教学目的和要求本章通过讲授土壤、土壤肥力和肥料的基本概念，土壤肥料在农业生产及生态系统中的 作用、发展概况，加深学生对土壤和肥料的内涵及农业生态系统中重要作用的深刻理解，了 解本学科的发展状况，掌握本学科的研究方法。通过对土壤的有效管理和肥料的合理施用， 达到作物高产、优质、高效、产量、土壤肥力持续提高之目的， 同时了解 21 世纪本学科 的任务、发展的方向和国内外研究的热点。 重点掌握： 土壤肥料在农业生产和生态系统中的地位和作用及土壤与肥料的基本概念。 土壤肥料在农业生产和生态系统中的地位和作用。学时： 学时教学内容： 土壤肥料在农业生产及生态系统中的地位和作用1．土壤在农业生产和生态系统中的重要性 （1）农业生产的基地和农业生产中物质与能量循环的枢纽 农业生产由植物生产（种植业）、动物生产（养殖业）、土壤管理三个环节所组成。 绿色植物的生活要素：日光（光能）、热量（热能）、空气（ CO ）、水分、养料，其中水分和养料主要通过植物根系从土壤中吸收，土壤是植物生长的水分、养分的提供者， 同时，土壤为植物生长的机械支撑者。 动物生产以植物生产为基础。 土壤管理使得农业生产中物质与能量循环利用。
（2）土壤是生态系统的重要组成部分 生态系统：植物、动物、微生物加上它们生存的环境的集合体称之为生态系统。 地球表层系统有大气圈、水圈、土壤圈、岩石圈和生物圈等五个圈层组成。其中土壤圈处于 其它圈层相互紧密交接的的地带，构成了结合无机界和有机界的中心环节。 土壤是农业生态系统中重要组成，是生物与非生物环境的分界面，是生物与非生物体进 行物质与能量移动，转化的重要介质和枢纽。 （3）土壤是自然界中最珍贵的自然资源 土壤具有再生作用，是可以再利用的资源；土壤资源数量有限；土壤资源质量可变性； 土壤资源空间分布上固定。 因此“十分珍惜，合理利用土地和切实保护耕地”作为我国的一项基本国策来抓。 2．肥料是农业高产优质的保证 肥料在农业生产中的重要性：肥料是植物的粮食，在农业生产中起重要的作用。 （1）为植物提供养分，满足作物对养分的需求。 （2）改良土壤理化生物特性，提高土壤肥力。 （3）增加作物单位面积的产量，改善作物品质。 FAO （世界粮食和农业组织）的统计资 料表明，在各项增产措施中，肥料对粮食的增产作用为 40%~60% ，可见肥料对农业生产 的重要性。 （4）增加作物的抗性，促进作物早熟。
二、土壤、土壤肥力和肥料的基本概念 1．土壤的概念 不同学科理解角度不同，所下定义各异。 环境学家：土壤是重要的环境因素，是环境污染物的缓冲带和过滤器。生态学家：土壤是地表层系统中生物多样性最丰富，物质循环和能量交换最活跃的生命层。 土建工程学家：土壤是承受高强度压力的基地，是工程材料的来源。土壤学家：土壤同自然界中的其它物质一样，不仅是具有一定的物质组成、形态特征、结构 和功能的物质实体，而且有着自己的发生发展和长期演变的历史，所以土壤是地球表面生物、 气候、母质、地形、时间等因素综合作用下形成的处于永恒变化中的疏松层。 农学家：土壤是指覆盖于地球表面，具有肥力特征，能够生长绿色植物的疏松表层。 这个概念的内涵：“ 陆地表层 是指土壤的位置，“疏松 是指其物理状态，以区别于坚硬整块的岩石。“生长绿色植物”是土壤的功能。 土壤之所以 能够产生植物收获”，主要是由于有肥力。任何一种土壤均具有一定的 肥力，只是高低不同，因此土壤与土壤肥力的概念密切相关，肥力是土壤的本质。 2．土壤肥力的概念 西方土壤学家，传统地将土壤供应养料的能力称为土壤肥力。 但是肥沃的土壤，如果 温度不适宜，或水气不协调，植物也很难正常生长。
土壤肥力即包括水分、养分、空气和温度（水、肥、气、热）四个肥力因素。土壤中只 有这四大肥力因素同时存在，而且处于相互协调状态时，才能保证植物 吃饱、喝足、住舒服 ”，从而达到高产。所以我国的土壤科学工作者认为： 土壤肥力是土壤供给和调节植 物生长发育的水肥气热等生活因素的能力。 土壤肥力按其发生过程可分为自然肥力和人工（为）肥力。 自然肥力：是指土壤在自然因素综合作用下发生和发展起来的肥力。纯粹的自然肥力只 有在原始林地和未开垦的荒地（自然土壤）上才能见到。 人为肥力：自然土壤经过开垦耕种以后，在人类生产活动影响下创造出来的肥力称为人 为肥力。 土壤肥力按其发挥程度可分为有效肥力和潜在肥力。 有效肥力：是指在农业生产（当季生产）中能表现出来，产生经济效果的那部分肥力。 潜在肥力：是指暂时不能被植物吸收利用，在当季生产中没有直接反映出来的那部分肥 3．土壤肥力与土壤生产力土壤肥力是土壤生产力的基础而不是全部。 4．肥料的概念、分类及基本特性 直接或间接供给植物所需养分，改善土壤性状，以提高植物产量和品质的功能物质，称 为肥料。可以在土壤施用还可以喷施于植物叶等。 包括有机肥料和无机肥料，掌握各类肥 料的特点 土壤肥料科学发展概况从国内的发展来看：几千年来，我国劳动人民在生产实践中，在认土、用土、改土及肥 料的积制和使用等方面积累了丰实的经验。
最远可追溯到战国时代，我国劳动人民根据土 壤的性质、肥力水平，对各类土壤进行分类分级。如 一书就记载了按土壤肥瘦、性状、生产力，把九州的土壤分为三等九级。元、明、清以来，对农业生产的技术措施，进 一步有了明确的分类和更详细的总结。建国以来，全国已经进行了两次土壤普查。第一次在 1958 四图一志”为我国有计划地开垦荒地，扩大耕地面积，合理利用土地， 提供了科学的依据。1979 年进行的第二次土壤普查工作，利用航片或卫片绘制土壤图。查 清土壤资源、普及土壤科学，培养基层土肥人员，极大地促进了农业生产的发展。 从肥料科学的发展来看：在建国初期（ 1953 年），政府提出了“ 以农家肥为主，商品 肥料（化肥）为辅 的肥料工作方针。1957 年中国农科院土肥所通过全国肥料试验网 150 多个试验点获得的结果表明：我国土壤 80% 的农田土壤缺氮，50% 左右缺乏磷素，30% 乏钾素，这为肥料的生产和使用提供了科学依据，20世纪 70 年代中期，根据我国的实际 情况提出，“以农家肥为主，农家肥和化肥相结合 ”。20 世纪80 年代、90 年代，化肥施 用量猛增，大大推动了生产力的提高。目前，动态平衡配方施肥技术，喷滴灌施肥新技术， 土壤肥料测试新技术等在现代农业生产中发挥了越来越大的作用。
从国外发展来看，土壤肥料科学出现了几个较有影响的学派，农业化学派，农业地质学 派，土壤发生学派等。现代土壤肥料科学出现了一些新的观点。 四、土壤肥料工作的任务 土壤肥料工作的任务具体可以归纳为： 加强土壤资源保护、综合治理、合理开发利用及防治土壤退化，保护农业生态，加强土、水、气、生物的协调管理和污染的修复； 深入进行土壤演变规律及其调节措施的研究，注重在施肥条件下，土壤植物营养的投入、协调与平衡，充分发挥农田养分再循环的肥源潜力与不断防止土壤养分退化； 建立土壤肥料信息系统，重视土壤肥料数据库及其应用系统的开发，注重统计分析和模拟模型技术在生产上的应用； 注意提高农民土壤肥料科学知识水平，加强土肥技术推广和服务体系建设。第一章 土壤固相组成 教学目的和要求 通过学习，要求了解形成土壤母质的主要成土矿物、岩石及其基本特性。理解由矿物岩 石至形成母质的过程中，各种风化过程的作用。掌握土壤矿物质颗粒的组成、结构、性质对 土壤物理性质、化学性质以及生物与化学性质均有深刻影响；掌握不同质地土壤的肥力特征 与改良措施。 学生应掌握土壤有机质组成、分解与转化以及影响因素，土壤腐殖质的形成、性质，土 壤有机质的作用和管理等内容。
重点掌握土壤有机质的转化及影响因素，土壤有机质的作用 与管理。让学生认识到土壤有机质在土壤肥力、环境保护、农业可持续发展等方面的重要作 用和意义。 重点：1．土壤矿物质和岩石的性质、类型。 2．风化作用的类型及我国主要成土母质的类型及特点，以残积物、坡积物、洪积物 风积物等成土母质为重点。 3．不同质地土壤的肥力特点和利用改良的基本原理。 4．土壤有机质的转化过程及影响其转化的因素 5．有机质的作用及调节原理及途径 难点：1．主要矿物、岩石风化特点、产物。 2．怎样区别不同类型的母质。 3．矿物质土粒的机械组成和质地分类的关系。 4．腐殖质形成的生物化学过程 学时分配： 10 学时 教学内容： 第一节 土壤矿物质 一、主要成土矿物 1．矿物的概念 土壤矿物质：岩石风化形成的矿物颗粒统称土壤矿物质。 土壤是由固相、液相和气相三种物质组成的疏松多孔体。 土壤矿物质按重量计，一般占土壤的 95% 以上，因此，矿物质成为土体的 “骨架” 也是植物矿物营养的源泉，是影响土壤肥力高低的一个确定性因素2．矿物的类型 （1）原生矿物：包括硅酸盐类、氧化物类、硫化物类、磷化物类四类 （2）次生矿物：包括硅酸盐类、粘土矿物、氧化物类、简单盐类矿物三类 3．主要成土矿物的性质 不同矿物的化学成分、性质不同，风化特点与产物也不同，见书 二、粘土矿物1．基本结构单位 （1）硅氧四面体 2．基本晶架构型（1）1：1 3．同晶置换：组成矿物的中心离子如硅离子、铝离子，被电性相同、大小相近的离子所替代而晶格构造保持不便的现象。
三、主要成土岩石 1．岩石的概念 岩石是一种或数种矿物组成的集合体。不同的岩石其组成（和组织）有所不同，其组 成在一定的范围内有所变动，因而不能以化学式表示（其组成）。 2．岩石的类型 根据岩石的成因可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。见课本 p9。 四、矿物岩石的风化作用与土壤母质 （一）、风化作用的概念及类型 1．风化作用的概念 地壳表层的岩石在大气圈、生物圈作用下，所引起的破碎和分解，通常称为岩石的风化 作用。即岩石的风化作用是在大气、水、温度变化和生物活动等外界因素作用下，使坚硬的 岩石逐渐崩解破碎成碎块和细粒，同时也会使岩石的矿物成分和化学组成发生变化，形成新 的矿物。 2．风化类型 （1）物理风化作用：是指岩石崩解破碎而不改变其矿物成分和化学组成的过程。 物理风化的结果，虽然岩石的矿物组成和化学组成没有改变，但它使岩石产生机械破碎，成 为大小不等的石砾和碎屑，表面积增加成为疏松多孔的堆积物，产生了岩石所不具有的对水 分和空气的通透性，为化学风化创造了条件。 （2）化学风化作用 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， 一般包括溶解作用、水化作用、水解作用，氧化作用，重点掌握这四种作用的特点。
（3）生物风化：是指在生物的作用下，岩石发生机械破碎和化学分解的过程。 低等植物如地衣的菌丝和高等植物的根系对岩石的穿插；土壤中各种动物如鼠类、蚯蚓、 昆虫等对岩石引起的机械破碎作用。藻类、地衣、硝化细菌等可在岩石表面生长，分泌出酸 液分解岩石，从中摄取所需的养分，从而使岩石矿物遭到分解和破坏。 以上三种风化作用相互联系，相互影响，同时同地对岩石进行作用。 （二）土壤母质的形成及我国的主要成土母质 裸露的岩石经过风化作用的结果便形成了新的疏松的、粗细不同的风化产物覆盖在地壳 表面的堆积体，是形成土壤的母体，称为母质。 风化壳是形成土壤的基础，故称之为土壤母质或成土母质。所以土壤母质的形成过程
