植物生长的土壤环境

1、第一章植物生长的土壤环境 固相组成理化性质环境调控理化性质环境调控固相组成 退 出概 述微 生 物有 机 质 土壤是指陆地上能够生长植物的疏松表层，土壤之所以能 生长植物，是因为土壤具有肥力，指土壤供给和协调植物生长发育所需要的水分、养分、空气、热量、扎根条件和无毒害物质的能力。水、肥、气、热是土壤的四大肥力因素，它们之间相互作用，共同决定着土壤肥力的高低。土壤肥力分为自然肥力、人工肥力、有效肥力和潜在肥力。土壤的组成物质是土壤肥力的基础，任何一种土壤都是由固体、液体和气体三相物质组成。固体部分包括矿质土粒、有机质和土壤微生物，一般占土壤总体积的50%。土壤固相是土壤的主体，它是植物扎根立足的

2、场所，它的组成、性质、颗粒大小和配合比率也是土壤性质的产生和变化的基础，直接影响着土壤肥力高低。 矿 物 质一、土壤矿物质一、土壤矿物质退 出土壤：土壤是疏松多孔、含有各种化学元素、通气 透水的物质。它是由固相、液相和气相三相 物质组成的。 固相：矿物质（骨架） ，有机物，微生物。土壤 液相：土壤水分。 气相：土壤空气。土壤矿物质土壤矿物质：存在于地壳中具有一定物理性质、化学成分和内部构造的天然单质或化合物。第一节 土 壤 的 固相组成概 述微 生 物有 机 质矿 物 质矿质粒级土壤质地1.1.矿物的类型矿物的类型 矿物按成因可分为原生矿物和次生矿物矿物按成因可分为原生矿物和次生矿物. . 原

3、生矿物原生矿物 由地壳深处熔融状态的岩浆由地壳深处熔融状态的岩浆冷凝固结而形成的矿物称原生矿物。如石英冷凝固结而形成的矿物称原生矿物。如石英、长石、云母、辉石、角闪石等。、长石、云母、辉石、角闪石等。 次生矿物次生矿物 原生矿物经物理、化学风化原生矿物经物理、化学风化作用，组成和性质发生化学变化，形成的新作用，组成和性质发生化学变化，形成的新矿物称次生矿物。如方解石、矿物称次生矿物。如方解石、中国移动随中国移动随e行无线宽带行无线宽带业务，是中国移动推出的一种高速无线上网业务，在有中国移动业务，是中国移动推出的一种高速无线上网业务，在有中国移动WLAN信号覆盖信号覆盖区域，区域，用户可通过支持

4、用户可通过支持WLAN的笔记本、手机等各类终端，便捷快速地接入互联的笔记本、手机等各类终端，便捷快速地接入互联网，从而进行信息获取、娱乐或移动办公。网，从而进行信息获取、娱乐或移动办公。静态密码登录静态密码登录静态密码登录静态密码登录动态密码登录动态密码登录用户名用户名密码密码验证码验证码忘记密码忘记密码自动登录自动登录自动登录功能介绍自动登录功能介绍高岭石等。高岭石等。 主要成土原生矿物主要成土原生矿物一般为白色透明，含有杂质一般为白色透明，含有杂质时呈其他颜色时呈其他颜色 。石英是最主石英是最主要的造岩矿物，石英在岩石要的造岩矿物，石英在岩石中常呈不透明或半透明晶粒中常呈不透明或半透明晶粒

5、状，烟灰色，油脂光泽。状，烟灰色，油脂光泽。石英的伴生矿物是云母、长石英的伴生矿物是云母、长石。石英硬度大，化学性质石。石英硬度大，化学性质稳定，不易风化，岩石风化稳定，不易风化，岩石风化后，石英形成砂粒，形成的后，石英形成砂粒，形成的母质养分一般贫乏，酸性也母质养分一般贫乏，酸性也较强。较强。 石石 英英正长石正长石 KalSi3O8 晶体短柱状，肉红色、晶体短柱状，肉红色、浅黄色、浅黄红色等，浅黄色、浅黄红色等，玻璃光泽，玻璃光泽，正长石在岩正长石在岩石中呈晶粒，长方形的石中呈晶粒，长方形的小板状，板面具有玻璃小板状，板面具有玻璃光泽。伴生矿物为石英、光泽。伴生矿物为石英、云母等。正长石易

6、风化，云母等。正长石易风化，风化后形成粘土矿物高风化后形成粘土矿物高岭石等，可为土壤提供岭石等，可为土壤提供大量大量K K养分。正长石类养分。正长石类矿物一般含氧化钾矿物一般含氧化钾16.916.9。白云母白云母KHKH2 2AlAl3 3SiSi3 3O O12 12 常见片状、鳞片状。常见片状、鳞片状。白云母无色透明或白云母无色透明或浅色（浅黄、浅绿）浅色（浅黄、浅绿）透明。极完全解理，透明。极完全解理，薄片具有弹性，珍薄片具有弹性，珍珠 光 泽 ， 硬 度珠 光 泽 ， 硬 度2 20 03 30 0。白云母较难风化，白云母较难风化，风化产物为细小的风化产物为细小的鳞片状，强烈风化鳞片状

7、，强烈风化后能形成高岭石等后能形成高岭石等粘土矿物。粘土矿物。黑云母黑云母KHKH2 2（MgMg，FeFe）3 3AlSiAlSi3 3O O1212深深褐色或黑色，其褐色或黑色，其他性质同白云母。他性质同白云母。黑云母主要分布黑云母主要分布在花岗岩、片麻在花岗岩、片麻岩和结晶片岩中，岩和结晶片岩中，伴生矿物是石英、伴生矿物是石英、正长石等。黑云正长石等。黑云母较白云母易于母较白云母易于风化，风化物为风化，风化物为碎片状。碎片状。云母类因化学成分不同而分为白云母和黑云母。云母类因化学成分不同而分为白云母和黑云母。 赤铁矿（Fe2O3）常呈鲕状、肾状，颜色为赤红色，条痕为樱红色；常呈鲕状、肾状

8、，颜色为赤红色，条痕为樱红色；半金属光泽，无解理，无磁性。半金属光泽，无解理，无磁性。土壤次生矿物土壤次生矿物高岭石高岭石2. 土壤矿物质的粒级土壤矿物质的粒级粒级：粒级：石砾，砂粒，粉粒，粘粒。特点：特点：颗粒愈大，透气性愈好，保水保肥力愈差。 国国际际制制中国制（暂拟方案）中国制（暂拟方案）苏苏联联制制粒粒级级名名称称粒粒径径（mm）粒粒级级名名称称粒粒径径（mm）粒粒级级名名称称粒粒径径（mm）简简称称石砾粗砂粒细砂粒粉砂粒粘粒220.20.20.020.20.0020.002石块粗石砾细石砾粗砂砾细砂砾粗粉粒细粉粒粗粘粒粘粒101033110.250.250.050.050.010.0

9、10.0050.0050.0010.001石块石砾粗砂砾中砂粒细砂粒粗粉粒中粉粒细粉粒粗粘粒细粘粒胶粒33110.50.50.250.250.050.050.010.010.0050.0050.0010.0010.00050.00050.00010.00011石砾0.01物理性砂粒0.01物理性粘粒退 出概 述微 生 物有 机 质矿 物 质矿质粒级土壤质地新世纪高职高专教改项目成果教材3. 土壤质地土壤质地退 出类 型肥 力层 次改 良 任何一种土壤，都是由不同粒级的土粒，以不同的比例组合而成。土壤中各粒级的百分含量，称作土壤的机械组成土壤的机械组成。根据土壤不同机械组成所产生的特性对土壤进行

10、类别划分，称作土土壤质地壤质地。因此质地是一类土壤的名称，其名称来源依据于机械组成。概 述微 生 物有 机 质矿 物 质矿质粒级土壤质地新世纪高职高专教改项目成果教材土壤质地类型土壤质地类型质地组质 地名 称颗 粒 组 成 （）砂 粒10.05mm粗 粉 粒0.050.01mm粘 粒0.001mm砂 土粗砂土细砂土面砂土7060705060壤 土砂粉土粉 土20204030粉壤土粘壤土砂粘土202050403030粘 土粉砂土壤粘土粘 土3035354040我国土壤质地分类标准退 出概 述微 生 物有 机 质矿 物 质类 型肥 力层 次改 良矿质粒级土壤质地新世纪高职高专教改项目成果教材质地与

11、土壤肥力质地与土壤肥力 砂土类土壤（热性土）：砂土类土壤（热性土）：含砂量 50% ，营养缺乏，能透性好，保水保肥力差，易升温，易出苗，易脱肥。砂 土粘 土壤 土 砂土类土壤（热性土）：砂土类土壤（热性土）：含砂量 50% ，营养缺乏，能透性好，保水保肥力差，易升温，易出苗，易脱肥。 粘土类土壤（冷性土）：粘土类土壤（冷性土）： 粘粒含量 30% ，养分充 足，能透性差，保水保肥力强，难升温，难出苗，有后劲。 砂土类土壤（热性土）：砂土类土壤（热性土）：含砂量 50% ，营养缺乏，通透性好，保水保肥力差，易升温，易出苗，易脱肥。 粘土类土壤（冷性土）：粘土类土壤（冷性土）： 粘粒含量 30%

12、，养分充 足，通透性差，保水保肥力强，难升温，难出苗，有后劲。 壤土类土壤（二合土）：壤土类土壤（二合土）：砂粘适中，养分充足，土壤孔隙适当，保水保肥力强，土温暖，耕性好，有后劲。退 出概 述微 生 物有 机 质矿 物 质类 型肥 力层 次改 良矿质粒级土壤质地壤 土粘土粘土（三）不同质地土壤的肥力特点总结 砂土类(sand soil)粘土(clay soil)通气透水性强弱保水保肥性弱强土温的变化(热容量大小)快慢所含营养元素数量少(因为石英较多) 多耕作难易程度容易(耕作质量好) 困难(耕作质量差)作物的生长发小苗不发老苗发老苗不发小苗肥力特点新世纪高职高专教改项目成果教材土壤质地的改良土

13、壤质地的改良退 出掺砂掺粘，客土调剂施有机肥，改良土性种树种草，培肥改土概 述微 生 物有 机 质矿 物 质类 型肥 力层 次改 良矿质粒级土壤质地新世纪高职高专教改项目成果教材二、土壤有机质二、土壤有机质退 出 土壤有机质：动植物、微生物残体和有机肥料在土壤微生物作用下形成的各种形态有机成分，主要有新鲜的有机质、半分解有机残余物和腐殖质。 土壤腐殖质是改良土壤、供给植物生长的营养物质，是土壤肥力水平的主要标志之一。 不同种类的土壤有机质的含量不同。 概 述微 生 物有 机 质矿 物 质土壤肥力组成成分转化过程腐 殖 质新世纪高职高专教改项目成果教材1. 土壤有机质的组成成分土壤有机质的组成成

14、分碳水化合物（糖酸醛醇酮）纤维素与半纤维素木质素氮磷化合物树脂、油脂、单宁灰分元素（Ca Mg K Na Si P Fe Al Mn）退 出概 述微 生 物有 机 质矿 物 质土壤肥力组成成分转化过程腐 殖 质新世纪高职高专教改项目成果教材2. 土壤腐殖质土壤腐殖质 加稀碱-（NaOH） 加酸- HCl溶解的暗褐色溶液土土壤壤不溶解的腐殖质-胡敏素沉淀物质胡敏酸 （褐腐酸）黄色溶液富里酸 （黄腐酸）退 出概 述微 生 物有 机 质矿 物 质组成成分腐殖质的性质腐殖质的性质l1腐殖质的电性：含各种基团，这些基团易离解而带电。常带负电l2酸性l3凝聚性与分散性：土壤溶液中分散，电解质参与下凝聚形成

15、良好的团粒结构新世纪高职高专教改项目成果教材3. 土壤有机质的转化土壤有机质的转化土壤有机质矿质化过程土壤有机质腐质化过程CO2、H2O、NH3 NH4NNO3N H2PO4、HPO42SO42 退 出概 述微 生 物有 机 质矿 物 质土壤肥力组成成分转化过程腐 殖 质新世纪高职高专教改项目成果教材4. 土壤有机质与土壤肥力土壤有机质与土壤肥力退 出土壤有机质的作用：土壤有机质的作用：提供植物需要的养分改善土壤理化性质提高土壤保水保肥能力减轻土壤的污染程度刺激植物生长发育 概 述微 生 物有 机 质矿 物 质土壤肥力组成成分转化过程腐 殖 质新世纪高职高专教改项目成果教材三、土壤微生物三、土

16、壤微生物退 出细菌：70%90%。好气菌，厌气菌，兼性厌气 菌。固氮菌，根瘤菌。放线菌：5%20%，碱性土壤。真菌：土壤表层。原生动物：鞭毛虫类，根足虫类，纤毛虫类。藻类：蓝绿藻，硅藻，绿藻。概 述微 生 物有 机 质矿 物 质藻 类细 菌原生动物真 菌新世纪高职高专教改项目成果教材退 出1. 细细 菌菌概 述微 生 物有 机 质矿 物 质藻 类细 菌原生动物真 菌新世纪高职高专教改项目成果教材2. 真真 菌菌退 出概 述微 生 物有 机 质矿 物 质藻 类细 菌原生动物真 菌新世纪高职高专教改项目成果教材3. 原生动物原生动物退 出概 述微 生 物有 机 质矿 物 质藻 类细 菌原生动物真

17、菌新世纪高职高专教改项目成果教材4. 藻藻 类类退 出概 述微 生 物有 机 质矿 物 质藻 类细 菌原生动物真 菌新世纪高职高专教改项目成果教材退 出概 述 土壤中大小不同的矿物质及有机物质颗粒并不是单独存在 的，一般通过多种途径相互结合，形成各种各样的团聚体。土壤颗粒之间不同的结合方式，决定了土壤孔隙的大小、数量及相互间的比例，决定了土壤固、液、气三相的比例。不仅影响到土壤中许多物理、化学及生物学过程，对土壤的水、肥、气、热各种肥力因素影响很大，而且直接决定土壤的耕作性能。此外，粘粒和腐殖质及其二者的结合物都是土壤胶体，这些胶体的带电性和具有的表面能，具有很强的吸附物质能力，从而影响土壤的

18、保肥供肥能力及其它许多性质。植物生长的土壤环境是否适宜，不仅决定于土壤的基本组成，与土壤的基本性质更密切相关。孔 性结 构 性酸 碱 性吸 收 性耕 性 土壤吸收性能：土壤吸收性能：土壤吸收保持离子、分子和化合物的性质。土壤吸收性能又叫保肥性，保肥性能的大小与土壤胶体密切相关。一、土壤吸收性能一、土壤吸收性能及及保肥性保肥性退 出第二节 土壤基本理化性质土壤胶体离子交换吸收性能新世纪高职高专教改项目成果教材1. 土壤胶体土壤胶体 土壤胶体土壤胶体是指土壤中小于1um的土粒和土壤溶液组成的水分散系。一般情况下，把土壤固相颗粒作为分散相，而把土壤溶液和土壤空气看作分散介质，其中分散系中的土粒称为土

19、壤胶粒，它是土壤中最活跃的部分，是土壤各种理化性质的基础。 退 出土壤胶体种 类结 构性 质离子交换吸收性能概 述孔 性结 构 性酸 碱 性吸 收 性耕 性新世纪高职高专教改项目成果教材土壤胶体的种类土壤胶体的种类无机胶体无机胶体：氧化铝类，三氧化物类，层状铝硅 酸盐类。有机胶体有机胶体：腐殖质，蛋白质，多糖。有机无机复合体有机无机复合体：有机胶体与无机胶体结合。土壤胶体离子交换吸收性能退 出种 类结 构性 质概 述孔 性结 构 性酸 碱 性吸 收 性耕 性新世纪高职高专教改项目成果教材土壤胶体：土壤中直径1100nm的颗粒。 1nm=10-9m组成：胶核 决定电位离子层 补偿离子层 土壤胶体

20、离子交换吸收性能退 出土壤胶体的结构土壤胶体的结构种 类结 构性 质概 述孔 性结 构 性酸 碱 性吸 收 性耕 性新世纪高职高专教改项目成果教材巨大的比表面积； 巨大的表面能；带电性； 凝聚和分散性。退 出土壤胶体离子交换吸收性能土壤胶体的性质土壤胶体的性质种 类结 构性 质静电排斥力分子吸引力胶体颗粒分散 胶体颗粒凝聚巨大的比表面积； 巨大的表面能；带电性； 凝聚和分散性。 溶胶：静电排斥力分子吸引力巨大的比表面积； 巨大的表面能；带电性； 凝聚和分散性。 溶胶：静电排斥力分子吸引力 凝胶：静电排斥力分子吸引力-概 述孔 性结 构 性酸 碱 性吸 收 性耕 性2. 土壤的离子交换作用土壤的

21、离子交换作用及及保肥性保肥性退 出阳离子交换吸收 盐基离子：Ca2+ Mg2+ K+ Na+ NH4+ 产酸离子： H+ Al3+盐基离子饱和度：盐基离子占全部吸附离子的百分数。 盐基离子饱和度愈大，被溶液中其它离子代换的机会愈多，盐基离子的有效性愈高。粘粒K+ K+ K+ K+ 2Ca2+粘粒C2+ C2+ 4K+土壤胶体离子交换吸收性能 土壤的酸碱性土壤的酸碱性：土壤固相和土壤液相的性质的综合表现，在土壤溶液中由游离的H+或OH-显示出来。土壤的酸碱反应对土壤物理化学性质，微生物活动及植物生长都有很大的影响，更直接地影响到养分的有效性。 新世纪高职高专教改项目成果教材二、土壤的酸碱性二、土壤的酸碱性概 述孔 性结 构 性酸 碱 性吸 收 性耕 性1. 土壤酸性土壤酸性退 出土壤酸性产生的原因土壤酸性产生的原因： CO2 + H2O- H2CO3 - HCO3- + H+ 有机物分解- 有机酸 生理酸性肥料- 酸性 物质氧化-酸（ S-H2SO4） Al3+ + H2O-H+概 述孔 性结 构 性酸 碱 性吸 收 性耕 性土壤缓冲酸碱调节作物适应土壤碱性土壤酸性土壤肥力新世纪高职高专教改项目成果教材2. 土壤碱性土壤碱性退 出概 述孔 性结 构 性酸 碱 性吸 收 性耕 性土壤碱性反应产生