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上節(jié)回顧,土壤膠體 土壤溶液,土壤膠體分類,水散微團聚體,Na分散微團聚體,Na質(zhì)機械分散團聚體,土壤膠體構(gòu)造,土壤膠體 分散系,土壤溶液,膠粒核,雙電層,決定電位 離子層,補償離子層,土壤微粒,非活性補償 離子層,擴散層,補償離子層,土壤膠體 電荷,可變電荷,永久電荷,粘土礦物形成過程中,晶架內(nèi)的組成離子常被另一種電性相同且大小相近的離子所替代,產(chǎn)生的電荷稱為永久電荷。不受介質(zhì)pH值的影響,由膠體表面分子或原子團解離所產(chǎn)生的電荷,土壤膠體電荷,同晶替代,表面分子離解,結(jié)構(gòu) 斷裂,土壤溶液,土壤溶液:含有溶質(zhì)和溶解性氣體的土壤間隙水,1、是養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化劑 2、是養(yǎng)分的運輸載體 3、是養(yǎng)分消耗過程的調(diào)節(jié)劑,土壤溶液在土壤-植物系統(tǒng)中的作用,土體的血液,第三章 土壤的基本性狀,主要內(nèi)容,第一節(jié) 土壤的孔隙性 第二節(jié) 土壤的結(jié)構(gòu)性 第三節(jié) 土壤的耕性 第四節(jié) 土壤的酸堿性 第五節(jié) 土壤的電性與離子交換 第六節(jié) 土壤的氧化還原狀況,本章重點,土壤的容重及孔隙度的計算 團粒結(jié)構(gòu)的特點(優(yōu)點) 土壤酸度的種類、來源、與養(yǎng)分的關(guān)系 土壤離子交換特點、意義 土壤氧化還原狀況與土壤管理的關(guān)系,第一節(jié) 土壤的孔隙性,第一節(jié) 土壤的孔隙性,土壤相對密度和容重 土壤孔隙度的概念及計算 土壤孔隙類型 土壤孔性與作物生長,土壤的相對密度:單位體積土壤固體顆粒(不含孔隙)的烘干重與同體積水重之比。,土壤相對密度和容重,注意,同一土壤中,不同大小土粒的腐殖質(zhì)含量和礦物組成不同,因而其密度也不同。 多數(shù)土壤的密度為2.62.7g/cm3,因此計算中往往采用“常用密度值 2.65 g/cm3 。,土壤容重(Bulk Density)*:自然狀態(tài)下單位體積土壤(包括孔隙體積)的烘干重 土壤容重值多介于1.0-1.5g/cm3范圍內(nèi) 夯實的土壤容重則可高達1.8-2.0g/cm3,土壤相對密度和容重,環(huán)刀法 測定土壤容重,影響容重值的因素 質(zhì)地(砂質(zhì)土、黏土) 結(jié)構(gòu) 有機質(zhì)含量 各種自然因素和人工管理措施 (灌溉、排水、耕作、施肥),耕層土壤容重一般以1.01.3 g/cm3為宜。,試驗一:不同施肥措施,試驗二:不同耕作方式土壤容重(g/cm3),土壤容重的用處* 計算工程土方量 估算各種土壤成分儲量 計算土壤孔隙度 計算土壤儲水量及灌水(或排水)定額,土壤相對密度和容重,土壤重量=土壤體積土壤容重,計算工程土方量,例:1公頃耕層土壤重量(耕層以20 cm計算,容重為1.25 g/cm3 ) = 10000m20.20m1250kg/m3 = 2500000 kg=2500 t,估算各種土壤成分儲量,例:耕層土壤(20 cm計算,容重為1.25 g/cm3 ),有機質(zhì)含量為15 g/kg,全氮含量0.75g/kg。求每公頃土壤中有機質(zhì)和全氮的儲量? 有機質(zhì)儲量= 10000m20.20m1.25g/cm315g/kg = 37500000 g = 37500 kg=37.5 t 全氮儲量= 10000m20.20m1.25g/cm30.75g/kg = 1875000 g = 1875 kg=1.88 t,土壤孔隙,土壤孔隙度的概念及計算,土壤孔隙度的概念及計算,土壤孔隙:土壤中土粒與土粒、土團與土團之間相 互支撐,構(gòu)成許多彎彎曲曲、粗細不同和形狀各異 的孔隙,土壤孔隙度(孔度)*:指一定體積的土壤中,孔隙的體積占整個土壤體積的比例(%),也叫總孔隙度,土壤孔隙度的概念及計算,疏松排列,緊密排列,47.46%,24.51%,孔隙度,土壤的三相,土壤孔隙度的概念及計算,固相率固相容積/土體容積容重/密度,液相率液相容積/土體容積 土壤容積含水率土壤質(zhì)量含水量(%)*土壤容重,氣相率氣相容積/土體容積 孔隙度-液相率 孔隙度-容積含水率,土壤三相比固相率:容積含水率:氣相率 適宜的土壤三相比為: 固相率50%左右, 容積含水率25-30%, 氣相率15-25%,土壤孔隙度的概念及計算,計算土壤孔隙度,例:求某土壤孔隙度(容重為1.25 g/cm3 ) = (1-1.25/2.65)100% = 52.8%,計算土壤儲水量,1hm2的1m土層儲水量: =10000m21m1.3 g/cm325% = 10000m21m1.3 t/m325% = 3250 t/hm2 = 3250m3/hm2 =325mm,設(shè)土壤田間持水量為25%,容重為1.3 g/cm3。求1公頃的1m深土層的儲水量?,公 式,土壤孔隙類型,小 孔 隙,大 孔 隙,非活性孔隙 0.02mm,孔隙類型,土壤孔隙類型,(無效孔隙),(水分借毛管引力),(空氣通道、漏水漏肥),土壤適宜通氣狀況,總孔隙50% 非活性孔隙盡量少 通氣孔隙10%+ 通氣孔隙:毛管孔隙=1:1 or 1:2,4 土壤孔隙狀況與土壤肥力,“上虛下實” 上層土壤質(zhì)地疏松,有適 量的通氣孔隙,透水透氣 下層質(zhì)地比較緊實,毛管 孔隙多,保水保肥,增施有機肥能夠改善土壤孔隙狀況,4 土壤孔隙狀況與作物生長,小麥根系,黃瓜根系,馬鈴薯根系,第二節(jié) 土壤結(jié)構(gòu)性,第二節(jié) 土壤結(jié)構(gòu)性,土壤結(jié)構(gòu)體的類型 團粒結(jié)構(gòu)與土壤肥力 土壤結(jié)構(gòu)體的形成 土壤結(jié)構(gòu)性評價與管理,兩個概念 1、結(jié)構(gòu)體(團聚體) 土粒相互膠結(jié)成各種形狀和大小不一的土團 2、結(jié)構(gòu)性 土壤中單粒、次生單?;驁F聚體的數(shù)量、相應(yīng)的孔隙狀況等綜合特性,土壤結(jié)構(gòu)體的類型,土壤結(jié)構(gòu)體的類型,土壤結(jié)構(gòu)體的類型,塊狀和核狀結(jié)構(gòu) 形狀:立方體型,邊面棱角不明顯,內(nèi)部緊實。 出現(xiàn)部位及原因: 出現(xiàn)部位:表土層、耕作層 出現(xiàn)原因:有機質(zhì)少,質(zhì)地粘重。 大小劃分(軸長): 10 cm 大塊狀結(jié)構(gòu);510 cm 塊狀結(jié)構(gòu);15 cm 碎塊狀結(jié)構(gòu)。,“土坷垃”,土壤結(jié)構(gòu)體的類型,塊狀和核狀結(jié)構(gòu) 形狀:立方體型,邊面棱角明顯,結(jié)構(gòu)表面往往有鐵錳膠膜出現(xiàn),泡水以后不易散開。 出現(xiàn)部位及原因: 出現(xiàn)部位:淀積層(心土、底土層耕作層) 出現(xiàn)原因:有機質(zhì)極缺,質(zhì)地粘重,干濕凍融交替作用下形成。 大小劃分(軸長): 13 cm,土壤結(jié)構(gòu)體的類型,柱狀和棱柱狀結(jié)構(gòu)(立土) 形狀:側(cè)面,橫斷面形狀不規(guī)則。 出現(xiàn)部位及原因: 出現(xiàn)部位:常在干旱半干旱地帶的底土出現(xiàn),是堿化土壤的標(biāo)志特征, 出現(xiàn)原因:質(zhì)地粘重,干濕交替作用下形成。 大小劃分(軸長): 大柱狀結(jié)構(gòu),5cm; 柱狀結(jié)構(gòu),35cm; 小柱狀結(jié)構(gòu),3cm。,土壤結(jié)構(gòu)體的類型,片狀結(jié)構(gòu)(立土) 形狀:扁平狀,臥土。 出現(xiàn)部位及原因: a) 表層,結(jié)皮或結(jié)殼,雨后或灌溉后形成。 b) 老耕地犁底層,耕作壓實形成。 大小劃分(軸長): 3mm者為板狀, 3mm者為片狀。,這些類土壤結(jié)構(gòu)體有利于植物生長么?WHY?,孔隙少,水氣不通,微生物活動弱,養(yǎng)分無法釋放,拉斷根系,土粒排列緊湊,基本是毛管孔隙,幾乎無大孔隙,不利于根系發(fā)育和透水通氣保水,土壤結(jié)構(gòu)體的類型,團粒狀和粒狀結(jié)構(gòu) 形狀:圓球形(“螞蟻蛋”,“米糝子”) 出現(xiàn)部位: 表層,有機質(zhì)肥沃土壤。 大小劃分(軸長): 0.2510 mm者為團粒結(jié)構(gòu); 0.25 mm者為微團粒結(jié)構(gòu)。,46,Morphology of soil structural unit in soil profile 土壤剖面上結(jié)構(gòu)體的形態(tài),團粒結(jié)構(gòu)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上理想的土壤結(jié)構(gòu) 小水庫 小肥料庫 空氣走廊 易于耕作,團粒結(jié)構(gòu)與土壤肥力,團粒結(jié)構(gòu)與土壤肥力,小水庫:團粒結(jié)構(gòu)透水性好,可接納大量降水(precipitation)和灌溉水(irrigation water),而團粒內(nèi)部保水性強,天旱(drought)時還可防止水分蒸發(fā)(evaporation)。,小肥料庫:具有團粒結(jié)構(gòu)的土壤,通常有機質(zhì)含量豐富。團粒結(jié)構(gòu)表面為好氣作用,有利于有機質(zhì)的礦質(zhì)化(mineralization),釋放養(yǎng)分。團粒內(nèi)部則有利于腐殖化(humification),保存養(yǎng)分。,空氣走廊:由于團粒之間的孔隙較大,有利于空氣流通(ventilation)。,第一階段:土壤單粒被粘粒、腐殖質(zhì)等膠結(jié)物質(zhì) 膠結(jié)、凝聚成微團聚體,第二階段:在干濕交替、耕作、根系的穿插、 擠壓、分割等外力作用下形成結(jié)構(gòu)體,土壤結(jié)構(gòu)體的形成,土壤結(jié)構(gòu)體的形成,切割造型過程,粘結(jié)團聚過程,“多級團聚說”,凝聚作用,水膜的粘結(jié)作用,有機物質(zhì)的膠結(jié)作用及復(fù)合作用,有機礦質(zhì)復(fù)合體,動物的作用,干濕凍融交替,土壤耕作,常見陽離子凝聚能力:,Fe3+ Al3+ Ca2+ Mg2+ H+ NH4+ K+ Na+,陽離子凝聚作用 (cation coagulation) 土壤膠粒通常帶有負電荷,帶負電荷的土壤膠粒在陽離子作用下,發(fā)生相互凝聚。,水膜(water film)的粘結(jié)作用 土粒在水膜的作用下,在土粒接觸處形成彎月面,由于彎月面內(nèi)側(cè)的負壓,把相鄰的土粒團聚在一起,形成土團。,Soil particle,Soil particle,水膜,土壤膠體的膠結(jié)作用(cementation),a、粘粒,b、有機質(zhì),有機礦質(zhì)復(fù)合體的膠結(jié)作用,干濕交替和凍融交替作用,生物的作用,土壤耕作,干濕交替膠體物質(zhì)的干縮濕脹導(dǎo)致,破碎土團 凍融交替冰的擠壓,破碎土團;膠體脫水凝聚(北方秋耕、冬灌和冬犁曬垡),分割和擠壓作用 分泌物和死亡后產(chǎn)生的多糖和腐殖質(zhì)的團聚作用 真菌、放線菌菌絲的纏繞 蚯蚓的加工作用,疏松土壤,破除結(jié)皮和板結(jié) 結(jié)合施肥,特別是有機肥,利于發(fā)揮膠結(jié)劑作用 耕作要掌握好宜耕期,切割造型過程,1)合理耕作 在最佳土壤水分含量期耕作 耕作方法(深耕、中耕、少耕、免耕等) 2)輪作與間套種 水旱輪作 禾本科與豆科間作輪作、套作 3)施肥、改良化學(xué)性質(zhì) 有機肥、稻草直接還田、石灰、化肥,土壤結(jié)構(gòu)性評價與管理,4)結(jié)構(gòu)改良劑(soil conditioner) 天然:從
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