土壤肥料在农业生产及生态系统重要性

第一节土壤肥料在农业生产及生态系统重要性

第二节土壤和肥料的基本概念

第三节近代土壤肥料科学发展概况绪论土壤、肥料广泛存在于自然中。但人们从不同利用角度、用不同的方法来研究它，就会产生不同的认识。对于生态系统中能量与物质循环的起始点、农业生产链环中的基础环节—种植业来说，只有全面理解土壤肥料在农业生产和生态系统重要性，才能正确认识土壤肥料并掌握其变化规律，使之更好地服务于种植业。第一节土壤肥料在农业生产及生态系统中的地位和作用

一、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

(一)土壤是农业生产的基本资料饲养业种植业绿色植物所必需生活条件:日光、热量、空气、水分和养分，除日光、空气外，大部分来自土壤。此外，土壤还为植物提供了根系伸展的空间和机械支撑作用。动物生产以植物生产资料为食料农业生产农业生产（二）土壤是农业生产链环中物质和能量循环枢纽植物生产动物生产土壤管理农业生产三环节（二）土壤是农业生产链中物质和能量的循环枢纽二、土壤是自然界中具有再生作用的自然资源1我国土壤资源简况土壤是相对不可再生的自然资源,也是不可代替的自然资源。我国土壤资源丰富,国土面积960万km2,但是我国是个多山的国家,各种山地丘陵地面积占全部土地面积的65％,平原区土地仅占35％。

我国人均耕地面积为0.13hm2,不到世界人均耕地的l／3。人均林地面积0.11hm2,占世界人均林地面积的1／9。人均草地面0.28hm2,不到世界人均草地面积的1／2。我国人均土地面积情况据统计，全球土壤退化面积已达1960万km2。全世界每年因土壤侵蚀所损失的土壤养分几乎等于世界商品肥料的生产量，每年土壤流失达750亿t，相当于4000亿美元的损失。在土壤退化总面积中约有7600万hm2受盐碱土的影响，占退化土壤总面积的4％。受各种有毒化合物污染影响的面积2200万hm2,占退化总面积的1.l％。

据统计，我国目前水土流失面积达367万km2，占国土总面积的38.2%。其中水蚀面积已发展至179.4万km2,占国土面积的18.6％，每年流失表土约60亿t。耕地中有667万～800万hm2，已发生次生盐化，有1.0亿hm2草地退化。我国现已有重金属污染耕地2000万hm2，农药污染耕地1300万～1600万hm2，受酸雨危害的耕地达267万hm2。

三、土壤是是农业生态态系统的重重要组成部部分地壳表层的的岩石受到到太阳幅射射热以及大大气圈、水水圈、生物物圈中水、、氧、二氧氧化碳和生生物的共同同作用，逐逐渐风化破破碎，形成成了一个疏疏松的外壳壳，叫做风风化壳。风化壳的表表层生物活活动强烈，，生物（包包括植物、、动物、微微生物）比比较集中，，积累了较较多的有机机质。这个个风化壳的的表层就是是土壤。。从土壤在地地球上的位位置可见，，它在自然然界不是孤孤立存在的的。土壤和岩石石、大气、、水、生物物处在永恒恒的相互作作用中，这这种相互作作用表现在在它们之间间不断地进进行着物质质与能量的的循环和转转化。从上到下可可以分为三三层：第一层是来来自宇宙的的能流（光光、热）和和来自大气气的物质流流（H2O、CO2、O2、N2等），其中中部分为生生物固定，，形成生物物物质，部部分又经生生物呼吸、、蒸发蒸腾腾和吹扬又又进入大气气；第二层是是生物与与土壤间间以及同同大气、、水圈之之间的物物质、能能量的交交换。绿绿色植物物利用光光能与来来自土壤壤的水分分和养分分制造有有机物质质，这些些物质在在土壤中中经微生生物的分分解，部部分归还还大气，，部分进进入岩层层，部分分残留于于土壤中中进行再再循环；；第三层是是土壤与与岩石或或岩石风风化体之之间的物物质与能能量交换换，例如如水分、、热量进进入岩石石圈，促促进岩石石风化，，而岩石石的风化化又为土土壤和生生物提供供了营养养元素。。因此，土土壤圈处处于大气气圈、水水圈、岩岩石圈和和生物圈圈其它圈圈层相互互紧密交交接的的的地带，，构成了了结合无无机界和和有机界界的中心心环节。。四、土壤壤是最珍珍贵的自自然资源源1.土土壤资源源数量有有限性；；2.土土壤资源源质量可可变性；；3.土土壤资源源空间分分布上固固定。五、土壤壤肥料是是农业生生产各项项技术措措施的基基础要实行““科学种种田”，，就必须须在全面面了解土土壤基本性状状，切实实掌握科科学施肥肥的基础础上，才才能充分发挥挥其他各各项农业业栽培技技术措施施的增产产潜力。同时时，土壤壤肥料也也是推行行各项先先进农业业栽培技术措措施实施施的基本本保证。。六、肥料料是农业业优质高高产的保保证在其他条条件一致致的条件件下，施施用肥料料是决定定产量高高低的关关键因子子。此外外，大量量实验表表明，正正确合理理的施肥肥，还能能提高谷谷物中蛋蛋白质质质量分数数；改善善作物的的性状；；充分发发挥良种种的增产产潜力；；维持和和提高土土壤质量量，保证证可永续续利用的的关键措措施之一一，亦是是发展经经济作物物、森林林草原的的物质基基础。第二二节节土土壤壤和和肥肥料料的的基基本本概概念念一、、土土壤壤的的概概念念及及其其基基本本组组成成（一一））土土壤壤的的概概念念人们们从从不不同同的的出出发发点点来来研研究究土土壤壤，，概概括括土土壤壤概概念念的的角角度度不不同同，，产产生生了了不不同同的的土土壤壤概概念念。。地质质学学家家从从岩岩石石风风化化的的地地质质学学观观点点来来认认识识土土壤壤，，认认为为土土壤壤就就是是破破碎碎了了的的陈陈旧旧岩岩石石。。或或认认为为土土壤壤是是坚坚实实地地壳壳最最表表面面的的风风化化层层。。将将土土壤壤仅仅作作为为岩岩石石的的变变态态来来认认识识。。植物物营营养养学学家家认认为为土土壤壤是是植植物物养养料料的的贮贮存存库库。。认认为为土土壤壤是是能能生生长长植植物物的的那那一一部部分分地地壳壳。。或或认认为为土土壤壤仅仅是是陆陆地地植植物物生生长长的的自自然然介介质质。。19世世纪纪70～～80年年代代俄俄罗罗斯斯学学者者，，土土壤壤发发生生学学派派创创始始人人道道库库卡卡耶耶夫夫（（B··B··ДДооккууччааееьь））把把土土壤壤作作为为独独立立的的自自然然体体，，认认为为土土壤壤是是五五大大成成土土因因素素————生生物物、、母母质质、、气气候候、、地地形形和和时时间间综综合合作作用用的的产产物物。。这是是从从土土壤壤发发生生学学观观点点来来认认识识土土壤壤，，在在土土壤壤学学界界得得到到广广泛泛的的认认同同。。近代代美美国国和和西西欧欧对对土土壤壤下下的的定定义义反反映映在在一一些些有有代代表表性性的的著著作作中中如如美美国国学学者者N··C··Brady认认为为：：““含含有有风风化化破破碎碎的的矿矿物物和和腐腐解解的的有有机机质质的的不不同同的的混混合合物物构构成成剖剖面面形形式式的的自自然然体体的的集集合合，，它它在在陆陆地地上上呈呈薄薄层层覆覆盖盖，，并并在在含含有有适适量量空空气气和和水水分分时时能能为为植植物物提提机机械械支支撑撑和和营营养养。。””美国国《《土土壤壤学学名名词词解解释释》》对对土土壤壤的的定定义义是是：：⑴⑴地地球球陆陆地地表表面面，，由由矿矿物物、、有有机机质质和和生生物物所所组组成成的的能能生生长长植植物物的的一一个个动动态态自自然然体体。。⑵⑵占占据据部部分分地地球球表表面面的的一一些些自自然然体体的的集集合合，，它它能能支支撑撑植植物物并并具具有有由由一一定定地地形形、、气气候候和和生生物物，，通通过过不不同同时时间间对对母母质质所所起起的的综综合合作作用用而而发发生生的的性性状状。。全国国科科学学技技术术名名词词审审定定委委员员会会1998年年公公布布的的土土壤壤定定义义为为：：土壤壤是覆覆盖盖于于地地球球陆陆地地表表面面具具有有肥肥力力特特征征的的，，能能生生长长绿绿色色植植物物的的疏疏松松物物质质层层。。将未未将将人人工工开开垦垦的的土土壤壤称称为为自自然然土土壤壤。。经经过过开开垦垦、、耕耕种种以以后后，，其其原原有有性性质质发发生生了了变变化化，，称称为为农农业业土土壤壤或或耕耕作作土土壤壤。。（二））土土壤壤的的组组成成土壤壤由由固固体体、、液液体体和和气气体体三三相相物物质质组组成成。。固体体部部分分包包括括矿矿物物质质土土粒粒和和土土壤壤有有机机质质以以及及生生活活在在土土壤壤中中的的微微生生物物和和动动物物。。固体体部部分分含含有有植植物物需需要要的的各各种种养养分分并并构构成成支支持持植植物物的的骨骨架架。。土壤壤液液体体和和气气体体共共同同存存在在于于土土壤壤孔孔隙隙中中。。土土壤壤液液体体是是土土壤壤水水分分，，因因溶溶解解着着多多种种养养分分物物质质，，实实际际上上是是稀稀薄薄的的土土壤壤溶溶液液。。气气体体是是土土壤壤空空气气。。土壤壤三三相相物物质质的的体体积积比比因因环环境境条条件件的的差差异异有有所所不不同同。。一一般般情情况况下下土土壤壤固固体体占占50％％；；液液体体和和气气体体占占50％％，，气气体体和和液液体体不不稳稳定定，，其其比比例例为为气气体体占占15％％～～35％％。。三、、土土壤壤肥肥力力的的概概念念及及其其发发生生发发展展（一一））土土壤壤肥肥力力的的概概念念土壤壤最最基基本本的的特特性性是是具具有有土土壤壤肥肥力力。。20世世纪纪30年年代代，，苏苏联联土土壤壤学学家家威威廉廉斯斯认认为为：：““土土壤壤肥肥力力就就是是土土壤壤在在植植物物生生活活的的全全部部过过程程中中，，同同时时而而且且不不间间断断地地供供给给植植物物以以最最大大限限度度的的有有效效养养分分及及水水分分的的能能力力””。。沈阳阳《《农农业业土土壤壤学学》》：：土土壤壤肥肥力力是是诸诸因因素素综综合合性性状状的的具具体体表表现现。。南京京土土壤壤所所：：土土壤壤肥肥力力是是土土壤壤为为植植物物生生长长供供应应和和协协调调营营养养条条件件和和环环境境条条件件的的能能力力。。侯光光炯炯先先生生：：土土壤壤肥肥力力就就是是土土壤壤的的体体质质和和生生命命。。我国国目目前前较较公公认认的的土壤壤肥肥力力的概概念念为为：：土壤壤能供供应应与与协协调调植植物物正正常常生生长长发发育育所所需需要要的的养养分分和和水水、、空空气气、、热热的的能能力力。。土壤壤肥肥力力可可分分为为自自然然肥肥力力和和人人为为肥肥力力。。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的的肥肥力力,如如森森林林土土壤壤、、草草原原土土壤壤等等,自自然然肥肥力力的的高高低低决决定定于于成成土土过过程程中中诸诸成成土土因因素素的的相相互互作作用用,特特别别是是生生物物的的作作用用。。（二二））土土壤壤肥肥力力的的发发生生发发展展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。。人人为为肥肥力力的的高高低低，，受受多多种种因因素素的的影影响响。。耕作土壤壤、果园园土壤等等已开发发的土壤壤既有自自然肥力力又有人人为肥力力，两者者的关系系是自然然肥力为为基础，，人为肥肥力为主主导。社社会科学学技术水水平的高高低，直直接影响响土壤肥肥力的高高低。3.经经济肥力力由由于于受环境境条件和和管理水水平的限限制，土土壤肥力力往往只只有部分分表现出出来，这这部分肥肥力称为为“有效效肥力””，又称称“经济济肥力””，即在在一定农农业技术术措施下下反映土土壤生产产能力的的那部分分肥力，，亦称自自然肥力力与人为为肥力的的总和。。4.潜潜在肥力力另另一一部分肥肥力则没没有直接接表现出出来称““潜在肥肥力”，，指受环环境条件件和科技技水平限限制不能能被植物物利用，，但在一一定生产产条件下下可转化化为有效效肥力的的那部分分肥力。。土壤肥力力与生产产力的关关系:这是两个个范畴的的概念,但又有有一定的的内在联联系.土土壤生产产力是由由土壤本本身的肥肥力属性性和发挥挥肥力作作用的外外部条件件(包括括自然环环境条件件、人为为因素和和社会因因素影响响）所共共同决定定的，肥肥力高低低是土壤壤生产力力的基础础而不是是其全部部。土壤壤生产力力的高低低反映了了土壤肥肥力直接接转化为为社会经经济效果果的水平平，它除除了受土土壤本身身的影响响外，还还受制于于随科学学及社会会生产力力发展而而进步的的技术以以及社会会经济关关系的影影响。三、肥料料的概念念、来源源、分类类及基本本特性凡能直接接供给植植物生长长发育所所必需养养分、改改善土壤壤性状以以提高植植物产量量和品质质的物质质，统称称肥料。分有机肥料料：农村中中就地取取材，利利用各种种农业废废弃物就就地积制制而成的的自然肥肥料的总总称。无机肥料料：多由工工厂经过过化学工工业加工工而成的含有有高量营营养元素素的无机机化合物物。第三节近近代土土壤肥料料科学发发展概况况一、我国近代代土壤肥肥料科学学发展概概况（一）新新中国成成立以前前（1949年年以前））（二）新新中国成成立以后后（1949年年以后））二、世界界近代土土壤肥料料科学发发展概况况（一）农业化学学派：以德国国农业化化学家李李比希为为代表。。建立了了植物矿物质营营养学说说，为发展展化学工工业，施施用化学学肥料开开辟了道道路。但但是农业业化学派派没有正正确地阐阐述肥力力的本质质及其变变化规律律，认为为土壤仅仅仅是一一个单纯纯的养分分贮存库库，矿质质养分的的多少是是肥力的的唯一因因素，只只有施用用矿质肥肥料把植植物吸收收的矿质质养分归归还土壤壤，就能能保持土土壤肥力力，这就就是“养分归还还学说”。忽视视了生物物因素对对于提高高土壤肥肥力的积积极作用用。（二）农业地质质学派：以德国地地质学家家法鲁为为代表，，运用地地质学的的观点研研究土壤壤，认为为土壤是是单纯的的矿物岩岩石风化化的碎屑屑，岩石石矿物的的风化过过程和地地质淋镕镕过程，，就是土土壤形成成的本质质。农业