《土壤学基础》剖析

《《土壤学基础》剖析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《土壤学基础》剖析（117页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第一篇 土壤学基础,NANJING AGRICULTURAL UNIVERSITY,工学院 农机教研室,目录,第一章 绪论 第二章 土壤肥力的物质基础 第三章 土壤基本性质 第四章 土壤水分 第五章 土壤养分,第一节 土壤在农业生产和生态环境中的重要性 第二节 土壤与肥力 第三节 作物的概念及分类,绪 论,土壤是农业最基本的生产资料 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直接来源自土壤。 土壤是具有再生意义的自然资源 治之得宜，地力常新，可永续利用；是农业可持续发展的基础。,第一节 土壤在农业生产和生态环境中的重要性,农业生产,植物生产,动物生

2、产,一、土壤是农业生产的基础,民以食为天，食以土为本！,土壤的重要性,土壤在植物生长发育中的作用,2、养分转化和循环作用,3、雨水涵养作用,4、生物的支撑作用,5、稳定和缓冲环境变化的作用,1、营养库的作用,土壤在人类农业和自然环境中的重要性,二、土壤与作物是生态系统的重要组成部分,水圈,岩石圈,风化壳,土壤圈,生物圈,大气圈,生态系统 生态平衡,生态系统恶化,人类是生态系统的重要干扰者,二、土壤与作物是生态系统的重要组成部分,土壤是地球陆地生态系统的基础,三、保护土壤资源的意义,土壤的重要性,破坏土壤资源吃祖宗的饭，断子孙的路。,1、土壤资源的有限性要求我们必须要保护好土壤资源,土壤的可持续

3、利用是可持续农业的基础,我国要跨进可持续发展的“大门”还需要：30-50年？,短期内不可逆转的趋势： 1、耕地减少不可逆转； 2、人口增长不可逆转； 3、消费水平的提高不可逆转；,可持续发展的条件： 人口的零或负增长 （中国每年净增人口1000万） 资源破坏的零或负增长 （中国每年减少土地300万亩） 生态环境恶化的零或负增长 （中国荒漠化速度2620km2/年）,当前，“人口粮食资源环境”仍是困扰人类社会发展的难题，农业及土壤科学工作者责任越来越重大。,土壤的重要性,现在你已经不再以普通人的眼光看待土壤，你将成为一个土壤工作者地球的医生和卫士。,答案： 1、中国人自己养活中国人！ 2、依靠土

4、壤和科技！,“老”问题： 1、谁来养活21世纪的16亿中国人？！ 2、怎么养活16亿中国人,第二节 土壤与土壤肥力,Whats the soil?!,定义：土壤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。（土壤学家和农学家） 其中：地球陆地表面：位置 能够生长植物，具有生物多样性：主要功能 疏松表面：结构性 生物、气候、母质、地形、时间等因素综合作用下形成的：五大形成因素,一、土壤的概念,万物土中生,一、土壤的概念,人类开垦与否,自然土壤的形成过程,土壤的形成过程,裸 露 岩 石,成 熟 土 壤,原 始 土 壤,成 土 母 质,耕 作 土 壤,风化作用,经微生物、 低等植物改造,经

5、草本植物、木本植物改造,耕作培育,土壤肥沃,土壤退化,合理耕作经营,不合理 耕作经营,用养结合,自然土壤的形成过程：地质大循环 生物小循环,生物小循环是在地质大循环的基础上进行的，两者统一于母质上，生物小循环是土壤形成的动力。两者必须同时进行，互相促进，使营养物质释放出来，使母质具有肥力，形成土壤。所以说，土壤形成过程就是土壤肥力不断提高的过程。,土壤剖面,土壤剖面是一个具体土壤的垂直断面。土壤剖面的构造（或土体构型），是指从上到下不同土层的排列方式。 一个完整的土壤剖面一般应包括土壤形成过程中所产生的土壤发生层以及母质层。 土壤肥力是土壤内在属性的综合表现，而土壤剖面、发生层和土体构型是土壤

6、发育的外在特征表现。,自然土壤剖面,1967年国际土壤学会提出把土壤剖面划分为：有机层（O）、腐殖质层（A）、淋溶层（E）、淀积层（B）、母质层（C）和母岩（R）等六个主要发生层。,典型农业土壤剖面构造,农业土壤是自然土壤经过人类开垦耕种演变而成的。农业土壤不是自然土壤某一肥力因素的改造和调节，而是肥力因素的综合控制 为提高土壤生产力，人类积极地控制自然因素，使之向对生产有利的方向发展。如通过精耕细作、合理施肥、灌溉排水等各种土壤改良措施，来改善土壤的肥力性状。,典型农业土壤剖面构造,旱田土壤的土体结构,耕作层（Tilth），又称熟土层，是农业耕作经常作用的土层、也是作物根系分布的主要层次，通

7、常厚约1525cm。 犁底层和半熟化层 心土层（生土层） 底土层。,表土层 010cm 覆盖层(03cm) 种床层(310cm),稳定层 1020-30cm 根际层,犁底层 5-10cm,心土层,水田土壤的土体结构,二、土壤肥力的概念,土壤肥力定义： 欧美：土壤向作物供应养分的能力。（一元论） 前苏联（威廉斯）：在植物生长的全过程中，土壤不断地、同时地、 以最大量供给植物水分和养分的能力。（二元论） 中国：在植物生长期间，土壤向植物供应和协调给并协调水分、养 分、空气和热量的能力。（四元论） 水、肥、气、热是土壤的四大肥力因素。 土壤肥力是上述四大因素的综合反映。,二、土壤肥力的概念,土壤肥力

8、（soil fertility）是土壤的本质。 现代土壤科学认为，肥力就是能够同时地不断地供给核物生长发育所必需的水分、养料、空气和热量等生活条件的能力。肥力是由水、肥、气、热等土壤肥力因素组成的，但只有当各种肥力因素在土壤中达到对立统一或处于相互协调状态时才能产生肥力。 肥沃的土壤是：各种肥力因素在数量上充足，在空间上高度协调，在时间上供应及时，持续不断。,一种良好的土壤必须能满足植物“吃得饱”（养分充足）、“喝得足”（水分适量）、“住得好”（空气流通、温度适宜）、“站得稳”（根系伸展自如、机械支撑牢固）的要求。,二、土壤肥力的概念,二、土壤肥力的概念,自然肥力：自然成土过程中产生的肥力。

9、土壤肥力按成因可分为： 人工肥力：在自然肥力的基础上，人为耕作 熟化过程中产生的肥力。 有效肥力：当季作物种植过程中反映出来的肥力。 按有效程度可分为： 潜在肥力：当季作物种植过程中没有直接反映出 来的肥力。,第三节 作物的概念及分类,作物的概念 从广义上讲，是指对人类有利用价值、为为类栽培的各种植物，包括大田作物、蔬菜、果树、林木、观赏植物、药用作物、绿肥、牧草等 从狭义上讲，主要指农作物，如粮、棉、油、麻、糖、烟等，俗称为庄稼。,第三节 作物的概念及分类,作物的分类 三大类别 八种类型 谷类作物、豆类作物、薯类作物 纤维作物、油料作物、糖料作物、嗜好作物 绿肥及饲料作物,粮食作物,经济作物

10、或工业原料作物,绿肥及饲料作物,第二章 土壤肥力的物质基础,土壤矿物质 土壤有机质 土壤空气与土壤溶液,土壤的基本组成,土 壤,原生矿物：起源于岩浆岩，存在于岩浆岩中的矿物。,次生矿物：原生矿物经过风化作用，其组成和性质发生改变而形成的新矿物。,一、土壤矿物质,1、土壤矿物质的种类与组成,2、土壤质地,土壤机械组成：自然界的任何土壤，都是由许多大小不同的土粒，以不同的比例组合而成的，这种不同粒级组合的相对比例或质量百分数，称作土壤机械组成。 土粒分级：一般将土粒分为石砾、砂粒、粉粒和黏粒四大基本粒级，然后进行细分。 土壤质地：根据不同机械组成所产生的特性而划分的土壤类别。 一般将土壤质地分为砂

11、土、壤土和黏土。,3、不同质地土壤的生产特性,（1）砂质土（热性土）： a 粒间孔隙大，毛管作用弱，通气透水性强，内部排水通畅，不易积聚还原性有害物质，有机质分解快，易释放有效养分； b 矿物成分主要是石英，含养分少，要多施有机肥料；保肥性差，施肥后因灌水降雨而易淋失； c 含水量低，热容量较小，易增温也易降温； d 松散易耕，缺少有机质的砂土泡水后容易沉淀、板结、闭气。 “发小苗，不发老苗。”,（2）黏质土（冷性土）： a 粒间孔隙小，多为极细毛管孔隙和无效孔隙，通气透水性差，内部排水慢，易受渍害和积累还原性有毒物质，有机质分解慢，不易释放有效养分； b 黏土一般含养分较丰富，特别是钾、钙、

12、镁等含量较多，保肥力强； c 含水量多、热容量较大，升温慢降温也慢； d 粘土干时紧实坚硬，湿时泥烂，耕作费力，宜耕期短。 “发老苗，不发小苗。”,3、不同质地土壤的生产特性,(3) 壤质土： 这类土壤由于砂粘适中，兼有砂土类、粘土类的优点，消除了砂土类和粘土类的缺点，是农业生产上质地比较理想的土壤。 “既发小苗，又发老苗。”,3、不同质地土壤的生产特性,4、土壤质地层次,质地层次的排列直接影响土壤中水分的运行和调节，影响土壤气、热状况的变化以及土壤的保肥供肥性能。 以下几种情况 上松下紧型（砂盖黏型） 上紧下松型（黏盖砂型） 夹层型 松散型和紧实型,5、土壤质地的改良措施,（1）掺砂掺粘、客

13、土调剂； （2）引洪放淤、引洪漫砂； （3）翻淤压砂、翻砂压淤； （4）增施有机肥料； （5）根据不同质地采用不同的耕作管理措施。,二、土壤有机质,基本概念： 广义地讲，土壤有机质包括各种形态的动植物残体、微生物分解和合成的有机化合物。 狭义的土壤有机质一般是指有机残体经微生物作用后，形成的一类特殊的、复杂的、性质比较稳定的高分子有机化合物，即腐殖质。 为了区别，常称前者为土壤有机物质，后者为土壤有机质； 土壤有机质可分为各种形态的动、植物残体和腐殖质两类。 腐殖质是土壤有机质的主体，其结构复杂，分子量高，呈黑褐色胶体状。,1、土壤有机质的转化 土壤有机质的转化可分为矿质化和腐殖化两个过程。

14、1）土壤有机质的矿化过程 土壤有机质在土壤微生物及其酶的作用下，分解成二氧化碳和水，并释放出其中的矿质养分的过程。,二、土壤有机质,2）土壤有机质的腐殖化过程,腐殖化过程：各种有机化合物通过微生物的合成或在原植物组织中的聚合转变为组成和结构比原来有机化合物更为复杂的新的有机化合物，这一过程称为腐殖化过程。,二、土壤有机质,土壤有机质的矿质化和腐殖化过程是两个相互对立而又相互联系的过程，也是土壤形成中最重要的过程。 有意识地、合理地控制和调节土壤有机质的矿质化与腐殖化过程，可以保证养分的不断积累和持续供应，有利于改善土壤的理化性状，提高土壤肥力。,二、土壤有机质,3、土壤有机质的转化条件 1）植

15、物有机质的C/N比25:1 2）土壤环境条件 土壤通气状况 通气良好时，分解迅速而彻底，不利于腐殖质的积累，易造成养分的流失。 嫌气分解时，分解慢不彻底，常形成许多中间产物和还原产物。 土壤水热状况 一般最适宜微生物活动的土壤湿度为田间持水量的60%-80%，土壤温度为25-35度。 土壤有酸碱反应、气候条件、耕作、灌溉等措施,二、土壤有机质,4、土壤有机质的作用 1)提供植物需要的养分 2)改善土壤的肥力特性（物理化学性质） 3）有机质在生态环境上的作用 土壤腐殖质是构成土壤肥力最重要的物质基础。,二、土壤有机质,5、增加土壤有机质是培肥土壤的重要环节 土壤有机质的调节 1)大量施用有机肥料

16、 2)种植绿肥 3)秸秆还田,二、土壤有机质,1、土壤胶体 基本概念：凡1-100nm之间的微细土粒（即胶粒）分散在微粒间溶液（土壤溶液）所组成的体系就是土壤胶体。 （一）土壤胶体的种类（按其成分和来源分） 土壤胶体可分为三种类型： 无机胶体 有机胶体 有机-无机复合胶体,三、土壤胶体,（二）土壤胶体的表面积和电性 1.巨大的表面能，成为吸收性能的基础 2.带有电荷，以负电荷为主，保肥性的物质基础 3.凝聚和分散作用，不可逆凝聚促进土壤结构的形成 （三）土壤胶体的双电层结构 胶核、决定电位离子层、补偿离子层,土壤胶体的构造,土壤胶体构造示意图,第三章 土壤的基本性质,第一节 土壤孔隙性与结构性 第二节 土壤胶体与离子交换作用 第三节 土壤的酸碱反应 第四节 土壤的通气性与氧化还原状况 第五节 土壤的热状况 第六节 土壤养分状况,一、土壤密度与土壤容重 土