土壤肥料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生態(tài)系統(tǒng)重要性

1、第一節(jié) 土壤肥料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生態(tài)系統(tǒng)重要性 第二節(jié) 土壤和肥料的基本概念 第三節(jié) 近代土壤肥料科學(xué)發(fā)展概況緒 論1 土壤、肥料廣泛存在于自然中。但人們從不同利用角度、用不同的方法來(lái)研究它，就會(huì)產(chǎn)生不同的認(rèn)識(shí)。對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)中能量與物質(zhì)循環(huán)的起始點(diǎn)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)鏈環(huán)中的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)種植業(yè)來(lái)說(shuō)，只有全面理解土壤肥料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)系統(tǒng)重要性，才能正確認(rèn)識(shí)土壤肥料并掌握其變化規(guī)律，使之更好地服務(wù)于種植業(yè)。2第一節(jié) 土壤肥料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生態(tài)系統(tǒng)中的地位和作用 一、土壤是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基本生產(chǎn)資料和農(nóng) 業(yè)生產(chǎn)鏈環(huán)中物質(zhì)與能量循環(huán)的樞紐(一)土壤是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基本資料3 飼養(yǎng)業(yè) 種植業(yè) 綠色植物所必需生活條件:日光、熱量

2、、空氣、水分和養(yǎng)分，除日光、空氣外，大部分來(lái)自土壤。此外，土壤還為植物提供了根系伸展的空間和機(jī)械支撐作用。 動(dòng)物生產(chǎn)以植物生產(chǎn)資料為食料農(nóng)業(yè)生產(chǎn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)4（二）土壤是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)鏈環(huán)中物質(zhì)和能量循環(huán)樞紐植物生產(chǎn)動(dòng)物生產(chǎn)土壤管理農(nóng)業(yè)生產(chǎn)三環(huán)節(jié)（二）土壤是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)鏈中物質(zhì)和能量的循環(huán)樞紐5二、土壤是自然界中具有再生作用的自然資源1 我國(guó)土壤資源簡(jiǎn)況 土壤是相對(duì)不可再生的自然資源,也是不可代替的自然資源。 我國(guó)土壤資源豐富,國(guó)土面積960萬(wàn)km2,但是我國(guó)是個(gè)多山的國(guó)家,各種山地丘陵地面積占全部土地面積的65,平原區(qū)土地僅占35。6 我國(guó)人均耕地面積為0.13hm2 , 不到世界人均耕地的l3。人均林地

3、面積0.11hm2 , 占世界人均林地面積的19。人均草地面0.28hm2 , 不到世界人均草地面積的12。我國(guó)人均土地面積情況7 據(jù)統(tǒng)計(jì)， 全球土壤退化面積已達(dá)1960萬(wàn) km2。全世界每年因土壤侵蝕所損失的土壤養(yǎng)分幾乎等于世界商品肥料的 生 產(chǎn) 量， 每年土壤流失達(dá)750億 t，相當(dāng)于4 000億美元的損失。在土壤退化總面積中約有7 600萬(wàn)hm2受鹽堿土的影響，占退化土壤總面積的4。受各種有毒化合物污染影響的面積2200萬(wàn)hm2 ,占退化總面積的1.l。8 據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)目前水土流失面積達(dá)367萬(wàn)km2 ，占國(guó)土總面積的38.2%。其中水蝕面積已發(fā)展至 179.4萬(wàn)km2,占國(guó)土面積的 1

4、8.6，每年流失表土約 60億 t。耕地中有667萬(wàn)800萬(wàn)hm2 ，已發(fā)生次生鹽化，有1.0億hm2 草地退化。我國(guó)現(xiàn)已有重金屬污染耕地 2 000萬(wàn)hm2 ，農(nóng)藥污染耕地 1300 萬(wàn)1600萬(wàn)hm2 ，受酸雨危害的耕地達(dá) 267萬(wàn)hm2 。 9三、土壤是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分地殼表層的巖石受到太陽(yáng)幅射熱以及大氣圈、水圈、生物圈中水、氧、二氧化碳和生物的共同作用，逐漸風(fēng)化破碎，形成了一個(gè)疏松的外殼，叫做風(fēng)化殼。10 風(fēng)化殼的表層生物活動(dòng)強(qiáng)烈，生物（包括植物、動(dòng)物、微生物）比較集中，積累了較多的有機(jī)質(zhì)。這個(gè)風(fēng)化殼的表層就是 土壤。 11 從土壤在地球上的位置可見(jiàn)，它在自然界不是孤立存在的

5、。 土壤和巖石、大氣、水、生物處在永恒的相互作用中，這種相互作用表現(xiàn)在它們之間不斷地進(jìn)行著物質(zhì)與能量的循環(huán)和轉(zhuǎn)化。12從上到下可以分為三層： 第一層是來(lái)自宇宙的能流（光、熱）和來(lái)自大氣的物質(zhì)流（H2O、CO2、O2、N2等），其中部分為生物固定，形成生物物質(zhì)，部分又經(jīng)生物呼吸、蒸發(fā)蒸騰和吹揚(yáng)又進(jìn)入大氣；13 第二層是生物與土壤間以及同大氣、水圈之間的物質(zhì)、能量的交換。綠色植物利用光能與來(lái)自土壤的水分和養(yǎng)分制造有機(jī)物質(zhì)，這些物質(zhì)在土壤中經(jīng)微生物的分解，部分歸還大氣，部分進(jìn)入巖層，部分殘留于土壤中進(jìn)行再循環(huán)；14 第三層是土壤與巖石或巖石風(fēng)化體之間的物質(zhì)與能量交換，例如水分、熱量進(jìn)入巖石圈，促進(jìn)巖

6、石風(fēng)化，而巖石的風(fēng)化又為土壤和生物提供了營(yíng)養(yǎng)元素。 因此，土壤圈處于大氣圈、水圈、巖石圈和生物圈其它圈層相互緊密交接的的地帶，構(gòu)成了結(jié)合無(wú)機(jī)界和有機(jī)界的中心環(huán)節(jié)。 15 四、土壤是最珍貴的自然資源 1. 土壤資源數(shù)量有限性； 2. 土壤資源質(zhì)量可變性； 3. 土壤資源空間分布上固定。16五、土壤肥料是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各項(xiàng)技術(shù)措施的基礎(chǔ) 要實(shí)行“科學(xué)種田”，就必須在全面了解土壤基本性狀，切實(shí)掌握科學(xué)施肥的基礎(chǔ)上，才能充分發(fā)揮其他各項(xiàng)農(nóng)業(yè)栽培技術(shù)措施的增產(chǎn)潛力。同時(shí)，土壤肥料也是推行各項(xiàng)先進(jìn)農(nóng)業(yè)栽培技術(shù)措施實(shí)施的基本保證。17六、肥料是農(nóng)業(yè)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的保證 在其他條件一致的條件下，施用肥料是決定產(chǎn)量高低的關(guān)

7、鍵因子。此外，大量實(shí)驗(yàn)表明，正確合理的施肥，還能提高谷物中蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)；改善作物的性狀；充分發(fā)揮良種的增產(chǎn)潛力；維持和提高土壤質(zhì)量，保證可永續(xù)利用的關(guān)鍵措施之一，亦是發(fā)展經(jīng)濟(jì)作物、森林草原的物質(zhì)基礎(chǔ)。18第二節(jié) 土壤和肥料的基本概念 一、土壤的概念及其基本組成 （一）土壤的概念 人們從不同的出發(fā)點(diǎn)來(lái)研究土壤，概括 土壤概念的角度不同，產(chǎn)生了不同的土壤概念。 19 地質(zhì)學(xué)家從巖石風(fēng)化的地質(zhì)學(xué)觀點(diǎn)來(lái)認(rèn)識(shí)土壤，認(rèn)為土壤就是破碎了的陳舊巖石?；蛘J(rèn)為土壤是堅(jiān)實(shí)地殼最表面的風(fēng)化層。將土壤僅作為巖石的變態(tài)來(lái)認(rèn)識(shí)。 植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)家認(rèn)為土壤是植物養(yǎng)料的貯存庫(kù)。認(rèn)為土壤是能生長(zhǎng)植物的那一部分地殼?；蛘J(rèn)為土壤僅是陸

8、地植物生長(zhǎng)的自然介質(zhì)。20 19世紀(jì)7080年代俄羅斯學(xué)者，土壤發(fā)生學(xué)派創(chuàng)始人道庫(kù)卡耶夫（BB）把土壤作為獨(dú)立的自然體，認(rèn)為土壤是五大成土因素生物、母質(zhì)、氣候、地形和時(shí)間綜合作用的產(chǎn)物。 這是從土壤發(fā)生學(xué)觀點(diǎn)來(lái)認(rèn)識(shí)土壤，在土壤學(xué)界得到廣泛的認(rèn)同。21 近代美國(guó)和西歐對(duì)土壤下的定義反映在一些有代表性的著作中如美國(guó)學(xué)者NCBrady認(rèn)為：“含有風(fēng)化破碎的礦物和腐解的有機(jī)質(zhì)的不同的混合物構(gòu)成剖面形式的自然體的集合，它在陸地上呈薄層覆蓋，并在含有適量空氣和水分時(shí)能為植物提機(jī)械支撐和營(yíng)養(yǎng)?！?2 美國(guó)土壤學(xué)名詞解釋對(duì)土壤的定義是：地球陸地表面，由礦物、有機(jī)質(zhì)和生物所組成的能生長(zhǎng)植物的一個(gè)動(dòng)態(tài)自然體。占據(jù)

9、部分地球表面的一些自然體的集合，它能支撐植物并具有由一定地形、氣候和生物，通過(guò)不同時(shí)間對(duì)母質(zhì)所起的綜合作用而發(fā)生的性狀。23 全國(guó)科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)1998年公布的土壤定義為：土壤是覆蓋于地球陸地表面具有肥力特征的，能生長(zhǎng)綠色植物的疏松物質(zhì)層。 將未將人工開(kāi)墾的土壤稱為自然土壤。經(jīng)過(guò)開(kāi)墾、耕種以后，其原有性質(zhì)發(fā)生了變化，稱為農(nóng)業(yè)土壤或耕作土壤。24 （二）土壤的組成 土壤由固體、液體和氣體三相物質(zhì)組成。 固體部分包括礦物質(zhì)土粒和土壤有機(jī)質(zhì)以及生活在土壤中的微生物和動(dòng)物。 固體部分含有植物需要的各種養(yǎng)分并構(gòu)成支持植物的骨架。25 土壤液體和氣體共同存在于土壤孔隙中。土壤液體是土壤水分，因溶解

10、著多種養(yǎng)分物質(zhì)，實(shí)際上是稀薄的土壤溶液。氣體是土壤空氣。26 土壤三相物質(zhì)的體積比因環(huán)境條件的差異有所不同。一般情況下土壤固體占50；液體和氣體占50，氣體和液體不穩(wěn)定，其比例為氣體占1535。27 三、土壤肥力的概念及其發(fā)生發(fā)展（一）土壤肥力的概念 土壤最基本的特性是具有土壤肥力。 20世紀(jì)30年代，蘇聯(lián)土壤學(xué)家威廉斯認(rèn)為：“土壤肥力就是土壤在植物生活的全部過(guò)程中，同時(shí)而且不間斷地供給植物以最大限度的有效養(yǎng)分及水分的能力”。28 沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)土壤學(xué)：土壤肥力是諸因素綜合性狀的具體表現(xiàn)。 南京土壤所：土壤肥力是土壤為植物生長(zhǎng)供應(yīng)和協(xié)調(diào)營(yíng)養(yǎng)條件和環(huán)境條件的能力。 侯光炯先生：土壤肥力就是土壤的體質(zhì)和

11、生命。29 我國(guó)目前較公認(rèn)的土壤肥力的概念為： 土壤 能供應(yīng)與協(xié)調(diào)植物正常生長(zhǎng)發(fā)育所需要的養(yǎng)分和水、空氣 、熱的能力。30 土壤肥力可分為自然肥力和人為肥力。 1.自然肥力是由自然因素形成的土壤具有的肥力,如森林土壤、草原土壤等,自然肥力的高低決定于成土過(guò)程中諸成土因素的相互作用,特別是生物的作用。（二）土壤肥力的發(fā)生發(fā)展31 2.人為肥力是由耕作、施肥、灌溉、改土等人為因素形成的土壤所具有的肥力。人為肥力的高低，受多種因素的影響。 32 耕作土壤、果園土壤等已開(kāi)發(fā)的土壤既有自然肥力又有人為肥力，兩者的關(guān)系是自然肥力為基礎(chǔ)，人為肥力為主導(dǎo)。社會(huì)科學(xué)技術(shù)水平的高低，直接影響土壤肥力的高低。33

12、3. 經(jīng)濟(jì)肥力 由于受環(huán)境條件和管理水平的限制，土壤肥力往往只有部分表現(xiàn)出來(lái)，這部分肥力稱為“有效肥力”，又稱“經(jīng)濟(jì)肥力”，即在一定農(nóng)業(yè)技術(shù)措施下反映土壤生產(chǎn)能力的那部分肥力，亦稱自然肥力與人為肥力的總和。34 4. 潛在肥力 另一部分肥力則沒(méi)有直接表現(xiàn)出來(lái)稱“潛在肥力”，指受環(huán)境條件和科技水平限制不能被植物利用，但在一定生產(chǎn)條件下可轉(zhuǎn)化為有效肥力的那部分肥力。35土壤肥力與生產(chǎn)力的關(guān)系: 這是兩個(gè)范疇的概念,但又有一定的內(nèi)在聯(lián)系.土壤生產(chǎn)力是由土壤本身的肥力屬性和發(fā)揮肥力作用的外部條件(包括自然環(huán)境條件、人為因素和社會(huì)因素影響）所共同決定的，肥力高低是土壤生產(chǎn)力的基礎(chǔ)而不是其全部。土壤生產(chǎn)力

13、的高低反映了土壤肥力直接轉(zhuǎn)化為社會(huì)經(jīng)濟(jì)效果的水平，它除了受土壤本身的影響外，還受制于隨科學(xué)及社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展而進(jìn)步的技術(shù)以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)關(guān)系的影響。36三、肥料的概念、來(lái)源、分類及基本特性凡能直接供給植物生長(zhǎng)發(fā)育所必需養(yǎng)分、改善土壤性狀以提高植物產(chǎn)量和品質(zhì)的物質(zhì)，統(tǒng)稱肥料。分有機(jī)肥料：農(nóng)村中就地取材，利用各種農(nóng)業(yè)廢棄物就地積制而成的自然肥料的總稱。無(wú)機(jī)肥料：多由工廠經(jīng)過(guò)化學(xué)工業(yè)加工而成的含有高量營(yíng)養(yǎng)元素的無(wú)機(jī)化合物。37第三節(jié) 近代土壤肥料科學(xué)發(fā)展概況一、我國(guó)近代土壤肥料科學(xué)發(fā)展概況（一）新中國(guó)成立以前（1949年以前）（二）新中國(guó)成立以后（1949年以后）38二、世界近代土壤肥料科學(xué)發(fā)展概況（一）

14、農(nóng)業(yè)化學(xué)派：以德國(guó)農(nóng)業(yè)化學(xué)家李比希為代表。建立了植物礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)學(xué)說(shuō)，為發(fā)展化學(xué)工業(yè)，施用化學(xué)肥料開(kāi)辟了道路。但是農(nóng)業(yè)化學(xué)派沒(méi)有正確地闡述肥力的本質(zhì)及其變化規(guī)律，認(rèn)為土壤僅僅是一個(gè)單純的養(yǎng)分貯存庫(kù)，礦質(zhì)養(yǎng)分的多少是肥力的唯一因素，只有施用礦質(zhì)肥料把植物吸收的礦質(zhì)養(yǎng)分歸還土壤，就能保持土壤肥力，這就是“養(yǎng)分歸還學(xué)說(shuō)”。忽視了生物因素對(duì)于提高土壤肥力的積極作用。 39（二）農(nóng)業(yè)地質(zhì)學(xué)派： 以德國(guó)地質(zhì)學(xué)家法魯為代表，運(yùn)用地質(zhì)學(xué)的觀點(diǎn)研究土壤，認(rèn)為土壤是單純的礦物巖石風(fēng)化的碎屑，巖石礦物的風(fēng)化過(guò)程和地質(zhì)淋镕過(guò)程，就是土壤形成的本質(zhì)。農(nóng)業(yè)地質(zhì)學(xué)派雖然從地質(zhì)學(xué)的角度積累了一些土壤形成的資料，但沒(méi)有認(rèn)識(shí)到土壤本身有自己的發(fā)生發(fā)展規(guī)律，以及肥力是土壤質(zhì)的特征，片面認(rèn)為土壤肥力的變化是地質(zhì)淋溶過(guò)程，因而不可避免地造成肥力下降，最后又變成巖石，完全忽視了生物對(duì)提高土壤肥力的作用。40（三）土壤發(fā)生學(xué)派 以俄國(guó)土壤學(xué)家道庫(kù)恰耶夫?yàn)榇?，運(yùn)用綜合發(fā)展的觀點(diǎn)認(rèn)識(shí)土壤，他們認(rèn)為自然土壤的發(fā)生是以生物因素為主導(dǎo)的生物、母質(zhì)、氣候、地形和時(shí)間五種自然因素相互作用的產(chǎn)物，土壤是生物小循環(huán)和地質(zhì)大循環(huán)相互對(duì)立統(tǒng)一的結(jié)果，由于生物氣候帶的不同，