《土壤學(xué)基礎(chǔ)》.ppt

1、第一篇 土壤學(xué)基礎(chǔ),NANJING AGRICULTURAL UNIVERSITY,工學(xué)院 農(nóng)機(jī)教研室,目錄,第一章 緒論 第二章 土壤肥力的物質(zhì)基礎(chǔ) 第三章 土壤基本性質(zhì) 第四章 土壤水分 第五章 土壤養(yǎng)分,第一節(jié) 土壤在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境中的重要性 第二節(jié) 土壤與肥力 第三節(jié) 作物的概念及分類(lèi),緒 論,土壤是農(nóng)業(yè)最基本的生產(chǎn)資料 在人類(lèi)賴(lài)以生存的物質(zhì)生活中，人類(lèi)消耗的約80以上的熱量，75以上的蛋白質(zhì)和大部分的纖維都直接來(lái)源自土壤。 土壤是具有再生意義的自然資源 治之得宜，地力常新，可永續(xù)利用；是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。,第一節(jié) 土壤在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境中的重要性,農(nóng)業(yè)生產(chǎn),植物生產(chǎn),動(dòng)物生

2、產(chǎn),一、土壤是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ),民以食為天，食以土為本！,土壤的重要性,土壤在植物生長(zhǎng)發(fā)育中的作用,2、養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和循環(huán)作用,3、雨水涵養(yǎng)作用,4、生物的支撐作用,5、穩(wěn)定和緩沖環(huán)境變化的作用,1、營(yíng)養(yǎng)庫(kù)的作用,土壤在人類(lèi)農(nóng)業(yè)和自然環(huán)境中的重要性,二、土壤與作物是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,水圈,巖石圈,風(fēng)化殼,土壤圈,生物圈,大氣圈,生態(tài)系統(tǒng) 生態(tài)平衡,生態(tài)系統(tǒng)惡化,人類(lèi)是生態(tài)系統(tǒng)的重要干擾者,二、土壤與作物是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,土壤是地球陸地生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ),三、保護(hù)土壤資源的意義,土壤的重要性,破壞土壤資源吃祖宗的飯，斷子孫的路。,1、土壤資源的有限性要求我們必須要保護(hù)好土壤資源,土壤的可持續(xù)

3、利用是可持續(xù)農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ),我國(guó)要跨進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的“大門(mén)”還需要：30-50年？,短期內(nèi)不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)： 1、耕地減少不可逆轉(zhuǎn)； 2、人口增長(zhǎng)不可逆轉(zhuǎn)； 3、消費(fèi)水平的提高不可逆轉(zhuǎn)；,可持續(xù)發(fā)展的條件： 人口的零或負(fù)增長(zhǎng) （中國(guó)每年凈增人口1000萬(wàn)） 資源破壞的零或負(fù)增長(zhǎng) （中國(guó)每年減少土地300萬(wàn)畝） 生態(tài)環(huán)境惡化的零或負(fù)增長(zhǎng) （中國(guó)荒漠化速度2620km2/年）,當(dāng)前，“人口糧食資源環(huán)境”仍是困擾人類(lèi)社會(huì)發(fā)展的難題，農(nóng)業(yè)及土壤科學(xué)工作者責(zé)任越來(lái)越重大。,土壤的重要性,現(xiàn)在你已經(jīng)不再以普通人的眼光看待土壤，你將成為一個(gè)土壤工作者地球的醫(yī)生和衛(wèi)士。,答案： 1、中國(guó)人自己養(yǎng)活中國(guó)人！ 2、依靠土

4、壤和科技！,“老”問(wèn)題： 1、誰(shuí)來(lái)養(yǎng)活21世紀(jì)的16億中國(guó)人？！ 2、怎么養(yǎng)活16億中國(guó)人,第二節(jié) 土壤與土壤肥力,Whats the soil?!,定義：土壤是發(fā)育于地球陸地表面，能生長(zhǎng)綠色植物的疏松多孔結(jié)構(gòu)表層。（土壤學(xué)家和農(nóng)學(xué)家） 其中：地球陸地表面：位置 能夠生長(zhǎng)植物，具有生物多樣性：主要功能 疏松表面：結(jié)構(gòu)性 生物、氣候、母質(zhì)、地形、時(shí)間等因素綜合作用下形成的：五大形成因素,一、土壤的概念,萬(wàn)物土中生,一、土壤的概念,人類(lèi)開(kāi)墾與否,自然土壤的形成過(guò)程,土壤的形成過(guò)程,裸 露 巖 石,成 熟 土 壤,原 始 土 壤,成 土 母 質(zhì),耕 作 土 壤,風(fēng)化作用,經(jīng)微生物、 低等植物改造,經(jīng)

5、草本植物、木本植物改造,耕作培育,土壤肥沃,土壤退化,合理耕作經(jīng)營(yíng),不合理 耕作經(jīng)營(yíng),用養(yǎng)結(jié)合,自然土壤的形成過(guò)程：地質(zhì)大循環(huán) 生物小循環(huán),生物小循環(huán)是在地質(zhì)大循環(huán)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，兩者統(tǒng)一于母質(zhì)上，生物小循環(huán)是土壤形成的動(dòng)力。兩者必須同時(shí)進(jìn)行，互相促進(jìn)，使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)釋放出來(lái)，使母質(zhì)具有肥力，形成土壤。所以說(shuō)，土壤形成過(guò)程就是土壤肥力不斷提高的過(guò)程。,土壤剖面,土壤剖面是一個(gè)具體土壤的垂直斷面。土壤剖面的構(gòu)造（或土體構(gòu)型），是指從上到下不同土層的排列方式。 一個(gè)完整的土壤剖面一般應(yīng)包括土壤形成過(guò)程中所產(chǎn)生的土壤發(fā)生層以及母質(zhì)層。 土壤肥力是土壤內(nèi)在屬性的綜合表現(xiàn)，而土壤剖面、發(fā)生層和土體構(gòu)型是土壤

6、發(fā)育的外在特征表現(xiàn)。,自然土壤剖面,1967年國(guó)際土壤學(xué)會(huì)提出把土壤剖面劃分為：有機(jī)層（O）、腐殖質(zhì)層（A）、淋溶層（E）、淀積層（B）、母質(zhì)層（C）和母巖（R）等六個(gè)主要發(fā)生層。,典型農(nóng)業(yè)土壤剖面構(gòu)造,農(nóng)業(yè)土壤是自然土壤經(jīng)過(guò)人類(lèi)開(kāi)墾耕種演變而成的。農(nóng)業(yè)土壤不是自然土壤某一肥力因素的改造和調(diào)節(jié)，而是肥力因素的綜合控制 為提高土壤生產(chǎn)力，人類(lèi)積極地控制自然因素，使之向?qū)ιa(chǎn)有利的方向發(fā)展。如通過(guò)精耕細(xì)作、合理施肥、灌溉排水等各種土壤改良措施，來(lái)改善土壤的肥力性狀。,典型農(nóng)業(yè)土壤剖面構(gòu)造,旱田土壤的土體結(jié)構(gòu),耕作層（Tilth），又稱(chēng)熟土層，是農(nóng)業(yè)耕作經(jīng)常作用的土層、也是作物根系分布的主要層次，通

7、常厚約1525cm。 犁底層和半熟化層 心土層（生土層） 底土層。,表土層 010cm 覆蓋層(03cm) 種床層(310cm),穩(wěn)定層 1020-30cm 根際層,犁底層 5-10cm,心土層,水田土壤的土體結(jié)構(gòu),二、土壤肥力的概念,土壤肥力定義： 歐美：土壤向作物供應(yīng)養(yǎng)分的能力。（一元論） 前蘇聯(lián)（威廉斯）：在植物生長(zhǎng)的全過(guò)程中，土壤不斷地、同時(shí)地、 以最大量供給植物水分和養(yǎng)分的能力。（二元論） 中國(guó)：在植物生長(zhǎng)期間，土壤向植物供應(yīng)和協(xié)調(diào)給并協(xié)調(diào)水分、養(yǎng) 分、空氣和熱量的能力。（四元論） 水、肥、氣、熱是土壤的四大肥力因素。 土壤肥力是上述四大因素的綜合反映。,二、土壤肥力的概念,土壤肥力

8、（soil fertility）是土壤的本質(zhì)。 現(xiàn)代土壤科學(xué)認(rèn)為，肥力就是能夠同時(shí)地不斷地供給核物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的水分、養(yǎng)料、空氣和熱量等生活條件的能力。肥力是由水、肥、氣、熱等土壤肥力因素組成的，但只有當(dāng)各種肥力因素在土壤中達(dá)到對(duì)立統(tǒng)一或處于相互協(xié)調(diào)狀態(tài)時(shí)才能產(chǎn)生肥力。 肥沃的土壤是：各種肥力因素在數(shù)量上充足，在空間上高度協(xié)調(diào)，在時(shí)間上供應(yīng)及時(shí)，持續(xù)不斷。,一種良好的土壤必須能滿(mǎn)足植物“吃得飽”（養(yǎng)分充足）、“喝得足”（水分適量）、“住得好”（空氣流通、溫度適宜）、“站得穩(wěn)”（根系伸展自如、機(jī)械支撐牢固）的要求。,二、土壤肥力的概念,二、土壤肥力的概念,自然肥力：自然成土過(guò)程中產(chǎn)生的肥力。

9、土壤肥力按成因可分為： 人工肥力：在自然肥力的基礎(chǔ)上，人為耕作 熟化過(guò)程中產(chǎn)生的肥力。 有效肥力：當(dāng)季作物種植過(guò)程中反映出來(lái)的肥力。 按有效程度可分為： 潛在肥力：當(dāng)季作物種植過(guò)程中沒(méi)有直接反映出 來(lái)的肥力。,第三節(jié) 作物的概念及分類(lèi),作物的概念 從廣義上講，是指對(duì)人類(lèi)有利用價(jià)值、為為類(lèi)栽培的各種植物，包括大田作物、蔬菜、果樹(shù)、林木、觀賞植物、藥用作物、綠肥、牧草等 從狹義上講，主要指農(nóng)作物，如糧、棉、油、麻、糖、煙等，俗稱(chēng)為莊稼。,第三節(jié) 作物的概念及分類(lèi),作物的分類(lèi) 三大類(lèi)別 八種類(lèi)型 谷類(lèi)作物、豆類(lèi)作物、薯類(lèi)作物 纖維作物、油料作物、糖料作物、嗜好作物 綠肥及飼料作物,糧食作物,經(jīng)濟(jì)作物

10、或工業(yè)原料作物,綠肥及飼料作物,第二章 土壤肥力的物質(zhì)基礎(chǔ),土壤礦物質(zhì) 土壤有機(jī)質(zhì) 土壤空氣與土壤溶液,土壤的基本組成,土 壤,原生礦物：起源于巖漿巖，存在于巖漿巖中的礦物。,次生礦物：原生礦物經(jīng)過(guò)風(fēng)化作用，其組成和性質(zhì)發(fā)生改變而形成的新礦物。,一、土壤礦物質(zhì),1、土壤礦物質(zhì)的種類(lèi)與組成,2、土壤質(zhì)地,土壤機(jī)械組成：自然界的任何土壤，都是由許多大小不同的土粒，以不同的比例組合而成的，這種不同粒級(jí)組合的相對(duì)比例或質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，稱(chēng)作土壤機(jī)械組成。 土粒分級(jí)：一般將土粒分為石礫、砂粒、粉粒和黏粒四大基本粒級(jí)，然后進(jìn)行細(xì)分。 土壤質(zhì)地：根據(jù)不同機(jī)械組成所產(chǎn)生的特性而劃分的土壤類(lèi)別。 一般將土壤質(zhì)地分為砂

11、土、壤土和黏土。,3、不同質(zhì)地土壤的生產(chǎn)特性,（1）砂質(zhì)土（熱性土）： a 粒間孔隙大，毛管作用弱，通氣透水性強(qiáng)，內(nèi)部排水通暢，不易積聚還原性有害物質(zhì)，有機(jī)質(zhì)分解快，易釋放有效養(yǎng)分； b 礦物成分主要是石英，含養(yǎng)分少，要多施有機(jī)肥料；保肥性差，施肥后因灌水降雨而易淋失； c 含水量低，熱容量較小，易增溫也易降溫； d 松散易耕，缺少有機(jī)質(zhì)的砂土泡水后容易沉淀、板結(jié)、閉氣。 “發(fā)小苗，不發(fā)老苗?！?（2）黏質(zhì)土（冷性土）： a 粒間孔隙小，多為極細(xì)毛管孔隙和無(wú)效孔隙，通氣透水性差，內(nèi)部排水慢，易受漬害和積累還原性有毒物質(zhì)，有機(jī)質(zhì)分解慢，不易釋放有效養(yǎng)分； b 黏土一般含養(yǎng)分較豐富，特別是鉀、鈣、

12、鎂等含量較多，保肥力強(qiáng)； c 含水量多、熱容量較大，升溫慢降溫也慢； d 粘土干時(shí)緊實(shí)堅(jiān)硬，濕時(shí)泥爛，耕作費(fèi)力，宜耕期短。 “發(fā)老苗，不發(fā)小苗?！?3、不同質(zhì)地土壤的生產(chǎn)特性,(3) 壤質(zhì)土： 這類(lèi)土壤由于砂粘適中，兼有砂土類(lèi)、粘土類(lèi)的優(yōu)點(diǎn)，消除了砂土類(lèi)和粘土類(lèi)的缺點(diǎn)，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上質(zhì)地比較理想的土壤。 “既發(fā)小苗，又發(fā)老苗?！?3、不同質(zhì)地土壤的生產(chǎn)特性,4、土壤質(zhì)地層次,質(zhì)地層次的排列直接影響土壤中水分的運(yùn)行和調(diào)節(jié)，影響土壤氣、熱狀況的變化以及土壤的保肥供肥性能。 以下幾種情況 上松下緊型（砂蓋黏型） 上緊下松型（黏蓋砂型） 夾層型 松散型和緊實(shí)型,5、土壤質(zhì)地的改良措施,（1）摻砂摻粘、客

13、土調(diào)劑； （2）引洪放淤、引洪漫砂； （3）翻淤壓砂、翻砂壓淤； （4）增施有機(jī)肥料； （5）根據(jù)不同質(zhì)地采用不同的耕作管理措施。,二、土壤有機(jī)質(zhì),基本概念： 廣義地講，土壤有機(jī)質(zhì)包括各種形態(tài)的動(dòng)植物殘?bào)w、微生物分解和合成的有機(jī)化合物。 狹義的土壤有機(jī)質(zhì)一般是指有機(jī)殘?bào)w經(jīng)微生物作用后，形成的一類(lèi)特殊的、復(fù)雜的、性質(zhì)比較穩(wěn)定的高分子有機(jī)化合物，即腐殖質(zhì)。 為了區(qū)別，常稱(chēng)前者為土壤有機(jī)物質(zhì)，后者為土壤有機(jī)質(zhì)； 土壤有機(jī)質(zhì)可分為各種形態(tài)的動(dòng)、植物殘?bào)w和腐殖質(zhì)兩類(lèi)。 腐殖質(zhì)是土壤有機(jī)質(zhì)的主體，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，分子量高，呈黑褐色膠體狀。,1、土壤有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化 土壤有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化可分為礦質(zhì)化和腐殖化兩個(gè)過(guò)程。

14、1）土壤有機(jī)質(zhì)的礦化過(guò)程 土壤有機(jī)質(zhì)在土壤微生物及其酶的作用下，分解成二氧化碳和水，并釋放出其中的礦質(zhì)養(yǎng)分的過(guò)程。,二、土壤有機(jī)質(zhì),2）土壤有機(jī)質(zhì)的腐殖化過(guò)程,腐殖化過(guò)程：各種有機(jī)化合物通過(guò)微生物的合成或在原植物組織中的聚合轉(zhuǎn)變?yōu)榻M成和結(jié)構(gòu)比原來(lái)有機(jī)化合物更為復(fù)雜的新的有機(jī)化合物，這一過(guò)程稱(chēng)為腐殖化過(guò)程。,二、土壤有機(jī)質(zhì),土壤有機(jī)質(zhì)的礦質(zhì)化和腐殖化過(guò)程是兩個(gè)相互對(duì)立而又相互聯(lián)系的過(guò)程，也是土壤形成中最重要的過(guò)程。 有意識(shí)地、合理地控制和調(diào)節(jié)土壤有機(jī)質(zhì)的礦質(zhì)化與腐殖化過(guò)程，可以保證養(yǎng)分的不斷積累和持續(xù)供應(yīng)，有利于改善土壤的理化性狀，提高土壤肥力。,二、土壤有機(jī)質(zhì),3、土壤有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化條件 1）植

15、物有機(jī)質(zhì)的C/N比25:1 2）土壤環(huán)境條件 土壤通氣狀況 通氣良好時(shí)，分解迅速而徹底，不利于腐殖質(zhì)的積累，易造成養(yǎng)分的流失。 嫌氣分解時(shí)，分解慢不徹底，常形成許多中間產(chǎn)物和還原產(chǎn)物。 土壤水熱狀況 一般最適宜微生物活動(dòng)的土壤濕度為田間持水量的60%-80%，土壤溫度為25-35度。 土壤有酸堿反應(yīng)、氣候條件、耕作、灌溉等措施,二、土壤有機(jī)質(zhì),4、土壤有機(jī)質(zhì)的作用 1)提供植物需要的養(yǎng)分 2)改善土壤的肥力特性（物理化學(xué)性質(zhì)） 3）有機(jī)質(zhì)在生態(tài)環(huán)境上的作用 土壤腐殖質(zhì)是構(gòu)成土壤肥力最重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。,二、土壤有機(jī)質(zhì),5、增加土壤有機(jī)質(zhì)是培肥土壤的重要環(huán)節(jié) 土壤有機(jī)質(zhì)的調(diào)節(jié) 1)大量施用有機(jī)肥料

16、 2)種植綠肥 3)秸稈還田,二、土壤有機(jī)質(zhì),1、土壤膠體 基本概念：凡1-100nm之間的微細(xì)土粒（即膠粒）分散在微粒間溶液（土壤溶液）所組成的體系就是土壤膠體。 （一）土壤膠體的種類(lèi)（按其成分和來(lái)源分） 土壤膠體可分為三種類(lèi)型： 無(wú)機(jī)膠體 有機(jī)膠體 有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合膠體,三、土壤膠體,（二）土壤膠體的表面積和電性 1.巨大的表面能，成為吸收性能的基礎(chǔ) 2.帶有電荷，以負(fù)電荷為主，保肥性的物質(zhì)基礎(chǔ) 3.凝聚和分散作用，不可逆凝聚促進(jìn)土壤結(jié)構(gòu)的形成 （三）土壤膠體的雙電層結(jié)構(gòu) 膠核、決定電位離子層、補(bǔ)償離子層,土壤膠體的構(gòu)造,土壤膠體構(gòu)造示意圖,第三章 土壤的基本性質(zhì),第一節(jié) 土壤孔隙性與結(jié)構(gòu)性

17、 第二節(jié) 土壤膠體與離子交換作用 第三節(jié) 土壤的酸堿反應(yīng) 第四節(jié) 土壤的通氣性與氧化還原狀況 第五節(jié) 土壤的熱狀況 第六節(jié) 土壤養(yǎng)分狀況,一、土壤密度與土壤容重 土壤密度（土粒密度） 單位容積固體土粒的烘干質(zhì)量（無(wú)粒間孔隙），多數(shù)土壤礦物質(zhì)的密度在2.62.7 g/cm3，有機(jī)質(zhì)的密度1.251.40 g/cm3 單位容積固體土粒（不包括粒間孔隙）的質(zhì)量 特點(diǎn)：土壤的緊實(shí)程度，適宜范圍1.141.26g/cm3,第一節(jié) 土壤孔隙性與結(jié)構(gòu)性,第一節(jié) 土壤孔隙性與結(jié)構(gòu)性,土壤容重（干密度） 單位容積土壤的重量（干重）稱(chēng)為土壤容重。單位為g/cm3 、 t/cm3，土壤之間差別較大，受五個(gè)因素影響：

18、 是土壤的礦物組成和含量有關(guān); 是與土壤有機(jī)質(zhì)含量有關(guān); 與土壤質(zhì)地有關(guān); 與土壤結(jié)構(gòu)有關(guān); 與土壤松緊度有關(guān)。所以容重必須測(cè)定獲得，容重值砂質(zhì)土1.2-1.8，粉質(zhì)土1.0-1.5，容重用處很大，不僅在農(nóng)業(yè)上建筑、筑路、橋梁工程常用，也是十分重要的基本數(shù)據(jù)。,二、 土壤孔隙性指土壤孔隙的狀況 土壤中大小、形狀不同的復(fù)雜孔隙的狀況好壞由兩方面衡量： 孔隙的數(shù)量，以孔隙度表示 孔隙的類(lèi)型，即孔隙的大小及比例。 孔隙狀況必須保證作物對(duì)水分和空氣的需要，有利于根系的伸展和活動(dòng)，因此一是要求土壤中孔隙的容積要較多，二是要求大小孔隙的搭配和分布較為恰當(dāng)。,第一節(jié) 土壤孔隙性與結(jié)構(gòu)性,二、土壤孔隙性 （一

19、）土壤孔性的數(shù)量指標(biāo) 1、土壤孔隙度 土壤孔隙的容積占整個(gè)土壤容積的百分?jǐn)?shù)。 2、孔隙比 指土壤中孔隙容積與土粒容積的比值。,（二）土壤孔隙類(lèi)型 （1）非活性孔隙（無(wú)效孔隙） 土壤最細(xì)小的孔隙 當(dāng)量孔徑0.002mm，土壤水吸力1.5bar， 該類(lèi)孔隙充滿(mǎn)無(wú)效水，根毛難以進(jìn)入，微生物亦難進(jìn)入， 在粘質(zhì)土壤中此孔較多，板結(jié)土壤此孔也較多。 （2）毛管孔隙 該孔隙直徑d=0.002mm0.06mm，具毛管作用，土壤水吸力1.5 0.15bar, 壤土和結(jié)構(gòu)好的土壤此孔較多。 （3）通氣孔隙（非毛管孔隙）孔隙直徑 d0.06mm，此類(lèi)孔隙中的水分可在重力作用下短時(shí)間內(nèi)排出而成為通氣孔隙，土壤水吸力0

20、.15bar 。,（三）影響土壤孔隙性的因素 1、土壤質(zhì)地 粘質(zhì)土孔隙度4560%之間，以毛管孔隙和無(wú)效孔隙為主； 砂質(zhì)土孔隙度3345%，通氣孔隙較多； 壤質(zhì)土孔隙度4552%，有適量通氣孔隙又有較多毛管孔隙，水氣協(xié)調(diào)，利于作物生長(zhǎng)。 2、土壤有機(jī)質(zhì) 有機(jī)質(zhì)多的土壤易形成團(tuán)粒結(jié)構(gòu)而孔隙度較高。 3、自然因素和土壤管理等,（四）土壤三相組成的計(jì)算 1.土壤的固相率=1土壤孔隙度 2.土壤液相率（容積含水率）=土壤含水量（質(zhì)量%）土壤容重 3.土壤氣相率=土壤孔隙度土壤容積含水率 4.土壤三相比=固相率液相率氣相率 適宜旱地土壤要求固相率50%左右，容積含水量在2530%之間，氣相率10%20%

21、，土體還應(yīng)“上虛下實(shí)”。,（一）計(jì)算孔隙度，孔隙體積占整個(gè)土壤體積的百分?jǐn)?shù) （二）判斷土壤熟化程度 1.11.3較疏松，1.5以上緊實(shí)， （三）利用它計(jì)算土壤重量、水分、養(yǎng)分、鹽分含量。 例1已知土壤容重為1.15g/cm3，求畝（666.7m2）耕層0-20cm土壤土重。解：666.70.21.15=153t=153000 kg 因此過(guò)去常說(shuō)每公頃耕層土重225萬(wàn)kg。 例2已測(cè)得有機(jī)質(zhì)含量1%，求畝耕層土壤有機(jī)質(zhì)重量？ W有=W1%=666.70.71.21%=1.6t=1600kg N、P、K等都可計(jì)算出，如測(cè)得N含量0.05%，則畝含N 80kg，如測(cè)得鹽含量0.3%，則畝含鹽480k

22、g。,三、土壤的結(jié)構(gòu)性 （一）土壤結(jié)構(gòu)的概念 通常所說(shuō)的“土壤結(jié)構(gòu)”實(shí)際包含兩個(gè)方面，土壤結(jié)構(gòu)性和土壤結(jié)構(gòu)體。 土壤結(jié)構(gòu)體是指土壤中的土粒相互粘結(jié)團(tuán)聚成大小形狀和性質(zhì)不同的聚合體稱(chēng)之為土壤結(jié)構(gòu)體。 土壤結(jié)構(gòu)性是指土壤中單粒、次生單粒或團(tuán)聚體的數(shù)量、大小、形狀及其相互排列和相應(yīng)的孔隙狀況等綜合特性。,三、土壤的結(jié)構(gòu)性 （二）土壤結(jié)構(gòu)形成 土壤結(jié)構(gòu)體形成大體經(jīng)歷兩個(gè)階段： 第一階段是由原生土粒（分散的單個(gè)土粒）黏結(jié)形成為初級(jí)的次生土粒（復(fù)粒）或較大的土體； 第二個(gè)階段則是由初級(jí)的復(fù)粒在各種膠結(jié)物的作用下進(jìn)行團(tuán)聚或由土粒粘結(jié)成的土體沿一定方向破裂而成。 凝聚作用、水膜的粘結(jié)作用、膠結(jié)劑的膠結(jié)作用、外

23、力作用。,團(tuán)粒結(jié)構(gòu) 15 mm,塊狀結(jié)構(gòu) 1075 mm,片狀結(jié)構(gòu) 110 mm,柱狀及棱柱 狀結(jié)構(gòu) 20100 mm,A層,B層,C層,（三）土壤結(jié)構(gòu)體的類(lèi)型,（四）土壤結(jié)構(gòu)體與土壤肥力 團(tuán)粒結(jié)構(gòu)與土壤肥力（為什么說(shuō)具有團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的土壤是最肥沃的土壤？） 對(duì)土壤肥力尤其是粘土的肥力起良好的作用，原因如下： （1）團(tuán)粒結(jié)構(gòu)具有較適宜的孔隙性； （2）團(tuán)粒結(jié)構(gòu)較多的土壤具有蓄水抗旱作用； （3）團(tuán)粒結(jié)構(gòu)較多的土壤可以協(xié)調(diào)水、氣矛盾、保肥和供肥的矛盾； （4）團(tuán)粒結(jié)構(gòu)可提高土壤耕作質(zhì)量,四、土壤孔隙性和結(jié)構(gòu)性的調(diào)節(jié) 常見(jiàn)措施有： （一）精耕細(xì)作，增施有機(jī)肥料 （二）合理輪作倒茬，擴(kuò)種綠肥及牧草 （三

24、）改良土壤酸堿性質(zhì)（施用石膏或石灰） （四）合理灌溉 （五）施用土壤結(jié)構(gòu)改良劑：有天然和合成改良劑兩類(lèi)，都具很好效果,第二節(jié) 土壤的保肥性和供肥性能,土壤的保肥性和供肥性能：土壤中養(yǎng)分得以保存、積累以及不斷供給作物生長(zhǎng)所需養(yǎng)分的能力。 土壤具有的吸收和保存分子態(tài)、離子態(tài)或氣態(tài)、固態(tài)養(yǎng)分的能力和特性，稱(chēng)為土壤保肥性能，也叫土壤吸收性能。,第二節(jié) 土壤的保肥性,土壤保蓄養(yǎng)分的方式 機(jī)械吸收作用 物理吸收作用（分子吸附） 化學(xué)吸收作用 生物吸收作用 物理化學(xué)吸收作用（離子交換吸收作用）,主要是物理化學(xué)代換，是由土壤膠體帶電引起，由于土壤以帶負(fù)電荷為主，土壤的陽(yáng)離子代換成為土壤保肥、供肥的源泉 、土壤

25、陽(yáng)離子代換特征 1）是可逆反應(yīng)， 2）等當(dāng)量交換 3）符合質(zhì)量作用定律 代換順序：Fe3+AI3+H+Ca2+Mg2+ K+ NH4+ Na+,第三節(jié) 土壤的離子交換作用,、土壤陽(yáng)離子交換量與鹽基飽和度 土壤的陽(yáng)離子交換量：指單位土壤中所吸收的陽(yáng)離子總量，通常以100干土所吸收的陽(yáng)離子毫摩爾來(lái)表示，即為mol100g干土。（保肥力強(qiáng)的土壤） 一般是膠體物質(zhì)越多，陽(yáng)離子交換量越大；膠體粒子越少交換量越??；土壤質(zhì)地愈細(xì)，礦質(zhì)膠體數(shù)量愈多，交換量也愈高。 我國(guó)土壤陽(yáng)離子交換量，由南向北，由西向東有逐漸增多的趨勢(shì)。,鹽基飽和度：就是土壤吸附的交換性鹽基離子（ ca2、Mg2、K、Na、NH4等）占交換

26、性陽(yáng)離子總量的百分?jǐn)?shù)。 鹽基飽和度的大小常與雨量、母質(zhì)、植被等自然條件有密切關(guān)系。一般干旱地區(qū)的土壤鹽基飽和度大，多雨地區(qū)則小。,三、土壤離子交換作用對(duì)肥力性狀的影響 、影響土壤物理性狀 、影響土壤養(yǎng)分有效性 、影響施肥方式與效果,土壤酸堿反應(yīng)是指土壤溶液呈酸性、中性或堿性的程度。 一、土壤酸度 1活性酸度(氫離子) 2潛性酸度（氫離子和鋁離子） 1）交換性酸度（中性鹽） 2）水解性酸度（弱酸強(qiáng)堿） 土壤活性酸度與潛性酸度的總量稱(chēng)為總酸度。 一般水解性酸度要比交換性酸度大。,第四節(jié) 土壤的酸堿反應(yīng),第四節(jié) 土壤的酸堿反應(yīng),二、土壤堿度 1.土壤堿度即土壤堿性強(qiáng)弱的程度。 土壤呈堿性反應(yīng)主要是因

27、為其溶液中含的一定數(shù)量的弱酸強(qiáng)堿鹽及土壤膠體表面吸附有堿金屬及堿土金屬的陽(yáng)離子。 2.土壤堿度的表示方法 土壤中Na2CO3和NaHCO3含量叫做土壤堿度（單位cmol/kg土），常用于地下水。 土壤堿化度土壤中交換性鈉離子占陽(yáng)離子交換量的百分?jǐn)?shù)叫做土壤堿化度。,第四節(jié) 土壤的酸堿反應(yīng),三、土壤酸堿度的肥力意義 1. 直接影響植物生長(zhǎng) 2. 影響?zhàn)B分的轉(zhuǎn)化和有效性 在中性條件下，有機(jī)質(zhì)礦化較快，土壤有效氮供應(yīng)較好，PH6-7磷的有效性最大，F(xiàn)e、Mn、Zn、Cu、Co強(qiáng)酸性條件下，溶解性強(qiáng)易對(duì)作物造成毒害。Mo在堿性條件下有效性高，B在中性條件下有效性高。 3. 影響土壤微生物活性 4. 影響

28、土壤物化性質(zhì) 酸性土壤和堿性土壤的物理性質(zhì)都很差。,第四節(jié) 土壤的酸堿反應(yīng),四、土壤的緩沖性能 1. 土壤緩沖性能:是指當(dāng)加入致酸或致堿物質(zhì)于土壤中時(shí)，土壤具有緩和酸堿度的能力 2. 意義 土壤具有緩沖性，使土壤的pH不致因施肥、根系呼吸、有機(jī)質(zhì)分解等引起劇烈變化，為植物生長(zhǎng)和微生物活動(dòng)創(chuàng)造一個(gè)穩(wěn)定良好的土壤環(huán)境條件。所以，土壤緩沖性能是影響土壤肥力的重要性質(zhì)。,第四節(jié) 土壤的酸堿反應(yīng),五、土壤酸堿性的調(diào)節(jié) 1. 土壤酸性土改良 經(jīng)常使用石灰。石灰施用量的計(jì)算： 生石灰需要量（g/m2 )=陽(yáng)離子代換量*（1鹽基飽和度）*土壤重量*28*1/10002. 中性和石灰性土壤的人工酸化 露地花卉可

29、用硫磺粉（50g/平方米）或硫酸亞鐵（150克/平方米）。,第四節(jié) 土壤的酸堿反應(yīng),3 堿性土壤 施用石膏，還可用磷石膏、硫酸亞鐵、硫磺粉、酸性風(fēng)化煤。,第五節(jié) 土壤空氣,一、土壤的通氣性 1. 土壤通氣性是指土壤氣體交換的性能。 2. 土壤通氣性產(chǎn)生機(jī)制 1）土壤空氣的整體交換 2）土壤空氣的擴(kuò)散(主要原因) 3. 影響土壤通氣性的因素 土壤與大氣間溫度和大氣壓的差異、土壤含水量的變化、土壤中空氣孔隙的數(shù)量大小及聯(lián)結(jié)程度、土壤與相鄰?fù)翆拥难鹾投趸嫉臐舛炔?第五節(jié) 土壤空氣,二、土壤的氧化還原狀況 1. 土壤的氧化還原作用：是指土壤中某些無(wú)機(jī)物質(zhì)的電子得失過(guò)程。 2. 表示方法 用氧化還原

30、電位來(lái)表示Eh單位為mv 1）旱地土壤Eh變動(dòng)在200750mv之間，土壤的Eh在400700mv之間，多數(shù)作物可以正常發(fā)育，過(guò)高過(guò)低均對(duì)植物不利。 2）水田土壤Eh變動(dòng)較大在淹水期間，可低至 -150mv 以下。,第五節(jié) 土壤空氣,3. 影響土壤氧化還原電位的因素 1）土壤通氣性（Eh值較高） 2）土壤水分狀況 3）土壤中易分解的有機(jī)質(zhì)含量 4）植物根系的代謝作用 4. 土壤氧化還原狀況的調(diào)節(jié) 通常通過(guò)排灌和施用有機(jī)肥等來(lái)實(shí)現(xiàn)的，在強(qiáng)氧化條件下，如所謂的“望天田”，要解決水源問(wèn)題，并增施有機(jī)肥料，以促進(jìn)土壤適度還原。反之，在強(qiáng)還原條件的土壤，如“冷浸田”、“冬水田”等，則應(yīng)采取開(kāi)溝排水，降低

31、地下水位等措施，以創(chuàng)造氧化條件。,第六節(jié) 土壤熱狀況,土壤熱狀況是土壤肥力的重要因素之一。它不僅對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量的形成有直接作用，同時(shí)影響土壤水分、空氣的運(yùn)動(dòng)，土壤微生物的活動(dòng)和土壤中養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化。 土壤溫度是土壤熱量的具體表現(xiàn)形式和強(qiáng)度指標(biāo)。其值高低決定于土壤熱量的收支情況和熱特性。 標(biāo)志土壤熱學(xué)性質(zhì)的熱特性指標(biāo)主要有土壤吸熱性、土壤散熱性、土壤熱容量、土壤導(dǎo)熱性、土壤導(dǎo)溫性等。,第六節(jié) 土壤熱狀況,一、土壤的吸熱性和散熱性 1. 土壤的吸熱性 土壤對(duì)太陽(yáng)輻射能的吸收性能 2. 土壤的散熱性 土壤吸收獲得的太陽(yáng)輻射能以多種形式向外輸出 3. 土壤的熱交換 熱量向土壤深層或表層傳遞,第六節(jié)

32、 土壤熱狀況,二、土壤的熱特性 土壤熱容量：指單位質(zhì)量（重量）或容積的土壤每改變1C所需要的熱量。 導(dǎo)熱率：土壤具有傳導(dǎo)熱量的性質(zhì)。 導(dǎo)溫率（土壤導(dǎo)熱系數(shù)或熱擴(kuò)散率）：土壤吸收一定的熱量后，使其溫度產(chǎn)生不同程度升高的一種性能。 三、土壤溫度變化： 年變化和日變化特點(diǎn) 四、土壤溫度調(diào)節(jié) 1）合理耕作與施用有機(jī)肥 2）以水調(diào)溫 3）覆蓋與遮蔭,第四章 土 壤 水 分,本章內(nèi)容 土壤水分的類(lèi)型及性質(zhì) 土壤水分常數(shù)與土壤含水量 土壤水分的能態(tài) 本章重點(diǎn) 掌握土壤液態(tài)水分的類(lèi)型 土壤水分含量的表示方法 本章難點(diǎn) 土壤水分的能量分析 水吸力的概念,土壤水在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的重要性,一、我國(guó)水資源概況 我國(guó)水

33、資源的基本特點(diǎn)： 1.水資源空間分布特點(diǎn) 地區(qū)間水資源分布不均勻，水土組合極不平衡。我國(guó)東部區(qū)為多雨帶，而西部區(qū)為缺水帶。 2. 時(shí)間分布特征 水資源年際間變化和年內(nèi)分配不均，半干旱、半濕潤(rùn)區(qū)甚至南方出現(xiàn)季節(jié)性缺水。 3. 水資源與耕地資源組合不協(xié)調(diào) 我國(guó)北方耕地多而水資源量小，南方地區(qū)耕地少而水資源豐富。,二、土壤水在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的重要作用 1.土壤水分狀況是農(nóng)田植物與其環(huán)境間進(jìn)行各種物質(zhì)交換的媒介。 2.土壤水分狀況通過(guò)影響土壤溫度和通氣狀況，對(duì)植物的產(chǎn)量和品質(zhì)有重要作用。 3.土壤水分移動(dòng)過(guò)程影響生態(tài)平衡。 土壤水、地表水、地下水、大氣水、植物水構(gòu)成自然界水分循環(huán)完整體系的5個(gè)方面，并

34、成為五水轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié)。,土壤水在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的重要性,第一節(jié) 土壤水分的類(lèi)型及性質(zhì),一、土壤水概述 1.土壤水的基本含義 是指在一個(gè)大氣壓下，在105條件下能從土壤中分離出來(lái)的水分（與次生礦物結(jié)合的水不屬于土壤水分的討論范圍）。 2.土壤水的物理形態(tài) 氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)（與植物關(guān)系最為密切的是液態(tài)水）,二、土壤液態(tài)水的類(lèi)型 1.吸濕水 （1）定義：土壤顆粒從空氣中吸收的汽態(tài)水分子。 （2）存在形式：凝結(jié)在土壤顆粒表面。 （3）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： 從室外取土，在室內(nèi)風(fēng)干后，表面上干燥了，但把土壤放在烘箱中，重量會(huì)減輕；再放置到常溫常壓下，土壤重量又會(huì)增加。,第一節(jié) 土壤水分的類(lèi)型及性質(zhì),（4）受力

35、大小 由土粒表面的分子引力的作用，這種作用力非常大，最大可達(dá)一萬(wàn)個(gè)大氣壓。 （5）有效性： 由于植物根系吸水時(shí)能克服的滲透壓為15個(gè)大氣壓，所以植物不能利用此水，不能移動(dòng)，具有固態(tài)水的性質(zhì)，對(duì)溶質(zhì)無(wú)溶解力，為無(wú)效水，稱(chēng)之為緊束縛水。,第一節(jié) 土壤水分的類(lèi)型及性質(zhì),2.膜狀水 （1）定義：土粒在吸濕水的外面，吸引的一部分液態(tài)水，以水膜形式附著在土粒表面。 （2）受力大小 受土粒的吸引作用。其內(nèi)層的土粒吸力為31個(gè)大氣壓，外層為6.25個(gè)大氣壓。 （3）植物利用情況 移動(dòng)非常緩慢（0.20.4mm/d），植物可利用的數(shù)量很少。,第一節(jié) 土壤水分的類(lèi)型及性質(zhì),第一節(jié) 土壤水分的類(lèi)型及性質(zhì),3.毛管水

36、 （1）定義： 由于毛管力的作用而保持在土壤中的液態(tài)水。 （2）毛管力的大小Laplace公式計(jì)算： P = 2T/r 式中的P為毛管力，T為水的表面張力，r為毛管半徑。,第一節(jié) 土壤水分的類(lèi)型及性質(zhì),(3)毛管水類(lèi)型 1)毛管懸著水： 降水或灌溉后，由地表進(jìn)入土壤被保存在土壤中的毛管水。 2)毛管上升水或毛管支持水： 土壤中受到地下水源支持并上升到一定高度的毛管水。 影響毛管上升水的因素：地下水水位和毛管孔隙狀況（一般毛管水的上升高度不超過(guò)34米）。,第一節(jié) 土壤水分的類(lèi)型及性質(zhì),4.重力水 (1)定義：降水或灌溉后，不受土粒和毛管力吸持，而在重力作用下向下移動(dòng)的水，稱(chēng)為重力水。 (2)植物

37、利用情況 植物可以很容易地吸收重力水，但由于重力水很快就流失（一般兩天就會(huì)從土壤中移走），因此利用率很低。,第一節(jié) 土壤水分的類(lèi)型及性質(zhì),5.地下水 （1）定義：在土壤中或很深的母質(zhì)層中，具有不透水層時(shí)，重力水就會(huì)在此層之上的土壤孔隙中聚積起來(lái)，形成水層，這就是地下水。 （2）地下水位： 地表到地下水面的深度。 在干旱條件下，土壤水分蒸發(fā)快，如地下水位過(guò)高，出現(xiàn)鹽漬化現(xiàn)象。 在濕潤(rùn)地區(qū)，如地下水位過(guò)高，就會(huì)是土壤過(guò)濕，出現(xiàn)沼澤化現(xiàn)象。,第一節(jié) 土壤水分的類(lèi)型及性質(zhì),第二節(jié) 土壤水分常數(shù)與土壤含水量,一、土壤絕對(duì)含水量 1.重量百分?jǐn)?shù)： 土壤水分重量占烘干土的百分率。 意義：每百克干土中，所含的

38、水的質(zhì)量數(shù)。 2.土壤容積含水量 （1）單位容積土壤中水所占的容積。 （2）與質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的關(guān)系 土壤容積含水量%=土壤重量含水量*容重 （3）意義：可反映土壤孔隙的充水程度，可計(jì)算土壤的固、液、氣相的三相比。,第二節(jié) 土壤水分常數(shù)與土壤含水量,3.土壤蓄水量 單位面積一定厚度的土體內(nèi)所含的水量。 土壤蓄水量（mm）=土層深度（mm）*土壤容積含水量*土壤容重 例 土層深度為1000毫米，土壤重量含水量為20%，容重為1.1，則： 土壤蓄水量（mm）=1000（mm）*20%*1.1=220mm,第二節(jié) 土壤水分常數(shù)與土壤含水量,3.土壤蓄水量 土壤蓄水量（立方米/畝）=面積（平方米）*土層深度

39、*土壤容重*土壤重量含水量 例 土壤容重1.1。測(cè)得土壤重量含水量為15%，現(xiàn)將1畝1米深的土層內(nèi)含水量提高到田間持水量水平，問(wèn)應(yīng)灌多少水（立方米/畝）？ 應(yīng)灌水量（立方米/畝）=666.6*1*1.1*15,第二節(jié) 土壤水分常數(shù)與土壤含水量,二、土壤水分常數(shù) 土壤水分常數(shù)是一些與植物生長(zhǎng)、土壤的保水能力以及水分的移動(dòng)特征有關(guān)的數(shù)值。 1.最大吸濕水量又稱(chēng)吸濕系數(shù)是在相對(duì)濕度接近飽和空氣時(shí)，當(dāng)吸濕水達(dá)最大數(shù)量時(shí)的土壤含水量。有時(shí)稱(chēng)致死水量。 2.凋萎系數(shù)又稱(chēng)有效水分的下限。當(dāng)植物產(chǎn)生永久凋萎時(shí)的土壤含水量。此時(shí)土壤水主要是全部的吸濕水和部分膜狀水。 經(jīng)驗(yàn)公式凋萎系數(shù) =吸濕系數(shù)*（1.52.0

40、）,第二節(jié) 土壤水分常數(shù)與土壤含水量,3.田間持水量 又稱(chēng)適宜水分（有效水）上限。 當(dāng)懸著毛管水達(dá)最大數(shù)量時(shí)的土壤含水量。 此時(shí)水分類(lèi)型包括吸濕水、膜狀水和全部毛管懸著水。 田間持水量=吸濕系數(shù)*2.5,第二節(jié) 土壤水分常數(shù)與土壤含水量,4.全持水量 土壤完全為水所飽和時(shí)的含水量，此時(shí)土壤水包括吸濕水、膜狀水、毛管水和重力水。 水分基本充滿(mǎn)了土壤孔隙，在自然條件下，水稻土、沼澤土或降雨、灌溉量較大時(shí)可達(dá)到全容水量。 5.最大分子持水量(膜狀水) 6.毛管斷裂含水量 7.毛管持水量（全部毛管）,第二節(jié) 土壤水分常數(shù)與土壤含水量,有效水含量 土壤水的有效性是指土壤水被植物吸收利用的狀況。 不能被植

41、物吸收的稱(chēng)無(wú)效水。 能被植物吸收的稱(chēng)有效水。 凋萎系數(shù)為有效水的下限，田間含水量為土壤有效水的上限。 最大有效含水量（%）= 田間含水量%凋萎系數(shù)% 有效水分含量（%）= 自然含水量% 凋萎系數(shù)%,第二節(jié) 土壤水分常數(shù)與土壤含水量,三、 土壤水分含量的測(cè)定方法 （一）定量測(cè)定方法 1.烘干法（標(biāo)準(zhǔn)法） 2.中子儀法 3.時(shí)域反射儀（Time Domain eflectometry TDR） （二） 土壤水分的定性測(cè)定方法 干：不涼手。砂土成自由單粒。壤土和粘土起灰塵，或成自由的硬塊。 潮：手摸有涼感。砂土略有粘結(jié)性，壤土和粘土散成軟的團(tuán)粒。 潤(rùn)：手摸感覺(jué)很涼，加水不變色。砂土有粘結(jié)性，壤土和粘土有可塑性。 濕（濕土）：在手上留水痕。 透濕：水從土中流出來(lái)。,第三節(jié) 土壤水分的能態(tài),一、土水勢(shì) 1.土水勢(shì)概念： 土水勢(shì)表示土壤水分在土水平衡體系中所具有的能態(tài)。它是指將單位水量從一個(gè)土水系統(tǒng)移到溫度和氣壓完全相同的純水池時(shí)所做的功。常用（）來(lái)表示。 土壤水的“能”，只考慮它的勢(shì)能。 說(shuō)明：?jiǎn)挝凰靠梢允菃挝毁|(zhì)量、單位容積或單位重量。,第三節(jié) 土壤水分的能態(tài),2、土水勢(shì)的分勢(shì) 1)基質(zhì)勢(shì)（m）：又叫基膜勢(shì)；它是指將單位水量從一個(gè)平衡的土-水體系統(tǒng)移到另一個(gè)沒(méi)有土壤基質(zhì)(純水)，而其它狀態(tài)完全