土壤学课程土壤水
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《土壤学》课程教学大纲(Soil Science)一. 基本信息课程编号:C6U2118课程类别:专业基础课适用层次:本科适用专业:环境科学专业开课学期:第五学期总学分:2.0总学时:32学时考核方式:考试二. 课程教育目标通过本课程的学习,学生掌握应以下基本知识:1. 掌握上壤学的基本概念:决左肥力的物质基础的组成和性质:2. 上壤固相部分的基本性质;3. 上壤肥力因素的存在状况及调控措施;4. 掌握建立和形成土壤学科的物理,化学原理。
5. 运用上壤学的基本理论知识,掌握上壤资源的野外调查技术,合理开发、利用和改良上壤资源的方法和措施,并能应用所学知识解决农业生产和生态环境中产生的有关上壤环境问题。
三. 教学内容与要求第一章:绪论教学内容:介绍上壤在农业生产和生态系统中的重要性、上壤和上壤肥力的槪念、上壤在人类农业和自然环境中的重要性、土壤学的分支学科及主要研究内容,土壤学的研究方法。
基本要求:1. 使学生了解上壤在农业生产及丄地生态系统中的地位和作用:2. 理解上壤作为自然资源的特点及保护上壤的重大意义:3. 掌握上壤和上壤肥力的槪念及正确认识土壊的几个基本观点:4. 了解上壤科学发展的历史和动态,明确丄壤学在我国农业现代化中的任务。
重点:土壤和土壤肥力的槪念。
难点:土壤肥力的生态学意义。
第二章:岩石矿物的风化与土壤母质的形成教学内容:上壤矿物质的矿物学组成,次生矿物的种类、构造、特性以及其对上壤形成的特殊意义和作用,土壤矿物质的化学组成。
基本要求:1. 理解上壤的矿物学组成、化学组成和上壤质地对上壤物理,化学性质和上壤肥力的影响。
2. 掌握髙岭石、蒙脱石,伊利石三大类粘粒矿物的晶层构造特点和性质。
3. 了解粘土矿物形成的理论及粘土矿物的分布规律,重点:上壤矿物质的主要元素组成和硅铝铁率。
难点:三大类粘粒矿物的晶体构造特点。
第三章:土壤有机质教学内容:上壤有机质的来源及其组成、土壤有机质的矿质化作用.上壤有机质的腐殖化作用.影响土壤有机质分解转化的因素、土壤有机物质的性质。
《土壤学》课程笔记第一章:什么是土壤?1.1 土壤的重要性与功能土壤不仅是地球表面的一个物理层,它还是一个动态的生态系统,具有多种重要性和功能:- 生命支持系统:土壤是植物生长的基础,为植物提供必需的养分、水分和栖息地,从而支撑着地球上绝大多数生物的生命活动。
- 水循环的关键参与者:土壤是大气降水的主要接收者,通过渗透、蒸发和径流等过程参与水循环,维持水文平衡。
- 养分循环的枢纽:土壤是生物地球化学循环的核心,包括碳、氮、磷、硫等元素的循环,这些元素是所有生命体必需的。
- 环境净化器:土壤具有过滤、吸附、降解和转化污染物质的能力,有助于保护地下水和地表水质量。
- 土壤保持文化遗产:土壤记录了地球历史和人类活动的信息,是自然和文化遗产的一部分。
1.2 一方水土养一方人土壤的特性直接影响着一个地区的生态环境、经济发展和人类生活方式:- 地域性:不同地区的土壤类型和特性不同,这决定了当地的植被类型、农作物种植模式和农业生产效率。
- 文化影响:土壤条件影响人类居住模式、饮食习惯和传统技艺,如稻田文化、葡萄种植文化等。
- 经济发展:土壤资源丰富与否直接影响地区经济的发展,如农业、矿业和旅游业等。
1.3 土壤的概念与土壤学内容土壤是由矿物质、有机质、水分、空气和生物组成的复杂混合体,具有以下特点:- 物理性质:土壤的物理性质包括质地、结构、孔隙度、水分和温度等。
- 化学性质:土壤的化学性质涉及pH值、养分含量、阳离子交换量、有机质含量等。
- 生物性质:土壤是地球上生物多样性最丰富的栖息地之一,包括微生物、昆虫、植物根系等。
土壤学内容主要包括:- 土壤的形成与演变:研究土壤如何从母质经过生物、气候和时间的作用形成,以及土壤剖面的发育过程。
- 土壤分类:根据土壤的形态、性质和发生特性,将土壤划分为不同的类型。
- 土壤的物理、化学和生物性质:研究土壤的物理结构、化学成分和生物活动对土壤功能的影响。
- 土壤肥力和植物营养:探讨土壤如何提供植物生长所需的养分,以及如何通过施肥等手段提高土壤肥力。
《土壤学》教学大纲一、基本信息二、教学目标及任务要求学生掌握土壤学的基本概念,了解并掌握土壤的基本组成份和土壤主要特性。
牢固树立土壤作为一种资源在农业生产乃至整个国民经济发展以及在整个生态圈中的地位和作用。
掌握土壤资源形成的自然要素及社会经济特征、掌握环境对土壤形成的影响、掌握土壤的主要形成过程、土壤的发生学分类制、系统分类法的分类依据、掌握中国土壤资源的地理优势、开发特点、中国土壤资源的数量、质量、开发对策、世界土壤资源的现状及变化。
土壤资源利用的限制因素、系列规划和多目标决策、全国土壤资源的类型、各土纲、土类的主要形成条件和过程、土壤性质以及利用改良途径、掌握全国的土壤地理分布规律。
三、学时分配以表格方式说明各章节的学时分配,表格如下:教学课时分配四、教学内容及教学要求绪论(土壤学部分)本章重点、难点:土壤的基本概念、土壤在农业生产中的重要意义本章教学要求:需要牢固掌握“土壤”和“土壤肥力”的概念,了解土壤所具有的独特性质,认识土壤在农业生产中的重要性,了解土壤科学的发展简史,以及研究的内容和方法。
习题要点:1、什么是土壤和土壤肥力?2、土壤在农业生产中有哪些的重要意义?3、土壤学有哪些研究内容?与相邻学科的关系如何?第一章土壤矿物质第一节土壤矿物质的矿物组成和化学组成1、土壤矿物质的主要元素组成2、土壤矿物质组成习题要点:土壤矿物质由哪些元素组成的?第二节粘土矿物1、层状硅酸盐粘土矿物2、非硅酸盐粘土矿物习题要点:层状硅酸盐粘土矿物的结构如何?第三节我国土壤粘土矿物分布规律1、风化和成土作用与粘土矿物组成的关系2、我国土壤粘土矿物分布规律习题要点:什么是风化作用?我国土壤粘土矿物分布规律如何?本章重点、难点:土壤矿物质的主要元素组成;层状硅酸盐粘土矿物的结构;我国土壤粘土矿物分布规律本章教学要求:通过本章学习,了解土壤母质的来源,土壤母质与岩石、矿物间的相互关系,重点掌握土壤母质的形成过程,通过风化作用将岩石逐渐解体的分解破碎的过程,了解各种风化作用的类型、作用特点、风化产物以及影响风化作用强度的因素,了解岩石风化物在各种外力作用下搬运一沉积下来的堆积物。
土壤学水深的计算绝对含水量。
以重量百分数表示土壤含水量土壤含水量以土壤中所含水分重量占烘干土重的百分数表示,计算公式如下:土壤含水量(重量%)=(原土重-烘干土重)/烘干土重×100%=水重/烘干土重×100%相对含水量土壤相对含水量将土壤含水量换算成占田间持水量或全蓄水量的百分数,以表示土壤水的相对含量,计算公式如下:旱地土壤相对含水量(%)=土壤含水量/田间持水量×100%水田土壤相对含水量(%)=土壤含水量/全蓄水量×100%区别在含水率计算公式的分母上,分子都是水分的重量,相对含水率的分母是湿土壤的重量,绝对含水率的分母是干土壤的重量。
绝对含水量只能表现出土壤中的水分是多少.相对含水量能表现出植物生在土壤中有效水分的含量.土壤含水量=(烘干前铝盒及土样质量-烘干后铝盒及土样质量)/(烘干前铝盒及土样质量-烘干空铝盒质量)*100%这个方法是唯一可以直接测量土壤水分方法,也是目前国际上的标准方法。
方式如下:用土钻采取土样,用0.1g 精度的天平称取土样的重量,记作土样的湿重M,在105℃的烘箱内将土样烘6~8 小时至恒重,然后测定烘干土样,记作土样的干重 Ms。
土壤含水量的测量方法目前有:称重法、张力计法、光学测量法、时域反射法。
各种方法的对比如下:( 1 ) 称重法具有各种操作不便等缺点,但作为直接测量土壤水分含量的唯一方法,在测量精度上具有其它方法不可比拟的优势,因此它作为一种实验室测量方法并用于其它方法的标定将长期存在。
( 2 ) 张力计法由于其测量的直接对象为土壤基质势,因此在更大程度和其它土壤水分测量方法相结合用于测定土壤水分特征曲线。
( 3 ) 电阻法由于标定复杂,并且随着时间的推移,其标定结果将很快失效,而且由于测量范围有限,精度不高等一系列原因,已经基本上被淘汰。
( 4 ) 基于辐射原理的中子法和γ-射线法虽然有着高精度,快速度等优点,但是由于它们共同存在着对人体健康造成危害的致命缺陷,近年来已经在发达国家遭到弃用,在国内也仅有少量用于实验研究。
土壤学复习1,土壤的概念p3土壤是地球陆地表面能生长绿色植物的疏松表层。
2,土壤的主要功能p4(1)生产功能——人类农业生产的基地(2)生态功能——陆地生态系统的基础(3)环境功能——环境的缓冲净化体系(4)工程功能——工程基地与建筑材料(5)社会功能——支撑人类社会生存和发展的最珍贵的自然资源3,土壤的物质组成和各种比例类型p18土壤矿物质是土壤的主要物质组成,其余为有机质,土壤微生物。
元素含量顺序:氧硅铝铁钙钠钾镁钛氢土壤的矿物组成:原生矿物和次生矿物。
原生矿物是直接来源于母岩的矿物,其中岩浆岩是其主要来源。
次生矿物则是由原生矿物分解转化而来的。
原生矿物主要是硅酸盐和铝硅酸盐,常见的有石英、长石、云母、辉石、角闪石、橄榄石4,粘土矿物p20粘土矿物分为:(1)层状硅酸盐粘土矿物基本结构单位:硅氧四面体、铝氧八面体两种晶片的配合比例不同可构成1:1(高岭石)、2:1(蒙脱石)、2:1:1三种晶层同晶替代现象:组成矿物的中心离子被电性相同、大小相近的离子所替代而晶格构造保持不变的现象。
同晶替代的结果使土壤产生永久电荷,能吸附土壤溶液中带相反电荷的离子。
土壤中粘土矿物的类型和数量与土壤肥力的关系很大。
硅酸盐粘土矿物的种类及一般特征:(1)高岭组1:1型,非膨胀性,电荷数量少,胶体特性较弱(2)蒙蛭组2:1型,膨胀性大,电荷数量大,胶体特性突出(3)水化云母组2:1型,非膨胀性,电荷数量大(4)绿泥石组2:1:1型,同晶替代现象较普遍,颗粒较小(2)非硅酸盐粘土矿物氧化铁、氧化铝、水铝英石、氧化硅5,土壤有机质p29种类:微生物、动植物残体、半分解物质、腐殖质(腐殖物质和非腐殖物质)土壤有机质含量高于百分之二十为有机质土壤,反之则为矿质土壤。
耕作土壤表层的有机质通常低于百分之五。
腐殖化过程:各种有机化合物通过微生物的合成或在原植物组织中聚合转变为组成和结构比原来有机化合物更为复杂的新的有机化合物的过程。
第二节土壤水分能态一、土水势及其分势1、土水势(soil water potential):指将单位水量从一个土-水系统移到温度和它完全相同的纯水池时所做的功,Ψw表示。
基质势:Ψm;压力势:Ψp;溶质势:Ψs ;重力势:Ψg。
总水势: t=m+p+s+g(一)基质势(m):负值,当土壤饱和时最大=0.土壤含水量越高,基质势也越高。
(二)压力势(p):正值。
只有当土壤水分饱和时才有压力势,在不饱和土壤中压力势为0. 饱和土层越深,压力势越高。
p= wghV(三)溶质势(S):负值。
土壤溶质浓度越高,溶质势越低。
溶质势只有对半透膜的水分运动起作用。
(四)重力势(g):重力势( g)是指由重力作用而引起的土水势变化。
任何时侯重力势都存在。
高于参比面时为正,反之为负,参比面处重力势为0.二、土壤水吸力(绝对正值)土壤水吸力是指土壤水在承受一定吸力的情况下所处的能态,简称吸力,但并不是指土壤对水的吸力。
三、土壤水势的定量测定土水势的标准单位:帕(Pa)1 Pa=0.0102厘米水柱1 atm=1033厘米水柱=1.0133bar1 bar=0.9896atm=1020厘米水柱1 bar=100000 Pa四、土壤水分特征曲线:指土壤水分含量与土壤水吸力的关系曲线。
目前尚无法从理论上推导出土壤含水率与土壤水吸力或基质势之间关系,只能用实验方法获得水分特征曲线。
0 10 20 30 40 50 60 70土壤水吸力黏土壤土砂土土壤含水量%影响因素•质地•结构•温度•滞后现象水分特征曲线的用途: 首先,可利用它进行土壤水吸力和含水率之间的换算。
其次,土壤水分特征曲线可以间接地反映出土壤孔隙大小的分布。
第三,水分特征曲线可用来分析不同质地土壤的持水性和土壤水分的有效性。
第四,应用数学物理方法对土壤中的水运动进行定量分析时,水分特征曲线是必不可少的重要参数。
五、土壤水分状况与作物生长水分是作物的重要组成部分;水分影响出苗;各生育期对土壤水分的要求不同。
实验:土壤含水量的测定一、风干土样吸湿水的测定[1](烘干法)1、方法选择的依据土壤水分的测定方法有很多种,烘干法是目前国际上测定土壤水分的标准法,虽然需要采集土样,并且干燥时间较长,但是因为它比较准确,且便于大批测定,故为最常用的方法。
2、方法原理将土壤样品放在105—110℃的烘箱中烘至恒定质量,则失去的质量为水质量,即可计算土壤水分含量。
在此温度下,自由水和吸湿水都被蒸发,而结构水不致破坏,一般土壤有机质也不致分解。
3、主要仪器编有号码的有盖称皿(铝盒);分析天平;恒温干燥箱;干燥器(内盛无水CaCl2或变色硅胶、骨匙。
4、操作步骤1.取有号码的盖称皿或铝盒,置于温度为105—110℃的烘箱内烘3—5小时,烘时把盖子斜放在皿侧(铝盒的盖子可平放在盒下)。
烘干后,从烘箱中取出,并盖好盖子放在干燥器中冷却室问温,一般放置30分钟即可西取出在分析天平上称量(W)(注1) (注2)。
2.将风干样品(注3)拌匀,舀取5.0000g,均匀地平铺于称皿或铝盒中,加盖,在分析天平上称重(W 1),去盖放在加热至105—110℃烘箱中烘烤8小时(盖子斜放皿侧)。
取出加盖后放在干燥器中冷却,300分钟后称量(W)。
2 3.再放回烘箱中(105—110℃)烘3—5小时,冷却后称量,以验证是否恒定,如此重复处理,直至前后二次称量之差不大于3毫克为止。
W1-W25、结果计算W1-W土壤含水量(g/kg) = ————×1000式中W1——称皿(铝盒)重(g);W2——称皿(铝盒)+ 风干样品(湿土样品)重(g);W3——称皿(铝盒)+ 烘干样品重(g).风干土壤样品这里质量换算成烘干土壤样品质量为烘干土壤样品质量=6、注释(1)样品在105℃±2℃烘6—8小时,能将土样中的自由水和吸湿水驱走,化合水和结晶水则一般不致排出,有机质也只有微量的氧化分解挥发损失。
对于腐殖质含量高(﹥8%)的土壤、泥炭土以及盐土,温度不应超过105℃;含有石膏的土壤只能加热到80℃,因为超过此温度时会造成结晶水的损失。
《土壤学》教学大纲一、课程基本信息课程名称:土壤学课程类别:专业基础课课程学时:_____学时课程学分:_____学分先修课程:_____适用专业:_____二、课程性质与目标(一)课程性质土壤学是研究土壤的形成、特性、分类、分布、利用和管理的科学,是农业资源与环境、农学、园艺、林学等相关专业的重要专业基础课。
通过本课程的学习,学生将掌握土壤学的基本理论和知识,了解土壤与环境、农业生产和生态系统的关系,为后续专业课程的学习和从事相关领域的工作奠定基础。
(二)课程目标1、知识目标(1)掌握土壤的物质组成、物理性质、化学性质和生物学性质等基本特征。
(2)了解土壤的形成过程、分类和分布规律。
(3)熟悉土壤肥力的概念和评价方法,以及土壤资源的利用和管理原则。
2、能力目标(1)能够运用所学知识分析土壤问题,并提出合理的改良和利用措施。
(2)具备进行土壤调查、采样和分析的基本技能。
(3)培养学生的观察、思考和解决实际问题的能力。
3、素质目标(1)培养学生的科学思维和创新意识,提高学生对土壤科学的兴趣和探索精神。
(2)增强学生的环保意识和可持续发展观念,使学生认识到土壤资源保护的重要性。
三、课程内容与教学要求(一)课程内容1、绪论(1)土壤在自然生态系统和农业生产中的地位和作用。
(2)土壤学的发展历程和研究内容。
(3)土壤学与其他相关学科的关系。
2、土壤的形成与发育(1)成土因素对土壤形成的影响,包括气候、生物、地形、母质和时间等。
(2)土壤形成过程,如原始成土过程、有机质积聚过程、粘化过程、钙化过程等。
(3)土壤发育的阶段性和土壤剖面的特征。
3、土壤的物质组成(1)土壤矿物质,包括矿物质的类型、性质和在土壤中的分布。
(2)土壤有机质,包括有机质的来源、组成、转化和作用。
(3)土壤水分,包括土壤水分的类型、含量、有效性和运动规律。
(4)土壤空气,包括土壤空气的组成、含量、通气性和与大气的交换。
4、土壤的物理性质(1)土壤质地,包括土壤质地的分类、测定方法和对土壤肥力的影响。
《土壤学》课程教学大纲一、课程基本信息1.课程代码:2.课程名称:土壤学3.学时/学分:32/24.开课系(部)、教研室:生命科学系,园林教研室5.先修课程:6.面向对象:园林专业大二学生二、课程性质与目标1.课程性质:专业主干课程2.课程目标:土壤学是论述土壤对生物(特别是植物)及其环境影响的理论和方法的学科。
土壤学作为农业科学的应用基础学科,广泛服务于农业持续发展、环境生态建设、区域治理、资源利用与保护等。
学习本课程的任务是通过向学生讲授土壤基本物质构成及其理化属性、土壤形成的条件、过程、性质和土壤类型特征、我省主要土壤的质量特点及与植物生长的关系以及通过实验和课程实习,使学生掌握土壤学的基本理论和实验技能,培养和训练学生观察认知土壤、分析和研究土壤、保护和利用土壤的知识和技术,同时为后续课程的学习奠定良好的专业基础。
三、教学基本内容及要求绪论(一)具体教学内容1.土壤及土壤科学的发展1.1土壤的概念1.2土壤肥力和土壤生产力1.3近代土壤科学的发展及主要观点2.土壤学科体系、研究内容和方法2.1分支学科及研究内容2.2土壤学与相邻学科的关系2.3土壤学的研究方法(二)教学重点难点土壤在人类农业和自然环境中的重要性、土壤及土壤科学的发展。
(三)学生掌握要点土壤的概念、土壤肥力和土壤生产力(四)思考题1.土壤在植物生长繁育中的特殊作用是什么?2.什么是土壤、土壤肥力和土壤生产力?第一篇土壤组成和性质第一章土壤矿物质(一)具体教学内容1.土壤矿物质的矿物组成和化学组成1.1土壤矿物质的主要组成1.2土壤的矿物组成2.粘土矿物2.1层状硅酸盐粘土矿物2.2非硅酸盐粘土矿物3.我国土壤粘土矿物分布规律3.1风化和成土作用与粘土矿物组成的关系3.2我国土壤粘土矿物分布规律(二)教学重点难点土壤矿物质的矿物组成和化学组成(三)学生掌握要点土壤的矿物组成(四)思考题1.何谓土壤矿物质?2.土壤矿物质的组成。
土壤学教学大纲第一章:引言
1.1 课程背景
1.2 目标与意义
第二章:基本概念与原理
2.1 土壤的定义与分类
2.2 土壤形成的过程与要素
2.3 土壤的物理性质与特征
2.4 土壤的化学性质与特征
2.5 土壤的生物性质与特征
第三章:土壤调查与分析
3.1 土壤调查的目的与方法
3.2 土壤采样与样品处理
3.3 土壤理化性质的分析方法
3.4 土壤微生物群落的分析方法
第四章:土壤肥力与养分管理
4.1 土壤肥力的评价指标
4.2 土壤养分的来源与循环
4.3 土壤养分的供应与管理
第五章:土壤水分与水分管理
5.1 土壤水分的来源与循环
5.2 土壤水分的保存与利用
5.3 土壤水分管理的原则与方法第六章:土壤环境与污染控制
6.1 土壤环境的评价指标
6.2 土壤污染的类型与来源
6.3 土壤污染的监测与防治
第七章:土壤改良与保护
7.1 土壤改良的目的与原则
7.2 增施有机质与调整土壤pH
7.3 土壤侵蚀与保护措施
第八章:实践与案例分析
8.1 土壤学实验室技能培养
8.2 土壤学相关研究领域案例分析
第九章:课程评价与考核
9.1 课程评价的方法与标准
9.2 考核方式与要求
结语
注:以上教学大纲为土壤学课程的基本内容与章节划分,具体教学安排可根据课程的实际情况与需要进行调整与补充。
该大纲旨在引导学生全面了解土壤学的基本概念、原理与应用,并通过实践与案例分析培养学生的研究能力与实验技能。
考核方式旨在评价学生对土壤学知识的掌握程度与应用能力。