《土壤学》教学大纲
一、基本信息
课程名称 |
《土壤学》 |
课程编号 |
ARGE3110 |
英文名称 |
Soil Science |
课程类型 |
本专业推荐选修课 |
总学时 |
36 |
理论学时 |
36 |
实验学时 |
0 |
实践学时 |
0 |
学分 |
2 |
预修课程 |
地质学基础等 |
适用对象 |
环工、生态学专业 |
课程简介 （200字左右） |
本课程针对环境工程与生态学专业的特点与培养方案，在加强理论基础知识的讲授的同时，尤其强调员工对土壤作为全球生态系统组成和环境组分方面的认识。并增加土壤污染和修复方面的讲课内容。适当增加土壤地理学教学内容，例如：土壤发生分类，并补充我国主要土壤资源特点以及分析，土壤资源保护等。通过该课程的学习，使员工在掌握土壤的组成、性质、肥力等基知识的前提下，深化对土壤作为地球系统和生态环境的重要组分的认识。 |
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二、教学目标及任务
本课程为专业推荐选修课，要求员工在系统学习土壤学课程的基础上，能够深刻理解环境可持续发展的内含，并进一步为环境污染诊断与治理提供重要人才储备与理论支撑。该课程要求员工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、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。
本课程支撑环境工程专业毕业要求1、2、3、4和5。
三、学时分配
教学课时分配
章节 |
章节内容 |
讲课 |
实验 |
实践 |
合计 |
绪论 |
第一节 土壤在人类农业和自然环境中的重要性 |
2 |
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2 |
第二节 土壤及土壤科学的发展 |
第三节 土壤学科体系、研究内容和方法 |
第一章 土壤物质组成 |
第一节 矿物质土粒的粗细分级 |
0.5 |
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4 |
第二节 土壤的颗粒组成和质地分类 |
0.5 |
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第三节 土壤质地和肥力的关系及其改良途径 |
1 |
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第四节 土壤矿物质部分的矿物学组成和化学组成 |
0.5 |
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第五节 粘土矿物的种类、构造特征和分布 |
1.5 |
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第二章 土壤有机质 |
第一节 土壤有机质的来源及其组成特点 |
1 |
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5 |
第二节 土壤有机质的矿化和腐殖质化过程 |
1 |
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第三节 土壤腐殖质的形成 |
1 |
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第四节 有机质在土壤肥力和土壤环境净化方面的作用 |
1 |
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第五节 土壤有机质的动态平衡及其调控 |
1 |
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第三章 土壤水 |
第一节 土壤水的能态 |
1 |
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4 |
第二节 土壤水运动和田间循环 |
1 |
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第三节 土壤对植物的供水 |
1 |
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第四节 土壤水分状况的调节和合理用水 |
1 |
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第四章 土壤空气和热量状况 |
第一节 土壤通气性 |
2 |
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2 |
第二节 土壤氧化还原状况 |
第三节 土壤热量的来源及土壤温度状况 |
第四节 土壤热性质 |
第五章 土壤孔性和结构性 |
第一节 土壤孔性 |
2 |
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|
2 |
第二节 土壤结构体的类型及结构性 |
第三节 土壤团粒结构的形成和作用 |
第四节 土壤结构性的改善 |
第二节 |
第六章 土壤物理机械性和耕性 |
第一节 土壤物理机械性 |
1 |
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|
1 |
第二节 土壤耕性与耕作 |
第三节 土壤耕作调控 |
第七章 土壤胶体特性 |
第一节 土壤表面类型和胶体的带电性 |
1 |
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|
3 |
第二节 土壤的阳离子交换吸附 |
1 |
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第三节 交换性阳离子的有效度 |
0.5 |
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第四节 土壤中的阴离子吸附 |
0.5 |
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第八章 土壤酸碱性 |
第一节 土壤酸度 |
2 |
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|
2 |
第二节 土壤碱度 |
第三节 影响土壤pH值的因素 |
第四节 土壤的缓冲作用 |
第五节 土壤酸碱性与土壤肥力 |
第九章 土壤养分特征 |
第一节 土壤中的氮 |
1 |
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5 |
第二节 土壤中的磷 |
1 |
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第三节 土壤中的钾 |
1 |
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第四节 土壤中的硫、钙、镁 |
1 |
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第五节 土壤中的微量元素 |
1 |
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第十章 我国主要土壤类型及其分布 |
第一节 土壤的形成和分布 |
1 |
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3 |
第二节 我国的自然与土壤分布规律 |
1 |
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第三节 我国主要土壤类型概述 |
1 |
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第十一章 土壤质量及土壤退化 |
第一节 土壤质量及评价 |
1 |
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|
3 |
第二节 土壤退化的类型 |
1 |
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第三节 土壤退化的恢复途径 |
1 |
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合计 |
36 |
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36 |
四、教学内容及教学要求
绪 论
第一节 土壤在人类农业和自然环境中的重要性
1、土壤是人类农业生产的基地
2、土壤是地球表层系统自然地理环境的重要组成部分
3、土壤是地球陆地生态系统的基础
4、土壤是最珍贵的自然资源
第二节 土壤及土壤科学的发展
1、土壤的概念
2、土壤肥力和土壤生产力
3、近代土壤科学的发展及主要观点
第三节 土壤学科体系、研究内容和方法
1、分支学科及研究内容
2、土壤学与相邻学科的关系
3、土壤学的研究方法
习题要点：土壤在植物生长繁育中的特殊作用、土壤、土壤肥力和土壤生产力
本章重点、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。
本章教学要求：本章要求员工了解土壤、土壤肥力、土壤质量、土壤健康等概念以及土壤的基本物质组成，理解土壤在农业生产发展和生态环境建设中的地位和作用、土壤圈与其他圈层的关系。
第一章 土壤矿物质组成
第一节 矿物质土粒的粗细分级
1、土壤矿物质的主要组成
2、土壤的矿物组成
第二节 土壤的颗粒组成和质地分类
1、土壤颗粒组成
2、土壤质地及其分类
第三节 土壤质地和肥力的关系及其改良途径
1、土壤质地与肥力的关系
2、土壤质地的改良途径
第四节 土壤矿物质部分的矿物学组成和化学组成
1、层状硅酸盐粘土矿物
2、非硅酸盐粘土矿物
第五节 粘土矿物的种类、构造特征和分布
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：土壤在植物生长繁育中的特殊作用、土壤、土壤肥力和土壤生产力
本章重点、难点：本章重点是土壤颗粒组成和质地及其与肥力的关系，难点是土壤矿物学组成及化学组成。
本章教学要求：了解并理解土壤组成的主要部分——土壤矿物质的颗粒组成、粘土矿物的构造，掌握土壤质地与土壤肥力的关系及土壤质地的改良。
第二章 土壤有机质
第一节 土壤有机质的来源及其组成特点
1、土壤有机质的来源
2、土壤有机质的含量及其组成
第二节 土壤有机质的矿化和腐殖质化过程
1、简单有机化合物的分解和转化
2、植物残体的分解和转化
3、土壤腐殖质的分解和转化
4、影响土壤有机质分解和转化的因素
第三节 土壤腐殖质的形成
1、土壤腐殖物质的形成
2、土壤腐殖物质—粘土矿物复合物
3、土壤腐殖酸的分组
4、土壤腐殖质的性质
5、土壤腐殖质的分离提取
第四节 有机质在土壤肥力和土壤环境净化方面的作用
1、有机质在土壤肥力上的作用
2、有机质在生态环境上的作用
第五节 土壤有机质的动态平衡及其调控
1、土壤有机质的管理
习题要点：土壤有机质和土壤腐殖质概念、有机质的矿化过程和腐殖化过程、有机质与土壤肥力的关系。
本章重点、难点：本章重点是土壤有机质的矿质化和腐殖质化过程及土壤有机质与土壤肥力的关系，难点是土壤腐殖质的性质。
本章教学要求：在理解土壤有机质和腐殖质概念的基础上，掌握土壤有机质的转化过程，土壤腐殖酸在结构、功能团和性质上的异同点及其对土壤肥力和环境自净方面的贡献。
第三章 土壤水
第一节 土壤水的能态
1、土水势及其分势
2、土壤水吸力
3、土壤水能态的定量表示方法
4、土水势的测定
5、土壤水分特征曲线
第二节 土壤水运动和田间循环
1、饱和土壤中的水流
2、非饱和土壤中的水流
3、土壤中的水汽运动
4、入渗、土壤水的再分布和土面蒸发
5、田间土壤水分平衡
第三节 土壤对植物的供水
1、溶质的对流运移
2、溶质的分子扩散
3、溶质的机械弥散
4、溶质的水动力弥散
第四节 土壤水分状况的调节和合理用水
1、土壤水分状况的调节和合理用水
习题要点：按土壤水分所受的力土壤水分有哪几种类型、毛管悬着水、田间持水量的概念及区别、何谓土壤水的有效性、土壤有效水的上限和下限、土壤的质量含水量、容积含水量、相对含水量、土壤水贮量的概念。
本章重点、难点：土壤水的能态及类型和土壤水分含量的表示方法是本章的重点和难点。
本章教学要求：了解土壤水分的能态，水分运动、循环规律和水分的植物有效性，理解土壤水的类型划分及有效性，掌握土壤水分含量的表示方法和土壤水分含量的测定。
第四章 土壤空气和热量状况
第一节 土壤通气性
1、土壤空气的组成
2、土壤空气的运动
3、土壤通气性的概念
4、土壤通气性的机制
第二节 土壤氧化还原状况
1、土壤氧化还原电位
2、土壤氧化还原电位与土壤肥力的关系
第三节 土壤热量的来源及土壤温度状况
1、土壤热量的来源
2、土壤表面的辐射平衡及影响因素
3、土壤的热量平衡
第四节 土壤热性质
1、土壤热容量
2、土壤导热率
3、土壤的热扩散率
习题要点：土壤空气与近地表大气的差别、土壤通气机制、土壤热容易、导热率、热扩散率的概念、土壤氧化还原电位。
本章重点、难点：重点是土壤通气机制及土壤氧化还原电位与土壤肥力的关系，难点是对土壤热性质及其与肥力关系的理解。
本章教学要求：了解土壤空气和大气的组成差异，理解并掌握通气性与土壤氧化还原状况的关系，理解并掌握土壤热性质及其如何运用土壤不同组分热性质的差异调节土壤水、气、热状态。
第五章 土壤的孔性和结构性
第一节 土壤孔性
1、孔隙度
2、相对密度
3、土壤容重
4、孔隙类型
第二节 土壤结构体的类型及结构性
1、土壤结构体类型
2、土壤结构性
第三节 土壤团粒结构的形成和作用
1、团粒结构的发生
2、团粒结构的作用
第四节 土壤结构性的改善
1、土壤结构性的调节
习题要点：土壤的孔隙度、容重的概念、土壤结构及其类型、土壤团粒结构及其与土壤肥力的关系。
本章重点、难点：重点是土壤容重及团粒结构与土壤肥力的关系，难点是对土壤结构体特点的掌握及野外辨识。
本章教学要求：掌握土壤孔性特征，结构体（结构性）的差异，团粒结构的成因及其调控。
第六章 土壤物理机械性和耕性
第一节 土壤物理机械性
1、土壤粘结性
2、土壤粘着性
3、土壤塑性
4、土壤胀缩性
5、土壤耕作阻力
第二节 土壤耕性与耕作
1、土壤力学性质与宜耕期的关系
2、土壤压板问题
3、水田土壤的粘闭及其防止
4、轮作与培肥
第三节 土壤耕作调控
1、传统耕作方法
2、深松耕作法
3、免耕和少耕法
4、深耕施肥改土耕作法
习题要点：土壤物理机械性概念及其种类、土壤宜耕期、如何通过耕作措施来改善土壤耕性。
本章重点、难点：重点是改善土壤耕性的调控措施，难点是对土壤耕性与耕作关系的理解。
本章教学要求：理解并掌握土壤物理机械性及其影响因素，土壤的耕性及耕作调控。
第七章 土壤的胶体特性
第一节 土壤表面类型和胶体的带电性
1、土壤胶体表面类型
2、土壤胶体的比表面和表面积
3、土壤表面电荷和电位
第二节 土壤的阳离子交换吸附
1、离子吸附的一般概念
2、阳离子静电吸附
3、阳离子交换
4、阳离子的专性吸附
第三节 交换性阳离子的有效度
1、交换性阳离子有效度的概念
2、影响交换性阳离子有效度的因素
第四节 土壤中的阴离子吸附
1、阴离子的静电吸附
2、阴离子的负吸附
3、阴离子专性吸附
习题要点：交换性阳离子、阳离子交换作用、离子的吸附和离子的解吸、阳离子交换作用的特性、阳离子交换量和盐基饱和度。
本章重点、难点：重点是阳离子交换作用及阳离子交换量，交换性阳离子的有效度及其影响因素，难点是阴离子的负吸附及专性吸附。
本章教学要求：理解并掌握土壤表面类型和电荷起源，阳离子交换吸附和阴离子专性吸附。
第八章 土壤酸碱性
第一节 土壤酸度
1、土壤酸性的形成
2、土壤酸度的强度指标
3、土壤酸的数量指标
第二节 土壤碱度
1、土壤碱性的形成
2、土壤碱性指标
第三节 影响土壤pH值的因素
1、影响土壤酸度的因素
第四节 土壤的缓冲作用
1、土壤缓冲性的概念
2、土壤酸、碱缓冲性
第五节 土壤酸碱性与土壤肥力
1、生物对土壤酸碱性的适应性
2、土壤酸碱性与养分的生物有效性
3、土壤酸碱性与有毒物质的积累
4、土壤酸碱性的调节
习题要点：土壤pH、交换性酸和水解性酸表示方法、总碱度和碱化度的概念、土壤缓冲性及其意义、土壤酸碱度与养分有效性的关系。
本章重点、难点：重点是土壤酸度的强度指标及表示方法，土壤酸碱的缓冲性的意义，难点是土壤酸碱性与土壤肥力的关系。
本章教学要求：了解土壤酸碱度的来源，理解并掌握土壤酸碱性的成因及其改良，土壤缓冲性能的机理及其重要性。
第九章 土壤养分特征
第一节 土壤中的氮
1、陆地及土壤生态系统中的氮循环
2、土壤氮的获得和转化
3、土壤氮的损失
4、土壤氮的调控
第二节 土壤中的磷
1、土壤磷的形态和数量
2、土壤磷循环与转化
3、土壤硫的含量和形态
4、土壤硫的循环及转化
第三节 土壤中的钾
1、土壤钾的形态和含量
2、土壤钾的转化及其调节
3、土壤钾的固定和释放及其影响因子
第四节 土壤中的硫、钙、镁
1、土壤中的钙的形态和含量
2、土壤中的钙的形态和含量
3、土壤中的镁的形态和含量
第五节 土壤中的微量元素
1、土壤中微量元素的来源及转化
2、土壤中微量元素的形态
3、土壤中微量元素有效性及其影响因素
习题要点：有机氮的矿化和铵的硝化、C/N比对土壤氮的矿化的影响、提高土壤磷的有效性的途径、土壤钾的释放及影响因素、影响土壤中微量元素有效性的环境条件、土壤中的养分向植物根移动方式。
本章重点、难点：重点是土壤氮气循环、土壤磷的调节、土壤钾的释放及影响因素，难点是土壤中微量元素有效性及影响因素，养分向值物根的移动。
本章教学要求：理解并掌握大量营养元素、中微量营养元素尤其是NPK在土壤中的数量、形态转化和有效性。
第十章 我国主要土壤类型及其分布
第一节 土壤的形成和分布
1、基本概念
2、土壤分类工作的内容
3、土壤分类的理论基础
4、土壤分类的依据
5、土壤分类的要求
第二节 我国的自然与土壤分布规律
1、我国的自然地理及气候
2、我国主要土壤的分布规律
第三节 我国主要土壤类型概述
1、我国主要土壤的形成
2、我国主要土壤类型特征
习题要点：我国主要土壤分布的地带性规律、我国主要土壤类型、中国分类系统的命名方法。
本章重点、难点：重点和难点均是我国主要土壤类型的分布规律。
本章教学要求：掌握土壤形成因素，我国主要土壤类型及其分布规律。
第十一章 土壤质量与土壤退化
第一节 土壤质量及评价
1、土壤质量的概念
2、土壤质量评价参数与指标体系
3、土壤质量的评价方法
第二节 土壤退化的类型
1、土壤退化的概念
2、土壤退化的分类
第三节 土壤退化的恢复途径
1、土壤沙化和土地沙漠化
2、土壤流失
3、土壤盐渍化与次生盐渍化
4、土壤潜育化与次生潜育化
5、土壤肥力衰退和土壤污染防治
习题要点：土壤退化的含义、土壤沙化的防治措施、水土流失的防治措施、土壤盐渍化的防治措施、土壤质量的概念。
本章重点、难点：重点是土壤质量评价及土壤退化的类型，难点是对土壤质量概念的理解。
本章教学要求：理解并掌握土壤质量的评价指标，土壤退化的类型和恢复途径。
五、考核方式及要求
上课考勤（10%）+实验和实习（20%）+期末考试（70%）。
六、推荐教材及教学参考书
教 材：1、《土壤学》，黄昌勇主编，中国农业出版社，2010年第3版，标准书号：978-7-109-14759-1
参考书：1、《土壤肥料学通论》，沈其荣主编，高等教育出版社，2001年第一版年，标准书号：978-7-04-009194。
2、《土壤学（上册）》，朱祖祥主编，全国高等农业院校试用教材。北京：农业出版社，1983年第一版，标准书号：16144.2644。
3、《土壤学（下册）》，朱祖祥主编，全国高等农业院校试用教材。北京：农业出版社，1983年第一版，标准书号：16144.2645。
4、《土壤地理学》，张凤荣主编，中国农业出版社,2002年第一版，标准书号：978-7-109-07371-5。
大纲修订人：郑聚锋
大纲审定人： 李荣
修订日期：2015年4月20日
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