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1、 土壤肥料学土壤肥料学 敬业 垂范 实践 创新 课程简介课程简介土壤学土壤学 Soil Science肥料学（植物营养、农业化学）肥料学（植物营养、农业化学）Plant Nutrition and Fertilization学时：学时：40+10考核：期末考试考核：期末考试(80%) + 平时成绩平时成绩(20%)安徽科技学院 赵建荣 敬业 垂范 实践 创新 吴礼树主编吴礼树主编.土壤肥料学土壤肥料学. 中国农业出版社中国农业出版社. 2004沈其荣，土壤肥料学通论，高等教育出版社，沈其荣，土壤肥料学通论，高等教育出版社，2001黄巧云主编黄巧云主编. 土壤学土壤学. 中国农业出版社中国农业出
2、版社. 2006黄昌勇主编黄昌勇主编. 土壤学土壤学. 中国农业出版社中国农业出版社. 2000参考书目参考书目安徽科技学院 赵建荣 敬业 垂范 实践 创新 第一节第一节 土壤肥料在农业生产及生态系统重要性土壤肥料在农业生产及生态系统重要性第二节第二节 土壤和肥料的基本概念土壤和肥料的基本概念第三节第三节 近代土壤肥料科学发展概况近代土壤肥料科学发展概况第四节第四节 土壤肥料在农业可持续发展中的地位与作土壤肥料在农业可持续发展中的地位与作用用绪绪 论论安徽科技学院 赵建荣 敬业 垂范 实践 创新 第一节第一节 土壤肥料在农业生产及生态土壤肥料在农业生产及生态系统中的地位和作用系统中的地位和作用
3、 一一、土壤是农业生产的基本生产资料和农、土壤是农业生产的基本生产资料和农 业生产链环中物质与能量循环的枢纽业生产链环中物质与能量循环的枢纽(一一)土壤是农业生产的基本资料土壤是农业生产的基本资料安徽科技学院 赵建荣 敬业 垂范 实践 创新 饲养业饲养业 种植业种植业 绿色植物所必需生绿色植物所必需生活条件活条件: :日光、热量、日光、热量、空气、水分和养分，空气、水分和养分，除日光、空气外，大除日光、空气外，大部分来自土壤。此外，部分来自土壤。此外，土壤还为植物提供了土壤还为植物提供了根系伸展的空间和机根系伸展的空间和机械支撑作用。械支撑作用。 动物生产以植物生产动物生产以植物生产资料为食料
4、资料为食料农业生产农业生产农业生产安徽科技学院 赵建荣 敬业 垂范 实践 创新 （二）土壤是农业生产链环中物质和能量循环枢纽植物生产植物生产动物生产动物生产土壤管理农业生产三环节农业生产三环节（二）土壤是农业生产链中物质和能量的循环枢纽（二）土壤是农业生产链中物质和能量的循环枢纽安徽科技学院 赵建荣 敬业 垂范 实践 创新 二、土壤是自然界中具有再生作用的自然资源二、土壤是自然界中具有再生作用的自然资源1 我国土壤资源简况我国土壤资源简况 土壤是相对不可再生的自然资源土壤是相对不可再生的自然资源,也也是不可代替的自然资源。是不可代替的自然资源。 我国土壤资源丰富我国土壤资源丰富,国土面积国土面
5、积960万万km2,但是我国是个多山的国家但是我国是个多山的国家,各种山地各种山地丘陵地面积占全部土地面积的丘陵地面积占全部土地面积的65,平原平原区土地仅占区土地仅占35。安徽科技学院 赵建荣 敬业 垂范 实践 创新 我国人均耕地面积为我国人均耕地面积为0.13hm0.13hm2 2 , , 不到世界人均耕地的不到世界人均耕地的l l3 3。人均林。人均林地面积地面积0.11hm0.11hm2 2 , , 占世界人均林地占世界人均林地面积的面积的1 19 9。人均草地面。人均草地面0.28hm0.28hm2 2 , , 不到世界人均草地面积的不到世界人均草地面积的1 12 2。我国人均土地面
6、积情况我国人均土地面积情况安徽科技学院 赵建荣 敬业 垂范 实践 创新 三、土壤是农业生态系统的重要组成部分三、土壤是农业生态系统的重要组成部分安徽科技学院 赵建荣 敬业 垂范 实践 创新 四、土壤是最珍贵的自然资源四、土壤是最珍贵的自然资源 1. 1. 土壤资源数量有限性；土壤资源数量有限性； 2. 2. 土壤资源质量可变性；土壤资源质量可变性； 3. 3. 土壤资源空间分布上固定。土壤资源空间分布上固定。安徽科技学院 赵建荣 敬业 垂范 实践 创新 安徽科技学院 赵建荣 敬业 垂范 实践 创新 0 0500500100010001500150020002000250025003000300
7、03500350040004000450045001975197519781978198219821985198519881988199119911994199419971997200020001500015000200002000025000250003000030000350003500040000400004500045000500005000055000550006000060000650006500070000700007500075000肥料施用量粮食总产量粮食产量粮食产量(万吨万吨)肥料施用量肥料施用量(万吨）万吨）1975年以来我国肥料施用量与粮食总产量的变化年以来我国肥料施用
8、量与粮食总产量的变化六、肥料是农业优质高产的保证六、肥料是农业优质高产的保证安徽科技学院 赵建荣 敬业 垂范 实践 创新 第二节第二节 土壤和肥料的基本概念土壤和肥料的基本概念 一、土壤的概念及其基本组成一、土壤的概念及其基本组成 （一）土壤的概念（一）土壤的概念 土壤是地球陆地表面能生长绿色植物的疏松物土壤是地球陆地表面能生长绿色植物的疏松物质层。质层。 安徽科技学院 赵建荣 敬业 垂范 实践 创新 （二）土壤的组成二）土壤的组成(1) 土壤由固相、液相和气相组成。土壤由固相、液相和气相组成。 (2) 固固相相包包括括矿矿物物质质和和有有机机质质，固固相相是是土土壤壤的的骨架。骨架。 (3)
9、 固固相相之之间间存存在在着着大大小小不不等等的的孔孔隙隙；小小孔孔隙隙主主要要含含水水，大大孔孔隙隙主主要要含含空空气气，两两者者的的数数量量互为消长，但主要受含水量的控制。互为消长，但主要受含水量的控制。 安徽科技学院 赵建荣 敬业 垂范 实践 创新 土壤中固相、液相、气相结构示意图土壤中固相、液相、气相结构示意图 安徽科技学院 赵建荣 敬业 垂范 实践 创新 理想土壤的成分体积比例理想土壤的成分体积比例土土壤壤是是农农业业生生产产的的基基本本条条件件安徽科技学院 赵建荣 敬业 垂范 实践 创新 土壤在作物生产中的重要作用土壤在作物生产中的重要作用植物植物站得稳站得稳（根系伸展开，（根系伸
10、展开，机械支持牢固）机械支持牢固）住得好住得好（空气流通，（空气流通，温度适宜）温度适宜）吃得饱吃得饱（养分供（养分供应充分）应充分）喝得足喝得足（水分供（水分供应充分）应充分）良好的土壤良好的土壤安徽科技学院 赵建荣 敬业 垂范 实践 创新 三、土壤肥力的概念及其发生发展三、土壤肥力的概念及其发生发展（一）土壤肥力的概念（一）土壤肥力的概念 土壤土壤 能供应与协调植物正常生长发育能供应与协调植物正常生长发育所需要的养分和水、空气所需要的养分和水、空气 、热的能力。、热的能力。安徽科技学院 赵建荣 敬业 垂范 实践 创新 1.自自然然肥肥力力是是由由自自然然因因素素形形成成的的土土壤壤具具有有
11、的的肥力。肥力。2.人人为为肥肥力力是是由由耕耕作作、施施肥肥、灌灌溉溉、改改土土等等人人为为因因素素形形成成的的土土壤壤所所具具有有的的肥肥力力。人人为为肥力的高低，受多种因素的影响。肥力的高低，受多种因素的影响。 （二）土壤肥力的发生发展（二）土壤肥力的发生发展安徽科技学院 赵建荣 敬业 垂范 实践 创新 3. 经经济济肥肥力力 由由于于受受环环境境条条件件和和管管理理水水平平的的限限制制，土土壤壤肥肥力力往往往往只只有有部部分分表表现现出出来来，这这部部分分肥肥力力称称为为“有有效效肥肥力力”，又又称称“经经济济肥肥力力”，即即在在一一定定农农业业技技术术措措施施下下反反映映土土壤壤生生
12、产产能能力力的的那那部部分分肥肥力力，亦亦称称自自然然肥肥力力与与人人为为肥力的总和。肥力的总和。安徽科技学院 赵建荣 敬业 垂范 实践 创新 4. 潜潜在在肥肥力力 另另一一部部分分肥肥力力则则没没有有直直接接表表现现出出来来称称“潜潜在在肥肥力力”，指指受受环环境境条条件件和和科科技技水水平平限限制制不不能能被被植植物物利利用用，但但在在一一定定生生产产条条件件下下可可转转化化为为有有效效肥肥力力的的那那部分肥力。部分肥力。安徽科技学院 赵建荣 敬业 垂范 实践 创新 三、肥料的概念、来源、分类及基本特性三、肥料的概念、来源、分类及基本特性凡凡能能直直接接供供给给植植物物生生长长发发育育所
13、所必必需需养养分分、改改善善土土壤性状以提高植物产量和品质的物质，统称肥料。壤性状以提高植物产量和品质的物质，统称肥料。分分有机肥料：有机肥料：农村中就地取材，利用各种农业农村中就地取材，利用各种农业废弃物就地积制而成的自然肥料的总称。废弃物就地积制而成的自然肥料的总称。无机肥料无机肥料：多由工厂经过化学工业加工而多由工厂经过化学工业加工而成的含有高量营养元素的无机化合物。成的含有高量营养元素的无机化合物。安徽科技学院 赵建荣 敬业 垂范 实践 创新 分类和种类：分类和种类：按组分分：按组分分：有机肥料有机肥料农村中就地取材，利用各种农业废弃物就地农村中就地取材，利用各种农业废弃物就地积制而成
14、的自然肥料的总称。它们属于完全肥料。积制而成的自然肥料的总称。它们属于完全肥料。无机肥料（化学肥料）无机肥料（化学肥料）多由工厂经过化学工业加工多由工厂经过化学工业加工而成的含有高量营养元素的无机化合物。它们而成的含有高量营养元素的无机化合物。它们属于属于速效速效性性肥料。肥料。生物肥料生物肥料 依赖于有益微生物。依赖于有益微生物。有机无机肥料有机无机肥料按来源分：按来源分：农家肥和商品肥农家肥和商品肥按肥效快慢分：按肥效快慢分：速效肥和迟效肥速效肥和迟效肥安徽科技学院 赵建荣 敬业 垂范 实践 创新 二、世界近代土壤肥料科学发展概况二、世界近代土壤肥料科学发展概况（一）（一）农业化学派农业化
15、学派：以德国农业化学家李比希为以德国农业化学家李比希为代表。建立了植物代表。建立了植物矿物质营养学说矿物质营养学说， “养分归还养分归还学说学说”。 忽视了生物因素对于提高土壤肥力的积极作忽视了生物因素对于提高土壤肥力的积极作用。用。 第三节第三节 近代土壤肥料科学发展概况近代土壤肥料科学发展概况安徽科技学院 赵建荣 敬业 垂范 实践 创新 （一）农业化学派以德国农业化学家李比希为代表。建立了植物矿物质营养学说，为发展化学工业，施用化学肥料开辟了道路。但是农业化学派没有正确地阐述肥力的本质及其变化规律，认为土壤仅仅是一个单纯的养分贮存库，矿质养分的多少是肥力的唯一因素，只有施用矿质肥料把植物吸
16、收的矿质养分归还土壤，就能保持土壤肥力，这就是“养分归还学说”。忽视了生物因素对于提高土壤肥力的积极作用。Justus von Liebig（1803-1873）安徽科技学院 赵建荣 敬业 垂范 实践 创新 李比希是植物营养学科李比希是植物营养学科杰出的奠基人！杰出的奠基人！杰出学者，光辉著作杰出学者，光辉著作纪念农业化学奠基者纪念农业化学奠基者 尤尤李比希逝世李比希逝世110周年周年(金善宝，金善宝，1983) Justus von Liebig1803-1873安徽科技学院 赵建荣 敬业 垂范 实践 创新 植植物物矿矿物物质质营营养养学学说说（1840年年，化化学学在在农农业业和和生生理理
17、学学上上的的应应用用）要要点点：土土壤壤中中矿矿物物质质是是一一切切绿绿色色植植物物唯唯一一的的养养料料，厩厩肥肥及及其其它它有有机机肥肥料料对对于于植植物物生生长长所所起起的的作作用用，并并不不是是由由于于其其中中所所含含的的有有机机质质，而而是是由由于于这这些些有有机机质质在在分分解解时时所所形形成成的的矿矿物物质质。意意义义： 理理论论上上，否否定定了了当当时时流流行行的的“腐腐殖殖质质学学说说”，说说明明了了植植物物营营养养的的本本质质；是是植植物物营营养养学学新新旧旧时时代代的的分分界界线线和和转转折折点点，使使维维持持土土壤壤肥肥力力的的手手段段从从施施用用有有机机肥肥料料向向施施
18、用用无无机机肥肥料料转转变变有有了了坚坚实实的的基基础础； 实实践践上上促促进进了了化化肥肥工工业业的的创创立立和和发发展展；推推动动了了农农业业生生产产的的发展。发展。安徽科技学院 赵建荣 敬业 垂范 实践 创新 q19世纪中后期，磷肥和钾肥生产先后建立并得到发展；世纪中后期，磷肥和钾肥生产先后建立并得到发展；q20世纪初合成氨生产出现，氮肥生产迅速发展。世纪初合成氨生产出现，氮肥生产迅速发展。植物矿物质营养学说具有划时代的意义 在在农农业业产产量量的的增增加加份份额额中中，有有4060归功于化肥的施用。归功于化肥的施用。安徽科技学院 赵建荣 敬业 垂范 实践 创新 （二）农业地质学派以德国
19、地质学家法鲁为代表。运用地质学的观点研究土壤，认为土壤是单纯的矿物岩石风化的碎屑，岩石矿物的风化过程和地质淋镕过程，就是土壤形成的本质。农业地质学派虽然从地质学的角度积累了一些土壤形成的资料，但没有认识到土壤本身有自己的发生发展规律，以及肥力是土壤质的特征，片面认为土壤肥力的变化是地质淋溶过程，因而不可避免地造成肥力下降，最后又变成岩石，完全忽视了生物对提高土壤肥力的作用。安徽科技学院 赵建荣 敬业 垂范 实践 创新 （三）土壤发生学派以俄国土壤学家道库恰耶夫为代表。运用综合发展的观点认识土壤，他们认为自然土壤的发生是以生物因素为主导的生物、母质、气候、地形和时间五种自然因素相互作用的产物，土
20、壤是生物小循环和地质大循环相互对立统一的结果，由于生物气候带的不同，土壤在地球上的发生演变和分布具有一定的规律性，不同类型土壤有内在发生学上的联系。土壤发生学派揭示了土壤肥力发生演变的规律，为认识自然土壤的肥力状况和进行土攘分类奠定了理论基础。Vasiliy Dokuchaev (1846 - 1903) 安徽科技学院 赵建荣 敬业 垂范 实践 创新 第四节 土壤肥料在农业可持续发展中的地位与作用安徽科技学院 赵建荣 敬业 垂范 实践 创新 ？化肥、有机肥化肥、有机肥土壤土壤根际根际作物作物优化生产投入优化生产投入养分养分养分养分产量产量品质品质环境环境安徽科技学院 赵建荣 敬业 垂范 实践
21、创新 Fertilizers (N+P2O5+K2O,Mt)Chemical fertilizer Consumption in China from 1902 to 2000Year0510152025303540451900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000Qin(221-206BC)793Song(960-1279)780195273519801,890199020003,2253,738DynastyyearWheat yield, kg.ha-1安徽科技学院 赵建荣 敬业 垂范 实践 创新 0 050050010001
22、000150015002000200025002500300030003500350040004000450045001975197519781978198219821985198519881988199119911994199419971997200020001500015000200002000025000250003000030000350003500040000400004500045000500005000055000550006000060000650006500070000700007500075000肥料施用量粮食总产量粮食产量粮食产量(万吨万吨)肥料施用量肥料施用量(万吨万吨
23、)1975年以来我国肥料施用量与粮食总产量的变化年以来我国肥料施用量与粮食总产量的变化安徽科技学院 赵建荣 敬业 垂范 实践 创新 Nitrogenous FertilizersNitrogenous FertilizersPhosphate FertilizersPhosphate FertilizersPotash FertilizersPotash FertilizersTotal FertilizersTotal Fertilizers世界化肥消费量的变化世界化肥消费量的变化0 020,000,00020,000,00040,000,00040,000,00060,000,00060,
24、000,00080,000,00080,000,000100,000,000100,000,000120,000,000120,000,000140,000,000140,000,000160,000,000160,000,0001961196119631963196519651967196719691969197119711973197319751975197719771979197919811981198319831985198519871987198919891991199119931993199519951997199719991999消费量消费量 t年年 份份安徽科技学院 赵建荣 敬
25、业 垂范 实践 创新 0 010,000,00010,000,00020,000,00020,000,00030,000,00030,000,00040,000,00040,000,00050,000,00050,000,00060,000,00060,000,00070,000,00070,000,00080,000,00080,000,00090,000,00090,000,00019611961196419641967196719701970197319731976197619791979198219821985198519881988199119911994199419971997Ni
26、trogenous FertilizersNitrogenous FertilizersPhosphate FertilizersPhosphate FertilizersPotash FertilizersPotash FertilizersTotal FertilizersTotal Fertilizers发达国家化肥消费量的变化发达国家化肥消费量的变化消费量消费量 t年年 份份安徽科技学院 赵建荣 敬业 垂范 实践 创新 发展中国家化肥消费量的变化发展中国家化肥消费量的变化0 010,000,00010,000,00020,000,00020,000,00030,000,00030,00
27、0,00040,000,00040,000,00050,000,00050,000,00060,000,00060,000,00070,000,00070,000,00080,000,00080,000,00090,000,00090,000,000100,000,000100,000,000196119611963196319651965196719671969196919711971197319731975197519771977197919791981198119831983198519851987198719891989199119911993199319951995199719971
28、9991999Nitrogenous FertilizersNitrogenous FertilizersPhosphate FertilizersPhosphate FertilizersPotash FertilizersPotash FertilizersTotal FertilizersTotal Fertilizers消费量消费量 t年年 份份安徽科技学院 赵建荣 敬业 垂范 实践 创新 中国化肥生产量和消费量(1999年) 单位单位:万吨万吨NP2O5K2O合计生产量生产量*2323.9 636.1 41.3 3001.3消费量消费量*2445.0 1225.2 454.3 412
29、4.58生产占消费生产占消费95.051.99.072.7安徽科技学院 赵建荣 敬业 垂范 实践 创新 (1) 提高农作物产量提高农作物产量(2) 改善农产品品质改善农产品品质氮提高谷类籽粒蛋白质和氮提高谷类籽粒蛋白质和“必需氨基酸必需氨基酸”的含量的含量磷改善糖料作物、淀粉作物、油料作物等的品质磷改善糖料作物、淀粉作物、油料作物等的品质钾钾“品质元素品质元素”(3) 改良土壤，提高土壤肥力（包括土壤结构、土壤养分含改良土壤，提高土壤肥力（包括土壤结构、土壤养分含量和比例、土壤反应、土壤生化特性等）量和比例、土壤反应、土壤生化特性等）肥料在农业生产中的作用肥料在农业生产中的作用安徽科技学院 赵
30、建荣 敬业 垂范 实践 创新 钾对作物产量和品质的影响钾对作物产量和品质的影响钾不但能使作物产量增加，而且可以改善作物品质，如：钾不但能使作物产量增加，而且可以改善作物品质，如：1. 油料作物的含油量增加油料作物的含油量增加2. 纤维作物的纤维长度和强度改善纤维作物的纤维长度和强度改善3. 淀粉作物的淀粉含量增加淀粉作物的淀粉含量增加4. 糖料作物的含糖量增加糖料作物的含糖量增加5. 果树的含糖量、维果树的含糖量、维C和糖酸比提高，果实风味增加和糖酸比提高，果实风味增加6. 橡胶单株干胶产量增加，乳胶早凝率降低橡胶单株干胶产量增加，乳胶早凝率降低钾通常被称为钾通常被称为“ 品质元素品质元素”安徽科技学院 赵建荣 敬业 垂范 实践 创新 思考题思考题1、土壤、土壤肥力、肥料的含义？2. 土壤的基本物质组成？3. 土壤肥力和肥料的区别？安徽科技学院 赵建荣 敬业 垂范 实践 创新 绪论什么是土壤和土壤肥力？什么是土壤和土壤肥力？土壤在人类农业和自然环境中的重要性土壤在人类农业和自然环境中的重要性我国土壤资源的现状我国土壤资源的现状土壤学的研究对象和内容土壤学的研究对象和内容安徽科技学院 赵建荣 敬业 垂范 实践 创新
