土壤与作物生产

第五章

土壤与作物生产本章要点:了解土壤与土壤肥力的概念，明确土壤与作物生长的关系，土壤的三相组成的特点，有机质的作用、转化及调节措施，土壤的理化性质及与作物生产的关系。掌握培肥地力的措施及土壤物理测定和养分测定的技能。第一节土壤的固相组成一、土壤的基本组成固体矿物质（原生矿物、次生矿物）38%有机质（占土壤容积的12%）土壤三相组成液体：土壤水分20%～30%

气体：空气20%～30%

二、土壤粒级与质地

（一）土壤粒级将土壤颗粒按粒径大小和性质不同分成若干等级称为土壤粒级。一般分为石砾、砂粒、粉粒和黏粒四个基本粒级。

（二）土壤质地指土壤中各粒级土粒质量百分含量的组合，称为土壤质地（土壤机械组成）。土壤质地分类

卡庆斯基土壤质地分类制是以粒径0.01mm为标准，将矿物质土粒划分为物理性砂粒和物理性黏粒两大部分，按物理性砂粒和物理性黏粒的质量百分含量划分为砂土、壤土和黏土三类.砂土:松砂土、紧砂土、砂壤土壤土:轻壤土、中壤土、重壤土黏土:轻黏土、中黏土、重黏土土壤质地与土壤肥力的关系

砂土类

A通气透水性好，保持水分能力差。B含矿质养分含量低，有机质分解快，施肥见效快，但肥效短。保肥能力弱，养分易流失；。C水少气多，昼夜温差大，早春温度上升快，俗称“热性土”；晚秋温度下降慢。D土壤容易耕作，耕作质量好。植物出苗快，易于保全苗，易发根和根系深扎，但根系固着不牢；“发小苗不发老苗”。黏土类

A通气透水性差，保持水分能力强。

B含矿质养分含量高，有机质分解慢，施肥见效慢，但肥效长。保肥能力强，养分不易流失；。

C水多气少，昼夜温差小，早春温度上升慢，俗称“冷性土”晚秋。

D土壤不容易耕作，耕作质量差。壤土类

是介于砂土与黏土之间的一种机械组成类型。兼有砂土和黏土的优点。适合于大多数植物生长发育，是植物高产稳产的土壤质地类型。

土壤质地的利用与改良

1.客土法砂掺黏，黏掺砂。2.翻混土层采用深翻使砂黏混合。3.施用有机肥料是改良土壤质地最简便和最有效的方法。三、土壤有机质土壤有机质的存在形态

1.新鲜的有机物质刚进入土壤，基本上未受到微生物的分解10～15%的那些动、植物残体。2.半腐解的有机物质指已被微生物分解，失去原来生物特征，多呈暗裼色的碎屑和小块。3.腐殖质(占85%~90%)指在微生物作用下，有机残体在腐殖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。腐殖质与土壤矿物质紧密结合。土壤有机质的转化过程

有机质的矿质化过程

土壤有机质的矿质化过程是指有机质在微生物的作用下，分解为简单无机化合物的过程。有机质的腐殖化过程

指有机质矿质化过程形成的简单的有机化合物与难分解的残留有机物质在微生物的作用下，又重新合成新的更为复杂的、性质稳定的有机化合物，即腐殖质的过程。影响有有机质质转化化的因因素1.土土壤有有机质质的碳碳氮比比（C/N）2.土土壤水水、气气、热热状况况3.土土壤酸酸碱性性4.灰灰分分元素素土壤有有机质质对植植物生生产的的作用用1．提提供植植物需需要的的养分分2．改改善土土壤理理化性性质3．增增强土土壤的的保水水\保保肥能能力4．促促进土土壤微微生物物活动动5．促促进植植物生生长6．减减缓土土壤污污染第二节节土土壤壤的物物理性性质土壤孔孔隙性性土壤孔孔隙性性指土土壤孔孔隙多多少、、大小小与大大小孔孔隙比比例及及性质质。1.土土壤孔孔隙度度土壤密密度和和容重重土壤密密度（（土粒密密度）的单位位容积积固体体土粒粒的烘烘干质质量（（无粒粒间孔孔隙）），多多数土土壤矿矿物质质的密密度在在2.6~2.7g/cm3，有机机质的的密度度1.25~1.40g/cm3.土壤容容重单位容容积原原状土土壤固固体土土粒的的烘干干质量量（有有粒间间孔隙隙）。。单位位为g/cm3或t/m3，一般般旱作作土壤壤容重重大体体在1.00~1.80g/cm3之间。。土壤孔孔隙类类型和和性质质1．通通气孔孔隙（（空气孔孔隙））通气孔孔隙的的当量量孔径径＞0.02mm，，土壤壤水吸吸力＜＜150hPa，，不具具有毛毛管引引力不不保水水。通气孔孔隙度度（%）＝＝总孔孔隙度度－（（毛管管孔隙隙度＋＋非活活性孔孔隙度度）2．毛毛管孔孔隙毛管孔孔隙的的当量量孔径径为0.002~0.02mm，，土壤壤水吸吸力1500~150hPa，具具有毛毛管引引力，，有毛毛管水水。可可被植植物吸吸收利利用。。毛管孔孔隙度度（%）＝＝（田田间持持水量量－萎萎蔫系系数））×土土壤容容重3．非非活性性孔隙隙（无效孔孔隙））孔隙当当量孔孔径＜＜0.002mm，，土壤壤水吸吸力＞＞1500hPa。。保持持在这这种孔孔隙中中的水水分不不能移移动或或移动动缓慢慢，不不能被被植物物吸收收利用用。非活性性孔隙隙度（（%））＝萎萎蔫系系数××土壤壤容重重土壤孔孔隙状状况与与植物物生产产的关关系适宜植植物生生长发发育的的土壤壤耕层层总孔孔隙度度为50%~56%，通通气孔孔隙度度在8%~10%以以上，，以15%~20%更好好。大大小孔孔隙比比在1：2~4为宜宜。黏黏土总总孔隙隙度大大，但但毛管管孔隙隙和通通气孔孔隙少少；砂砂土通通气孔孔隙多多缺少少毛管管孔隙隙，漏漏水、、漏肥肥。土体内内孔隙隙垂直直分布布为““上虚虚下实实”，，耕层层上部部（0~15cm））的总总孔隙隙度为为55%左左右，，通气气孔隙隙度为为10%~15%左左右；；下部部（15~30cm）的的总孔孔隙度度50%左左右，，通气气孔隙隙度为为10%左左右。。土壤结结构性性土壤结结构体体：在内内外因因素的的综合合作用用下，，土粒粒相互互团聚聚成大大小、、形状状和性性质不不同的的团聚聚体。。称为为土壤壤结构构或土土壤结结构体体。土壤结结构性性：指土土壤中中单粒粒和结结构体体的数数量、、大小小、形形状，，性质质及其其相互互排列列、相相应的的孔隙隙状况况等综综合特特性。。土壤结结构类类型1．块块状结结构2．核核状结结构3．柱柱状结结构4．片片状结结构5．团团粒结结构土壤团团粒结结构肥肥力特特征1.能能协调调水分分与空空气的的矛盾盾2.能能协调调有机机质的的积累累与消消耗的的矛盾盾3.能能稳定定土壤壤温度度调节节土壤壤热状状况4.改改良土土壤耕耕性、、有利利于植植物根根系生生长创造土土壤团团粒结结构的的措施施1.精耕细细作：：机械械外力力作用用，使使土块块破裂裂松散散成小小土团团。2.施用有有机肥肥：促促进微微生物物活动动，增增加土土壤中中有机机胶结结物质质。3.合理轮轮作：：3-4年年轮作作一次次作物物。4.施土壤壤结构构改良良剂：：主要要是某某些高高分子子化合合物。。土壤耕耕性衡量土土壤耕耕性的的标准准:１．耕耕作难难易２．宜宜耕期期长短短３．耕耕作质质量好好坏合理耕耕作改改良土土壤耕耕性1.防止土土壤过过干、、过湿湿耕作作，少少耕或或免耕耕2.选选择土土壤宜宜耕期期内耕耕作3.多多施有有机肥肥、合合理灌灌溉、、适时时耕作作第三节节土土壤的的化学学性质质土壤的的吸收收能力力（吸吸附性性能））土壤将将有效效养分分保留留在耕耕层的的能力力称保保肥性性。土壤胶胶体土壤粒粒径在在1~1000nm的分分散体体称胶体。1土壤壤胶体体的种种类包括无无机胶胶体（（黏粒粒）、、有机机胶体体（腐腐殖质质）及及有机机无机机复合合胶体体（黏黏粒与与与腐腐殖质质相连连）。。土壤胶胶体的的构造造微粒核核：各各类胶胶体。。土壤胶胶体决决定定电位位离子子层双电层层非活性性补偿偿离子子层引引力力强补偿电电位离离子层层扩散层层引引力弱弱土壤胶胶体的的性质质1.具具有巨巨大的的比表表面积积和表表面能能2.具具有带带电性性，能能进行行离子子交换换吸收收3.凝凝聚性性和分分散性性土壤阳阳离子子交换换吸收收作用用土壤阳阳离子子交换换吸收收作用用各种阳阳离子子在土土壤胶胶体颗颗粒表表面和和土壤壤溶液液之间间不断断进行行吸附附和解解吸的的动态态过程程。土壤离离子交交换作作用特特点1.是是动态态平衡衡过程程，可可逆反反应。。2.等等电量量交换换。3.受受质量量作用用定律律支配配土壤阳阳离子子交换换量和和盐基基饱和和度阳离子子交换换量（（CEC））土壤所所能吸吸附的的全部部交换换性阳阳离子子的总总量。。用cmol（（+））/kg表表示。。是衡衡量土土壤保保肥性性的指指标。。盐基饱饱和度度指土壤壤胶体体上交交换性性盐基基离子子占全全部交交换性性阳离离子的的百分分数。。胶体吸吸附离离子的的有效效性离子饱饱和度度是指某某种交交换性性离子子被土土壤胶胶体吸吸附的的数量量占土土壤阳阳离子子交换换量的的百分分数。。在一一定范范围内内，某某种交交换性性离子子饱和和度愈愈大，，被代代换到到土壤壤溶液液中的的机率率愈多多，则则该离离子有有效程程度就就愈高高。这这也是是植物物生产产上所所说的的““施肥肥一大大片，，不如如一条条线””的主主要原原因。。土壤酸酸碱性性土壤酸酸碱性性是土土壤溶溶液中中的H＋和OH－浓度比比例不不同所所表现现的酸酸碱性性质。。酸性pH中性和碱性pH超强酸性＜3.5中性6.5~7.5极强酸性3.5~4.4碱性7.6~8.5强酸性4.5~5.4强碱性8.6~9.5酸性5.5~6.4极强碱性＞9.5土壤酸酸性土壤中中酸性性主要要来源源于胶胶体上上吸附附的H＋、Al3+、CO2溶于水水形成成的碳碳酸、、有机机质分分解产产生的的有机机酸、、氧化化作用用产生生的少少量无无机酸酸以及及施肥肥带入入的酸酸性物物质等等。1．活活性酸酸度：：活性酸酸度是是指土土壤溶溶液中中游离离的H＋所直接接显示示的酸酸度。。2．潜潜性酸酸度：：潜性酸酸度是是指土土壤胶胶体上上吸附附的H＋、Al3+所引起起的酸酸度。。土壤碱碱性土壤碱碱性主主要来来源于于土壤壤中交交换性性钠的的水解解所产产生的的OH－以及弱弱酸强强碱盐盐类物物质如如Na2CO3、NaHCO3的水解解。碱化度度是指指土壤壤胶体体上吸吸附的的Na＋占土壤壤阳离离子交交换量量的百百分数数。土壤酸酸碱性性对植植物生生产的的影响响1．影影响养养分的的有效效性土壤中中大多多数养养分在在pH值6.5~7.5范围围内有有效性性较高高。2．．影影响响微微生生物物活活性性土壤壤酸酸碱碱性性主主要要影影响响微微生生物物对对有有机机质质的的转转化化。。3．．影影响响植植物物生生长长大多多数数植植物物适适应应的的酸酸碱碱范范围围较较广广，，但但以以pH6.0~7.5为为。。4.影影响响土土壤壤结结构构性性在碱碱土土中中，，交交换换性性Na＋多，，土土粒粒分分散散，，结结构构易易破破坏坏。。土壤壤酸酸碱碱性性的的调调节节土壤壤酸酸性性的的调调节节1.种植植适适宜宜的的植植物物；；增增施施有有机机肥肥。。2.施用用的的石石灰灰或或碱碱性性肥肥料料（（草草木木灰灰、、钙钙镁镁磷磷肥肥）），，或或施施用用生生理理碱碱性性肥肥料料（（NaNO3）。。土壤壤碱碱性性的的调调节节1.施有有机机肥肥料料，，用用分分解解释释放放出出大大量量的的CO2或有有机机酸酸降降低低土土壤壤pH。。2.施硫硫磺磺、、硫硫化化铁铁、、绿绿矾矾（（FeSO4）等等。。3.施生生理理酸酸性性肥肥料料，，如如硫硫酸酸钾钾、、氯氯化化钾钾、、硫硫酸酸铵铵、、氯氯化化铵铵等等。。4施施石石膏膏、、硅硅酸酸钙钙，，用用钙钙将将胶胶体体上上的的Na＋代换换下下来来，，随随水水流流走走。。复习习思思考考题题1.名名词词：：土土壤壤、、肥肥力力、、矿矿质质化化过过程程、、腐腐殖殖化化过过程程。。2.土土壤壤的的三三相相组组成成。。3.土土壤壤质质地地与与肥肥力力的的关关系系如如何何？？4.简简述述土土壤壤有有机机质质的的作作用用。。5．．什什么么是是团团粒粒结结构构？？团团粒粒结结构构的的肥肥力力征征及及创创造造措措施施？？6．．简简述述土土壤壤孔孔隙隙类类型型及及性性质质。。7．．土土壤壤耕耕性性标标准准如如何何？？8．．如如何何合合理理耕耕作作改改良良土土壤壤耕耕性性？？9.名名词词：：土土壤壤阳阳离离子子交交换换量量、、盐盐基基饱饱和和度度10.简简述述土土壤壤阳阳离离子子交交换换吸吸收收与与土土壤壤保保肥肥、、供供肥肥的的关关系系。。11.简简述述土土壤壤酸酸碱碱性性的的分分级级。。12.简简述述土土壤壤酸酸碱碱性性对对植植物物生生产产的的影影响响。。学习习参参考考资资料料1.《《农农业业气气象象学学》》北北京京农农业业大大学学中中国国农农业业出出版版社社19982.《《土土壤壤肥肥料料学学》》陈陈忠忠焕焕等等北北京京中中国国农农业业出出版版社社19903.《《植植物物生生产产与与环环境境》》陈陈瑞瑞生生等等北北京京中中国国农农业业出出版版社社19994.《《测测土土与与施施肥肥》》吕吕英英华华等等北北京京中中国国农农业业出出版版社社20025.《《小小气气候候改改善善与与管管理理》》乐乐天天宇宇等等北北京京农农业业出出版版社社19829、静静夜夜四四无无邻邻，，荒荒居居旧旧业业贫贫。。。。12月月-2212月月-22Wednesday,December28,202210、雨中黄黄叶树，，灯下白白头人。。。20:42:3320:42:3320:4212/28/20228:42:33PM11、以我我独沈沈久，，愧君君相见见频。。。12月月-2220:42:3320:42Dec-2228-Dec-2212、故人江江海别，，几度隔隔山川。。。20:42:3320:42:3320:42Wednesday,December28,202213、乍见翻疑梦梦，相悲各问问年。。12月-2212月-2220:42:3320:42:33December28,202214、他乡生白白发，旧国国见青山。。。28十二二月20228:42:33下下午20:42:3312月-2215、比比不不了了得得就就不不比比，，得得不不到到的的就就不不要要。。。。。十二二月月228:42下下午午12月月-2220:42December28,202216、行动出出成果，，工作出出财富。。。2022/12/2820:42:3320:42:3328December202217、做前前，能能够环环视四四周；；做时时，你你只能能或者者最好好沿着着以脚脚为起起点的的射线线向前前。。。8:42:33下下午8:42下下午午20:42:3312月月-229、没有失败败，只有暂暂时停止成成功！。12月-2212月-22Wednesday,December28,202210、很多事事情努力力了未必必有结果果，但是是不努力力却什么么改变也也没有。。。20:42:3320:42:3320:4212/28/20228:42:33PM11、成功就是日日复一日那一一点点小小努努力的积累。。。12月-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