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1、第一部分 土壤学,生物与农业工程学院,Whats the soil?!,如果没有土，世界将会怎么样？ 如果没有土，明天将会怎么样？,话 说 土 壤,土: 地之吐生物者也。说文解字百谷草木丽乎土。易彖传 。 壤：柔土也，无块曰壤。南方多称壤，如红壤，砖红壤。,话 说 土 壤,中山公园，明代建造的社稷坛中央，铺垫五色土： 东方为青色：指潜育性土； 南方为红色：指南方的富铁铝性土壤； 西方为白色：指西部干旱土、盐碱土； 北方为黑色：指北方的黑土； 中央为黄色：指中原腹地的黄土高原的雏形土呈黄色。,话 说 土 壤,第一章 土壤及其基本组成,土壤的形成及物质组成土壤矿物质 土壤有机质,土壤的形成及物质组
2、成,一 土壤和土壤肥力 二 土壤形成 三 土壤基本物质组成,一土壤和土壤肥力,土壤是地球陆地表面能够生长植物收获物的疏松多孔结构的表层。,土壤,土壤肥力,土壤肥力是指土壤能够同时地、不断地供应和调节植物生长发育所必需的水分、养分、空气和热量等生活因素的能力。,中国土壤（1987）：肥力是土壤的本质（属性），是指土壤为植物生长供给和协调营养条件和环境条件的能力。协调能力，说明土壤肥力要素间有一定相互关系，并不是孤立存在的。,一土壤和土壤肥力,关于土壤肥力的观点认识还不统一： “一元论”养分（西方）； “二元论”养分和水分（前苏联）； “四元论”水、肥、气、热（中国）。,一土壤和土壤肥力,土壤肥力
3、类型,自然肥力：在自然因素的联合作用下所形成的肥力，是成土过程的产物。,人为肥力：人类各种生产、管理活动作用所形成的肥力。,一土壤和土壤肥力,1按照肥力的来源（成因）,潜在肥力：土壤本身所具有的,在当季作物生产中不能直接表现出来的肥力。,有效肥力：一定条件下，在当季生产中表现出来，且产生经济效益的肥力。,一土壤和土壤肥力,2. 按照肥力因素的有效性,土壤具有肥力是土壤最基本的特征，也是其本质特征。理解土壤肥力时，必须具有以下观点：全面观点：水、肥、气、热（互不孤立，而是相互联系和相互制约的）。综合观点：供应能力（养分、水分）、协调能力（有针对性地进行以水调气、以水调温、以水调肥）。,一土壤和土
4、壤肥力,土壤生产力,土壤生产力是指在特定的耕作制度下，土壤能够生产某种或某些作物的能力。,一土壤和土壤肥力,土壤生产力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。,土壤肥力与土壤生产力关系,土壤生产力：由土壤本身的肥力属性（基础，内因）和发挥肥力作用的外界条件（外因）所决定的。从这个意义上来看，肥力只是生产力的基础，而不是生产力的全部。肥力因素基本相同的土壤，如果处在不同的环境条件下，其表现出来的生产力也可能相差很大。 问题：土壤愈肥沃，生产力就一定愈高吗？为什么？,土壤肥力,土壤生产力,联系,区别,一土壤和土壤肥力,外界条件土壤所处的环境，包括气候、地形等自然条件和农业生产条件（灌溉
5、、耕作、栽培技术、管理等）。东北黑土肥力高，但气候条件差，一年一熟，单位面积作物产量并不高； 海南岛砖红壤肥力低，但气候条件优越，水稻一年三熟，总产量高。所以，为了充分发挥土壤的生产力，既要大力培肥土壤，又要重视农田基本建设（如平整地块、修建渠道、开沟排水、筑堤防洪、营造防护林等） ，改造土壤环境。,一土壤和土壤肥力,瘠薄土壤上生长的作物,肥沃土壤上生长的作物,瘠薄土壤上生长的作物,二 土壤形成,土壤不是从来就有的，而是千百万年逐渐形成。 在石灰岩上每形成1厘米的土壤大约需要10000年。,自然土壤在母质、气候、生物（植被）、地形和时间（陆地年龄）等五大自然因素综合作用下，通过岩石风化过程和成
6、土过程而形成的。,二 土壤形成,只有在地球上出现生物，尤其是出现绿色植物后，土壤 的形成才具备了产生的条件。,土壤肥力是土壤的本质属性，所以土壤的形成和发展过 程，也是土壤肥力的发生发展过程。,自然土壤：绿色植被（森林、草场）下发育的土壤。（森林土壤；草地土壤）农业土壤：在自然土壤上种植农作物后形成的土壤，有人类活动的强烈影响。,二 土壤形成,三 土壤的基本物质组成,土壤提供了植物生活必需的营养和水分，是生态系统中物质与能量交换的重要场所。1. 植物根系与土壤之间具有极大的接触面，在土壤和植物之间进行频繁的物质交换，彼此强烈影响，因而土壤是植物的一个重要生态因子，通过控制土壤因素就可影响植物的
7、生长和产量。2.土壤能够及时满足植物对水、肥、气、热的要求，是植物正常生长发育的基础。,土壤在植物生长中的作用,土壤在植物生长中的作用,第一章 土壤及其基本组成,土壤的形成及物质组成土壤矿物质 土壤有机质,二 土壤矿物质,土壤矿物质是土壤的主要组成物质（占固相重量的90%以上），构成了土壤的“骨骼”，它对土壤的性质、结构和功能影响很大，同时土壤矿物质组成也是土壤形成过程的重要标志。绝大多数农业土壤都是矿质土壤，其土粒成分90%以上是矿物质，所以将这些土粒称为矿物质土粒。,二 土壤矿物质,矿物质土粒分类 相对稳定的土壤矿物的基本颗粒称为单粒。 由单粒团聚而成的次生颗粒称为复粒或团聚体。 在多数土
8、壤中，单粒和复粒总是共存的。 一般情况下，复粒可用物理的或化学的方法拆散成单粒。,单粒,团聚体,复粒,石块,石砾,砂粒,粉粒,粘粒,二 土壤矿物质,各粒级的基本特征,1) 石块 主要是残留的母岩碎块，所含矿物均为原生矿物，其组成与母岩基本一致。 2）石砾 岩石风化留下的残屑，其所含矿物成分和母岩基本一致 含很少速效矿质养分 吸水能力差，但通气透水能力很好,二 土壤矿物质,3）沙粒：直径0.05-1mm的单粒 主要矿物成分是石英，还有小部分白云母，钾长石等 不具有可塑性和粘结力，松散 养分释放比较缓慢，有效养分含量贫乏 几乎无吸附阳离子的能力 吸水性保肥性差，易透水通气,二 土壤矿物质,4）粉粒
9、：0.0020.05mm 主要由细小的原生矿物（如石英，长石，云母）和次生的二氧化硅组成 吸附阳离子的能力较小，易形成紧实的板结层 物理性质界于粘粒和沙粒之间,二 土壤矿物质,5）粘粒：直径小于0.002mm的颗粒 主要矿物成分是次生粘土矿物和硅、铁、铝的含水氧化物 有很强的粘结力和吸附能力 比表面积大，毛管作用强烈 在自然条件下很少以单粒状态存在 通气透水性差，有明显的可塑性和湿胀干缩性 耕性不良，养分丰富，土温低,随着土壤单粒由大变小，各粒级土粒的粘结性、粘着性、可塑性、胀缩性以及吸附能力由弱到强。,二 土壤矿物质,土粒的化学组成,随粒径由大到小，SiO2含量由多到少。,R2O3(即Fe2
10、O3与Al2O3的总称)与SiO2相 反，随粒径由大到小，R2O3含量由少到多。,CaO、MgO、P2O5、K2O随土粒由大到小,含量增加。,二 土壤矿物质,土粒的矿物组成,以原生矿物为主， 最多的是石英,Sand (砂粒),除原生矿物外,还有一些风化后形成的次生矿物,Silt (粉粒),以次生矿物为主,Clay (粘粒),二 土壤矿物质,二 土壤矿物质,原生矿物：直接由熔岩凝结核结晶而形成的原始矿物，是岩石组成中原来含有的矿物。 次生矿物：岩石在风化过程和成土过程中，由原生矿物进一步风化后再重新形成的矿物。 无机盐类土粒化学组成受成土因素影响形成地带性特征：从北到南，绝大多数碱金属、碱土金属
11、、卤素明显减少，Si一定量减少，Fe、Al相对增多。,二 土壤矿物质,各级土粒的物理性质,土粒由大到小,保水能力、最大吸湿量、最大分子持水量、毛管水上升高度增加，但通透性、渗透系数降低。,土壤膨胀性和可塑性增加，对耕作带来不利影响。,二 土壤矿物质,二 土壤矿物质,土壤质地各种不同粒级的颗粒在土壤中的相对含量，称为土壤质地或土壤的颗粒组成。根据不同粒级的颗粒在土壤中的含量比例，可把土壤划分为许多类，这种土壤分类的方法，称为土壤质地分类或土壤颗粒组成分类。例如，把砂粒含量在50%以上，黏粒含量少于30%的土壤称为砂土；把黏粒含量超过30%以上的土壤称为黏土。,土壤质地分类标准：,目前在英美等国常
12、采用美国制； 我国自50年代以来沿用卡庆斯基制（简明系统）。 1987年我国土壤学家在中国土壤（第二版）中提出了一套比较适合中国土壤的质地分类制 中国制。,二 土壤矿物质,1）美国制 美国制将土壤单粒分成沙、粉、粘粒3个粒级，然后按3者的重量百分率的不同组合划分土壤质地。 粘粒含量40%为粘土。,二 土壤矿物质,2）卡庆斯基制简明系统 将土壤颗粒划分为物理性砂粒和物理性粘粒，按照两者的重量百分含量并依据不同土类将土壤划分为砂土、壤土和粘土三大类。,二 土壤矿物质,3）中国制 我国的土壤质地分类，依据土壤中沙粒（10.05mm)、粗粉粒(0.050.01mm)和细粘粒(0.001mm)3个粒级的
13、土壤颗粒含量，将土壤分为砂土、壤土和粘土3大组12种质地类型。,二 土壤矿物质,中国土壤质地分类表,二 土壤矿物质,粘土类,根据粘粒含量将质地分为三类：, 25%,凡砂粒含量大于55%的，在质地名称前冠“砂质”,根据粉粒含量:,凡粉粒含量大于45%的，在质地名称前冠“粉质”,根据砂粒含量:,二 土壤矿物质,4）国际制,质地的定性确定凭手接触的感觉，搓条法等取少量土样，加适量水湿润，然后放在手上，用手来回搓，搓至均匀能检测为度。沙 土：握时成团，放开松散，不能搓成条。沙壤土：搓条时只能搓成小于3毫米的短条。轻壤土：搓成大于3毫米细条，但容易断裂。中壤土：能搓成完整细条，弯曲时易断裂。重壤土：能搓
14、成完整细条，弯曲成圆圈时有裂缝。粘 土：能搓成完整细条，能弯曲成圆圈。,二 土壤矿物质,土壤质地与土壤肥力,质地对土壤肥力的影响是多方面的，它常常是决定土壤的通气，蓄水，保肥，保温和耕性的重要因素。,二 土壤矿物质,沙土,水,粒间孔隙大，毛管作用弱，透水性强而保水性弱，水气易扩散，易干不易涝。,气,大孔隙多，通气性好，一般不会累积还原物质。,热,水少气多，温度容易上升，称为热性土，有利于早春作物播种。,养分含量少，保肥力弱，肥效快，肥劲猛，但不持久，易造成作物后期脱肥早衰。,肥,松散易耕。,耕性,二 土壤矿物质,壤土,土壤性质兼有粘质土和砂质土的优点，并克服了它们的缺点 ，具有良好的水、肥、气
15、、热状况和协调能力，是植物生产最理想的土壤。 既发老苗，又发小苗； 选择苗圃地时，以土层深厚的砂壤土或轻壤土为宜。,二 土壤矿物质,黏土,水,粒间孔隙小，毛管细而曲折，透水性差，易产生地表径流 , 保水抗旱力强，易涝不易旱。,气,小孔隙多，通气性差，容易累积还原性物质。,热,水多气少，热容量大，温度不易上升，称冷性土，对早春作物播种不利。,养分含量较丰富且保肥力强，肥效缓慢，稳而持久，早春低温时，由于肥效缓慢易造成作物苗期缺素。,肥,耕性差，粘着难耕。,耕性,二 土壤矿物质,优良组合,土壤质地剖面,土壤剖面中不同质地层次的排列组合。,不良组合,粘盖砂,砂盖粘,二 土壤矿物质,土壤质地与土壤肥力
16、的关系,因此应该根据质地因土种植：砂土棉花、胶土南瓜、石子地里种芝麻。一般认为：薯类、花生、西瓜、棉花、豆类适于砂质土壤；小麦、玉米、水稻、苹果等适于粘质土壤。,二 土壤矿物质,土壤质地改良,土壤单粒相对比较稳定，要改变山区林地和大面积绿地的土壤质地不容易，一般是尽量作到适地适树（草）。在小面积苗圃或绿地上，则可采用一些方法来改良土壤的质地。,二 土壤矿物质,土壤质地改良方法：,1）掺沙掺粘，客土调剂：达到3泥7沙或4泥6沙的壤土质地范围。 2）翻淤压沙或翻沙压淤。 3）引洪漫淤或引洪漫沙。 4）增施有机肥，改善土壤结构。 5）种树种草，培肥改土。,二 土壤矿物质,上部为轻壤质，下层为中壤-重壤，这种土壤既有利于种子出苗，又利于苗期根系下扎吸水吸肥，对土壤水、肥、气、热状况具有较强的调节能力，有利于植物生长，这种土称为“蒙金土”。,二 土壤矿物质,
