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文档简介
土壤学与农作学总结
一绪论
1农业生产定义:包括植物生产和动物生产,是生产具有生命的生物有机体。
2农业生产基本特点:农业生产实质是--种把太阳能转化为化学能的生产;农业
生产基本任务是利用绿色植物进行光合作用,制造和积累大量的有机物质,供给
人类生活需要;植物生长发育和产品形成过程需要光、热、水、肥、气等植物生
活基本条件。
3土壤定义:土壤是由矿物质、有机质、水分、空气和生物等所组成的能够生长
植物的陆地疏松表层;
4生态系统是指在一定时间和空间内的生物和非生物的成分之间,通过不断的
物质循环和能量流动而相互作用相互依存的统一体。
5农作学是研究建立合理农作制(系统)的技术体系及其理论的一门综合应用科
学;农作学研究对象是农作制,他涉及天(气候)、地(土地)、人(生产活动)、
物(作物及其生产资料)和社会经济条件。
农作制就是从土地整理、种子选择、播种、中耕、耕作方式、田间管理等一些列
有关作物生长过程的农业活动。
二土壤形成与分类
1土壤:由矿物质、有机质、水分、空气和生物等所组成的能够生长植物的地球
疏松表层;自然土壤就是在自然条件下,未经人类开垦耕作的土壤;农业土壤:
经过人类开垦、耕作后,原有性质发生了变化的土壤。
2土壤肥力:土壤具有的能同时不断地供应和调节植物对水分、养分、空气和热
等生活条件要求的能力。土壤肥力四大因素:水分、养分、空气和热;自然肥力:
是由自然因素形成的土壤具有的肥力。自然肥力的高低决定于成土过程中诸成土
因素的相互作用,特别是生物的作用。
人工肥力:是由耕作、施肥、灌溉、改土等人为因素形成的土壤所具有的肥力。
人为肥力的高低,受多种因素的影响。
3土壤生产力:土壤生产力是指在特定的耕作管理制度下,土壤生产特定的某种
(或一系列)植物的能力。
土壤生产力与土壤肥力是不同的,土壤肥力是指土壤本身的属性,而生产力不仅
取决于土壤肥力,而且取决于发挥肥力作用的外部条件。
4土壤形成过程:自然土壤的形成是风化作用与成土作用同时进行的结果,也可
以说是微生物和绿色植物在土壤母质上活动的结果。成土过程中植物营养物质不
断地进行两大循环:地质大循环和生物小循环。地质大循环和生物小循环共同作
用是土壤发生的基础,无地质大循环,生物小循环无法进行,无生物小循环,仅
靠地质大循环,土壤难以形成。
5自然土壤:自然条件下,未经人类开垦的土壤,称为自然土壤,是诸多自然
成土因子作用的结果。土壤的形成及其五大成土自然因素:土壤母质、气候、地
形、成土时间、5)生物农业土壤。
6农业土壤是在自然土壤的基础上发展起来的,是自然因素与人为因素共同作用
的结果,其中人为因素占主导作用。
7土壤分布规律:土壤的地理分布,既有与生物气候条件相适应,表现为广域的
(地带性)水平分布规律和垂直分布规律,也有地域性的分布规律。
8土壤是由固、液、气三相组成疏松多孔介质。固相构成了土壤骨架,固体颗
粒之间空隙为水和空气组成,为作物提供必要生活物质,是土壤肥力的基础。
9土壤有机质是指土壤存在于土壤中的所有含碳有机物质,包括土壤中所有动、
植物残体、微生物及其分解和合成的各种有机物质。土壤中的有机质大致可分为
三大类:各种形态的动植物残体、土壤腐殖质、土壤微生物;土壤有机质转化
包括两个过程:有机质矿质化过程和腐质化过程:土壤有机质的矿化和腐殖化过
程是两个相互对立而又相互联系的过程,也是土壤形成中最重要的过程。有意识
地、合理地控制和调节土壤有机质的矿化与腐殖化过程,可以保证养分的不断积
累和持续供应,有利于改善土壤的理化性状并提高土壤肥力;影响有机质的转化
的因素:.植物有机质的碳氮比和.土壤环境条件:土壤通气状况、土壤的水热条
件、土壤酸碱反应、气候条件、耕作、灌溉等措施,对有机质的转化也有明显的
影响,并且诸因素间是相互联系、相互制约和综合其作用的;土壤有机质的作用
主要有:土壤有机质是植物和微生物营养的重要来源;增强土壤的保水保肥能力
和缓冲性能;改善土壤物理性质;促进植物的生理活性;减少农药和重金属的污
染
10土壤空气与大气组成有较大的差别:二氧化碳含量高;氧气含量低;相对湿
度高;含还原性气体;组成和数量处于变化中。
11土粒:大小不同的单个土壤颗粒;通常可以分为.石砾和沙粒、粘粒、粉粒;
把粒径小于0.01mm的颗粒称为物理性粘粒;大于0.01mm土粒称为物理性沙粒。
这个界限与土壤物理化学性质具有明显的影响。
12土壤机械组成:自然界的任何土壤,都是由许多大小不同的土粒,以不同的
比例组合而成。这种不同粒级组合的相对比例,就叫机械组成;土壤质地是将土
壤的颗粒组成区分为几种不同的组合,并给每个组合一定的名称,这种分类命名
称为土壤质地。
13不同质地类型的肥力特性:沙土:透水透气性能好,保水保肥性能差,热传
递快;黏土:透水透气性能差,保水保肥性能好,热传递慢;壤土:介于两者之
间,属于比较好的土壤类型。
三土壤基本特性
1土壤酸碱反应:是指土壤溶液的呈现酸性、中性和碱性的程度,它反映土壤溶
液中H+浓度和OH浓度比例,同时也决定土壤胶体上致酸离子(才或AF+)或
碱性离子(Na+)的数量及土壤中酸性盐和碱性盐类的存在数量。一般土壤胶体
上吸收性H+或A产是土壤酸性的根源;碳酸钙是维持中性至弱碱性反应的物质
基础;碳酸钠是土壤表现碱性与强碱性反应的主要原因。
(1)土壤酸性
土壤酸性的来源:一方面与溶液中H\AF+浓度相关,另一方面更多的是与土壤
胶体上吸附的致酸离子(叶或A/)有密切关系。
一般依其存在的方式将土壤酸度分为两种类型:活性酸度、土潜在酸度。
我国土壤pH一般在4-9之间,呈现南酸北碱的趋势。在地理分布上由南向北pH
逐渐增加,大致以长江为界。长江以南的土壤为酸性和强酸性,长江以北的土壤
多为中性或碱性,少数为强碱性。土壤总酸度=活性酸度+潜在酸度
(2)土壤碱性:土壤碱性反映一是土壤弱酸强碱盐的水解盐类存在,包括碳酸
及重碳酸的钾、钠、钙、镁等盐类,如Na2c03、NaHCO3、CaCO3等;其次是
土壤胶体上的Na+的代换水解作用。
土壤碱性的表示方法:土壤碱性的高低用pH值表示外,通常利用总碱度和碱化
度表示。总碱度:是指土壤溶液或灌溉水中CO3和HCO3总和,用中和滴定法法
测定(cmol/kg);碱化度(Na卡饱和度)是指土壤胶体吸附的交换性钠离子占
阳离子交换量的百分数:
酸性土的改良:通常采用施加石灰粉进行改良,土壤的缓冲性能愈大,改变酸
性土(或碱性土)pH所需要的石灰(或硫磺等)数量越多;碱性土改良:通常
采用施加石膏、施加含硫酸化合物、施加有机肥(二氧化碳)
2土壤交换吸附性能
(1)土壤胶体的概念与基本特性:胶体是物质存在的一种状态,是一种分散体
系.是指一种或多种物质,以极细的(直径一般为1-lOOnm)分割状态分散在另
一种物质中的两相或多相体系;土壤胶体是指大小在1-100毫微米(在长、宽和
高的三个方向,至少有一个方向在此范围内)的固体颗粒而言。实际上凡l-100nm
之间的微细土粒分散在微粒间溶液所组成的体系,就是土壤胶体。,土壤胶体分
为:无机胶体;有机胶体;有机无机复合胶体;土壤胶体性质:具有巨大表面积;
土壤胶体的带电性;
(2)土壤交换吸附性能
土壤吸收能力:指土壤能够吸收和保持土壤溶液中的分子和离子,悬液中的悬浮
颗粒、气体及微生物的能力。一般分为:机械吸收、物理吸收性、化学吸收性、
物理化学吸收性、生物吸收性;土壤离子交换作用就是土壤的物理化学吸收方式。
土壤离子交换可分为两类:阳离子的交换作用、阴离子的交换作用;阳离子交换
主要特点:可逆反应、等当量交换、受质量作用定律支配;阳离子交换能力大
小主要取决于离子电荷数、离子半径和水化程度。电荷的数量多、离子半径大水
化半径小,交换性能强:一般三价大于二价大于一价;对于同价离子,半径大的
电荷密度小,电场强度弱,水化能力弱,离子水化半径小,易接近胶体,交换能
力强,离子半径小的则相反。
(3)土壤阳离子交换量与盐基饱和度:土壤阳离子交换量是指在中性条件下,
单位土壤中所吸收的阳离子总量,通常每百克土壤所能吸附的全部交换性阳离子
的毫摩尔数来表示,即为mmol/100go阳离子交换量是评价土壤肥力的一个指
标。它直接反应土壤可以提供速效养分的数量,也能表示土壤保肥能力、缓冲能
力的大小;盐基饱和度:土壤胶体上的交换性盐基离子总量占交换性阳离子总量
的百分比。盐基饱和土壤:土壤胶体吸附的阳离子都是盐基离子。盐基饱和的土
壤具有中性或碱性反应;盐基不饱和土壤:土壤胶体上吸附的阳离子有一部分是
H\AF+,土壤处于不饱和状态。而盐基不饱和的土壤则具有酸性反应,为酸性
土壤。盐基饱和度与pH的关系:从西北、华北到东南、华南逐渐降低;真正反
映土壤有效速效养分含量的大小。若阳离子交换量大,而盐基饱和度偏小,需要
采取措施对土壤加以改良,如施肥或用石灰中和。
(4)土壤离子交换作用对肥力形状的影响
1)影响土壤物理性状:土壤胶体的凝聚作用是形成土壤结构的重要因素。特别
是有机胶体吸收钙离子后所生成的凝胶,是把分散的土粒胶结成水稳性团粒结构
的良好胶结剂。
2)影响土壤养分有效性:土壤中养分的有效性在很大程度上取决于土壤的离子
交换状况。
3)影响施肥方式与效果:由于土壤胶体对各种离子态养料的吸收情况不同,其
保肥和供肥能力也有很大差异。
3土壤养分
土壤养分是指依靠土壤提供给植物生活所需的营养元素。土壤养分是土壤肥力的
物质基础,是土壤肥力的重要组成因素;土壤养分状况是指土壤养分的含量、组
成、形态分布和有效性的高低。土壤中的养分主要来自土壤有机质、矿物质及人
为施入的肥料。作物需要的养分种类很多,一般根据其需要量的多少分为两大类,
即大量元素,如氮、磷、钾、钙、镁、硫等,微量元素如铜、铁、锌、镒、钥、
硼等
(1)土壤养分的形态分类:速效养分是在作物生长季节内,能够直接、迅速为
植物吸收利用的土壤养分,基本上为矿质养分;无效养分是不能被植物吸收利用
的土壤养分,也有人叫它迟效养分。一般来说,速效养分仅占很少部分,不足全
量的1%,应该注意的是速效养分和迟效养分的划分是相对的,二者总处于动态
平衡之中。某种养分总量叫该养分全量
(2)土壤水分状况与养分的有效化
首先,作物从土壤中吸收养分,必须在有水的条件下才能进行。作物所需的养分
中,大多以“向根液流”的方式进行。
其次,土壤溶液是养分迁移转化最集中的场所。只在土壤水分适宜的情况下,土
壤中水、气才能协调,有机质才可能因好气微生物作用而较迅速地分解,矿化率
才高,中间产物及有毒、有害物质才少,释放出呈氧化态的养料才可以及时被作
物吸收利用。
最后,,土壤养分的有效化过程,实际上是生物过程和化学过程。这两个过程都受
温度的制约而温度的变化主要又决定于土壤含水量的多少。因此调节土壤水分状
况,适时、适量灌水(一般要求控制土壤含水量为田间持水量的60%〜80%),
以水调气、调温,调节土壤的其它性质,创造良好的土壤环境,才有利于促进土
壤养分的不断有效化。
4土壤的结构性:土壤中的单粒、次生单粒或团聚体的数量、大小、形状及其相
互排列和相应的孔隙状况综合特性。
(1)团粒结构是指近似球形的较疏松的多孔的小团聚体,直径约为0.25〜10mm。;
土壤团粒结构与土壤肥力:能协调土壤水分与空气矛盾;能协调土壤养分的消耗
与累积的矛盾;能稳定土温,改善土壤温度状况;改良土壤耕性,改善植物扎根
的土壤条件;
(2)土壤的孔隙性是土壤固体颗粒间所形成的不同形状和大小孔隙的数量、比
例及分布状况的总称。孔隙度:一定体积的土壤中,孔隙的体积占整个土壤体积
的百分数成为土壤孔隙度。土壤孔隙度受到土壤质地、结构、有机质含量和耕
作措施的影响而变化;土粒容重:单位容积固体土粒(不包括粒间孔隙的容积)
的质量(g/cm3)。与土壤组成有关,包括土壤矿物质组成、土壤有机质组成,常
用土壤密度值2.65g/cm3;土壤容重:自然状态下单位容积土壤的重量(干重)
(g/cm3),土壤容重的范围1.0-1.5g/cm3理想<1.35g/cm3。主要受到各种自然
和人为因素影响,特别通过影响孔隙影响土壤容重:土壤质地;土壤结构;自
然因素(动物孔穴等);人为因素(耕作,压实,结构改良剂等);土壤孔隙
比指土壤中孔隙容积与土粒容积的比值。当量孔径的概念:土壤的当量孔径(又
称实效孔径):指与一定土壤水吸水相当的孔径叫当量孔径。用茹林公式计算:
"=%;土壤孔隙分级:无效孔隙、毛管孔隙、通气孔隙。土壤结构的评
价:有一定的稳定性,包括力稳性、水稳性:浸水后易分散,称非水稳性结构体、
生物稳定性:
5土壤的通气性:即土壤气体交换的性能。主要指土壤与近地面大气之间的气体
交换,其次是土体内部的气体交换。土壤与大气的气体交换,亦称为土壤的呼吸
作用。
(1)土壤通气性的意义:土壤空气影响种子萌发和根系的发育、土壤空气影响
土壤养分状况、土壤空气影响植物抗病性通气不良产生还原性气体H2S、CH4、
H2、PH3等会严重危害作物生长,C02过多致使土壤酸度增高,致使霉菌发育,
植株生病、土壤通气不良,会影响微生物活动,降低有机质的分解速度及养分
的有效性、土壤通气不良还会使土壤中的有机质分解形成氢,氢能引起富含氧
的盐类以及三价铁和四价镒的化学还原作用、土壤中氧少、二氧化碳多时,会使
土壤酸度提高,适宜于致病霉菌的发育,易使作物感染病虫害、良好的通气性
是作物吸收大量水分必不可少的条件。
(2)土壤通气性机制:气体整体流动、气体扩散;影响土壤通气性的因素:
土壤与大气间温度和大气压的差异、土壤含水量的变化、土壤中空气孔隙的数量、
大小及联通程度、土壤与大气或相邻土层的氧和二氧化碳的浓度差
(3)通气性指标:土壤呼吸系数:单位时间内,单位面积的土壤表面扩散出的
C02容积对消耗。2的容积的比率。它可用来衡量土壤中生物活动的总强度。正
常情况下,土壤呼吸系数接近于1,若超过1则说明土壤通气性差;土壤中氧的
扩散率:每分钟内扩散通过每平方厘米土层的氧的克数(或微克数)。其大小标
志着土壤空气中氧的补给更新速率的快慢;土壤通气量:单位时间、单位压力
下,通过单位体积土壤的空气总量(CO2+O2)。常用mL/(cm3-s)表示。土壤
的通气量大,表明土壤通气性好。
6土壤热状况
3.6.1土壤的热平衡
土壤的热特性主要包括土壤的热容量、土壤的导热性、土壤的导温率;土壤的热
容量:单位重量或单位体积的土壤,温度每升高或降低1K1K时所吸收或放出热
量的焦耳数叫做土壤热容量。土壤的导热率:导热率是指单位温度梯度下,单位
时间通过单位面积土壤传导的热量,单位J/cm.s。影响土壤导热率大小因素是:
①土壤含水量;②土壤松紧度,主要影响因素是土壤的孔隙度。当土壤干燥缺水
时,土粒间的土壤孔隙被空气占领,导热率就小。当土壤湿润时,土粒间的孔隙
被水分占领,导热率增大;土壤的导温率:土壤导温率又叫土壤热扩散率,指土壤
传递热量后其温度升高难易的性能,是热容量和导热性的综合表现。土壤热扩散
率与导热率和热容量的关系如下:
土壤热扩散率的大小反应土壤导热引起土壤温度变入K=Cv
4土壤水分
1土壤水三种力:土粒的吸附;毛管引力;重力
2土壤水分的类型:吸湿水、薄膜水或膜状水、毛管水(毛管水又分为毛管上升
水和毛管悬着水)、重力水
3土壤水分常数:在一定条件下(状态下)土壤的特征含水量,包括吸湿系数:
当土壤固相颗粒的表面吸附作用与解吸作用达到平衡后,土壤的含水量称为吸
湿系数。最大吸湿量:在空气相对湿度饱和的情况下,土壤颗粒表面对水汽分子
吸附与解吸达到平衡后,土壤含水量;凋萎系数:当土壤含水量减少到土粒对
水分子的引力等于或大于L5xl()6pa时,植物会因无力吸水而发生永久性凋萎,
土壤对水分子引力等于L5xl()6pa(15巴)时的土壤含水量称为永久萎焉点或
凋萎系数:凋萎系数=吸湿系数xl.5(经验公式);最大分子持水量是指当膜状
水的水膜达到最大厚度的土壤含水量,包括全部吸湿水和膜状水。一般土壤的最
大分子持水量约为最大吸湿量的2〜4倍;毛管断裂含水量:毛管水分运行速度
很快,当地表蒸发时,下层水分沿毛管向上移动,补充地表水分损失,当含水
量降低到一定水平,毛管水分就失去了连续性,在一些较大孔隙充有空气阻隔
水分移动,这时的土壤含水量叫毛管断裂含水量。毛管断裂含水量相当于田间
持水量的60〜70%左右。也是人们常说的水分胁迫点;田间持水量:毛管悬着水
达到最大数量时,土壤的含水量叫田间持水量。给土壤充分灌水后,及时覆盖
地表,防止蒸发,让其平衡2〜3天,到土壤湿度基本稳定后测得的土壤含水量。
制定灌溉定额的上限;表示土壤水分有效性的上限值;全持水量或饱和含水量
是指土壤所有孔隙全部充满水分时的含水量。当土壤处于饱和状态时,土壤通气
性差,不利于旱作物生长发育。全持水量常作为表示土壤水分饱和度的标准,
是计算淹灌稻田各种水量的依据。
不同类型土壤的水分常数是不同的,主要决定于土壤的质地和结构状况。
一般情况下,质地和结构相近的土壤,它们的各种水分常数大体相近;而质
地和结构不同的土壤,当达到某i水分常数时,其含水量各不相同,但其被土壤
所保持的力是相同的。一般是质地粘重,有机质含量高,结构良好的土壤所保
蓄的水分较多,其土壤水分数常值也相应较高。
4土壤水分含量与有效性
土壤水分有效性是指土壤水分是否能被作物利用及其被利用的难易程度。土
壤水分有效性的高低,主要取决于它存在的形态、性质和数量,以及作物吸水力
与土壤持水力之差。
(1)土壤含水量:它是指在一定量的土壤中所含水分数量的多少。土壤含水
量的测定:测定土壤含水量的方法有多种。有直接测定的方法也有间接测定的
方法,有适于室内测定的方法也有适于野外现场测定的方法,如烘干法、酒精燃
烧法、红外线干燥法、碳化钙法、电阻块法、热传导法、热电偶法、中子法、y
-射线法和微波法等,但目前仍以烘干法作为标准方法;土壤含水量的表示:重
量含水量:土壤中保持的水分质量占土壤质量的分数(g/kg);体积含水量;相对
含水量:以某一时刻土壤含水量占该土壤田间持水量的百分数;水层厚度:水
层厚度DW:指一定厚度(h),一定面积(s)的土壤中的含水量相当于多少面积
相同的水层厚度。单位:mm;饱和度:土壤水的体积与孔隙体积比值
(2)土壤水分有效性:
最大有效水含量=田间持水量-萎蕉系数(取决于土壤性质的)
有效水含量=某时刻自然含水量-萎蕉系数(动态的)
5土壤水分能态
任何物质都具有能量,按照经典物理包括动能和势能,但土壤水分运动比较
慢,通常仅考虑势能。土水势(w土):从一已知高度的蓄水池中,把无限少量的
纯水,在一个大气压下等温地和可逆地转移到土壤中的某一指定高度成为土壤水
所必须作的功。土水势包括基质势、溶质势、压力势、重力势;总水描述植物
从土壤中吸水能力时或者土壤水分有效性时用)。
饱和情况下ww=vo+WP
非饱和情况下\|/w=\|/o+\|/m
此时水势的相反数人们叫它“水吸力”(基质吸力+溶质吸力)
土壤水吸力一指土壤水受一定吸力的情况下所处的能态。它和土水势数值相等,
但符号相反。土壤水吸力的两个特点:(1)土壤水吸力只包括基质吸力和渗透
吸力(相当于基质势和渗透势),不包括其他分势。而且去掉正负号,取正值。
(2)土壤水吸力在概念上虽不是指土壤对水的吸力,但在测定上可以用土壤对水
的吸力来表示土壤水吸力(用压力单位)如土壤水吸力为1巴,我们对土壤施加
大于1巴的吸力,水就会流出来。土壤水吸力应用简便,比较形象易懂。结论:
土壤水是由土壤水吸力低处流向水吸力高处。
土壤水分特征曲线:用土壤水吸力为纵坐标,以相应的含水量为横坐标绘成曲
线来表示土壤水吸力与含水量关系的曲线;影响土壤水分特征曲线的因素:土
壤质地、土壤结构、容重、土壤温度;土壤水分特征曲线的测定:张力计法、
压力膜法、离心机;土壤水分特征曲线的应用:可利用它进行土壤水吸力S和含
水率q之间的换算、土壤水分特征曲线可以间接地反映出土壤孔隙大小的分
布、水分特征曲线可用来分析不同质地土壤的持水性和土壤水分的有效性、应
用数学物理方法对土壤中的水运动进行定量分析时,水分特征曲线是必不可少的
重要参数。
不同条件下土壤能态计算
6水分入渗:水分进入土壤过程为入渗。主要取决于供水能力与土壤入渗能力。
土壤入渗能力常用土壤入渗率和累积入渗量来表示。入渗率是指在单位时间、单
位面积土壤表面进入的水量。在开始入渗阶段,土壤入渗率较大,随着时间延续,
入渗率逐渐减小,并趋于稳定,并将趋于稳定的入渗率称为稳定入渗率。而累积
入渗量是指一定时段内通过土壤表面渗入土壤的累积水量。累积入渗量⑺与入渗
.=dl_
率⑴存在函数关系,利用公式表示为:‘一力
土壤入渗分成三个阶段,即湿润阶段、渗漏阶段和渗透阶段。影响土壤入渗过
程的因素:如土壤质地、土壤构造、土壤前期含水量、供水方式与强度、供水水
质、土壤温度等;常用入渗公式:可以分成三种类型,即物理基础模型、经验
模型和概念模型。水分再分布:土壤供水结束后,土壤水分运动过程;土面蒸
发:土壤中的水分以水汽的形式扩散到大气中的现象即为土面蒸发,也称跑墙。
土面蒸发分三个阶段:大气蒸发力控制阶段、土壤导水率控制阶段、扩散控制阶
段。
5土壤耕作与管理
1土壤耕作与管理的意义:调节耕层三相比,创造适宜的耕层构造;创造深厚的
耕层与适宜的播床;翻耕残茬、肥料和杂草;保持水土、培肥地力
2土壤耕作基本方法、平翻耕作:翻地、耙地、耕地、镇压、中耕;垄作耕
法:抠种、壤种、中耕;深松耕法:垄沟深松、垄底深松、垄帮深松;少耕体系:
保留翻地环节少耕、免去翻耕环节的少耕;免耕法:生物措施、化学措施、机械
措施
2耕作与土壤水分关系
土壤水库:土层深厚的土壤具有较显著的存储和调节水分的功能;土壤水库
的特性:土壤水库容量取决于土壤厚度和孔隙度,如果土壤深厚具有较大的库
容,可以储蓄大量水分,供作物吸收利用。土壤水库的功能:对作物供水具有连
续性;对作物供水具有调节能力:季节性调节、深层储水调节、具有天旱地不
旱的功能
3施肥作用:增加作物产量和提高水分利用率;能改良土壤和提高土壤肥力;改
善农产品品质;有效减轻农业灾害和提高水分利用率;施肥提高水分利用率的
机制:施肥促进了作物根系发育;促进了作物摄取和转运土壤水分的能力;提
高了作物蒸腾量,减少了水分蒸发量
4保护性耕作:保持水土、培肥地力和保护生态环境的耕作措施与技术体系。
六低产田改良与合理利用
1盐碱土是各种盐化土和盐土以及碱化土和碱土的统称。这类土壤含有大量的
可溶性盐分,对大多数作物会产生不同程度的危害。
盐碱土中含有各种各样的阴离子和阳离子,其中主要的阴离子有氯根(C1)
硫酸根(S04”),碳酸根(CO32-),重碳酸根(HC03〉主要的阳离子有钠(Na+)、钾
(K+)、钙(Ca2)镁(Mg2+)。其中由阳离子与氯根(C「)和硫酸根(SO4。所组成的
盐称为中性盐。由阳离子与碳酸根(C03~)、重碳酸根(HCO。所组成的盐称
为碱性盐。
2盐土和盐化土的性质:当土壤表层中的中性盐含量达到一数量(一般为2g/kg)
时,会对大多数作物产生不同程度的危害,这类土壤称为盐化土。盐化的程度
随着中性盐含量的增加而加重,当含盐量超过一定数量(一般氯化物类为6g/kg,
硫硫酸盐类为20g/kg)后,只有极少数耐盐野生植物才能生长,这种土壤称为
盐土。具有以下性质:土壤中含有大量的可溶性盐;土壤呈现碱性反应,土
壤中盐分一般为中性盐;土壤中有机质含量比较低;土壤母质多为河流沉积物、
洪积物和潮积物;地下水位一般比较高,蒸发能力比较大
3碱土与碱化土性质
如果土壤表层中的盐分是以碱性盐为主,土壤呈强碱反应(pH>8.5)且其
碱化度(或称钠化率,即交换性钠离子占交换性阳离子总量的百分数)超过5%
时,称为碱化土;当碱化度超过20%时,则称为碱土。具有如下性质:易溶性
盐具有明显淋溶下移现象;呈强碱反应,Ph在8.5以上;土壤胶体由于吸附大量
的钠离子而被高度分散;在强碱条件下,土壤黏土矿务发生分解,产生二氧化硅,
呈现白色粉末状分散在土壤上层。
4我国盐碱土的特点及分布情况:分布广、面积大、类型多;我国盐碱
土的分区:滨海盐碱土区、华北盐碱土区、西北半干旱盐渍土区、西北干旱
盐碱土区、东北盐碱土区
5盐碱土的成因
(1)盐土的形成过程
1)自然条件对盐渍土形成的影响
盐土的形成过程就是各种易溶性盐类在土壤表层逐渐积累的过程,一般叫做
土壤的盐渍化过程。盐分在土壤中的积累是在下列自然条件的综合作用下逐步
实现的。具体原因:干旱的气候条件;较高的地下水位和矿化度;低平的地形条
件;含盐母质与土壤质地的影响;生物的聚盐作用。
2)人类活动对盐渍土形成的影响
人类的灌溉耕作活动对盐渍土的形成也有很大影响。在北方干旱和半干旱地
区,如果灌溉管理不当,就会使一些非盐渍化的土壤发生盐渍化,这种盐渍化过
程称为次生盐渍化过程。土壤的次生盐渍化属于现代积盐过程,这一过程的形
成主要是由于灌溉管理不当使地下水位升高所造成的,同时地下水的矿化度、土
壤性质和气候条件对次生盐渍化过程的产生也有很大影响。
3)土壤盐渍化的类型
苏打盐渍化:苏打盐渍化是在高地下水位和低矿化度(1〜2g/L)的草甸植被
条件下形成的。苏打盐渍化含盐量不甚高,但是以重碳酸钠和碳酸钠为主,呈强
碱性,土壤有机质较多,并且被苏打所溶解分散而使土壤染成黑色,故有“黑油
碱”之称。
硫酸盐盐渍化:土壤中开始积累大量硫酸盐的过程称为硫酸盐盐渍化过程。
一般当地下水矿化度较高,进入硫酸盐阶段时,在温暖季节,在大气水量少而
蒸发强烈的情况下,硫酸钠便在土壤表聚积。在宁夏和新疆的温暖干旱地区,
硫酸盐就容易相对累积而造成土壤的硫酸盐盐渍化。
氯化物盐渍化:盐渍土中的C1-占阴离子总量的25%以上时称为氯化物盐渍
化。它一般形成于气候干旱、地形低洼封闭,或受海洋沉积母质或海潮的影响,
地下水位高、矿化度大的地区。氯化物盐土的盐分含量很高,以氯化钠为主,
地表易形成氯化钠的灰色硬盐壳或盐结皮,故称之为结皮盐土。如以MgC12或
CaC12为主,由于它们具有吸湿性,则称之为潮湿盐土。
硝酸盐盐渍化:一般情况下较少出现,主要见之于特殊干旱地区的古沼地带,
由于湖沼的干涸,有机质腐解而产生大量的硝酸盐,又因气候特殊干旱,使溶
解度很大的硝酸盐也不被淋溶而呈现出硝酸盐盐渍化,硝酸盐常伴随着其它盐类
出现,故很少有单独的硝酸盐盐渍化。
(2)碱土的形成过程
碱土的形成过程实质上是土壤胶体上交换性钠离子的饱和度逐渐增高的过
程。碱化过程往往与脱盐过程相伴发生。当盐化土壤在淋溶脱盐时,钙盐和交换
性钙便不断被淋洗,土壤交换性钠离子逐步取代了土壤胶体上的交换性钙、镁离
子而使土壤逐渐碱化。碱土是在盐土的基础上形成的,在形成碱土以前,不论
是属于中性盐(氯化物与硫酸盐)类型的盐土,还是苏打类型的盐土,在形成
碱土以后,都是以在土壤中出现苏打为其代表特征的。
6盐碱土的分类与基本特征
(1)盐土的分类与基本特征
盐土是以积盐为主要成土过程的土壤类型。在盐土中,各种易溶性盐类总
的趋势是向地表积聚,由于不同的环境,积聚方式、数量及盐分种类的不同,形
成了各种不同类型的盐土。
1)盐土的分类
根据形成条件划分:根据不同的形成条件可以分为:滨海盐土;草甸盐土;
沼泽盐土;洪积盐土;残余盐土;碱化盐土六个亚类。
根据盐分组成划分:由于各种易溶性盐对植物的危害程度不同,因此也常
根据盐分组成,即易溶性盐中的主要阴离子的相对含量(C1-的mmol/100g与土
的mmol/100g土之比值)或阳离子的相对含量(Na++K®mmol/100g土与
Ca2++Mg2+的mmol/100g土之比值或Mg?+的mol/100g土与Ca?+的mmol/100g土
之比值)来进行划分。
根据含盐量高低划分:土壤含盐量对作物出苗、生长发育及产量都有直接影
响,故在农业生产上常以含盐量高低来进行分类。一般是按照1米土层内所含可
溶性盐类占干土重量的百分数来进行划分
2)盐土的基本特征
土壤中一般含有大量的可溶性盐(其含量在10g/kg左右,多者甚至可达
10.0〜20.0g/kg),且一般含有较多的CaCCh。盐分在剖面中的分布特点是上多
下少,呈漏斗型曲线。
土壤一般呈微碱性反应。pH在7.5〜8.5之间。;土壤有机质含量一般不高,
约为10g/kg左右,只有沼泽盐土可高达20〜40g/kg。;土壤母质多为河流沉积
物。洪积物或湖积物,土层极厚,质地粗细不等,有的沙粘相间,有的比较均
-。;地下水位一般较高。土壤常有返潮和夜潮现象,土性较冷,开垦种植作
物时,不发小苗。在心土或底土层中有潜育化现象,出现锈纹锈斑,有时还会
出现青灰色潜育层。
(2)碱土的分类与基本特征
1)碱土的分类
根据形成条件划分。可分为草甸碱土、草甸草原碱土和草原碱上。其下--级
分类可按盐分组成分为草甸苏打碱土、草甸氯化物硫酸盐碱土、草甸混合盐(苏
打、氯化物、硫酸盐)碱土等。
2)碱土的基本特征
易溶性盐有明显淋溶下移现象;呈强碱反应,pH在8.5以上,往往达到9〜
10;土壤胶体因吸附有大量的钠离子;在强碱条件下,土壤粘土矿物发生分解,
产生SiO2,呈白色粉末状分散在土壤上层,而铁、铝、镒等则向心土淀积形成
淀积层。
7盐碱对作物的危害
(1)盐害:盐分过多对作物有如下的影响:影响作物吸水(浓度升高,增
加土壤渗透压)、影响作物吸收养分(离子间相互作用和限制,同离子效应)、
某些离子对作物的直接毒害作用(如氯离子、钠离子、硼离子等)、影响土
壤对作物养分的供应(抑制微生物活动、养分转化。
(2)碱害:降低土壤养分的有效性(强碱性使一些营养形成溶解性很低的化合
物)、恶化土壤物理和生物学性状(钠离子具有分散作用,破坏土壤团粒结构)、
影响作物生理活动(强碱物质破坏作物根部的各种酶,影响作物新陈代谢)
注意:
•泌盐植物不同的盐类对作物产生毒害的程度不同,几种盐渍土中常见的可溶
性盐类对作物危害的次序是:Na2CO3>MgCl2>NaHCO3>NaCl>CaCl2>
MgSC)4>Na2so4
•在可溶性钠盐中,碳酸钠对作物的危害最大,硫酸钠的危害最小。若以硫酸
钠作标准,它们对作物危害程度的比例是Na2co3:NaHCO3:NaCl:Na2so4=10:
7作物的抗盐性
作物在适应土壤盐分的过程中产生了不同程度的抗盐能力。根据其适应的
方式可分为:
(1)排盐类型:某些作物由根部吸收的盐分经过叶面蒸腾或经过一定的分
泌腺排出体外。这类作物往往有较高的抗盐能力。
(2)积盐类型:某些作物能将吸收的盐分积聚于体内某一部位,并借助
体内产生亲水胶体的特性来防止盐害,同时又利用由于盐类的积聚而产生的高
渗透压吸收水分。这类作物的抗盐力比第一类作物差。属于这一类型的栽培
作物有甜菜、菠菜等。野生植物中大多数的藜科植物属于此类,一般称为肉质
嗜盐植物。
(3)拒盐类型:这类作物一般多具有旱生构造,它们借助旱生构造来减
少蒸发,因而也减少对含盐土壤溶液的吸收,以增加对盐碱的抵抗能力。它们
的抗盐力较前两类差。属于此类作物有糜子、谷子、高梁、棉花等,一般称为
旱生抗盐作物。
8盐碱土的治理与改良利用
(1)盐碱土改良的原则
要彻底改良盐碱土,必须采取以水肥为中心,包括水利、农业、林业等各
方面的综合措施,做到五个“结合”:利用与改良;防盐与改盐;治标与治本;
水利与农林;改土与培肥。只有这样才能达到盐碱土的根本上的治理。因此
普遍遵循以下原则:因地控制的原则、综合治理的原则、改良与利用相结合原
则、水利工程措施与农业生物措施相结合原则、土壤除盐与土壤培肥相结合原
则。
(2)盐碱地治理与改良利用的措施
1井、沟、渠相结合的水利工程措施
井灌井排是我国北方盐碱地区采取的一项综合治理旱、涝、盐碱的有效措
施。洗盐速度快,脱盐效率高;能降低地下水位,腾出地下“库容”;抽咸补淡,
加速地下水淡化。同时也可以与地面水联合应用,补充地下水。
2种稻改良
在低洼易涝的盐碱地区,在具有良好的灌排条件下,合理种植水稻是边利
用边改良、改良与利用结合,收效较快的一项措施。主要作用有:促进土壤
脱盐、形成地下水淡水层、滞蓄沥涝。
3排水措施
在改良盐碱土的各项措施中,排水是一项重要的关键措施。盐碱地区排水
设施的主要作用是:加速排出土壤和地下水中由洗盐、灌溉和降雨所淋下的
盐分;控制地下水位于不致使土壤积盐的深度及时排出涝水;调节区域水文
状况,满足作物对土壤水分、空气、养分和温度的要求。排水系统有水平和
垂直排水,水平排水包括明沟排水和暗管排水。垂直排水主要是竖井排水。
4冲洗改良
盐碱上的灌水冲洗,就是把水灌到地里,使土壤中盐分溶解于水中,通
过水在土壤中的渗透,自上而下地把土壤中过多的可溶性盐冲洗下去,并由排
水沟排走。在有水利条件的地区,灌水冲洗是改良盐碱土和开垦盐碱荒地重要
措施。
(1)冲洗脱盐标准:主要脱盐层允许含盐量和脱盐层厚度。这主要与土
壤含盐量和作物耐盐度有关。
(2)冲洗定额:冲洗定额是使土壤达到冲洗脱盐标准,单位面积土地上
所需的冲洗灌溉水量。影响因素包括土壤初始含盐量、盐分组成、
土壤质地、冲洗水质、田间工程及冲洗灌水技术、气候条件等。
5耕作施肥改良
平整土地,深耕深翻,适时耕耙,增施有机肥等农业技术措施对改良盐洗碱
土均有明显效果。
6生物改良
植树造林和广种绿肥也是综合改良盐碱地的--项重要措施。据测定,5~6
年生的柳树,每年每亩的蒸腾量可达1360m3,起到竖井排水的作用
7物理化学改良
对盐碱土的物理化学特性采取相应的物理化学措施进行改良,已证明是一项
行之有效的措施。目前比较成功的理化措施大致有以下儿种。
(1)电化处理
(2)磁化处理
(3)使用化学改良剂
8放淤改良
放淤是把含有泥沙的河水,通过渠系,引入事先筑好畦填和进退水口建筑物
的地块,用减慢水流速度的办法使淤泥沉淀下来,而在地面上形成一层淤泥层。
这一措施在引黄灌区应用较多,对改良盐碱地特别是盐碱沙荒地有显著的效果。
放淤后可在盐碱地面上形成深厚的淡土层,降低了地下水位,有利于防止返盐;
引放大量淤水相当于一次大定额的冲洗,可起到淋洗盐分,使土壤脱盐的作用;
淤水含有大量粘粒和速效养分与有机质,放淤后可改善土壤理化性状,提高土
壤肥力
9风沙土与荒漠土壤改良
风沙土形成:流动风沙土阶段;半固定风沙土阶段;固定风沙土阶段
10红壤的分布及成土条件
(1)红壤的形成特点主要表现为富铝化过程和生物富集过程长期的共同
作用,而使土壤具有某些特殊的生物化性状。
(2)红壤低产的原因
1)质地粘重:由于红壤富铝化作物显著,风化程度深,一般质地都很粘重,
其其结构性也差,孔隙度很低,通透性和耕性均差,不利于耕作和作物根系仰
展,影响作物的正常生长发育。
2)酸性强:由于土壤富铝化作用的结果,使土层中氧化铁和氧化铝增多,
尤其是活性铝大量聚积,这是造成红壤强酸性的主要原因。
3)缺乏有机质和养分元素:红壤的生物富集作用虽然旺盛,但因矿质化作
用也十分强烈,故有机质不易积累,加之大部分红壤区自然植被遭到破坏,就使
土壤有机质更为缺乏。不能满足作物的要求,这也是红壤贫瘠低产的重要原因。
4)易受干旱:红壤地区的雨量虽较充沛,但因受季风影响,雨量分布不匀,具有
明显此的旱季。同时,其所处的地形为起伏的山丘,不易保水,因而常遭受干旱。
(3)红壤利用改良的主要措施
红壤的基本性状可归纳为粘、酸、瘦、干四个方面。这是红壤低产的主要原
因。为了发挥红壤地区优越水热条件的作用,变低产为高产,必须针对上述特点,
采取相应措施加以利用改良。利用改良的主要措施有:
修筑梯田,搞好水土保持;建库蓄水,发展灌溉;.增施有机肥,施用磷钾肥;合
理耕作,加速熟化;施用石灰,改良土性。
11渍害水稻土改良
渍害水稻水是一种在长期淹水还原条件下形成的水稻土,其剖面的主要特征
是具有潜育层。其成上过程主要是潜育化过程。
潜育化过程是指土层长期被水浸渍、通气不良、处于嫌气状态,在易分解
有机质存在及嫌气微生物活动下,产生较多的还原性物质,使高价铁、镒转化为
亚铁、钛,从而形成蓝灰色或青灰色土层(即潜育层或青泥层)的过程。
2)渍害水稻土的形成
渍害潜育性水稻土是在以下三种情况的综合作用下形成:淹水还原条件;存
在可分解的耗氧有机物质;嫌气性微生物的活动。其中淹水还原则是前提条件。
3)潜育水稻土的分类
潜育层是渍害潜育性水稻土区别于一般正常水稻土的主要诊断层次。根据潜
育层出现的部位、厚度及发育程度,可将其区分为五种类型。全层潜育型:通体
或除表层外均处于还原状态。上位潜育型:耕作层和犁底层以下皆为潜育型。
下位潜育型:潜育层出现在50〜60cm以下。
犁底层潜育型:犁底层呈潜育状态。
中层潜育型:潜育层出现于剖面中部。
(2)渍害水稻土的成因
1)气候因素。稻区地处亚热带或热带季风气候区,雨量较多,一般年降雨
量为1000〜2000mm,且多集中在夏秋之际,过多的雨量,常使某些土壤处于水
分过多的湿润状态而产生渍害。
2)地形地貌因素。稻区多分布在册丘的冲垄谷地或中、小盆地内,是地面
水和地下水的汇集区,地下水位较高,易产生渍害。分布在平原地区的稻田,
由于地面水位较高,制约了地下水的排泄,因而也就更易产生渍害。
3)水文地质因素。山丘区某些稻田,由于田间有冷泉水的浸渍或出溢,使
土粒高度分散,水土温度低,常常形成冷浸烂泥田,是一种严重的渍害低产稻田。
4)土壤因素。稻区地处热带亚热带,高温多雨,风化作用强烈,土壤质地
粘重,通透性差,地下水位易升不易降,排水不良,加之,长期种稻形成的犁
底层密实阻滞,就很容易发生上层滞水,影响作物根系发育而产生渍害。
5)人为因素。由于人为因素也会使稻田产生渍害或使原来的渍害加重。
12渍害水稻土低产的原因
渍害水稻土虽有多种类型,但却具有共同的特征,这些特征影响了作物的生
长发育,使之成为低产稻田。包括:•水多水冷土温低;有机质难分解,缺乏有效
养分;•土烂泥深结构差;还原性有毒物质多。
13渍害水稻土的改良
渍害水稻土的主要特征和低产原因是水多、水冷、土温低。因此,要进行知
名度治理和改良,首先就必须消除水害,从根本上改善土壤的水热状况,再结
合其渍害水稻土的改良的其他措施:开沟排水,涝渍兼治;干耕晒田,客土掺
沙;水旱轮作,合理施肥。农业措施,才能使之由低产田变为高产田。
7作物与水分关系
教学要点:掌握作物水分生理、作物需水规律和作物与水的生态关系;.掌握根
系吸水的动力、根系吸水速率及其影响因素;.掌握蒸腾作用的生理意义、蒸腾
作用的表示方法、蒸腾途径及其影响影响条件;.了解作物水分的输导,农田耗
水途径和作物需水量的概念、作物需水的基本规律、作物对灌溉排水的要求。
7.1作物水分生理
作物对水分的吸收、运输、利用和散失的过程,被称为作物的水分代谢。
7.1.1作物体内水分态势及其生理作用
7.1.1.1作物的含水量及其存在状态
1作物的含水量特点
1)不同作物含水量不同
水牛:植物卓本植物苔绊
含水状90。。含水;止70-85。。含水;
水生〉中生〉旱生,
水生〉中生〉旱生
2)同一植株不同器官、组织含水量不同
根60%-90%,休眠芽40%,树干40〜50%,种子10%—14%
3)同一器官不同生长期,含水量也不同
前期〉后期新生旺盛>衰老成熟
4)同一种种作物,不同环境下有差异
荫蔽、潮湿>向阳、干燥环境
2作物体内水分存在的状态
1)自由水:作物体内不被亲水胶粒吸附,可以自由移动,可起溶剂作用的
水分。自由水参与各种代谢作用,自由水占总含水量的百分比越大,则作物
代谢越旺盛。
2)束缚水:作物体内吸附在亲水胶粒周围或被困于大分子空间中,不能
自由移动的水分。束缚水不参与代谢作用,束缚水含量与作物抗性大小有密切
关系。
7.1.1.2水在作物生理中的主要作用
1)水分是细胞质的主要成分
2)水分是代谢作用过程的反应物质
3)水分是作物对物质吸收和运输的溶剂
4)水分能保持作物的固有姿态
5)水的某些理化性质也有利于作物的生命活动,高的比热和气化热,有利
于调节作物体的温度。
7.1.2作物对水分的吸收
7.1.2.1作物细胞对水分的吸收
作物细胞吸水主要有3种方式:未形成液泡的细胞,靠吸胀作用吸水;液
泡形成以后,细胞主要靠渗透性吸水;另外还靠与渗透作用无关的代谢性吸水;
在这3种方式中,以渗透性吸水为主。
1水势的概念
水势(waterpotential)就是每偏摩尔体积水的化学势。就是说,水溶液的化学
势(RW)与同温、同压、同一系统中的纯水的化学势(pwO)之差除以水的偏
摩尔体积(Vw)所得的商,称为水势。
纯水的水势定为零,溶液的水势就成负值。溶液越浓,水势越低。水分移
动需要能量。水分总是从水势高的地方流向水势低的地方.
2细胞的渗透吸收
作物细胞就是一个渗透系统。成熟细胞的原生质层(原生质膜、原生质和
液泡膜)相当于半透膜。液泡液、原生质层和细胞外溶液构成了一个渗透系统
细旭夕卜
ry
水分子选手话什上4L
(水孔蛋广I)
XXX
细胞侦
1*13.6水分广江以货过m物体胶.通过单个水分厂的扩恢作川%11
帙双分「宗・如//郃分所示.微联的水分广流通him兑帆朕
蛋白如水孔蛋n形成的水分厂选样件孔道进入植物体朕内
细胞的水势。细胞吸水情况决定于细胞水势。典型细胞水势ww是由3个势组成
的:\|/w=\|/s+\|/p+vm
未形成液泡的细胞具有•定的衬质势,干燥种子的\|/m可达-100MPa;已形成
液泡的细胞,其衬质势只有-0.01MPa左右,只占整个水势的微小部分,通常省
略不计。细胞初始质壁分离时:
\|/p=0,\|/w=\|/s
充分饱和的细胞:v|/w=0\|/s=-\|/p
蒸腾剧烈时:\|/p-><0,\|/w<\|/s
5
/
户
由
•
鑫
匾
修
,
案
3二
0.91.01.11.21.31.41.5
相对体积
图植物细胞的相对体积变化与水势(里助渗透势(效用1压力势(如位间的关系的图
解P
(3)细胞间的水分移动
A.将细胞放入高水势溶液中…
B,将细胞放入低水势溶液中:“
C.将细胞放入等水势溶液中:〃
3.细胞的吸涨
吸雌用是细胞亲水胶体吸水膨胀的现象。“
3细胞的吸胀性吸水
细胞在形成液泡之前的吸水主要靠吸胀作用。吸胀作用的大小就是衬质
势的大小。
4代谢性吸水
作物细胞利用呼吸作用产生的能量使水分经过质膜进入细胞的过程,叫做
代谢性吸水。代谢性吸水只占吸水量的很少一部分。
5水分进入细胞的途径
水分在细胞膜系统内移动的途径有2种:
①单个水分子通过膜脂双分子层的间隙或通过水通道进入细胞;
②水集流通过质膜上水孔蛋白中的水通道进入细胞。
水孔蛋白是一类具有选择性、高效转运水分的膜通道蛋白。
图水分跨过细胞膜的途径
左.单个水分子通过膜脂双分子层扩散或通过水通道
右.水分集流通过水孔蛋白形成的水通道
7.1.2.2作物根系吸水
1根系吸水部位
区.伸长区和分生区,根毛区的吸水
能力最大.“
①根毛区有许多根毛,增大了吸收面
积…
②根毛细胞壁的外部由果胶质组成,
粘性强,“
亲水性也强.有利于与土壕颗粒粘着
和吸水,~
③根毛区的输导组织发达,对水分移
动的阻"
力小.“
2根系吸水的途径与动力
共质体途径:是指水分从一个细胞的细胞质经过胞间连丝,移动到另一个细
胞的细胞质。移动速度较慢。
质外体途径:水分通过细胞壁、细胞间隙等没有原生质的部分移动,移动速
度快。
水分只能通过内皮层的原生质体,即进入共质体。
作物根系吸水主要依靠2种方式:主动吸水、被动吸水
(1)主动吸水:
根压:作物根系的生理活动使液流从根部上升的压力,称为根压。根压把根
部的水分压到地上部,土壤中的水分便不断补充到根部。大多数作物的根压为
0.05-0.5MPa0伤流(bleeding)从作物茎的基部把茎切断,由于根压作用,切口不
久即流出液滴,这种现象称为伤流。
吐水:没有受伤的作物如处于土壤水分充足、天气潮湿的环境中,叶片尖端
或边缘也有液体外泌的现象,称为吐水。
伤流和吐水现象是由根压所引起的
(2)被动吸水
蒸腾拉力:由于蒸腾作用产生的一系列水势梯度使导管中水分上升的力量。
蒸腾拉力是由枝叶形成的力量传到根部而引起的被动吸水
3影响根系吸水的因素
(1)土壤水分状况:根部有吸水的能力,而土壤也有保水的能力(土壤中胶
体能吸附一些水分,土壤颗粒表面也吸附一些水分);根部吸水能力>土壤保水
能力,吸水根部吸水能力<土壤保水能力,不吸水作物只能利用土壤中可用水
分。
(2)土壤通气状况:土壤通气不良使根系吸水量减少。
原因:
短期内可使细胞呼吸减弱,
影响根压,继而阻碍吸水;
土壤缺氧和CO?
(3)土壤温度:低温能降低根系的吸水速率,原因是:
①水分本身的黏性增大,扩散速率降低;
②细胞质黏性增大,水分不易通过细胞质;
③呼吸作用减弱,影响根压;
④根系生长缓慢,有碍吸水表面的增加。
土壤温度过高对根系吸水也不利。原因是:
①高温加速根的老化过程,吸收面积减少,吸收速率也下降。
②温度过高使酶钝化,影响根系主动吸水。
(4)土壤溶液浓度:根系要从土壤中吸水,根部细胞的水势必须低于土壤溶
液的水势。在一般情况下,土壤溶液浓度较低,水势较高,根系吸水;盐碱土则
相反施用化学肥料时不宜过量产生“烧苗”
7.1.3作物水分蒸腾
7.1.3.1蒸腾作用
散失方式:1)以液体状态散失到体外(吐水现象);2)以气体状态散逸到体
外(蒸腾作用)
蒸腾作用:是指水分以气体状态,通过作物体的表面(主要是叶子)
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