土壤水分與作物的產(chǎn)量的關(guān)系

1、ao論 文 題目：土壤水分與作物的產(chǎn)量的關(guān)系 姓 名： 年 級(jí) 專 業(yè)： 學(xué) 號(hào)： 一：土壤水分與作物產(chǎn)量關(guān)系第一：人類的生活水提依賴高，緊緊 的依賴于再生的自然資源。這種關(guān)系在幾千年以前就已經(jīng)十分密切了。人類是生態(tài)系統(tǒng)中的一個(gè)組成的部分，通過采集植物和打獵，可以獲得食品、衣物、房屋和燃料，以求生存。隨著人口的增加和新工具的應(yīng)用，便產(chǎn)生了剝削者、農(nóng)民和牧民。迄今，人類生活仍然同氣候、土壤、植物和動(dòng)物資源，有著密切的關(guān)系。由于人口的迅速增長，世界各地需要的糧食也不斷增加。為了保證糧食和棉花的供給，妥善管理和保護(hù)資源，已成為當(dāng)務(wù)之急。目前糧食增產(chǎn)的潛力有兩種主要途徑：一是擴(kuò)大農(nóng)作物種植面積；二是增

2、加面積產(chǎn)量。（1）、影響農(nóng)作物產(chǎn)量的主要因素空氣、陽光、溫度、水、土壤是決定農(nóng)作物產(chǎn)量的主要因素。在很大程度上，人類難以控制這些因素。其中土壤、水是影響農(nóng)作物生長最重要的因素。某種耕作制度的成功與否，關(guān)鍵在于水的科學(xué)管理。土壤中的水必須在整個(gè)生長季節(jié)里，能夠有效地補(bǔ)充土壤蒸發(fā)和作物蒸騰所消耗的水分土壤中的水含有農(nóng)作物生長所需要的各種養(yǎng)分，而且對(duì)土壤的透氣性和溫度也有很大的影響。作物要獲得高產(chǎn)，土壤必須提供給作物所需要的水分。水是作物的重要組成部分，一般作物體內(nèi)含有大約60%-80%的水作物體內(nèi) 的大量水分，主要是從葉子表面以氣體蒸騰到大氣中，其消耗的水量，比自身新陳代謝所需要的水量要大許多倍。

3、這種水的的消耗稱之為蒸騰作用。（2）作物對(duì)土壤水分的利用率土壤的性質(zhì)，影響著作物根系對(duì)土壤水分的利用率和土壤水分流動(dòng)的速度。而土壤質(zhì)地則是最主要的影響因素。其中壤質(zhì)土壤比沙質(zhì)土壤含水量大，所以壤質(zhì)土壤耐旱，而且在雨后或滲水后，能較長時(shí)間的持續(xù)向植株供水。土壤水分對(duì)作物的生長發(fā)育有明顯的影響。一般來說，土壤濕度大，則干物質(zhì)積累的多，葉面積也就大。冬小麥生長率和凈同化率在開花期達(dá)到最大值，而后明顯下降。生長率與土壤濕度的關(guān)系呈拋物線形，土壤濕度在在占田間持水量的67%時(shí)，冬小麥生長率達(dá)到最大值。土壤水分對(duì)作物生理特性也有明顯的影響，當(dāng)土壤的濕度很小時(shí)，由于氣孔關(guān)閉，氣孔阻力也很大;隨著土壤濕度的增

4、大，氣孔開張，阻力急劇減??；當(dāng)土壤濕度達(dá)到一定程度時(shí)，氣孔完全張開，阻力穩(wěn)定在一定數(shù)值上。與氣孔阻力相反，蒸騰作用強(qiáng)度隨土壤濕度的增大而增大，并最后趨于穩(wěn)定。光合強(qiáng)度和灌漿速度與蒸騰強(qiáng)度表現(xiàn)為相同的趨勢(shì)。冬小麥成穗率、穗粒數(shù)和千粒重隨土壤濕度增大而增大，但大于田間持水量80%的處理，成穗率反而有所降低，千粒重和穗粒數(shù)下降并不明顯。夏玉米穗粒數(shù)和千粒重均隨土壤濕度的增加而增加，未出現(xiàn)下降趨勢(shì)。不論是冬小麥還是夏玉米，灌漿期進(jìn)行灌漿比拔節(jié)期進(jìn)行灌漿，其千粒重增加。產(chǎn)量與土壤濕度的關(guān)系呈拋物線型，既并不是土壤濕度愈大，產(chǎn)量愈高。經(jīng)分析，當(dāng)土壤濕度較低時(shí)，產(chǎn)量隨土壤濕度的增大而很快增加，但當(dāng)土壤濕度達(dá)

5、到一定數(shù)值后，產(chǎn)量上升緩慢，或不再增加，若土壤濕度繼續(xù)增大，則產(chǎn)量呈下降趨勢(shì)。水分利用效率與土壤濕度之間呈拋物線關(guān)系，水分利用效率最大值出現(xiàn)在65%80%的水分處理中。是降水和灌溉水，參與巖石圈-生物圈-大氣圈-圈-水圈的水分大循環(huán)。二：土壤的類型由巖石風(fēng)化而成的礦物質(zhì)、動(dòng)植物，微生物殘?bào)w腐解產(chǎn)生的有機(jī)質(zhì)、土壤生物（固相物質(zhì)）以及水分（液相物質(zhì)）、空氣（氣相物質(zhì)），氧化的腐殖質(zhì)等組成。固體物質(zhì)包括土壤礦物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)和微生物通過光照抑菌滅菌后得到的養(yǎng)料等。液體物質(zhì)主要指土壤水分。氣體是存在于土壤孔隙中的空氣。土壤中這三類物質(zhì)構(gòu)成了一個(gè)矛盾的統(tǒng)一體。它們互相聯(lián)系，互相制約，為作物提供必需的生活條件

6、，是土壤肥力的物質(zhì)基礎(chǔ)。土壤是礦物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)和活的有機(jī)體以及水分和空氣等的混合體。按重量計(jì)，礦物質(zhì)占到固相部分（土壤干重）的9095%或更多，有機(jī)質(zhì)約占110%，可見土壤成分以礦物質(zhì)為主。土壤有機(jī)質(zhì)就是土壤中以各種形態(tài)存在的有機(jī)化合物。除此之外還有土壤溶液，它是土壤水分及其所含的溶解物質(zhì)和懸浮物質(zhì)的總稱。土壤溶液是植物和微生物從土壤中吸收營養(yǎng)物的媒介，也是污染物在土壤中遷移的主要途徑。 土壤中的固體顆粒的粒度級(jí)配或粒度組合稱為土壤的機(jī)械組成，又稱土壤質(zhì)地。根據(jù)土壤的機(jī)械組成可對(duì)土壤進(jìn)行分類。我國的土壤質(zhì)地分類為砂土、壤土和粘土三個(gè)級(jí)別。土壤的質(zhì)地是影響土壤肥力高低、可耕性好壞以及污染物容量大小

7、的基本因素之一。三：土壤的分層表土層：又可分為耕作層和犁底層,也叫腐殖質(zhì)淋溶層，是熟化土壤的耕作層；在森林覆蓋地區(qū)有枯枝落葉層。心土層也叫淀積層由承受表土淋溶下來的物質(zhì)形成的。又可分為耕作層和犁底層1,耕作層:受耕作,施肥,灌溉影響最強(qiáng)烈的土壤層,厚度一般約20厘米左右.耕作層易受生產(chǎn)活動(dòng)和地表生物,氣候條件的影響,一般疏松多孔,干濕交替頻繁,溫度變化大,通透性良好,物質(zhì)轉(zhuǎn)化快,含有效態(tài)養(yǎng)分多.根系主要集中分布于這一層中,一般約占全部根系總量的60%以上.2,犁底層:位于耕作層之下,厚約6-8厘米.典型的犁底層很緊實(shí),孔隙度小,非毛管孔隙(大孔隙)少,毛管孔隙(小孔隙)多,所以通氣性差,透水性

8、不良,結(jié)構(gòu)常呈片狀,甚至有明顯可見的水平層理.這是經(jīng)常受耕畜和犁的壓力以及通過降水,灌溉使粘粒沉積而形成的.心土層：是土壤剖面的中層。位于表土層與底土層之間。由承受表土淋溶下來的物質(zhì)形成的。通常是指表土層以下至50厘米深度的土層。由于有物質(zhì)的移動(dòng)和淀積，所以表土層和心土層最能反映出土壤形成過程的特點(diǎn)。在耕作土壤中，心土層的結(jié)構(gòu)一般較差，養(yǎng)分含量較低，植物根系少。旱作土壤的心土層，一般保持著開墾種植前自然土壤淀積層的形態(tài)和性狀，耕種引起的變化??；水稻土的心土層，在正常情況下多發(fā)育為具有棱塊或棱柱狀結(jié)構(gòu)的斑紋層。B層是淀積層。C層是風(fēng)化層。R層是巖石層。以上三層為心土層。心土層位于犁底層以下,厚度

9、約為20-30厘米,該層也能受到一定的犁,畜壓力的影響而較緊實(shí),但不象犁底層那樣緊實(shí).在耕作土壤中,心土層是起保水保肥作用的重要層次,是生長后期供應(yīng)水肥的主要層次.在這一層中根系的數(shù)量約占根系總量的20-30%.底土層：是土壤中不受耕作影響，保持母質(zhì)特點(diǎn)的一層。如成土母質(zhì)為巖石風(fēng)化碎屑,則底土層中也往往摻雜有這些碎屑物。底土層在心土層以下,一般位于土體表面50-60厘米以下的深度.此層受地表氣候的影響很少,同時(shí)也比較緊實(shí),物質(zhì)轉(zhuǎn)化較為緩慢,可供利用的營養(yǎng)物質(zhì)較少,根系分布較少.一般常把此層的土壤稱為生土或死土.四：土壤水分類型土壤水分的類型的劃分已有相當(dāng)長的歷史。其類型的劃分原則最初是根據(jù)水分

10、在土壤中保持的方式，布里格斯吧土壤水分為三種類型，即吸濕水、毛管水和重力水。宗開爾在1930年根據(jù)土壤水是否與地下水相連接的水定義為毛管水，與地下水不連接的水叫懸著水。在土粒表面呈膜狀的水叫薄膜水，在土粒之間互相接觸部位的水叫間隙水。1948年道爾戈夫也根據(jù)水的移動(dòng)性將土壤劃分為三類。即水蒸氣、吸著水和自由水(b包括毛管重力水、毛管外水、入滲水、毛管流動(dòng)水、地下水、毛管易流動(dòng)水)。1935年在第三屆國際土壤學(xué)術(shù)會(huì)議 上，提出用水勢(shì)（PF）表示土壤水分，收到全體學(xué)者的重視。自此以后，許多學(xué)者就用PF確定各種不同類型土壤水分界限，從而達(dá)到定量化。五：土壤水分的來源土壤水分主要來源于大氣降水和灌溉水

11、，此外，地下水上升和大氣中水汽的凝結(jié)也是土壤水分的來源。 水分由于在土壤中受到重力、毛管引力、水分子引力、土粒表面分子引力等各種力的作用，形成不同類型的水分并反映出不同的性質(zhì)。 固態(tài)水，土壤水凍結(jié)時(shí)形成的冰晶。 汽態(tài)水，存在于土壤空氣中。 束縛水，包括吸濕水和膜狀水。 自由水，包括毛管水、重力水和地下水。六：土壤水分的表示方法土壤中水分的多少有兩種表示方法：一種是以土壤含水量表示，分重量含水量和容積含水量兩種，二者之間的關(guān)系由土壤容重來換算。另一種是以土壤水勢(shì)表示，土壤水勢(shì)的負(fù)值是土壤水吸力。七：土壤水的接納、貯存和釋放土壤中的水分主要來自于自然降水和人工灌溉。這些水通過土壤表層孔隙進(jìn)入土壤深

12、處，其過程稱之為入滲。入滲到土壤中水一部分貯存在根層，一部分排到深層，其余部分通過土壤蒸發(fā)和植物吸收排出體外。土壤水分的接納實(shí)際是水的入滲過程。其入滲的速率可用入滲率表示，以mm/hr計(jì)。一般來說，當(dāng)土壤干燥時(shí)，入滲率高，土壤接納水分多，地表徑流和積水危害減少。要提入滲率，關(guān)鍵是增加土壤表面孔隙度。因此，影響土壤孔隙度的土壤質(zhì)地，結(jié)構(gòu)，團(tuán)粒穩(wěn)定度、有機(jī)質(zhì)含量和耕作措施等諸因子都會(huì)對(duì)水的入滲有影響。在研究土壤水分運(yùn)動(dòng)時(shí)，我們最關(guān)心的是如何使有限的水分做大限度的保留下來，供植物利用，防止水分滲漏到根層以下的深層土壤，和土壤表面的蒸發(fā)和作物不必要的消耗。每種土壤貯存和釋放水的能力通常是以它對(duì)植物提供

13、的有效水量來衡量的。土壤水分狀況是指水分在土壤中的移動(dòng)、各層中數(shù)量的變化以及土壤和其它自然體（大氣、生物、巖石等）間的水分交換現(xiàn)象的總稱。氣象部門經(jīng)常進(jìn)行土壤水分狀況的測定，掌握土壤水分變化規(guī)律，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)時(shí)服務(wù)和理論研究都具有重要意義。八：土壤水分的表示方法土壤中水分的多少有兩種表示方法：一種是以土壤含水量表示，分重量含水量和容積含水量兩種，二者之間的關(guān)系由土壤容重來換算。另一種是以土壤水勢(shì)表示，土壤水勢(shì)的負(fù)值是土壤水吸力。九：土壤水分是植物生長的必要條件土壤是培育農(nóng)作物的重要基質(zhì)，是農(nóng)作物賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，是供給農(nóng)作物生長所需要的水、肥、氣、熱的主要源泉。這是以為土壤是由礦物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)

14、、土壤水分和土壤空氣組成的。礦物質(zhì)是組成土壤的最基本物質(zhì)，它能提供農(nóng)作物所需的多種營養(yǎng)元素。對(duì)改善土壤的理化性質(zhì)和土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)以及保水、供水、通風(fēng)、穩(wěn)溫等都有重要作用。土壤水分是農(nóng)作物必不可少的物質(zhì)條件。土壤空氣是農(nóng)作物根系吸收作用和微生物生命活動(dòng)所需要的氧氣的來源，也是土壤礦物質(zhì)進(jìn)一步風(fēng)化及有機(jī)物轉(zhuǎn)化釋放出養(yǎng)分的重要條件?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)證明，適合農(nóng)作物生長的土壤按容積計(jì)，礦物質(zhì)約占38%，有機(jī)質(zhì)約占12%，土壤空氣和土壤水分各約占15%-35%。有資料介紹，一般農(nóng)作物生長的最適合含水量的土壤容積的25%，空氣亦占25%。（1）作物對(duì)水的反應(yīng)土壤水分含量的多少，直接影響作物根系的生長。在潮濕的土壤中

15、，作物根系不發(fā)達(dá)，生長緩慢，分布于淺層；土壤干燥，作物根系下扎，伸展至深層。作物水分低于需要量，則萎蔫，生長停滯，以至枯萎；高于需要量，根系缺氧、窒息、最后死亡。只有土壤水分適宜，根系吸水和葉片蒸騰才能達(dá)到平衡狀態(tài)。在田間作物中，除了水稻要求有一定的水層，屬于濕生性作物外，多數(shù)要求水濕條件適中是中生性的。中生性作物的根系和輸導(dǎo)系統(tǒng)比濕生性作物發(fā)達(dá)，以此來滿足植株對(duì)水分的要求。中生性作物沒有完整的通氣組織，不能長期在積水、缺氧的土壤中生育。中生性作物中，有的對(duì)土壤含水量的要求略高一些，有的略低一些。豆類作物、馬鈴薯等的最適土壤含水量相當(dāng)于田間持水量的70%80%，禾谷類作物為60%70%。土壤含

16、水量低于最適值時(shí)，光合作用降低。各種作物光合作用開始降低時(shí)的土壤含水量（占田間持水量之百分?jǐn)?shù)）分別為：水稻57%，大豆45%，大麥41%，花生32%。水分對(duì)作物的品質(zhì)有較大的影響。夏季高溫、少雨，糧食作物籽粒中蛋白質(zhì)的含量高；低溫、多雨有利于籽粒中淀粉的形成。有專業(yè)學(xué)者在研究了世界小麥的化學(xué)成分之后指出，各干旱地區(qū)生產(chǎn)的小麥籽粒通常蛋白質(zhì)含量高或者很高。有資料表明，在灌溉條件下，小麥的產(chǎn)量顯著增加，籽粒中的淀粉含量提高；但是蛋白質(zhì)含量卻有所降低。要想既增加糧食產(chǎn)量，又不降低其蛋白質(zhì)含量，必須在灌溉條件下增施氮肥。（2）作物的需水量和需水臨界期（一）作物的需水量作物的需水量通常用蒸騰系數(shù)表示。蒸騰系數(shù)是指作物每形成一克干物質(zhì)所消耗的水分的克數(shù)。作物的蒸騰系數(shù)不是固定不變的。同一作物不同品種的需水量不一樣，同一品種在不同條件下種植，需水量也各異。影響作物需水量的因素很多。第一是氣象條件。大氣干燥、氣溫高、風(fēng)速大，蒸騰作用強(qiáng)，作物需水量多；反之則需水量少。第二是土壤條件。土壤肥沃或經(jīng)施肥后，作物生長良好，干物質(zhì)積累多，而水分蒸騰并不相應(yīng)增加，因此需水量要比在瘠薄地上少些。有關(guān)研究證明，土壤中缺乏任何一種元素都會(huì)使需水量增加，尤以缺磷和缺氮時(shí)需水最多，