植物生长与土壤课件

第五章

植物生长与土壤第五章

植物生长与土壤1概述土壤是指地球陆地上具有肥力特征，能够生长绿色植物的疏松表层。土壤肥力是指土壤供应和协调植物的生长所需的养分、水分、空气和热量等生活因素的能力。因此我们把水、肥、气、热—称为四大肥力因素。概述土壤2土壤肥力根据土壤肥力的来源，土壤肥力分为自然肥力和人为肥力。自然肥力是指土壤在自然因素综合作用下发生和发展起来的肥力。人为肥力是自然土壤经过开垦耕种以后，在人类生产活动影响下创造出来的肥力。根据土壤肥力的经济效果，土壤肥力分为有效肥力和潜在肥力。有效肥力是指在农业生产（当季生产）中能表现出来，产生经济效果的那部分肥力。潜在肥力是指暂时不能被植物吸收利用，在当季生产中没有直接反映出来的那部分肥力。土壤肥力根据土壤肥力的来源，土壤肥力分为自然肥力和人为肥力。3第一节土壤的固相组成第二节土壤的基本物理性质第三节土壤的基本化学性质第四节农田土壤生态与保护

第五章植物生长与土壤环境第一节土壤的固相组成第五章植物生长与土壤环境4第一节土壤的固相组成一、土壤矿物质二、土壤有机质三、土壤微生物第一节土壤的固相组成5土壤组成矿物质占38％以上有机质仅12％以下矿物质—占固体重量的95%以上有机质—占固体重量的5%以下体积比重量比被土壤溶液、土壤空气充满固相液相气相孔隙占50%左右土壤组成矿物质占38％以上矿物质—占固体重量的95%以上体积6一、土壤矿物质

土壤矿物质是岩石矿物风化形成的矿物颗粒的统称。包括原生矿物和次生矿物。

土壤矿物质的化学组成：氧、硅、铝、铁、钙、镁、钠、钾、钛、磷等10种元素占土壤矿物质总重的99%以上。以氧、硅、铝、铁为最多，称之为土壤的骨干部分。一、土壤矿物质土壤矿物质是岩石矿物风化形成的矿物颗粒的统称7（一）土壤粒级粒级：按照土粒直径(粒径)的大小及其性质分成的若干个等级。土粒一般分为石砾、砂粒、粉粒、黏粒四个基本粒级。常用的分级标准有：国际制、卡庆斯基制和中国制。特点：颗粒愈大，透气性愈好，保水保肥力愈差。（一）土壤粒级粒级：按照土粒直径(粒径)的大小及其性8土壤粒级分类标准表5-1常用粒级分类标准土壤粒级分类标准表5-1常用粒级分类标准9（二）土壤质地土壤质地是指各粒级土粒占土壤重量的百分数，也叫土壤的机械组成。质地分类标准：国际制、卡庆斯基制、中国制

（二）土壤质地土壤质地是指各粒级土粒占土壤重量的百分数，也叫101.我国土壤质地分类标准质地类别质地名称颗粒组成（％）砂粒1~0.05mm粗粉粒0.05~0.01mm粘粒＜0.001mm砂土粗砂土细砂土面砂土＞7060~7050~60――――壤土砂粉土粉土＞20＜20＞40＜30粉壤土粘壤土砂粘土＞20＜20＞50＜40――＞30＞30粘土粉砂土壤粘土粘土――――――――30~3535~40401.我国土壤质地分类标准质地类别质地颗粒组112.土壤质地与肥力的关系砂粒大于50%；养分少。通气透水，不保水肥；温度变化快，暖性土；耕性好，发小苗不发老苗砂土类土壤黏土类土壤

粘粒含量≥30%，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

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。本节要点2.土壤质地与肥力的关系砂粒大于50%；养分少。砂土类土壤黏123.土壤质地的改良（1）增施有机肥料。（2）掺砂掺粘、客土调剂。（3）翻淤压砂、翻砂压淤。（4）引洪放淤、引洪漫沙。（5）种树种草。培肥土壤。本节要点3.土壤质地的改良（1）增施有机肥料。本节要点13二、土壤有机质土壤有机质泛指土壤中来源于生命的物质。耕层土壤有机质含量通常在1%～6%。二、土壤有机质土壤有机质泛指土壤中来源于生命的物质。14（一）土壤有机质的来源及形态来源农业土壤有机质的重要来源是每年施用的有机肥料和每年作物的残茬和根系以及根系分泌物。形态新鲜有机质——土壤中未分解的动、植物残体。半分解的有机质——有机质已被微生物分解，多呈分散的暗黑色小块。腐殖质——有机残体在土壤腐殖质化的过程中形成的一类褐色或暗褐色的高分子有机化合物。（一）土壤有机质的来源及形态来源15（二）土壤有机质的转化过程1、有机质的矿化过程

有机质在微生物作用下，分解为简单无机化合物的过程，其最终产物为CO2、H2O等。

2、土壤有机质的腐殖化过程是形成土壤腐殖质的过程。一般分两个阶段。第一阶段是在有机残体分解中形成腐殖质分子的基本成分.如多元酚、含氮有机化合物(如氨基酸)等；第二阶段是在各种微生物群(细菌、霉菌、链霉菌等)分泌的酚氧化酶作用下，把多元酚氧化成醌

3、

影响土壤有机质转化的因素①有机质的碳氮比②土壤水、热状况③土壤通气状况④土壤酸碱性（二）土壤有机质的转化过程1、有机质的矿化过程16有机质的分解与合成示意图有机质的分解与合成示意图17（三）腐殖质的组成和性质1.腐殖质的组成（三）腐殖质的组成和性质1.腐殖质的组成182.腐殖质的性质腐殖质不是一种纯的化合物，而是代表一类有着特殊化学和生物本性的，构造复杂的高分子有机化合物。腐殖质的元素成分，主要是C、H、O、N、P、S、Ca等。腐殖质是一种黑色或棕色的有机胶体。以芳香族核为主体，附以各种功能团。腐殖质带有电荷，并且是两性胶体，在通常情况下，它所带的电荷是负的。腐殖质的凝聚作用，可促进土粒胶结起来形成水稳性的团粒结构。2.腐殖质的性质腐殖质不是一种纯的化合物，而是代表一类有着特19（四）土壤有机质对土壤肥力的作用

1.土壤养分的主要来源2.改善土壤物理性质3.提高土壤的保肥性和缓冲性

4.促进作物生长发育5.有助于消除土壤的污染

本节要点（四）土壤有机质对土壤肥力的作用1.土壤养分的主要来源本20三、土壤微生物土壤微生物是土壤中最原始的活有机体。其作用是：分解有机质，合成腐殖质，转化土壤中难溶性的矿质养分及固氮。三、土壤微生物土壤微生物21三、土壤微生物细菌：占70%~90%。好气菌，厌气菌，兼性厌气菌。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。本节要点三、土壤微生物细菌：占70%~90%。好气菌，厌气菌，兼性厌22第二节土壤的基本物理性质一、土壤孔性二、土壤结构性三、土壤耕性四、土壤水分五、土壤空气六、土壤热特性第二节土壤的基本物理性质一、土壤孔性23一、土壤孔性土壤孔性：是指能够反映土壤孔隙总容积的大小，孔隙的搭配及孔隙在各土层中的分布状况等的综合特性。土壤孔性包括孔隙度（孔隙数量）和孔隙类型（孔隙的大小及其比例）。前者决定着土壤气、液两相的总量，后者决定着气、液两相的比例。一、土壤孔性土壤孔性：24（一）土壤孔隙度

孔隙度：单位容积土壤中孔隙容积占整个土体容积的百分数。容重：单位容积土壤（包括孔隙在内的原状土）的干重。密度（比重）：单位容积固体土粒（不包括粒间孔隙）的质量。孔隙比：土壤中孔隙容积与土粒容积的比值，结构良好的耕层土壤的孔隙比应≥1。

（一）土壤孔隙度孔隙度：单位容积土壤中孔隙容积占整个土体25（二）土壤孔隙类型

非活性孔隙：土壤中最细微的孔隙，当量孔径一般小于0.002mm，土壤水吸力＞1.5×105Pa。保持在这种孔隙中的水分不能被植物吸收利用。属于无效孔。毛管孔隙：当量孔径约为0.02～0.002mm，土壤水吸力约1.5×104Pa～1.5×105Pa，具有毛管作用。水分可借助毛管弯月面力保持贮存在该类孔隙中，可被植物吸收利用。

通气孔隙：孔径>0.02mm，土壤水吸力<1.5×104Pa。孔隙中的水分主要受重力支配而排出，成为空气的通道。（二）土壤孔隙类型非活性孔隙：26（三）影响土壤孔性的因素1、土壤质地：黏土的总孔隙度大，但孔径小而均一。砂土总孔隙度小，孔隙以大孔隙居多。壤土孔隙度居中，孔径大小比例适当。2、土壤结构：具有团粒结构的土壤，多土壤疏松，孔隙状况好。含有其它结构体的土壤颗粒排列紧实，土壤总孔隙度相应降低，而无效孔隙度增加。3、有机物质：由于有机物质本身疏松多孔，又能促进土壤结构的形成，所以富含有机物质的土壤孔度较高。4、自然和耕作因素：降雨、施肥、灌溉及耕作等外界条件对土壤孔性也有影响。（三）影响土壤孔性的因素1、土壤质地：27（四）土壤孔隙状况的影响土壤孔隙影响土壤保水通气。土壤孔隙影响养分有效性和保肥供肥性能。理想土壤孔隙状况：30cm耕层，“上松下紧”。上部疏松：有利于通气、透水和种子发芽、出土；下部紧实：有利于保水和根系深扎。上部土壤（0~15cm）—总孔隙度为50%~60%，通气孔隙度15%~20%。下部土壤（15~30cm）—总孔隙度为50%，通气孔隙度10%。本节要点（四）土壤孔隙状况的影响土壤孔隙影响土壤保水通气。本节要点28二、土壤结构性土壤结构性——土壤中结构体的形状、大小及其排列情况。常见的结构类型块状结构核状结构柱状结构片状结构团粒结构二、土壤结构性土壤结构性——29（一）常见的结构类型块状结构体——结构体属于立方体型，其长、宽、高三轴大体近似，边面棱不甚明显，块状结构在土壤质地比较粘重、缺乏有机质的土壤中容易形成，特别是土壤过湿或过干耕作时最易形成。核状结构体——结构体长、宽、高三轴大体近似，边面棱角明显，比块状结构体小，核状结构体一般多为石灰或铁质作为胶结剂，在结构面上有胶膜出现，故常具水稳性，这类结构体在粘重而缺乏有机质的表下层土壤中较多。

（一）常见的结构类型块状结构体——结构体属于立方体型，其长、30（一）常见的结构类型柱状结构体——结构体呈立柱状，棱角明显有定形者称为棱柱状结构体，棱角不明显无定形者称为拟柱状结构体，其柱状横截面大小不等。柱状结构体常出现于半干旱地带的表下层，以碱土、碱化土表下层或粘重土壤心土层中最为典型。片状结构体——结构体呈扁平状，其厚度可<1cm，也可>5cm。这种结构体往往由于流水沉积作用或某些机械压力所造成，常出现于森林土壤的灰化层、碱化土壤的表层和耕地土壤的犁底层。此外，在雨后或灌溉后所形成的地表结壳或板结层，也属于片状结构体。

（一）常见的结构类型柱状结构体——结构体呈立柱状，棱角明显31（一）常见的结构类型团粒结构体——通常指土壤中近乎球状的小团聚体，其直径约为0.25-10mm，具有水稳定性，对土壤肥力诸因素具有良好作用，农林业生产中最理想的团粒粒径为2-3mm。粒径<0.25mm者称为微团粒，是形成团粒的基础。团粒结构体一般存在于腐殖质较多、植物生长茂盛的表土层中。团粒结构是经过多级复合团聚而成，总孔隙度较高，团粒内部主要是毛管孔隙，团粒之间主要是空气孔隙，大小孔隙并存，搭配得当。

本节要点（一）常见的结构类型团粒结构体——通常指土壤中近乎球状的小团32（二）土壤团粒结构形成（1）形成过程：单粒初级复粒或小土团初生胶粒粘接结构体（2）形成条件：胶结物质；外力作用

胶结物质——有机胶体--腐殖质多糖粘液无机胶体--粘粒铁铝的氢氧化物等钙及其它阳离子--凝聚负电颗粒

外力作用——胶体凝聚作用干湿交替与冻融交替生物作用（二）土壤团粒结构形成（1）形成过程：33（三）团粒结构与土壤肥力的关系

协调土壤水、气矛盾协调土壤有机养分消耗与积累矛盾能稳定土壤温度，使温度状况适宜改良土壤耕性，有利于根系伸展

团粒结构是改进土壤固、液、气三相比的一个重要因素。有团粒结构的土壤中，水、肥、气热比较相互协调，被称为土壤肥力调节器。（三）团粒结构与土壤肥力的关系协调土壤水、气矛盾34创造良好的土壤团粒结构的措施

精耕细作，增施有机肥料合理的轮作倒茬合理灌溉，适时耕耘施用石灰及石膏土壤结构改良剂的应用本节要点创造良好的土壤团粒结构的措施精耕细作，增施有机肥料本35三、土壤耕性及改良土壤耕性：是指土壤在耕作过程中，所表现出来的特性。土壤耕性的内容：耕作难易程度耕作质量宜耕期长短三、土壤耕性及改良土壤耕性：是指土壤在耕作过程中，所表现出来36（一）土壤耕性耕作的难易程度土壤在耕作时受阻力的大小。它决定耕作效率和耕作成本的大小。耕作质量耕后土壤所表现的状况及对作物生长的反映。宜耕期长短最适宜耕作时间的长短，即是指不同水量最适宜耕作的时间。

因此，土壤耕性实际上是肥力的综合指标，也是人类调节土壤与作物供求之间矛盾的主要根据。（一）土壤耕性耕作的难易程度37（二）土壤的物理机械性1.土壤粘结性——土粒与土粒之间由于分子引力而相互粘结在一起的性质。是土壤有耕作时产生阻力的主要原因之一。2.土壤粘着性——土壤在一定含水量的情况下，土粒粘着外物表面的性能。

3.可塑性——土壤在一定含水量范围内，可被外力任意改变成各种形状，当外力解除和土壤干燥后，仍能保持其变形的性能。土壤在塑性范围内不宜进行耕作，因为不仅阻力大，而且耕后易形成坷垃，不易耙耢破碎，达不到松土的目的。

（二）土壤的物理机械性1.土壤粘结性——土粒与土粒之间由于分38（三）土壤耕性的改良

增施有机肥：形成良好的团粒结构，降低粘质土壤的粘结性、粘着性和可塑性。

改良土壤质地：客土掺砂或掺粘，翻砂压粘或翻粘压砂。

合理灌排，适时耕作：合理灌排水，控制在土壤下限含水量以下，避免土壤可塑性与粘重性出现。本节要点（三）土壤耕性的改良增施有机肥：本节要点39四、土壤水分土壤水分是土壤的重要组成物质，也是土壤肥力诸因素中最重要、最活跃的因素。

土壤水实质上是极稀的土壤溶液。它除了供作物直接吸收外，还影响着土壤的其它肥力性状。如矿质养分的溶解、土壤有机质的分解与合成、土壤的氧化还原状况、土壤热特性、土壤的物理机械性与耕性等。四、土壤水分土壤水分是土壤的重要组成物质，也是土壤肥力诸因素40（一）土壤水分的保持

土壤水分保持受到三种引力的作用：土粒表面分子和水分子之间的吸附力。土体的毛管力。重力。毛管力是指毛管内水汽界面产生的弯月面力。它完全具备液态水的性质，可以自由移动，是土壤水中最为活跃的部分，对农业生产极为重要。（一）土壤水分的保持土壤水分保持受到三种引力的作用：41（二）土壤水分的类型和性质（1）吸湿水：固相土粒及其表面的分子引力和静电引力从大气和土壤空气中吸附气态水。是一种无效水。（2）膜状水：吸湿水达到最大后，土粒剩余引力吸附液态水。膜状水的外层部分对作物的有效性高。（3）毛管水：靠毛管力保持在土壤孔隙中的水分称为毛管水。它既能保持在土壤中具有溶解养分的能力，又可被作物吸收利用，属于有效水。（4）重力水在重力作用下沿大孔隙向下渗漏成为多余的水。

（二）土壤水分的类型和性质（1）吸湿水：42（二）土壤水分的类型和性质凋萎系数土壤水分的有效性（二）土壤水分的类型和性质凋萎系数土壤水分的有效性43（三）土壤水分含量的表示方法1土壤质量含水量是指一定质量土壤中保持的水分重量占1千克干土重的分数。2土壤容积含水量是指土壤水分容积与土壤容积之比。3土壤相对含水量4水层厚度（三）土壤水分含量的表示方法1土壤质量含水量是指一定质量土44（四）土壤水分的作用及调节1.土壤水分对作物生长对作用（1）水分是作物的重要组成部分。（2）土壤水分是影响作物出苗率的重要因素。2.土壤水分对作物吸收养分的影响土壤水分状况直接影响作物对养分的吸收。影响土壤中有机养分的分解矿化；施入土壤中的化学肥料的溶解；养分离子向根系表面迁移；以及作物根系对养分的吸收。3.土壤水分的调节（1）发展节水灌溉（2）控制地表径流，增加土壤水分入渗。（3）加强栽培措施，减少土壤水分蒸发。（4）提高土壤水分有效性本节要点（四）土壤水分的作用及调节1.土壤水分对作物生长对作用本节要45五、土壤空气（一）土壤空气的组成土壤空气与近地表大气不断的进行着交换，其组成与大气相似，但在各组成分的含量上存在差异。气体O2CO2N2水汽还原性气体土壤空气18.00～20.030.15～0.6578.8～80.24饱和有时含CH4、H2S、H2等大气20.990.0378.05多数不饱和无五、土壤空气（一）土壤空气的组成气体O2CO2N2水汽46（二）土壤空气组成的特点1土壤空气中的CO2含量比大气高十至数百倍。2土壤空气中氧的含量低。3土壤空气中的相对湿度比大气高4土壤空气中有时含有还原性气体在通气不良时土壤常会产生CH4、H2S、H2等还原性气体。5土壤空气数量和组成经常处于变化之中.（二）土壤空气组成的特点1土壤空气中的CO2含量比大气高十47（三）土壤通气性1土壤通气性产生的机制（1）土壤空气扩散（2）土壤空气整体交换2.土壤通气性的影响（1）影响种子的萌发（2）影响作物根系的生长。（3）影响根系吸收水肥的功能（4）影响土壤微生物的活动和养分状况3.土壤通气性的调节建立合理的排灌系统；适当深耕；适时中耕松土；改良质地；施用秸秆、土杂粪等本节要点（三）土壤通气性1土壤通气性产生的机制本节要点48六、土壤热特性（一）土壤热量来源（1）太阳辐射能（2）生物热（3）地热（二）土壤热量平衡W=S-W1-W2-W3W为用于土壤增温的热量

S为土壤表面获得的太阳辐射能

W1为地表辐射所损失的热量

W2为土壤水分蒸发所消耗的热量

W3为其它方面消耗的热量六、土壤热特性（一）土壤热量来源49（三）土壤的热特性1土壤热容量：指单位容积或单位质量的土壤在温度升高或降低1℃时所吸收或放出的热量。

2土壤导热率：指单位温度梯度下，单位时间通过单位面积土壤传导的热量。

3土壤导温率：是指单位时间流入（流出）单位容积土壤的一定热量，导致土壤温度的变化。直接决定土壤中温度传播的速度。K=λ/Cv式中：K为土壤导温率；λ为导热率；

Cv为土壤容积热容量。土壤导温率与导热率呈正相关，与热容量呈负相关。

（三）土壤的热特性1土壤热容量：指单位容积或单位质量的土50土壤组成与土壤的热特性土壤组成

成分容积热容量J/cm3•℃重量热容量J/g•℃导热率J/cm•s•℃导温率cm2/s土壤空气0.00131.000.00021～0.000250.1615～0.1923土壤水分4.1874.1870.0054～0.00590.0013～0.0014矿质土粒1.9300.7120.0167～0.02090.0087～0.0108土壤有机质2.5121.9300.0084～0.01260.0033～0.0050土壤组成与土壤的热特性土壤组成

成分容积热容量重量热容51（四）土壤温度与作物生长1土壤温度与种子萌发2土壤温度与作物根系生长3土壤温度与作物营养生长和生殖生长4土壤温度影响养分转化与吸收此外，土壤有机质的转化、养分的释放以及土壤中水、气的运动等也都受到土壤温度的影响。本节要点（四）土壤温度与作物生长1土壤温度与种子萌发本节要点52第三节土壤的基本化学性质一、土壤胶体二、土壤的吸附作用三、土壤酸碱性四、土壤氧化还原反应第三节土壤的基本化学性质一、土壤胶体53（一）土壤胶体的种类土壤胶体是指颗粒直径在1~100nm范围内的带电的土壤颗粒与土壤水组成的分散系。土壤胶体的种类：无机胶体：包括含水氧化铁、含水氧化铝、含水氧化硅等及层状铝硅酸盐类（即粘土矿物）。有机胶体：包括各种腐殖质，还有少量的木素、蛋白质、纤维素等。有机无机复合体：土壤中矿质胶体和有机胶体很少单独存在，大多互相结合成为有机无机复合胶体。（一）土壤胶体的种类土壤胶体54（二）土壤胶体的结构1.微粒核（胶核）：它是胶体的核心和基本物质。2．双电层：微粒核表面的一层分子，通常解离成离子，形成符号相反而电量相等的两层电荷，所以称之为双电层。双电层由决定电位离子层和补偿离子层组成。胶体微粒的构造图示（二）土壤胶体的结构1.微粒核（胶核）：它是胶体的核心和基本55（三）土壤胶体的特性1、土壤胶体具有巨大的比表面和表面能胶体数量愈多，比表面愈大，表面能也愈大，吸附能力也就愈强。2、土壤胶体电荷土壤胶体一般带负电。分永久电荷和可变电荷两种。永久电荷：由于粘土矿物晶层内的同晶置换所产生的电荷。可变电荷：电荷的数量和性质随介质pH而改变的电荷。PH升高，带负电荷增多。

3、土壤胶体的分散性和凝聚性：土壤中胶体处于凝胶状态，可以形成水稳性团粒，对土壤理化性质有良好的作用。本节要点（三）土壤胶体的特性1、土壤胶体具有巨大的比表面和表面能56二、土壤的吸附性能土壤吸收性能是指土壤能吸收和保持土壤溶液中的分子和离子及悬液中的悬浮颗粒、气体以及微生物的能力。二、土壤的吸附性能土壤吸收性能57（一）土壤吸收性能的类型机械吸收——对固体物质的机械阻留作用物理吸收——对分子态的保持作用五种类型

化学吸收——易溶性盐转变为难溶性盐物理化学吸收——对可溶性物质中离子态养分的保持能力生物吸收——根系、微生物的吸收以上五种吸收类型不是孤立的，而是相互联系、相互影响的，都具有重要的意义。（一）土壤吸收性能的类型机械吸收—58（二）土壤离子交换作用

土壤离子交换作用土壤中带电胶体所吸附的阳（阴）离子与溶液中的阳（阴）离子进行交换，分别称为土壤阳离子交换作用和阴离子交换作用。当土壤溶液中离子吸附在胶体上时，表示离子养分的暂时保蓄，即保肥过程；当胶体上的阳离子解离至土壤溶液中时，表示养分的释放，即供肥过程。（二）土壤离子交换作用土壤离子交换作用591、土壤阳离子交换作用①阳离子交换作用特点：a、可逆反应；b、反应迅速；c、等量交换②阳离子交换能力：其大小的顺序为：Fe3+>Al3+>H+>Ca2+>Mg2+>NH4+>K+>Na+③影响阳离子交换能力的因素：a.离子电荷数量；b.离子的半径及水化程度；c.离子浓度

④土壤的阳离子交换量（CEC）反映了土壤的保肥性、供肥性能和缓冲能力。1、土壤阳离子交换作用①阳离子交换作用特点：601、土壤阳离子交换作用⑤土壤的盐基饱和度（与土壤酸碱度有关）盐基饱和度=[交换性盐基总量/阳离子交换量]×100%土壤肥力角度来看，以盐基饱和度70%～90%的土壤较好。

⑥影响阳离子有效度的因素：交换性阳离子的饱和度陪补离子效应：阳离子的非交换性吸附1、土壤阳离子交换作用⑤土壤的盐基饱和度（与土壤酸碱度有关）612．土壤阴离子交换作用：①阴离子吸附类型易于被土壤吸附的阴离子很少或根本不被吸附的阴离子介于上述两者之间的阴离子②影响土壤对阴离子吸收的因素阴离子的价数：胶体组成成分土壤pH值本节要点2．土壤阴离子交换作用：①阴离子吸附类型本节要点62三、土壤酸碱性土壤酸碱性是指土壤溶液的反应。它反映土壤溶液中H+浓度和OH-浓度的比例，同时也决定于土壤胶体上致酸离子（H+或Al3+）或碱性离子（Na+）的数量及土壤中酸性盐和碱性盐类的数量。土壤酸碱性是土壤重要的化学性质，是成土条件、理化性质、肥力特征的综合反应，也是评价土壤肥力的重要指标。

三、土壤酸碱性土壤酸碱性是指土壤溶液的反应。63（一）土壤酸性

土壤酸性的来源

胶体上吸附的H+或Al3+、CO2溶于水所形成的碳酸有机质分解产生的有机酸、氧化作用产生少量无机酸施肥加入的酸性物质、酸雨等。

土壤酸度的类型

1活性酸：2.潜在酸（1）交换性酸度（2）水解性酸度

（一）土壤酸性土壤酸性的来源64（二）土壤碱性土壤的碱性主要来源土壤中交换性钠的水解所产生的OH-弱酸强碱盐类（如Na2CO3、NaHCO3）的水解。土壤碱化度是指交换性钠离子占阳离子交换量的百分率。

当土壤碱化度为15%～20%时称之为碱化土，若碱化度大于20%时称为碱性土。（二）土壤碱性土壤的碱性主要来源65（三）土壤缓冲性土壤缓冲作用的机制土壤胶粒上的交换性阳离子土壤溶液中的弱酸及其盐类的存在土壤中两性物质的存在酸性土壤中铝离子起着缓冲碱的作用土壤缓冲作用的重要性缓冲性提供了适宜的植物生活环境缓冲性和酸碱度改良影响土壤缓冲性的因素：粘粒矿物类型粘粒的含量有机质含量（三）土壤缓冲性土壤缓冲作用的机制66（四）酸碱性对植物和养分的影响土壤酸碱性对植物的影响不同的栽培作物适应不同的pH范围。大多数作物，以pH=6.0～7.5的近中性的土壤为宜

本节要点大田作物园艺植物林业植物名称pH名称pH名称pH水稻6.0～7.0豌豆6.0～8.0槐6.0～7.0小麦6.0～7.0甘蓝6.0～7.0松5.0～6.0大麦6.0～7.0胡萝卜5.3～6.0洋槐6.0～8.0大豆6.0～7.0番茄6.0～7.0白杨6.0～8.0玉米6.0～7.0西瓜6.0～7.0栎6.0～8.0棉花6.0～8.0南瓜6.0～8.0柽柳6.0～8.0（四）酸碱性对植物和养分的影响土壤酸碱性对植物的影响本节要67土壤酸碱性对土壤肥力的影响影响土壤养分的转化和供应影响粘粒矿物的形成影响土壤理化性质

土壤pH与微生物活性

及养分有效度的关系土壤酸碱性对土壤肥力的影响影响土壤养分的转化和供应土壤pH68四、土壤氧化还原反应（一）氧化还原体系（二）氧化还原电位（三）影响氧化还原状况的因素（四）氧化还原状况的调节四、土壤氧化还原反应（一）氧化还原体系69（一）氧化还原体系（一）氧化还原体系70（二）氧化还原电位氧化还原电位是衡量土壤氧化还原强度指标，它可以被理解为物质（原子、离子、分子）提供或接受电子的趋向或能力。物质接受电子的强烈趋势意味着高氧化还原电位，而提供电子的强烈趋势则意味着低氧化还原电位。（二）氧化还原电位氧化还原电位71（三）影响土壤氧化还原的因素1.土壤通气状况2.微生物活动3.土壤中易分解有机质的含量4.土壤pH值5.植物根的代谢作用（三）影响土壤氧化还原的因素1.土壤通气状况72（四）土壤氧化还原状况的调节1.排水与灌溉2.施用有机肥和氧化物3.其它调节措施质地改良结构改良中耕松土深耕晒垡本节要点（四）土壤氧化还原状况的调节1.排水与灌溉本节要点73第四节农田土壤生态与保护一、土壤培肥（一）高产稳产田的指标（二）土壤培肥的基本措施（三）中低产田改良二、土壤污染与治理（一）土壤背景值（二）土壤污染源（三）土壤污染的防治第四节农田土壤生态与保护一、土壤培肥74（一）高产稳产田的指标（1）良好的土体构造旱地土壤一般都具有上虚下实的土体构造水稻土一般具有松软肥厚的耕作层，既滞水又透水发育良好的犁底层，通气透水性好的斑纹层，以及埋藏较深保水性较强的底土层。（2）适量协调的土壤养分缓效养分、速效养分；大量、中量与微量养分比例适宜，养分配比相对均衡。（3）良好的物理性质具有良好的物理性质，如质地适中，耕性好，有较多的水稳性团聚体。（一）高产稳产田的指标（1）良好的土体构造75（二）土壤培肥的基本措施1.增施有机肥料，培育土壤肥力2.发展旱作农业，建设灌溉农业3.合理轮作倒茬，用地养地结合4.合理耕作改土，加速土壤熟化5.防止土壤侵蚀，保护土壤资源（二）土壤培肥的基本措施1.增施有机肥料，培育土壤肥力76（三）中低产田改良1．中低产田的形成原因盲目开荒滥伐森林，造成水土流失，砂地扩大；灌水方法落后，灌溉系统不完善；掠夺性经营，导致土壤肥力日益下降；土壤污染，土地利用价值降低。（三）中低产田改良1．中低产田的形成原因772.中低产田的改良和利用（1）盐碱土的改良利用盐碱土的形成原因实质主要是各种易溶性盐类在地面作水平方向与垂直方向的重新分配，从而使盐分在集盐地区的土壤表层逐渐积聚起来。影响盐碱土形成的主要因素气候条件、地理条件、土壤质地和地下水、河流和海水及耕作管理盐碱土的改良和利用首先排盐、洗盐、降低土壤盐分含量；再种植耐盐碱的植物，培肥土壤；最后种植作物。2.中低产田的改良和利用（1）盐碱土的改良利用78（2）风沙土的改良利用风沙土形成的原因恶劣的自然条件是基础，人类不合理的利用是条件风沙土低产原因缺乏营养，保水保肥能力差，漏水漏肥。风沙土的改良利用措施防治土壤沙漠化必须坚持以防为主，治理为辅，因地制宜的原则。采取植树造林、发展果树；播种多年生绿肥植物；客土掺粘、轮作牧草绿肥；增施有机肥料；选择适宜的品种；适时播种；合理耕作。本节要点（2）风沙土的改良利用风沙土形成的原因本节要点79（3）山区低产田的改良利用山区低产田的低产原因：大部分山区低产田的主要问题是旱、薄、砂、蚀。旱是指土壤质地粗、有机质缺乏、保水能力差、不耐旱；薄是指土层浅薄；砂是指土壤砂、石多，质地粗；蚀是指坡地土壤易遭受水流侵蚀，引起水土流失。山区低产田的改良利用措施：农林牧业合理安排；建设高标准的水平梯田；此外，山区低产土壤也应结合改良质地，增施有机肥来提高土壤肥力。本节要点（3）山区低产田的改良利用山区低产田的低产原因：本节要点80二、土壤污染与治理（一）土壤背景值土壤背景值是指未受人类污染影响的自然环境中化学元素和化合物的含量。凡是土壤中污染物的积累量超过区域土壤背景值即属土壤污染。（二）土壤污染源1.工业污染：废气、废水和废渣2.农业污染：化肥、农药、污水灌溉和农用地膜3.生物污染（三）土壤污染的防治1.加强调查和监测。2.彻底消除污染源。3.增施有机肥料及其他肥料。4.铲除表土或换土。5.生物措施。6.采用人工防治。本节要点二、土壤污染与治理（一）土壤背景值本节要点81第五章

植物生长与土壤第五章

植物生长与土壤82概述土壤是指地球陆地上具有肥力特征，能够生长绿色植物的疏松表层。土壤肥力是指土壤供应和协调植物的生长所需的养分、水分、空气和热量等生活因素的能力。因此我们把水、肥、气、热—称为四大肥力因素。概述土壤83土壤肥力根据土壤肥力的来源，土壤肥力分为自然肥力和人为肥力。自然肥力是指土壤在自然因素综合作用下发生和发展起来的肥力。人为肥力是自然土壤经过开垦耕种以后，在人类生产活动影响下创造出来的肥力。根据土壤肥力的经济效果，土壤肥力分为有效肥力和潜在肥力。有效肥力是指在农业生产（当季生产）中能表现出来，产生经济效果的那部分肥力。潜在肥力是指暂时不能被植物吸收利用，在当季生产中没有直接反映出来的那部分肥力。土壤肥力根据土壤肥力的来源，土壤肥力分为自然肥力和人为肥力。84第一节土壤的固相组成第二节土壤的基本物理性质第三节土壤的基本化学性质第四节农田土壤生态与保护

第五章植物生长与土壤环境第一节土壤的固相组成第五章植物生长与土壤环境85第一节土壤的固相组成一、土壤矿物质二、土壤有机质三、土壤微生物第一节土壤的固相组成86土壤组成矿物质占38％以上有机质仅12％以下矿物质—占固体重量的95%以上有机质—占固体重量的5%以下体积比重量比被土壤溶液、土壤空气充满固相液相气相孔隙占50%左右土壤组成矿物质占38％以上矿物质—占固体重量的95%以上体积87一、土壤矿物质

土壤矿物质是岩石矿物风化形成的矿物颗粒的统称。包括原生矿物和次生矿物。

土壤矿物质的化学组成：氧、硅、铝、铁、钙、镁、钠、钾、钛、磷等10种元素占土壤矿物质总重的99%以上。以氧、硅、铝、铁为最多，称之为土壤的骨干部分。一、土壤矿物质土壤矿物质是岩石矿物风化形成的矿物颗粒的统称88（一）土壤粒级粒级：按照土粒直径(粒径)的大小及其性质分成的若干个等级。土粒一般分为石砾、砂粒、粉粒、黏粒四个基本粒级。常用的分级标准有：国际制、卡庆斯基制和中国制。特点：颗粒愈大，透气性愈好，保水保肥力愈差。（一）土壤粒级粒级：按照土粒直径(粒径)的大小及其性89土壤粒级分类标准表5-1常用粒级分类标准土壤粒级分类标准表5-1常用粒级分类标准90（二）土壤质地土壤质地是指各粒级土粒占土壤重量的百分数，也叫土壤的机械组成。质地分类标准：国际制、卡庆斯基制、中国制

（二）土壤质地土壤质地是指各粒级土粒占土壤重量的百分数，也叫911.我国土壤质地分类标准质地类别质地名称颗粒组成（％）砂粒1~0.05mm粗粉粒0.05~0.01mm粘粒＜0.001mm砂土粗砂土细砂土面砂土＞7060~7050~60――――壤土砂粉土粉土＞20＜20＞40＜30粉壤土粘壤土砂粘土＞20＜20＞50＜40――＞30＞30粘土粉砂土壤粘土粘土――――――――30~3535~40401.我国土壤质地分类标准质地类别质地颗粒组922.土壤质地与肥力的关系砂粒大于50%；养分少。通气透水，不保水肥；温度变化快，暖性土；耕性好，发小苗不发老苗砂土类土壤黏土类土壤

粘粒含量≥30%，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

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。本节要点2.土壤质地与肥力的关系砂粒大于50%；养分少。砂土类土壤黏933.土壤质地的改良（1）增施有机肥料。（2）掺砂掺粘、客土调剂。（3）翻淤压砂、翻砂压淤。（4）引洪放淤、引洪漫沙。（5）种树种草。培肥土壤。本节要点3.土壤质地的改良（1）增施有机肥料。本节要点94二、土壤有机质土壤有机质泛指土壤中来源于生命的物质。耕层土壤有机质含量通常在1%～6%。二、土壤有机质土壤有机质泛指土壤中来源于生命的物质。95（一）土壤有机质的来源及形态来源农业土壤有机质的重要来源是每年施用的有机肥料和每年作物的残茬和根系以及根系分泌物。形态新鲜有机质——土壤中未分解的动、植物残体。半分解的有机质——有机质已被微生物分解，多呈分散的暗黑色小块。腐殖质——有机残体在土壤腐殖质化的过程中形成的一类褐色或暗褐色的高分子有机化合物。（一）土壤有机质的来源及形态来源96（二）土壤有机质的转化过程1、有机质的矿化过程

有机质在微生物作用下，分解为简单无机化合物的过程，其最终产物为CO2、H2O等。

2、土壤有机质的腐殖化过程是形成土壤腐殖质的过程。一般分两个阶段。第一阶段是在有机残体分解中形成腐殖质分子的基本成分.如多元酚、含氮有机化合物(如氨基酸)等；第二阶段是在各种微生物群(细菌、霉菌、链霉菌等)分泌的酚氧化酶作用下，把多元酚氧化成醌

3、

影响土壤有机质转化的因素①有机质的碳氮比②土壤水、热状况③土壤通气状况④土壤酸碱性（二）土壤有机质的转化过程1、有机质的矿化过程97有机质的分解与合成示意图有机质的分解与合成示意图98（三）腐殖质的组成和性质1.腐殖质的组成（三）腐殖质的组成和性质1.腐殖质的组成992.腐殖质的性质腐殖质不是一种纯的化合物，而是代表一类有着特殊化学和生物本性的，构造复杂的高分子有机化合物。腐殖质的元素成分，主要是C、H、O、N、P、S、Ca等。腐殖质是一种黑色或棕色的有机胶体。以芳香族核为主体，附以各种功能团。腐殖质带有电荷，并且是两性胶体，在通常情况下，它所带的电荷是负的。腐殖质的凝聚作用，可促进土粒胶结起来形成水稳性的团粒结构。2.腐殖质的性质腐殖质不是一种纯的化合物，而是代表一类有着特100（四）土壤有机质对土壤肥力的作用

1.土壤养分的主要来源2.改善土壤物理性质3.提高土壤的保肥性和缓冲性

4.促进作物生长发育5.有助于消除土壤的污染

本节要点（四）土壤有机质对土壤肥力的作用1.土壤养分的主要来源本101三、土壤微生物土壤微生物是土壤中最原始的活有机体。其作用是：分解有机质，合成腐殖质，转化土壤中难溶性的矿质养分及固氮。三、土壤微生物土壤微生物102三、土壤微生物细菌：占70%~90%。好气菌，厌气菌，兼性厌气菌。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。本节要点三、土壤微生物细菌：占70%~90%。好气菌，厌气菌，兼性厌103第二节土壤的基本物理性质一、土壤孔性二、土壤结构性三、土壤耕性四、土壤水分五、土壤空气六、土壤热特性第二节土壤的基本物理性质一、土壤孔性104一、土壤孔性土壤孔性：是指能够反映土壤孔隙总容积的大小，孔隙的搭配及孔隙在各土层中的分布状况等的综合特性。土壤孔性包括孔隙度（孔隙数量）和孔隙类型（孔隙的大小及其比例）。前者决定着土壤气、液两相的总量，后者决定着气、液两相的比例。一、土壤孔性土壤孔性：105（一）土壤孔隙度

孔隙度：单位容积土壤中孔隙容积占整个土体容积的百分数。容重：单位容积土壤（包括孔隙在内的原状土）的干重。密度（比重）：单位容积固体土粒（不包括粒间孔隙）的质量。孔隙比：土壤中孔隙容积与土粒容积的比值，结构良好的耕层土壤的孔隙比应≥1。

（一）土壤孔隙度孔隙度：单位容积土壤中孔隙容积占整个土体106（二）土壤孔隙类型

非活性孔隙：土壤中最细微的孔隙，当量孔径一般小于0.002mm，土壤水吸力＞1.5×105Pa。保持在这种孔隙中的水分不能被植物吸收利用。属于无效孔。毛管孔隙：当量孔径约为0.02～0.002mm，土壤水吸力约1.5×104Pa～1.5×105Pa，具有毛管作用。水分可借助毛管弯月面力保持贮存在该类孔隙中，可被植物吸收利用。

通气孔隙：孔径>0.02mm，土壤水吸力<1.5×104Pa。孔隙中的水分主要受重力支配而排出，成为空气的通道。（二）土壤孔隙类型非活性孔隙：107（三）影响土壤孔性的因素1、土壤质地：黏土的总孔隙度大，但孔径小而均一。砂土总孔隙度小，孔隙以大孔隙居多。壤土孔隙度居中，孔径大小比例适当。2、土壤结构：具有团粒结构的土壤，多土壤疏松，孔隙状况好。含有其它结构体的土壤颗粒排列紧实，土壤总孔隙度相应降低，而无效孔隙度增加。3、有机物质：由于有机物质本身疏松多孔，又能促进土壤结构的形成，所以富含有机物质的土壤孔度较高。4、自然和耕作因素：降雨、施肥、灌溉及耕作等外界条件对土壤孔性也有影响。（三）影响土壤孔性的因素1、土壤质地：108（四）土壤孔隙状况的影响土壤孔隙影响土壤保水通气。土壤孔隙影响养分有效性和保肥供肥性能。理想土壤孔隙状况：30cm耕层，“上松下紧”。上部疏松：有利于通气、透水和种子发芽、出土；下部紧实：有利于保水和根系深扎。上部土壤（0~15cm）—总孔隙度为50%~60%，通气孔隙度15%~20%。下部土壤（15~30cm）—总孔隙度为50%，通气孔隙度10%。本节要点（四）土壤孔隙状况的影响土壤孔隙影响土壤保水通气。本节要点109二、土壤结构性土壤结构性——土壤中结构体的形状、大小及其排列情况。常见的结构类型块状结构核状结构柱状结构片状结构团粒结构二、土壤结构性土壤结构性——110（一）常见的结构类型块状结构体——结构体属于立方体型，其长、宽、高三轴大体近似，边面棱不甚明显，块状结构在土壤质地比较粘重、缺乏有机质的土壤中容易形成，特别是土壤过湿或过干耕作时最易形成。核状结构体——结构体长、宽、高三轴大体近似，边面棱角明显，比块状结构体小，核状结构体一般多为石灰或铁质作为胶结剂，在结构面上有胶膜出现，故常具水稳性，这类结构体在粘重而缺乏有机质的表下层土壤中较多。

（一）常见的结构类型块状结构体——结构体属于立方体型，其长、111（一）常见的结构类型柱状结构体——结构体呈立柱状，棱角明显有定形者称为棱柱状结构体，棱角不明显无定形者称为拟柱状结构体，其柱状横截面大小不等。柱状结构体常出现于半干旱地带的表下层，以碱土、碱化土表下层或粘重土壤心土层中最为典型。片状结构体——结构体呈扁平状，其厚度可<1cm，也可>5cm。这种结构体往往由于流水沉积作用或某些机械压力所造成，常出现于森林土壤的灰化层、碱化土壤的表层和耕地土壤的犁底层。此外，在雨后或灌溉后所形成的地表结壳或板结层，也属于片状结构体。

（一）常见的结构类型柱状结构体——结构体呈立柱状，棱角明显112（一）常见的结构类型团粒结构体——通常指土壤中近乎球状的小团聚体，其直径约为0.25-10mm，具有水稳定性，对土壤肥力诸因素具有良好作用，农林业生产中最理想的团粒粒径为2-3mm。粒径<0.25mm者称为微团粒，是形成团粒的基础。团粒结构体一般存在于腐殖质较多、植物生长茂盛的表土层中。团粒结构是经过多级复合团聚而成，总孔隙度较高，团粒内部主要是毛管孔隙，团粒之间主要是空气孔隙，大小孔隙并存，搭配得当。

本节要点（一）常见的结构类型团粒结构体——通常指土壤中近乎球状的小团113（二）土壤团粒结构形成（1）形成过程：单粒初级复粒或小土团初生胶粒粘接结构体（2）形成条件：胶结物质；外力作用

胶结物质——有机胶体--腐殖质多糖粘液无机胶体--粘粒铁铝的氢氧化物等钙及其它阳离子--凝聚负电颗粒

外力作用——胶体凝聚作用干湿交替与冻融交替生物作用（二）土壤团粒结构形成（1）形成过程：114（三）团粒结构与土壤肥力的关系

协调土壤水、气矛盾协调土壤有机养分消耗与积累矛盾能稳定土壤温度，使温度状况适宜改良土壤耕性，有利于根系伸展

团粒结构是改进土壤固、液、气三相比的一个重要因素。有团粒结构的土壤中，水、肥、气热比较相互协调，被称为土壤肥力调节器。（三）团粒结构与土壤肥力的关系协调土壤水、气矛盾115创造良好的土壤团粒结构的措施

精耕细作，增施有机肥料合理的轮作倒茬合理灌溉，适时耕耘施用石灰及石膏土壤结构改良剂的应用本节要点创造良好的土壤团粒结构的措施精耕细作，增施有机肥料本116三、土壤耕性及改良土壤耕性：是指土壤在耕作过程中，所表现出来的特性。土壤耕性的内容：耕作难易程度耕作质量宜耕期长短三、土壤耕性及改良土壤耕性：是指土壤在耕作过程中，所表现出来117（一）土壤耕性耕作的难易程度土壤在耕作时受阻力的大小。它决定耕作效率和耕作成本的大小。耕作质量耕后土壤所表现的状况及对作物生长的反映。宜耕期长短最适宜耕作时间的长短，即是指不同水量最适宜耕作的时间。

因此，土壤耕性实际上是肥力的综合指标，也是人类调节土壤与作物供求之间矛盾的主要根据。（一）土壤耕性耕作的难易程度118（二）土壤的物理机械性1.土壤粘结性——土粒与土粒之间由于分子引力而相互粘结在一起的性质。是土壤有耕作时产生阻力的主要原因之一。2.土壤粘着性——土壤在一定含水量的情况下，土粒粘着外物表面的性能。

3.可塑性——土壤在一定含水量范围内，可被外力任意改变成各种形状，当外力解除和土壤干燥后，仍能保持其变形的性能。土壤在塑性范围内不宜进行耕作，因为不仅阻力大，而且耕后易形成坷垃，不易耙耢破碎，达不到松土的目的。

（二）土壤的物理机械性1.土壤粘结性——土粒与土粒之间由于分119（三）土壤耕性的改良

增施有机肥：形成良好的团粒结构，降低粘质土壤的粘结性、粘着性和可塑性。

改良土壤质地：客土掺砂或掺粘，翻砂压粘或翻粘压砂。

合理灌排，适时耕作：合理灌排水，控制在土壤下限含水量以下，避免土壤可塑性与粘重性出现。本节要点（三）土壤耕性的改良增施有机肥：本节要点120四、土壤水分土壤水分是土壤的重要组成物质，也是土壤肥力诸因素中最重要、最活跃的因素。

土壤水实质上是极稀的土壤溶液。它除了供作物直接吸收外，还影响着土壤的其它肥力性状。如矿质养分的溶解、土壤有机质的分解与合成、土壤的氧化还原状况、土壤热特性、土壤的物理机械性与耕性等。四、土壤水分土壤水分是土壤的重要组成物质，也是土壤肥力诸因素121（一）土壤水分的保持

土壤水分保持受到三种引力的作用：土粒表面分子和水分子之间的吸附力。土体的毛管力。重力。毛管力是指毛管内水汽界面产生的弯月面力。它完全具备液态水的性质，可以自由移动，是土壤水中最为活跃的部分，对农业生产极为重要。（一）土壤水分的保持土壤水分保持受到三种引力的作用：122（二）土壤水分的类型和性质（1）吸湿水：固相土粒及其表面的分子引力和静电引力从大气和土壤空气中吸附气态水。是一种无效水。（2）膜状水：吸湿水达到最大后，土粒剩余引力吸附液态水。膜状水的外层部分对作物的有效性高。（3）毛管水：靠毛管力保持在土壤孔隙中的水分称为毛管水。它既能保持在土壤中具有溶解养分的能力，又可被作物吸收利用，属于有效水。（4）重力水在重力作用下沿大孔隙向下渗漏成为多余的水。

（二）土壤水分的类型和性质（1）吸湿水：123（二）土壤水分的类型和性质凋萎系数土壤水分的有效性（二）土壤水分的类型和性质凋萎系数土壤水分的有效性124（三）土壤水分含量的表示方法1土壤质量含水量是指一定质量土壤中保持的水分重量占1千克干土重的分数。2土壤容积含水量是指土壤水分容积与土壤容积之比。3土壤相对含水量4水层厚度（三）土壤水分含量的表示方法1土壤质量含水量是指一定质量土125（四）土壤水分的作用及调节1.土壤水分对作物生长对作用（1）水分是作物的重要组成部分。（2）土壤水分是影响作物出苗率的重要因素。2.土壤水分对作物吸收养分的影响土壤水分状况直接影响作物对养分的吸收。影响土壤中有机养分的分解矿化；施入土壤中的化学肥料的溶解；养分离子向根系表面迁移；以及作物根系对养分的吸收。3.土壤水分的调节（1）发展节水灌溉（2）控制地表径流，增加土壤水分入渗。（3）加强栽培措施，减少土壤水分蒸发。（4）提高土壤水分有效性本节要点（四）土壤水分的作用及调节1.土壤水分对作物生长对作用本节要126五、土壤空气（一）土壤空气的组成土壤空气与近地表大气不断的进行着交换，其组成与大气相似，但在各组成分的含量上存在差异。气体O2CO2N2水汽还原性气体土壤空气18.00～20.030.15～0.6578.8～80.24饱和有时含CH4、H2S、H2等大气20.990.0378.05多数不饱和无五、土壤空气（一）土壤空气的组成气体O2CO2N2水汽127（二）土壤空气组成的特点1土壤空气中的CO2含量比大气高十至数百倍。2土壤空气中氧的含量低。3土壤空气中的相对湿度比大气高4土壤空气中有时含有还原性气体在通气不良时土壤常会产生CH4、H2S、H2等还原性气体。5土壤空气数量和组成经常处于变化之中.（二）土壤空气组成的特点1土壤空气中的CO2含量比大气高十128（三）土壤通气性1土壤通气性产生的机制（1）土壤空气扩散（2）土壤空气整体交换2.土壤通气性的影响（1）影响种子的萌发（2）影响作物根系的生长。（3）影响根系吸收水肥的功能（4）影响土壤微生物的活动和养分状况3.土壤通气性的调节建立合理的排灌系统；适当深耕；适时中耕松土；改良质地；施用秸秆、土杂粪等本节要点（三）土壤通气性1土壤通气性产生的机制本节要点129六、土壤热特性（一）土壤热量来源（1）太阳辐射能（2）生物热（3）地热（二）土壤热量平衡W=S-W1-W2-W3W为用于土壤增温的热量

S为土壤表面获得的太阳辐射能

W1为地表辐射所损失的热量

W2为土壤水分蒸发所消耗的热量

W3为其它方面消耗的热量六、土壤热特性（一）土壤热量来源130（三）土壤的热特性1土壤热容量：指单位容积或单位质量的土壤在温度升高或降低1℃时所吸收或放出的热量。

2土壤导热率：指单位温度梯度下，单位时间通过单位面积土壤传导的热量。

3土壤导温率：是指单位时间流入（流出）单位容积土壤的一定热量，导致土壤温度的变化。直接决定土壤中温度传播的速度。K=λ/Cv式中：K为土壤导温率；λ为导热率；

Cv为土壤容积热容量。土壤导温率与导热率呈正相关，与热容量呈负相关。

（三）土壤的热特性1土壤热容量：指单位容积或单位质量的土131土壤组成与土壤的热特性土壤组成

成分容积热容量J/cm3•℃重量热容量J/g•℃导热率J/cm•s•℃导温率cm2/s土壤空气0.00131.000.00021～0.000250.1615～0.1923土壤水分4.1874.1870.0054～0.00590.0013～0.0014矿质土粒1.9300.7120.0167～0.02090.0087～0.0108土壤有机质2.5121.9300.0084～0.01260.0033～0.0050土壤组成与土壤的热特性土壤组成

成分容积热容量重量热容132（四）土壤温度与作物生长1土壤温度与种子萌发2土壤温度与作物根系生长3土壤温度与作物营养生长和生殖生长4土壤温度影响养分转化与吸收此外，土壤有机质的转化、养分的释放以及土壤中水、气的运动等也都受到土壤温度的影响。本节要点（四）土壤温度与作物生长1土壤温度与种子萌发本节要点133第三节土壤的基本化学性质一、土壤胶体二、土壤的吸附作用三、土壤酸碱性四、土壤氧化还原反应第三节土壤的基本化学性质一、土壤胶体134（一）土壤胶体的种类土壤胶体是指颗粒直径在1~100nm范围内的带电的土壤颗粒与土壤水组成的分散系。土壤胶体的种类：无机胶体：包括含水氧化铁、含水氧化铝、含水氧化硅等及层状铝硅酸盐类（即粘土矿物）。有机胶体：包括各种腐殖质，还有少量的木素、蛋白质、纤维素等。有机无机复合体：土壤中矿质胶体和有机胶体很少单独存在，大多互相结合成为有机无机复合胶体。（一）土壤胶体的种类土壤胶体135（二）土壤胶体的结构1.微粒核（胶核）：它是胶体的核心和基本物质。2．双电层：微粒核表面的一层分子，通常解离成离子，形成符号相反而电量相等的两层电荷，所以称之为双电层。双电层由决定电位离子层和补偿离子层组成。胶体微粒的构造图示（二）土壤胶体的结构1.微粒核（胶核）：它是胶体的核心和基本136（三）土壤胶体的特性1、土壤胶体具有巨大的比表面和表面能胶体数量愈多，比表面愈大，表面能也愈大，吸附能力也就愈强。2、土壤胶体电荷土壤胶体一般带负电。分永久电荷和可变电荷两种。永久电荷：由于粘土矿物晶层内的同晶置换所产生的电荷。可变电荷：电荷的数量和性质随介质pH而改变的电荷。PH升高，带负电荷增多。

3、土壤胶体的分散性和凝聚性：土壤中胶体处于凝胶状态，可以形成水稳性团粒，对土壤理化性质有良好的作用。本节要点（三）土壤胶体的特性1、土壤胶体具有巨大的比表面和表面能137二、土壤的吸附性能土壤吸收性能是指土壤能吸收和保持土壤溶液中的分子和离子及悬液中的悬浮颗粒、气体以及微生物的能力。二、土壤的吸附性能土壤吸收性能138（一）土壤吸收性能的类型机械吸收——对固体物质的机械阻留作用物理吸收——对分子态的保持作用五种类型

化学吸收——易溶性盐转变为难溶性盐物理化学吸收——对可溶性物质中离子态养分的保持能力生物吸收——根系、微生物的吸收以上五种吸收类型不是孤立的，而是相互联系、相互影响的，都具有重要的意义。（一）土壤吸收性能的类型机械吸收—139（二）土壤离子交换作用

土壤离子交换作用土壤中带电胶体所吸附的阳（阴）离子与溶液中的阳（阴）离子进行交换，分别称为土壤阳离子交换作用和阴离子交换作用。当土壤溶液中离子吸附在胶体上时，表示离子养分的暂时保蓄，即保肥过程；当胶体上的阳离子解离至土壤溶液中时，表示养分的释放，即供肥过程。（二）土壤离子交换作用土壤离子交换作用1401、土壤阳离子交换作用①阳离子交换作用特点：a、可逆反应；b、反应迅速；c、等量交换②阳离子交换能力：其大小的顺序为：Fe3+>Al3+>H+>Ca2+>Mg2+>NH4+>K+>Na+③影响阳离子交换能力的因素：a.离子电荷数量；b.离子的半径及水化程度；c.离子浓度

④土壤的阳离子交换量（CEC）反映了土壤的保肥性、供肥性能和缓冲能力。1、土壤阳离子交换作用①阳离子交换作用特点：1411、土壤阳离子交换作用⑤土壤的盐基饱和度（与土壤酸碱度有关）盐基饱和度=[交换性盐基总量/阳离子交换量]×100%土壤肥力角度来看，以盐基饱和度70%～90%的土壤较好。

⑥影响阳离子有效度的因素：交换性阳离子的饱和度陪补离子效应：阳离子的非交换性吸附1、土壤阳离子交换作用⑤土壤的盐基饱和度（与土壤酸碱度有关）1422．土壤阴离子交换作用：①阴离子吸附类型易于被土壤吸附的阴离子很少或根本不被吸附的阴离子介于上述两者之间的阴离子②影响土壤对阴离子吸收的因素阴离子的价数：胶体组成成分土壤pH值本节要点2．土壤阴离子交换作用：①阴离子吸附类型本节要点143三、土壤酸碱性土壤酸碱性是指土壤溶液的反应。它反映土壤溶液中H+浓度和OH-浓度的比例，同时也决定于土壤胶体上致酸离子（H+或Al3+）或碱性离子（Na+）的数量及土壤中酸性盐和碱性盐类的数量。土壤酸碱性是土壤重要的化学性质，是成土条件、理化性质、肥力特征的综合反应，也是评价土壤肥力的重要指标。

三、土壤酸碱性土壤酸碱性是指土壤溶液的反应。144（一）土壤酸性

土壤酸性的来源

胶体上吸附的H+或Al3+、CO2溶于水所形成的碳酸有机质分解产生的有机酸、氧化作用产生少量无机酸施肥加入的酸性物质、酸雨等。

土壤酸度的类型

1活性酸：2.潜在酸（1）交换性酸度（2）水解性酸度

（一）土壤酸性土壤酸性的来源145（二）土壤碱性土壤的碱性主要来源土壤中交换性钠的水解所产生的OH-弱酸强碱盐类（如Na2CO3、NaHCO3）的水解。土壤碱化度是指交换性钠离子占阳离子交换量的百分率。

当