土壤和作物生產(chǎn)

1、本章要點:了解土壤與土壤肥力的概念，明確土壤與作物生長的關(guān)系，土壤的三相組成的特點，有機質(zhì)的作用、轉(zhuǎn)化及調(diào)節(jié)措施，土壤的理化性質(zhì)及與作物生產(chǎn)的關(guān)系。掌握培肥地力的措施及土壤物理測定和養(yǎng)分測定的技能。第一節(jié) 土壤的固相組成一、土壤的根本組成 固體 礦物質(zhì)原生礦物、次生礦物38% 有機質(zhì)占土壤容積的12% 土壤三相組成 液體：土壤水分20%30% 氣體：空氣20%30% 二、土壤粒級與質(zhì)地 一土壤粒級將土壤顆粒按粒徑大小和性質(zhì)不同分成假設(shè)干等級稱為土壤粒級。一般分為石礫、砂粒、粉粒和黏粒四個根本粒級。 二土壤質(zhì)地 指土壤中各粒級土粒質(zhì)量百分含量的組合，稱為土壤質(zhì)地土壤機械組成。土壤質(zhì)地分類 卡慶斯

2、基土壤質(zhì)地分類制是以粒徑0.01mm為標準，將礦物質(zhì)土粒劃分為物理性砂粒和物理性黏粒兩大局部，按物理性砂粒和物理性黏粒的質(zhì)量百分含量劃分為砂土、壤土和黏土三類 .砂土:松砂土、緊砂土、 砂壤土壤土:輕壤土、中壤土、重壤土黏土:輕黏土、中黏土、重黏土 土壤質(zhì)地與土壤肥力的關(guān)系 砂土類 A通氣透水性好，保持水分能力差。B含礦質(zhì)養(yǎng)分含量低，有機質(zhì)分解快，施肥見效快，但肥效短。保肥能力弱，養(yǎng)分易流失；。C水少氣多，晝夜溫差大，早春溫度上升快，俗稱“熱性土；晚秋溫度下降慢。D土壤容易耕作，耕作質(zhì)量好。植物出苗快，易于保全苗，易發(fā)根和根系深扎，但根系固著不牢； “發(fā)小苗不發(fā)老苗。黏土類 A通氣透水性差，保

3、持水分能力強。B含礦質(zhì)養(yǎng)分含量高，有機質(zhì)分解慢，施肥見效慢，但肥效長。保肥能力強，養(yǎng)分不易流失；。C水多氣少，晝夜溫差小，早春溫度上升慢，俗稱“冷性土晚秋。D土壤不容易耕作，耕作質(zhì)量差。 壤土類 是介于砂土與黏土之間的一種機械組成類型。兼有砂土和黏土的優(yōu)點。適合于大多數(shù)植物生長發(fā)育，是植物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的土壤質(zhì)地類型。 土壤質(zhì)地的利用與改進 1.客土法 砂摻黏，黏摻砂。 2.翻混土層 采用深翻使砂黏混合。3.施用有機肥料 是改進土壤質(zhì)地最簡便和最有效的方法。 三、土壤有機質(zhì)土壤有機質(zhì)的存在形態(tài) 1.新鮮的有機物質(zhì) 剛進入土壤，根本上未受到微生物的分解1015% 的那些動、植物殘體。2.半腐解的有機物

4、質(zhì) 指已被微生物分解，失去原來生物特征，多呈暗裼色的碎屑和小塊。3.腐殖質(zhì) (占85%90%)指在微生物作用下，有機殘體在腐殖化的過程中形成的一類褐色或暗褐色的高分子有機化合物。腐殖質(zhì)與土壤礦物質(zhì)緊密結(jié)合。 土壤有機質(zhì)的轉(zhuǎn)化過程 有機質(zhì)的礦質(zhì)化過程 土壤有機質(zhì)的礦質(zhì)化過程是指有機質(zhì)在微生物的作用下，分解為簡單無機化合物的過程。 有機質(zhì)的腐殖化過程 指有機質(zhì)礦質(zhì)化過程形成的簡單的有機化合物與難分解的殘留有機物質(zhì)在微生物的作用下，又重新合成新的更為復(fù)雜的、性質(zhì)穩(wěn)定的有機化合物，即腐殖質(zhì)的過程。 影響有機質(zhì)轉(zhuǎn)化的因素 1.土壤有機質(zhì)的碳氮比C/N 2.土壤水、氣、熱狀況3.土壤酸堿性4. 灰分元素土

5、壤有機質(zhì)對植物生產(chǎn)的作用 1提供植物需要的養(yǎng)分2改善土壤理化性質(zhì)3增強土壤的保水保肥能力4促進土壤微生物活動5促進植物生長 6減緩?fù)寥牢廴镜诙?jié) 土壤的物理性質(zhì)土壤孔隙性 土壤孔隙性指土壤孔隙多少、大小與大小孔隙比例及性質(zhì)。 1.土壤孔隙度 土壤密度和容重土壤密度土粒密度 的單位容積固體土粒的烘干質(zhì)量無粒間孔隙，多數(shù)土壤礦物質(zhì)的密度在2.62.7 g/cm3，有機質(zhì)的密度1.251.40 g/cm3.土壤容重 單位容積原狀土壤固體土粒的烘干質(zhì)量有粒間孔隙。單位為g/cm3或t/m3，一般旱作土壤容重大體在1.001.80 g/cm3之間。土壤孔隙類型和性質(zhì) 1通氣孔隙空氣孔隙通氣孔隙的當(dāng)量孔徑

6、0.02mm，土壤水吸力150 hPa，不具有毛管引力不保水。 通氣孔隙度%總孔隙度毛管孔隙度非活性孔隙度2毛管孔隙毛管孔隙的當(dāng)量孔徑為0.0020.02mm，土壤水吸力1500150hPa，具有毛管引力，有毛管水。可被植物吸收利用。毛管孔隙度%田間持水量萎蔫系數(shù)土壤容重3非活性孔隙無效孔隙孔隙當(dāng)量孔徑0.002mm，土壤水吸力1500hPa。保持在這種孔隙中的水分不能移動或移動緩慢，不能被植物吸收利用。 非活性孔隙度%萎蔫系數(shù)土壤容重土壤孔隙狀況與植物生產(chǎn)的關(guān)系 適宜植物生長發(fā)育的土壤耕層總孔隙度為50%56%，通氣孔隙度在8%10%以上，以15%20%更好。大小孔隙比在1：24為宜。黏土總

7、孔隙度大，但毛管孔隙和通氣孔隙少；砂土通氣孔隙多缺少毛管孔隙，漏水、漏肥。土體內(nèi)孔隙垂直分布為“上虛下實，耕層上部015cm的總孔隙度為55%左右，通氣孔隙度為10%15%左右；下部1530cm的總孔隙度50%左右，通氣孔隙度為10%左右。土壤結(jié)構(gòu)性土壤結(jié)構(gòu)體：在內(nèi)外因素的綜合作用下，土粒相互團聚成大小、形狀和性質(zhì)不同的團聚體。稱為土壤結(jié)構(gòu)或土壤結(jié)構(gòu)體。土壤結(jié)構(gòu)性：指土壤中單粒和結(jié)構(gòu)體的數(shù)量、大小、形狀，性質(zhì)及其相互排列、相應(yīng)的孔隙狀況等綜合特性。土壤結(jié)構(gòu)類型 1塊狀結(jié)構(gòu) 2核狀結(jié)構(gòu)3柱狀結(jié)構(gòu)4片狀結(jié)構(gòu)5團粒結(jié)構(gòu)土壤團粒結(jié)構(gòu)肥力特征 1.能協(xié)調(diào)水分與空氣的矛盾 2.能協(xié)調(diào)有機質(zhì)的積累與消耗的矛

8、盾 3.能穩(wěn)定土壤溫度調(diào)節(jié)土壤熱狀況4.改進土壤耕性、有利于植物根系生長創(chuàng)造土壤團粒結(jié)構(gòu)的措施1. 精耕細作：機械外力作用，使土塊破裂松散成小土團。2. 施用有機肥：促進微生物活動，增加土壤中有機膠結(jié)物質(zhì)。3. 合理輪作：3-4年輪作一次作物。4. 施土壤結(jié)構(gòu)改進劑：主要是某些高分子化合物。 土壤耕性 衡量土壤耕性的標準:耕作難易 宜耕期長短耕作質(zhì)量好壞合理耕作改進土壤耕性 1.防止土壤過干、過濕耕作，少耕或免耕 2.選擇土壤宜耕期內(nèi)耕作 3.多施有機肥、合理灌溉、適時耕作 第三節(jié) 土壤的化學(xué)性質(zhì)土壤的吸收能力吸附性能土壤將有效養(yǎng)分保存在耕層的能力稱保肥性。土壤膠體 土壤粒徑在11000nm的

9、分散體稱膠體。 1土壤膠體的種類包括無機膠體黏粒、有機膠體腐殖質(zhì)及有機無機復(fù)合膠體黏粒與與腐殖質(zhì)相連。 土壤膠體的構(gòu)造 微粒核：各類膠體。土壤膠體 決定電位離子層 雙電層 非活性補償離子層 引力強 補償電位離子層 擴散層 引力弱 土壤膠體的性質(zhì) 1.具有巨大的比外表積和外表能2.具有帶電性，能進行離子交換吸收3.凝聚性和分散性土壤陽離子交換吸收作用 土壤陽離子交換吸收作用各種陽離子在土壤膠體顆粒外表和土壤溶液之間不斷進行吸附和解吸的動態(tài)過程。土壤離子交換作用特點 1.是動態(tài)平衡過程，可逆反響。2.等電量交換。3.受質(zhì)量作用定律支配土壤陽離子交換量和鹽基飽和度 陽離子交換量CEC土壤所能吸附的全

10、部交換性陽離子的總量。用cmol+/kg表示。是衡量土壤保肥性的指標。 鹽基飽和度 指土壤膠體上交換性鹽基離子占全部交換性陽離子的百分數(shù)。 膠體吸附離子的有效性離子飽和度是指某種交換性離子被土壤膠體吸附的數(shù)量占土壤陽離子交換量的百分數(shù)。在一定范圍內(nèi)，某種交換性離子飽和度愈大，被代換到土壤溶液中的機率愈多，那么該離子有效程度就愈高。這也是植物生產(chǎn)上所說的 “施肥一大片，不如一條線的主要原因。 土壤酸堿性 土壤酸堿性是土壤溶液中的H和OH濃度比例不同所表現(xiàn)的酸堿性質(zhì)。 酸 性 pH 中性和堿性 pH 超強酸性3.5 中 性6.57.5 極強酸性 3.54.4 堿 性7.68.5 強酸性 4.55.

11、4 強堿性8.69.5 酸 性5.56.4 極強堿性 9.5 土壤酸性 土壤中酸性主要來源于膠體上吸附的H、Al3+、CO2溶于水形成的碳酸、有機質(zhì)分解產(chǎn)生的有機酸、氧化作用產(chǎn)生的少量無機酸以及施肥帶入的酸性物質(zhì)等。1活性酸度：活性酸度是指土壤溶液中游離的H所直接顯示的酸度。2潛性酸度：潛性酸度是指土壤膠體上吸附的H、Al3+所引起的酸度。土壤堿性 土壤堿性主要來源于土壤中交換性鈉的水解所產(chǎn)生的OH以及弱酸強堿鹽類物質(zhì)如Na2CO3、NaHCO3的水解。堿化度是指土壤膠體上吸附的Na占土壤陽離子交換量的百分數(shù)。 土壤酸堿性對植物生產(chǎn)的影響 1影響?zhàn)B分的有效性 土壤中大多數(shù)養(yǎng)分在pH值6.57.

12、5范圍內(nèi)有效性較高。2影響微生物活性 土壤酸堿性主要影響微生物對有機質(zhì)的轉(zhuǎn)化。3影響植物生長 大多數(shù)植物適應(yīng)的酸堿范圍較廣，但以pH6.07.5為。4 .影響土壤結(jié)構(gòu)性 在堿土中，交換性Na 多，土粒分散，結(jié)構(gòu)易破壞。土壤酸堿性的調(diào)節(jié) 土壤酸性的調(diào)節(jié)1.種植適宜的植物；增施有機肥。2.施用的石灰或堿性肥料草木灰、鈣鎂磷肥，或施用生理堿性肥料NaNO3。土壤堿性的調(diào)節(jié)1.施有機肥料，用分解釋放出大量的CO2或有機酸降低土壤pH。2.施硫磺、硫化鐵、綠礬FeSO4等。3.施生理酸性肥料，如硫酸鉀、氯化鉀、硫酸銨、氯化銨等。4施石膏、硅酸鈣，用鈣將膠體上的Na代換下來，隨水流走。 復(fù)習(xí)思考題1.名詞：土壤、肥力、礦質(zhì)化過程、腐殖化過程。2.土壤的三相組成。3.土壤質(zhì)地與肥力的關(guān)系如何？4.簡述土壤有機質(zhì)的作用。5什么是團粒結(jié)構(gòu)？團粒結(jié)構(gòu)的肥力征及創(chuàng)造措施？6簡述土壤孔隙類型及性質(zhì)。7土壤耕性標準如何？8如何合理耕作改進土壤耕性？9.名詞：土壤陽離子交換量、鹽基飽和度10.簡述土壤陽離子交換吸收與土壤保