任务六 植物生长与土壤环境

任务六植物生长与土壤环境知识目标了解土壤矿物的组成特点和土壤分类的基本知识，学习土壤的基本性质，理解土壤质地、有机质转化与肥力的关系和土壤性质对植物生长发育的影响。

认识土壤低产的原因，掌握低产土壤的主要改良措施能力目标

土壤样品采集、制备，土壤吸湿水的测定。

土壤容重的测定。

土壤酸碱度的测定。

土壤有机质含量的测定。

土壤水溶性盐总量的测定。

地球陆地表面具有肥力、能够生长植物的疏松层。土壤特性具有肥力什么是土壤？内容一土壤的固相组成

土壤由固体、液体、气体三相物质组成

固体：矿质土粒、有机质、微生物液体：土壤水（或溶液）气体：土壤空气

土壤固相是土壤的主体，是植物扎根的场所，它的组成、性质直接影响土壤肥力的高低土壤物质组成（体积）土壤的形成过程1、在风化作用下，养分的释放与淋失疏松的成土母质低等生物微生物浅薄的原始土壤土壤颗粒团聚初具土壤肥力2、在低等生物、微生物的作用下，营养元素的富集坚硬的岩石风化作用疏松的成土母质分解释放矿物养分具有通气蓄水性能母质：岩石经过风化、堆积等作用在地表形成的疏松堆积物，是形成土壤的基础。3、在高等生物、微生物的作用下，营养元素的富集初具肥力的原始土壤高等生物微生物熟土、肥土、耕作土壤人类活动参与成土过程高产稳产的农业土壤土壤形成气候生物地形母质时间土壤人一、土壤矿物质存在于地壳中，具有一定物理化学性质和内部结构的单质或化合物，是土壤颗粒的主要组成部分，也称矿物质土粒(一)土壤粒级

粒组名称

直径（mm）

石砾＞2.00

粗砂 2.00～0.20

细砂 0.20～0.02

粉粒

0.02～0.01

粘粒 ＜0.002沙砾根据土壤矿物质颗粒直径和性质的差异，将大小，成分接近的矿物质土粒分为一组，每组是一个粒级石砾:多为岩石碎片，不能用作耕地砂粒：以单粒存在，通透性好，养分含量低粉粒：颗粒较沙粒小，保水、保肥能力增强粘粒：颗粒细小，比表面积和表面能巨大，通透性差各粒级土粒的主要特征

土壤由大小不同的土粒以不同比例组合而成，各个粒级所占的百分数含量称为土壤质地土壤质地分为：沙土、壤土、黏土3种类型(二)土壤质地颗粒小通气透水性差，保水、保肥性强养分含量丰富，有机质含量高土温平稳

各粒级比例适宜，颗粒适中养分含量丰富排水性好，又能保持一定湿度*砂质土颗粒大养分和有机质含量低透气性好，保水、保肥性差热容量小，土温变化较快*黏质土*壤质土

3、土壤质地的层次性土壤在剖面上呈现出的规律性变化，称为土壤质地的层次性。土壤质地的层次性表现为上砂下粘、上粘下砂或砂粘相间。

母质本身的层次性产自然因素生成土过程中水分淋溶和沉积作用的原因人为因素：人类的耕作活动

一般的模式有：通体均一型上砂下黏型（蒙金型）上黏下砂型中间夹砂型和中间夹黏型

上部为轻壤质，下层为中壤—重壤的土壤既有利于种子出苗，又利于苗期根系下扎吸水吸肥，对土壤水、肥、气、热状况具有较强的调节能力。有利于植物生长。称为“蒙金土”。

4、土壤的改良（1）掺砂掺粘、客土调剂；（2）翻淤压砂、翻砂压淤；（3）引洪放淤、引洪漫沙；（4）增施有机肥料；（5）种树种草，培肥改土为什么种树可以改善土壤质地？

植物在生长季节会累积各种有机物。这些营养元素在土壤有机物的分解过程中慢慢释放，可以增强土壤肥力植物残体分解形成的有机物具有巨大的表面积，可以吸附较多的营养元素和水分，提高土壤的肥力和含水量保护裸露的土壤免遭侵蚀，凋落后形成的残留物覆盖层可以降低水分蒸发。二、土壤有机质泛指土壤中来源于生命的物质，有机质的含量是土壤肥力高低的标志。土壤有机质来源

高等植物的残体和根系施入土壤中的有机肥料

动物和微生物的残体土壤的有机质一般呈现3种状态

新鲜的有机质刚刚进入土壤，尚未分解，仍保持原有生物学特征。

半腐解的有机质受到一定程度的分解，原始状态已不复辨认

腐殖质土壤有机质与土壤矿物质颗粒结合在一起，形成有机—无机复合体，是肥沃土壤最重要的物质基础土壤有机质的转化

（1）矿质化过程：有机物在土壤微生物的参与下，分解成简单化合物的过程。矿质化过程为土壤释放养分。（2）腐殖质化过程：矿质化过程中的中间产物，在微生物作用下合成更复杂的化合物的过程。腐殖质化过程为土壤保留养分土壤有机质对土壤肥力的作用1）提供植物需要的养分2）改善土壤的理化性质3）提高土壤的保肥能力5）具有络合作用，有助于消除土壤的污染4）有生理活性，能促进作物生长发育三、土壤微生物

包括细菌、真菌、放线菌、藻类、原生动物5大类(一)细菌原核的单细胞生物，土壤中最多的微生物类型，结构简单，个体微小，繁殖迅速。包括2大类①自养细菌：主要靠太阳能或氧化无机化合物能获取能量②异养型细菌：依赖分解有机物获取能量(二)放线菌数量仅次于细菌，可以降解稳定的化合物。耐旱，适应高温。能利用土壤有机质作为营养和能量来源。(三)真菌

分解有机质的主要类群，耐酸性，对稳定的有机物有较强的分解能力。参与腐殖质的形成和土壤团聚体的形成。

(四)藻类土壤藻类大多属于蓝藻、绿藻、硅藻。分布于湿润而光线充足的表土层中，能进行光合作用，合成有机物并释放氧气，对土壤供氧和氮素固定，以及有机物的积累有重要作用。(五)原生动物

鞭毛虫类、根足虫类、纤毛虫类，有利于土壤有机物的分解和养分的转化。细菌的个体十分微小,大约10亿个细菌堆起来,才有一颗小米粒那么大细菌一、细菌的形态和大小球状杆状螺旋状基本形态球菌杆菌螺旋菌电子显微镜下的细菌葡萄球菌肺炎球菌球菌大肠杆菌

枯草杆菌炭疽杆菌乳酸杆菌杆菌幽门螺旋菌霍乱弧菌螺旋菌细胞膜细胞壁荚膜细胞质鞭毛DNA细菌的结构

有些细菌在生长发育后期，个体缩小、细胞壁增厚，形成芽孢。芽孢是细菌的休眠体，能够耐受高温和干燥等恶劣环境，一般条件下可以生存十多年。想一想：为什么细菌能在自然界中广泛分布？(1)细菌的个体小，极易为各种媒介携带；(2)分裂速度快，数量多；(3)能形成休眠体芽孢，对不良环境有较强的抵抗力，飘散到适宜环境中，又能萌发成细菌。微生物的营养类型1.异养型微生物：在生长时需要以现成有机物质（如单糖、双糖、淀粉、纤维素、有机酸）作为能量来源。

酵母菌、将糖类转化成为二氧化碳和乙醇（俗称酒精）来获取能量。

2.自养型微生物：在生长时利用简单的无机物质（CO2或无机碳酸盐）为营养物质,不需要外界供给有机物。

蓝细菌、紫色细菌和绿色细菌等（含有光合色素），能将光能转变成化学能（ATP），供机体直接利用。内容二土壤的基本理化性质一、土壤孔性

土壤孔隙

土壤中土粒或土团的间隙，是水分、空气的通道，植物根系的活动空间

土壤孔性孔隙的体积大小，以及大小孔隙的比例，是一项重要的衡量土壤物理性质的指标(一)土壤孔隙的数量

土壤孔隙的数量用孔隙度表示孔隙度

土壤孔隙的体积占土壤总体积的百分数。它表示土壤中各种大小孔隙度的总和。一般是通过土壤容重和土壤密度来计算。土壤孔隙度=[1-容重/密度]×100%1土壤密度

单位体积的固体土粒（除去孔隙的土粒）的重量与体积的比，其大小决定于土粒的矿物组成和腐殖质含量2土壤容重单位体积（包括孔隙体积），自然干燥土壤的重量与体积重量。土壤容重受自然因素和人为因素的双重影响，不是一个固定不变的值，表层土壤的容重变化较大，底层的较为稳定。容重=1.33/1=1.33g/cm-3体积=1cm3

质量=1.33g密度=1.33/0.5=2.66g/cm-33土壤容重的应用判断土壤的松紧程度计算土壤的孔隙度计算土壤的质量计算土壤储水量及灌排水定额1非活性孔隙：又称无效孔隙、束缚水孔隙，是土壤中最细微的孔隙，当量孔径<0.002mm,植物很难吸收利用。2毛管孔隙：当量孔径约为0.02-0.002mm,可以给植物生长提供水分，但透气能力较低3通气孔隙：当量孔径>0.02mm,水分在重力作用下迅速排出，是水分和空气的通道。(二)土壤孔隙类型当量孔径：与一定的土壤水吸力相当的孔径。1土壤质地

土壤黏重，总孔隙度高，毛管孔隙和非活性孔隙多，通气孔隙少2土壤有机质有机质含量高，孔隙度较高3土壤结构具有团粒结构的土壤，大、小孔隙较协调4耕作措施深耕可以增加通气孔隙，提高土壤通透性(三)影响土壤孔隙状况的因素(四)土壤孔性与植物生长的关系适合植物生长的土壤孔隙状况为:在30cm的耕层中，上部土壤(0－15cm)的孔隙度为50%-60%，通气孔隙15%—20%，下部土壤(15－30cm)的孔隙度为50%，通气孔隙为10％，即“上松下紧”的土壤结构二、土壤结构

土粒的排列、组合形式。（一）土壤的类型

1块状结构在土壤质地黏重，且缺乏有机质的土壤表层容易形成。2核状结构

黏重而缺乏有机质的土壤底层容易形成3柱状结构和棱柱状结构黏重土壤的底层，干湿频繁交替有利于其形成。4片状结构

长期耕作挤压，使土粒粘结成坚实紧密的薄土片。5团粒结构结构体近似圆球状，是农业上最为理想的结构。团粒内部是毛管孔隙，团粒之间是非毛管孔隙，两种孔隙比例适当，通透性，供肥保肥性协调（二）团粒结构与土壤肥力的关系良好团粒结构具备的性质①有一定的大小②有多级孔隙③有一定的稳定性团粒结构与土壤肥力的关系①能协调水分和空气的矛盾；②能协调土壤养分消耗和积累的矛盾；③稳定土壤温度，调节土壤热状况；④改良耕性，有利于作物根系伸展（三）创造良好团粒结构的措施1精耕细作，增施有机肥料2合理的轮作倒茬3合理灌溉，适时耕耘4施用石灰或石膏三、土壤的耕性

土壤在耕作时反映出的特性，包括耕作的难易、耕作质量和宜耕期长短(一)土壤的物理机械性1土壤的粘结性：土粒间由于分子引力而互相粘结在一起的性质2土壤的黏着性：在一定的含水量情况下，土壤黏着其他物质的性质3土壤的可塑性：土壤在一定的含水量下，被外力塑为某种形状，当外力消失后仍保持形状不变的性能，强弱与黏粒含量和水分含量有关(二)土壤耕性好坏的衡量标准

1耕作难易2耕作质量3宜耕期长短(三)改善土壤耕性的方法1增施有机肥2改良土壤质地3合理灌溉，适时耕作四、土壤吸收性

土壤能够保持离子、分子、化合物的性质（一）土壤胶体土壤中粒径小于1um的颗粒，为土壤中颗粒最细小而最活跃的部分，也是土壤各种理化性质的基础。按成分和来源，土壤胶体可分为无机胶体、有机胶体和有机无机复合体三类1土壤胶体的种类

无机胶体

大部分为次生矿物，通常用黏粒的数量反应有机胶体

即土壤中的有机物质，主要是腐殖质，还有少量的蛋白质、糖类等有机-无机复合体土壤的有机胶体很少单独存在，大多通过多种方式与无机胶体结合，形成复合体2土壤胶体的结构

胶核

胶体颗粒的核心部分，由有机无机复合体组成决定电位离子层吸附在胶核表面，决定胶核电荷正负及电荷大小的一层离子补偿离子层吸附在决定电位离子层表面，电荷与其相反的离子层。一部分紧靠决定电位离子层，不能自由活动，称为非活性补偿离子层，一部分可以与土壤中的离子进行交换，称为扩散层（二）土壤吸收性能1机械吸收性

土壤对进入其中的物质的机械阻留作用2物理吸收性土壤对分子态物质的保持能力3化学吸收性易溶性物质在土壤中转变成难溶性化合物而保留在土壤中的过程4生物吸收性微生物和根系把养分保留在生物体内5物理化学吸收性土壤溶液和土壤胶粒界面上的物质交换（三）土壤的离子交换作用

土壤溶液中的离子将胶体上吸收的离子交换下来的过程。可分为阳离子交换和阴离子交换2种形式。

1离子交换的特点可逆反应、等量进行、遵循质量作用定律2影响离子交换的因素离子的交换能力、溶液浓度、胶体性质3土壤阳离子交换量土壤吸附的交换性阳离子的最大量，是衡量土壤肥力的重要指标，与胶体数量、有机物、PH有关

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盐基饱和度土壤吸附的交换性盐基离子占全部交换性阳离子的百分比。

盐基饱和度的大小常与雨量、母质、植被等自然条件有密切关系。一般干旱地区的土壤盐基饱和度大，多雨地区则小。盐基饱和度越大，被其他离子置换下来的机会就越高，盐基离子的有效性就越高五、土壤酸碱性

土壤酸碱性是气候、植被、母质及人为因素共同作用的结果。(一)土壤酸性

1土壤酸性产生原因

盐基淋失，吸附性H＋和Al3＋保存在土壤中落叶分解产生的有机酸呼吸作用排出的CO2溶解于水形成碳酸土壤中矿物成分的氧化施入土壤中的酸性肥料酸雨

2土壤酸性的类型

活性酸土壤溶液中的氢离子表现的土壤酸性，通常用pH值来表示潜在酸

是指土壤中的酸离子只有在通过离子交换作用进入溶液时才显示的酸度。

成因包括干旱气候、生物选择性吸收盐基离子和土壤母质的性质，形成碱性反应的主要原因是碱性物质的水解反应碱性土壤因附着大量Na＋导致土壤颗粒分散，物理性质恶化。

(二)土壤碱性(三)作物对酸碱反应的适应性

作物生长要求适宜的酸碱度，有些作物对酸碱反应很敏感，大部分作物适应性较广，对pH的要求不严格(四)土壤酸碱性与土壤肥力的关系1与土壤养分有效性的关系少数离子在酸性条件下有效性较高，大部分离子在中性和碱性条件下有效性较高。土壤中P的有效性受PH影响最大土壤PH与土壤中各种微量元素的有效性也有密切的关系2与土壤生物的关系

强酸性土壤中真菌占优势，一般土壤细菌和放线菌适宜中性和微碱性的环境，(五)、土壤酸碱性的调节1酸性土的调节

改良酸性土壤通常施用石灰、石灰石粉和碱性肥料。

2碱性土的调节

施用有机肥料、施用含硫化合物、施用生理酸性肥料、施用含Ca＋的肥料，将胶体上的Na＋置换下来。“施肥一大片，不如一条线”的科学依据

“一大片”指肥料平均撒施，“一条线”指集中施肥“一条线”比“一大片”施肥法，能减少肥料的浪费，肥分的挥发，扩大施肥面积，而且便于根系吸收，使肥效持久，及时供应和满足作物对营养的需要。作业使用植物材料(如叶片、花瓣、树皮等)在A4纸上拼贴一幅图画，并配以文字说明(文字说明方式不限，说明文，故事，诗歌均可，字数不限)完成方式：两人一组上交时间：第17周(2013年6月27日)内容三土壤的环境调控一、土壤培肥(一)高产稳产旱田的指标

深厚的土