土壤肥料學（土壤學部分）教案

1、土壤肥料學（土壤學部分）教案 緒 論 （一）緒論教學時數（ 1 學時） （二）教學主要內容與要求 1、土壤、土壤肥力的基本概念 2、土壤在農業(yè)生產中的作用 3、土壤學的任務 （三）教學重點 1 、土壤的作用 2 、土壤與土壤肥力的概念 3 、土壤的物質組成及功能 （四）相應的實習、實驗內容：田間認地與田間認土 （五）推薦參考書籍、文獻 1. 土壤地理學，李天杰主編，高教出版社； 2. 土壤學，仲躋秀主， 1992 ， 9 ； 3. 土壤地理學，黃昌勇主編，中國農業(yè)出版社， 2000 ， 5 ； 4. 土壤學，朱祖祥主編，農業(yè)出版社， 1983 ， 5 ；土壤肥料學，關連珠主編，中國農業(yè)出版社，

2、 2001 ， 5 ； （六）講授的主要內容： 土壤在農業(yè)生產中的作用 （一）土壤是重要的生產資料 1 、人類的農業(yè)生產活動以土壤為基礎 2 、人類的其他生產活動離不開農業(yè)生產活動 （二）土壤是寶貴的自然資源 1 、土壤是寶貴的自然資源 2 、土壤資源是可再生的資源 3 、土壤資源的稀缺性 - 相對于人類的需求來說，總不能滿足需要 土壤與土壤肥力 土壤的概念指地球陸地表面能夠生長植物的疏松表層。 1 、土壤的物質組成及其功能 （ 1 ） 有機質：占干物質總重的 5% 為微生物提供營養(yǎng)、能量，調理土壤性質，提供植物營養(yǎng) （ 2 ） 礦物質：占物質總重的 95% ，為植物提供養(yǎng)分 （ 3 ）土壤

3、水分： 含各種溶質，供生物部分利用 （ 4 ）土壤空氣： 水汽飽和，通氣供根系呼吸，土壤動物、微生物利用 （ 5 ） 微生物： 微生物的大本營，一畝肥沃的土壤， 150CM 深的表土中有 300 公斤以上。分解有機質，為植物提供養(yǎng)分；產生抗生素，預防植物病害發(fā)生；產生生長素，促進植物生長；合成腐殖質，改善土壤理化性質。 （二）土壤肥力的概念 指 植物生長期間，土壤連續(xù)的、協調的供應植物水、肥、氣、熱及其他條件的能力。 土壤肥力四因子：水分、養(yǎng)分、空氣、熱量 * 土壤肥力四因子不可替代， 自然肥力 - 沒有受人為活動干擾，自然土壤所具有的肥力。 人為肥力 - 受人為活動干擾，農業(yè)土壤所具有的肥力

4、。 潛在肥力 - 在生產上已經發(fā)揮表現出來的肥力。 有效肥力 - 土攘本身具有，但因客觀或主觀因素干擾，在生產上未能發(fā)揮表現出來的肥力。 * 四種肥力在理論上可分，在生產中不可分 土壤科學的發(fā)展 （一）土壤科學的發(fā)展簡史 1 、中國發(fā)展簡史 十七世紀之前：樸素的唯物主義 迷信色彩 有效的封建統(tǒng)治 國際領先水平 十七世紀 - 十九世紀：閉關自守 西方科學技術的發(fā)達 落后與世界的一般水平 二十世紀上半葉：西方先進的技術引進 缺乏有效的管理 發(fā)展緩慢 二十世紀下半葉：迅猛發(fā)展的時代 50 年代：前蘇聯的土壤理論引進 農業(yè)八字憲法 - 土、肥、水、種、密、管、 = 58 年第一次全國土壤普查 60 年

5、代：化肥的制造與應用得到發(fā)展 70 年代：西方的土壤理論引進，但傳統(tǒng)的觀念仍起作用，相信科學，尊重事實的風氣正在崛起。 78 年開始第二次全國土壤普查 80 年代：整理土壤普查資料，應用土壤普查成果，理論研究不斷深入，分支學科涌現，土壤學科迅猛發(fā)展。 90 年代：第二次全國土壤普查結束， 二十一世紀：現代土壤科學正在以穩(wěn)健的步伐前進 2 、國外發(fā)展簡史 本學科從 19 世紀中期有了明顯的起步，逐步形成了幾個較有影響的學派及觀點。 農業(yè)化學派 代表人物德國化學家李比希。他以化學理論和方法來研究土壤植物營養(yǎng)的問題。提出“植物礦質營養(yǎng)學說”。 農業(yè)地質學派 19 世紀后半葉，以德國地質學家法魯為代表

6、，運用純地質學的觀點來研究土壤變化。 土壤發(fā)生學派 產生于 19 世紀末 20 世紀初。其代表人物為俄國土壤學家道庫恰耶夫。提出土壤是在母質、氣候、生物、地形和時間五大自然成土因素共同作用下發(fā)展起來的。 現代土壤科學的觀點 進入 20 世紀 60 年代以后，隨著許多新問題、新矛盾的出現，“土壤生態(tài)系統(tǒng)”的概念應運而生。 （二）土壤科學的發(fā)展趨勢 1 、與其他學科交叉 與土地學科的交叉、與植物營養(yǎng)學科的交叉、與植物生理學科的交叉、與生命學科的交叉、與環(huán)境學科的交叉、與資源管理學科的交叉 2 、高新技術的引進 化驗手段的更新：快、準、多項目、信息技術的應用、生物技術的引進、生態(tài)理論的引進 3 、新

7、的研究領域：人工土壤、保護地土壤、城市土壤 （三）土壤科學研究的內容 1 、一般土壤：土壤的物質組成、土壤的基本性質、土壤的形成、土壤的分類與分布、土壤改良與培肥 2 、人工土壤：原料性質 配比后的性質 制造工藝 使用方法 使用后的處理 3 、保護地土壤：重在管理：肥料、農藥、水的大量進入 土壤原有的物質組成、理化性質完全改變 如何管理使其可持續(xù)利用。 4 、城市土壤 分類 利用 保護 （四）學習方法 基本概念：熟背 + 理解 基本理論：理解 + 運用 基本操作：技能 + 技巧 + 運用 （五）學習的目的 認識土壤：物質組成 + 性質 + 分類與分布 利用土壤：收獲需要的產品 保護土壤：更好地

8、利用土壤 思考題 1 、基本概念 土壤 土壤肥力 自然肥力 人為 潛在肥力 有效肥力 2 、基本理論 1 ）為什么土壤肥力四因子不可互相替代？ 2 ）簡述土壤的基本物質組成及其功能 第一章 組成土壤的固相物質 （一）本章教學時數（ 3 學時） （二）教學主要內容與要求 本章主要內容是介紹組成土壤的固相物質：礦物質和有機質，要求同學們掌握土壤的固相組成的重要性。 1主要成土礦物與巖石的鑒別 2巖石與礦物的風化過程與影響因素 3母質的形成、類型與鑒別 4粘土礦物的類型性質與分布規(guī)律 5礦質化過程與腐殖質化過程的概念、過程。 6影響有機質轉化的因素 7土壤有機質的作用 （三）教學重點 1.土壤質地的

9、分類、質地與土壤肥力的關系及質地改良措施 2.有機質的轉化及影響因素 3. 有機質在肥力上 的作用及調節(jié)有機質含量的措施 （四）相應的實習、實驗內容：成土礦物巖石的鑒定、土壤質地的測定 （五）推薦參考書籍、文獻 1. 土壤地理學，李天杰主編，高教出版社； 2. 土壤學，仲躋秀主， 1992 ， 9 ； 3. 土壤地理學，黃昌勇主編，中國農業(yè)出版社， 2000 ， 5 ； 4. 土壤學，朱祖祥主編，農業(yè)出版社， 1983 ， 5 ；土壤肥料學，關連珠主編，中國農業(yè)出版社， 2001 ， 5 ； （六）建議教學法：土壤礦物巖石、質地類型用實物與理論結合；有機質的作用應多舉實例，加強理解。 （七）講

10、授的主要內容： 第一節(jié) 土壤的無機礦物顆粒 一、無機礦物質顆粒的來源 巖石與礦物風化的產物 二、無機礦物質顆粒的組成 （一）土壤中原生礦物組成 原生礦物 - 在風化過程中未改變化學成分和結構的原始成巖礦物 作用：土壤的骨骼，風化后釋放養(yǎng)分。 1 、石英 2 、長石：鉀長石 鈉長石 鈣長石 3 、云母：黑云母 白云母 4 、輝石 5 、角閃石 6 、橄欖石 7 、磷灰石 （二）次生礦物在風化及成土過程中新形成的礦物（黏土礦物） （ 1 ）次生鋁硅酸鹽類 高嶺石，蒙脫石，伊利石，蛭石 （ 2 ）含水氧化鐵、褐鐵礦、氧化鋁等三氧化物等 （ 3 ）簡單的鋁硅酸鹽、硫酸鹽和氯化物 一般規(guī)律：粗大的顆粒

11、- 原生礦物為主 細小的顆粒 - 次生礦物為主 三、土壤礦物質顆粒的化學組成 土壤礦物質的主要元素組成：氧和硅：地殼中含量最多的元素。植物生長必須的營養(yǎng)元素含量很低。礦物的化學組成在成土過程中有變化 壤礦物質顆粒的組成（ P11 ） 單粒 - 單個存在于土壤中的大小不一的土粒。 復粒 - 單粒相互黏結成的集合體。 土粒的分級 - 根據土粒直徑的大小，加以歸類。 粒級 - 土粒的大小分級。（大小相似，性質相似） （一）分級標準（ P11 表 1-3 ）國際制 美國制 卡慶斯基制（蘇聯）中國制 （二）各粒級的性質 大小 礦物 養(yǎng)分 比表面 吸附性 黏結性 粘著性 可塑性 脹縮性 石塊 大 石礫 大

12、 同母巖 砂粒 大 石英 少 粉砂粒 中 原生、次生 中 粘粒 小 黏土礦物 多 （三）土壤質地 1 、土壤質地的概念 土壤機械組成（土壤的顆粒組成） - 土壤中各級土粒所占的重量百分比組合既顆粒大小及組成比例稱為土壤的機械組成。 土壤質地 - 不同的土壤機械組成所表現出的性質類型 2 、土壤質地分類標準 國際制 美國制 卡慶斯基制（蘇聯）中國制 土壤質地與土壤肥力的關系及改良 （一）土壤質地與土壤肥力的關系 水 肥 氣 熱 植物 砂質土組 耐旱作物 粘質土組 禾本科作物 壤質土組 大部分作物 （二）土壤質地的改良 1 、土壤質地剖面 - 同一土壤上下土層質地的排列狀況 . 通體一致的（全松、

13、全緊型） 上下不一致的（蒙金土） 2 、土壤質地的改良 具不良性狀的土壤質地：通體沙、通體粘、夾沙、夾粘、倒蒙金 不良土壤質地的改良：客土、增施有機肥、引黃改土、翻沙壓淤，翻淤壓沙 第二節(jié) 土壤有機質 土壤有機質的來源、組成及存在形態(tài) （一）土壤有機質的來源及構成特點 以各種形式存在的含碳有機化合物的總稱。 植物的枯枝落葉，根系 施入的有機肥 動物殘體，微生物殘體 （二）土壤有機質的存在形態(tài) 1 、機械混合態(tài) 7-36% 這部分是指與土壤礦物質呈機械混合方式存在的有機質，通常用超聲波加重液處理可將這部分有機質同土壤礦物質分離開來。 2 、生命體 1.5-3.7% 生命體是指生活在土壤中的各種活

14、體，其中最主要的是各種微生物。 3 、游離態(tài) 1% 主要指溶于土壤液體中的多糖、氨基酸和其它有機酸。 4 、有機無機復合態(tài) 是指土壤中與礦物質相結合的有機質。 二、土壤有機質的轉化及影響因素 （一）礦質化過程 - 進入土壤的動植物殘體，在土壤微生物的作用下，最終分解為簡單化合物，同時釋放出礦質養(yǎng)料的過程。 好氣條件下 - 分解為二氧化碳和水，并釋放養(yǎng)分。 嫌氣條件下 - 積累有機酸、醇類等中間物質，形成還原性物質，對植物有害。 1 、兩個階段：第一階段：復雜有機物 基礎有機化合物 第二階段：第一階段的降解產物 建造自身的原料 轉化為最終產物 2 、分解由組成成分單獨進行分解 分解速度：淀粉、蛋

15、白質、單糖粗蛋白、纖維素、半纖維素樹脂、蠟質、木質素 影響有機質分解速度的因素： 通氣、濕度、溫度、土壤質地、酸堿性、有機物的種類、狀態(tài) 5 、土壤有機質礦化率 - 土壤每年因礦質化作用所消耗的有機質數量占土壤有機質總量的百分數。 （二）腐殖化過程 - 進入土壤的動植物殘體，在土壤微生物的作用下，將礦化過程中產生的中間產物合成更為復雜的腐殖質的過程。 第一階段：微生物分解碳水化合物、蛋白質、和木質素等高分子化合物 - 單體 第二階段：多元酚和含氮化合物 - 微生物作用 - 腐殖質單體分子 - 暗棕色腐殖質 腐殖化系數 - 單位質量的有機物料在土壤中分解一年后，殘留下的量占施入量的百分數。 三、有機質的主要組分及性質 （一）非腐殖物質 1 、 碳水化合物 2 、含氮有機化合物 3 、含磷、硫有機化合物 （一）土壤腐殖質 土壤腐殖質的組分： 胡敏素 胡敏酸 富里酸 （ 二）土壤腐殖質的性質 清液 - 富啡酸 清液 加酸至 pH=1 腐殖酸 加堿液 沉淀 - 胡敏酸 沉淀 - 胡敏素