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第七章園林植物與土壤7.1.1土壤的形成與發(fā)展土壤形成過(guò)程:巖石的風(fēng)化過(guò)程(土壤母質(zhì)形成過(guò)程)和成土過(guò)程(母質(zhì)在成土因素作用下最終形成土壤的過(guò)程)。7.1土壤的形成巖石的分類:巖漿巖巖漿巖:指地球內(nèi)部熔融的巖漿侵入地殼一定的深度或噴出地表后,冷凝所形成的巖石。是地球上最原始的巖石。分類:按SO2分量的多少分:超基性巖、基性巖、中性巖和酸性巖4種;按成巖條件分:深成巖、淺成巖和噴出巖。常見(jiàn)的巖漿巖:花崗巖、流紋巖、正長(zhǎng)巖、粗面巖等。流紋巖熔巖巖石的分類:沉積巖沉積巖:地殼表面的巖石經(jīng)過(guò)風(fēng)化、搬運(yùn)、沉積等作用,在一定條件下再形成的巖石。特征:有明顯的層理構(gòu)造;礦物成分復(fù)雜;有時(shí)有動(dòng)植物化石。種類:礫巖、砂巖、頁(yè)巖、石灰?guī)r沉積巖—砂巖生物碎屑灰?guī)r1、巖石的分類變質(zhì)巖變質(zhì)巖:沉積巖或巖漿巖在高溫高壓等作用下,其礦物組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和化學(xué)成分發(fā)生劇烈的變化,所形成的巖石。特征:一般具有片狀構(gòu)造、質(zhì)地很密、不易風(fēng)化等特點(diǎn)種類:片麻巖、石英巖、板巖、片巖、大理巖等板巖2、巖石的風(fēng)化風(fēng)化作用:
指巖石在溫度、水分、空氣、生物活動(dòng)等因素的影響下,其結(jié)構(gòu)、組成成分、性質(zhì)發(fā)生根本性的變化,包括物理風(fēng)化作用、化學(xué)風(fēng)化作用和生物風(fēng)化作用等類型。(1)物理風(fēng)化作用(巖石破碎作用)物理風(fēng)化作用:
物理風(fēng)化作用也稱機(jī)械崩解作用,是指通過(guò)機(jī)械作用將巖石破碎成碎屑,但化學(xué)成分并不發(fā)生任何變化。成因:溫度、冰、風(fēng)等的機(jī)械作用;鹽類結(jié)晶的裂脹作用;流水沖刷和磨蝕;風(fēng)砂磨蝕產(chǎn)物:顆粒較粗多偏砂、石礫多、養(yǎng)分不易釋放出來(lái)。(2)化學(xué)風(fēng)化作用化學(xué)風(fēng)化作用:
化學(xué)風(fēng)化作用是指巖石在空氣(主要是CO2和O2)和水的參與下,進(jìn)行的溶解、水化、水解、氧化等作用的總稱。特點(diǎn):巖石中的礦物一些元素?fù)p失掉,另一些元素富集,從根本上改變礦物,形成完全新的礦物,即黏土礦物。(2)化學(xué)風(fēng)化作用溶解作用:
溶解作用是指物質(zhì)均勻分散在水或其他介質(zhì)中的作用。
CaCO3+H2O+CO2→Ca2++2HCO3-
(方解石)(2)化學(xué)風(fēng)化作用水化作用:
水分子是極性很強(qiáng)的分子,非常容易結(jié)合到其他物質(zhì)的分子上。巖石中的很多礦物吸收水分后,形成水化礦物,如赤鐵礦可形成不同程度的水化物,并表現(xiàn)出不同的顏色,使土壤呈現(xiàn)出各種顏色。
CaSO4+2H2O→CaSO4.2H2O
Fe2O3+3H2O→2Fe2O3.3H2O(硬石膏)(石膏)(赤鐵礦)(褐鐵礦)Fe2O3(赤鐵礦)…………紅色2Fe2O3.H2O(赤褐鐵礦)………………淺紅棕色Fe2O3.H2O(針鐵礦)…棕色2Fe2O3.3H2O(褐鐵礦)………………棕黃色Fe2O3.2H2O(褐鐵礦)…黃色(2)化學(xué)風(fēng)化作用水解作用:
水解作用是水與某些物質(zhì)所產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)就叫作水解作用。礦物的水解作用是化學(xué)風(fēng)化作用中最基本、最重要的一種作用。
2KAlSi3O8+H2O+CO2=H2AlSi2O8.H2O+2SiO2+K2CO3
(正長(zhǎng)石)(高嶺石)(2)化學(xué)風(fēng)化作用氧化作用:
氧化作用是指礦物分子中的一些離子發(fā)生價(jià)數(shù)的變化,或發(fā)生電子的轉(zhuǎn)移。
2Fe2SiO4+3H2O=2Fe2O3.3H2O+2SiO2
(鐵橄欖石)(褐鐵礦)(3)生物風(fēng)化作用生物風(fēng)化作用:
指動(dòng)物、植物、微生物的生命活動(dòng)及其分解產(chǎn)物對(duì)巖石礦物的破壞作用。1)根系的擠壓2)地衣、苔蘚保蓄水分、加強(qiáng)化學(xué)風(fēng)化;3)呼吸產(chǎn)生的CO2和有機(jī)酸,分解礦物等。根系的擠壓地衣、苔蘚保蓄水分、加強(qiáng)化學(xué)風(fēng)化(4)風(fēng)化作用的產(chǎn)物風(fēng)化作用產(chǎn)物:
易溶于水的簡(jiǎn)單鹽類物質(zhì)(植物營(yíng)養(yǎng)元素的最初來(lái)源);形成黏土礦物(風(fēng)化作用由量變到質(zhì)變的主要特征);形成風(fēng)化殘積體。(5)土壤母質(zhì)的類型及特點(diǎn)沉積體
沉積體是指巖石風(fēng)化產(chǎn)物大部分被搬運(yùn)到其他地方沉積下來(lái)的沉積物。
沉積體類型:1)殘積體:風(fēng)化物后未經(jīng)搬運(yùn);2)坡積體:風(fēng)化物在重力或徑流作用在坡體上沉積;3)洪積體:經(jīng)洪水的搬運(yùn)在山前沉積;
(5)土壤母質(zhì)的類型及特點(diǎn)沉積體類型:4)沖擊體:河床、河漫灘、牛軛湖、三角洲;
沉積體類型:5)湖積體:積水沉積;6)風(fēng)積體:風(fēng)力搬運(yùn)和沉積;7)黃土母質(zhì):風(fēng)成母質(zhì);8)濱海沉積體:海相沉積體;
坡積體3、影響成土過(guò)程的因素及其成土過(guò)程成土母質(zhì):母質(zhì)為土壤形成提供最基本的原料,土壤的某些性質(zhì)是從它的母質(zhì)那里繼承過(guò)來(lái)的,二者之間存在著“血緣”關(guān)系。
(1)影響成土過(guò)程的因素:與土壤形成的因素就叫成土因素,一般包括母質(zhì)、氣候、生物、地形、時(shí)間、人類活動(dòng)等。
氣候:
氣候?qū)ν寥佬纬傻挠绊懹幸韵氯齻€(gè)方面:1.氣候決定著土壤的水熱條件2.氣候與土壤有機(jī)質(zhì)含量有關(guān)3.氣候影響風(fēng)化過(guò)程和土壤淋溶過(guò)程
生物:
土壤生物包括植物、動(dòng)物、微生物,其中綠色植物在成土過(guò)程中的作用是巨大的。
綠色植物可以分為木本植物和草本植物,它們對(duì)土壤形成的影響是不同的。
3、影響成土過(guò)程的因素及其成土過(guò)程生物:1.木本植物在成土作用中的主要特點(diǎn)(1)植物殘落物在地面堆積,形成疏松多孔的地面覆蓋層。(2)木本植物下的土壤,有機(jī)質(zhì)積累主要來(lái)自木本植物地上殘落物質(zhì)的分解,形成的腐殖質(zhì)層較淺薄,表層以下土壤有機(jī)質(zhì)銳減,形成腐殖質(zhì)H/F比低。(3)針葉林的殘落物含單寧、樹(shù)脂較多,會(huì)產(chǎn)生多種酸性較強(qiáng)的物質(zhì),形成的腐殖酸以胡敏酸為主。3、影響成土過(guò)程的因素及其成土過(guò)程生物:2.草本植物對(duì)成土過(guò)程的影響(1)在草本植被下形成的土壤,具有比較深厚的腐殖質(zhì)層。(2)草本植被下形成的土壤,具有較高品質(zhì)的腐殖質(zhì)和良好的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。(3)草甸植物環(huán)境濕潤(rùn),形成深厚腐殖質(zhì)層;草原植物氣候干燥,腐殖質(zhì)層淺,有機(jī)質(zhì)含量少,但礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)豐富。3、影響成土過(guò)程的因素及其成土過(guò)程生物:3.微生物在土壤形成中的作用(1)地球上最古老的生物體(2)在土壤能量與物質(zhì)循環(huán)中的作用(3)合成腐殖質(zhì)(4)固氮、釋放養(yǎng)分3、影響成土過(guò)程的因素及其成土過(guò)程生物:4.動(dòng)物在成土過(guò)程中的作用(1)殘?bào)w的作用(有機(jī)質(zhì)的來(lái)源)(2)動(dòng)物活動(dòng)的作用(3)土壤肥力的指標(biāo)3、影響成土過(guò)程的因素及其成土過(guò)程時(shí)間:在其它各種成土因素相同的基礎(chǔ)上,時(shí)間長(zhǎng)短不同,土壤發(fā)育的程度和階段不一致。
地形:
地形在成土過(guò)程中的作用主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面:1.地形對(duì)土壤水分的再分配2.地形對(duì)熱量的再分配3.地形對(duì)母質(zhì)的再分配3、影響成土過(guò)程的因素及其成土過(guò)程人為因素:人類活動(dòng)對(duì)土壤的形成具有兩重性:1.對(duì)母質(zhì)的有利影響對(duì)母質(zhì)的不利影響,如污泥進(jìn)入土壤2.對(duì)地形的有利效果,如保護(hù)、改造對(duì)地形的不利效果,如水土流失3.對(duì)氣候的有利影響,如保護(hù)環(huán)境對(duì)氣候的不利影響,如破壞環(huán)境4.對(duì)有機(jī)體的有利效果,如增施有機(jī)肥對(duì)有機(jī)體的不利效果,如化肥農(nóng)藥對(duì)土壤生物的傷害5.對(duì)時(shí)間的有利效果對(duì)時(shí)間的不利效果3、影響成土過(guò)程的因素及其成土過(guò)程3)脫鈣與積鈣過(guò)程4)鹽化與脫鹽化過(guò)程、堿化與脫堿化過(guò)程5)黏化過(guò)程6)富鋁化過(guò)程7)潛育化與潴育化過(guò)程8)熟化過(guò)程(2)土壤形成的基本過(guò)程
土壤形成過(guò)程是指發(fā)生在成土母質(zhì)上的物質(zhì)轉(zhuǎn)化、淋失、淀積等的過(guò)程。主要有:1)原始成土過(guò)程2)有機(jī)質(zhì)累積與消耗過(guò)程1)原始成土過(guò)程
原始成土過(guò)程是成土過(guò)程的起始階段,巖石礦物開(kāi)始風(fēng)化,只有低等的植物和低等微生物參與成土過(guò)程。三個(gè)階段:“巖漆”階段:自養(yǎng)型微生物“地衣”階段:異養(yǎng)型微生物-原始微生物群落“苔蘚”階段:生物風(fēng)化與成土過(guò)程速度升高(2)土壤形成的基本過(guò)程2)有機(jī)質(zhì)累積與消耗過(guò)程有機(jī)質(zhì)的累積過(guò)程是指在各種植物和水、熱等成土因素的綜合作用下,在土體中特別是土層上部大量積累有機(jī)物的過(guò)程.
1.草氈有機(jī)質(zhì)聚積過(guò)程
有機(jī)質(zhì)合成量少,分解度弱,常成氈狀草皮層,覆蓋土壤表層,而顯示干泥炭化。
2.斑氈有機(jī)質(zhì)聚積過(guò)程
是森林植被下有機(jī)質(zhì)聚積過(guò)程。(2)土壤形成的基本過(guò)程2)有機(jī)質(zhì)累積與消耗過(guò)程3.草甸腐殖質(zhì)聚積過(guò)程是濕潤(rùn)草甸植被下腐殖質(zhì)聚積過(guò)程。4.草原腐殖質(zhì)聚積過(guò)程
是半干旱、干旱草原植被下腐殖質(zhì)聚積過(guò)程。5.沼澤泥炭化過(guò)程
是在沼澤植被下有機(jī)質(zhì)聚積過(guò)程。(2)土壤形成的基本過(guò)程泥炭土沼澤(2)土壤形成的基本過(guò)程3)脫鈣與積鈣過(guò)程
是指干旱、半干旱區(qū)土壤鈣的碳酸鹽發(fā)生淋溶、淀積的過(guò)程。結(jié)果形成鈣積層,其特征:呈假菌絲體、核狀、斑點(diǎn)狀,若出現(xiàn)層次淺、厚度大,成為生產(chǎn)上障礙層次。
鈣化過(guò)程圖解
鈣積層
鈣積層(2)土壤形成的基本過(guò)程4)鹽化與脫鹽化過(guò)程
鹽化成土過(guò)程是在干旱、半干旱的氣候條件下,地下水中的鹽分通過(guò)毛管蒸發(fā)而在表土層累積的過(guò)程。它在干旱少雨蒸發(fā)量大,地下水位高,礦化度大的地方經(jīng)常發(fā)生,此時(shí)含鹽的地下水通過(guò)毛管作用上升至地表,水分蒸發(fā)后,隨水分上來(lái)的鹽分則殘留在地表的土壤中,使表土鹽分愈積愈多,當(dāng)含鹽量達(dá)到0.2%以上開(kāi)始危害作物生長(zhǎng)時(shí),就形成鹽土.
鹽化過(guò)程圖解(2)土壤形成的基本過(guò)程堿化與脫堿化過(guò)程
堿化過(guò)程指土壤膠體中有較多的交換性Na+離子,使土壤呈堿性反應(yīng),并引起土壤物理性質(zhì)惡化的過(guò)程。
它主要是通過(guò)土壤中Na2CO3的形成而發(fā)生的,較多的鈉離子把土壤膠體上的交換性鈣鎂離子代換下來(lái),使其與CO32-結(jié)合成難溶的CaCO3和MgCO3,隨著交換作用的不斷進(jìn)行,當(dāng)鈉離子飽和度達(dá)20%以上,pH>9時(shí),土壤便發(fā)育成堿土.通常堿土的表層含鹽量較低,鹽分主要集中于表土層以下柱狀不透水的堿化層中.堿土與鹽土相同分布.鹽堿土(2)土壤形成的基本過(guò)程5)黏化過(guò)程
黏化過(guò)程指礦物質(zhì)顆粒由粗變細(xì),形成黏粒的過(guò)程。
包括兩方面:原生礦物風(fēng)化為黏土礦物,土壤顆粒由粗變細(xì),叫殘積黏化;表層土壤黏粒發(fā)生淋移,在下層土壤沉積下來(lái),叫淋移黏化。黏化作用的結(jié)果導(dǎo)致在土體一定的深度形成黏粒含量較高的層次,即黏化層。(2)土壤形成的基本過(guò)程6)富鋁化過(guò)程(脫硅富鋁)
鋁硅酸鹽類礦物發(fā)生強(qiáng)烈的水解,釋放了鹽基及游離硅酸,并發(fā)生強(qiáng)烈的淋失,而鐵、鋁氧化物淋溶作用較弱,在土層中相對(duì)的富積。發(fā)生條件:熱帶、亞熱帶高溫多雨并有一定干濕季節(jié)。(2)土壤形成的基本過(guò)程7)潛育化過(guò)程
在指土壤長(zhǎng)期受水浸漬,在土體內(nèi)所發(fā)生的還原過(guò)程。
發(fā)生條件:水分飽和,強(qiáng)烈嫌氣條件下所發(fā)生的還原過(guò)程。表現(xiàn)形態(tài):還原性,有機(jī)質(zhì)→甲烷;高價(jià)錳→低價(jià)錳;土壤藍(lán)灰、青灰色潛育化(2)土壤形成的基本過(guò)程潴育化過(guò)程
土壤形成過(guò)程中的氧化還原過(guò)程,也有學(xué)者稱為假潛育化作用。
發(fā)生條件:在季節(jié)性氣候區(qū),地下水周期性浸潤(rùn),土壤干濕交替。
表現(xiàn)形態(tài):明顯銹紋銹斑以及含有鐵錳結(jié)核的潴育層。(2)土壤形成的基本過(guò)程8)熟化過(guò)程
指人類定向培育土壤肥力的過(guò)程。熟化成土過(guò)程兼受自然因素和人為因素的綜合影響,其中人為因素占主導(dǎo)地位。
熟化土壤的重要標(biāo)志:氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素比母質(zhì)大大提高,有害物質(zhì)減少或完全消除;土壤剖面構(gòu)型得到改良,障礙層次不復(fù)存在;表層土壤顆粒組成合理,水、肥、氣、熱狀況與作物生長(zhǎng)發(fā)育協(xié)調(diào)一致。
土壤旱耕熟化過(guò)程圖解2023/2/5一、土壤礦物質(zhì)1.土壤礦物質(zhì)的概念:
一切自然產(chǎn)生于地殼中的化合物或單質(zhì)稱為礦物。土壤礦物質(zhì)指土壤中無(wú)機(jī)物質(zhì)的總和,既組成土粒的物質(zhì)。(1)土壤的主要組成物質(zhì),占95%以上;(2)提供植物礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng),不包括N元素。2023/2/57.1.2土壤的組成2023/2/52.土壤的礦物的類型(1)原生礦物:來(lái)源于巖石風(fēng)化,組成土壤中的粗粒,常見(jiàn)的有石英、長(zhǎng)石、云母、角閃石、輝石;抗風(fēng)化能力強(qiáng)。(2)次生礦物:成土過(guò)程中重新形成,組成土壤中的細(xì)粒,主要是次生硅鋁酸鹽礦物(如蒙脫石、伊利石、高嶺石);具有膠體性質(zhì)。2023/2/53.土壤礦物的化學(xué)組成礦物名稱化學(xué)組成風(fēng)化特點(diǎn)分解產(chǎn)物石英SO2最不易風(fēng)化礦粒主要來(lái)源正長(zhǎng)石KAlSi3O8比石英易風(fēng)化形成黏料礦物,黏粒和鉀素的來(lái)源鈉長(zhǎng)石NaAlSi3O8黑云母K(Mg,Fe)3[AlSi3O10](OH,F)2黑云母易風(fēng)化,白云母抗風(fēng)化能力強(qiáng)土壤黏粒和鉀素的來(lái)源白云母KAl3Si3O10(OH)2易風(fēng)化,土壤中較少土壤黏粒和其他無(wú)機(jī)養(yǎng)分的來(lái)源角閃石Ca2Na(Mg,Fe)4(Al,Fe)[(Si,Al)8O22(OH)2]輝石Ca(Mg,Fe,Al)[(Si,Al)2O6]風(fēng)化緩慢土壤磷素來(lái)源磷灰石Ca5(PO4)3(F,Cl)2023/2/5二、土壤有機(jī)質(zhì)1、土壤有機(jī)質(zhì)的來(lái)源、組成和存在的狀態(tài)土壤有機(jī)質(zhì):廣義地講是指包括土壤中各種動(dòng)物殘?bào)w、微生物和合成的有機(jī)化合物。狹義地講一般是指有機(jī)物殘?bào)w經(jīng)微生物作用后,形成一類特殊的、復(fù)雜的、性質(zhì)比較穩(wěn)定的多種高分子有機(jī)化合物,一般包括部分半腐解的有機(jī)物質(zhì)和全部的腐殖質(zhì)。
來(lái)源:主要來(lái)源于植物殘?bào)w和根系,以及施入的各種有機(jī)肥料,包括城市垃圾堆肥、造紙和食品工業(yè)的廢水廢渣、動(dòng)物糞便等,土壤中的微生物和動(dòng)物也為土壤提供一定量的有機(jī)質(zhì)。2023/2/5
組成:
普通化合物(非腐殖質(zhì))是指一般的有機(jī)化合物,一般占土壤有機(jī)質(zhì)的小部分,如有機(jī)酸、單糖、多糖(包括淀粉、半纖維素、纖維素、果膠)、糖醛酸、氨基糖、木質(zhì)素、脂肪、蛋白質(zhì)、樹(shù)脂和臘質(zhì)等,
特殊化合物是指土壤中特有的腐殖物質(zhì),包括胡敏素、胡敏酸、富理酸等,占土壤有機(jī)質(zhì)的80%以上。2023/2/5
存在狀態(tài):
新鮮的有機(jī)物——指那些剛進(jìn)入土壤中未被微生物分解的動(dòng)、植物殘?bào)w。
半分解的有機(jī)物——經(jīng)微生物分解的動(dòng)、植物殘?bào)w,它們失去了原來(lái)的形態(tài)學(xué)特征,呈分散的暗黑色小塊。腐殖質(zhì)——是有機(jī)質(zhì)經(jīng)過(guò)微生物分解和再合成的一種褐色或暗褐色的大分子的膠體物質(zhì)。2023/2/52023/2/52023/2/52023/2/5
2、土壤有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化過(guò)程及影響因素(1)土壤有機(jī)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化過(guò)程各種動(dòng)、植物有機(jī)殘?bào)w進(jìn)入士壤后,進(jìn)行著多種多樣的復(fù)雜的轉(zhuǎn)化過(guò)程,這些過(guò)程可歸結(jié)為兩個(gè)對(duì)立的過(guò)程,即有機(jī)質(zhì)的礦質(zhì)化過(guò)程和腐殖化過(guò)程。這兩個(gè)過(guò)程就是有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化過(guò)程。2023/2/52023/2/5土壤有機(jī)質(zhì)(碳)的轉(zhuǎn)化2023/2/52023/2/5
礦質(zhì)化過(guò)程土壤礦質(zhì)化過(guò)程:在微生物和動(dòng)物的作用下,土壤中復(fù)雜的有機(jī)質(zhì)分解為簡(jiǎn)單的化合物的過(guò)程。土壤礦質(zhì)化系數(shù):在一定條件下,單位時(shí)間內(nèi)(一般為一年)土壤中復(fù)雜有機(jī)物分解為簡(jiǎn)單的化合物的數(shù)量。2023/2/5(1)含碳有機(jī)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化土壤有機(jī)質(zhì)中的碳水化合物如纖維素、半纖維素、淀粉等糖類,在微生物分泌的糖類水解酶的作用下,首先水解為單糖:
(C6H10O5)n+nH2O→nC6H12O6如果在好氣條件下,有好氣性微生物分解,最終產(chǎn)物為水和二氧化碳,放出的熱量多,稱氧化作用。其反應(yīng)如下:nC6H12O6+6O2→
6CO2+6H20+熱量如果在通氣不良的條件下,則在嫌氣性微生物作用下緩慢分解,并形成一些還原性氣體、有機(jī)酸,產(chǎn)生的熱量少,稱發(fā)酵作用。2023/2/5糖類的分解多糖(淀粉和纖維素)葡萄糖酒精醋酸CO2+H2O(好氣性分解)
丁酸甲烷+CO2
(嫌氣性分解)2023/2/52023/2/5(2)含氮有機(jī)化合物的轉(zhuǎn)化
①水解過(guò)程蛋白質(zhì)在微生物所分泌的蛋白質(zhì)水解酶的作用下,分解成為簡(jiǎn)單氨基酸類含氮化合物。蛋白質(zhì)→水解蛋白質(zhì)→消化蛋白質(zhì)→多肽→氨基酸。
②氨化過(guò)程蛋白質(zhì)水解生成的氨基酸在多種微生物及其分泌酶的作用下,產(chǎn)生氨的過(guò)程。③硝化過(guò)程
亞硝酸細(xì)菌和硝酸細(xì)菌在有氧條件下,將氨轉(zhuǎn)化為硝酸的過(guò)程。④反硝化過(guò)程
也稱脫氮作用。反硝化細(xì)菌在缺氧條件下,還原硝酸鹽,釋放出分子態(tài)氮(N2)或一氧化二氮(N2O)的過(guò)程。2023/2/52023/2/52023/2/52023/2/5(3)含磷、硫有機(jī)化合物的轉(zhuǎn)化土壤中有機(jī)態(tài)磷、硫等物質(zhì),經(jīng)過(guò)各種微生物的作用,分解成無(wú)機(jī)態(tài)可溶性物質(zhì)后,才能被植物吸收利用。a含磷有機(jī)化合物的分解b含硫有機(jī)化合物的分解2023/2/5土壤的腐殖化過(guò)程
土壤腐殖質(zhì)化過(guò)程:在以微生物為主導(dǎo)的生物化學(xué)因素的作用下,土壤中各種化合物重新合成為一類性質(zhì)更穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的高分子物質(zhì)的過(guò)程,即腐殖質(zhì)的形成過(guò)程。
土壤腐殖質(zhì)化系數(shù):在一定環(huán)境條件下,單位有機(jī)物質(zhì)經(jīng)過(guò)一年后形成的腐殖物質(zhì)數(shù)量。2023/2/5
土壤腐殖質(zhì)的形成是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程,大致可分為兩個(gè)階段:
第一階段:有機(jī)殘?bào)w在微生物分解作用下,其中一部分徹底礦化,最終生成CO2、H2O、NH3、H2S等無(wú)機(jī)化合物。另一部分轉(zhuǎn)化為較簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物(多元酚)和含氮化合物(氨基酸、肽等),提供了形成腐殖質(zhì)的材料。第二階段:在微生物的作用下經(jīng)縮合形成腐殖質(zhì)的基本單元。先是多元酚在微生物的作用下氧化為醌,然后醌再與含氮化合物縮合成原始腐殖質(zhì)。2.土壤的腐殖化過(guò)程2023/2/52023/2/52023/2/52023/2/5土壤腐殖質(zhì)組分
腐殖質(zhì):在以微生物為主導(dǎo)的作用下,土壤中多種芳環(huán)結(jié)構(gòu)的化合物和含氮化合物經(jīng)多重縮合作用,重新合成為一類性質(zhì)更穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的高分子物質(zhì),包括胡敏素、胡敏酸、富里酸等。2023/2/52023/2/5土壤中腐殖質(zhì)存在的形態(tài)大致有四種:(1)游離狀態(tài)的腐殖質(zhì),在一般土壤中占極少部分。(2)與礦物成分中的強(qiáng)鹽基化合成穩(wěn)定的鹽類,主要為腐殖酸鈣和鎂。(3)與含水三氧化物(4)與粘粒結(jié)合成有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合體。2023/2/52023/2/5腐殖質(zhì)的特點(diǎn)及性質(zhì)(1)松散的分子結(jié)構(gòu),水溶性差,顆粒微小,具有較大的表面能和帶電性(2)具有吸附性、代換性、氧化性和緩沖性;(3)腐殖酸的顏色是黑色或棕色的有機(jī)膠體。2023/2/52023/2/53、土壤有機(jī)質(zhì)的作用(1)是植物生長(zhǎng)所需礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的來(lái)源之一;(2)增強(qiáng)土壤的保肥保水能力和緩沖性能(3)促進(jìn)土壤團(tuán)聚體的形成,改善土壤的物理性狀;(4)促進(jìn)土壤微生物活動(dòng);(5)促進(jìn)植物的生長(zhǎng)發(fā)育,提高植物抗性。2023/2/54、增加土壤有機(jī)質(zhì)的途徑(1)大力提倡施用有機(jī)肥(2)種植綠肥翻壓(3)樹(shù)葉、秸稈還田處理(4)就地取村,提高土壤有機(jī)質(zhì)的含量2023/2/5三、土壤生物1.土壤微生物(1)土壤細(xì)菌古細(xì)菌、細(xì)菌、藍(lán)細(xì)菌、黏細(xì)菌、(2)土壤真菌真菌、藻類、地衣(3)土壤放線菌好氣微生物,分解有機(jī)質(zhì),有固氮能力。(4)土壤藻類一些綠色低等植物(5)土壤原生動(dòng)物單細(xì)胞真核生物,如鞭毛蟲(chóng)、變形蟲(chóng)、纖毛蟲(chóng)等,在土壤表層最多。2023/2/52023/2/52023/2/52023/2/52023/2/52.土壤動(dòng)物(1)后生動(dòng)物如線蟲(chóng)、蠕蟲(chóng)、蚯蚓、蝸牛、蜈蚣、螞蟻、昆蟲(chóng)等混合組成。土壤生物對(duì)土壤肥力的影響1.土壤動(dòng)物對(duì)土壤肥力的影響土壤中的動(dòng)物主要通過(guò)將植物組織嚼細(xì)或撕碎,或在土壤中進(jìn)行搬遷、攪動(dòng)、為植物殘?bào)w進(jìn)一步被微生物分解提供條件。土壤動(dòng)物的活動(dòng)可增加土壤通透性(蚯蚓)2023/2/52.土壤微生物對(duì)土壤肥力的影響有機(jī)物中的養(yǎng)分元素只有通過(guò)微生物的分解作用,才能釋放出來(lái)供植物吸收利用。3.土壤微生物在作物生長(zhǎng)和發(fā)育中的作用土壤微生物種類繁多,除了極少數(shù)是作物病害微生物,大多數(shù)對(duì)作物沒(méi)有危害,少數(shù)對(duì)作物正常的生長(zhǎng)和發(fā)育極其重要,廣義地講這部分微生物稱為土壤有益微生物。2023/2/57.1.3土壤剖面土壤剖面
指從地面向下挖掘面暴露出來(lái)的垂直切面,其深度一般達(dá)到巖石或達(dá)到成土母質(zhì)沉積的一定深度。土壤剖面構(gòu)型土壤剖面上一般分布著多個(gè)明顯不同的土壤發(fā)生層,這些發(fā)生層的組合就是土體構(gòu)型,也叫土壤部面構(gòu)型。7.1.3土壤剖面1、土壤發(fā)生層土壤發(fā)生層
具有非常明顯的、與成土母質(zhì)完全不同的土層稱為土壤發(fā)生層。土壤剖面的發(fā)生層次分化越明顯,表示土壤的發(fā)育程度越高。土壤發(fā)生層常常作為土壤分類的重要指標(biāo)。常見(jiàn)的土壤發(fā)生層有:耕作熟化層、犁底層、有機(jī)質(zhì)層、物質(zhì)淋溶層(典型為灰化層)、物質(zhì)沉積層等。1、土壤發(fā)生層(1)耕作熟化層
耕作熟化層或耕作層(也叫熟化層)是耕作土壤的重要發(fā)生層之一。犁底層是土壤耕作的產(chǎn)物,干旱地區(qū)有時(shí)不太明顯,濕潤(rùn)地區(qū)一般比較明顯。通過(guò)深耕打破犁底層,增加土壤的通透性,取得了很好的效果。犁底層對(duì)水稻土非常重要。
(2)有機(jī)質(zhì)層
有機(jī)質(zhì)層是特定的生物—?dú)夂驇戮C合成土過(guò)程的產(chǎn)物,有機(jī)質(zhì)含量很高,一般存在于土體的表層,包括殘落物層、粗有機(jī)質(zhì)層和腐殖質(zhì)層。
1、土壤發(fā)生層(3)淋溶層和沉積層
淋溶作用:許多物質(zhì)包括土壤膠體顆粒都可以溶解或分解在土壤水中,并隨著土壤水分運(yùn)動(dòng)、向下層或周圍土壤移動(dòng)。
淋溶層:使物質(zhì)遷移各損失的土層就是淋溶層。一般出現(xiàn)在土壤剖面的上部。
沉積層:隨水淋移的物質(zhì),一部分完全流出土體,一部分則在土體某一部位沉淀下來(lái),有明顯的物質(zhì)沉淀富集的土層就是沉積層。一般出現(xiàn)在土壤剖面的下部,但鹽積層多出現(xiàn)在表層土壤。2、土壤構(gòu)型
不同的土壤,其土體構(gòu)型差異非常大,但一個(gè)完整的土壤剖面,一般包括4個(gè)層次,即表土層、心土層、底土層和巖石層。
(1)表土層(A):稱為A層,基本特征是有機(jī)質(zhì)的積聚。一般包括多個(gè)亞層,如殘落物層、粗有機(jī)質(zhì)層、腐殖質(zhì)層、耕作層、犁底層、灰化層、灰漂層、過(guò)渡層等。2、土壤構(gòu)型(2)心土層(B)
稱為B層?;咎卣鳎毫苋艿奈镔|(zhì)在該層積聚,形成不同形態(tài)的新生體。一般包括多個(gè)亞層,如淀積層、碳酸鈣淀積層、鐵班淀積層、錳斑淀積層、潴育層、潛育層、過(guò)渡層等。
3.底土層
稱為C層,大多數(shù)情況下是成土母質(zhì),也可能有少量物質(zhì)淀積。4.巖石層(D)
也稱D層,如果沉積物深厚,則土壤構(gòu)型不包括此層。
2、土壤構(gòu)型(1)自然土壤培面:自然土壤部面一般分為四個(gè)基本層次:腐殖質(zhì)層、淋溶層、沉積層和母質(zhì)層。
2、土壤構(gòu)型
自然土壤剖面分為四層:(1)腐殖質(zhì)層:有機(jī)物質(zhì)的聚集層。(2)淋溶層:由于淋溶作用面使物質(zhì)遷移和損失的土層。(3)淀積層:是淋溶層遷移和損失的物質(zhì)聚集的土層。
(4)母質(zhì)層:未受成土作用影響的土層。2、土壤構(gòu)型(2)旱地耕作土壤的剖面:
旱地耕作土壤剖面一般也分為四層:即耕作層(表土層)、犁底層(亞表土層)、心土層和底土層。2、土壤構(gòu)型耕作層:
又稱表土層、熟土層、活土層。指經(jīng)常被耕翻的土壤表層,奪取15-20cm。特點(diǎn):受人類耕作活動(dòng)影響最多,有機(jī)含量高,疏松多孔,理化與生物學(xué)形狀好,肥力高。2、土壤構(gòu)型犁底層:是受農(nóng)具耕犁壓實(shí),在耕作層下形成的緊實(shí)亞表層,厚約10cm。
特點(diǎn):呈片狀結(jié)構(gòu),通氣透水不良,影響耕作層與心土層之間的物質(zhì)與能量交換傳遞,影響作物正常生長(zhǎng)所需的根系境。2、土壤構(gòu)型心土層:是介于犁底層和底土層之間的土層,也叫半熟化土層,一般厚度為20-30cm。
特點(diǎn):土體中保水保肥的重要土層,也是作生長(zhǎng)后期供水肥的主要層次。底土層:位于心土層以下的土層,一般在地表50-60cm以下。2、土壤構(gòu)型3.水稻土壤的剖面:耕作層:通常厚12-18cm,多銹斑。
犁底層:厚10cm左右,青灰色,也多銹班。
滲育層:是受灌溉水浸潤(rùn)或淋洗影響而形成的層次,厚10-20cm,顏色灰白,夾有少量銹紋、銹班或鐵結(jié)核。
2、土壤構(gòu)型3.水稻土壤的剖面:潴育層:是受水分浸潤(rùn),含鐵礦物水化面顯黃和灰色層次,有大量的銹紋、銹斑或鐵錳結(jié)核。
潛育層:是由于水溫、土溫過(guò)低,通透性不良,還原性物質(zhì)積聚而形成的層次。
母質(zhì)層:母質(zhì)層包括母質(zhì)巖和母巖。
一、土壤質(zhì)地和土壤結(jié)構(gòu)
1、土壤質(zhì)地表示土壤顆粒的粗細(xì)程度,也是土壤礦物顆粒的粗細(xì)。1)土粒大小分級(jí)—粒級(jí):是指將大小、成分及性質(zhì)基本相近的礦物質(zhì)土粒劃分為一組。分石礫、砂粒、粉粒、粘粒四大基本粒級(jí);土粒越細(xì),土壤養(yǎng)分含量越豐富,比表面積越大,對(duì)土壤肥力的作用越大。物理性砂粒:粒徑大于0.01mm的土粒。物理性黏粒:粒徑小于0.01mm的土粒。7.2土壤的物理性狀各粒級(jí)土的性質(zhì)a.石礫
山區(qū)土壤和河漫灘土壤中常見(jiàn),易漏水漏肥、損壞農(nóng)具,無(wú)保水保肥能力,不含養(yǎng)分,農(nóng)業(yè)上利用時(shí)應(yīng)進(jìn)行改良。b.砂粒
沖積平原的土壤中含量大c.粉粒在黃土中含量較高,通透性差,保水保肥力較強(qiáng),營(yíng)養(yǎng)元素含量較多,可塑性、黏結(jié)性較小。d.黏粒
含黏粒多的土壤,通透性極差,保水保肥力強(qiáng),營(yíng)養(yǎng)元素豐富等。2023/2/52)土壤質(zhì)地的分類方法指土壤中各粒級(jí)土粒所占的比例及其表現(xiàn)出的物理性質(zhì)。分砂土、壤土和黏土。3)不同質(zhì)地土壤的肥力特征和利用砂土(熱性土):粒粗、孔隙大,通氣能力強(qiáng),保水性差;養(yǎng)分含量少;溫差大;耕作省力。黏土(冷性土):粒細(xì)、孔隙小,保水性強(qiáng),通氣能力差;易吸收養(yǎng)分含量少;溫差大;耕作費(fèi)力壤土:兼有砂、黏土的優(yōu)點(diǎn),是最理想的一種土壤質(zhì)地。4)園林植物理想的物理剖面
由于自然及人類的活動(dòng),是土壤表現(xiàn)出層次性,有通體砂土型、通體黏土型、通體壤土型、上砂下粘,上粘下砂,夾砂或夾粘型。在土壤形成過(guò)程中,表層土壤中的黏?;蚣?xì)土粒隨水向下移動(dòng),或因下層土壤化學(xué)風(fēng)化作用使黏粒增多,致使土體下部在一定深度黏粒增多,形成黏化層,導(dǎo)致上砂下黏的土壤質(zhì)地剖面層次。經(jīng)常不斷的耕、耙、耱、中耕及農(nóng)具的重壓,也使土壤在耕層底下形成緊實(shí)的犁底層。鑒別時(shí)看各層的厚度。2023/2/55)土壤質(zhì)地的改良客土改良大量施用有機(jī)肥種樹(shù)種草,培肥土壤施用特殊土壤基質(zhì)加強(qiáng)土壤治理2023/2/52023/2/52023/2/52023/2/52、土壤結(jié)構(gòu)
土壤結(jié)構(gòu)是指土壤顆粒(沙、粉粒和黏粒)相互膠結(jié)在一起而形成的團(tuán)聚體的結(jié)構(gòu),是由不同的土壤結(jié)構(gòu)體組成的。土壤結(jié)構(gòu)體的類型及其特征
單獨(dú)存在的土壤顆粒稱為單粒,除了大的石礫或粗粒,土壤中很少有單粒。土壤顆粒一般都相互聯(lián)結(jié)在一起,形成復(fù)?;驁F(tuán)聚體。2023/2/51)塊狀結(jié)構(gòu)體和核狀結(jié)構(gòu)體
塊狀結(jié)構(gòu)體為立方體型,長(zhǎng)、寬、高大體相等,邊面一般不明顯,外形不規(guī)則,結(jié)構(gòu)體內(nèi)部緊實(shí),北方農(nóng)民稱為“土坷垃”。在黏重的心土層,常常見(jiàn)到多棱角的碎塊,系由石灰質(zhì)或鐵的氧化物膠膜結(jié)而成,內(nèi)部十分緊實(shí),稱為核狀結(jié)構(gòu)體。2)片狀結(jié)構(gòu)體
片狀結(jié)構(gòu)體呈薄片狀,常出現(xiàn)在犁底層,由于長(zhǎng)期耕作受壓,使土粒黏結(jié)成堅(jiān)實(shí)緊密的薄土片,成層排列。2023/2/53)柱狀結(jié)構(gòu)體和棱柱狀結(jié)構(gòu)體
縱軸大于橫軸呈直立型,棱角不明顯的為圓柱狀結(jié)構(gòu)體,棱角明顯的為棱柱狀結(jié)構(gòu)體,大多出現(xiàn)在黏重的底土層、心土層和堿土的堿化層。4)團(tuán)粒結(jié)構(gòu)體
團(tuán)粒結(jié)構(gòu)體是指近似球形的較疏松多孔的小土團(tuán),直第一般為0.25~10mm,直徑小于0.25mm的為微團(tuán)粒。一般在耕層較多,其數(shù)量的多少和質(zhì)量的好壞,在一定程度上反映了土壤肥力的水平,改良土壤結(jié)構(gòu)性實(shí)際上是指促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)體的形成。2023/2/52023/2/5團(tuán)粒結(jié)構(gòu)體不僅顆粒之間的空隙較大,更重要的是團(tuán)粒結(jié)構(gòu)體內(nèi)部還存在大小不同的空隙。2023/2/5團(tuán)粒結(jié)構(gòu)與土壤肥力的關(guān)系
良好的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)體一般應(yīng)具備以下3方面的性質(zhì):
1)具有一定的大??;2)具有多級(jí)孔隙;3)具有一定的穩(wěn)定性團(tuán)粒結(jié)構(gòu)與土壤肥力的關(guān)系主要表現(xiàn)在以下幾方面:1) 調(diào)節(jié)土壤水分與空氣的矛盾2) 協(xié)調(diào)土壤養(yǎng)分的消耗和積累的矛盾3) 穩(wěn)定土溫,調(diào)節(jié)土壤熱狀況4) 改善土壤耕性,有利于作物根系伸展2023/2/55)創(chuàng)造良好的土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的措施1.精耕細(xì)作,增施有機(jī)肥料2.合理灌溉,適時(shí)耕耘3.施用石灰及石膏4.土壤結(jié)構(gòu)改良劑的應(yīng)用2023/2/57.2.2土壤通氣性和土壤孔隙性狀1)土壤通氣性土壤通氣性指土壤允許氣體通過(guò)的能力。只有通氣性良好的土壤,才能使空氣和土壤進(jìn)行氣體交換。2023/2/52)土壤的孔隙性狀
土壤孔隙是指土壤中大小不等、彎彎曲曲、形狀各異的各種孔洞。是容納土壤水分和土壤空氣的空間,是物質(zhì)和能量交換的場(chǎng)所,也是植物根系伸展和土壤動(dòng)物及微生物棲息、生活、繁衍的地方。土壤孔隙性狀包括孔隙度(孔隙總量)和孔隙類型(孔隙的大小及比例)兩方面。
2023/2/52023/2/52023/2/5(1)土壤孔隙度
土壤孔隙度是指單位土壤面積內(nèi)孔隙所占的比例(一般采用百分?jǐn)?shù)形式),又稱為孔度,是土壤中各種大小孔隙總和的指標(biāo)。一般用土壤表觀密度和土壤實(shí)際密度兩個(gè)參數(shù)間接計(jì)算出來(lái)。
土壤表觀密度:?jiǎn)挝蝗莘e的固體土粒(包括粒間孔隙)的質(zhì)量,叫作土粒密度或土壤密度,單位是g/cm3。
2023/2/5土壤實(shí)際密度
土壤實(shí)際密度:?jiǎn)挝蝗莘e原狀土壤(不包括孔隙)的質(zhì)量,單位是g/cm3。
土壤質(zhì)量:是指土壤在105℃~110℃條件下的烘干質(zhì)量。密度=固體質(zhì)量/固體體積2023/2/52023/2/5(2)土壤孔隙的類型及其有效性當(dāng)量孔徑與土壤水吸力
當(dāng)量孔徑:相當(dāng)于一定的土壤水吸力的孔徑,單位為mm。
土壤水吸力:土壤基質(zhì)對(duì)水分的吸附和保持能力。
2023/2/52023/2/5(2)土壤孔隙的類型及其有效性根據(jù)孔隙中的土壤水吸力大小將孔隙劃分為以下3種類型:非活性孔隙非活性孔隙又叫無(wú)效孔隙、束縛水孔隙或微孔隙,是土壤中最細(xì)的孔隙,其當(dāng)量孔徑小于0.002mm,土壤水吸力在1500Pa以上。被吸附水所充滿。它們不易運(yùn)動(dòng),也不易損失,不能為植物所利用,也不能通氣。根毛和微生物不能進(jìn)入此孔隙。2023/2/52023/2/5毛管孔隙這是指土壤中毛管水所占據(jù)的孔隙,其當(dāng)量孔徑約為0.002~0.02mm。毛管孔隙中的土壤水吸力約為1.5×104~1.5×105Pa。植物細(xì)根、原生動(dòng)物和真菌等也難進(jìn)入毛管孔隙中,但植物根毛和一些細(xì)菌可在其中活動(dòng),其中保存的水分可被植物吸收利用。
毛細(xì)管作用:是指當(dāng)把孔徑很細(xì)的管子(一般小于0.06mm)插入水中時(shí),水進(jìn)入管中并上升到一定的高度。2023/2/52023/2/5非毛管孔隙(通氣孔隙)這種孔隙比較粗大,其孔徑大于0.02mm,水分在重力的作用下迅速排出土體,或下滲補(bǔ)充地下水,或成為通氣的通道,為空氣流動(dòng)的通道,通氣孔隙??梢苑譃榇挚祝?gt;0.2mm)和中孔(0.02~0.2mm)。前者有利于排水,植物的細(xì)根可伸入其中;后者是原生動(dòng)物、真菌和根毛的棲身地。
許多試驗(yàn)證明,作物對(duì)孔隙總量及大、小孔隙比例的要求是:一般旱地土壤,總孔隙度應(yīng)>50%,空氣孔隙>l0%,大小孔隙比在1:2-4為好。2023/2/52023/2/5(3)園林生產(chǎn)理想的剖面孔隙度
一般來(lái)說(shuō),適合園林植物生長(zhǎng)的土壤孔隙狀況為:表層土壤(0~15m)的總孔隙度為50%~60%,其中通氣孔隙度為15%~20%,底層土壤(15~30cm)分別為50%和10%,即“上松下緊”的土體孔隙構(gòu)形。一般來(lái)說(shuō),非活性孔較多的土壤如黏土,通氣透水性極差,容易產(chǎn)生地表積水或徑流,微生物活動(dòng)低,養(yǎng)分轉(zhuǎn)化慢,耕作質(zhì)量差,幼苗出土慢,植物扎根困難。通氣孔隙較多的土壤如砂質(zhì)土壤,通氣透水性好,容易漏水漏肥,有利于植物根系的發(fā)育,但太松也使植物根系難以扎穩(wěn)。
2023/2/53)土壤空氣
土壤的空氣組成與大氣相似。
表8-1土壤空氣與大氣組成比較(容積%)氣體O2CO2N2其它氣體近地面大氣20.940.0378.050.98土壤空氣18~20.030.15~0.6578.8~80.24未測(cè)(1)土壤空氣的特點(diǎn)及其與園林植物生長(zhǎng)的關(guān)系:土壤空氣中的CO2含量高于大氣土壤空氣中的O2含量低于大氣土壤空氣中水汽含量一般高于大氣土壤空氣中含有較多的還原性氣體土壤空氣成分隨時(shí)空而變化土壤空氣的變化規(guī)律:隨著土層深度的增加,土壤空氣中CO2含量增大,O2含量減少,無(wú)論在膜地或露地均是如此;
氣溫和土溫升高,根系呼吸加強(qiáng),微生物活動(dòng)加快,土壤空氣中CO2含量增加,夏季CO2含量最高;
覆膜田塊的CO2含量明顯高于未覆稻草原露地,而O2則反之.土壤空氣中的CO2和O2的含量是相互消長(zhǎng)的,二者的總和維持在19~22%之間.注意:①土壤空氣對(duì)植物生長(zhǎng)的影響,有許多過(guò)程和因素需進(jìn)一步研究。如土壤微生物需O2有一個(gè)很寬的范圍。②僅僅一個(gè)空氣容量指標(biāo)并不能肯定土壤是否能滿足植物和微生物對(duì)氧的需求。③土壤中CO2濃度對(duì)植物生長(zhǎng)的影響也有待進(jìn)一步研究?,F(xiàn)有的研究表明,某一特定植物對(duì)CO2濃度有一最佳值,過(guò)高或過(guò)低都會(huì)引起根系生長(zhǎng)衰退。過(guò)高濃度CO2往往伴隨缺O(jiān)2而造成不良后果,但一定濃度CO2對(duì)植物生長(zhǎng)也有促進(jìn)作用,而且CO2造成的土壤溶液的微酸性也有利于有些土壤養(yǎng)分的釋放.適時(shí)中耕松土增施有機(jī)肥排水對(duì)旱作土壤,有中耕松土,深耙勤鋤,打破土表結(jié)殼,疏松耕層等措施。對(duì)于水田土壤,可通過(guò)落水曬田、曬垡,擱田及合理的下滲速率等措施。(2)土壤空氣狀況的調(diào)節(jié)7.2.3
土壤水分1)土壤水的作用土壤水分是園林植物生長(zhǎng)發(fā)育必不可少的物質(zhì)條件土壤水可以被植物直接吸收土壤水分能改善植物的營(yíng)養(yǎng)狀況土壤水分還能調(diào)節(jié)土壤的溫度土壤干旱不僅影響植物的生長(zhǎng),也威協(xié)著土壤動(dòng)物的生存7.2.3
土壤水分
2)土壤水分的類型及有效性
土壤中的水并不是純水,而是溶解有一定濃度無(wú)機(jī)、有機(jī)離子和分子的稀薄溶液,也稱為土壤溶液。
土壤水不僅存在于土壤孔隙中,而且在有機(jī)物和礦物的分子結(jié)構(gòu)中也有水、這部分水稱為結(jié)構(gòu)水。土壤水一般不包括結(jié)構(gòu)水,僅指在105~110℃下能從土壤中驅(qū)逐出來(lái)的水分。土壤水分一般分為5種類型:吸濕水、膜狀水、毛管水、重力水和地下水。2023/2/52023/2/52023/2/5
(1)吸濕水
是指土壤顆粒借表面分子引力牢固的吸附一層或數(shù)層水分子,這部分水稱為吸濕水,其含量稱為土壤吸濕量。當(dāng)大氣相對(duì)濕度達(dá)到100%時(shí),吸濕量達(dá)到最大值,稱為最大吸濕量或吸濕系數(shù)。(2)膜狀水
當(dāng)土壤顆粒吸附空氣中的水分達(dá)到飽和即達(dá)到最大吸濕量時(shí),土壤顆粒仍然可以吸附水分,并形成一層水膜,這種水稱為膜狀水。膜狀水達(dá)到最大數(shù)量時(shí)的土壤含水量稱為最大分子持水量。
2023/2/52023/2/5
(3)毛管水
土壤中存在大量的毛管孔隙,毛管孔隙中的水分就是毛管水。根據(jù)地下水與毛管水是否連接,可將毛管水分為毛管懸著水和毛管上升水兩種。毛管懸著水是指沒(méi)有與地下水連通時(shí),保持在土壤毛管孔隙中的水分,其最大值稱為田間持水量,通常作為灌溉水量定額的最高指標(biāo)。毛管上升水是指由于地下水借毛管引力的作用,從下向上移動(dòng),并保持在毛管中的水分,其最大值稱為毛管持水量。2023/2/5
(4)重力水
指土壤中只受重力作用沿著大孔隙向下運(yùn)動(dòng)的那部分水分。只有當(dāng)土壤水分含量高過(guò)土壤田間持水量時(shí)才能出現(xiàn)重力水。(5)地下水
當(dāng)重力水下滲過(guò)程中遇到不透水層時(shí),就會(huì)在該層上面聚積形成地下水。2023/2/52023/2/53)土壤含水量的表示方法:
(1)質(zhì)量含水量
指每千克烘干土壤的水分含量。
土壤質(zhì)量含水量=土壤水質(zhì)量/烘干土質(zhì)量(2)容積含水量
指每立方厘米土壤中水分的毫升數(shù)。
土壤容積含水量=土壤水體積/土壤總體積(3)相對(duì)含水量
指土壤含水量占田間持水量的比例(一般采用百分?jǐn)?shù)形式)。
土壤相對(duì)含水量=土壤質(zhì)量含水量/土壤田間持水量(4)蓄水量
指一定厚度土層內(nèi)水的儲(chǔ)量,以噸表示2023/2/52023/2/53)園林植物環(huán)境水分環(huán)境狀況的調(diào)節(jié)
(1)灌溉(2)排水(3)中耕保墑
土壤相對(duì)含水量=土壤質(zhì)量含水量/土壤田間持水量(4)創(chuàng)造園粒結(jié)構(gòu)(5)增加地面覆蓋2023/2/57.2.4土壤的溫度
土壤溫度就是土壤熱量狀況,既是土壤肥力因素之一,也是土壤的重要物理性質(zhì)。思考:土壤為什么會(huì)有溫度?土壤熱量來(lái)源太陽(yáng)的輻射能(主要熱量來(lái)源)生物熱地球內(nèi)熱1)土壤的熱性質(zhì)(1)土壤熱容量
指單位質(zhì)量(重量)或容積的土壤每升高(或降低)1℃所需要(或放出的)熱量。一般以C代表質(zhì)量(重量)熱容量,Cv代表容積熱容量。
思考:為什么沙性土升溫快,而黏性土升溫慢呢?
第三節(jié)土壤熱性質(zhì)
不同土壤組分的熱容量
不同的土壤組成成分,其熱容差異很大,礦質(zhì)土粒為0.71J/(g·℃),有機(jī)質(zhì)為1.93J/(g·℃),水為4.19J/(g·℃),空氣為0.0013J/(g·℃)。土壤中的礦質(zhì)土粒和有機(jī)質(zhì)含量變化很小,而土壤含水量時(shí)刻都在變化,土壤空氣隨之也不斷變化??梢?jiàn)土壤的熱容主要決定于土壤的水分含量。含水高的土壤,熱容較大,土壤溫度變化慢,俗稱冷性土,如黏重的土壤;而質(zhì)地輕的砂質(zhì)土含水量較低,土壤熱容量,土壤溫度非常容易提高或降低,俗稱熱性土。
第三節(jié)土壤熱性質(zhì)(2)土壤導(dǎo)熱性導(dǎo)熱性:土壤具有對(duì)所吸熱量傳導(dǎo)到鄰近土層性質(zhì),稱為導(dǎo)熱性。導(dǎo)熱性大小用導(dǎo)熱率表示。導(dǎo)熱率:在單位厚度(1厘米)土層,溫差為1℃時(shí),每秒鐘經(jīng)單位斷面(1厘米2)通過(guò)的熱量焦耳數(shù)()。其單位是J.cm-1.s-1.℃-1。
第三節(jié)土壤熱性質(zhì)圖1干燥土壤熱傳導(dǎo)示意圖圖2濕潤(rùn)土壤熱傳導(dǎo)示意圖土壤導(dǎo)熱性能主要決定于土壤的含水量、松緊度和孔隙狀況。一般來(lái)說(shuō),質(zhì)地輕的土壤比黏重的土壤導(dǎo)熱性能要好;隨著土壤含水量的增加,導(dǎo)熱性提高。(三)土壤的導(dǎo)溫性土壤導(dǎo)溫率:是指在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,在土層垂直方向上每厘米距離內(nèi),1℃的溫度梯度下,每秒流入1cm2土壤斷面面積的熱量,使單位體積(1cm3)土壤所發(fā)生的溫度
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