【】土壤肥力因素.

1、第三章 土壤肥力因素,教学目标： 掌握土壤水、肥、气、热四个土壤肥力因素。 教学内容： 第一节 土壤养分 第二节 土壤水分 第三节 土壤空气 第四节 土壤热量 第五节 土壤肥力因素的相互关系及其调节,第一节 土壤养分,一、土壤养分的来源 （一）土壤矿质土粒风化所释放的养分 （二）有机物质分解释放的养分 （三）土壤微生物的固氮作用 共生和非共生的固氮微生物的固氮作用可以给土壤增加化合态氮素。 （四）大气降水 大气中因雷电、工业废气和烟尘等所产生的各种硫或氮的氧化物及氨和氯等气体，还有镁、钾、钙等物质，可随雨雪进入土壤。 （五）施肥 施肥是农田土壤养分的主要来源。,二、土壤养分的种类,营养元素按作物需要量可分以下三类： （一）大量元素 指对一般作物需要量大的元素，约占作物干重的千分之几到百分之几，包括碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、硫(S)、氯(Cl)十种元素。禾本科作物对硅，糖用甜菜对钠需要也较多。 （二）微量元素 对作物需要量微小的元素，约占作物体干重的千分之几到十万分之几，包括硼(B)、锰(Mn)、铜(Cu)、锌(Zn)、钼(Mo)

2、、铁(Fe)、钴(Co)七种元素。 （三）超微量元素 指作物需要量极微小的营养元素，约占作物干重的十万分之几或更少，包括硒(Se)、镍(Ni)、镉(Cd)、氟(F)、碘(I)、钒(V)、汞(Hg)，以及反射性的镭(Ra)、铀(U)等。 以上这些元素都是作物生长发育所必需而且不能相互代替的。其中作物需要较多而土壤中又相对较少的氮、磷、钾，这三种元素常常要靠施肥来补充，被称为作物养分的“三要素”。,三、土壤养分的数量,（一）各类土壤中的氮素含量 土壤中的氮素除了极少量呈无机盐状态存在外，绝大部分呈有机状态存在。土壤有机质含量越多，含氮量也就越高。一般说来土壤全氮量约为土壤有机质的1/101/20。例如有机质为1%时，则全氮量为0.050.1%。当然例外的情况也有，但大致上有这样的相关性。从我国北方主要土壤的全氮量来看，自然土壤表层（020厘米）大致变动在0.0280.695 %之间。其中除某些森林土壤和高山土壤外，以黑土为最高，由黑土向西，以黑钙土 栗钙土、棕钙土 灰钙土的次序依次降低；由北向南，依暗棕壤（和白浆土）至棕壤、褐土及黄棕壤，含量明显降低，见表31。耕种土壤耕层全氮量大约变动在

3、0.040.350 %之间。其中东北黑土地区最高，其次是青藏地区，而以黄淮海和黄土高原为最低。,（二）各类土壤中的磷素含量,我国北方各主要地区土壤耕层的全磷含量，就一般而言，大约变动在0.050.35 %之间。 西藏不同土类的全磷含量差异很大。最高的是黄棕壤；最低的是寒原盐土。总的趋势是森林土壤大于非森林土壤，湿润地区土壤大于干旱地区土壤。耕种土壤以耕种高山草原土为最高；以耕种潮土含量为最低；其排列顺序为：耕种高山草原土红壤黄壤黄棕壤暗棕壤灌淤土棕壤亚高山草甸土褐土灰褐土草甸土风沙土亚高山草原土新积土山地灌丛草原土潮土。 每一地区，不同土壤的变幅都是很大的。这是由于土壤全磷含量受母质、耕作施肥、侵蚀以及成土过程的深刻影响。但是，大体上可以说，从南至北有逐渐增加的趋势，从东到西也有某些提高。西藏与北方地区相反。,（三）各类土壤中钾素含量,我国北方地区主要土类表土层钾素含量，就一般而言，全钾量大约变动在0.522.90 %之间，缓效性钾在40130毫克/100克土，速效性钾在445毫克/100克土之间。 西藏土壤全钾含量大都在0.433.20 %的范围内其中耕种土壤含量较高，达到2.13

4、%，非耕种土壤较低，但仍达到2.07 %，仅比耕种土壤稍低于0.06个百分点。各地区（市）中，拉萨市全钾含量最高，平均达到2.35 %；林芝地区含量最低，平均为2.05 %；山南、昌都、日喀则、那曲、阿里依次为2.06 %、2.14 %、2.09%、2.12 %、2.07 %。 西藏土壤全钾含量比较丰富，以阿里、那曲、昌都地区为最高，含量在150ppm以上耕地面积依次为3.62万亩、10.71万亩、107.17万亩、分别占本区耕地面积的90.5%、79.22%和79.29%；林芝地区次之，占48.06%；日喀则、山南、拉萨三地（市）区所占比重较小，分别为20%、19.6%和14.51%。,（四）各类土壤中微量元素含量,西藏全区耕地土壤微量元素比较丰富，据对六种微量元素的测定，铜和铁都不缺乏，锰、钼、锌、硼有少量耕地缺乏，依次为0.37万亩、0.75万亩、0.58万亩、0.12万亩，分别占耕地面积的0.05%、0.11%、0.09%、0.02%。总的来看，西藏耕地目前基本不需要施微量元素肥料。从全国近几年来各地试验证明，微量元素在有些地区对农作物有明显的增产效果。实践证明，在增施氮、磷、

5、钾肥料的基础上，因地制宜的施用微量元素肥料，也是保证作物增产的重要措施。,四、土壤养分的形态,土壤中所含各种养分根据其对植物的有效程度可分为5种类型： （一）水溶态养分 （二）交换态养分 （三）缓效态养分 （四）难溶态养分 （五）有机态养分,五、土壤胶体吸附离子的有效性,交换性阳离子对植物的有效性如何，在很大程度上取决于它们从胶体上解吸或交换的难易。影响这些进程的主要因素是离子饱和度和陪补离子种类。 （一）交换性离子的饱和度效应 土壤中某一种交换性离子的有效程度不仅与该离子的吸收总量有关，而且与该离子在土壤交换总量中的相对数量关系更大。某离子在土壤交换总量中的相对数量称为该离子的饱和度。其饱和度愈大，被交换而解吸的机会愈多，有效程度愈大。,（二）陪补离子效应,在土壤胶体上同时吸附着几种养分离子时，对其中某一种离子来说，其余的各种离子都是它的陪补离子。例如，土壤胶体同时吸附着K+、Na+、Ca2+、Mg2+等离子，就K+来说，Na+、Ca2+、Mg2+都是它的陪补离子。 在施肥时，可根据补偿离子有效性的大小，施用与土壤胶体吸附力强或弱的离子，去降低或提高另一离子的结合强度，以控制养分离子

6、的有效性。 另外由于不同类型的粘粒矿物所吸附的阳离子的牢固程度不同，对养分的有效性也有影响。如蒙脱石所吸附的阳离子大多位于晶层之间，而高岭石所吸附的阳离子则大多位于晶层的表面，故养分的有效性高岭石高于蒙脱石 。,六、土壤供肥性能,土壤的供肥性能是土壤供应植物速效养分的能力和性质，它直接影响着植物的生长发育，是调节土壤养分和植物营养的主要依据。它主要决定于以下两个方面：土壤中速效养分的数量及持续供应时间。迟效养分转化为速效养分的速率。 土壤的供肥性能与土壤中有机、无机胶体的性质和数量有密切关系。首先，增加有机质对提高土壤中养分的有效性并改善土壤的供肥性能有明显作用。如在有机质分解过程中所产生的CO2，可以促进某些养分，特别是无机磷的释放。其次，由于腐殖质胶体为非晶形构造，而无机体胶体多为结晶状构造，因此二者在供肥性能方面存在有某些差别。,七、土壤养分的消耗与调节,土壤养分的消耗主要是指植物每年从土壤中吸收的养分，土壤中随水下渗淋失的养分以及在转化过程中以气态形式从土壤 逸出的氮，硫等养分。 （一）植物对土壤养分的消耗 （二）随土壤渗漏、地面径流而淋失 （三）气化损失 另外，生物的吸收作用

7、可使速效养分被植物、微生物暂时固定下来。由于化学吸收作用，使速效磷被固定为难以吸收的状态。由于结晶矿物的晶状构造，NH+4及K+可被固定在晶格内。养分的这些固定作用对供应作物的需求也有一定影响。,第二节 土壤水分,土壤孔隙中所保持的水分直接参与或间接地影响着土壤、植物和其它方面的各种变化。土壤水分有固、液、气三态，其中以液态水最为重要。土壤水分是溶有各种无机盐与有机物的水溶液。除了刚施过化肥的土壤含有较多无机盐类的盐土外，土壤溶液的浓度一般都不高，约在200 1000ppm之间。 当降水或灌溉水进入土体时，受到土粒分子引力、毛管力和重力等的作用，水分沿着土壤孔隙浸透、移动并被保持在土壤之中。土壤吸附水分的各种力共同对进入土壤的水分起作用，在一定的含水量范围内，其中某一种或几种力起主导作用，从而决定了土壤水分的移动，以及被植物吸收利用的状况。,一、土壤水分的保持,土壤水存在于土粒表面和土粒间的空隙中，主要是要被土粒对水的吸附力与土壤毛管空隙中的毛管力所保持。 （一）吸附力 吸附力主要指土粒表面分子与水分子之间的吸引力和胶体表面电荷对水的极性引力。 （二）毛管力 土粒间的空隙很细小，可以把

8、它看成细小的近乎圆形的毛细管。毛管力的作用发生在固（土粒构成的毛管壁）、液（土壤液态水）和气（土壤空气）三相交界处。,二、土壤水分的类型,（一）土壤吸湿水 由于干燥的土壤颗粒吸收气态水而保持在土粒表面的水分，成为吸湿水。 （二）土壤膜状水 土壤水分达到最大吸湿量以后，土粒在与液态水接触时，依靠剩余的分子引力，仍可以吸持液态水中的水分子，并在吸湿水的外围形成一层薄薄的水膜，即膜状水。 （三）土壤毛管水 存在于土壤毛管空隙中、由毛管力所保持的水分。 （四）重力水 进入土壤的水量如果超过了土壤颗粒的引力和毛管力的范围，水分就会在重力影响下沿着大空隙（空气空隙）向下移动，这种水称为重力水。,三、土壤水分常数与土壤水分有效性,（一）土壤水分常数 土壤具有保持一定数量水分的能力称为持水性或保水性。土壤所保持的水量即为土壤含水量或蓄水量。如吸湿系数、萎蔫系数、毛管断裂含水量、田间持水量、全蓄水量等。这些数值的大小主要决定于土壤的质地及结构状况。 （二）土壤水分的有效性 在土壤保持的水分中，可以被植物吸收利用的那一部分称为有效水，而另一部分不能被植物吸收利用的称为无效水。,四、土壤水分含量的表示方法,

9、土壤含水量的测定方法主要是烘干法。近年有的采用中子仪、张力计、微波电测、r射线等方法，还有电石法、红外线烘干、酒精灼烧、砂盘烘烤或钢锅炒干等简法。 常用的土壤水分含量表示方法有以下几种： （一）以占土壤重量的百分数表示 即土壤中实际的水量占烘干土重的百分数。这是土壤学中最常用的方法（风干土通常含有吸湿水，在计算土壤分析结果时，应扣除吸湿水含量，以烘干土为基准）。,（二）以占土壤体积的百分数表示,例如：某土壤含水量（重量%）为20.3%，土壤容重为1.2，则土壤含水量（容积%）=20.31.2=24.4 若土壤孔隙度为55%，则空气所占体积为55%-24.4%=30.6%,（三）以田间持水量的百分数表示,土壤相对含水量是以土壤实际含水量（变数）占该土壤田间持水量（常数）的百分数来表示：,一般认为，土壤含水量以占田间持水量的6080%时最适宜作物生长发育。,（四）土壤蓄水量,为了便于比较和计算土壤含水量与降雨量、灌水量和排水量之间的关系，常将土壤含水量换算为水层厚度（）或体积（m3/亩），即以土壤蓄水量（或贮水量）来表示。 水层厚度（）=土层深度（）土壤含水量（容积%） （五）以占全蓄水量的百分数表示 即将土壤水分重量百分数折算成占全蓄水量的百分数，这在水稻田落干晒田等工作中常用。,（六）墒情表示法,我国北方以旱作为主的地区常把旱地土壤的含水状况称为墒情。验墒，就是根据耕作层的土壤湿润程度、颜色、手捏时的特征和感觉等来判断土壤的含水状况。田间验墒工作常在播种前或作物生育期内进行，为耕作、播种、灌溉等农业技术措施提供依据。在验墒时，群众特别注意检查地表干土层的厚度，因为它是土壤旱情的一项重要指标。例如，干土层厚度约为35，而下层土壤墒情较好时适于播种。如干土层已增厚至10以上，则属旱象严重，必须灌溉，否则会影响播种出苗。 据群众经验，华北、西北黄土地区的土壤墒情可分为：黑墒以上、黑墒、黄墒、灰墒、干土等五类；其土壤含水量分别约为23%以上、20%23%、12%20%、8%12%及8%。,五、土水势和土壤水吸力,（一）土水势及其分布 水势是指土壤所具有的自由能。 土水势包括几个分势：由弯月面力和吸附力所引起的基膜势（基质势），由溶

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