土壤肥料学绪论 (2)VIP

土壤肥料学,河北工程大学农学院,土壤学是研究土壤的形成演变、组成性质、开发利用及其培肥改良的一门科学。,肥料学是研究植物营养与肥料施用的科学。,第一章绪论,一、土壤的概念及其基本组成1、土壤的概念:土壤是地球陆地表面能够产生植物收获的疏松表层。“陆地表层”说明土壤的位置，“疏松”指其物理状态，应区别于坚硬整块的岩石。又分：自然土壤未经人类开垦自然形成的土壤。农业土壤在自然土壤的基础上经过人类开垦耕种的土壤。土壤之所以“能够生产植物收获物”，主要由于土壤具有肥力。,2、土壤的基本物质组成,土壤,固体土壤（约占土壤总容积的50%）,粒间孔隙（约占土壤总容积的50%）,土壤生物体土壤动物和土壤微生物等。,矿物质来自岩石的风化，包括原生矿物和次生矿物，约占固体重量的95%以上。,有机质动植物残体及其转化产物，约占固体重量的5%以下。,土壤空气一部分由地上大气层进入，主要为O2、N2等，另一部分由土壤内部产生，主要为CO2、水汽等。,土壤水分主要由地上进入土中，其中含有溶质，包括离子、分子、胶体颗粒等，实际上是浓度不同的溶液（土壤溶液）。,土壤是四（或五）种物质组成的三相多孔体,土壤中固相、液相、气相结构示意图,二、土壤肥力的概念及其发生发展（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”。,沈阳农业土壤学：土壤肥力是诸因素综合性状的具体表现。南京土壤所：土壤肥力是土壤为植物生长供应和协调营养条件和环境条件的能力。侯光炯先生：土壤肥力就是土壤的体质和生命。,我国目前较公认的土壤肥力的概念为：土壤能供应与协调植物正常生长发育所需要的养分和水、空气、热的能力。肥力是土壤的基本属性和质的特征。土壤学中把水、肥、气、热称为四大肥力因素。,根据土壤肥力的来源不同，土壤肥力有自然肥力和人为肥力的区别。1)自然肥力是指土壤在自然因子即五大成土因素（气候、生物、母质、地形和年龄）的综合作用下发育来的肥力，它是自然成土过程的产物。2)人为肥力是耕作熟化过程发育而来的肥力，是在耕作、施肥、灌溉及其它技术措施等人为因素影响作用下所产生的结果。因此只有从来不受人类影响的自然土壤才具有自然肥力。,（二）.土壤肥力的发生发展,农业土壤从肥力的实际经济效益分为：有效肥力和潜在肥力。3)有效肥力由于受环境条件和管理水平的限制，土壤肥力往往只有部分表现出来，这部分肥力称为“有效肥力”，又称“经济肥力”，即在一定农业技术措施下反映土壤生产能力的那部分肥力。是指在当季生产上发挥出来并产生经济效果的那一部分肥力。,4).潜在肥力另一部分肥力则没有直接表现出来称“潜在肥力”，指受环境条件和科技水平限制不能被植物利用，但在一定生产条件下可转化为有效肥力的那部分肥力。是指在当季生产上未能产生经济效果的那一部分肥力。,土壤肥力的发展与转化,自然土壤只具有自然肥力，但一切农业土壤则兼具自然肥力和人为肥力，它们具有综合效应，作物在利用肥力因素时，二者是不能区分的。潜在肥力与有效肥力之间没有截然界限，在一定环境条件下，可以相互转化。,（三）.肥料的概念直接或间接供给作物所需养分，改善土壤性状，以提高作物产量和改善作物品质的物质，都可称为肥料。按作用把肥料分为直接肥料和间接肥料：直接肥料为直接营养作物的肥料，如氮、磷、钾化肥。间接肥料为通过改善土壤的水、肥、气、热状况达到营养作物目的的肥料，如石灰、石膏。有机肥为二者作用都有的肥料。,在人类赖以生存的物质生活中，人类消耗的约80以上的热量，75以上的蛋白质和大部分的纤维都来源自土壤。,民以食为天，食以土本！,三、土壤在农业生产中的地位和作用(一）、土壤是农业生产的基本生产资料,农业生产全过程包括三个紧密联系的环节：1、植物生产（初级生产）2、动物生产（次级生产）3、土壤管理（土壤的施肥耕作管理）上述过程说明土壤是农业生产的基础，是物质和能量转化的场地，是进行农业生产的基本条件。,饲养业,种植业,绿色植物所必需生活条件:日光、热量、空气、水分和养分，除日光、空气外，大部分来自土壤。此外，土壤还为植物提供了根系伸展的空间和机械支撑作用。,动物生产以植物生产资料为食料,农业生产,农业生产,（二）.土壤是制定农业技术措施的依据农作物栽培的多项技术措施包括：耕作、施肥、灌水、品种选择、种子处理、种植密度、植物保护、农机具使用以及日常田间管理等。土壤是这些技术措施的基础，任何措施都要考虑土壤的性质，要“因土制宜”。,（三）.土壤是人类社会的重要自然资源人类生产、生活不可缺少的重要自然资源，为人类社会创造了生存和发展的环境。土壤资源的再生性与质量的可变性土壤资源数量的有限性土壤资源空间分布上的固定性土壤具有地带性分布规律。,1、土壤资源的再生性与质量的可变性,红壤严重流失后形成的红色沙漠,治之得宜，地力常新,水土流失土地沙漠化土壤盐碱化土壤遭污染土壤肥力退化,国在山河破,我国每年流失土壤超过50亿t，占世界总流失量的1/5，受危害严重的耕地约占全国1/3，相当于耕地削去10mm厚的土层，损失N，P,K养分相当于4000多万t化肥。全国水土流失面积到达150万平方公里！相当与50个台湾省！,多可怕！你还睡得着吗？,四川盆地山地侵蚀,2000年我国发生13次大的沙尘暴,每年经济损失高大540亿元。,沙进人退,我国每年沙化面积33.4Km2，因沙化失去的面积相当于一个县的面积。,土壤盐碱化,我国盐渍土总面积约1亿公顷,土壤次生盐渍化,土壤污染,截至20世纪末，中国受污染的耕地面积达2000多万公顷，约占耕地总面积的1/5，其中工业“三废”污染面积达1000万公顷，污水灌溉面积为130多万公顷。每年因土壤污染粮食减产就达1000万吨，还有1200万吨粮食受污染，二者的直接经济损失达200多亿元。,2、土壤资源数量的有限性（1cm厚需300年）土壤资源的破坏吃祖宗的饭，断子孙的路,我国土壤资源简况,我国土壤资源丰富,国土面积960万km2,但是我国是个多山的国家,各种山地丘陵地面积占全部土地面积的65,平原区土地仅占35。,我国人均耕地面积为0.1hm2（1.5亩）,不到世界人均耕地的l3。人均林地面积0.11hm2,占世界人均林地面积的19。人均草地面0.28hm2,不到世界人均草地面积的12。“但存方寸土，留与后人耕”,我国人均土地面积情况,（四）土壤是陆地生态系统的主要组成部分生态系统是指生物群落与其环境互相联系互相制约的自然整体。土壤不只是农业生产的基本资料，还是陆地生态系统的重要组成部分。,土壤圈：是地球表层系统中处于四大圈交接面上最富有生命力的土壤连续体或覆盖层,土壤在陆地生态系统中的四大作用：,1、保持生物活性，多样性和生产性2、对水体和溶质流动起调节作用3、对有机、无机污染物具有过滤、缓冲、降解和解毒作用4、具有贮存并循环生物圈及地表养分和其它元素的功能,对土壤的利用不但要考虑土壤本身的性质特点，还应考虑自然界中生态系统的平衡问题，宜农则农，宜林则林，宜牧则牧，防止三废及农药和滥用化肥对土壤的污染，防止水土流失，防止由于土壤状况恶化而影响整个环境和生态系统的协调。我们要为子孙“留一块绿地，留一片蓝天”。,四、肥料的重要性,肥料是植物的粮食，是农业生产的基础资料之一，要实现农业生产的优质高效及农业的可持续性发展，需要合理施肥，培肥土壤，也就需要了解作物的营养特性及肥料方面的专门知识，因而需要学习肥料学。,肥料在农业生产中的作用。为植物提供养分，满足作物对养分的需求。改良土壤理化生物特性，提高土壤肥力。增加作物单位面积的产量，改善作物品质。FAO（世界粮食和农业组织）的统计资料表明，在各项增产措施中，肥料对粮食的增产作用为40%60%，可见肥料对农业生产的重要性。增加作物的抗性，促进作物早熟。,1975年以来我国肥料施用量与粮食总产量的变化,肥料是农业优质高产的保证,肥沃土壤上生长的作物,瘠薄土壤上生长的作物,五、土壤学的发展概况及面临的任务（一）土壤科学发展中的几个代表性学派1、农业化学派农业化学派：以德国农业化学家李比希为代表。建立了植物矿物质营养学说，主要观点是植物生长需吸收土壤中的矿质营养，只有施用矿质肥料才能保持土壤肥力，这就是“养分归还学说”。为发展化学工业，施用化学肥料开辟了道路。忽视了生物因素对于提高土壤肥力的积极作用。,2、农业地质学派：以德国地质学家法鲁为代表，运用地质学的观点研究土壤，认为土壤是单纯的矿物岩石风化的碎屑，岩石矿物的风化过程和地质淋溶过程，就是土壤形成的本质。土壤肥力呈递减曲线下降，忽略了生物因素对土壤肥力的积极作用。,3、土壤发生学派19世纪末俄国的道库恰耶夫提出了“成土因素”学说，他认为土壤及其肥力的形成是母质、气候、生物、地形和时间五大成土因素共同作用的产物，但对农业生产中的具体问题没有足够的注意。,从国内的发展来看：几千年来，我国劳动人民在生产实践中，在认土、用土、改土及肥料的积制和使用等方面积累了丰实的经验。最远可追溯到战国时代，我国劳动人民根据土壤的性质、肥力水平，对各类土壤进行分类分级。元、明、清以来，对农业生产的技术措施，进一步有了明确的分类和更详细的总结。,（二）、土壤科学在我国的发展,现代：20世纪70年代后期，改革开放以来：由于国际间学术交流增多，国外一些先进的土壤研究成果与技术传入我国，土壤学科的基础学科水平得以全面迅速提高我国土壤学科在我国科学研究中的地位得到了巩固和确认。,建国以来，全国已经进行了二次土壤普查。第一次在1958年编绘了“四图一志”为我国有计划地开垦荒地，扩大耕地面积，合理利用土地，提供了科学的依据。1979年进行的第二次土壤普查工作，利用航片或卫片绘制土壤图。查清土壤资源、普及土壤科学，培养基层土肥人员，极大