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1、第3章 植物生产与土壤培肥教学目标：掌握：土壤、土壤肥力、土壤质地、土壤有机质、土壤通气性、土壤胶体、土壤保肥性、土壤供肥性、土壤缓冲性、土壤空隙性、土壤结构、土壤耕性等基本概念；土壤的基本组成及各组分的特性。理解：不同质地的农业生产特性；土壤有机质的转化及作用；土壤基本性质及对肥力的影响。了解：土壤退化、污染和低产田的改良与开发。学会：土壤样品的采集；土壤含水量与田间技术。教学时数：18学时教学方法：理论讲授12学时、技能训练6学时教学内容：第一节 土壤的基本组成教学重点：土壤的基本组成。土壤质地的类型及质地与土壤肥力的关系。土壤有机质的转化及作用。土壤通气性对植物生长发育的影响。教学难点：
2、土壤有机质的转化及作用。 土壤矿物质。一、土壤、土壤肥力概念1土壤概念 土壤即指覆盖在地球陆地表面上的，能够生长绿色植物的疏松表层。自然土壤：自然界尚未开垦种植的土壤。农业土壤：而在自然土壤基础上，人类开垦耕种和培育的土壤。2土壤肥力的概念 土壤肥力是指在植物生长发育过程中，土壤不断地供给和调节植物所必需的水、肥、气、热等物质和能量的能力。3土壤的组成 自然界土壤由矿物质、有机质（土壤固相）、土壤水分（液相）和土壤空气（气相）三相物质组成的。二、土壤矿物质（一）土壤矿物质的组成土壤矿物质是岩石矿物质的风化产物，其颗粒大小差别很大。通常肉眼可见的大颗粒多是破碎的原生矿物，而细小的土粒则是经过化学
3、风化作用改造形成的次生黏土矿物。原生矿物是在风化过程中没有改变化学组成而遗留在土壤中的一类矿物，主要有石英、长石、云母、辉石、角闪石、橄榄石等。次生矿物是原生矿物在风化和成土作用下，重新形成的一类矿物，主要有高岭石、蒙脱石、伊利石等次生铝硅酸盐矿物和铁、铝、硅等氧化物或含水氧化物（如三水铝石）。（二）土壤质地土壤中各种粒级的配合和组合状况称为土壤质地，即土壤沙黏程度。土壤质地可划分为沙土、壤土和黏土三类。几种主要质地土壤的生产特性为：质地肥力特征生产特性沙质土土壤砂粒多，大空隙多，小空隙少，故透水透气性强而保水保肥性差；砂土含养分少，有机质分解快，易脱肥，施用速效肥料往往肥力猛而不长，俗称“一
4、烘头”；砂土因水少气多，土温升降速度快，昼夜温差大，称“热性土”。种子出苗快，发小苗不发老苗；易于耕作，但泡水后会淀浆板结，俗称闭沙；这类土壤宜种植生育期短、耐贫瘠、要求土壤疏松、排水良好的作物，如薯类、花生、芝麻、西瓜、果树等作物。黏质土黏粒含量较多，其粒间孔隙小而总孔隙度大，毛管作用强烈，透水透气性差，但保水保肥性强；黏质土矿质养分丰富，加之通气不良，有机质分解缓慢，肥效稳长后劲足；黏土水多气少，土温升降速度慢，昼夜温差小，称“冷性土”。湿时泥泞，“天晴一把刀，落雨一团糟”，耕后大坷垃多，作物不易做到全苗齐苗；土性冷，肥效稳长，发老苗不发小苗；这类土壤宜种植水稻、小麦、玉米、高梁、豆类等生
5、育期长、需肥量大的作物。壤质土兼有沙土与黏土的优点，通气透水性良好，保水保肥力强；有机质分解较快，供肥性能好；土温较稳定，耕性良好。水、肥、气、热状况比较协调，适宜种植各种作物，发小苗也发老苗“壮子送老”。三、土壤生物和有机质（一）土壤生物 土壤生物包括土壤动物、植物和微生物。1土壤动物种类：土壤中有许多小动物，如蚯蚓、线虫、蚂蚁、蜗牛、蠕虫、螨类等。作用：粉碎土壤中的有机物残体，促进了微生物的分解作用。粪便排入土壤，提高土壤肥力。蚯蚓和蚂蚁在形成团粒结构方面有重要作用，常作为土壤肥力的标志之一。但有些动物对植物有害。2土壤微生物种类：重要的类群有细菌、放线菌、真菌、藻类和原生动物及病毒等。作
6、用：分解有机质，释放养分；分解农药等对环境有害的有机物质。分解矿物养分，固定大气氮素，增加土壤氮素养分。利用磷、钾细菌制成生物肥料，施入土壤促进土壤磷、钾的释放；合成土壤腐殖质，培肥土壤；分泌大量的酶，促进土壤养分的转化；其代谢产物刺激作物生长，抑制某些病原菌活动。（二）土壤有机质土壤有机质是指来源于生物（主要指植物和微生物）且经过土壤改造的有机化合物。1土壤有机质的来源与组成来源：施用的有机肥料、作物的秸秆以及残留的根茬等，此外，土壤动物残体和微生物、一些生物制品的废弃物、工业废水、废渣及污泥等也是土壤有机质的重要来源。元素组成：C、O、H、N，分别占52%58%、34%39%、3.3%4.
7、8%和3.7%4.1%，其次是P和S。物质组成：碳水化合物（单糖、多糖、淀粉、纤维素、果胶物质等）、木质素、蛋白质、树脂、蜡质等占10%15%。腐殖质占土壤有机质的85%90%，是土壤有机质的主体。转化过程：矿质化过程是将有机质分解为简单的物质，释放出大量的能量，是释放养分和消耗有机质的过程；腐殖化过程是微生物作用于有机物质，使之转变为复杂的腐殖质，是积累有机质、贮存养分的过程。 2土壤有机质的作用及管理作用：提供作物需要的养分。增加土壤保水、保肥能力。形成良好的土壤结构，改善土壤物理性质。促进微生物活动，活跃土壤中养分代谢。其他作用。腐殖质有助于消除土壤中的农药残毒和重金属污染，起到净化土壤
8、作用。腐殖质中某些物质如胡敏酸、维生素、激素等还可刺激植物生长。管理：增施厩肥、堆肥、种植绿肥、水田放养绿藻、秸秆还田等措施来进行。同时结合耕作、排灌等措施，调节土壤水、气、热等状况。四、土壤水分和空气土壤水分和空气存在于土壤孔隙中，二者彼此消长，即水多气少，水少气多。（一） 土壤水分土壤水并不是纯水，而是含有多种无机盐与有机物的稀薄溶液。具体内容第五章有详细阐述。（二）土壤空气1组成特点：土壤空气中CO2含量高于大气；土壤空气中的O2低于大气；土壤空气中的水汽含量高于大气；土壤空气中还原性气体高于大气；土壤空气成分随时、空而变化。2土壤通气性概念：土壤空气与大气之间常通过扩散作用和整体交换形
9、式不断地进行气体交换，这种性能称之为土壤通气性。作用：影响种子萌发。影响植物根系的发育与吸收功能。影响土壤养分状况。影响作物的抗病性。调节：通过深耕结合施用有机肥料、合理排灌、适时中耕等措施来调节土壤的通气状况，改善土壤水、肥、气、热条件，给植物生长创造适宜的环境条件。复习思考：1. 土壤由哪几部分组成？2. 各质地土壤的农业生产特性如何？3. 土壤生物有哪些作用？4. 土壤有机质的转化有哪些方面？有何作用？5. 什么叫土壤通气性？对植物生长发育有哪些重要作用？第二节 土壤的基本性质教学重点：土壤结构的类型。土壤团粒结构在土壤肥力上的作用及创造土壤团粒结构的农业措施。土壤酸碱性及其在土壤肥力上
10、的作用。土壤耕性的判断与改良。教学难点： 土壤结构的类型与特点。 土壤胶体。 土壤物理性质包括土壤孔隙性、土壤结构性、土壤物理机械性和土壤耕性等，土壤化学性质包括土壤保肥性、土壤供肥性、土壤酸碱性、土壤缓冲性等。一、土壤孔隙性与结构性（一）土壤孔隙性1概念 土壤孔隙性是指土壤孔隙的数量、大小、比例和性质的总称。2土壤密度 土壤密度是指单位体积土粒（不包括粒间孔隙）的烘干土重量，单位是gcm-3 或tm-3。一般情况下，把土壤的密度视为常数，即为2.65 gcm-3。3土壤容重 土壤容重是指在田间自然状态下，单位体积土壤（包括粒间孔隙）的烘干土重量，单位也是gcm-3 或tm-3。4土壤孔隙度
11、土壤孔隙度是指单位体积土壤中孔隙体积占土壤总体积的百分数。实际工作中，可根据土壤密度和容重计算得出。土壤孔隙度的变幅一般在30%60%之间，适宜的孔隙度为50%60%。 土壤孔隙度（%）= （）1005土壤孔隙类型 根据土壤孔隙的通透性和持水能力，将其分为三种类型，如表所示。土壤孔隙类型及性质孔隙类型通气孔隙毛管孔隙无效孔隙（非活性孔隙）当量孔径0.02mm0.020.002mm0.002mm土壤水吸力150 kPa主要作用此孔隙起通气透水作用，常被空气占据此孔隙内的水分受毛管力影响，能够移动, 可被植物吸收利用，起到保水蓄水作用 此孔隙内的水分移动困难，不能被作物吸收利用，空气及根系不能进入
12、 6土壤孔隙性与植物生长的关系适宜于植物生长发育的耕作层土壤孔隙状况为：总孔隙度为50%56%，通气孔隙度在10%以上，如能达到15%20%更好，毛管孔隙度与非毛管孔隙度之比为2：1为宜，无效孔隙度要求尽量低。对于植物生长发育而言，在同一土体内孔隙的垂直分布应为“上虚下实”。（二）土壤结构性1概念 土壤中的土粒，一般不呈单粒状态存在（沙土例外），而是相互胶结成各种形状和大小不一的土团存在于土壤中，这种土团称为结构体或团聚体。土壤结构性是指土壤结构体的种类、数量及其在土壤中的排列方式等状况。2土壤结构体的类型及特性 按照结构体的大小、形状和发育程度可分为以下几类。（1）团粒与粒状结构 团粒结构是
13、指近似球形且直径大小在0.2510 mm之间的土壤结构体，俗称“蚂蚁蛋”、“米糁子”等，常出现在有机质含量较高、质地适中的土壤中。图 土壤结构的主要类型1块状结构 2柱状结构 3棱柱状结构 4团粒结构5微团粒结构 6核状结构 7片状结构（2）块状与核状结构 这两种结构近似立方体形状。一般块状结构大小不一，边面不明显，结构体内部较紧实，俗称“坷垃”。而核状结构的直径一般小于3cm，棱角多，内部紧实坚硬，泡水不散，俗称“蒜瓣土”，多出现在有机质缺乏的黏土中。（3）柱状与棱柱状结构 是指近似直立、体形较大的长方体结构，俗称“立土”。如果顶端平圆而少棱的称柱状结构，多出现在典型碱土的下层；如果边面棱角
14、明显的称棱柱状结构，多出现在质地黏重而水分又经常变化的下层土壤中。（4）片状结构 是指形状扁平、成层排列的结构体，俗称“卧土”。如果地表在遇雨或灌溉后出现的结皮、结壳，称为“板结”现象。3团粒结构 形成：团粒结构一般要经过多次（多级）的复合、团聚而形成，可概括如下几步：单粒复粒（初级微团聚体）微团粒（二级、三级微团聚体）团粒（大团聚体）。作用：团粒结构土壤的大小孔隙兼备。能够协调水分和空气的矛盾。能协调保肥与供肥性能具有良好的物理性和耕性。培育：通过深耕，使土体破裂松散，适时适当耕、锄、耱、镇压等耕作措施，结合施用有机肥料促进团粒结构的形成；通过种植绿肥或牧草，实行合理轮作倒茬增加团粒结构；采
15、用沟灌、喷灌、滴灌和地下灌溉等节水灌溉技术，并结合深耕进行晒垡、冻垡，可充分利用干湿交替、冻融交替作用，有利于团粒形成；施用胡敏酸、树脂胶、纤维素黏胶等土壤结构改良剂来促进团粒结构的形成。二、土壤耕性（一）土壤耕性的含义土壤耕性是指耕作土壤中土壤所表现的各种性质以及在耕作后土壤的生产性能。它是土壤各种理化性质，特别是物理机械性在耕作时的表现；同时也反映土壤的熟化程度。（二）土壤耕性的表现1耕作的难易程度。群众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”。2耕作质量的好坏。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。3宜耕期的长短。宜耕期是指保持适宜耕作的土壤含水量的时间。如沙质土宜耕期长，表现为“干好耕，湿好耕，不干不湿更好耕”；黏质土则相反，宜耕期
