植物生长环境之土壤调控-土壤质地的测定和调控

项目1土壤调控

任务1-1土壤质地的测定和调控

《植物生长与环境》

从土壤角度解释——高尔夫球场果岭的草坪草为什么可以低至3mm？为什么国际高尔夫球场和足球场草坪质量一流？讨论请思考本期主要问题，准备主题讨论土壤是如何形成的？土壤肥力只是养分吗？土壤只是一种固体物质吗？为什么会有不同大小的土壤矿物？一、土壤的形成因素与土壤肥力Page5土壤soil：地球陆地表面能生长植物的疏松表层。疏松→土壤具有通气、透水性。而岩石则坚硬、不透气、不透水。能生长植物→土壤具有肥力。而岩石则没有肥力，不生长植物。什么是土壤？什么是基质？基质substrate：代替土壤提供作物机械支持和物质供应的固体介质。植物对于土壤和基质的要求？植物对于土壤和基质的要求？良好的土壤和基质植物站得稳mechanicalsupport根系伸展开，机械支持牢固住得好:空气流通aeration温度适宜temperature

吃得饱养分含量适宜Nutrient

喝得足水分含量适宜Water

植物对于土壤和基质的要求？土壤最基本的特征——土壤肥力soilfertility土壤肥力养分水分空气热量土壤结构质地孔隙性水分生物有机质养分吸收性pH盐分土壤肥力仅仅是指土壤中养分含量充足吗？自然肥力：自然成土过程中形成的肥力，未开垦的土壤就只有自然肥力。

人工肥力：人工耕作熟化过程中发展起来的肥力。

自然肥力和人工肥力的区别？自然肥力：自然成土过程中形成的肥力，未开垦的土壤就只有自然肥力。

有效肥力：其肥力在当季农业生产中能表现出来，而产生经济效果。潜在肥力：在当季生产中未直接反映出来的肥力。三大岩类物质循环三大岩类物质循环土壤是连接各大圈层的纽带

土壤是生命和非生命联系的中心土壤如何形成？气候、地形、生物、时间土壤土壤母质水圈大气圈生物圈岩石圈人类活动风化作用物理风化生物风化二、土壤的基本组成9矿物质：约占固体重量的95%以上。土壤空气：地上大气层进入（O2、N2等）；土壤内部产生（CO2、水汽等）

土壤固体土壤总容积的50%粒间孔隙总容积的50%有机质及生物：约占固体重的5%以下。土壤水分：土壤溶液，其中含有离子、分子、胶体颗粒等。土壤基本组成BasicsoilscienceUMD抢答：请说出土壤空气与大气成分的区别土壤通气性三、土壤矿物与粒级Page10花岗岩土壤矿物有哪些？石英：二氧化硅SiO2，硬度大，不易风化，是砂粒的主要来源。二氧化硅结晶完美就是水晶；胶化脱水时可成玛瑙。

墨西哥奈卡矿井水晶洞土壤矿物有哪些？正长石KAlSi3O8斜长石nNaAlSi3O8·nNaAlSi3O8硬度次于石英高岭石（高岭土、观音土）Al2Si2O5(OH)4易粉碎风化作用2KAlSi3O8+2H2CO3+9H2O

=Al2Si2O5(OH)4+4H4SiO4+2K++2HCO3-土壤矿物有哪些？原生矿物primarymineral：岩浆直接冷凝而成，没有改变化学组成和结晶结构的矿物。和田玉（角闪石类）翡翠（辉石类）磷灰石黑云母白云母土壤矿物有哪些？次生矿物secondarymineral：原生矿物经过风化作用和成土过程中，其组成和性质发生改变而形成的新矿物。蛭石

Mg0.5(H2O)

4Mg3【AlSi3O10】(OH)

2土壤粒级分级标准？

USDAISSSFeelofParticles

美国农业部国际土壤学会土粒感觉Sand砂粒

(mm)gritty磨手Coarse粗砂

0.5-20.2-2Medium中砂0.25-0.5Fine

细砂

0.05-0.250.02-0.2Silt(mm)粉粒

0.002-0.050.002-0.02likeflour面粉Clay(mm)黏粒<0.002<0.002湿时黏手CornelluniversityPPT各粒级的基本特征？比表面积可塑性黏结性、黏着性吸附性、保水保肥性收缩性、膨胀性玉米粒乒乓球排球篮球水上滚筒球矿物比表面积（mm2/g）与其颗粒大小的关系Emmons,R.D.TurfgrassScienceandManagement(3rdEdition).2000土粒数/g比表面积cm2/g

很粗的砂粒粗砂粒中砂粒细砂粒很细的砂粒粉粒黏粒不同粒级的比单位重量的土粒数和比表面积

胶体种类内表面积(m2/g)外表面积(m2/g)总表面积(m2/g)腐殖质--800~900蒙脱石700~75015~150700~850蛭石400~7501~50400~800水云母0~590~15090~150高岭石05~405~40不同土壤次生矿物和腐殖质胶体的表面积土壤各粒级颗粒的性质比较土壤学与生活Dr.Brady性质砂粒粉粒黏粒直径/mm2.0～0.050.05～0.002＜0.002观察手段肉眼显微镜电子显微镜优势矿物原生原生/次生次生颗粒间相互吸引力低中高颗粒对水的吸附性低中高渗漏速率快慢～中很慢耕性良好中差可压实性弱中强春季升温快中慢土壤各粒级颗粒的性质比较土壤学与生活Dr.Brady性质砂粒粉粒黏粒直径/mm2.0～0.050.05～0.002＜0.002保肥性很低中高缓冲性（抗pH变化）弱中强有机质分解快中慢湿时的黏结性松散光滑而无黏性可塑成黏团水蚀敏感性弱(细沙除外)强弱～强(团聚结构好～差)干时的黏结性极松散粉状、部分块状硬土块风蚀敏感性中(细沙强)强弱

次生硅酸盐矿物抢答：土壤粒级与成土矿物的关系？MineralogyofSand,SiltandClay石英原生硅酸盐矿物其它次生矿物CornelluniversityPPT黏粒粉粒砂粒相对含量%从土壤角度解释——高尔夫球场果岭的草坪草为什么可以低至3mm？为什么国际高尔夫球场和足球场草坪质量一流？讨论USGA美高协推荐：果岭根际层混合物的粒径分布名称粒径大小推荐值（以重量计）小砾石2.0-3.4 很粗的砂1.0-2.0粗砂0.5-1.0中砂0.25-0.5细砂0.15-0.25不超过粒径总量的20%特细的砂0.05-0.15不超过粒径总量的5%粉粒0.002-0.05不超过粒径总量的5%黏粒<0.002不超过粒径总量的3%三者总量不超过10%最少占粒径总量的60%以上不超过粒径总量的10%，且小砾石量最大不超过3%高尔夫球场果岭根际层混合物的物理特性

物理特性推荐范围

总孔隙度35-55%

通气孔隙度15-30%

毛管孔隙度15-25%

饱和导水率正常范围15-30cm/h（渗透率）高速范围30-60cm/h容重1.2-1.6g/cm3（1.4）

持水力12-16%

有机质含量1%-5%（2%-4%）

pH值5.5-7.0请思考，准备主题讨论砂土和黏土的物质组成和肥力特性有何区别？砂土全是由砂粒组成的吗？有何办法测定土壤质地？改变土壤质地和改善土壤肥力，你更倾向哪种措施？拓展学习资料土壤形成的4个基本过程添加过程流失过程迁移过程转化过程年均温和年降水量对风化作用的影响粉笔的主要成分为碳酸钙（石灰石）和硫酸钙（石膏）土壤矿物的养分土壤中除氮以外的所有矿物养分，包括P、K、Ca、Mg、S及微量元素，都是经矿物质风化而来的。

土壤中主要化学元素的平均含量（质量%）元素含量元素含量OSiAlFeCCaK49.0033.007.133.802.001.371.36NaMgTiPNMnS0.630.600.460.080.010.0850.085土壤养分项目1土壤调控

任务1-1土壤质地的测定和调控

《植物生长与环境》

请思考，准备主题讨论砂土和黏土的物质组成和肥力特性有何区别？砂土全是由砂粒组成的吗？有何办法测定土壤质地？改变土壤质地和改善土壤肥力，你更倾向哪种措施？四、土壤质地的类型及测定方法11砂土黏土壤土讨论：砂土和黏土的根本区别是什么？土壤质地土壤质地：土壤中各粒级土粒含量百分率的组合。土壤质地：土壤中各粒级土粒含量百分率的组合。sandsiltclay40%40%20%粉质黏土粉质黏壤土粉质壤土国际制土壤质地分类三角坐标图黏粒<0.002mm粉粒0.002~0.02mm砂粒0.02~2mm黏土重黏土砂质壤土砂质黏土壤质黏土BasicsoilscienceUMD悬浊液中的黏粒粉粒细砂粒粗砂粒如何测定土壤质地？黏粒层：等水清澈后

粉粒层：2小时后

砂粒层：1分钟后土壤质地的简易测定法先加2/3的水再加入一勺洗洁精作为分散剂再加土壤，剧烈摇晃5分钟缺点：颗粒分散不彻底BotanicalGardenSoil%某植物园土壤%黏粒Clay

36砂粒Sand4粉粒Silt

60Loam壤土6-28%clay黏粒23-53%sand砂粒27-50%silt粉粒CornelluniversityPPTsiltyclayloam粉黏壤土黏粒百分比<0.002mm砂粒百分比0.05~2mm粉粒百分比0.002~0.05mm黏粒36%砂粒4%黏粒含量%

<0.002mm砂粒含量%

0.05~2mm粉粒含量%

0.002~0.05mm抢答：请根据USDA标准判断土壤质地。土1土2Sand砂粒60%10%Silt粉粒

30%30%Clay黏粒10%60%CornelluniversityPPT黏粒含量%

<0.002mm砂粒含量%

0.05~2mm砂粒%粉粒%黏粒%黏土clay＜45＜40＞40壤土loam23-5327-506-28砂土sand＞86黏质土＜65＜60＞35壤质土＜85-＜40砂质土Clayeysoil黏质土Loamysoil壤质土Sandysoil砂质土粉粒含量%

0.002~0.05mm填表五、不同土壤质地类型的肥力特性差异？Page11投票：哪类质地土壤的滴头间距最大？黏土保水性好砂土保水性弱壤土哪类质地土壤的适宜滴灌管的滴头间距最大？黏质土保水性强，渗水性弱滴头间距0.7-1.0m壤质土滴头间距0.5-0.7m砂质土保水性弱，渗水性强滴头间距0.3-0.5m不同土壤质地的肥力特性？砂土类黏土类通气透水性强弱保水保肥性弱强肥效快，短慢，久耕作难易易难昼夜温差大小有机质分解快慢壤土类(loam)：性质介于砂土和黏土之间。六、如何改变土壤质地类型？12六、如何改变土壤质地类型？（1）客土法高尔夫球场果岭打孔后覆沙虹越园艺入口覆沙建植草坪12.3城市绿地土壤及其改良客土喷播法进行公路绿化夹砂层夹黏层（2）耕翻法六、如何改变土壤质地类型？（3）引洪漫淤、引洪漫砂引洪漫淤时，要提高进水口，以减少砂粒流入；引洪漫砂时，要降低入水口，使更多的粗砂进入。七、如何改善不同质地土壤的肥力特性？1.施用有机肥有机肥中的腐殖质的黏结力和黏着力比砂粒强，而比黏粒弱，利于土壤团聚体的形成。七、如何改善不同质地土壤的肥力特性？砂土类黏土类通气透水性强弱保水保肥性弱强肥效快，短慢，久耕作难易易难昼夜温差大小有机质分解快慢

胶体种类总表面积(m2/g)腐殖质800~900蒙脱石700~850蛭石400~800水云母90~150高岭石5~402.施用土壤改良物质泥炭常用于在砂床草坪中起到保水保肥的作用；珍珠岩、硅藻土等可以改良黏土。3.种植绿肥苜蓿等绿肥的根系发达，能改善土壤通透性；绿肥翻入土中可增加土壤的有机质和微生物量。4.合理灌溉、排水、耕作、覆盖、施肥等

七、如何改善不同质地土壤的肥力特性？分组作业：各组采取或制备以下3种质地土壤各100g，依据教材P7-P8内容，下次课带到课堂来，写好标签。

质地手测法P7-8：先搓成3mm直径的土条，再围成2-3cm直径的土环质

地湿润土用手搓捏时的成形性砂土不成（球）砂壤土成（球）不成（条）轻壤土成（条）不能（提）中壤土成（条）能（提）不成（环）重壤土成（环）压扁有（裂缝）黏土成（环）压扁无（裂缝）请思考，准备主题讨论田间取1kg土样，再从中取0.1~10g土来分析，怎样才能使分析结果代表这块田的土壤肥力水平？Thanksforyourattention！拓展学习资料土壤质地测定(比重计速测法)（一）方法原理

土样经化学和物理方法处理后充分分散为单粒，并制成5％悬浮液，让土粒自由沉降。经不同时间，用土壤比重计测定悬浮液比重，比重计读数直接指示比重计悬浮处的土粒重量(g／L)。根据不同沉降时间的比重计读数，便可计算不同粒径的土壤颗粒含量。1.称样：称取过1mm（卡氏制）或2mm(国际制)筛相当于50g干土重的风干土样，置于400ml塑料杯中。2.样品分散：根据土壤酸碱性质，分别选用下列分散剂石灰性土壤：加0.5mol/L六偏磷酸钠60ml；中性土壤：加0.25mol/L草酸钠20ml；酸性土壤：加0.5mol/L氢氧化钠40ml。称取土样加入适当分散剂20ml后，用带橡皮头的玻棒搅拌成糊状。静置过夜（或半小时）。以带有橡皮头的玻棒研磨土样(黏质土不少于20分钟，壤质土及砂质土不少于15分钟)，其后再加入剩余的分散剂研磨均匀。土壤质地测定(比重计速测法)（二）操作步骤3.制备悬液：将分散后的土样用软水洗入1000ml沉降筒，加软水至刻度，即5％的悬浮液。放置在平稳桌面上。4.测定悬液比重（1）搅拌：先测定悬液温度。然后用特制搅拌棒上下均匀搅拌悬液1分钟(30次)，使悬液中颗粒均匀分布，如有气泡，迅速加入1—2滴异戊醇消泡。（2）读数：搅拌停止立即取出搅拌棒，并记录时间(土粒开始沉降的时间)，按表所列温度、时间和粒径的关系，选定测比重计读数的时间，分别测出＜0.02、＜0.002毫米等各粒级的比重计读数。每次读数前30秒，将比重计轻轻放人悬液，使其不上下浮动，时间一到迅即读数。读数后取出比重计。5.空白校正：另取一沉降筒，加入与处理土样等量的分散剂，用软水稀释至1000ml，比重计读数即为空白校正。土壤质地测定(比重计速测法)（二）操作步骤粒径时间温度℃粒径时间温度℃

＜0.02＜0.002＜0.02＜0.002分秒时分分秒时分59301736186371214691417519628115678581635206171138842165216811