植物生长与土壤环境

第七章植物生长与土壤环境目录上一页下一页退出第七章植物生长与土壤环境第一节土壤的固相组成第二节土壤的理化性质第三节土壤环境的调控目录上一页下一页退出第一节土壤的固相组成一、土壤矿物质二、土壤有机质三、土壤微生物目录上一页下一页退出概述土壤–土壤是指地球陆地上具有肥力特征，能够生长绿色植物的疏松表层。–土壤肥力是指土壤供应和协调植物的生长所需的养分、水分、空气和热量等生活因素的能力。因此我们把水、肥、气、热—称为四大肥力因素。要点要点目录上一页下一页退出土壤肥力根据土壤肥力的来源，土壤肥力分为自然肥力和人为肥力。自然肥力是指土壤在自然因素综合作用下发生和发展起来的肥力。人为肥力是自然土壤经过开垦耕种以后，在人类生产活动影响下创造出来的肥力。根据土壤肥力的经济效果，土壤肥力分为有效肥力和潜在肥力。有效肥力是指在农业生产（当季生产）中能表现出来，产生经济效果的那部分肥力。潜在肥力是指暂时不能被植物吸收利用，在当季生产中没有直接反映出来的那部分肥力。本节要点目录上一页下一页退出土壤组成矿物质占38％以上有机质仅12％以下矿物质—占固体重量的95%以上有机质—占固体重量的5%以下体积比重量比被土壤溶液、土壤空气充满固相液相气相孔隙占50%左右本节要点目录上一页下一页退出一、土壤矿物质土壤矿物质是岩石矿物风化形成的矿物颗粒的统称。包括原生矿物和次生矿物。土壤矿物质的化学组成：氧、硅、铝、铁、钙、镁、钠、钾、钛、磷等10种元素占土壤矿物质总重的99%以上。以氧、硅、铝、铁为最多，称之为土壤的骨干部分。本节要点目录上一页下一页退出1、土壤粒级粒级：按照土粒直径(粒径)的大小及其性质分成的若干个等级。土粒一般分为石砾、砂粒、粉粒、黏粒四个基本粒级。常用的分级标准有：国际制、卡庆斯基制和中国制。特点：颗粒愈大，透气性愈好，保水保肥力愈差。本节要点目录上一页下一页退出1、土壤粒级表4-3常见的土壤粒级制当量粒径(毫米)中国制(1987)卡钦斯基制(1957)美国农部制(1951)国际制(1930)3-2石砾石砾石砾石砾2-1极粗砂粒1-0.5粗砂粒粗砂粒粗砂粒粗砂粒0.5-0.25物中砂粒中砂粒0.25-0.2理细砂粒0.2-0.1细砂粒性细砂粒0.1-0.05砂极细砂粒细砂粒0.05-0.02粗粉粒粒粗粉粒0.02-0.01粉粒0.01-0.005中粉粒物中粉粒粉粒0.005-0.002细粉粒理细粉粒0.002-0.001粗粘粒性0.001-0.0005粘粘粗粘粒粘粒粘粒0.0005-0.0001细粘粒粒粒细粘粒0.0001胶质粘粒表7-1常用粒级分类标准本节要点目录上一页下一页退出2、土壤质地土壤质地是指各粒级土粒占土壤重量的百分数，也叫土壤的机械组成。质地分类标准：国际制、卡庆斯基制、中国制本节要点目录上一页下一页退出我国土壤质地分类标准质地类别质地名称颗粒组成（％）砂粒1~0.05mm粗粉粒0.05~0.01mm粘粒＜0.001mm砂土粗砂土细砂土面砂土＞7060~7050~60――――壤土砂粉土粉土＞20＜20＞40＜30粉壤土粘壤土砂粘土＞20＜20＞50＜40――＞30＞30粘土粉砂土壤粘土粘土――――――――30~3535~4040本节要点目录上一页下一页退出土壤质地与肥力的关系砂粒大于50%；养分少。通气透水，不保水肥；温度变化快，暖性土；耕性好，发小苗不发老苗砂土类土壤黏土类土壤粘粒含量≥30%，养分充足，通透性差，保水保肥力强，难升温，难出苗，有后劲。壤土类土壤砂粘适中，养分充足，土壤孔隙适当，保水保肥力强，土温暖，耕性好，有后劲。本节要点目录上一页下一页退出土壤质地的改良（1）增施有机肥料。（2）掺砂掺粘、客土调剂。（3）翻淤压砂、翻砂压淤。（4）引洪放淤、引洪漫沙。（5）种树种草。培肥土壤。本节要点目录上一页下一页退出二、土壤有机质土壤有机质泛指土壤中来源于生命的物质。耕层土壤有机质含量通常在1%～6%。本节要点目录上一页下一页退出1、土壤有机质的来源及形态来源–农业土壤有机质的重要来源是每年施用的有机肥料和每年作物的残茬和根系以及根系分泌物。形态–新鲜有机质——土壤中未分解的动、植物残体。–半分解的有机质——有机质已被微生物分解，多呈分散的暗黑色小块。–腐殖质——有机残体在土壤腐殖质化的过程中形成的一类褐色或暗褐色的高分子有机化合物。本节要点目录上一页下一页退出2、土壤有机质的转化过程1、有机质的矿化过程–有机质在微生物作用下，分解为简单无机化合物的过程，其最终产物为CO2、H2O等。2、土壤有机质的腐殖化过程–是形成土壤腐殖质的过程。一般分两个阶段。•第一阶段是在有机残体分解中形成腐殖质分子的基本成分.如多元酚、含氮有机化合物(如氨基酸)等；•第二阶段是在各种微生物群(细菌、霉菌、链霉菌等)分泌的酚氧化酶作用下，把多元酚氧化成醌3、影响土壤有机质转化的因素–①有机质的碳氮比②土壤水、热状况–③土壤通气状况④土壤酸碱性本节要点目录上一页下一页退出有机质的分解与合成示意图本节要点目录上一页下一页退出3、腐殖质的组成和性质（一）腐殖质的组成本节要点目录上一页下一页退出3、腐殖质的组成和性质（二）腐殖质的性质1．腐殖质不是一种纯的化合物，而是代表一类有着特殊化学和生物本性的，构造复杂的高分子有机化合物。2．腐殖质的元素成分，主要是C、H、O、N、P、S、Ca等。3．腐殖质是一种黑色或棕色的有机胶体。以芳香族核为主体，附以各种功能团。4.腐殖质带有电荷，并且是两性胶体，在通常情况下，它所带的电荷是负的。5.腐殖质的凝聚作用，可促进土粒胶结起来形成水稳性的团粒结构。本节要点目录上一页下一页退出4、土壤有机质对土壤肥力的作用（1）土壤养分的主要来源（2）改善土壤物理性质（3）提高土壤的保肥性和缓冲性（4）促进作物生长发育（5）有助于消除土壤的污染本节要点目录上一页下一页退出三、土壤微生物土壤微生物是土壤中最原始的活有机体。其作用是：分解有机质，合成腐殖质，转化土壤中难溶性的矿质养分及固氮。细菌：70%~90%。好气菌，厌气菌，兼性厌气菌。固氮菌，根瘤菌。放线菌：5%~20%，碱性土壤。真菌：土壤表层。原生动物：鞭毛虫类，根足虫类，纤毛虫类。藻类：蓝绿藻，硅藻，绿藻。本节要点目录上一页下一页退出第二节土壤的基本理化性质一、土壤孔性二、土壤结构性三、土壤耕性四、土壤吸收性能五、土壤酸碱性目录上一页下一页退出一、土壤孔性土壤孔性，是指能够反映土壤孔隙总容积的大小，孔隙的搭配及孔隙在各土层中的分布状况等的综合特性。土壤孔性包括孔隙度（孔隙数量）和孔隙类型（孔隙的大小及其比例），前者决定着土壤气、液两相的总量，后者决定着气、液两相的比例。本节要点目录上一页下一页退出1、土壤孔隙度孔隙度——单位容积土壤中孔隙容积占整个土体容积的百分数。土壤容重——单位容积土壤（包括孔隙在内的原状土）的干重。土壤密度——单位容积固体土粒（不包括粒间孔隙）的质量。孔隙比——土壤中孔隙容积与土粒容积的比值，结构良好的耕层土壤的孔隙比应≥1。容重孔隙度%=（1－比重）×100孔隙度孔隙比%=1-孔隙度×100本节要点目录上一页下一页退出2、土壤孔隙类型根据孔隙的大小及作用将土壤孔隙分为三级：非活性孔隙、毛管孔隙和通气孔隙。非活性孔隙：–土壤中最细微的孔隙，当量孔径一般小于0.002mm，土壤水吸力＞1.5×105Pa。保持在这种孔隙中的水分不易运动，也不能被植物吸收利用。因此属于无效孔。毛管孔隙：–当量孔径约为0.02～0.002mm，土壤水吸力约1.5×104Pa～1.5×105Pa，具有毛管作用。水分可借助毛管弯月面力保持贮存在该类孔隙中，可被植物吸收利用。通气孔隙：–孔径0.02mm，土壤水吸力1.5×104Pa。这类孔隙中的水分主要受重力支配而排出，因而这部分孔隙成为空气的通道。本节要点目录上一页下一页退出3、影响土壤孔性的因素1、土壤质地：–黏土的总孔隙度大，一般为45％～60％，但孔径小而均一。砂土总孔隙度小，一般为33％～45％，孔隙以大孔隙居多。壤土孔隙度居中，孔径大小比例适当。2、土壤结构：–具有团粒结构的土壤，多土壤疏松，孔隙状况好。含有其它结构体的土壤颗粒排列紧实，土壤总孔隙度相应降低，特别是空气孔隙度降低，而无效孔隙度增加。3、有机物质：–由于有机物质本身疏松多孔，又能促进土壤结构的形成，所以富含有机物质的土壤孔度较高。4、自然和耕作因素：–降雨、施肥、灌溉及耕作等外界条件对土壤孔性也有影响。本节要点目录上一页下一页退出4、土壤孔隙状况与作物生长的关系理想土壤孔隙状况：–30cm耕层，“上松下紧”。上部土壤（0~15cm）——总孔隙度为50%~60%，通气孔隙度15%~20%。上部有利于通气、透水和种子发芽、出土。下部土壤（15~30cm）——总孔隙度为50%，通气孔隙度10%。下部紧实有利于保水和根系深扎。本节要点目录上一页下一页退出二、土壤结构性土壤结构性——–土壤中结构体的形状、大小及其排列情况。常见的结构类型–块状结构–核状结构–柱状结构–片状结构–团粒结构本节要点目录上一页下一页退出（一）常见的结构类型块状结构体——结构体属于立方体型，其长、宽、高三轴大体近似，边面棱不甚明显，块状结构在土壤质地比较粘重、缺乏有机质的土壤中容易形成，特别是土壤过湿或过干耕作时最易形成。核状结构体——结构体长、宽、高三轴大体近似，边面棱角明显，比块状结构体小，核状结构体一般多为石灰或铁质作为胶结剂，在结构面上有胶膜出现，故常具水稳性，这类结构体在粘重而缺乏有机质的表下层土壤中较多。本节要点目录上一页下一页退出（一）常见的结构类型柱状结构体——结构体呈立柱状，棱角明显有定形者称为棱柱状结构体，棱角不明显无定形者称为拟柱状结构体，其柱状横截面大小不等。柱状结构体常出现于半干旱地带的表下层，以碱土、碱化土表下层或粘重土壤心土层中最为典型。片状结构体——结构体呈扁平状，其厚度可1cm，也可5cm。这种结构体往往由于流水沉积作用或某些机械压力所造成，常出现于森林土壤的灰化层、碱化土壤的表层和耕地土壤的犁底层。此外，在雨后或灌溉后所形成的地表结壳或板结层，也属于片状结构体。本节要点目录上一页下一页退出1.常见的结构类型团粒结构体——通常指土壤中近乎球状的小团聚体，其直径约为0.25-10mm，具有水稳定性，对土壤肥力诸因素具有良好作用，农林业生产中最理想的团粒粒径为2-3mm。粒径0.25mm者称为微团粒，是形成团粒的基础。团粒结构体一般存在于腐殖质较多、植物生长茂盛的表土层中。团粒结构是经过多级复合团聚而成，总孔隙度较高，团粒内部主要是毛管孔隙，团粒之间主要是空气孔隙，大小孔隙并存，搭配得当。本节要点目录上一页下一页退出2.土壤团粒结构形成（1）形成过程：–单粒初级复粒或小土团–初生胶粒粘接结构体（2）形成条件：胶结物质；外力作用–胶结物质——有机胶体--腐殖质多糖粘液–无机胶体--粘粒铁铝的氢氧化物等–钙及其它阳离子--凝聚负电颗粒–外力作用——胶体凝聚作用–干湿交替与冻融交替–生物作用本节要点目录上一页下一页退出3.团粒结构与土壤肥力的关系协调土壤水、气矛盾协调土壤有机养分消耗与积累矛盾能稳定土壤温度，使温度状况适宜改良土壤耕性，有利于根系伸展团粒结构是改进土壤固、液、气三相比的一个重要因素。有团粒结构的土壤中，水、肥、气热比较相互协调，被称为土壤肥力调节器。本节要点目录上一页下一页退出创造良好的土壤团粒结构的措施精耕细作，增施有机肥料合理的轮作倒茬合理灌溉，适时耕耘施用石灰及石膏土壤结构改良剂的应用本节要点目录上一页下一页退出三、土壤耕性土壤耕性是指土壤在耕作过程中，所表现出来的特性。本节要点目录上一页下一页退出1.土壤物理机械性土壤的物理机械性是土壤多项动力学性质的统称1.土壤粘结性——土粒与土粒之间由于分子引力而相互粘结在一起的性质。是土壤有耕作时产生阻力的主要原因之一。2.土壤粘着性——土壤在一定含水量的情况下，土粒粘着外物表面的性能。3.可塑性——土壤在一定含水量范围内，可被外力任意改变成各种形状，当外力解除和土壤干燥后