《土壤肥料学》PPT课件

Telmail:jundai,资源环境学院戴军,土壤肥料学,写在学习土壤学之前的话,土壤学仅应用在农业吗？,你知道什么是与土壤学有关的科学问题吗？,无公害农业,持续农业,“三高”农业,我国农业环境污染严重,1)全国受重金属污染的农业土地约2500万hm2；2)全国受有机污染物（农药、石油烃和PAHs）污染农田达3600万hm2；3)重金属和有机污染物通常构成复合污染。,我国农产品安全面临严重挑战,重金属超标农药超标硝酸盐和亚硝酸盐污染PAHs积累,DabaoshanMine,Acidminedrainage,downstream,Watereutrophication,Redtide,长江入海口卫星图片,温室气体与全球气候变化,世界土壤退化现状图,据统计：因水土流失、盐渍化、沼泽化、土壤肥力衰减和土壤污染及酸化等造成的土壤退化总面积约4.6亿公顷，占全国土地总面积的40%，是全球土壤退化总面积的1/4！。,我国土壤退化的现状,课程及实验安排：教学进程表。,课堂组织形式：主要讲授土壤学的基本概念和基本理论及其应用，突出重点，分析难点。,土壤学部分成绩评定：考试60%，实验成绩30%，课堂表现10%。,绪论,第一节土壤的重要性,一、土壤与农业生产的关系,民以食为天，食以土为本。,植物生产五大因素：光、热、水、肥、气,一个良好的土壤应该能使植物：吃得饱（养分供应充分）喝得足（水分充分供应）住得好（空气流通、温度适宜）站得稳（根系伸展开、机械支撑牢固）,P植物；A动物；S土壤,P,S,A,植物生产、动物生产和土壤管理的关系,大气圈,生物圈,岩石圈,水圈,土壤圈的地位,释放CO2、CH4、H2S、N2O、吸收O2,地球保护层地质循环,支持生物过程、提供生物养分、水分,影响降水分配、水循环与平衡,土壤圈与其它圈层的关系,二、土壤的概念人们从不同的出发点来研究土壤，概括土壤概念的角度不同，产生了不同的土壤概念。,地质学家认为土壤就是破碎了的陈旧岩石，认为土壤是坚实地壳最表面的风化层，将土壤仅作为岩石的变态来认识。,植物营养学家认为土壤是植物养料的贮存库，认为土壤是能生长植物的那一部分地壳，或认为土壤仅是陆地植物生长的自然介质。,生态学家从生物地球化学观点出发，认为土壤是地球表层系统中，生物多样性最丰富，生物地球化学能量交换、物质循环最活跃的生命层。,环境科学家认为，土壤是重要的环境因素，环境污染物的缓冲带和过滤器。,工程专家则把土壤看作承受高强度压力的基地或作为工程材料的来源。,19世纪7080年代俄罗斯学者，土壤发生学派创始人道库卡耶夫（BB）把土壤作为独立的自然体，认为土壤是五大成土因素生物、母质、气候、地形和时间综合作用的产物。这是从土壤发生学观点来认识土壤，在土壤学界得到广泛的认同。,中国土壤中土壤的定义是：发育于地球陆地表面能生长绿色植物的疏松多孔结构表层。,土壤的物质组成,土壤组成物质的体积比,二、土壤肥力和土壤生产力,20世纪30年代，苏联土壤学家威廉斯认为：“土壤肥力就是土壤在植物生活的全部过程中，同时而且不间断地供给植物以最大限度的有效养分及水分的能力”。,1、土壤肥力的概念土壤最基本的特性是具有土壤肥力。,中国土壤（1987）对肥力的阐述为：肥力是土壤的基本属性和质的特征，是土壤从营养条件和环境条件方面，供应和协调植物生长的能力。,营养条件：养分、水分环境条件：热、气、水,土壤肥力四大要素：水、肥、气、热,2、土壤肥力的分类,自然肥力和人为肥力自然肥力：土壤在自然因子的综合作用下发育而来的肥力。人为肥力：土壤在人类的耕作熟化过程发育而来的肥力。,#潜在肥力和有效肥力有效肥力：在当季生产中能表现出来，产生经济效益的肥力部分。潜在肥力：在当季没有直接反映出来的肥力部分。但两者之间没有截然界限，可以互相转化。人类在利用土壤资源过程中的干预正确与否（即土壤管理的技术水平），是导致这两种肥力相互转化的关键。,3、土壤生产力与土壤肥力的关系,土壤的生产力是由土壤本身的肥力属性和发挥肥力作用的外界条件所决定的。,肥力只是生产力的基础，而不是生产力的全部。,肥力越高，生产力不一定越高。,第一章土壤矿物质土粒,土壤矿物质是由各种矿物所组成的岩石风化而来的。而土壤矿物质的组成、结构和性质又对土壤的形成过程、物理性质、化学性质、生物及生物化学性质，以及养分状况和肥力水平等有很大的影响。,第一节形成土壤母质的矿物和岩石岩石母质土壤一、主要的矿物合成纤维由石灰岩加工制成，而石灰岩是由方解石这种矿物组成的。入药的辰砂、磁石、石膏，做香皂、牙膏用的滑石，栽花用的蛭石，冶炼成钢的赤铁矿也是矿物。矿物：是一类天然产生于地壳中且具有一定的化学组成、物理特性和内部构造的化合物或单质。,肾状（赤铁矿）,菱形（方解石）,板状（石膏）,滑石,矿物根据成因可分为：原生矿物和次生矿物原生矿物：直接来自岩浆岩(即火成岩)或变质岩的矿物，如石英、长石等,原生矿物石英:,含有机质的石英烟水晶,原生矿物正长石,原生矿物白云母,次生矿物：原生矿物、火山灰或各种风化产物通过化学或生物作用而转变或重新合成新的粘土矿物和氧化物矿物。如高岭石是由钾长石风化来的。,次生矿物高岭石,碳酸盐类矿物方解石,次生矿物,二、主要的成土岩石岩石：指由一种或数种矿物组成的天然集合体。如：石英岩由石英组成，花岗岩由正长石、石英和云母等多种矿物组成。,根据岩石产生的原因,可分为三大类:岩浆岩（花岗岩、玄武岩等）沉积岩（石灰岩、砂岩等）变质岩（石英岩等）,岩浆岩又叫火成岩，由熔融的岩浆上升到地壳不同深度或喷出地表冷凝结晶而成。,沉积岩在地表条件下，各类岩石风化破坏后的产物，经搬运、沉积、重新固结而成的岩石。,变质岩各类先成岩（岩浆岩、沉积岩、原有变质岩）由于地壳运动或受到岩浆活动的影响，在高温高压下，原有岩石内部发生剧烈变化，矿物重新结晶或重新排列，甚至化学成份发生剧烈变化，经过变质作用形成的岩石。,高岭石(分化产物)正长石,第二节矿物岩石的风化作用与土壤母质一、风化作用的概念和类型风化作用：指地壳最表层的岩石在空气、水、温度和生物活动的影响下，发生机械破碎和化学变化的过程。,风化作用的类型:按照分化作用的因素和特点，可分为：物理风化作用化学风化作用生物风化作用,1、物理风化作用：定义：指岩石因受物理因素作用而逐渐崩解破碎的过程。物理风化只能引起岩石形状大小的改变，而不改变其矿物组成和化学成分。特点：岩石由大块变成小块再变为细粒；矿物组成和化学成分没有发生改变,2、化学风化作用定义：指岩石在化学因素作用下，其组成矿物的化学成分发生分解和改变，直至形成在地表环境中稳定的新矿物。特点：不仅使已破碎的岩石进一步变细，更重要的是岩石发生矿物组成和化学成分的改变，产生新的物质。,化学风化一般包括：溶解作用：矿物在水中溶解的过程。如1份云母可溶于34000份水中。水化作用：矿物与水相结合。如赤铁矿变成褐铁矿。水解作用：矿物与水相遇，引起矿物分解并形成新矿物。如正长石水解后变成高岭石。氧化作用：二价铁氧化成三价铁。使许多矿物和岩石表面染成红褐色。,3、生物风化作用定义：指岩石在生物及其分泌物或有机质分解产物的作用下，进行崩解和分解的过程。主要因素：根系的压力（10-15磅/cm2）和根系分泌物，微生物分解有机质产生酸。特点：植物营养元素在母质表层集中，同时累计了有机质，发展了肥力。故生物开始参与分化作用也就意味着土壤成土过程的开始。,二、土壤母质的形成及我国的主要成土母质（一）母质的形成裸露的岩石经风化作用而形成的疏松的、粗细不同的矿物颗粒的地表堆积体，是形成土壤的母体，称为母质。,（二）我国的主要成土母质残积物坡积物洪积物河流冲积物湖积物海积物风积物冰碛物,主要成土母质的特点残积物是指未经外力搬运迁移而残留于原地的风化产物，多分布于山地与丘陵顶部较高的部位。2.坡积物是在重力和雨水冲刷的影响下，将山坡上部的风化产物搬运到坡脚或谷地堆积而成。,3.洪积物是由于山区临时性的洪水暴发，洪水夹带岩石碎屑、砂粒等沿山坡下泻至山前平缓地带沉积而成。4.河流冲积物是岩石的风化产物，受河流经常性流水浸蚀、搬运，在流速减缓时沉积于河谷地区的沉积物。,5.湖积物是由湖水泛滥沉积而成的沉积物，分布在大湖的周围。6.海积物为海边的海相沉积物。7.风积物经风搬运而堆积的物质。8.冰碛物由冰川夹带的物质搬运沉积而成。,岩石、母质和土壤的区别与联系区别：母质不单纯是岩石的由大到小，而且产生了原来岩石所没有的新的特性。主要表现在物理性质和矿物组成、化学性质发生了改变。如母质有一定保水性能、吸附性能和产生了新的粘土矿物等。母质与土壤的区别在于：土壤具有完整的土壤肥力，其持水力更强，吸附能力更大，养分具有表聚作用，适用于植物生长。联系：土壤母质中的原生矿物均来自于岩石。土壤中的矿物质及其初始无机养分（P、K、Ca、Mg等）主要来自于土壤母质,第三节土壤矿物质土粒的组成与特性,一、矿物土粒的大小分级粒级与粒级分类,（一）粒级的概念,通常根据土粒直径大小及其性质上的变化，将其划分为若干组，称为土壤粒级（粒组）。,（二）粒级的分类,1.国际制,2.卡庆斯基制,3.中国制,1.国际制,矿物质土粒的机械组成和质地分类,（一）概念,机械组成：,是指土壤中各粒级矿物质土粒所占的百分含量，也称颗粒组成。,土壤质地：,是根据机械组成划分的土壤类型，一般分为砂土、壤土和粘土三类。,（二）土壤质地分类,1.国际制,2.卡庆斯基制,3.我国土壤质地分类,1.国际制土壤质地分类,2.卡庆斯基制土壤质地分类,3.我国土壤质地分类,四、不同质地土壤的肥力特点和利用改良,（一）不同质地土壤的肥力特点,壤质土由于所含砂粒、粘粒比例较适宜，它的肥力特点兼有砂土类土壤和粘土类土壤的优点，即它既有砂质土的良好通透性和耕性，发小苗等优点，又有粘土对水分、养分的保蓄性、肥效稳而长等优点。,（二）土壤质地层次,上粘下砂,上砂下粘,砂粘相间,1.自然条件产生的层次性,2.耕作的作用,质地层次性产生的原因：,（三）不同质地土壤的改良,1.客土法,2.耕翻法,3.引洪漫淤法,4.增施有机肥,第二章土壤有机质,土壤有机质(soilorganicmatter)：是指存在于土壤中的所有含碳的有机物质，它包括土壤中各种动、植物残体，土壤生物体及其分解和合成的各种有机物质。,第一节土壤有机质的来源、含量和组成,自然条件下：,动植物残体微生物代谢产物及其残体,耕作条件下：,施有机肥作物根茬废水废渣微生物制品有机农药,来源,一、土壤有机质的来源,1、含量,20有机土壤20矿质土壤,一般40g/kg极丰富3040g/kg丰富1030g/kg中等610g/kg缺乏10粒状5.胶体特性土壤有机胶体的主要组成部分,1、元素组成,C：55-60%（平均58%）,N：3-6%（平均5.6%）,（二）化学性质,C、H、O、N、S,我国主要土壤腐殖酸的元素组成,2、含各种功能基,酸性功能基：羧基和酚羟基中性功能基：醇羟基、醚基、酮基、醛基和酯基；碱性功能基：胺和酰胺,腐殖质的含氧官能团含量（mmolM）.kg-1,3、带电性：CEC为500-1200cmol(+)/kg,腐殖酸是一种两性胶体。即可以带负电荷，也可以带正电荷。而通常以带负电荷为主。腐殖质的负电荷数量随pH质的升高而升高。,4、缓冲酸碱性,5、络合能力,Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+及重金属,络合物的稳定性随pH值的升高而增大。在pH4.8时能与Fe、Al、Ca等离子形成可溶性络合物，但在中性或碱性条件下会产生沉淀。,总酸度的大小与腐殖质的活性有关，一般较高的总酸度意味有较高的阳离子交换量和络合容量。胡敏素、胡敏酸和富啡酸的总酸度次序增加。,6、总酸度腐殖物质的通常是指羧基和酚羟基的总和。,第四节土壤有机质的作用及管理,一、有机质在土壤肥力中的作用,2、促进土壤养分的有效化,1、提供植物需要的养分,有机酸和腐植酸的溶解和络合,N、P、K、Ca、Mg、S、Si和各种微量元素,3、改善土壤的肥力特性,物理性质：促进良好结构体形成；降低土壤粘性，改善土壤耕性；降低土壤砂性，提高保蓄性；促进土壤升温。,化学性质：影响土壤的表面性质；影响土壤的电荷性质，影响土壤保肥性；影响土壤的络合性质；影响土壤缓冲性,生物性质：提供土壤微生物养分和能量、增加土壤微生物生物量。,二、土壤有机质在生态环境上的作用,（一）对重金属离子的作用,（二）对农药等有机污染物的固定作用,（三）对全球碳平衡的影响,五、土壤有机质的管理,1、提高土壤有机质的积累,种植绿肥、粮肥轮作,施用有机肥料（作物秸秆、绿肥、粪肥、厩肥、堆肥、沤肥、饼肥、蚕沙、鱼肥、河泥、塘泥）,2、调节土壤有机质的分解速率,有机肥料的分类:,1.粪尿肥类:人粪尿、家畜粪尿与厩肥、禽粪2.堆沤肥类：堆肥、沤肥、秸秆还田、沼气肥3.绿肥类：栽培绿肥、野生绿肥4.饼肥类：花生麸、豆饼等5.泥炭类：泥炭、腐殖酸6.城市废弃物类：垃圾肥、城市污泥、污水等7.其它有机肥类：海肥、毛发等,第三章土壤孔隙性、结构性与耕性,第一节土壤孔隙性,土壤孔隙性是指土壤孔隙总量及大、小孔隙分布。,一、概念,土壤密度值的大小，是土壤中各种组分的含量和密度的综合反映。常见土壤组分的密度（表4-1）。,矿质土壤“常用密度值”为：2.65g/cm3。,（一）土壤密度：单位容积固体土粒（不包含粒间孔隙的体积）的质量。单位为：克/厘米3.,容重大小，受土壤质地、结构和有机质含量、土壤松紧状况以及人工管理措施的影响。介于1.0-1.5g/cm3。,土壤容重：田间自然垒结状态下单位容积土体（包括土粒和孔隙）的质量或重量，单位为：克/厘米3。,（二）土壤容重,粘质土壤1cm）、中（1.0-0.7cm）、小（0.7-0.5cm）几等。,2、棱柱状结构和柱状结构,棱柱状结构：边角明显的柱状体,如果柱状体的边角不明显，则叫做柱状结构体。这两种结构体按其横轴长度，可分为大(5cm)、中和小(5cm)、片状、页状、叶状(6有效性较高。磷素在pH6.57.5时有效度最高。钙、镁的有效性以pH68时最好。铁、锰、铜、锌、钴在酸性时有效度提高。硼在pH5.07.0和pH9.0有效度较高。,（四）土壤酸碱性对土壤养分和作物生长的影响,2.土壤酸碱性与植物生长,对大多数作物来说，喜欢近中性的土壤，以pH6.07.5为宜，但有些作物却适应性很广。,酸性土指示植物：铁芒箕、映山红、石松、茶；石灰性土的指示植物：蜈蚣草、柏木；碱土的指示植物：剪刀股,有些植物对土壤酸碱条件要求非常严格，它们只能在某一特定的酸碱范围内生长，这些植物可以为土壤酸碱度起指示作用而被称为指示植物。,（五）土壤酸碱性的调节,酸性土通常用石灰、草木灰来改良。,碱性土通常用石膏、硫磺或明矾（硫酸铝钾）来改良。,三、土壤的缓冲性,(一)土壤的缓冲性的概念土壤的缓冲性或缓冲作用，是指酸性或碱性物质加入土壤，土壤具有缓和其酸碱反应变化的性能。这是土壤的重要化学性质之一。它可以稳定土壤溶液的反应，使酸碱的变化保持在一定范围内。,土壤缓冲量：土壤溶液改变一个单位pH值时所需要量的酸或碱的厘摩尔数。其大小与土壤的粘粒、有机质含量等有关。,(二)土壤缓冲作用的机制,土壤胶体的阳离子交换作用。2.土壤溶液中的弱酸及其盐类的存在。3.土壤中两性物质的存在。,四、土壤的氧化还原反应,（一）土壤氧化还原体系,氧化还原反应中氧化剂（电子给予体）和还原剂（电子接受体）构成了氧化还原体系。,（二）土壤氧化还原电位,Eh=E0+,0.059,氧化态,n,lg,还原态,E0标准氧化还原电位。n氧化还原反应中的电子转移数目。,由于E0和n为常数，所以氧化还原位主要由氧化剂和还原剂的浓度比所决定。二者比值愈大，即氧化剂的浓度愈高，则Eh值就愈大。,土壤中氧化态和还原态物质浓度主要取决于土壤溶液的氧压或溶解氧的浓度，氧压的高低又决定于土壤的通气状况。因此氧化还原电位可作为土壤通气性的指标。,有些作物所需的矿质养分需要呈氧化态时才能被植物吸收，如磷以H2PO4或HPO4形态被吸收，硫以SO42形态被吸收。,（三）氧化还原电位与土壤养分的有效性和作物生长的关系,1、土壤Eh土壤养分的有效性的关系,有些则需要呈还原态才能被植物吸收，如铁、锰分别以Fe2+、Mn2+形态被吸收。,而氮素则无论在氧化态（NO3）或还原态（NH4+）都能被植物吸收，不过旱地植物以吸收NO3为主，水生植物以吸收NH4+为主。,旱地土壤的Eh在400700mV之间，多数作物可以正常生长发育，过高过低均不利于植物生长。,2、土壤Eh与作物生长的关系,水稻一般适宜在Eh值200400mV的条件下生长。,（四）影响土壤氧化还原电位的因素,1、土壤通气性2、土壤中的易分解有机质3、微生物活动4、植物根系的代谢作用,第七章土壤的形成、分类与分布,成土因素学说的建立：,第一节土壤形成因素及过程,一、土壤形成因素,19世纪末，现代土壤地理学奠基人道库恰耶夫在科学调查的基础上，将广阔地域土壤与其自然条件联系起来，创立了成土因素学说。他提出土壤是地理景观的一面镜子，是一个独立的历史自然体。,道库恰耶夫(1881年)首次建立了f(,P)T表示土壤与成土因素之间的发生关系。式中：表示土壤；,P，T分别表示气候、生物、母质、地形及时间因素。,人为因素五大自然成土因素之外的成土因素,母质是土壤形成的物质基础，是土壤的“骨架”，是土壤中植物所需矿质养分的最初来源。在生物气候作用下，母质表面逐渐转变成土壤。母质中的某些性质，如机械性质、渗透性、矿物组成、化学特性等都直接影响成土过程的速度和方向。,（一）母质因素,母质在土壤形成中的作用：首先，母质的矿物、化学成分直接影响着成土过程的速度、性质和方向。其次，母质对土壤理化性质有很大的影响（机械组成、pH）。母质的透水性对成土作用有显著影响。一般地说，成土过程进行得愈久，母质与土壤的性质差别就愈大。但母质的某些性质却仍会顽强地保留在土壤中。,在其他成土因素相同的条件下，酸性的母岩（如流纹岩、花岗岩）常较碱性母岩（如石灰岩、大理岩）所形成的土壤有较低的pH值。,气候是土壤形成的能量源泉。土壤与大气之间经常进行水分和热量的交换。气候直接影响着土壤的水热状况、土壤中物质的迁移转化过程，并决定着母岩风化与土壤形成过程的方向和强度。,（二）气候因素,气候要素如气温、降水及风力对土壤形成发育具有重要的影响。影响土壤有机质的含量影响土壤粘土矿物的类型影响土壤影响土壤阳离子交换量盐基饱和度、酸碱度等,土壤温度与大气温度的相关分析图式(据沃洛布耶夫，1958),不同地带土壤中苜蓿碎屑分解速率的实验模拟(据Jenny,1983),热带雨林,波哥大草原,内华达山地,积雪,土壤剖面发育与气候湿润度的关系图,土壤是气候变化的记录者，气候的变化往往在土壤性质中可以得到体现，所以我们可以通过研究古土壤的性质，来追朔过去的气候。,楼兰遗址,生物将太阳辐射能转变为化学能引入成土过程，并合成土壤腐殖质。在土壤中生活着有数百万种植物、动物和微生物，它们的生理代谢过程构成了地表营养元素的生物小循环，使得养分在土壤中保持与富集，从而促使了土壤的发生与发展。,（三）生物因素,植被类型的影响：土壤中有机质数量和分布土壤营养元素土壤酸度的影响,南极洲基岩表面地衣着生与土壤的发生景观,植物对土壤发生影响的一般图式,不同植物作用下形成土壤的有机质垂直分布比较(据熊毅，1990),植被类型和土壤类型的关系(据Bridges:WorldSoils),地形是土壤形成发育的空间条件，对成土过程的作用与母质、气候、生物等不同，它通过影响地表物质能量的再分配，从而影响成土过程。,（四）地形因素,水分在成土过程中的作用示意图,华北平原地下水位变化及其对土壤形成的影响,总之，地形制约着地表物质和能量的再分配，地形的发育支配着土壤的演替，在不同的地形形态上，就形成不同土壤类型。,时间和空间是一切事物存在的基本形式。气候、生物、母质、水文和地形都是土壤形成的空间因素。时间作为成土因素则是阐明土壤形成发展的历史动态过程。母质、气候、生物、水文和地形等对成土过程的作用随着时间延续而加强。,（五）时间因素,在稳定条件下土壤发育的时间序列示意图,人为活动对土壤的影响受社会制度和社会生产力水平的制约，而且这种影响具有双向性，即可通过合理利用，使土壤朝向良性循环方向发展，也可因不合理利用引起土壤退化。人类活动一是通过改变成土条件，二是通过改变土壤组成和性状来影响成土过程。,（六）人为因素,与其它因素有本质区别：对土壤的影响是有意识的、有目的的、定向的。是社会性的，受社会制度和社会生产力的影响。人类活动可通过改变各自然因素而起作用人类对土壤的影响具有两重性,现代农业机器对土壤的影响(据USAD，2002),现代农业耕作土壤景观(据USAD，2002),中国传统农耕施用农家肥的土壤景观,人类过度放牧引起土壤风蚀的景观,二、主要成土过程,1、原始成土过程2、有机质积聚过程3、粘化过程4、钙化过程5、盐化脱盐过程6、碱化脱碱过程7、白浆化过程,8、灰化过程9、潴育化过程10、潜育化过程11、脱硅富铝化过程12、草甸化过程13、熟化过程,黑钙土：温带半干旱半湿润季风气候、草甸草原植被下，发育的具有较深厚腐殖质表层，下部有钙积层或石灰反应的土壤。,黑钙土剖面,黑钙土景观,土地利用：草甸草原植被，针茅、兔毛蒿；农业利用主要种植大豆、高粱、玉米、小麦、甜菜、向日葵等。,土壤剖面（soilprofile）是一个具体土壤的垂直断面，一个完整的土壤剖面应包括土壤形成过程中所产生的发生学层次，以及母质层次，即A、B、C层。,三、土壤剖面,土壤发生层：是指土壤形成过程中所形成的具有特定性质和组成的，大致与地面相平行的，并具有成土过程特性的层次。识别土壤发生层的形态特征一般包括颜色、质地、结构、新生体和紧实度等。作为一个发生层，至少应能被肉眼识别其不同于相邻的土壤发生层。,土体构型：各土壤发生层在垂直方向有规律的组合和有序的排列状况。,覆盖层（A0层）：由枯枝落叶组成淋溶层（A层）：处于土体的最上部，它包括有机质的积聚层和物质的淋溶层。淀积层（B层）：处于A层的下面，是物质淀积作用造成的。淀积的物质可以来自土体的上部，也可来自土体的下部。母质层（C层）：处于土体的最下部，没有产生明显的成土作用的土层，其组成物就是母质。,水稻土与菜园土都是在原来自然土壤（母土）的基础上，经过人为长期熟化（水耕熟化与旱耕熟化），或者改变了原来母土的性质，或是在原母土的表层之上又重新淤垫了新的熟化土层，所以统称之为人为土。在中国土分类中，水稻土相当于水耕人为土。菜园土相当于旱耕人为土。,第二节水稻土与菜园土,这些土壤的共同特征是：第一，具有一定深厚的熟化土层。熟化土层的标志是具有适量的土壤活性腐殖质、良好的水稳性团粒结构，近于中性的pH值和高量的（如80100mg/kg）有效磷，以及一个良好的微生物区系。第二，土壤具有较高的缓冲能力，即具有有关土壤的水、肥、气、热的良好的综合调节能力，使作物根系具有一个比较稳定的良好的土域生态环境。,水稻土,水稻土景观,水稻土剖面,一、水稻土的概念及其与相关土类的区分（一）水稻土的概念水稻土是在长期种稻条件下，经人为的水耕熟化和自然成土因素的双重作用，产生水耕熟化和交替的氧化还原而形成具有水耕熟化层（W）一犁底层（Ap2）一渗育层（Be）水耕淀积层（Bshg）潜育层（Br）的特有的剖面构型的土壤。,（二）水稻土与相关土类的区分从各个地带性的土壤、水成与半水成土壤、盐碱化土壤上种植水稻均可发育为水稻土。但不是只要种植了水稻即可称为水稻土，一般以其水耕淀积层（Bshg）为其诊断层。,三、水稻土的形成过程、剖面形态,（一）水稻土的形成主要是水耕熟化中的水层管理的灌水淹育和排水疏干，使主体发生还原与氧化的交替进行。,（二）水稻土的剖面形态水稻土的剖面构型一般为WAp2BeBsh（g）一Br,水耕熟化层（W）：由原土壤表层经淹水耕作而成，灌水时泥烂，落干后可分为两层，第一层厚约57cm,，表面（1Cm）由分散土粒组成，表面以下以小团聚体为主，多根系及根锈；第二层：土色暗而不均一，夹大土团及大孔隙，空隙壁上附有铁、锰斑块或红色胶膜。犁底层（AP2）：较紧实，片状，有铁、锰斑纹及胶膜。,渗育层（Be):它是季节性灌溉水渗淋下形成的，它既有物质的淋溶，又有耕层中下淋物质的淀积。一般可分为两种情况，一是可以发展为水耕淀积层，另一是强烈淋溶而发展为白土层（E）。水耕淀积层（Bshg）：也有人称之为渗育层或渗渍层，或鳝血层：此层含有较多的粘粒，有机质、铁、锰与盐基等。铁的晶化率比上覆盖土层高，而且可根据其氧化还原强度进一步划分。潜育层（Br）：同于一般的潜育层。母质层（C）：因母土和水稻土的发展过程而异。,四、基本性质1、水热状况稳定2、氧化还原电位较低3、嫌气微生物为主、有机质积累较多4、物质转化特点：氧化态还原态5、pH变化：趋中性,七、高产水稻土的特征及培育,水稻高产要求的土壤条件：良好的土体构：一般要求耕作层超过20cm，因为水稻的根系80集中于耕作层；其次有良好发育的犁底层，厚约57cm。心土层应该是垂直节理明显，利于水分下渗和处于氧化状态。适当的渗透量和适宜的地下水位：渗透量过高，土壤漏水，养分也随之淋失，过小则渗水缓慢，发生囊水现象，土壤通气不良。适宜的地下水位是保证适宜渗透量和适宜通气状况的重要条件。适量的有机质和较高的土壤养分含量。,漂洗水稻土（浙江吴兴）,潜育水稻土（湖北监利）,渗育水稻土（江苏沙州）,菜园土,菜园土是人工长期种植蔬菜而形成的高度熟化的人工土壤。由于蔬菜特有的营养特点，根系的高盐基代换量，高需氧量，高喜水喜肥性等，因此要求频繁的土壤耕作，大量的施用动物性氮、磷肥料以及频繁的灌溉，所以成为人工土壤中熟化度最高的土壤。在中国土壤系统分类（修订方案）中部分菜园土相当于肥熟旱耕人为土。,根据母土特性和耕作利用方式不同，菜园土可分三种类型：,菜田菜地菜塘,由低洼积水田长期种植水生蔬菜发育而成,由旱地土壤发育而成,由水田土壤发育而成,一、菜园土的熟化发育及剖面层次分化菜园土的熟化发育过程是蔬菜集约栽培下的旱耕熟化及堆垫施肥影响下的腐殖质累积过程，动物富集性元素（PS、Ca、N）等的累积和活化过程。蚯蚓等对土壤养分的生物富集和穿孔对上下土层间的物质交换、熟土层的增厚和通气供氧起了保证作用。人为常湿润水分状况促进了各种生物的繁殖和土壤养分的有效化，所有这些过程都有利于蔬菜生长。,二、菜园土的剖面特征与诊断特征,（一）剖面特征菜园土在熟化发育过程中剖面层次分化为人工腐殖质层、熟土层、耕作淀积层及稳定层四个层次。前两层总厚度超过50cm，故总称厚熟表土层（Plaggenepipedon）。,1人工腐殖质层：是长期种菜，堆垫施用动物性有机肥（包括人粪尿、厩肥、有机垃圾等），精耕细作、频繁灌溉、蚯蚓活动而形成的磷硫钙碳氢等积累较多的诊断表层。（1）厚度35cm；（2）土色棕灰一黑灰色（2.5Y5/1）；（3）有机质含量加权平均25gkg-1,（4）速效磷含量P2O5100mgkg-1；或全磷P2O52.5gkg-1；（5）疏松多孔，容重1.25MgM-3，非毛管孔隙15；（6）蚓穴及蚓类较多；（7）炭渣、灰渣、砖瓦、陶片及人类生活用品残屑较多。,2熟土层：是人工腐殖质的向下过渡层，养分下延层或粮田时期老耕层。（1）厚度15cm；（2）土色棕灰一灰棕（2.5Y5/3）；（3）有机质含量15gkg-1；（4）磷的累积较明显，仅次于人工腐殖质层。其它养分也较高，高于粮田表耕层;（5）蚯蚓活动及文化层特征明显，仅次于上层。,3旱耕淀积层：是旱耕及蚯蚓搬运表层物质的淀积层。（1）厚度15cm;（2）色斑杂。（3）孔壁和结构表面淀积有较暗色的腐殖质粘粒胶膜，其亮度与彩度均低于周围土壤基质，数量占5以上；（4）由于蚯蚓搬运和液肥渗渍，土壤养分稍多；（5）仍有明显的蚓穴蚓粪。4稳定层：不受熟化影响，其形态及养分含量接近母质层。,（二）诊断特征1大量的蚯蚓活动及蚯蚓粪、穴。2大量的有效磷，速效磷含量80mgkg-1。有机质含量高达2540gkg-1,（一）熟化层深厚,典型的菜园土剖面层次构型为：A-AB-B-C。耕作深厚，约2030cm，乌黑色，多呈团粒结构，疏松，耕作容易。,由于大量施用有机肥和城市垃圾，加上频繁的翻耕，熟化层增厚，这是一般土壤所没有的，是菜园土的特征之一。,（二）有机质和养分含量丰富,蔬菜生长周期短，根系发达，由于倒茬换茬频繁，残留在土壤中的残余物多，又有大量有机肥的施入，因此有机质累积层较厚。,土壤有机质含量高与富磷是菜园土的又一重要特征。其它养分含量也大多呈丰富至较丰富水平。,菜园土的养分特征表现为种菜年限愈长，熟化程度愈高，土壤养分含量愈高，HA/FA的比值增大，磷进一步富集，比母土增加显著。,（四）保肥供肥能力较强菜园土的质地一般为壤质至粘壤质土，有机质含量高，腐殖质组成以胡敏酸为主，土壤阳离子交换量较高，一般达到20cmol(+)/kg左右，所以，土壤的保肥供肥能力较强。,（三）土壤物理性状良好由于土壤有机质丰富，有利于土壤团聚体的形成，因此，土壤团粒结构和通气孔隙增多，容重减小，三相比协调，这都有利于蔬菜的生长。,二、菜园土壤改良,(一)重施肥料蔬菜生长期较短，在我国南方每年可种612茬，在北方可种23茬或间套复种多茬。消耗地力较大，需要大量施肥补充。,（二）水旱轮作，不同种类蔬菜轮作菜园土实行水旱轮作及与不同蔬菜种类之间轮作、间作，是培肥和改良菜园土的重要措施之一。轮作能调整土壤的养分供应状况，改善土壤的氧化还原条件，有利于作物的生长及微生物的活动。不同蔬菜种类之间的轮作和间套作，既可以调节土壤的水分和养分，又可减少病虫害发生。,第三节土壤分布的规律性,1、土壤分布的水平地带性,2、土壤分布的垂直地带性3、土壤的区域性分布,纬度地带性经度地带性我国土壤水平地带性分布,铁铝土包括砖红壤、赤红壤、红壤和黄壤等土类，其形成过程都属于富铝化过程，均含有不同数量的氧化铁、铝。,铁铝土,砖红壤：热带湿润雨林或季雨林气候条件下形成的，富铁铝化过程和生物富集作用最强的铁铝土。土壤砖红色，强酸性，有机质含量高，但缺乏速效养分。,砖红壤景观,砖红壤剖面,土地利用：天然植被是常绿热带雨林、季雨林，常见黄枝木、荔枝、桉树、黄桐、木麻黄、橡胶等。农业利用为橡胶园、荔枝、香蕉、木薯等，粮食作物一年两熟或两年五熟。,赤红壤：南亚热带湿热季雨林条件下，富铁铝化与生物积累交互作用形成的强度介于红壤和砖红壤之间的土壤。土壤酸性到强酸性。,赤红壤景观,赤红壤剖面,土地利用：天然植被为南亚热带常绿季雨林，主要有荷木、榕树、杜英等。农业利用可种植龙眼、荔枝、甘蔗、洋桃、香蕉、芒果等，还可以种植药材，首乌、杜仲、灵芝、三七等。,红壤：中亚热带湿润季风气候，生物富集和脱硅富铁铝化作用下形成的地带性铁铝土。土壤红色或棕红色，酸性，有机质含量较高，核块状结构。,红壤景观,红壤剖面,土地利用：代表性天然植被是常绿阔叶林；农业利用以稻麦棉为主，一年两熟或一年三熟，并广泛栽培有毛竹、油茶、油桐、柑桔等人工林，是重要的粮、棉、油、茶、柑枯和蚕丝的生产基地。,铁铝土广泛分布于我国热带亚热带地区，其中砖红壤面积约5.89万km2，赤红壤面积约24.76万km2，红壤面积约61.81万km2，合计92.46万km2，占全国土地面积9.69%。是我国分布最广，种类最多，