土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)復(fù)習(xí)綱要

1、土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)復(fù)習(xí)綱要第一章 土壤的形成與組成一、土壤及土壤組成1.土壤及土壤肥力的概念土壤：由礦物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)、水（溶液）、空氣和生物等所組成的能夠生長植物（包括作物）的陸地疏松表層。土壤肥力：土壤同時(shí)地不斷地滿足和調(diào)節(jié)植物對水、肥、氣、熱等生活條件要求的能力。 它是土壤能生長植物的原因，也是土壤區(qū)別于自然界其他物質(zhì)的最本質(zhì)的特征。2.土壤的形成（地質(zhì)大循環(huán)、生物小循環(huán)）、五大成土因素、土壤的分布規(guī)律地質(zhì)大循環(huán)：周期長，范圍特別廣生物小循環(huán)：時(shí)間短，速度快，范圍小土壤的形成的實(shí)質(zhì)是大、小循環(huán)對立統(tǒng)一發(fā)展的結(jié)果，是在地質(zhì)大循環(huán)的基礎(chǔ)上，有機(jī)質(zhì)的合成和分解的過程。五大成土因素：（1）母質(zhì)：構(gòu)成土壤

2、的原始材料。（2）氣候：特別是氣溫和雨量，對土壤的形成具有最普遍的意義。（3）地形：地形不同，可以引起氣候條件的明顯差異，如水、熱條件的變化，從而產(chǎn)生地表物質(zhì)與能量的再分配過程。（4）時(shí)間：決定土壤形成發(fā)展的程度和階段。（5）生物：最重要的因素（主導(dǎo)）。特別是綠色植物的作用。五大因素相互影響、相互制約，生物起主導(dǎo)作用。土壤的分布規(guī)律：水平地帶性：土壤大致與緯度平行隨生物氣候帶演替的分布規(guī)律性，主要受水、熱控制。垂直地帶性：沿垂直方向隨地勢的增高而產(chǎn)生的土壤演替分布規(guī)律，是山地生物氣候條件隨地勢改變而造成的。區(qū)域性分布：由于中小地形，地區(qū)水、熱條件和人為改造地形、耕作活動等影響，使土壤分布也出現(xiàn)

3、一定的規(guī)律性。二、土壤的組成1.土壤礦物質(zhì)：粒級、土壤機(jī)械組成、土壤質(zhì)地（沙土、粘土、壤土的特點(diǎn)）粒級：土粒大小的不同級別。（石礫、沙粒、粉粒、粘粒）物理性沙粒0.01mm物理性粘粒土壤機(jī)械組成：不同粒級組合的相對比例。土壤質(zhì)地：根據(jù)不同機(jī)械組成所產(chǎn)生的特性而劃分的土類。（沙土、壤土、粘土）沙土類：物理性沙粒含量80%，粒間孔隙大，毛管孔隙少。特點(diǎn)有氣、缺水、養(yǎng)分不足、土溫不穩(wěn)的矛盾狀態(tài)。粘土類：物理性粘粒含量60%，粒間孔隙小，毛管孔隙多。特點(diǎn)保水、保肥性強(qiáng)，但通氣透水性差，易旱易澇，晝夜溫差小，土性偏冷，粘性塑性強(qiáng)。所以耕性不良，適耕期短。壤土類：特點(diǎn)通氣透水，又保水保肥，水、肥、氣、熱狀

4、況比較協(xié)調(diào)。耕性良好，適耕期長。上沙下粘的“蒙金土”，托水托肥。2.土壤有機(jī)質(zhì)：（1）有機(jī)質(zhì)的分類與來源：動植物殘?bào)w1）各種形態(tài)的動、植物殘?bào)w：土壤有機(jī)質(zhì)的最重要來源，包括各種分解程度不同的動、植物殘?bào)w、有機(jī)肥料及動物排泄物等。2）腐殖質(zhì)：土壤有機(jī)質(zhì)的主要成分，是一種特殊的有機(jī)質(zhì)，占有機(jī)質(zhì)含量的85%-90%。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，分子量高，呈黑褐色膠體（吸附力強(qiáng)，不溶于水）。對土壤肥力有非常重要的作用。3）土壤微生物：土壤中活的有機(jī)體。分布廣泛數(shù)量多。（好氣、嫌氣、兼氣）對有機(jī)質(zhì)的分解轉(zhuǎn)化及土壤肥力的高低有重要影響。（2）有機(jī)質(zhì)的構(gòu)成：腐殖質(zhì)、普通有機(jī)化合物普通有機(jī)化合物：與有機(jī)殘?bào)w的有機(jī)組分相似的普通

5、有機(jī)物，如糖、蛋白質(zhì)、木質(zhì)素。（30%-40%）腐殖質(zhì)：同時(shí)釋放礦物養(yǎng)料和能量，如胡敏酸、富啡酸。（3）有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化：1）礦質(zhì)化過程-不含氮：有氧 含氮 無氧2）腐殖質(zhì)化過程：分解： 合成：礦質(zhì)化過程：土壤有機(jī)質(zhì)，在微生物的作用下，分解為簡單的無機(jī)化合物的過程。不含氮（放出二氧化碳和一定能量，提供了碳素和能量來源）有氧：好氣微生物將土壤有機(jī)質(zhì)迅速氧化分解為二氧化碳和水，并釋放出能量。無氧：嫌氣微生物將葡萄糖分解為各種有機(jī)酸、氫、甲烷及二氧化碳。含氮（成為無機(jī)態(tài)氮，如NH4、NH3）微生物通過酶分解轉(zhuǎn)化：蛋白質(zhì)氨基酸氨含磷磷酸，含硫硫酸礦質(zhì)化好氣條件下，生成二氧化碳、水和礦質(zhì)養(yǎng)分分解快而徹底，大

6、量放熱不產(chǎn)生有毒物質(zhì)。 嫌氣條件下，分解慢，不徹底，釋放能量少，且產(chǎn)生還原性有毒物質(zhì)，如H2S、H2、CH4。腐殖質(zhì)化：一種復(fù)雜的生物化學(xué)過程（兩個(gè)階段）第一階段：微生物作用下，一部分轉(zhuǎn)化為礦質(zhì)化的最終產(chǎn)物；另一部分轉(zhuǎn)化為較簡單的有機(jī)化合物。第二階段：第一階段產(chǎn)生的簡單有機(jī)化合物縮合成新的高分子化合物腐殖質(zhì)。腐殖質(zhì)：呈膠體懸浮液，不溶于純水，能溶于稀堿，某些成分能溶于酸。土壤有機(jī)質(zhì)的礦質(zhì)化和腐殖質(zhì)化過程相互對立又聯(lián)系，也是土壤形成過程中最重要的過程。 （4）影響土壤有機(jī)質(zhì)分解和轉(zhuǎn)化的因素：C/N比、土壤環(huán)境條件（通氣性及含水量）C/N比：一般要求為25/1，小于這個(gè)值則有多余氮素供作物吸收。土

7、壤環(huán)境條件：通氣性有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化速度和方向，含水量濕度和溫度直接影響微生物的生命活動還有土壤的酸堿反應(yīng)、氣候條件、耕作、灌排等措施也為影響因素（5）土壤有機(jī)質(zhì)在土壤肥力上的作用（5點(diǎn)）1.提供作物所需要的養(yǎng)分；2.促進(jìn)團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，降低粘土的粘結(jié)力，提高沙土的粘結(jié)力，改善土壤的物理化學(xué)性質(zhì)；3.促進(jìn)有益微生物的活動；4.增加了土壤的保肥、保水性能，提高了土壤緩沖能力；5.腐殖質(zhì)對植物生長具有刺激作用，促進(jìn)植物和微生物的生理活性；能消除土壤中農(nóng)藥殘留和重金屬污染；調(diào)節(jié)途徑：增施有機(jī)肥；種植綠肥牧草；合理輪作。第二章 土壤的基本性狀一、土壤的孔隙性與結(jié)構(gòu)性1.土粒密度、土壤比重、土壤容重的概念及有

8、關(guān)計(jì)算土粒密度：單位體積的固體干土粒（不包括粒間孔隙）的重量。土壤比重：土粒密度/水（4C）的密度 均值：2.65土壤容重：單位體積的自然狀態(tài)土壤（包括孔隙）的干重（105-110C條件下的烘干重）2.土壤孔隙度及其計(jì)算孔隙度（%）=（1-土壤容重/土粒容重）*100%孔隙比=孔隙度/（1-孔隙度）當(dāng)量孔徑d=3/土壤水吸力S3.土壤孔隙的分級及計(jì)算（1）無效孔隙：作物無法吸收利用。無效孔隙度（%）=凋萎系數(shù)*土壤容重（2）毛管孔隙：對作物最有效的水分。毛管孔隙度（%）=（田間持水量-凋萎系數(shù)）*土壤容重（3）通氣孔隙：通氣透水。通氣孔隙度（%）=總孔隙度-無效孔隙度-毛管孔隙度二、土壤膠體與

9、離子交換作用1.土壤膠體的概念與種類（上層有機(jī)無機(jī)復(fù)合膠體、下層無機(jī)膠體）土壤膠體：土壤中1-100mm之間的微細(xì)土粒（即膠粒）分散在微粒間溶液（土壤溶液）所組成的體系。（1）無機(jī)膠體：主要是土壤中極微小的粘粒部分；（2）有機(jī)膠體：主要是土壤腐殖質(zhì)；（3）有機(jī)無機(jī)復(fù)合膠體：二者機(jī)械混合，非極性吸附和極性吸附。2.土壤膠體的基本構(gòu)造（特別是雙電層構(gòu)造）膠核、決定電位離子層、補(bǔ)償離子層雙電層構(gòu)造：決定電位離子層（一般帶負(fù)電）、補(bǔ)償離子層（非活性補(bǔ)償離子層和擴(kuò)散層）3.土壤膠體的基本性質(zhì)：重點(diǎn)為膠體的帶電性（帶點(diǎn)原因、為什么常帶負(fù)電）1）同晶置換作用（永久電荷）：礦物晶格中的離子可以被半徑相近而原子

10、價(jià)不同的其它離子所代替，而不破壞結(jié)構(gòu)，亦稱同型異質(zhì)代替作用。一般為相鄰的半徑小于自己的離子代替，故產(chǎn)生過剩的負(fù)電荷。2）膠體表面分子的解離（可變電荷）：膠粒表面分子因與介質(zhì)（如土壤溶液）之間發(fā)生化學(xué)作用而解離。解離后其中一種離子牢固地吸附在膠粒表面，而另一種離子則擴(kuò)散到介質(zhì)中去。 一般情況下，土壤中的酸膠體（解離出氫離子）多于堿膠體，故土壤膠體經(jīng)常帶有負(fù)電荷。3）晶格斷裂（可變電荷）：礦物在風(fēng)化過程中，由于晶格的晶格破裂，使晶體邊角上的斷鍵增加而產(chǎn)生游離電荷。 膠體表面分子解離和晶格斷裂等方式產(chǎn)生的電荷，一般以帶負(fù)電為主。4.土壤離子交換作用（1）陽離子交換作用的特點(diǎn)1）是一種可逆反應(yīng)2）等當(dāng)

11、量交換（等離子量交換）3）受質(zhì)量作用定律支配：交換能力弱的離子提高濃度后，可以交換出交換能力強(qiáng)但濃度較小的離子。陽離子交換能力順序：鐵、鋁、氫、鈣、鎂、鉀、氨、鈉（2）陽離子交換量與鹽基飽和度陽離子：致酸離子氫和鋁；鹽基離子，如鈣鎂鉀鈉氨等。只有鹽基離子才對土壤肥力有效。鹽基飽和度（%）=交換性鹽基離子總量（mmol/100g土）/陽離子交換總量（mmol/100g土）*100%三、土壤的酸堿反應(yīng)1.土壤的酸度：（1）活性酸度（2）潛性酸度（1交換性酸度、水解性酸度）活性酸度：由土壤溶液中的氫離子所引起的酸度。原因主要由于生物的呼吸作用和有機(jī)質(zhì)的分解過程中所放出的二氧化碳溶于水形成碳酸再解離的

12、結(jié)果，其次是由于有機(jī)質(zhì)嫌氣分解所產(chǎn)生的有機(jī)酸（腐殖質(zhì)酸、氨基酸等），好氣分解所產(chǎn)生的無機(jī)酸及無機(jī)肥料中殘留的酸根等。潛性酸度：由土壤膠體上吸收的氫離子和鋁離子所造成的。交換性酸度：用過量的中性鹽與土壤膠體發(fā)生交換作用水解性酸度：用弱酸強(qiáng)堿鹽與土壤膠體發(fā)生交換作用二者的區(qū)別：測定潛性酸度使用的鹽類的不同。水解性酸度一般都大于交換性酸度，交換性酸度只是水解性酸度的一部分。二者沒有明顯的界限。潛性酸度比活性酸度大得多2.土壤堿度：堿度的液相指標(biāo)（CO3+HCO3離子）和固相指標(biāo)（堿化度）液相指標(biāo)：用中和滴定法測定，以每百克土壤中碳酸鹽與重碳酸鹽的毫摩爾表示堿化度：鈉離子飽和度（交換性鈉離子占土壤陽離

13、子交換量的百分?jǐn)?shù)）四、土壤的通氣性與氧化還原狀況1.土壤的通氣性：機(jī)制（主要為擴(kuò)散運(yùn)動）：整體交換、擴(kuò)散運(yùn)動通氣性產(chǎn)生的原因：1）空氣流動引起的整體空氣交換：由大氣和土壤間的總壓力差造成的。2）通過擴(kuò)散運(yùn)動進(jìn)行的個(gè)別氣體成分的交換：由組成空氣的各個(gè)氣體成分本身的分壓而引起的。2.土壤的氧化還原狀況（1）土壤氧化還原反應(yīng)（有機(jī)質(zhì)、Fe、Mn、S等）某些無機(jī)質(zhì)的電子得失過程。（2）土壤氧化還原狀況：旱地、水田一般氧化還原狀況（旱地300-600mv、水田100-200mv）旱地：大于700時(shí)，完全氧化，有機(jī)質(zhì)分解迅速，養(yǎng)分趨于缺乏，鐵、錳離子因氧化而析出，失去有效性 小于200時(shí)，劇烈還原，破壞氮

14、素營養(yǎng)，并累積許多還原性物質(zhì)如有機(jī)酸、硫化氫、低價(jià)鐵錳及甲烷等。氧氣缺乏，根系呼吸受阻，根毛減少，甚至發(fā)黑腐爛。（3）影響土壤氧化還原狀況因素：1）土壤通氣性及與含水量關(guān)系（最主要）：含氧量 2）易分解有機(jī)質(zhì)（主要）：愈多耗氧愈多，Eh值降低 3）易氧化、還原無機(jī)物質(zhì) 4）根系的代謝作用：分泌物參與反應(yīng)五、土壤的熱狀況1.土壤的熱特性：（1）土壤熱容量：單位質(zhì)量或單位體積土壤溫度升高1C所需的熱量 （2）土壤導(dǎo)熱率：厚度為1cm的土層溫度相差1C時(shí)，每秒鐘通過面積為1cm斷面的熱量。 （3）土壤導(dǎo)溫率：單位面積（1cm）上，單位距離(1cm)的土壤溫度相差1C時(shí)，單位時(shí)間(1s)內(nèi)傳導(dǎo)的熱量所

15、產(chǎn)生的溫度變化值。（自行畫下圖2-8、2-9、2-10）六、土壤養(yǎng)分狀況1.土壤養(yǎng)分形態(tài)及其轉(zhuǎn)化：1）氨基化過程2）氨化過程3）硝化過程4）反硝化作用1）氨基化過程：蛋白質(zhì)及其類似的含氮有機(jī)質(zhì)在水解酶等作用下，逐步分解成各種含氨基的簡單化合物。蛋白質(zhì)多肽氨基酸、酰胺、胺2）氨化過程（水田）：氨基酸及其它含有氨基的有機(jī)化合物在酶的作用下，進(jìn)一步分解而釋放出氨，并溶解于土壤溶液形成銨鹽。（水解、氧化、還原）3）硝化過程（旱地）：氨或銨鹽經(jīng)微生物作用，氧化為硝酸或硝酸鹽的過程。（通氣良好）氨亞硝酸硝酸 硝酸鹽類易被吸收，易溶于水，但不能被土壤膠體吸收保存，故易隨水流失。4）反硝化過程（尤其是水田）：

16、通氣不良條件下，由于反硝化細(xì)菌的作用，可將硝酸鹽還原為亞硝酸、氧化氮及氮?dú)?。硝酸亞硝酸氧化氮氮?dú)?.土壤水分狀況與養(yǎng)分有效化（植物對土壤溶液中有效養(yǎng)分的吸收方式）向根液流、離子擴(kuò)散作用、根系攔截作用向根液流：蒸騰，根系吸水，造成水勢差。（長距離）(大多)離子擴(kuò)散作用：根系不斷吸收養(yǎng)分，造成有效養(yǎng)分濃度差。（短距離）根系攔截作用：通過根系伸長而吸收養(yǎng)分的作用。第三章 土壤水分一、土壤水分的形態(tài)和性質(zhì)：1、吸濕水 2、膜狀水 3、毛灌水 4、重力水1、吸濕水：干燥土粒從土壤空氣中吸附的氣態(tài)水分。性質(zhì)：牢固吸附在土粒表面，厚度極小。密度大，熱容量小，冰點(diǎn)低，沒有溶解養(yǎng)料的能力，不能自由移動，只能10

17、5-110C高溫下汽化散失。為無效水。2、膜狀水：土壤的吸濕水達(dá)到最大量后，在吸濕水層外面所形成的一層膜狀的液態(tài)水。性質(zhì)：密度大于自由水，冰點(diǎn)約為4C以下，具有較高的粘滯性，而溶解養(yǎng)料的能力較弱，能以濕潤的方式，由厚向薄緩慢移動?？梢詾橹参镂绽?，但只有在與根系相接觸的地方及其周圍很小的范圍內(nèi)。3、毛管水：當(dāng)土壤水的含量超過膜狀水的最大含量后，便形成不受土粒吸力影響而移動性較大的自由水。性質(zhì)：可全部被作物吸收利用。既能被被土壤毛管孔隙保存，又能在土壤中進(jìn)行多方向的運(yùn)動，并且移動速度快。具有溶解各種作物養(yǎng)料的能力，其移動能為作物輸送養(yǎng)料。是對作物最有效的水分。上升毛管水：低洼地區(qū)，地下水位高，

18、由地下水沿毛管上升的水分。懸著毛管水：地形部位較高，地下水位較低的旱地，降雨或灌水后借毛管力而保持在上層土壤的水分。4、當(dāng)土壤含水量達(dá)到田間持水量之后，多余的水分由于不能為毛管引力所保持而受到重力的支配，沿著土壤中的大孔隙向下移動。二、土壤水分常數(shù)與土壤含水量1.土壤水分常數(shù)共七個(gè)（準(zhǔn)確概念）（1）吸濕系數(shù)：空氣相對濕度接近飽和時(shí)，土壤的吸濕水達(dá)到最大量時(shí)的土壤含水量。（2）凋萎系數(shù)：作物產(chǎn)生永久凋萎時(shí)的土壤含水量，包括全部吸濕水和部分膜狀水。（3）最大分子持水量：當(dāng)膜狀水的水膜達(dá)到最大厚度時(shí)的土壤含水量。（4）毛管斷裂含水量：當(dāng)土壤中的懸著毛管水因作物吸收和土表蒸發(fā)而發(fā)生斷裂時(shí)的含水量。（5

19、）田間持水量：土壤中的懸著毛管水達(dá)到最大量時(shí)的含水量。（6）毛管持水量：土壤所有毛管孔隙都充滿水分時(shí)的含水量。（7）全持水量：土壤所有孔隙全部充滿水分時(shí)的含水量。2.土壤水分的有效性：土壤水分有效性上下限、灌水上下限自行畫下圖3-6水分有效上限：田間持水量 下限：凋萎系數(shù)灌水上限：田間持水量 下限：毛管斷裂含水量3.土壤含水量及其表示方法（計(jì)算）（1）質(zhì)量含水量（2）容積含水量（3）水層厚度（4）土壤水分貯量（1）質(zhì)量含水量：土壤中水分的重量占烘干土重的百分?jǐn)?shù)。=水重/烘干土重*100%（2）容積含水量：土壤水分容積占單位土壤容積的百分?jǐn)?shù)。=質(zhì)量含水量*土壤容重（3）水層厚度(mm)=土層深度

20、(mm)*容積含水量(%)（4）土壤貯水量（立方米/畝）=水層厚度(mm)/1000*667三、土壤水分能態(tài)1.土水勢概念土水勢：土壤水的勢能，即水分從土壤移動作功所需要的能量。2土水勢的構(gòu)成：（1）基質(zhì)勢（2）壓力勢（3）溶質(zhì)勢（4）重力勢（概念、特性和各種條件下的狀態(tài)）（1）基質(zhì)勢（負(fù)值）：將單位水量從一個(gè)平衡土-水系統(tǒng)中移到?jīng)]有基質(zhì)的其它狀態(tài)與其完全相同的另一系統(tǒng)時(shí)所作的功。（是由土壤基質(zhì)的吸附力和毛管彎月面力所產(chǎn)生的）土壤水呈飽和狀態(tài)時(shí)，基質(zhì)勢為0.（2）壓力勢（正值）：將單位水量從一個(gè)平衡的土-水系統(tǒng)移到壓力為參照壓力，其他狀態(tài)都與其相同的另一個(gè)系統(tǒng)時(shí)所作的功。（是由于土-水系統(tǒng)中的

21、壓力超過參照狀態(tài)下的壓力所引起的）非飽和土壤中，孔隙處處與大氣相通，壓力勢為0.（3）溶質(zhì)勢（負(fù)值）：將單位水量從一個(gè)平衡的土-水系統(tǒng)移到?jīng)]有溶質(zhì)的、其他狀態(tài)都與其相同的另一個(gè)系統(tǒng)時(shí)所作的功。（是由溶質(zhì)所產(chǎn)生的）有半透性膜（原生質(zhì)）或擴(kuò)散障礙（水氣界面）存在時(shí)才存在。（4）重力勢：將單位水量從一個(gè)處于任意位置上的平衡土-水系統(tǒng)移到與其狀態(tài)完全相同的、處于參照位置上的另一個(gè)系統(tǒng)是做作的功。（是由于土壤水在重力場中受重力作用所引起的）總勢值=基質(zhì)勢+重力勢+壓力勢+溶質(zhì)勢水力勢=基質(zhì)勢+重力勢+壓力勢3.土壤水吸力（基質(zhì)勢+溶質(zhì)勢）（反號）使用條件：非飽和土壤，壓力勢=0、重力勢相等4.平衡系統(tǒng)中

22、水勢計(jì)算（計(jì)算題）平衡系統(tǒng)中，水勢在各個(gè)位置為常數(shù)。單位換算：1bar=0.1Mpa 1Pa=0.0102cmH2O 1atm（大氣壓）=1033cmH2O=1.0133bar5.土壤水分特征曲線：（1）概念（2）影響因素（3）測定（張力計(jì)法、壓力薄膜法各自的原理）（4）應(yīng)用（基質(zhì)勢含水量、基質(zhì)勢當(dāng)量孔徑、計(jì)算土壤容水度）（自行寫下公式）（1）概念：能表示土壤水分在吸附或釋放過程中的水量與水勢相關(guān)關(guān)系的曲線。（2）影響因素：1）質(zhì)地 2）結(jié)構(gòu)（基質(zhì)勢高時(shí)尤為明顯） 3）溫度（升高時(shí)水的粘滯度和表面張力下降）自行畫下圖3-13（3）測定基質(zhì)勢1）張力計(jì)法 原理：張力計(jì)陶土杯與測點(diǎn)土壤處于同一位置

23、，重力勢=0；多孔陶土杯為全透膜，溶質(zhì)勢=0。平衡時(shí)，體系水勢相等。壓力勢（杯）+基質(zhì)勢（杯）=壓力勢（土）+基質(zhì)勢（土）又基質(zhì)勢（杯）=0，壓力勢（土）=0即壓力勢（杯）=基質(zhì)勢（土）2）壓力薄膜法 原理：土樣中的總水勢與多孔板下的總水勢相等，而多孔板下自由水所受壓力為大氣壓，即壓力勢=0，基質(zhì)勢=0。二者溶質(zhì)勢與重力勢均相等，故基質(zhì)勢（土）+壓力勢（土）=0.即壓力室中土壤的基質(zhì)勢為土壤壓力勢的負(fù)值，為所加的氣壓值P。6.土壤水分特征曲線的滯后現(xiàn)象概念：同一土壤水吸力下，脫水過程的含水量總比吸水過程的含水量高。滯后現(xiàn)象表明，利用土壤水分特征曲線時(shí)，必須根據(jù)土壤脫水或吸水過程的方向來選用。滯

24、后圈：AC與CA所形成的圈掃描曲線：AC曲線與CA曲線自行畫下圖3-187.能量概念在土壤水研究中的意義（1）有利于研究不同土壤基質(zhì)的水分特性。應(yīng)用能量概念可以定量地表示土壤水所處的能量水平，表明水分和土壤之間的相互作用，這樣即可在不同基質(zhì)的土壤上通用，以彌補(bǔ)數(shù)量指標(biāo)的不足。（2）有利于研究土壤水的運(yùn)動。按照熱力學(xué)第二定律，水分在土壤中總是由勢能高處流向勢能低處。測知土壤中各點(diǎn)土水勢的構(gòu)成及其總水勢，即能確定各點(diǎn)之間水分的運(yùn)動方向。（3）有利于研究土壤-植物-大氣連續(xù)系統(tǒng)中水分的相互關(guān)系。在田間水分研究中，應(yīng)用能量概念有利于把土壤-植物-大氣作為一個(gè)連續(xù)系統(tǒng)，對其中水分間的能量關(guān)系進(jìn)行統(tǒng)一研究

25、，在此系統(tǒng)中，各個(gè)運(yùn)輸過程相互聯(lián)系，相互制約，形成一個(gè)統(tǒng)一系統(tǒng)，簡稱SPAC，從而將其看作是一個(gè)物理的連續(xù)的動態(tài)過程，使土壤-植物水分關(guān)系的研究向前邁進(jìn)了一大步。8.SPAC系統(tǒng)：（1）概念（2）水分關(guān)系特征（1）概念：水分經(jīng)由土壤到達(dá)植物根系，被根系吸收，通過細(xì)胞傳輸，進(jìn)入植物莖，由植物木質(zhì)部分到達(dá)葉片，再由葉片氣孔擴(kuò)散到靜空氣層，最后參與大氣的湍流變換，形成一個(gè)統(tǒng)一的、動態(tài)的、互相反饋的連續(xù)系統(tǒng)。盡管介質(zhì)不同、介面不一，但在物理上都是一個(gè)統(tǒng)一的連續(xù)體。水在該系統(tǒng)中的各種流動過程就像連環(huán)一樣，互相銜接，而且完全可以應(yīng)用統(tǒng)一的能量指標(biāo)水勢來定量研究整個(gè)系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)節(jié)能量水平的變化。（2）水分關(guān)

26、系特征：1）水分勢能概念可通用與整個(gè)系統(tǒng)的各個(gè)過程，并能以水勢值作為統(tǒng)一指標(biāo)。 2）水分流動的基本規(guī)律是：由水勢高處流向水勢低處。生長正常情況下，由于葉水勢作用，促使水分由土根莖葉大氣。 3）整個(gè)系統(tǒng)中水流速度與水勢差成正比，而與相應(yīng)阻力成反比。第四章 主要低產(chǎn)土壤的特性與改良一、鹽堿土1.鹽堿土的形成過程（鹽土、堿土：最主要是由于干旱、地下水及礦化度高）鹽土：中性鹽含量高 堿土：堿性鹽為主，堿化度20%鹽土的形成過程：（1）干旱的氣候條件。降雨量小蒸發(fā)量大的干旱或半干旱地區(qū)。（2）較高的地下水位和礦化度。鹽分在地下水中積聚的過程稱為地下水的礦化過程。（3）地平的地形條件。（4）含鹽母質(zhì)與土壤

27、質(zhì)地的影響。（5）生物的聚鹽作用。（6）人類的活動。堿土的形成過程：實(shí)質(zhì)上是土壤膠體上交換性鈉離子的飽和度逐漸增高的過程。 堿土是在鹽土的基礎(chǔ)上形成的，形成堿土的代表特征為出現(xiàn)蘇打。2.鹽堿土的基本特征（鹽土：上高下低、堿土：上低下高）鹽土的基本特征：（1）一般含有大量的可溶性鹽。（2）一般呈微堿性反應(yīng)。（植物、微生物難生存）（3）有機(jī)質(zhì)含量一般不高。（4）母質(zhì)多為河流沉積物。（毛管孔隙多）（5）地下水位一般較高。堿土的基本特征：（1）易溶性鹽有明顯淋溶下移現(xiàn)象。（2）呈強(qiáng)堿反應(yīng)，PH值在8.5以上，往往達(dá)到9-10。由于碳酸鈉水解。（3）土壤膠體因吸附有大量的鈉離子而高度分散，致使土壤膠粒及

28、碳酸鈣隨水下移淀積而形成緊實(shí)土層；又因濕漲干縮而產(chǎn)生垂直裂縫，形成柱狀結(jié)構(gòu)的堿化層，致使其物理性狀極為不良。（4）在強(qiáng)堿條件下，土壤粘土礦物發(fā)生分解，產(chǎn)生二氧化硅，呈白色粉末分散在土壤上層，而鐵、鋁、錳等則向心土淀積形成淀積層。3.鹽堿土的低產(chǎn)原因（1）高濃度鹽分使作物產(chǎn)生“生理干旱”。 當(dāng)土壤中可溶性鹽分含量增加時(shí)，土壤溶液的滲透壓也隨之提高，而使作物吸水困難，影響作物生長。嚴(yán)重時(shí)植物水分“反滲”，發(fā)生“燒苗”或“渴死”。（2）高濃度鹽分影響作物的養(yǎng)分代謝。當(dāng)某種離子的濃度過高時(shí)，影響其他離子的吸收，導(dǎo)致作物的營養(yǎng)紊亂。（3）高濃度鹽分對作物產(chǎn)生毒性效應(yīng)。某些離子的濃度過高時(shí)可對一般作物產(chǎn)生

29、直接毒害作用。（4）強(qiáng)堿性會降低土壤養(yǎng)分有效性。堿性鹽水解，使土壤呈強(qiáng)堿性反應(yīng)，使磷酸鹽及鐵、鋅、錳等植物營養(yǎng)元素形成難溶的化合物，降低其有效性。（5）惡化土壤物理和生物學(xué)性狀。鈉鹽有強(qiáng)大的分散能力，破壞土壤結(jié)構(gòu)，土粒高度分散，濕時(shí)泥濘，干時(shí)堅(jiān)硬，通透性差，耕性不良。4.鹽堿土利用改良措施（1）開溝排水；排水溝深度確定。地下水臨界水深H=Hk+H+h0；排水溝間距確定1）排水溝深度：末級排水溝深以能把地下水位控制在臨界水深以下為宜。地下水臨界深度Hk=毛管水上升高度+根系長度：保證作物深層土壤不發(fā)生鹽漬化所要求的地下水最小埋藏深度。H=Hk+H+h0 H：排水溝中部地下水位與排水溝內(nèi)水位之差

30、h0：排水溝的設(shè)計(jì)水深2)排水溝間距：間距過大，地塊中間不易脫鹽。粘土：60-80m 沙土：200-400m （2）灌水沖洗：1）沖洗脫鹽標(biāo)準(zhǔn)（脫鹽層允許含鹽量、脫鹽層厚度）制脫鹽層允許含鹽量：主要決定于鹽分組成和作物苗期的耐鹽性。一般取2-3g/kg脫鹽層厚度：主要根據(jù)作物根系的主要分布深度而定。一般采用60-100cm 2）沖洗定額M概念：單位面積上是土壤達(dá)到?jīng)_洗脫鹽標(biāo)準(zhǔn)所需要的洗鹽水量。M=m1+m2+0.667(E-P)m1：計(jì)劃沖洗層內(nèi)沖洗前的土壤含水量與田間持水量的差額（m/畝）m2：按計(jì)劃沖洗脫鹽標(biāo)準(zhǔn)沖洗鹽分所需的水量（m/畝）E：沖洗期內(nèi)蒸發(fā)水量（mm）P：沖洗期內(nèi)可利用的降雨

31、量(mm)（3）井灌井排（4）放淤改良（5）種稻改良（6）耕作施肥改良二、漬害水稻土1.特征和成因（具潛育層、淹水還原是主因）特征：具有潛育層潛育化過程：長期被水浸漬、通氣不良、處于嫌氣狀態(tài)，在易分解有機(jī)質(zhì)存在及嫌氣微生物活動下，產(chǎn)生較多的還原性物質(zhì)，使高價(jià)鐵、錳轉(zhuǎn)化為亞鐵、錳，從而形成藍(lán)灰色或青灰色土層的過程。因素：1）淹水還原條件（前提條件） 2）存在可分解的耗氧有機(jī)物質(zhì) 3）嫌氣微生物的活動2.低產(chǎn)原因（1）水多水冷土溫低。水稻根系適宜溫度為30C左右，水熱容量大。（2）有機(jī)質(zhì)難分解，缺乏有效養(yǎng)分。土溫低，長期漬水，通氣不良，抑制微生物活動。還原條件下，二價(jià)鐵離子使土壤膠體遭到一定程度的

32、破壞，降低陽離子交換量和鹽基飽和度。（3）土爛泥深結(jié)構(gòu)差。土粒高度分散，容易漂秧倒伏。（4）還原性有毒物質(zhì)多。長期漬水、低溫、缺氧，產(chǎn)生較多有機(jī)酸、二價(jià)鐵錳離子和硫化氫等有毒物質(zhì)。3.改良措施：開溝排水，控制指標(biāo)（地下水埋深、滲漏強(qiáng)度）（1）開溝排水，漬澇兼治。根本措施，也是其他改良措施的前提，主要有：明溝排水、暗管排水、鼠道排水?？刂浦笜?biāo)：地下水埋深（曬田期或旱耕期應(yīng)使地下水位控制在根系層以下）滲漏強(qiáng)度：通過滲漏能補(bǔ)充水中的溶解氧，消除有毒物質(zhì)的危害。（2）干耕曬田，客土摻沙。（3）水旱輪作，合理施肥。第五章 作物與水一、作物水分生理1.作物對水的吸收（1）細(xì)胞對水分的吸收1）植物細(xì)胞水勢：

33、溶質(zhì)勢+壓力勢（壓力勢總為負(fù)）及計(jì)算2）細(xì)胞吸水方式：吸漲吸水 滲透吸水：質(zhì)壁分離及質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象 細(xì)胞間水分運(yùn)動：擴(kuò)散（短）、集流（長）水通道蛋白吸漲吸水：干燥種子和根尖分生組織細(xì)胞靠其吸水。滲透作用：溶劑分子通過半透性膜（可透溶劑而限制溶質(zhì)）的擴(kuò)散作用。兩細(xì)胞間的水勢差越大，則水分移動越快。（2）根系對水分的吸收：1）吸水部位（根毛區(qū)） 2）吸水途徑：質(zhì)外體、共質(zhì)體、跨細(xì)胞 3）根系吸水動力：主動吸水（根壓）、被動吸水（蒸騰拉力）（絕大部分的水靠其吸收） 4）根系吸水速率及其影響因素：Q=A（土水勢根水勢）/R （式中R為阻力）水分狀況（土水勢為最關(guān)鍵因素） 通氣狀況（主要）：缺氧-抑制

34、根系生長、有機(jī)酸。醇等還原物質(zhì)的積累根系呼吸需要氧的供應(yīng)土壤溫度低溫降低根系吸水：水的粘滯性增大，擴(kuò)散速度降低；原生質(zhì)粘性增大，水分不易透過；呼吸作用減弱，影響根壓；根系生長緩慢，有礙吸水表面的增加。急劇降溫會嚴(yán)重抑制根系吸水。高溫會加速根的老化過程。2.作物水分散失蒸騰作用（1）生理意義1）作物吸收輸導(dǎo)水分的主要動力2）促進(jìn)作物對礦質(zhì)元素的吸收和輸導(dǎo)，使之迅速地分布到各部位去3）耗能，降低植株溫度，避免作物在陽光照射時(shí)體溫過高而被灼傷（2）表示方法（概念）：1）蒸騰強(qiáng)度2）蒸騰系數(shù)3）蒸騰效率1）蒸騰強(qiáng)度：單位時(shí)間單位葉面積蒸騰散失的水量2）蒸騰系數(shù)：作物每形成1g干物質(zhì)所需蒸騰耗水的克數(shù)3）蒸騰效率：作物蒸騰耗水1000g所形成的干物質(zhì)克數(shù)（3）氣孔運(yùn)動原理1）小孔擴(kuò)散原理2）氣孔形態(tài)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)水汽不僅由上方逸出，同時(shí)沿邊緣向周圍擴(kuò)散3）氣孔運(yùn)動機(jī)理：保衛(wèi)細(xì)胞吸水膨脹和失水收縮現(xiàn)象：氣孔打開時(shí)蔗糖濃度升高、K離子濃度升高、蘋果酸量上升