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1、主要内容w第一节 土壤的形态与性质w第二节 土壤的形成w第三节 贵州土壤类型及分布w第四节 土壤实验操作土壤形态的剖面、单个土体和聚合土体三者之间的关系2 土壤剖面层(土层)w土层是成土母质在成土作用影响下沿垂直方向产生分异的结果,是根据颜色、质地、结构、新生体等进行划分的。土壤层次可划分为:腐殖质聚积层(A)、淀积层(B)、淋溶层(E)、母质层(C)、母岩层(D)等层次。富铁土和铁铝土的剖面层淋溶土剖面层三 土壤性质w1 土壤颜色是土壤物质成分和内在性质的外部表现,是土壤发生性层次外表形态特征最显著的标志。根据土壤颜色的变化可作为判断和研究成土条件、成图过程、肥力特征和演变的依据。土壤颜色主
2、要决定于土壤的化学组成与矿物组成,它既反映土壤物质的组成和变化,又是成土过程的结果和外在表现。w决定土壤颜色的物质有以下几种:w 腐殖质 含量多时 ,是土壤颜色呈黑色。含量少时,土壤呈暗灰色。w 氧化铁 在土壤中的氧化铁一般为含水氧化铁,如褐铁矿,针铁矿等,这些矿物使土壤呈铁锈色和黄色。w 石英,斜长石,方解石,高岭石,二氧化硅粉末,碳酸钙粉末等,他们都能使土壤呈白色。氧化亚铁广泛出现在沼泽土,潜育土中,它是土壤具有蓝色或青灰色,如蓝铁矿,这类矿物为白色,但遇空气的氧即很快变成青灰色。除物质成分影响土壤颜色外,土壤的物理性状不同,也会使土色有所区别。如土壤越湿颜色越深,土壤越细 ,颜色越浅,光
3、线越暗,颜色越深。 粘性黄壤w2 土壤质地w土壤质地是指土壤中各种颗粒粗细,如砾、砂、粉粒、粘力的重量百分含量。准确测定土壤质地要用机械分析来进行,但在野外常用指测法来判断土壤质地,土壤质地可分为:砂土、砂壤土、轻壤土、中壤土、重壤土、粘土等 土壤结构土壤结构 土壤结构就是指土壤固体颗粒的排列方式。土壤中的固体颗粒一般相互粘结在一起,形成一定形状和大小的团聚体,称结构体。土壤结构体可分为片状结构、柱状结构、棱柱状结构、角块状结构、粒状结构、团状结构等,各种结构中又分为大、中、小、很小等粒状结构。土壤结构体的发育程度可分为无结构、弱发育结构、中发育结构和强发育结构等级别 w4 土壤结持性w土壤结
4、持性又称土壤紧实度,是指土壤对机械应力所表现出来的状态。 w5 土壤孔隙状况 w单位原状土壤体积中土壤孔隙体积所占的百分率。土壤孔隙状态常在较大的结构体表面上观察,可分为微孔隙、很细孔隙、细孔隙、中孔隙、粗孔隙、很粗孔隙极少孔隙、中孔隙、多孔隙等。第二节 土壤 的形成w一 土壤的形成过程w1 岩石风化过程形成输送的成土母质w2 低等植物着生过程形成原始土壤w3 高等植物生长过程形成成熟土壤w二 生物在土壤的形成过程中起着主导作用:w1 有机质的积累过程w2 养分元素的富集过程w三 人类活动对土壤形成发育的作用增加肥力;使土壤退化。第三节 贵州土壤类型及分布w一 类型w(一)山地灌丛草甸土、黄棕
5、壤w(二)黄壤w(三)红壤、砖红性红壤、褐红色土w(四)石灰土、紫色土w(五)水稻土(一) 山地灌丛草甸土w1 分布w山地灌丛草甸土是分布于热带及亚热带山地山脊顶部的土壤类型,过去由称山顶矮林土活山地草甸土。在贵州主要分布在受东南季风影响比较强烈的铜仁、黔东南两地海拔1900以上的山顶或部分山脊,如雷公山的排列坡、雷公坪和梵净山的回香评,黔西北的山王庙等地的山脊也有分布。2 形成条件w(1)地形 多为地势平缓的山脊地段。w(2)气候 气温低,湿度大,冬季有积雪,夏季常有雾罩,常风颇大,仅宜灌木草被生长。w(3)植被 高山杜鹃、山梅花、木姜子、箭竹、白牛胆、蒲耳根等。3 形成过程w腐殖化过程。由
6、于覆盖度大,有机残落物大量累积,有机质分解缓慢。在湿润温凉的气候条件下,土壤风化度较弱,其硅铝率为2.5-2.7%,淋溶作用不明显。4 理化性质w土层较薄,一般为20-50厘米,无明显发生层次。地表有厚度为10厘米的腐烂或半腐烂的有机质层(Af层),富有弹性,褐黑色。wA层 10-30厘米,有机质含量较高,根系多,暗褐色,呈屑粒结构。BC层为黄棕色,偶见锈斑。黄棕壤w分布于黔西北的威宁、赫章、纳雍、毕节、大方和盘县北部等地,黔北、黔东及黔中部分山脊,如大娄山、梵净山、雷公山、苗岭等山地也有片状分布。1 形成条件w气候 北亚热带湿润气候,年均温11-13,最冷月均温2左右。10积温3000左右,
7、年降雨量1000毫米左右,相对湿度80%左右。w植被 常绿落叶阔叶混交林,代表树种为滇青冈、滇黄栎、锥栎,落叶树种有清香木、黄朵朴等。w母质 砂页岩、玄武岩、紫色砂页岩和古老红色风化壳。2 形成过程w具弱度富铝化特征 w土壤淋溶作用弱w有机质积累多 、分解缓慢3 主要类型w黄棕壤 具有明显的发生层次,表土至土底有Ao、A1、A、AB、B、BC 和C 层等,地表枯枝落叶层以下的A层为深灰棕色,厚达20-30厘米,极为疏松,具团粒结构;B层为黄棕色,有弱度淀积现象,结构易散;C层为半风化母质;土层厚60-100厘米。(二)黄壤 黄壤是贵州的主要类型,广泛分布于黔中和黔北;黔东南、黔东北、黔西北、黔
8、南和黔西南也有分布。1 形成条件w气候 亚热带湿润气候 。冬无严寒,夏无酷暑,雨量丰富,云雾多,日照少,湿度大,干湿季不如红壤地区明显。年均温14-18,10积温4000-4500,一月最冷月均温5-7,七月最热月均温25-27.年降雨量在1000-1500毫米,年降雨量大于蒸发量。w植被 亚热带常绿阔叶林,部分为常绿落叶阔叶混交林。w母质 黄壤砂页岩 古老红色风化壳 石灰岩 紫色砂页岩和玄武岩。2 形成过程w弱度脱硅和富铝化作用 在热带、亚热带高温、湿润的气候条件下,成土母质风化后,硅酸盐矿物大量分解,土壤中盐基物质钙、镁、钾和硅等元素淋失,而铁、铝等相对富集,一般称脱硅富铝化特征。w黄化过
9、程 黄壤形成的主要发生特征。黄化指黄壤地带因生物气候条件的差异,大气相对湿度较大,土壤水,热状况较稳定,土体中经常保持湿润状态,由于土体中氧化铁水化作用,因而使土壤剖面具有黄色层次,尤其是B层有明显富铁铝的黄色层次。3 理化性质w剖面 枯枝落叶层(Aoo)、半分解枯枝落叶层(Ao)、及粗腐殖质层(Af)w有机质含量高w酸性(三)红壤、砖红性红壤w贵州的红壤,主要分布于贵州高原与湘桂丘陵盆地的过渡地区,即铜仁地区与黔南州的东部黔东南与兴义地区的南部。1成土条件w气候 年雨量1200-1400毫米,年均温16-19,10积温在5000-6000,无霜期270天以上。w植被 以偏湿性常绿阔叶林为主。
10、w成土母质 砂页岩风化物即第四纪红色粘土骨质,此外,还有板岩、玄武岩的风化物。2 成土过程w在成土过程中,盐基淋失,碱金属几乎全部淋失,碱土金属残存很少;同时,随着硅酸盐剧烈破坏,硅逐步迁移,而铁铝在成土过程中相对富集。故在红壤的成土物质中,从母岩-风化物- 土体-土壤胶体,其硅的含量成规律性减少,铝则相应增加。成土母岩中,SiO2含量接近或超过50%,而红壤粘粒的SiO2含量仅占30-40%,AL2O3的含量常达20%以上。因此,贵州红壤的硅铝率一般为1.8-2.4;在成土过程中,进行着较黄壤为强的脱硅富铝化作用。3 主要性状w剖面 红壤剖面一般成灰棕色,心土呈棕红色,底土呈淡红至红色。w质
11、地 中壤至粘土w结构 核粒状或块状砖红壤性红壤w砖红壤性红壤是向砖红壤过渡的土壤类型,为南亚热带地带性土类。贵州南、北盘江,红水河流域内海拔800米(西部)或500米(东部)以下的丘陵河谷盆地均有出现。主要分布在罗甸、望谟、兴义、安龙等县南部,一般呈点状、爪状与红壤红壤黄壤交错分布。1 成土条件w气候 暖湿气候,雨量充沛,热量充足,年均温19-21,最冷月均温10 左右,10 积温达6500 ,无霜期350天左右,年雨量达1000毫米以上,相对湿度75-80%。w植被 种类繁多,呈层状结构,附生藤本及攀援植物常见。w母质 砂页岩风化物2 成土过程w富铝化过程3 剖面形态和理化性质w剖面 土层较
12、厚,发生层次明显,表层(A)层呈暗灰棕色或黄棕色,有机质含量一般为1-3%,森林植被较好的可达6%左右,心土层(B层)以棕色为主,略带红色或黄色,结构面常有较多的胶膜。w质地 粘粒含量高,质地黏重。wpH值 4.5-5.5,养分含量低。第四节 土壤实验操作w一 土壤容重的测定w二 土壤水分的测定w三 土壤理化性质的测定和成土过程分w四 土壤样品采集一 土壤容重的测定w测定步骤 :选定代表性测定地点,挖掘土壤剖面,根据剖面发生层次或机械分层,用环刀采取土样,每层土壤应不少三个重复。w采样过程中必须保持环刀内土壤结构不受破坏,注意环刀内不要有石块或粗根侵入,如果土壤过分紧实,可垫上木板轻轻打入。待
13、取出环刀后,用锋利的削刀切去环刀两端多余的土,使环刀内的土壤体积与环刀容积相等,最后将环刀两端用盖子盖好,分别放入塑料袋内并写好标签,带回实验室备用。将充满土样的环刀,放入烘箱中在105度下 烘至恒重,称重 。w实验器材 :环刀,天平,小刀,铁锹,木盒环刀天平w实验过程:依据计算公式 dv=(w-w1)/vw式中dv表示土壤容重,g/cm3.w表示烘干后环刀重和干土重,g. w1表示环刀重,g.v表示环刀容积。w注意事项:(1)环刀内土样如含有石砾较多,可用排水法测量石砾所占体积(cm3)和重量(g),计算时,由环刀体积减去石砾体积,并由环刀加干土重减去石砾重量,按上式计算土壤容重。w如土壤中
14、石砾含量较很多,难以使用环刀法,则可用土坑法:即挖一适当体积的土坑并称量所有挖出土壤的重量,同时采集土样15-20g带回实验室内测定水分含量,计算土壤容重 二 土壤水分的测定w 测定土壤水分是为了了解土壤水分状况,以作为土壤水分管理,如确定灌溉定额的依据。在分析工作中,由于分析结果一般是以烘干土为基础表示的,也需要测定湿土或风干土的水分含量,以便进行分析结果的换算 。w实验仪器:天平、瓷盘、玻璃棒、火柴、量筒、酒精。w实验原理:酒精可与水互溶,并在燃烧时使水分蒸发。土壤烧后损失的重量即为土壤含水量(有机质5%不宜用此法)。w实验步骤:(1)取瓷盘称重为W1(克)。w(2)取湿土约10克(尽量避
15、免混入根系和石砾等杂物)与瓷盘一起称重为W2(克)。w(3)加酒精与瓷盘中,至土面全部浸没即可,稍加振摇 ,使土样与酒精混合,点燃酒精,待燃烧将尽,用小玻璃棒来回拨动土样,助其燃烧(但过早拨动土样会造成土壤毛孔闭塞,降低水分蒸发速度),熄火后再加酒精3毫升燃烧,如此进行2-3次,直至土样烧干为止。w(4)冷却后称重为W3(克)。简易酒精燃烧法w实验结果:土壤分析一般以烘干土计重,但分析时又以湿土或风干土称重,故需进行换算,计算公式为:土壤水分含量(%)=(W2-W3)/(W3-W1))*100三 土壤理化性质的测定和成土过程分析w实验目的要求:掌握土壤剖面性状观察的方法,了解安顺主要土壤类型的
16、分布、成土条件、剖面特征及改良利用措施。w实验器材和试剂:w(1)器材:土铲、环刀、瓷盘、米尺、天平、玻璃棒、土壤袋、罗盘、pH试纸、小刀、烧杯w(2)试剂:酒精、HCL液体、蒸馏水地质罗盘w实验方法:w(1)剖面点的选择:w 根据调查目的选择剖面点,选点位置应具有代表性,避免选在沟边、渠边、村庄旁等人易干扰的地段。选好点后应首先观察该类土壤分布的地形、植被、成土母质、农业利用情况、存在的主要障碍因素等,然后挖掘剖面。w(2)剖面挖掘与修整:w 剖面的大小要根据调查的目的而定。剖面坑一般长1.5米,宽1.0米,深度要看具体情况和研究目的而定,一般要达到母质层或地下水即可。剖面坑的一端要求向阳,
17、要垂直削平作为观察面,而另一端要做成阶梯,以便下坑观察。挖掘时要注意,应将表土对于一侧,下层土壤对于另一侧,两端不应堆土,观察完毕后,应将底土填回下层,表土填回上层,观察面上注意不要践踏。剖面修整:土坑挖好后,留出垂直断面,用剖面自上而下轻轻拨落表面土块,以便露出自然结构面,整修剖面时,可留一部分铲平的壁面,以作为划分层次之用。w(3)剖面观察与土层划分w 观察剖面时,一般要先在远处看,这样容易看清全剖面的土层组合,然后走近仔细观察,并根据各个剖面的颜色、质地、结构、紧实度、根系分布、新生体等得变化,参考环境因素,推断土壤的发育过程,具体划分出各个发生层次。用米尺两处各层的深度(以厘米计算)应
18、特别注意耕作层的深度,特殊层次或障碍层次出现的深度、厚度和危害程度,以及地下水位深度的记载。丘陵、山地土壤要记录底部半风化母质及母岩的层次。最后可在记录本上勾画土体结构型,显示其主要特点。剖面挖掘w土壤性状的观察和记载w1 颜色:土壤颜色是土壤形态中最易觉察的一种,从颜色可以大致了解土壤的肥力高低、土壤发育的程度和土壤中的物质组成。观察时要分清主色和次色。描述时主色在后,次色在前。如灰棕色,以棕色为主带有灰色,如需要可在前面加修饰词。如淡灰棕色 砖红壤w2 质地:w采用简易手测法。将少量的土样放入手心,加水充分湿润,调匀,用手先搓成直径约1厘米的团粒后,在搓成直径约3毫米的细长条,再将细长条卷
19、成环状。对照下列条件定出质地名称。w不能成细条,成珠不成条-砂土w形成不完整的短条-砂壤土w搓成条时易断裂-轻壤土w成细条,但弯曲时易断裂中壤土w细条完整,成环时有裂痕重壤土w细条完整,成环时无裂痕粘土质地测定-简易手测法w3 结构:一般常见土壤结构有:A 、块状结构:长、宽、高基本相等,可分块状(直径1-2cm)和碎块状(直径1-2cm)两种结构。B 、片状结构:土块向水平轴发展,呈片状厚度在0.1-0.3cm。C 、核状结构:为三向发展,边角不明显,大小在1-3cm的结构体,一般较坚硬。D、柱状和棱柱状结构:土块沿垂直轴发展,如无棱角为柱状结构,有棱面且棱角分明则为棱柱状结构。E、团粒结构
20、:土粒疏松,表面光滑,颜色均一,大小在0.25cm的土粒。F、单粒状结构:土粒未经粘结、团聚、土粒分散,只表现土粒性状。w4土壤坚实度:表示土层坚实程度,根据剖面刀入土难易程度可分为松、稍紧、紧、极紧、坚实等。w5 土壤干湿度:野外可用手测区分为以下几级:(1)干:把土放在手上,无润凉感觉。(2)润:把土放手上有凉润感觉,捏紧不会在手上留下湿的痕迹。(3)潮:用手轻轻挤压土块,土壤成团状,指缝无水流出,手上有湿印。(4)湿:用手挤压土块时,指缝有水流出,粘手。w6 孔隙状况:观察孔隙大小,孔隙密度,裂隙宽度以及根孔,虫孔的多少等状况,可用有无、多少来衡量。w7 新生体:在土壤形成及发育过程中,
21、某些矿物盐类或其他物质的细颗粒,在剖面的某些部位特别增加或集中,常常生成新生体。如盐霜、盐结皮、石灰质斑点、假菌丝体和各种结核、胶膜等。记在各种新生体的颜色、形状、分布的特点和深度。w8 石灰反应:用10%HCL滴在土壤上,判断土壤石灰性的强弱,视气泡发生情形可分为以下四级,无气泡();徐徐地放出气泡(+);明显的放出气泡(+);急剧放出气泡,呈沸腾状,历时较久,并发出吱吱声(+)。w9 侵入体:土层中与土壤形成关系不大,大多与人类活动有关的物体,如砖块、瓦片、煤渣等。w10土壤酸碱度:用广泛试纸测出剖面上每一层的pH值。w11 根系分布和动物穴:观察每一土层根系分布的多少、深度、粗细、动物穴的多少大小等。四 土壤样品采集w 土壤样品的采集分分析样品和标本样品两种。分析样品的采集在土壤剖面挖好后,按土壤剖面所划分的层次从上向下依次采取每一层的土样,分别放入土样袋并写好标签,标签上应注明采样地点、采样层次、采集时间、采集人等内容。土壤标本样品的采集,是在野外无法确定所观察土壤的名称时,按所划土壤层次分别取一块原状土壤,一面使其露出自然断面其它几面削平后放入标本盒中,写好采样地点、采集时间、采集人等,并在标本盒侧面注明每一土层的厚度。然后带回室内研究确定土类名称。或作为典型土壤标本保存。