目第一部分 土壤学基本知识 第一章 土壤与土壤学 第二章 土壤形成、分类 第三章 土壤有机质 第一节 土壤生物 第二节 土壤有机质 第三节 土壤有机质的作用与调节 第四章 土壤孔隙性、结构性和耕性 第一节 土壤孔隙性 第二节 土壤结构性 第三节 土壤耕性 第五章 土壤水分、空气和热量状况 第六章 土壤养分和供肥性 第一节 土壤养分 第二节 土壤的供肥性 第七章 土壤酸碱性 第八章 土壤剖面形态 第九章 盐碱土 第十章 土壤改良 第十一章 植物营养与施肥 第一节 植物营养 第二节 合理施肥 录 1 第一部分 第一部分 土壤学基本知识第一章 土壤与土壤学一、土壤的概念及组成 土壤是一个复杂的自然体，在世界各民族语言中，土壤像“母亲”两字一样均可找到。世界各国不 同学科的学者对土壤有不同的认识，从不同的角度给予了不同的解释。持地质学观点的人，认为土壤是 地表岩石风化的碎屑；持化学观点的人，认为土壤是植物养分的贮藏库；环境学家认为“土壤是重要的 环境要素，环境污染物的缓冲带和过滤器” ；生物学家认为“土壤是地球表层系统中，生物多样性最丰 富，生物地球化学的能量交换、物质循环（转化）最活跃的生命层” 。而土壤学家与农业学家，则认为 “土壤是固态地球表面具有生命活动，处于生物与环境间进行物质循环和能量交换的疏松表层” 。土壤 具有培育植物的能力，即土壤肥力，这是土壤最根本的 特性。它受人类活动的影响。 近几十年来，随着环境科学和水产事业的发展，对 水体和水下资源的研究与开发进行了大量的工作，国内 外许多学者趋向于把浅水域底部的疏松层纳入士壤的范 畴。 土壤是在母质、气候、生物、地形和时间等 5 种自 然因素综合作用下形成和发展的特殊自然体，是能够生 产植物收获物的陆地疏松表层。 主要由矿物质、 有机物、 空气、 水分和土壤生物等五部分组成， 也可概括为固相、 液相和气相。 土壤含有植物生长所需的矿物质营养元素， 疏松多孔，具有通气透水性、保水保肥性、结构性、可 塑性，能提供植物生长发育所需的水、肥、气、热等生 活条件；土壤是植物根系生长发育的基地，是植物生长 的立足之地； 也是植物营养物质转化和不断循环的场所。 土壤为什么能够生长绿色植物呢？因为土壤具有 一定的肥力。土壤肥力是指土壤具有能同时并不断地供给和调节植物生长发育所需要的水、肥、气、热 的能力。肥沃的土壤能够充足、全面、持续地供给植物所需的各种生活因素，而且能调节和抗拒各种不 良自然条件的影响，还能调节各肥力因素之间存在的矛盾，以达
到适应和满足植物生长的要求。土壤肥 力是土壤区别于其它自然物质的本质特性，是土壤物理、化学和生物特性的综合表现。它包括水分、养 分、空气、热量四个肥力因素，这些因素在不断变化，又相互联系、相互制约和相互协调。不同的植物 和植物不同生育时期，对水分、养分、空气和热量的要求不同，当这些因素能最大限度地满足某种植物 的要求时，才是土壤肥力的最高表现。土壤肥力可分为自然肥力和人为肥力。自然肥力是指在母质、生 物、气候、地形和时间各种自然因素共同作用下形成和发育的肥力。在自然界中尚未开垦的原始土壤和 原始森林的土地所具有的肥力才纯属自然肥力。人为肥力是指人们对土壤进行耕作、施肥等经营措施影 响下所形成的肥力。耕作土壤的肥力是自然肥力和人为肥力的综合表现。 肥料是能为植物直接或间接供给养分的物料。施肥能改良土壤性状，提高土壤肥力，改善产品品质， 增加植物产量。根据肥料的不同性质与特点，可将常用肥料分为三大类，一是化学肥料，又称无机肥料。 如硫酸铵、碳酸氢铵、尿素、硫酸钾、过磷酸钙和磷矿粉等；二是有机肥料，又称农家肥料。如人畜粪尿、 绿肥、堆沤肥、饼肥等；三是生物肥料。如根瘤菌剂以及各种生物制剂等，是一种间接性肥料。 二、土壤的重要功能 土壤有三个重要的综合功能，即土壤肥力、土壤净化力和土壤自动调节能力。 l、土壤肥力 土壤肥力是土壤本质的属性，是土壤具有的能同时和不断地供应和调节植物生长发育所需的水、肥、 2 气、热生活因素的能力。肥沃的土壤能够充足、全面、持续地供给植物所需的各种生活因素，能调节和抗 拒各种不良自然条件的影响，能调节各肥力因素之间存在的矛盾，以达到适应和满足植物生长的要求。 肥力变化使不能利用的潜在肥力转变为有效状态，土壤肥力得以迅速提高，从而提高了农业生产的水 平。人工肥力是在认识自然规律的基础上充分利用科学技术的成就而获得的。耕作技术愈完美，培肥措施 愈合理，在土壤肥力的发展过程中定向改良土壤的作用越大。 土壤生产力与土壤肥力是两个相互联系但又不同的概念。高产的土壤必定是肥沃的，但并不能断定肥 沃的土壤一定高产。要提高土壤生产力（即提高植物产量） ，既要重视土壤肥力的研究，又要研究土壤与 其环境间的相互关系。 2、土壤自净能力 污染物进入土体后， 通过稀释和扩散可降低其浓度， 减少其毒性； 或者被转变为不溶性化合物而沉淀； 或被胶体牢固吸附，从而暂退出生物小循环，脱离食物链；或通过生物和化学降解作用
，转变成无毒或毒 性较小的物质；或经挥发和淋溶，从土体迁移至大气和水体。所有这些现象，都可以理解为土壤的净化过 程，但是土壤的净化能力主要是指生物学和化学的降解作用。 土壤自净能力的强弱取决于土壤组成及性质的综合作用。其影响因素很多，主要受土壤孔隙状况、土 壤胶体体系、化学平衡体系、酸碱物质体系及生物体系的影响。 由于土壤具有同化和代谢环境进入土体物质的能力，使许多有毒、有害的污染物变成无毒物质，甚至 化害为利。因此从环境科学的角度看，土壤是保护环境的重要净化体。 3、土壤自动调节能力（广义的土壤缓冲性能） 土壤的各组成部分并不是孤立的，它们相互作用并互相连接成一个网络，构成完整的土壤结构系统。 这个系统的各种性质是相互影响相互制约的，当环境向土壤输入物质与能量时，土壤系统可以通过本身组 织的反馈作用进行调节与控制，保持系统的稳定状态。土壤本身所具有的各种调控能力，总称为土壤自动 调节能力。它是土壤综合协调作用的反应。它维护着土壤生态系统的相对平衡，它不仅反应土壤各种性状 的相对稳定性（如土壤的缓冲性、保水性、稳温性以及土壤生物群体的稳定性等），而且还表现为土壤生 态系统的综合功能性（土壤肥力、自净能力和自动调节能力）。 三、土壤的地位 1、土壤是人类生存的条件 人类的生存离不开农业，土壤是植物生长的天然基地。绿色植物的生活要素有日光（光能） 、热量（热 能） 、空气（主要是氧气和二氧化碳） 、水分和养分。植物为动物生产（畜禽、水产养殖业）提供饲料，所 以动物生产也离不开土壤。在科学发达的今天，随着设施农业的发展，虽然能在温室或大棚中进行无土栽 培，生产蔬菜或育苗等，但目前人类还不能脱离土壤进行大规模农、林、牧生产。土壤仍然是进行人类生 产所不可缺少的重要的生产资料，人类的衣、食、住、行和社会的发展都要依赖土壤。正如马克思所说： “土壤是世代相传的人类生存条件和再生产条件” 。 2、土壤是人类生存的环境 土壤不仅是生物赖以生存的基地，也是人类生活的环境。是生物圈能量转化和物质循环的重要场所。 土壤资源虽可永续使用，但从数量上看却是有限的。因为我们地球上陆地面积是有限的。陆地上被土 壤覆盖的面积更是有限的，据 20 世纪 90 年代初统计资料： “我国总土地面积约 8.8×108hm2，占全国总面 积的 91．3％，其中，草地 2．67×108hm2、林地 1．87×108hm2、耕地仅有 1．29×108hm2，尚未利用的土 地 2．71×108hm2。但人均占有耕地仅有 0.13hm2、林地 0．11hm2、草地 0.
27hm2，远远低于世界平均水平。 土地资源的有限已成为制约我国经济和社会发展的重要问题。因此， “十分珍惜每一寸土地，合理利用每 一寸土地，应该是我们的国策” 。 总之，土壤是绿色生命的源泉，是人类生存最基本、最广泛、最重要、最珍贵的自然资源。它维系着 自然界的生态平衡，使万物充满生机。它关系到人类的生存和社会的发展。 四、土壤肥料在农业生产中的地位与作用 农业生产是由植物生产、动物生产和土壤管理三个环节组成的。植物生产（种植业）主要是通过绿色 3 植物的光合作用制造有机物质，把太阳辐射能转变为化学能贮藏起来，植物产品作为食料和工业原料被人 类所利用。动物生产（养殖业）是把一部分植物产品和残体作为喂养畜、禽、鱼类的饲料和饵料，以便充 分地利用这些有机物质及其包含的化学能，进一步为人类提供动物性食品、工业原料和家畜饲料。土壤管 理是土壤的施肥耕作管理，把未曾利用的动植物残体和人畜粪尿，通过耕作，归还给土壤，变为植物可利 用的养分，同时增加和更新土壤有机质，提高土壤肥力。 肥料是粮食的“粮食” ，是重要的农业生产物资，在农业生产中起着重要的作用。肥料的科学施用可 以提高产量、增加收益、改善农产品品质、提高土壤肥力、保护环境。但是，如果用得不合理，则不仅浪 费资源，还可能引起相反的效果。我国人民有几千年施用有机肥的经验，在传统农业生产中，劳动人民靠 施用有机肥维持农业系统内部的物质能量循环，使农业生产得以稳定发展。但是这种封闭的农业物质循环 生产水平是不高的，难以满足现代社会日益增长的要求。因此，20 世纪 50 年代以来，化肥的使用逐渐增 加，化肥在农业生产中发挥着越来越大的作用。 五、我国土壤科学的发展 我国具有非常悠久的农业发展历史，我国劳动人民在长期的农业生产实践中，有独特的创造和经验。 特别是在土壤科学方面，累积了十分丰富的识土、用土、评土、改土经验，为建立和发展土壤科学做出了 宝贵的贡献。控制水土流失的梯田修筑、耕作制中的轮作倒茬、用地养地的粮豆套种、农家肥料的沤制与 使用、 保墒保肥的耕作措施等， 都居于世界农业发展的前列， 成为我国农业精耕细作的优良传统。 早在 2000 多年前，从春秋战国到秦、汉、后魏期间，就已总结出了在农业生产中所取得的经验，有的至今仍不失其 在农业生产中的重要参考价值。其中著名的农书如《禹贡》、《管子·地圆篇》、《汜胜之书》、《齐民 要术》等。另外，在其他古籍书中也有不少关于农业发展，特别是关于土
壤知识的记载。在《禹贡》中叙 述了当时关于土壤分类问题，描述了九州土壤的特征、地理分布和肥力状况，是世界最早的土壤分类及肥 力评定的科学著作。在《管子·地圆篇》中提出了因土种植的土宜概念。《汜胜之书》中还提出要因土耕 作，在不同的土壤上采用不同的耕作方法。 《齐民要术》叙述了以深耕为中心结合耙、耱、镇压的耕作制， 以及种植豆科绿肥的经验。在这些书中还提出了“多粪肥田”“弱土而强”“粪田宜稀”等土壤培肥的基 本理论。在宋、元、明、清时代又出现了不少农书，如：《王祯农书》、《农政全书》等。《王祯农书》 中的“粪壤篇”提出土壤虽异，治以得宜，皆可种植，以及“地力常新壮”等用土改土的科学观点。根据 以上我国大量农业科学书籍可见，我国劳动人民对于土壤的认识、利用、改良和培肥已经奠定了我国土壤 科学的基础。对于土壤科学中主要内容如土壤分类、土壤形成因素和成土过程、土壤肥力的性状、培肥原 理、土壤改良、控制水土流失以及种植绿肥、施用有机肥等均提出了科学论证，至今仍为我国进行土壤科 学研究和农业生产的重要参考和根据。 我国土壤工作者 1958 年、1979 年分别进行了全国土壤普查，基本查清了我国 960 万平方公里面积上 土壤的类型、分布、属性、土宜、障碍因素等土壤的基本情况。这为各级进行农业区划分、合理利用土壤 资源、制定荒地开垦规划、改良低产土壤、培养高产土壤、控制水土流失、经济合理施肥等提供了科学的 依据和资料。另外，因我国土壤科学研究工作面向经济建设，在土壤资源开发利用、提高土壤肥力、中低 产田改良、肥料合理施用以及防治土壤盐渍化、沙漠化、水土流失方面都做了大量工作，为国家做出了很 大贡献。在学科方面也得到很大发展，并与国际土壤科学的发展同步。 六、土壤科学发展的主要任务 随着社会的不断发展，人类活动对全球生态环境的冲击强度及规模也在不断扩大，使整个世界自 20 世纪中叶以来一直为人口-粮食-资源等一系列问题所困扰，有土才有粮，土壤科学今后的发展必须为人类 享有充足的食物和清洁的环境作贡献。因我国人口众多，耕地极少，在今后相当长的时期内，提高粮食生 产仍是主要任务。但无论是扩大种植面积还是提高集约化程度，在资源与环境保护及治理方面，中国绝不 能走先开发后治理的道路，必须采用开发和治理并举的方针。我国土壤学今后的主要任务是： 1、节源高效持续农业中土壤肥力的保持与提高 持续农业的概念包括土地利用的连续性、环境质量的保持与提高、经济价值的
增加、生产力的稳定增 长、代传土地质量的提高以及抗风险的能力增强等方面。实际上是土壤肥力的永续维持。 4 “石油农业”极大地刺激了现代化农业的发展，但在成功的同时，也随之带来了能源危机、环境污染、 生态破坏等灾难，致使许多地区水土流失、资源减少、物种灭绝、环境恶化与病虫猖撅等。 “生态农业”是以生态学基本原理为指导，根据生态系统内部物质能量转化的生物学规律建立起来的 一个综合型农业生产结构， 该系统中的生产物质多半是再生资源， 可以循环地发挥作用， 从而创造一个 “结 构有序、互相依存、彼此促进、动态平衡”的人工与自然相结合的最优复合生态系统，把向自然索取与改 善环境、资源开发与保护结合起来，寓养于用，使土壤肥力得以维持与提高。 2、保护土壤资源、加强区域治理、改善生态环境条件 我国土壤资源的特点，一是绝对数量大，人均占有少；二是山地土壤多，耕地面积小，这些特点决定 了我国土壤资源合理利用和保护必须从两方面着手。 3、保护水资源及其合理利用 全球范围内可利用的淡水资源严重不足，水成为我国农业生产和环境建设中的主要限制因素之一。 4、全球土壤变化 由于持续集约利用与不合理垦殖，土壤正在不断发生变化，这不仅影响了土地的承载能力，而且对全 球气候变化也产生直接或间接的影响。 土壤形成、 第二章 土壤形成、分类一、土壤的形成 土壤是由岩石和矿物经风化后残留在原地或经搬运、沉积后而成为母质，母质在各种自然因素和人为 因素作用下通过成土作用转变成的。 土壤的形成有时也称土壤的发生， 是一个物理、 化学及生物化学过程。 土壤的形成或发生主要包括母质颗粒的变小、矿物颗粒的重排、有机物质的加入、矿物类型的变化、土壤 层次的形成及粘粒的产生等过程。 成土因素：通常指自然因素，包括母质、气候、生物、地形及时间等五个因素。 人为因素：指在土壤的发生发展过程中，由于人类的各种生产和生活活动对其所施加的作用或影响。 由于气候的不同，我国各地的土壤也有较大差异。我国中温带地区的土壤自东向西为黑土→黑钙土→ 栗钙土→棕钙土→灰钙土；我国温带地区，自北而南，从棕色针叶林土→暗棕壤→棕壤→褐土。 二、土壤分类 土壤分类是指根据土壤性质和特征对土壤进行划分。土壤分类是认识土壤的基础，是进行土壤调查、 土壤评价、土壤利用规划和因地制宜进行种植的依据。 《齐民要术》中，根据农民生产实践经验，把土壤分为弱土、重土、紧土、缓土、肥土、脊土、燥土、 湿土、生土、熟土、
寒土、暖土等。 《中国土壤分类系统》从上至下采用土纲、亚纲、土类、亚类、土属、