植物生产与土壤培肥Word下载.docx
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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
重要的类群有细菌、放线菌、真菌、藻类和原生动物及病毒等。
①分解有机质，释放养分；
分解农药等对环境有害的有机物质。
②分解矿物养分，③固定大气氮素，增加土壤氮素养分。
④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；
⑤合成土壤腐殖质，培肥土壤；
⑥分泌大量的酶，促进土壤养分的转化；
⑦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%～4.8%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
①提供作物需要的养分。
②增加土壤保水、保肥能力。
③形成良好的土壤结构，改善土壤物理性质。
④促进微生物活动，活跃土壤中养分代谢。
⑤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：
①土壤空气中CO2含量高于大气；
②土壤空气中的O2低于大气；
③土壤空气中的水汽含量高于大气；
④土壤空气中还原性气体高于大气；
⑤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式不断地进行气体交换，这种性能称之为土壤通气性。
①影响种子萌发。
②影响植物根系的发育与吸收功能。
③影响土壤养分状况。
④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
◆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的作用。
◆土壤耕性的判断与改良。
◆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2.65gcm-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（%）=（
）
100
5．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
>
0.02mm
0.02~0.002mm
<
0.002mm
土壤水吸力
15kPa
15~150kPa
150kPa
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
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指近似球形且直径大小在0.25~10mm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）。
①团粒结构土壤的大小孔隙兼备。
②能够协调水分和空气的矛盾。
③能协调保肥与供肥性能④具有良好的物理性和耕性。
培育：
①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；
②通过种植绿肥或牧草，实行合理轮作倒茬增加团粒结构；
③采用沟灌、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；
④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，宜耕期很短，表现为“早上软，晌午硬，到了下午锄不动”。
（三）宜耕期的选择
1．看土验墒。
雨后或灌溉后，地表呈“喜鹊斑”状态，外白（干）、里灰（湿），外黄里黑，半干半湿，水分正相当，此时可耕。
2．手摸验墒。
用手抓起二指深处的土壤紧握手中能成团，稍有湿印但不黏手心，不成土饼，呈松软状态。
松开土团自由落地，能散开即宜耕。
3．试耕，耕后土壤不黏农具，可为犁抛散，即可耕。
（四）土壤耕性的改良
改良耕性措施是：
①增施有机肥料。
因为有机质可降低黏土的黏结性和黏着性，减少耕作阻力；
②通过掺沙掺黏，改良土壤质地；
③创造良好的土壤结构；
④掌握宜耕含水量和宜耕时期。
三、土壤保肥性与供肥性
（一）土壤胶体
1．概念土壤胶体是指1~1000nm之间（长、宽、高三个方向上至少有一个方向在此范围内）的土壤颗粒。
2．种类根据微粒核的组成物质不同，可以将土壤胶体分为三大类：
无机胶体、有机胶体、有机-无机复合胶体。
3．土壤胶体特性
（1）有巨大的比表面和表面能。
（2）带有一定的电荷，根据电荷产生机制不同，可将土壤胶体产生电荷，分为永久电荷和可变电荷。
（3）具有一定的凝聚性和分散性。
4．土壤吸收性能根据土壤对不同形态物质吸收、保持方式的不同，可分为以下六种类型：
（1）机械吸收作用机械吸收作用是指土壤对进入土体的固体颗粒的机械阻留作用。
（2）物理吸收作用物理吸收作用是指土壤对分子态物质的吸附保持作用。
（3）化学吸收作用化学吸收作用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，也称化学固定。
（4）离子交换吸收作用离子交换吸收作用是指土壤溶液中的阳离子或阴离子与土壤胶粒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，又称物理化学吸收作用。
离子交换吸收作用是土壤保肥供肥最重要的方式。
（5）生物吸收作用生物吸收作用是指土壤中的微生物、植物根系以及一些小动物可将土壤中的速效养分吸收保留在体内的过程。
（二）土壤保肥性
土壤保肥性是指土壤吸持各种离子、分子、气体和粗悬浮物质的能力。
阳离子交换吸收作用是土壤保肥的主要机理。
1．阳离子交换吸收作用
阳离子交换吸收作用是指土壤溶液中的阳离子与土壤胶粒表面扩散层中的阳离子进行交换后而保存在土壤中的作用。
特点：
①可逆反应；
②等电荷交换；
③反应迅速；
④受质量作用定律支配。
2．阴离子交换吸收作用
阴离子交换作用是指土壤中带正电荷胶体所吸收的阴离子与土壤溶液中的阴离子相互交换的作用。
类型：
根据被土壤吸收的难易程度可分为三类：
（1）易被土壤吸收的阴离子，如磷酸根离子（H2PO4-、HPO42-、PO43-），硅酸根离子（HSiO3-、SiO32-）及某些有机酸的阴离子。
（2）很少被吸收甚至不能被吸收的阴离子，如Cl－、NO3－、NO2－等。
（3）介于上述二者之间的阴离子，如SO42－、CO32－、HCO3－以及某些有机酸的阴离子。
3．离子交换作用对土壤肥力影响：
①影响土壤保肥性与供肥性。
②影响土壤酸碱性。
③影响土壤物理性质和耕性。
④影响土壤缓冲性和稳肥性。
（三）土壤的供肥性
1．概念土壤在作物整个生育期内，持续不断地供应作物生长发育所必需的各种速效养分的能力和特性，称为土壤供肥性。
2．土壤供肥性表现①作物长相。
②土壤形态。
③施肥效应。
④室内化验结果。
3．原理土壤供肥性常与土壤中速效养分含量、迟效养分转化成速效养分的速率、交换性离子有效度等有关。
迟效养分的有效化：
迟效养分包括矿物态养分和有机态养分，矿物态养分经过风化释放多种可溶性矿质养分，层状硅酸盐中养分有效化主要来自层间离子释放；
有机态养分主要依靠微生物分解而释放使其有效化。
交换性离子有效度：
交换性离子对植物的有效性，主要取决于饱和度效应、陪补离子效应和阳离子非交换吸附的有效性。
（四）土壤保肥性与供肥性的调节
1．增加肥料投入，调节土壤胶体状况。
增施有机肥料、秸秆还田和种植绿肥，提高有机质含量；
翻淤压砂或掺黏改沙，增加沙土中胶体含量；
适当增施化肥，以无机促有机，均可改善土壤保肥性与供肥性。
2．科学耕作，合理排灌。
合理耕作，以耕促肥；
合理灌排，以水促肥，也可改善土壤保肥性和供肥性。
3．调节交换性阳离子组成，改善养分供应状况。
酸性土壤施用适量石灰、草木灰；
碱性土壤，施用石膏，可调节其阳离子组成，改善土壤保肥性与供肥性。
四、土壤酸碱性及缓冲性
土壤酸性或碱性通常用土壤溶液的pH值来表示。
我国一般土壤的pH值变动范围在4～9之间，多数土壤的pH值在4.5～8.5范围内,极少有低于4或高于10的。
（一）土壤酸碱性
1．概念土壤酸碱性是指土壤溶液中的H+和OH-浓度比例不同所表现的酸碱性，常用pH值表示，pH是土壤溶液中氢离子浓度的负对数，即pH=-log[H+]。
2．分级
土壤PH值和酸碱性反应的分级
土壤pH
4.5
4.5～5.5
5.5～6.5
6.5～7.5
7.5～8.5
8.5
级别
极强酸
强酸性
微酸性
中性
微碱性
强碱性
3．与土壤肥力关系见下表。
4．调节①因土选种适宜的作物。
②化学改良。
酸性土壤通常通过施用石灰质肥料、碱性土壤一般通过施用石膏、磷石膏、明矾等进行改良。
（二）土壤缓冲性
1．概念土壤具有抵抗外来物质引起酸碱反应剧烈变化的性能，称为土壤缓冲性。
2，机理①土壤胶体的缓冲作用。
②弱酸及其盐类的缓冲作用。
③土壤中的两性物质作用。
如胡敏酸、氨基酸、蛋白质等物质，既能中和酸，又能中和碱，从而起到缓冲作用。
3．影响因素土壤缓冲性大小取决于黏粒含量、无机胶体类型、有机质含量等。
4．调节在农业生产上，可通过沙土掺淤，增施有机肥料和种植绿肥，提高土壤有机质含量，增强土壤的缓冲性能。
壤酸碱度与土壤肥力的关系
土壤酸碱度
极强酸性
酸性
碱性
极强碱性
pH
3.04.04.55.05.56.06.57.07.58.08.59.09.5
主要分布区域或土壤
华南沿海的泛酸田
华南黄壤、红壤
长江中下游水稻土
西北和北方石灰性土壤
含碳酸钙的碱土
肥力
状况
土壤物理性质
越酸因钙、镁离子减少，氢离子增多，土壤结构易破坏，妨碍土壤中水分和空气的调节
盐碱土中由于钠离子的作用，土粒分散，湿时泥泞不透水，干时坚硬
微生物
越酸有益细菌活动越弱，而真菌的活动越强
适宜于有益细菌的生长
越碱有益细菌活动越弱
氮素
硝态氮的有效性降低
氨化作用、硝化作用、固氮作用最为适宜，氮的有效性高
越碱氮的有效性越低
磷素
越酸磷易被固定，磷的有效性降低
磷的有效性最高
磷的有效性降低
磷的有效性增加
钾钙镁
越酸有效性含量越低
有效性含量随pH增加而增加
钙镁的有效性降低
铁
越酸铁越多，作物易受害
越碱有效性越低
硼锰铜锌
越酸有效性越高
越碱有效性越低（但pH8.5以上,硼的有效性最高）
钼
越酸有效性越低
越碱有效性越高
有毒物质
越酸铝离子、有机酸等有毒物质越多
盐土中过多的可溶性盐类以及碱土中的碳酸钠对植物有毒害
指示植物
酸性土；
铁芒箕、映山红、石松等
钙质土：
蜈蚣草、铁丝蕨、南天竺等
盐土：
虾须草、盐蒿、扁竹叶、柽柳等
碱土：
剪刀股、碱蓬、牛毛草、麻陆等
化肥施用
宜施用碱性肥料
宜施用酸性肥料
1.土壤胶体有哪些类型？
它的基本性质表现在哪些方面？
2.简要回答土壤吸收作用的五种形式？
3.简述土壤结构的类型有哪些？
4.团粒结构在土壤肥力上的作用有哪些？
农业生产上如何促进土壤团粒结构的形成？
5.什么叫土壤耕性？
它的内容有哪些？
6.土壤酸碱性与土壤肥力及植物生长有和关系？
第三节土壤资源的开发与保护
◆土壤剖面。
◆高产肥沃土壤培肥措施。
◆低产田的改良与开发。
◆土壤退化、水土流失的危害及水土保持的措施。
一、土壤剖面
从地表向下所挖出的垂直切面叫土壤剖面。
1．自然土壤剖面自然土壤剖面一般可分为四个基本层次：
腐殖质层、淋溶层、淀积层和母质层。
自然土壤剖面示意图耕作土壤剖面示意图
2．旱地耕作土壤的剖面旱地耕作土壤剖面一般也分为四层：
即耕作层（表土层）、犁底层（亚表土层）、心土层及底土层。
耕作层：
指经常被耕翻到的土壤表层，厚约15～20cm。
犁底层：
是受农具耕犁压实，在耕作层下形成的紧实亚表层。
厚约l0cm。
心土层：
是介于犁底层和底土层之间的土层，也叫半熟化土层。
一般厚度为20～30cm。
底土层：
位于心土层以下的土层。
一般在地表50～60cm以下。
3．水田土壤的剖面
通常厚12~18cm，多锈斑。
犁底层：
厚10cm左右，青灰色，也多锈斑，可防止水分渗漏过快。
渗育层：
是受灌溉水侵润或淋洗影响而形成的层次，厚10~20cm，颜色灰白，夹有少量锈纹、锈斑或铁结核。
潴育层：
是受水分侵润，含铁矿物水化而显黄和灰颜色的层次，有大量的锈纹、锈斑或铁锰结核。
潜育层：
是由于水温、土温过低，通透性不良，还原性物质积聚的层次。
母质层。
二、我国主要农业区土壤
（一）我国的土壤资源特点
我国的土壤资源综合起来有以下特点：
1．土壤类型多我国最新土壤分类系统（1995年）将我国土壤分为14个土纲、39个亚纲、141个土类、595个亚类，足以说明这一点。
2．山地面积大我国山地占国土面积66%。
3．人均占有量低，低产土壤面积大人均占有耕地约为0.0934公顷，是世界平均数的26%，耕地中存在各种障碍因素的低产田约占三分之一，这是开发中的一个不利因素。
4．土壤资源的不合理利用如耕地不断减少，土壤肥力减退，土壤沙化、污染、侵蚀、盐渍化等土壤退化问题越来越严重。
（二）我国主要农业区土壤与植物生长
土壤
分布
特点
利用
红黄壤
热带、亚热带地区
质地黏重而耕性差、酸性强（pH≤5.5）而易产生铝毒、氧化物矿物多易产生磷的固定、养分贫瘠而作物生产受到限制。
山地上部宜造水土保持林和用材林，山地中部宜发展油茶、茶叶、板栗等经济林，下部则易发展农作物。
黄土性土
黄土高原和华北地区
土层深厚、疏松、质地细匀，透水性强，耕性良好，微碱性，含较多石灰质，但土壤结构性差，有机质含量低，养分贫瘠易发生水土流失。
一般以种植牧草、植树造林、防治水土流失，并以种植耐旱作物，如谷子为主。
干旱区土壤
干旱和半干旱地区
土壤盐碱化、干旱
一般为种草种树，防治水土流失；
种植绿肥，合理轮作，采取旱耕技术；
农、牧结合，适当种植耐旱作物。
东北森林草原土壤
东北地区
土层深厚，有机质含量高，颜色油黑，疏松而富有团粒结构，极为肥沃。
在低山丘陵区发展林果业，山前平原和坡地易种植农作物，在土质瘠薄山地则发展林牧业。
水稻土
秦岭、淮河以南
独特的剖面特征，耕作层通常厚12～18cm，多锈斑，犁底层青灰色，厚度仅10cm左右，也多锈斑，渗育层可见明显灰色胶膜与铁锰淀积。
应发展粮饲、粮经集约经营，长江中下游实行小麦-玉米-水稻三熟制有发展前途。
三、高产肥沃土壤的培育
（一）高产肥沃土壤的特征
1．良好的土体构造高产肥沃的旱地土壤一般都具有上虚下实的土体构造。
高产肥沃的水稻土一般都具有松软肥厚的耕作层，既滞水又透水发育良好的犁底层。
2．适量协调的土壤养分有机质含量、全氮含量、速效磷、速效钾（K）含量、阳离子交换量高。
3．良好的物理性质肥沃土壤一般都具有良好的物理性质。
（二）高产肥沃土壤培肥措施
1．增施有机肥料，培育土壤肥力应每年向土壤中输入一定数量的有机
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