任務(wù)一土壤基本組成

1、任務(wù)一土壤基本組成,任務(wù)目標(biāo),2,知識(shí)目標(biāo) 熟悉土壤、土壤肥力及土壤質(zhì)地。 了解土壤有機(jī)質(zhì)的組成及特點(diǎn)。 了解土壤生物的組成及作用。 熟悉土壤水分的類型、表示方法及調(diào)節(jié)。 了解土壤空氣特點(diǎn)，熟悉土壤通氣性及調(diào)節(jié),能力目標(biāo) 能用手測(cè)法判斷土壤質(zhì)地。 能進(jìn)行土壤自然含水量的測(cè)定,2.1土壤固相組成,土壤是由固相、液相和氣相三相物質(zhì)所組成。固相物質(zhì)包括土壤礦物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)及土壤生物，而分布于大小孔隙中的成分為土壤液相和氣相。液相的主要成分是水分與溶解在其中的各種物質(zhì)，土壤氣相的主要成分是氧氣、二氧化碳等氣體,3,土壤的基本物質(zhì)組成,土壤固相組成,4,礦物質(zhì)來(lái)自于巖石風(fēng)化，是組成土壤的“骨架”； 有機(jī)質(zhì)

2、含量很少，但好似土壤的“肌肉”，對(duì)土壤肥力和生產(chǎn)性 能影響很大。 土壤水分是極稀薄的溶液，存在并運(yùn)動(dòng)于孔隙之中，就像土壤的“血液”一樣，是三相物質(zhì)最活潑的部分。 土壤的氣相部分是土壤中的混合氣體，充滿在那些未被水分占據(jù) 的孔隙之中，是土壤的“肺部,土壤的物質(zhì)組成,土壤固相組成,1.土壤礦物質(zhì) （1）主要的成土礦物 礦物是指自然產(chǎn)出的、具有一定化學(xué)組成和物理特性的元素或化合物。它是巖石的組成成分，也是土壤礦物質(zhì)的來(lái)源。 目前，已知的礦物約有3000多種，但與土壤有關(guān)的不過(guò)數(shù)十種。 根據(jù)其產(chǎn)生的方式不同，可將礦物分成兩大類，即原生礦物和次生礦物,5,生長(zhǎng)在巖石縫隙中的樹(shù)木,土壤固相組成,2）土壤顆

3、粒 土壤是由各種大小不同的礦質(zhì)土粒組成的。土粒大小不同，其物理、化學(xué)性質(zhì)不同，對(duì)土壤肥力的作用也不相同，為了研究和使用方便，根據(jù)土粒的粒徑和性質(zhì)將其劃分為若干等級(jí)，稱為粒級(jí),常用土粒分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),6,土壤質(zhì)地分類是根據(jù)土壤的粒級(jí)組成對(duì)土壤顆粒組成狀況進(jìn)行的類別劃分,土壤固相組成,國(guó)內(nèi)常用的有國(guó)際制和卡慶斯基制,土壤質(zhì)地分類,國(guó)際制,卡慶斯基制,美國(guó)制,中國(guó)制,7,土壤質(zhì)地是指土壤中各粒級(jí)土粒含量(質(zhì)量)百分率的組合，又稱土壤機(jī)械組成。土壤質(zhì)地是最基本物理性質(zhì)之一，對(duì)土壤各種性狀，如土壤通透性、保蓄性、耕性及養(yǎng)分含量有重要影響，是評(píng)價(jià)土壤肥力和植物適宜性的重要依據(jù),國(guó)際制土壤質(zhì)地分類表（四類十二級(jí),

4、8,卡慶斯基土壤質(zhì)地分類制（三類九級(jí),9,國(guó)際制分類特點(diǎn)：首先根據(jù)黏粒(0.01mm）的含量，并參考土壤類型，將土壤質(zhì)地分成砂土類、壤土類和黏土類；然后再根據(jù)各粒級(jí)含量的變化進(jìn)一步細(xì)分為三類九級(jí)。 對(duì)我國(guó)而言，一般選用卡慶斯基制中草原土及紅黃壤類的分類級(jí)別,土壤固相組成,土壤固相組成,2.土壤生物 土壤生物是指全部或部分生命周期在土壤中生活的生物類群，是土壤具有生命 活動(dòng)的主要成分。 （1）土壤生物的多樣性：土壤生物包括土壤動(dòng)物、土壤植物和土壤微生物等。土 壤生物不僅種類多，數(shù)量也大，其生物量通?？烧纪寥烙袡C(jī)質(zhì)總量的1%8,11,土壤中常見(jiàn)生物的種類與數(shù)量,注：生物量的數(shù)值以活重為基礎(chǔ)，土壤深

5、度為表層15cm,土壤固相組成,2）土壤生物類型 土壤動(dòng)物：土壤動(dòng)物是指在土壤中度過(guò)全部或部分生活史的動(dòng)物，其種類繁多，常見(jiàn)有原生動(dòng)物（變形蟲(chóng)、鞭毛蟲(chóng)、纖毛蟲(chóng)）和后生動(dòng)物（昆蟲(chóng)、蚯蚓、線蟲(chóng)、蠕蟲(chóng)、蜈蚣、蜘蛛、蛇類、蟻類、蝸牛、螨類、千足蟲(chóng)、環(huán)節(jié)動(dòng)物等）。 土壤植物：土壤植物是土壤的重要組成部分，就高等植物而言，主要是指高等植物地下部分，包括植物根系、地下塊莖（如甘薯、馬鈴薯等,12,土壤生物的主要類群,土壤固相組成,3）土壤微生物 是土壤中最重要的生物類型，種類多、數(shù)量大，是土壤生物中最活躍的部分。 細(xì)菌：有近50個(gè)屬250種，占微生物總數(shù)量的70%90%。細(xì)菌是單細(xì)胞生物，個(gè)體很小，較大的個(gè)

6、體長(zhǎng)度很少超過(guò)5m，但它表面積/體積比大，代謝強(qiáng)，繁殖快，與土壤接觸的表面積大。據(jù)估計(jì)，每克干土中細(xì)菌總表面積達(dá)20cm2。 土壤細(xì)菌的最適溫度為2040，最適pH為6.08.0。 放線菌：占土壤微生物總數(shù)的5%30%，是典型的好氧性微生物，適宜在中性至偏堿性、通氣良好的土壤中生長(zhǎng),13,土壤生物的主要類群,土壤固相組成,真菌：土壤真菌約有170個(gè)屬，690多種，廣泛分布于耕作層中。土壤真菌有藻狀菌、子囊菌和擔(dān)子菌。 真菌大多是好氣性的，耐酸性較強(qiáng)，最適pH為6.07.5。 藻類：藻類是微小的含有葉綠素的有機(jī)體，主要有硅藻、綠藻和黃藻。在溫暖、水分充足的土壤表面大量繁殖，在肥沃土壤中藻類發(fā)育也

7、極為廣泛,14,土壤固相組成,根際微生物 根際是指植物根系及其影響所及的范圍，一般在距根表2mm的范圍內(nèi)。離根越近，微生物數(shù)量越多。 根際微生物旺盛的代謝可促進(jìn)植物營(yíng)養(yǎng)元素的礦化，增加對(duì)植物養(yǎng)分供應(yīng)。 某些根際微生物能產(chǎn)生維生素、氨基酸或生長(zhǎng)刺激素，刺激根際微生物和植物的生長(zhǎng)。 可分泌抗生素類物質(zhì)，有助于植物避免土著性病原菌的侵染。 還能產(chǎn)生鐵載體，改善植物的鐵營(yíng)養(yǎng)，保護(hù)植物免受病菌的侵害。 但一些根際微生物也會(huì)對(duì)植物生長(zhǎng)產(chǎn)生不利影響，如與植物競(jìng)爭(zhēng)養(yǎng)分、產(chǎn)生連作病害、分泌毒性物質(zhì)等,15,根際微生物,土壤固相組成,土壤生物的主要功能,16,土壤固相組成,3.土壤有機(jī)質(zhì) 土壤有機(jī)質(zhì)是指以各種形態(tài)

8、存在于土壤中的含碳有機(jī)化合物的總稱，包括土壤中各種動(dòng)植物微生物殘?bào)w、土壤生物的分泌物與排泄物，及其這些有機(jī)物質(zhì)分解和轉(zhuǎn)化后的物質(zhì)。 大部分土壤中有機(jī)質(zhì)含量只占到土壤總重的很小一部分，但在土壤肥力、物質(zhì)循環(huán)、農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展及土壤環(huán)境中發(fā)揮重要的作用,17,土壤固相組成,1）土壤有機(jī)質(zhì)的來(lái)源與形態(tài) 農(nóng)業(yè)土壤中有機(jī)質(zhì)的重要來(lái)源是每年施用的有機(jī)肥料、植物殘茬和根系及分泌物、人畜糞便、工農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品的下腳料、城市垃圾、污水等,18,土壤固相組成,有機(jī)質(zhì)的形態(tài) 新鮮的有機(jī)物質(zhì)，是指剛進(jìn)入土壤不久，基本未分解的動(dòng)植物殘?bào)w。 半分解的有機(jī)物質(zhì)，指多少受到微生物分解，多呈分散的暗黑色碎屑和小塊，如泥碳等。 腐殖物

9、質(zhì)，是指經(jīng)微生物改造后的一類特殊高分子有機(jī)化合物，呈褐色或暗褐色，是土壤有機(jī)質(zhì)的最主要的一種形態(tài)，占有機(jī)質(zhì)總量的85%90,19,土壤固相組成,2）土壤有機(jī)質(zhì)的組成 組成元素： 主要有C、O、H、N等；，C/N在1012之間； 灰分元素：Ca、Mg、K、Na、Si、P、S、Fe、Al、Mn； 少量的I、Zn、B、F等。 主要組分： 非腐殖物質(zhì):主要是一些較簡(jiǎn)單、易被微生物分解的糖類、有機(jī)酸、氨基酸、木質(zhì)素、蛋白質(zhì)、纖維素、半纖維素、脂肪等高分子物質(zhì)。 腐殖物質(zhì)：是一類經(jīng)過(guò)土壤微生物作用后，由酚類和醌類物質(zhì)聚合、由芳環(huán)狀結(jié)構(gòu)和含氮化合物、碳水化合物組成的復(fù)雜多聚體，是性質(zhì)穩(wěn)定、新形成的深色高分子

10、化合物,20,土壤腐殖物質(zhì)的形成示意,土壤固相組成,3）土壤有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化 土壤有機(jī)物質(zhì)在微生物的作用下，向著兩個(gè)方向轉(zhuǎn)化，即有機(jī)質(zhì)礦質(zhì)化和腐殖化過(guò)程。 有機(jī)質(zhì)礦質(zhì)化過(guò)程 是指有機(jī)質(zhì)在微生物作用下，分解為簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)化合物的過(guò)程。該過(guò)程為植物和微生物提供養(yǎng)分和能量，也為土壤腐殖質(zhì)提供物質(zhì)來(lái)源。 有機(jī)質(zhì)腐殖化過(guò)程 指有機(jī)質(zhì)在微生物的作用下，先分解產(chǎn)生簡(jiǎn)單有機(jī)化合物，繼而將簡(jiǎn)單有機(jī)化合物作為中間產(chǎn)物，又轉(zhuǎn)化合成為腐殖質(zhì)的過(guò)程,21,土壤有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化示意,土壤固相組成,4）土壤腐殖質(zhì) 土壤腐殖質(zhì)通常由胡敏酸、富里酸和胡敏素三種。由于胡敏素與土粒結(jié)合較緊，一般不易提取出來(lái)。胡敏酸和富里酸合稱為腐殖酸，占腐殖

11、質(zhì)的60%左右。通常都以腐殖酸作為腐殖質(zhì)的代表。 土壤腐殖質(zhì)主要由碳、氧、氫、氮、磷、硫等元素組成，以及與腐殖質(zhì)形成腐殖酸鹽的陽(yáng)離子。在不同的土壤中，腐殖質(zhì)各組成分的元素含量相差很大,22,富里酸（黃腐酸）與 胡敏酸（褐腐酸,土壤固相組成,土壤有機(jī)質(zhì)的作用,23,2.2 土壤液相組成,土壤液相主要成分是土壤水分與溶解在水分中的各種物質(zhì)。 土壤水分并非純水，而是溶解有一定濃度無(wú)機(jī)有機(jī)離子和分子的稀薄溶液。 通常所說(shuō)的土壤水實(shí)際上是指在105下從土壤中驅(qū)逐出來(lái)的水分,24,土壤液相組成,1. 土壤含水量 （1）質(zhì)量含水量 即單位質(zhì)量土壤中水分的質(zhì)量占烘干土質(zhì)量的比值，通常用百分?jǐn)?shù)表示，標(biāo)準(zhǔn)單位是g

12、/kg。 （2）容積含水量 單位體積土壤中水分體積占總體積的百分比?？梢杂?jì)算土壤水分占孔隙度的比例。 土壤容積含水量（%）土壤質(zhì)量含水量（%）土壤容重 例如，某土樣的質(zhì)量含水量為20%，容重為1.20g/cm3，如假定該土壤的體積為1L和水的密度為1 g/cm3，則,25,該土壤的水量=10001.20 20%=240g=240cm3,土壤液相組成,3）相對(duì)含水量 相對(duì)含水量是指土壤實(shí)際的質(zhì)量含水量占田間持水量的百分?jǐn)?shù),26,土壤水分含量的測(cè)定（烘干法,27,土壤液相組成,2.土壤水分類型 （1）吸濕水 吸濕水是指固相土粒借助其表面的分子引力從大氣中吸收的那部分氣態(tài)水。 吸濕水受到的土粒吸引力

13、極大，不能溶解其他物質(zhì)，不能自由移動(dòng)，植物不能吸收利用，屬于無(wú)效水。 吸濕水達(dá)到最大時(shí)的土壤實(shí)際含水量叫吸濕系數(shù)。 土壤質(zhì)地是影響吸濕水含量的主要因素,28,土壤空隙,吸濕水,土壤液相組成,2）膜狀水 吸濕水含量達(dá)到最大后，土粒剩余分子引力吸附的液態(tài)水為膜狀水。膜狀水其受到的吸引力較小，因此，對(duì)植物部分有效。 吸濕水能從水層厚的土粒緩慢運(yùn)動(dòng)到水層薄的土粒表面。 當(dāng)植物發(fā)生永久萎蔫時(shí)的土壤含水量稱為凋萎系數(shù)，或萎蔫系數(shù)。當(dāng)土壤含水量低于凋萎系數(shù)時(shí)，水分受到的土壤吸力大于植物根系對(duì)其的吸引力，則植物不能利用這部分水，所以為無(wú)效水。 質(zhì)地越黏重的土壤，其凋萎系數(shù)越大,29,土壤空隙,吸濕水,土壤液相

14、組成,3）毛管水 受毛管力保持在土壤毛管孔隙中的水分為毛管水，毛管水移動(dòng)能力很強(qiáng)，可以在土層中向上、向下方向運(yùn)動(dòng)，對(duì)植物全部有效。 不與地下水直接相連的毛管水稱為毛管懸著水，當(dāng)毛管懸著水達(dá)到最大含量時(shí)的土壤含水量稱為田間持水量。 田間持水量越大，則土壤保水能力能，反之土壤保水能力弱。 影響土壤田間持水量大小的主要因素是土壤的毛管孔隙度，而土壤質(zhì)地、有機(jī)質(zhì)及耕作狀況是影響土壤毛管孔隙度的主要因素,30,土壤液相組成,4）重力水 重力水是指土壤中只受重力作用沿著大孔隙向下運(yùn)動(dòng)的水分。只有當(dāng)土壤水分含量超過(guò)土壤田間持水量時(shí)才能出現(xiàn)重力水。 由于重力水不易被保持在表層土壤中，植物基本不能吸收利用這部分

15、水，是一種多余水,31,土壤液相組成,32,土壤液相組成,土壤最大有效水含量的高低主要取決于土壤質(zhì)地和有機(jī)質(zhì)含量，但質(zhì)地黏于壤土的土壤，其最大有效水含量變化不大。有機(jī)質(zhì)能夠促進(jìn)良好土壤結(jié)構(gòu)的形成，而良好的土壤結(jié)構(gòu)能夠改善土壤的孔隙性質(zhì)，提高土壤的保水能力，增加有效水的最大含量,33,不同類型質(zhì)地土壤的最大有效水含量,土壤液相組成,3. 土壤水分管理 （1）農(nóng)田基本建設(shè) 農(nóng)田、排灌渠系、路網(wǎng)、防護(hù)林帶等的合理規(guī)劃和建設(shè)。 田面平整。 排灌渠系的配套。 （2）灌溉和排水 灌溉是增加農(nóng)田水分含量的重要措施。灌溉的方式有漫灌、畦灌、噴灌、滴灌等。 農(nóng)田排水可分為排除地面積水、降低地下水位及排除表層土壤

16、內(nèi)滯水三類,34,土壤液相組成,3）耕作保墑 墑是土壤水分的另一種習(xí)慣叫法。保墑是使土壤維持一定的含水量。通過(guò)適當(dāng)?shù)母鞔胧┮部梢赃_(dá)到減少土壤水分損失、維持土壤含水量的目的。 耕翻、中耕、耙耱、鎮(zhèn)壓等耕作措施，在不同情況下可以起到不同的水分調(diào)節(jié)效果。 （4）覆蓋 覆蓋是旱物農(nóng)業(yè)保水保溫的良好生產(chǎn)措施。所有覆蓋措施都有利于少了土壤水分的蒸發(fā)損失，提高了表層土壤水分含量,35,2.3 土壤氣相組成,1. 土壤空氣來(lái)源與含量 土壤空氣主要來(lái)自于大氣，其次是在土壤中存在的動(dòng)植物與微生物活動(dòng)產(chǎn)生的氣體，還有部分氣體來(lái)源于土壤中的化學(xué)過(guò)程。 土壤空氣含量受土壤孔隙度和含水量影響，在孔隙度一定情況下，土壤空

17、氣含量隨含水量增加而減少。一般旱地土壤空氣含量要求10%15%以上,36,土壤氣相組成,2. 土壤空氣組成 土壤空氣與大氣組成基本相似，但有些氣體有明顯差異。 土壤空氣的組成特點(diǎn)如下： （1）土壤空氣中的二氧化碳的含量高于大氣。 （2）土壤空氣中的氧氣含量低于大氣。 （3）土壤空氣的相對(duì)濕度比大氣高。 （4）土壤空氣中有時(shí)像甲烷等還原性氣體的含量遠(yuǎn)高于大氣。 （5）土壤空氣各成分的濃度在不同季節(jié)和不同土壤深度內(nèi)變化很大,37,土壤空氣與大氣的體積組成(,土壤氣相組成,3. 土壤空氣與植物生長(zhǎng),38,土壤氣相組成,4. 土壤通氣性 土壤空氣與大氣不斷進(jìn)行氣體交換的能力稱為土壤通氣性。 （1）整體交換 整體交換是指土壤空氣在一定的條件下全部移出土壤，或在大氣中以同樣的方式進(jìn)入土壤。這種情況在灌溉、降雨、溫度變化、耕作擾動(dòng)、近地面空