植物生產(chǎn)環(huán)境知識點

1、.一、土壤環(huán)境調(diào)控（一）土壤肥力主壤肥力是土壤在植物生長發(fā)育過程中 , 為植物生長供應(yīng)和協(xié)調(diào)養(yǎng)分、水分、空氣和執(zhí)量的能力 , 是土壤物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)的綜合反應(yīng)。土壤肥力是土壤的基本屬性和本特征 , 土壤肥力的高低是影響植物生長的重要因素之一土壤肥力根據(jù)其產(chǎn)生的原因可以分為自然肥力和人工肥力自然肥力是由土壤母質(zhì)、 氣候、生物、地形等自然因素的作用下形成的土壤肥力 , 是土壤的物理、化學(xué)和生物特征的綜合表現(xiàn)。 自然肥力是自然再生產(chǎn)過程的產(chǎn)物 , 是土地生產(chǎn)力的基礎(chǔ) , 它能自發(fā)地生長天然植被。人工肥力是指通過人類生產(chǎn)活動 , 如耕作、施肥、灌溉、土壤改良等人為因素作用下形成的土壤肥力。隨著人

2、類對土壤利用強度的不斷擴展, 人為因素對土壤作用的力度越來越大, 已成為定土壤肥力發(fā)展方向的基本動力之一。自然土壤只具有自然肥力 , 而農(nóng)業(yè)土壤可以按照人類的需求同時具有自然肥力和人工肥力。（二）土壤質(zhì)地土壤質(zhì)地分類任何一種土壤都不可能只由單一的某一粒級的礦物質(zhì)土粒組成 , 同時土壤中各粒級礦物質(zhì)土粒的含量也不是平均分配的 , 而是以不同的比例組合而成。將土壤中各粒級土粒質(zhì)量分數(shù)的配合比例稱為土壤質(zhì)地。土壤質(zhì)地也稱為土壤機械組成 , 或稱土壤顆粒組成 , 是根據(jù)土壤的顆粒組成劃分的土壤類型。 一般將土壤質(zhì)地分成沙土、 壤土和黏土三個基本等級。 土壤質(zhì)地這樣劃分主要是繼承了成土母質(zhì)的類型和特點

3、, 又受到耕作、施肥、排灌、平整土地等人為因素的影響 , 是土壤的一種十分穩(wěn)定的自然屬性 , 對土壤肥力有很大影響。不同的土壤質(zhì)地分類方案的標準不盡相同1. 土壤質(zhì)地的改良1. 增施有機肥料2. 客土法3. 翻淤壓沙、翻沙壓淤4. 耕作管理措施（三）土壤質(zhì)地與土壤肥力的關(guān)系沙質(zhì)土，保水保肥性能差，不耐干旱，肥效快效期短，含礦質(zhì)養(yǎng)分少潛在養(yǎng)分含量低，易于轉(zhuǎn)化為速效養(yǎng)分，不利于有機質(zhì)的積累；施肥見效快，肥效短保持養(yǎng)分能力差，養(yǎng)分易流失.黏質(zhì)土，土壤固相比表面積巨大 , 表面能高 , 吸附能力強 ; 保水、保肥性能強 , 但肥效緩慢 ; 潛在養(yǎng)分儲量豐富 , 特別是鉀鈣、鎂含量較多 , 但養(yǎng)分轉(zhuǎn)化速

4、度慢 ; 保水性強 , 熱容量大 , 土溫變幅小壤質(zhì)土，無論通透水性能 , 保水保肥能力 , 還是耕性都好。土溫穩(wěn)定 , 水分和空氣比例協(xié)調(diào) , 有利于植物出苗和后期生長發(fā)育，兼有沙土和黏土的優(yōu)點，卻沒有 2 者的不足（四） 土壤有機質(zhì) 的作用1. 提供植物生長所需養(yǎng)分2. 改善土壤理化性質(zhì)3. 提高土壤的保肥性4. 促進植物生長發(fā)育5. 減緩?fù)寥牢廴?. 促進微生物的活動（五）土壤容重單位容積土體 ( 包括孔隙在內(nèi)的原狀土 ) 的干重。單位為克 / 厘米 3 或噸 / 米 3。在實際土壤中 , 含有孔隙 , 土粒只占其中的一部分 , 所以 , 相同體積的土壤容重的數(shù)值小于比重。一般旱作土壤容

5、重大體在 1.00 1.80g/cm 3, 其數(shù)值的大小受土壤內(nèi)部質(zhì)地、土粒排列、結(jié)構(gòu)、松緊狀況的影響 , 同時還經(jīng)常受到降水和人為生產(chǎn)活動等的外界因素的影響 , 尤其是耕層變幅較大。土壤容重是一個十分重要的土壤肥力基本數(shù)據(jù) , 在植物中用途較廣。在土壤質(zhì)地相似的條件下 , 容重的大小可以反映土壤的松緊度 : 容重小 , 表示土壤疏松多孔 , 結(jié)構(gòu)性良好 ; 容重大則表明土壤緊實、板硬而結(jié)構(gòu)不良。不同植物對土壤松緊度的要求不完全一樣。各種植物由于生物學(xué)特性不同 , 對土壤松緊度的適應(yīng)能力也不同。對于大多數(shù)植物來說 , 土壤容重1.14 1.26g/cm 3 比較適宜 , 有利于幼苗的出土和根系

6、的正常生長（六）土壤孔隙性1. 土壤孔隙度土壤是個多孔體 , 土壤孔隙的多少用土壤孔隙度來表示。壤中所有溶容積占土壤總?cè)莘e的百分數(shù) , 稱為土壤孔隙度 , 簡稱孔度。其計算公式為土壤總孔隙度 = （1 -土壤容量） 100%土壤密度2. 孔隙類型（ 1）毛管孔隙 毛管孔隙的孔徑為 0.002 0.020mm，具有顯著毛管作用及毛管引力，水分可借助毛管引力保持貯存在這類孔隙中 , 并依靠毛管引力運動 , 借毛管引力而保持在毛管孔隙中的水分 , 稱為毛管水。毛管水可被植物吸收利用。植物細根、原生動物和真菌等難以進入毛管孔中 , 根毛和細菌可以進入其中.此類孔隙是土壤中保存有效水分的主要孔隙 , 毛

7、管孔隙數(shù)量具有決定土壤蓄水、保水的能力。（ 2） 通氣孔隙 通氣孔隙孔徑大于 0.020mm,毛管作用明顯減弱 , 不具有毛管引力 , 保持水分能力逐漸消失。 這類孔隙不能保持水分 , 水分主要在重力作用下迅速排出。它是水分與空氣的通道 , 經(jīng)常為空氣所占據(jù) , 故又稱為空氣孔隙或大孔院。大孔隙的數(shù)量直接影響著土壤透氣和滲水能力。 通氣孔隙發(fā)達的土壤可接納大量的降水或灌溉水 , 不致造成地表徑流和上層滯水。植物根系和真菌可以進入這類孔隙（七）團粒結(jié)構(gòu)指近似球形 , 疏松多孔的小團聚體 , 其直徑為 0.25 10.00mm。它是植物生長中最為理想的團粒結(jié)構(gòu) , 一般粒徑為 2 3mm,俗稱“螞

8、蟻蛋”。1. 肥力特點 : 團粒結(jié)構(gòu)是一種良好的土壤結(jié)構(gòu) , 具有多級孔隙 , 由單粒到微團粒 , 再由微團粒膠結(jié)成較大的團粒過程 , 使土壤形成了不僅孔隙度高 , 而且具有大小孔隙比例適當?shù)目紫缎?, 能協(xié)調(diào)水、肥、氣、熱等肥力因素的關(guān)系 , 耕作也較省力 ,是植物生長的理想結(jié)構(gòu)。2. 與土壤肥力關(guān)系1. 協(xié)調(diào)水分和空氣的矛盾2. 協(xié)調(diào)土壤有機質(zhì)中養(yǎng)分的消耗和積累的矛盾3. 調(diào)節(jié)土熱狀況4. 改良耕性和有利于作物根系伸展3. 團粒結(jié)構(gòu)的創(chuàng)造1. 精耕細作2. 增施有機肥3. 合理灌溉4. 合理的輪作制度5. 施用土壤結(jié)構(gòu)改良劑（八）土壤膠體土壤中最細微的固體顆粒部分 , 分散在土壤溶液中 ,

9、 它與土壤溶液構(gòu)成土壤膠體分散體系。膠體顆粒的直徑一般在 1100nm,實際上土壤中小于 1000nm的黏粒都有膠體的性質(zhì)。 土壤膠體的組成從內(nèi)向外可分為微粒核、 決定電位離子層、 補償離子層 3 個部分。1. 土壤膠體的種類（1）無機膠體：組成膠體微粒核的主要物質(zhì)是土壤礦質(zhì)顆粒 , 可以分為結(jié)晶質(zhì)和非結(jié)晶機質(zhì)合質(zhì) , 主要包括成分復(fù)雜的各種次步鋁硅酸鹽黏粒?？傻V物 ( 一般稱為黏土礦物 ) 和成分簡單的氧化物及含水氧化物。（2）有機膠體：膠體微粒核的組成物質(zhì)是有機物質(zhì), 其主要成分是土壤腐殖質(zhì) , 雖然有機膠體占到土壤膠體的比例不高 , 但其活性比無機膠體強 , 在土壤中容易被土壤微生物分解

10、。.（3）有機一無機復(fù)合膠體：該膠體微粒核的組成物質(zhì)是土壤礦物質(zhì)和有機質(zhì)的復(fù)合體。一般來講 , 土壤有機質(zhì)并不單獨存在于土壤中 , 而是與土壤礦物質(zhì) , 特別是黏土礦物通過物理和化學(xué)的機理結(jié)合在一起 , 形成有機 - 無機復(fù)合體。在土壤中有機無機復(fù)合體是比較活躍的組成部分 , 對土壤肥力影響較大。 因此 , 越是肥沃的土壤 , 有機 - 無機復(fù)合體所占的比例越高。（九）土壤可塑性土壤在誓適量水分范圍內(nèi) , 可被外力塑成任何形狀 , 當外力消失或干燥后 , 仍能保持其所獲得的形狀的性能。干燥的土壤沒有可塑性 , 當含水量逐漸增加時 , 土壤才表現(xiàn)可塑性 , 當水分增加到使土壤呈流體狀態(tài)時 , 可

11、塑性消失。土壤開始呈現(xiàn)可塑狀態(tài)時的含水量稱為下塑限 , 土壤失去可塑性而開始流動時的土壤含水量稱為上塑限。土壤質(zhì)地愈黏 , 可塑性愈強。（十）土壤耕性土壤在耕作時反映出來的特性。土壤耕性可以反映土壤的熟化程度 , 直接關(guān)系到能否為植物生長發(fā)育創(chuàng)造一個合適的土壤環(huán)境 , 是土壤的物理性與物理機械性等的綜合表現(xiàn)1. 耕作難易 即耕作阻力大小 , 直接影響勞動效率。 土壤耕性如何 , 表現(xiàn)在耕作難易宜耕期長短及耕作質(zhì)量好壞等方面。 一般質(zhì)地黏重、 缺乏有機質(zhì)、 結(jié)構(gòu)不良的土壤難耕。2. 宜耕期長短 即適于耕作時間的長短 , 也就是耕作時對土壤水分要求的嚴格程度耕性良好的土壤 , 降雨或灌溉后宜耕時間

12、長 , 對土壤墑情要求不嚴格 , 表現(xiàn)為“干好耕 , 濕好耕 , 不干不濕更好耕”。耕性不好的土壤 , 宜耕的土壤含水量范圍很窄 , 表現(xiàn)為“早上軟晌午硬 , 到了下午鋤不動”或“干時硬 , 濕時濘”。一般沙質(zhì)土壤比黏質(zhì)土壤宜耕期長3. 耕作質(zhì)量 即耕作后土壤所表現(xiàn)的狀況及對植物生產(chǎn)的影響。 耕性不良的土壤不僅耕作困難 , 達不到規(guī)定的耕層深度 , 而且耕后常起大土塊 , 不易散碎 , 對種子發(fā)芽、出土以及幼苗生長不利 ; 耕性良好的土壤 , 耕作阻力小 , 耕后疏松、細碎、平整 , 便于出苗、扎根 , 有利于植物生長（十一）土壤陽離子交換量（CEC）是指在一定 PH值時每 1000g 干土所

13、能吸附的全部交換性陽離子的厘摩爾數(shù)。交換量大小代表了可能吸收的養(yǎng)分數(shù)量，即土壤保肥能力。與土壤肥力的關(guān)系土壤交換量的大小， 基本上代表了土壤的保持養(yǎng)分數(shù)量，也就是保肥力高低；交換量大，保存養(yǎng)分的能力大，反之則弱。土壤交換量可以作為評價土壤保肥力的指標。二、養(yǎng)分環(huán)境調(diào)控（一）植物營養(yǎng)臨界期.植物營養(yǎng)臨界期是指某種養(yǎng)分缺乏、 過多或比例不當， 對于植物生長發(fā)育起著明顯不良影響的那段時間。 在營養(yǎng)臨界期， 植物對某種養(yǎng)分需求的絕對數(shù)量雖然不多，但很迫切，若因該養(yǎng)分缺乏、過多或比例不當而受到損失，即使在以后該養(yǎng)分供應(yīng)正常也很難彌補。同種植物的不同營養(yǎng)元素以及同種營養(yǎng)元素對不同的植物其營養(yǎng)臨界期不完全相

14、同，但多出現(xiàn)在植物生育前期。 大多數(shù)植物磷素營養(yǎng)的臨界期多出現(xiàn)在幼苗期，或種子營養(yǎng)向土壤營養(yǎng)的轉(zhuǎn)折期。如冬小麥在分蘗初期、玉米在出苗后7d 左右、棉花在出苗后 1020d。植物的氮素營養(yǎng)臨界期也在生育前期。如冬小麥是在分蘗和幼穗分化期。水稻鉀素的營養(yǎng)臨界期則在分蘗初期和幼穗形成期。（二）植物營養(yǎng)最大效率期植物營養(yǎng)最大效率期是指某種養(yǎng)分能夠發(fā)揮最大效能的那段時間。 植物在不同階段吸收養(yǎng)分的數(shù)量往往差別很大， 一般把植物在單位時間內(nèi)吸收養(yǎng)分數(shù)量最多的時期稱為植物營養(yǎng)最大效率期， 也稱植物強度營養(yǎng)期。 這一時期一般是植物營養(yǎng)生長的旺盛期或營養(yǎng)生長與生殖生長同時并進的時期， 此時植物吸收養(yǎng)分的數(shù)量最大

15、、速度最快，如能及時滿足植物對養(yǎng)分的需求，其增產(chǎn)效果非常顯著。營養(yǎng)最大效率期因植物而異。 如就氮素營養(yǎng)最大效率期而言， 水稻在分蘗期，油菜在花期， 玉米一般在喇叭口期至抽雄初期， 小麥在拔節(jié)至抽穗期， 棉花在開花結(jié)鈴期。（三）養(yǎng)分歸還學(xué)說養(yǎng)分歸還學(xué)說維持土襄肥力而必須歸還作物從土壤中取走的養(yǎng)分的理論。在上壤上種植作物必然消耗土壤中的礦一質(zhì)養(yǎng)分。而土壤中礦質(zhì)養(yǎng)分是有限的。如果不把農(nóng)作物帶走的礦質(zhì)養(yǎng)分及時地以施肥的形式加以補充， 則土壤肥力勢必日益下降，作物產(chǎn)量也必將逐漸下降。（四）最小養(yǎng)分律1. 土壤中相對含量最少的養(yǎng)分制約著作物產(chǎn)量的提高。2. 最小養(yǎng)分會隨條件改變而變化。3. 只有補施最小養(yǎng)

16、分，才能提高產(chǎn)量。（五）硝化作用1. 硝化作用 土壤中的氨 (NH3)或銨離子（ NH4+）在硝化細菌的作用下轉(zhuǎn)化為硝酸的過程稱為硝化作用。 氨在亞硝化細菌的作用下被氧化成亞硝酸。 硝化作用產(chǎn)生的硝態(tài)氮是植物最容易吸收的氮素，特別是甘藍、白菜、芹菜、生菜等葉菜類蔬菜極易吸收硝態(tài)氮。2. 反硝化作用 硝酸鹽或亞硝酸鹽還原為氣體分子態(tài)氮氧化物的過程中，當土壤處于通氣不良的條件下， 土壤中的硝態(tài)氮或亞硝態(tài)氮在反硝化細菌的作用下發(fā)生分解作用，產(chǎn)生 N2O、NO和 N2。.( 六）銨態(tài)氮肥和硝態(tài)氮肥的比較1. 銨態(tài)氮肥 的特點。氮素形態(tài)以氨或銨離子形態(tài)存在的氮肥稱為銨態(tài)氮肥。如氨水、碳酸氫銨、硫酸銨、氯

17、化銨等。這些氮肥的 共同特點 是:（1）易溶于水，易被植物吸收利用，肥效迅速，施后可及時提供植物所需要的氮素。（2）施入土壤后， 從肥料中解離出來的銨離子能被土壤膠體吸附，不易流失。（3）遇堿性物質(zhì)，易分解放出氨氣揮發(fā)，導(dǎo)致氮素損失，北方堿性土壤上施用注意深施。（4）在通氣良好的條件下， 銨離子經(jīng)硝化作用由銨態(tài)氮素轉(zhuǎn)變?yōu)橄鯌B(tài)氮素，硝態(tài)氮素雖能被植物根系吸收，但不易被土壤膠體吸附保存，容易流失。2. 硝態(tài)氨肥 的特點。氮素形態(tài)以硝酸根離子形態(tài)存在的氮肥稱為硝態(tài)氮肥。如硝酸銨、硝酸鈣等。這類氮肥的 共同特點 是 :（1）易溶于水，易被植物吸收利用，肥效快。（2）施入土壤后， NO3- 不易被土壤膠

18、體吸附，隨土壤水分流動而移動，容易引起氮素流失。（3）在土壤厭氧條件下 ( 如水稻田 ) ，易引起反硝化作用，形成植物根系不能吸收的氮氣或氧化氮氣，造成氮素損失。（4）具有較強的吸濕性、助燃性和易爆性。3. 過磷酸鈣的施用方法：（ 1）集中施用（ 2）分層施用（ 3）與有機肥料混合施用（ 4）制成粒狀磷肥（ 5）根外追肥4. 土壤中磷的轉(zhuǎn)化（1）有機磷的水解（2）有效態(tài)含磷化合物的固定化學(xué)性固定陰離子代換固定生物固定5.土壤中鉀素的形態(tài)水溶性鉀交換性鉀固定態(tài)鉀礦物態(tài)鉀.6.土壤中鉀的轉(zhuǎn)化（1）土壤中鉀的釋放礦物態(tài)鉀的風化交換性鉀的釋放有機物在土壤中的腐解釋釋放出鉀離子（ 2）土壤中鉀的固定7.

19、緩釋肥料：采用物理化學(xué)和生物化學(xué)方法制造的能使肥料中養(yǎng)分N、K 釋放速率緩慢，釋放期長，在作物的整個生長周期都可以滿足植物生長所需的肥料。有機合成微溶型緩釋氮肥（基肥一次性施入）、包膜類緩釋肥料（基，前期配施適量化學(xué)肥料）（七）報酬遞減律（P214）報酬遞減律是 18 世紀末法國古典經(jīng)濟學(xué)家、重農(nóng)學(xué)派杜爾哥 在深入研究投入產(chǎn)出關(guān)系和大量科學(xué)實驗基礎(chǔ)上進行歸納后提出的。 其基本內(nèi)容是從一定面積土地所得到的報酬隨著向土地投入的勞動和資本數(shù)量的增加而增加 , 但達到一定限度后 , 隨著投入的單位勞動和資本的增加 , 報酬的增加速度卻在逐漸遞減。大量田間試驗結(jié)果表明 , 土壤施肥量與作物產(chǎn)量的關(guān)系,

20、可用一元二次方程式 Y=A+BX+CX表達 (Y 為作物產(chǎn)量 ,X 為施肥量 ,A 為不施該種肥料 (X=0) 的產(chǎn)量 ,B 、C為回歸系數(shù) ) 。產(chǎn)量與施肥量之間呈拋物線狀 ( 圖 7-12) 。肥料的增產(chǎn)效應(yīng)大體上可分為三個階段。第一階段 , 施肥量低 , 增施單位肥料所獲得的增產(chǎn)量較高 ; 第二階段 , 施肥量較高 , 增施單位肥料獲得的增產(chǎn)明顯遞減 ( 報酬遞減 ), 直至作物達到最高單產(chǎn) , 即在一定栽培條件下增產(chǎn)的極限 ; 第三階段 , 進一步增施肥料時 , 作物不僅不能增產(chǎn) , 反而引起減產(chǎn)。這樣就形成了一條曲線 , 生產(chǎn)上所需要尋求的就是經(jīng)濟效益最高時的肥料施用量。經(jīng)濟施肥量的

21、確定 , 一般都以田間肥效試驗結(jié)果中的肥料投入與產(chǎn)品收益作為依據(jù)。常用的方法有 :1效應(yīng)函數(shù)計算法 最簡單的是一元肥料效應(yīng)中經(jīng)濟施肥量的確定。設(shè) Y 為作物產(chǎn)量 ,X 為施肥量 ,A 為不施該種肥料 (X=0) 的產(chǎn)量 ,B 、C 為回歸系數(shù)。由2Y=A+BX+CX可導(dǎo)出求作物 最高產(chǎn)量施肥量 的公式 : X=-B/2C。再考慮單位價格 Pf 和單位肥料的增產(chǎn)量 PY時, 便可獲得求取 經(jīng)濟效益最高時的施肥量X=Pf/(PY-B)/2C 。2. 效應(yīng)函數(shù)圖解法 試驗中由不同施肥量下獲得的作物產(chǎn)量 , 按價格轉(zhuǎn)換為不同產(chǎn)值 , 并計算與施肥量相關(guān)的函數(shù)式 , 繪制成產(chǎn)值隨施肥量增長變化的曲線（圖 7-13 ）肥料價格計算成肥料投入價值 , 按施肥量增長繪一直線 , 為肥料投入增長線 , 在產(chǎn)值增長線上 , 繪一平行于肥料投入增長線的切線 , 此切線有斜率隨肥料投入線斜率而變化 , 因而切點將在產(chǎn)值曲線上移動 , 由切點做一垂線 , 延伸.至橫坐標 , 則垂線與橫坐標之交點 , 即為經(jīng)濟施肥量。施用這一數(shù)量的肥料 , 理論上單位面積所能獲得的利潤最高。三、水分環(huán)境調(diào)控1. 吸濕水：固