《现代农业种植技术》课件-项目一 土壤科学与管理

1.土壤的组成土壤是植物生活的基质，它不仅为植物提供必需的营养和水分，而且能使植物立足于自然界中，经受得起风雨的侵蚀而不倾倒，是从土壤获得的机械支持之故。吃得饱喝得足住得好站得稳土壤还是生态系统的组成部分，是联结自然界中无机界和有机界的中心环节，对自然生态系统的平衡起着承上启下和调控作用。土壤的组成土壤是指地球陆地上能够生长植物的疏松表层。土壤的组成

“陆地表层”指出了土壤的地理位置，而“疏松”指土壤的物理结构性，以区别于坚硬、块状岩石。

“能够生长植物”则指出了土壤的质的特征，即土壤具有肥力。土壤的组成当我们站在辽阔的大地上，捧起一把土时，土壤给我们的感觉有松和紧、软和硬、干和湿、粗和细、深和浅等。土壤的组成土壤实（固体）(占总容积50%)虚(孔隙)(占总容积50%)固体50%左右孔隙50%左右矿物质45%左右水20-30%空气30-20%有机质5%左右土壤的组成土壤固相液相气相固体50%左右孔隙50%左右矿物质45%左右水20-30%空气30-20%有机质5%左右土壤的组成土壤固相液相气相矿物质(总重90%～98%)有机质(总重10%～2%)土壤水分(容积20%～30%)土壤空气(容积30%～20%)骨胳肌肉血液呼吸土壤形容成一个拟生物体，土壤的三相物质不是固定不变的，它受人类活动和自然环境变化而发生改变，因此三相物质是土壤各种性质产生和变化的物质基础，也是土壤肥力的基础。改良土壤，首先就是改造土壤的组成，调节三相比例，使之适合作物生产的要求。小结2.土壤的形成土壤是一个国家最重要的自然资源,它是农业发展的物质基础。土壤的形成是独立的历史自然体，它的发生发展与自然界各个成土因素都有联系，即它是母质、生物、气候、地形和时间等五种成土因素共同作用的产物。土壤土壤的形成各种岩石（岩浆岩、沉积岩、变质岩）经过漫长的时间，在地形与气候的作用下，发生物理风化和化学风化作用，使岩石破碎，理化性质改变，形成结构疏松的风化壳，其上部可称为成土母质。土壤是先由岩石经过风化作用成为母质岩石气候地形时间母质母质母质母质物理风化化学风化土壤的形成岩石气候地形时间母质母质母质母质物理风化化学风化气候地形时间

生物自然土壤

生物风化成土母质是土壤形成的物质基础和植物矿质养分元素(氮除外)的最初来源。土壤的形成岩石气候地形时间母质母质母质母质物理风化化学风化气候地形时间

生物自然土壤

生物风化母质代表土壤的初始状态，它在气候、地形与生物的作用下，经过上千年的时间，才逐渐转变成可生长植物的土壤。土壤的形成岩石气候地形时间母质母质母质母质物理风化化学风化气候地形时间

生物自然土壤

生物风化微生物地衣低等植物高等植物动物土壤的形成岩石气候地形时间母质母质母质母质物理风化化学风化气候地形时间

生物自然土壤

生物风化通过生物风化作物使土壤中的营养物质尤其是有机物质（氮元素）逐渐积累，满足植物生长的需要，尤其绿色植物出现以后，土壤肥力得以发展和提高。土壤的形成岩石气候地形时间母质母质母质母质物理风化化学风化气候地形时间

生物自然土壤

生物风化随着气候的变化、植被的演替和时间的延续，自然界形形色色的土壤就形成了。土壤的形成含有的粘粒数量有限没有有机质，也没有氮素含有较多的粘粒具有有机质和氮素母质土壤土壤与母质之间具有本质的区别土壤的形成岩石气候地形时间母质母质母质母质物理风化化学风化气候地形时间

生物自然土壤

生物风化农业土壤岩石经过自然风化、生物作用形成了具有肥力特征的土壤，在没有人工干涉情况下，这种土壤称之自然土壤，它的肥力特征称其为自然肥力。人为开垦、种植植物等农业活动以后，土壤的肥力特性发生了变化，这种土壤称为农业土壤，相应其肥力称为人为肥力。小结土壤是在气候、母质、生物、地形、时间综合作用下的产物。小结构成土壤的原始材料，其组成和理化性质对土壤的形成，肥力高低有深刻影响。母质小结主要是温度和降水。影响岩石风化和成土过程。气候小结土壤形成的主导因素。特别是绿色植物将分散的，深层的营养元素进行选择性的吸收，集中地表并积累，促进肥力发生和发展。生物小结主要起再分配作用，使水热条件重新分配，从而使地表物质再分配。不同地形形成的土壤类型不同，其性质和肥力不同。地形小结决定土壤形成发展的程度和阶段，影响土壤中物质的淋溶和聚积。时间小结母质气候生物地形时间土壤各因素相互影响，相互制约，共同作用形成不同类型。3.土壤的孔隙与结构土壤孔隙不仅承担着对作物水分、空气的供应，而且孔隙本身也对作物生长具有重要作用，不同质地土壤，孔隙状况不同。土壤结构是土粒(单粒或复粒）的排列，组合形式。土壤结构单个土粒团聚体微团粒土壤结构结构体结构性是土粒互相排列和团聚成为一定形状和大小的土块和土团。是土壤结构体的种类,数量及机构体内外的孔隙状况等产生的综合性质。单个土粒团聚体微团粒土壤结构良好的土壤结构体,不仅仅具有良好的孔隙性.而且还具有不同的稳定性,以抵抗机械破坏或泡水时不致分散。自然土壤的结构体种类对每一类型土壤或土层是特征性的，可以作为土壤鉴定的依据。片状方块状团粒状长柱状柱状棱块状碎屑状土壤结构这两种不同性状是土粒的排列和组合不同造成的。土壤结构疏松的土壤耕作时轻松爽利紧实的土壤容易板结成块，耕锄吃力土壤结构-土壤结构类型块状片状柱状团粒结构土壤结构是各种结构中最为理想的一种。其水、肥、气、热的状况是处于最好的相互协调状态，为作物的生长发育提供了良好的生活条件，有利于根系活动和吸取水分养分。团粒结构-团粒结构土壤结构团粒外形近似于球形，0.25～10㎜团粒之间为通气孔隙，内部为毛管孔隙富含腐殖质水稳性、生物稳定性、机械稳定性强主要特征土壤团粒体-团粒结构土壤结构-团粒结构协调土壤水分与空气的矛盾协调土壤养分消耗与积累的矛盾改善土壤水分团粒结构土壤主要作用改善土壤温度改善土壤耕性与松紧状况土壤结构在实际生产中，我们可以采取深耕，增施有机肥，种植绿肥，合理灌溉，施用土壤改良剂，合理轮作等措施来促进或恢复团粒结构土壤的形成。-团粒结构适合作物生长的土壤结构所具备的特征，土壤结构愈好，土壤肥沃度愈高。记住土壤孔隙土壤结构小结4.土壤的质地土壤矿物质土壤中所有无机物质的总和。是指岩石风化形成的矿物颗粒统称。组分不同直径不同性质不同土壤主体—矿物质颗粒(总固重90%～98%)组分不同直径不同性质不同所含成分不同直径大小不同存在的方式不同不同的矿物质颗粒表现的性质也不同土壤的质地由于土壤矿物质颗粒的风化程度不同，将矿物质分为原生矿物次生矿物以硅酸盐和铝硅酸盐为主，是植物养分的重要来源。以较粗颗粒为主。以粘土矿物为主，其中以结晶层状硅酸盐矿物为主，此外有简单盐类。以较细颗粒为主。土壤的质地土壤矿物质的化学成分几乎包括元素周期表中所有元素O、Si、Al、Fe为主，占88.7%以上植物必需营养元素（氮和碳）含量低，分布不平衡土壤的质地通常将粒径大小相近、性质相似的土粒分为一级，这种土粒大小的不同级别称为粒级。土壤的质地石砾﹥2㎜砂粒2～0.02㎜粉砂粒0.02～0.002㎜砂粒2～0.02㎜土壤矿物质颗粒按直径大小分为四种粒级土壤的质地由于土壤矿物颗粒的直径不同，则表现出的性质也不同直径越小（土壤颗粒越细），表面积越大，表面能也越大，土粒的吸附力越大，保肥性越强；土壤的质地由于土壤矿物颗粒的直径不同，则表现出的性质也不同土粒越小，孔隙也越小，保水性越强，但通气透水性越差。土壤的质地是指土壤中不同大小直径的矿物颗粒的组合状况。土壤质地土壤的质地土壤中各粒级的土粒所占的比例及其所表现出的物理性质各不相同，通俗地说，土壤质地就是土壤的砂粘性。土壤的质地抓一把土，掺一些水，搓揉一下粘手或爽手的感觉土壤质地的反应土壤的质地土壤质地对作物生长的影响是通过土壤通气、透水、供肥、保水、保湿、导热、耕性等因素的作用而实现的。土壤的质地按土壤中各粒级的构成情况，目前常见的土壤质地分类有国际制美国农业部制苏联卡庆斯基制中国制土壤的质地中国土壤质地分类（邓时琴，1985）质地组质地名称颗粒组成%（粒径：毫米）砂粒（1-0.5）粗粉粒（0.05-0.01）细粘粒（<0.001）砂土极重砂土重砂土中砂土轻砂土>8070-8060-7050-60＜30壤土砂粉土粉土≥20＜20≥40砂壤壤土≥20＜20＜40粘土轻粘土中粘土重粘土极重粘土30-3535-4040-60＞60土壤的质地土粒间孔隙大，大孔隙多，小孔隙少。土质松，易耕作；透水性强，保水性差；保肥能力差。“发小苗不发老苗”。在这种土壤上生长的作物，容易出现前期猛长，后期脱肥早衰的现象，施肥管理宜勤施少施。对块根类作物的生长有利。砂土类土壤的质地总孔隙度大而土粒间孔隙小，土质粘重，干时紧实板结，湿时泥泞，不耐旱也不耐涝，适耕期短，湿犁成片，耙时成线，耕作困难。通气透水差，易积水，有机质分解慢，保水保肥能力强。植物常有缺苗现象，幼根伸长慢，“发老苗不发小苗”。适宜种植小麦、玉米、水稻、枇杷等。粘土类土壤的质地介于砂土和粘土之间。土粒适中，通气透水良好，有较好的保水保肥供肥能力，耐旱耐涝，耕性良好，发小苗也发老苗，是耕地中的“当家地”和高产田。适宜各种作物生长。壤土类土壤质地的野外鉴定砂土壤土粘土能见到或感觉到单个砂粒。干时抓在手中，稍松开后即散落;湿时可捏成团，但一碰即散。干时手握成团，用手小心拿不会散开;润时手握成团后，一般性触动不至散开。干时常为坚硬的土块，润时极可塑。通常有粘着性，手指间撮捻成长的可塑土条。今天我们学习了土壤质地的相关知识，大家要记住不同土壤质的特点及与土壤通气、保肥、保水状况及耕作的难易的关系。小结5.土壤的耕性土壤孔隙与结构不同的土壤结构对土壤肥力有重要的影响，而且也与土壤耕作也有密切的关系。土壤耕性02土壤物理机械性质01土壤的耕性PARTO1土壤物理机械性是多项土壤动力学性质的统称，它包括粘结性、粘着性、可塑性、胀缩性以及其它受外力作用后（如农机具的切割、穿透和压板等作用）而发生形变的性质。土壤物理机械性土壤物理机械性土壤物理机械性弄懂土壤的物理机械性质提高土壤的耕作质量节约动力土壤物理机械性是土粒与土粒之间由于分子引力而相互粘结在一起的性质。具有抵抗外力而不被破碎的能力，即表现为土壤结块现象。土壤粘结性土壤物理机械性与土壤质地、含水量、有机质有关。土壤质地越粘，含水量与有机质含量越小，则土壤粘结性表现越强。土壤物理机械性是土壤在一定含水量的情况下，土粒粘着外物表面的性能。与土壤质地、含水量、有机质有关。粘土粘着性很强。土壤粘着性土壤物理机械性指土壤在外力的作用下变形，当外力撤消后仍能保持这种变形的特性，也称塑性。是由片状粘粒及其水膜造成的。

与土壤质地、含水量、有机质有关。土壤可塑性土壤物理机械性塑性值上塑限和下塑限的差值，又称塑性指数。土壤物理机械性土壤呈现塑性的最小含水量，又称塑限。下塑限土壤呈现塑性的最大含水量，又称流限。上塑限土壤物理机械性塑性值愈大表示土壤塑性愈强。上塑限、下塑限和塑性值均以含水量％表示之，它们的数值随着粘粒含量的增加而增大。粘土的塑性值最大，土壤有机质不影响塑性值大小，只影响塑性出现的早与晚。是指土壤在耕作时所表现的特性，也是一系列土壤物理性质和物理机械性的综合反映。土壤耕性土壤耕性土壤耕性生产实践中，常把旱作土壤的耕性称为“口性”，一般分为五级：口太松口松口适合口紧口太紧口适合是耕作上最理想的口性，土壤质地为轻壤偏中，干湿都好耕，耕后土活而不松散，也不起块，耕作省劲，宜耕期长10～15天。土壤耕性-表现是指土壤在耕作时对农机具产生阻力的大小，它决定了人力、物力和机械动力的消耗，直接影响机器的耗油量、损耗以及劳动效率；耕作难易程度土壤耕性-表现通常将省工省劲易耕的土壤称为“土轻”“口松”“绵软”，而将费工费劲难耕土壤称为“土重”“口紧”“僵硬”。耕作难易程度土壤耕性-表现是指耕后土壤表现的状态及其对作物生育产生的影响；耕作质量的好坏土壤耕性-表现耕性良好的土壤，耕作时阻力小，耕后疏松、细碎、平整，有利于作物的出苗和根系的发育，反之耕作费力，耕后起大坷垃，不易破碎，影响作物播种质量、种子发芽和根系生长。耕作质量的好坏土壤耕性-表现是指保持适宜耕作的土壤含水量的时间。宜耕期的长短土壤耕性-表现沙质土宜耕期长，表现为“干好耕，温好耕，不干不湿更好耕”粘质土宜耕期很短，表现为“早上软，晌午硬，到了下午锄不动”土壤物理机械性质和土壤耕性两个内容，应知道土壤质地、土壤含水量与土壤有机质影响到土壤物理机械性质，从而也影响到土壤耕性。小结6.土壤的吸收性土壤质地与结构不同的土壤质地、土壤结构对土壤肥力有着重要的影响，与土壤的保肥性与供肥性也有密切的关系。土壤吸收性02土壤胶体特性01土壤的吸收性PARTO1土壤胶体特性土壤胶体特性-基本概念吸附层扩散层胶核胶体是指一种物质分散在另一种物质中所形成的分散体系或分散系。土壤胶体特性-基本概念吸附层扩散层胶核是指直径在1-100nm之间的颗粒，但是实际上土壤中直径<1000nm的粘粒都具有胶体的性质，所以通常所说的土壤胶体实际上是指直径在1-1000nm之间的土壤颗粒，它是土壤中最细微的部分。土壤胶体土壤胶体特性-基本构造土壤胶体构造示意图土壤胶体特性-种类按土壤胶体组成成分无机胶体主要成分为矿物质颗粒有机胶体主要成分为腐殖质颗粒有机无机复合胶体土壤胶体特性-种类按土壤胶体存在状态溶胶胶粒均匀分散在介质中形成胶体溶液凝胶胶粒相互团聚在一起而呈絮状沉淀土壤胶体特性-基本特性第一，具有巨大的表面能。土壤颗粒越细，表面积越大，则表面能也越大，对分子或离子的吸引力也就越大，吸附能力则越强，保肥能力也越强。土壤胶体特性-基本特性第二，带有一定电荷。矿质颗粒晶体表面基团的解离同晶替代的作用矿质或有机质表面基团的质子化可使土壤胶体带有一定电荷，如带负电荷可吸附阳离子，如正电荷可吸附阴离子。土壤胶体特性-基本特性第三，具有一定的凝聚作用和分散作用。可逆性凝聚不可逆性凝聚凝聚作用非水稳性水稳性土壤胶体特性-基本特性第三，具有一定的凝聚作用和分散作用。Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>H+>NH4+>K+>Na+胶体表面电荷状况对胶体的凝聚作用有影响一价离子二价离子三价离子<<土壤胶体特性-基本特性第三，具有一定的凝聚作用和分散作用。生产上采取耕翻晒垡、烤田、冻垡等措施，就是提高土壤溶液中的电解质浓度，促进土壤胶体的凝聚和团粒结构的形成，而当土壤胶体处于溶胶状态时，不利于良好结构的形成，通气透水性受到影响。PART02土壤的吸收性土壤的吸收性是指土壤能吸收和保留土壤溶液中的分子和离子，悬液中的悬浮颗粒、气体以及微生物的能力。土壤吸收性能亦称土壤吸收保肥性能。土壤的吸收性土壤的吸收性土壤吸收性根据土壤对不同形态物质的吸收、保持方式的不同，可分为5种类型：一、机械吸收性是指土壤对进入土体的固体颗粒的机械阻留作用，因土壤是个多孔体系，可将不溶于水的一些物质阻留在一定的土层中，起到保肥作用。土壤的吸收性土壤吸收性根据土壤对不同形态物质的吸收、保持方式的不同，可分为5种类型：二、物理吸收性是指土壤对分子态物质的吸附保持作用。如有机肥中的分子态物质尿酸、氨基酸等，铵态氮肥中的氨气分子，大气中的二氧化碳等。土壤的吸收性土壤吸收性根据土壤对不同形态物质的吸收、保持方式的不同，可分为5种类型：三、化学吸收性是指易溶性盐在土壤中转变为难溶性盐而保存在土壤中的过程，也称之为化学固定。土壤的吸收性土壤吸收性根据土壤对不同形态物质的吸收、保持方式的不同，可分为5种类型：三、化学吸收性如将磷肥施入到石灰性土壤中，部分可溶性的磷与土壤中的钙离子发生反应，生成难溶性的磷，不能被作物吸收利用。土壤的吸收性土壤吸收性根据土壤对不同形态物质的吸收、保持方式的不同，可分为5种类型：四、离子代换吸收性是指土壤溶液中的阳离子或阴离子与土壤胶体表面扩散层中的阳离子或阴离子进行交换后而保存在土壤中的作用，又称物理化学吸收性。是土壤保肥供肥最重要的方式。土壤的吸收性土壤吸收性根据土壤对不同形态物质的吸收、保持方式的不同，可分为5种类型：五、生物吸收性是指土壤中的微生物、植物根系以及一些小动物将土壤中的速效养分吸收保留在体内的过程。土壤的吸收性土壤吸收性根据土壤对不同形态物质的吸收、保持方式的不同，可分为5种类型：五、生物吸收性生物吸收的养分可以通过其残体重新回到土壤中，且经土壤微生物的作用，转化为植物可吸收利用的养分，因此这部分养分是缓效性的。土壤保肥与供肥的原理。记住土壤胶体特性土壤吸收性小结7.土壤水分的类型及作用土壤是植物赖以生存的基础，是农业生产所必需的重要自然资源。土壤水分又是作物吸水的主要源泉土壤中的水分作用03土壤中的水分类型02土壤中的水分存在状态01学习内容PARTO1土壤水分的作用土壤水分的作用

是作物吸水的最主要来源，也是土壤中最重要组成部分之一。土壤水分土壤水分的作用土壤水分参与土壤中的物质转化过程如矿物养分的溶解和转化，有机物的分解与合成等，土壤水分本身或通过土壤空气和土壤温度可影响养分的生物转化、矿化、氧化与还原等，因而与土壤养分的有效性有很大的关系。土壤水分的作用土壤水分还能调节土壤温度对于防高温和防霜冻有一定的作用，所以土壤水分是土壤肥力四大要素之一。土壤水分又是土壤形成发育的催化剂土壤水分并非纯水，而是稀薄的溶液，实际上是指在105℃温度下从土壤中驱逐出来的水。土壤水分主要来自降雨、降雪和灌水；如地下水位较高，地下水也可上升补充土壤水分。土壤水分的来源与形态土壤水分的来源土壤水分的来源与形态固态水液态水气态水存在于土壤中的水分有三种形态能被植物直接吸收利用由于土壤中的液态水存在部位不同其特性也不同，其类型有四种：吸湿水膜状水毛管水重力水土壤水分类型及特性今天我们学习了关于土壤水分的相关知识，大家要记住土壤水分的类型及其有效性。小结8.土壤的有机质土壤有机质是土壤固相部分的重要组成成分，尽管土壤有机质的含量只占土壤总量的很小一部分，但它对土壤形成、土壤肥力、环境保护及农业可持续发展等方面都有着极其重要作用的意义。土壤有机质的来源土壤中有机质的来源十分广泛植物及土内的微生物动物残体（包括排泄物）有机肥料(包括秸杆还田和绿肥)工农业和生活废水，废渣作物的根茬土壤的有机质的组成新鲜的有机物半分解的有机物腐殖质土壤的有机质即未被分解或很少分解的动植物残体;使进入土壤中的动、植物残体失去了原有的形态等特征。有机质已部分分解，并且相互缠结，变成暗褐色,松脆易碎,对疏松土壤有良好的作用;它已变成胶体状态与矿质土粒紧密结合，是土壤有机质的主要部分。土壤的有机质的组成土壤有机质的组成主要是碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁等作物生长必需的营养元素。从化学元素看有机质的转化有机质的分解与合成示意图由复杂的有机化合物变成简单的矿质化合物,如水、二氧化碳、氨等，这是一个释放养分的过程。有机质经分解就可以释放出作物能够吸收的养分。分解作用,又称为矿质化过程R—（C，4H，养分）+2O2CO2+2H2O+能量+养分酶氧化有机质的转化有机质的分解与合成示意图是微生物将有机质分解的中间产物合成结果复杂的腐殖质。这个过程既可将养分暂时储存起来,以后再陆续分解供植物利用