，肥效较慢，施肥量小时常表现不出肥效来，但养分可以逐步释放，肥效时间长。（3)、温度变幅小，粘质土由于水多气少，土温比较稳定，温度变幅小。早春土温不易升高，不利于作物出苗和发苗，为“冷性土”。o(4)、耕作性能差 由于土粒的表面大，土壤的粘结力和粘着力强，可塑性大，干时坚硬，温时沾犁，耕作阻力大，宜耕期短，耕后形成的土块不易散碎，耕作质量差。缺乏有机质的粘质，土胀缩现象比较严重，失水干燥时，田面易开裂，特别是水田，在排干晒烤时，常板结龟裂，引起作物断根，并加速土壤水分的散失。o (
21、5)、“发老苗不发小苗”由于粘质土粘重坚实，通透性差。水多土温低，早春作物播种后易缺苗，并且出苗晚，苗势弱。但到后期由于温上升，养分释放快，有后劲。o (6)、可能有毒害物质存在 由于通透性差，还原性物质产生的机会较多，特别是在低洼地区，地下水位较高，更易产生不利于作物生长发育的物质，如硫化氢，有机酸，甲烷等。3、壤土类 这类土广泛分布于黄土地区，华北平原，松辽平原，长江中下游，珠江三角洲河网平原及河流两岸冲积平原上。壤土类主要含粗粉粒多，细砂粒含量亦较多，粘粒含量低于30%；如粘粒含量超过30%，而砂粒含量超过50%时也属于此壤土范围内。由于砂粒，粉粒，粘粒含量比例较适宜，因此兼有砂土类与粘
22、土类的优点，是农业上较为理想的土壤质地。壤土类由于砂粘适中，大小孔隙比例适当，通透性好，保水保肥性好，养分含量丰富，有机质分解快，保肥性能也强，土性温暖，耕作方便，宜耕期长，耕作质量好，发小苗也发老苗，故适宜种植各种作物。(四)、土壤质地的利用改良 土壤适宜于作物种植的情况称土宜。质地就是重要的土宜条件之一。不同作物所需的土壤条件不同。“因土种植”是合理利用土地，充分发挥土壤肥力的重要措施。如时砂质土，要充分利用土质松，土温高，出苗好，易耕作，但比较贫乏的特点，种植生长期缺的块根，块茎作物及比较耐旱，耐瘠的作物，如花生，豆类，芝麻，薯类，棉花，瓜类，某些蔬菜等。粘性土则因后期养分供应多，可安排
23、种植耐肥或生长期长的作物，如小麦，水稻，玉米，高粱，青稞，油菜等。壤土适种作物范围广。大部分作物对土壤质地的适应范围相当广泛。有的作物在过粘，过砂土壤中出现早衰，可能是水，热，气，肥等因素失调所致，可采用一些土壤管理或栽培措施加以解决。在既有必要也有可能时，又过粘，过砂的土壤可进行改良措施。主要有粘土掺砂，砂土掺粘，引洪淤灌及改良土体构造等。第三节 土壤的形成过程 风化作用的结果，只能形成母质，因为风化的产物还不完全具备肥力的条件，土壤的形成，肥力的发展，是风化作用与成土，作用同时同地进行的结果。从母质变成有肥力的土壤的过程就叫成土过程。一、土壤形成过程的本质(一)、植物营养元素的地质大循环
24、岩石经过风化形成母质，使封闭的岩石内部的各种营养元素，由不溶性状态转变为可溶性状态，但是这些营养元素是处于分散的和可淋溶的状态。在长期的雨水淋洗正这些可溶性养料，首先流入江河，再流入海洋。被搬运到海洋里去的植物养料，一部分被海洋生物所吸收，随着海洋生物被人类所捕获，又回到大陆上来，但绝大部分植物营养元素则沉于海底，变成各种沉积岩。沉积岩经过漫长的地质年代，随着地壳的运动，海陆变迁，再由海底上升为陆地，再受风化作用而释放出养料。继续进行上述的循环过程。因为这个循环过程是由地质作用所引起的，同期的时间极长，作用范围极广，所以称为植物营养元素的地质大循环。o 仅仅有地质大循环，还是不能形成土壤，因为
25、养料是构成土壤肥力的一个重要因素，养料从岩石中释放出来，必然会不可避免的被淋失，土壤不能形成。(二)、植物营养元素的生物小循环 只有当母质中出现了微生物和植物时，土壤的形成才真正开始。首先，生物有创造养分的能力。一部分微生物吸收空气中的氮素创造有机物质，因而使母质中有了很多氮素。其次，植物有选择吸收的性能。植物在生长过程中，主动地吸收它所需要的矿物质养料，经过新陈代谢作用制成有机成分。再次，植物有集中养分的能力。植物所需要的养料就被植物根吸收，把底层中的养料集中到土壤表层。另外，地上部分，死亡之后也加在土壤表层。这样，通过植物根系的吸收作用，使分散的养料集中在土壤表层。二、自然成土因素对土壤形
26、成的作用 土壤肥力的发生与发展固然决定于土壤内部大小循环矛盾的斗争和统一，但母质，生物，气候，地形和时间等五种因素是土壤形成的必要条件，它们对于土壤肥力的发生发展有着巨大的影响。(一)、母质 母质是土壤形成的基本材料。首先母质决定土壤的粗细和化学成分。如果母质中矿物颗粒比较粗的，生成之土壤，质地也就比较粗些，否则土壤也就比较粘重。不同的母质，化学成分不同，直接影响土壤养料的多少。其次，母质影响土壤的物理性质，如母质的粗细不同，则母质的孔隙度不同，直接影响土壤的通透性。o (二)、生物 生物是形成土壤的主导因素。生物因素包括生长在土壤上的高等绿色植物和与之相适应的微生物和定居在土壤中的动物，它们
27、都对土壤的形成有巨大贡献的影响。特别是高等绿色植物和微生物，通过有机质的合成与分解，实现了植物营养的集中和累积，创造了氮素，发展了土壤肥力。同时，不同的植被条件下，由于有机质合成与分解的特点不同，便形成了不同的土壤。(三)、气候 在气候因素中，对土壤形成影响最大的是热量和降水，因为它直接控制着土壤形成过程的水热条件，从而影响岩石的风化，土壤中物质的转化和植物生长状况等。(四)、地形 地形决定着不同地形部位的水热条件。由于地形重新分配气候因素和地下水，就决定了不同地形部位的土壤水分，同时地形通过对水分的重新分配，也重新分配了植物营养元素。不同的地形部位，热量条件是有变化的，高度不同，坡度，坡向不
28、同热量条件就有差异。因此，在不同的地形部位上，常常分布着不同的土壤。(五)、时间 时间因素与其他成土因素不一样，在土壤形成过程中，具有特殊的意义。任何土壤没有时间不可能发生发育。任何成土因素没有时间亦不能有任何作用。时间因素体现了一切土壤及一切成土因素发展变化的过程。上述五种自然因素对土壤形成作用的影响是相互联系综合影响土壤的，它们之间彼此相互影响着的，而生物因素在土壤形成中则是起着主导作用。三、耕种土壤的形成特点 在五种自然成土因素综合作用下形成的，尚未经人类开垦利用的土壤叫自然土壤。耕种土壤虽受各种自然成土作用的影响，但随着人们对土壤的不断的耕种熟化，它的性质与原来土壤的性质相差越来越远，
29、并且是向着人们需要的方向发展，创造新的土壤类型。耕种土壤是在自然土壤基础上发展起来的，又在耕种条件下获得新的属性。两者既有发生上的联系，又有发育阶段上的区别。事实证明，耕种土壤不只是自然形成物，而且是人类生产劳动的产物。第四节 土壤有机质一、土壤有机质的来源和类型 土壤有机质的来源，主要为动植物残体，微生物以及施入的有机肥料。从数量上看，土壤有机质一般只占土壤总重量的1-5%。从上到下由于我国幅员辽阔，土壤类型很多，受自然因素和人为因素的影响，土壤有机质有明显的差异。西藏东南部海拔低，气候湿润，植物生长量大，每年有大量的动植物残体通过微生物分解，形成有机质，进入土壤，因此土壤有机质含量普遍高于
30、其他地区。按地区(市)耕地毛面积统计，那曲，昌都地区土壤有机质含量最高，含量3.01%以上的面积分别为12.13万亩、108.4万亩，各占本地区面积的89.7%和80.2%；林芝，阿里地区次之，各占本地区耕地面积的68.9%和54.28%；山南，拉萨，日喀则地区分别占本地区耕地面积的23.97%、12.92%和12.20%。土壤有机质类型：1、新鲜的有机质 主要指未被分解的动、植物残体，特别是植物留在土壤中的根、茎、叶等。2、半分解的有机质 由于土壤微生物的分解，动、植物残体已经失去了最初的形态特征。3、简单的有机化合物 如糖类，氨基酸，脂肪酸等，为有机残体带来的和有机物分解所产生的，在土壤中
31、数量很少。4、腐殖质 是有机质经微生物分解合成的黑色或黑褐色的胶体物质，是复杂的高分子有机化合物，它与矿物颗粒紧密结合，只能用化学方法分离，而不能用任何机械方法分开，是土壤有机质中主要的类型，对土壤肥力影响很大。二、土壤微生物(一)、土壤微生物的概念和类型 土壤微生物是一种非常微小的生物，要用显微镜才能看见。土壤中的微生物很多，一两土壤就有几十亿到上千亿个。1、细菌 包括有杆菌，球菌等。它们的主要特点是单细胞，个体小，繁殖快，分布广。土壤细菌大部分都是异养性的，靠分解各种不同的有机物获得能量及养分以进行生活和繁殖。2、真菌 真菌大多数是多细胞的，菌体呈丝状分枝，叫菌丝体。它们在土壤中，特别在通
32、气良好的酸性土壤中，是有机质转化的主力，且能利用或分解木质，单宁等复杂的有机物质。真菌一般是需氧的，以腐生或寄生方式生活，在表土最活跃。3、放线菌 这是一种放射性的微生物，它介于细菌和真菌之间，其主要特征是单细胞的菌丝体。放线菌的菌丝相当长，但是很细。放线菌一般在酸性土壤中较少，多存在于干燥的桔杆和土壤中。抗旱能力较细菌大。4、藻类和原生动物 土壤藻类主要有蓝藻中的念珠藻，颤藻，绿藻中的衣藻，小球藻以及裸藻，硅藻等。它们的主要特点是具有叶绿素，可进行光合作用，能自营生活和积累有机质。它们多栖于多水的表土，往往使表土呈绿色。微生物对空气的喜爱不同，有的要在空气流通的环境下才能生活，称为好气性微生
33、物，真菌，放线菌及大部分细菌是属于这一类。有的微生物不喜欢或不能在空气流通条件下生活，称为嫌气性微生物。例如，乳酸细菌是源于这一类。还有一些对空气要求并不严格，有无、空气均能生活，称为兼气性微生物。例如，反硝化细菌就属于此类微生物。(二)土壤微生物与土壤肥力的关系 土壤微生物在土壤中的巨大作用，主要表现在时土壤物质的转化上，从而丰富了植物营养，提高了土壤肥力。1、分解土壤中有机质成为植物可吸收的无机盐，供给植物营养；如腐生细菌的作用。2、分解植物不能吸收的矿物质(如磷矿粉、骨粉)，使其转化成植物可以吸收的状态。如磷细菌、钾细菌等。3、同化大气游离氮，供给植物氮素营养。如根瘤菌，自生固氮菌等。4
34、、微生物合成腐殖质，增加土壤团粒结构，协调土壤肥力状况。5、微生物吸收养料，使养料免于流失，死亡后分解为植物利用。三、土壤中机质的转化过程 土壤有机质在土壤微生物的作用下，向着两个相反的方向转化。一个是把复杂的有机质分解为简单的无机化合物，叫矿质化过程；另一个过程，是这些动、植物残体和有机肥料分解后再合成腐殖质，叫腐殖化过程。矿质化过程是有机质中各种养料的释放过程，释放的养分，供作物吸收利用。而腐殖化过积是累积养分的过程，使土壤中累积了腐殖质，在一定条件下，腐殖质又会缓慢分解释放出养分。这两个过程的进行不是彼此孤立的，而是相互联系和矛盾的。一般情况下，某一个过程强烈，另一个过程必然微弱。当土壤
35、温度高，水分适当，通气良好时，则好气微生物活动旺盛，就以矿质化过程为主；相反，当土壤积水，温度低，通气不良时，则嫌气性微生物活动旺盛，就以腐殖化过程为主。(一)、土壤有机质的矿质化过程 1、含碳化合物的分解 (1)、糖类的分解 (2)、木质素的分解 (3)、脂肪的分解 (4)、单宁和树脂的分解 2、含氮化合物的分解 3、含磷物质的分解 4、含硫物质的分解 (二)、土壤有机质的腐殖化过程 1、土壤腐殖质的形成 按着现代观点，腐殖质的形成是一个复杂的过程。微生物的形成腐殖质的过程中是依靠酶的作用，有机质在酶的分解和合成作用下形成腐殖质。腐殖质的形成过程可分为两个阶段：第一阶段是微生物将有机质分解成
36、较简单的有机化合物，形成了腐殖质的组成成分(结构单元)如芳香族化合物(多元酚)和含氮化合物(氨基酸或肽)。第二阶段是各组成成分经微生物作用缩合成腐殖质。在这一阶段中，许多微生物群分泌的酚氧化酶，将多元酚氧化为醌，醌与其他组成分(含氮化合物)缩合成腐殖质。2、土壤腐殖质的种类和性质 以不同溶剂来处理土壤，应可以得到以下三类腐殖质。胡敏素是指用碱液不能提取出来的腐殖质，主要是与土壤矿物质部分牢固结合的胡敏酸。所以一般把土壤腐殖质概括为两大类：即胡敏酸和富里酸。以上两大类腐殖质，富里酸较胡敏酸活泼，不利于团粒结构的形成，对土壤肥力的作用较胡敏酸差。3、土壤有机质的转化条件(1)、有机质本身的碳氮比
37、有机质中的碳素与氮素总量之比，称为碳氮比C/N。当微生物分解C/N25：1的有机物时，C多而N少，需夺取土壤中的氮素，这就会造成土壤暂时缺氮，对作物不利，并使有机质分解缓慢。一般植物残体中C/N比为40：1，因此，在农业生产中，这些物质不有直接做肥料施用，要经过堆沤，如果需要直接还田，也要距离作物播种期有相当长的时间或添加氮素以缩小C/N比，提高肥效。但是，在生产中，对于豆科绿肥因C/N比在15-20：1，当微生物分解时，则有较多的氮素释放出来，从作物吸收利用，并且分解快；所以，在两季作物的空休时间播种豆科绿肥，即可迅速恢复地力，又可为下季作物提供一定的氮素，一般土壤中有机质的C/N比约为8-
38、10：1。腐熟有机肥的C/N比25：1。所以这些物质在土壤中分解后，就能释放氮，供作物利用。(2)、土壤通气条件 (3)、土壤温度 (4)、土壤水分 土壤微生物进行生命活动，需要一定的水分条件。一般土壤含水量以达到田间持水量的60-80%为宜。(5)土壤酸碱度 土壤酸碱度与土壤有机质转化关系也很密切。一般在中性的环境中，细菌活动正常，因而有机质转化快，过酸过碱都不适宜。四、土壤有机质对土壤肥力的作用(一)、作物养分的重要来源 (二)、提高土壤保水保肥能力 (三)、改善土壤物理性质 1、形成团粒结构 2、改善土壤耕性 3、提高土温 (四)、促进作物生长发育 (五)、增强土壤微生物的活动能力 五、土壤有机质的调节 (一)、增施有机肥料 厩肥、堆沤肥、沼气肥、绿肥和腐殖酸类肥料等有机肥料，对增加土壤有机质具有重要的意义。充分利用荒地，荒山和排灌沟渠河边发展林业，以树枝作燃料，增加秸杆还田数量。(二)、注意控制与调节有机质的积累与分解 做到既能保证当季作物养分的需要，又能使有机质有所积累，不断提高土壤肥力。灌排和耕作等措施，可以有效的控制有机质和积累与分解，例如，同旱田相比，灌水种稻有利于有机质的积累，而水田通过落干烤田，耕翻晒垡，又可促进有机质的分解，释放养分。
