1、土壤肥料 土壤基础理论 上课流程一、以知识联系为纽带 即：上课不一定以书版本为顺序。上课流程二、讲授 引导 主题 练习 总结 上课流程三、问题关系 大变小：把大（复杂）的问题变成几个小（简单）的问题；为什么要学习土壤肥料学 土壤是植物孕育、成长的地方； 肥料是植物良好生长的保障； 土壤肥料学是绿色、优质农产品的理论基础。如何学好土壤肥料学土壤肥料学的主要内容： 土壤学部分：土壤的矿物质（形成）、土壤性质、土壤结构； 肥料学部分：肥料性质、施肥原理。如何学好土壤肥料学一、不要怕、不要懒。 收起你的畏惧之心，先试试在说； 一遍不行两遍，多想，多做，多练；如何学好土壤肥料学二、要转变 转变思想 转变
2、行为 转变习惯如何学好土壤肥料学三、方法和要求 掌握基本概念、基本原理、土壤与肥料之间的关系、土壤肥料与茶叶之间的联系。第一篇 土壤基础理论 第一章 土壤矿物质土粒三相组成： 固相：固体土粒 占总体积50% 矿物质（38%）有机质（12%）， 矿物质重量计95%，有机质微生物5%以下 液相：25-30% 气相：15-25% 土壤孔隙，水分养分气体运移通道第一节 形成土壤母质的矿物、岩石岩石岩石母质母质土壤土壤 母质: 是地壳表层的岩石矿物经过风化作用形成的风化产物. 土壤是指地球表面的一层疏松的物质，由各种颗粒状矿物质、有机物质、水分、空气、微生物等组成，能生长植物。一、主要成土矿物矿物：一类
3、天然产生于地壳中且具有一定的化学组成、物理特性和内部结构的化合物或单质。按矿物的起源，可分为：原生矿物(primary mineral) ：直接来自火成岩或变质岩的矿物，风化过程中没有改变化学组成。常见的土壤原生矿物有四类：（1）硅酸盐类：正长石(orthoclase)、斜长石(plagioclase)、白云母(muscovite)、黑云母(biotite)、角闪石(hornblende)、辉石(augite)、橄榄石 (olivine)（2）氧化物类：石英(quartz)、赤铁矿(hematite)、磁铁矿(magnetite) （3）硫化物类：黄铁矿(pyrite)（4）磷化物类：磷灰石(
4、apatite)次生矿物(secondary mineral) ：金属自然金金属自然金方解石方解石磷灰石原生矿物： 在内生条件下的造岩作用和成 矿作用过程中, 同所形成的岩石 或矿石同时期形成的矿物。次生矿物：原生矿物在风化和成土作用下，新形成的矿物(指岩石或成土母质中的原生矿物、火山玻璃或各种风化产物通过化学或生物作用而转变或重新合成的黏土矿物和氧化物矿物。)，包括3类：（1）次生铝硅酸盐（粘土矿物）：是土壤粘粒的主要组成，均为细小的片状结晶，易粉碎，是长石、云母风化形成的，颗粒细小。主要有三种类型： 高岭石 蒙脱石 水云母 风化作用:是指地表或接近地表的坚硬岩石、矿物与大气、水及生物接触过
5、程中产生物理、化学变化而在原地形成松散堆积物的全过程 。 成土作用:是指残积物及其他沉积物的表层在一定条件下产生的形成土壤过程的产物。高岭石高岭石 蒙脱石蒙脱石水云母水云母（2）氧化物类矿物： 结晶态：针铁矿、褐铁矿、三水铝石等 非结晶态：氧化铝凝胶、凝胶态水铝英石等（3）简单盐类矿物： 碳酸盐：方解石、白云石硫酸盐：硬石膏、石膏二、主要成土岩石岩石岩石：一种或数种矿物的集合体 。根据组成分：单质岩单质岩：一种矿物组成，如：纯大理岩（方解石组成），石英岩（石英组成）复成岩复成岩：两种以上矿物组成，如：花岗岩（正长石、石英和云母组成）岩石的类型岩石的类型：岩浆岩：岩浆岩：是由岩浆喷出地表或侵入地
6、壳冷却凝固是由岩浆喷出地表或侵入地壳冷却凝固所形成的岩石所形成的岩石沉积岩：沉积岩：是在地表不太深的地方，将其他岩石的是在地表不太深的地方，将其他岩石的风化产物和一些火山喷发物，经过水流或冰川的搬风化产物和一些火山喷发物，经过水流或冰川的搬运、沉积、成岩作用形成的岩石。运、沉积、成岩作用形成的岩石。变质岩：变质岩：是指受到地球内部力量（温度、压力、是指受到地球内部力量（温度、压力、应力的变化、化学成分等）改造而成的新型岩石。应力的变化、化学成分等）改造而成的新型岩石。（1）岩浆岩：岩浆冷凝而成 a.酸性岩：SiO265% 易风化，K丰富，砂粘适中，花岗岩 b.中性岩：SiO252-65% 大量
7、粘土矿物，K丰富，正长岩 c.基性岩：（碱性）SiO245-52% Ca、Mg、Fe 盐基，辉长岩、玄武岩 d.超基性岩：SiO22 2 1 1砂粒 2-0.02 2-0.05 1-0.05 1-0.05 粉粒 0.02-0.002 0.05-0.002 0.05-0.001 0.05-0.002 粘粒 0.002 0.002 0.001 0.002 物理性砂粒：1-0.01mm物理性粘粒：0.01mm三、机械组成和质地分类 机械组成：土壤中各粒级矿物质土粒所占的百分质量分数，也称为颗粒组成。 土壤质地：根据机械组成的一定范围划分的土壤类型。 或者土壤中各粒级土粒所占的比例及其所表现 出的物理
8、性质土壤中的矿物质颗粒的大小及含量多少即土壤的土壤中的矿物质颗粒的大小及含量多少即土壤的颗粒组成不同，对土壤的肥力性质影响很大，在颗粒组成不同，对土壤的肥力性质影响很大，在颗粒组成基本相似的土壤中，常常具有类似的肥颗粒组成基本相似的土壤中，常常具有类似的肥力特征。因此土壤学家力特征。因此土壤学家 现介绍现介绍3种常用的质地分类标准：种常用的质地分类标准： 1国际制土壤质地分类标准国际制土壤质地分类标准 2卡庆斯基土壤质地分类卡庆斯基土壤质地分类 3我国土壤质地分类我国土壤质地分类 国际制国际制土壤质地土壤质地分类分类粘粒粘粒粉粒粉粒砂粒砂粒国际制土壤质地分类表国际制土壤质地分类表 质地分类 各
9、粒组土粒含量（重量%） 类别 质地级别名称 砂粒 2-0.02mm 粉砂粒 0.02-0.002mm 粘粒 0.002mm 砂砂土土 类类 砂砂土土、壤壤砂砂土土 85-100 0-15 0-15 壤壤土土类类 砂砂壤壤土土 壤壤土土 粉粉砂砂壤壤土土 55-85 40-55 0-55 0-45 30-45 45-100 0-15 0-15 0-15 粘粘壤壤土土类类 砂砂质质粘粘壤壤土土 粘粘壤壤土土 粉粉砂砂质质壤壤粘粘土土 55-85 30-55 0-40 0-30 20-45 45-85 15-25 15-25 15-25 粘粘土土类类 砂砂质质粘粘土土 粉粉砂砂质质粘粘土土 壤壤质质
10、粘粘土土 粘粘土土 重重粘粘土土 55-75 0-30 10-55 0-55 0-35 0-20 45-75 0-45 0-35 0-35 25-45 25-45 25-45 45-65 65-100 土壤质地表46 卡钦斯基土壤质地基本分类（简制）质地组质地名称不同土壤类型的8060757585854050506565土壤质地表 48 中国土壤质地分类 （邓时琴，1985）质地组质地名称颗粒组成%（粒径：毫米）砂粒(1-0.05)粗粉粒(0.05-0.01)细粘粒(80708060705060壤土砂粉土粉土20204030砂壤壤土202060质地三角图：质地三角图： 先找到该颗粒的定点（先找
11、到该颗粒的定点（100%100%），），按按3 3个粒个粒级含量分别做各顶点对应的三角形的级含量分别做各顶点对应的三角形的3 3条底边条底边的平行线，的平行线，3 3线相交点，即为所查质地区线相交点，即为所查质地区土壤质地粘粒粘粒粉粒粉粒砂粒砂粒粘粒粘粒20%粉粒粉粒40%砂粒砂粒40%土壤质地手测法土壤质地手测法四、不同质地土壤的肥力特点和利用改良( (一一) ) 不同质地土壤的肥力特点和利用不同质地土壤的肥力特点和利用 1 1、砂质土壤主要特性、砂质土壤主要特性（优势粒级性质）（优势粒级性质） 砂粒大于50%； 通气透水， 养分少，不保水肥； 易耕; 温度变化快，暖性土； 发小苗不发老苗。
12、2 2、粘质土壤主要特性：、粘质土壤主要特性： 粘粒高于30%， 通气透水不良； 保水保肥， 养分含量高； 升温慢，冷性土 耕性差，发老苗不发小苗，适合于禾谷类作物。3、壤质土壤主要特性： 粉粒大于30% 北方称为二合土； 性质介于粘土与砂土之间，是农业生产较为理想的土壤质地。4 4、土壤质地与肥力的关系及其改良、土壤质地与肥力的关系及其改良将砂质土、壤质土、粘质土基本肥力性状比较如下：将砂质土、壤质土、粘质土基本肥力性状比较如下：（一）砂质土（一）砂质土 农民称白土、白塘土，广泛分布于我国北方，它通气透农民称白土、白塘土，广泛分布于我国北方，它通气透水性强，保水保肥性差，养分含量少，耕性好，
13、春天升温快，是暖性土。水性强，保水保肥性差，养分含量少，耕性好，春天升温快，是暖性土。适种抗旱耐瘠作物，保证水源，及时灌溉，多施有机肥，少施勤施化肥，适种抗旱耐瘠作物，保证水源，及时灌溉，多施有机肥，少施勤施化肥，保证养分、水分供给。（轻、薄、暖）保证养分、水分供给。（轻、薄、暖）（二）粘质土（二）粘质土 农民称红土、红淤土红泥头等，广泛分布于平原洼地、农民称红土、红淤土红泥头等，广泛分布于平原洼地、山间盆地、湖洼地区，南方分布较广。它的特性与砂土相反，通气透水性山间盆地、湖洼地区，南方分布较广。它的特性与砂土相反，通气透水性差，保水保肥性强，养分含量高，土温比较稳定，但春天土温转暖慢是冷差，
14、保水保肥性强，养分含量高，土温比较稳定，但春天土温转暖慢是冷性土，耕性差。由于它肥劲稳、肥效长，因此适种粮食作物。性土，耕性差。由于它肥劲稳、肥效长，因此适种粮食作物。 （重、（重、壮、冷）壮、冷）（三）壤质土（三）壤质土 农民称两合土、连合土，砂粒粘粒含量适中，集砂土粘农民称两合土、连合土，砂粒粘粒含量适中，集砂土粘土优点于一身，适种作物广，肥力较高。（柔、沃、温）土优点于一身，适种作物广，肥力较高。（柔、沃、温）( (二二) ) 土壤质地层次性（质地剖面）土壤质地层次性（质地剖面）夹砂层夹粘层( (三三) )不同质地土壤的改良不同质地土壤的改良对不同质地的土壤，首先要强调因土制宜地对不同质
15、地的土壤，首先要强调因土制宜地耕作和管理。耕作和管理。 对过砂或过黏的无法种植的土壤也可以通过对过砂或过黏的无法种植的土壤也可以通过以下几种途径进行改良：以下几种途径进行改良：1 1、客土法、客土法2 2、耕翻法（翻淤压砂，翻砂压淤）、耕翻法（翻淤压砂，翻砂压淤）3 3、引洪漫淤法、引洪漫淤法4 4、增施有机肥、增施有机肥复习思考题复习思考题 名词解释： 矿物、岩石、风化作用、土粒、粒级、机械组成、土壤质地 风化作用的类型有哪些？ 土壤三相物质包括哪些？ 矿物：在一定地质和物理化学条件处于相对稳定的自然元素的单质和他们的化合物。 岩石：是由造岩矿物按一定结构集合而成的地质体 风化作用：指地表或
16、接近地表的坚硬岩石、矿物与大气、水及生物接触过程中产生物理、化学变化而在原地形成松散堆积物的全过程 。 土粒：指土壤中不同大小直径的矿物颗粒的组合状况。 粒级：根据矿质土粒（单粒）粒径大小及其性质的变化，将其分为若干组。 机械组成：土壤中各粒级矿物质土粒所占的百分质量分数，也称为颗粒组成。 土壤质地：根据机械组成的一定范围划分的土壤类型。 或者土壤中各粒级土粒所占的比例及其所表现 出的物理性质 风化作用的类型有哪些？ 物理风化、化学风化、生物风化 土壤三相物质包括哪些？ 固相、液相、气相第二节 土壤生物与土壤有机质 土壤生物 土壤有机质土壤生物 土壤微生物 土壤动物一、土壤微生物1.土壤微生物
17、的概念 是指土壤中形体微小、结构简单，肉眼看不见的生物。 主要有：细菌、放线菌、真菌、藻类、原生动物和病毒 土壤微生物的类型 好气性、嫌（ xin)气性、兼（ jin)气性 好气性：在空气流通下才能生活； 嫌气性：不喜欢或不能再空气流通下生活； 兼气性：有无空气均能生活。一、土壤微生物 2.土壤微生物的作用 分解有机质，形成植物可以吸收的无机盐； 把植物不能吸收的矿物质分解转化成植物可以吸收的状态,磷细菌，钾细菌等； 固定大气中的游离氮素，供给植物氮素营养，根瘤菌自生固氮菌； 合成土壤腐殖质，改善土壤结构和理化性质，培肥土壤。 二、土壤动物 土壤动物主要 有：蚯蚓、线虫、蚂蚁、蜗牛、螨类 作用
18、：对有机残体撕碎、搅动和搬运，使这些粉碎的残体与土壤掺和，进一步促进微生物的分解作用。土壤有机质一、土壤有机质的来源、组成和存在状态二、土壤有机质的转化过程三、土壤有机质的作用和调节一、土壤有机质的来源、组成和存在状态1.土壤有机质来源2.土壤有机质的组成3.土壤有机质的存在状态1.土壤有机质来源 土壤生物残体 有机肥料2.土壤有机质的组成有糖类（单糖、纤维素、半纤维素);含氮有机化合物（主要为蛋白质）；木质素；单宁；树脂构成的元素有：碳、氢、氧、氮及灰分元素磷、钾、钙、镁、铁等3.土壤有机质的存在状态 土壤有机质的状态有三种： 第一、新鲜有机质；（生物遗体） 第二、半分解有机质；（生物组织已
19、破坏，呈黑、褐色，可拣出） 第三、腐殖质。（经微生物合成，占60%以上）半分解有机质腐殖质二、土壤有机质的转化过程 矿质化（矿化）过程转化过程 同时进行，低温干旱慢 腐殖化过程 温暖湿润快通气好矿化快，嫌气腐殖顺利矿质化（矿化）过程 矿化过程：在土壤微生物的作用下，将有机物分解为简单的化合物的过程。 矿化作用：土壤微生物将有机质分解为无机物的作用。 在土壤微生物的作用下，将有机物分解为无机物矿质化（矿化）过程 含氮有机化合物矿化过程 不含氮有机化合物含 氮：蛋白质、腐殖质、氨基酸、尿素 易分解，是植物氮素的主要来源。不含氮：糖类（易）、脂肪、纤维素、树脂、单宁（很慢）及木质素（最难） 通气好分
20、解快，彻底（CO2,H2O和热量）；嫌气分解慢，不彻底，形成有机酸类和CH4,H2等还原性物质，脂肪和树脂会产生醌类或沥青。矿化的反应类型 水解作用 氨化作用 矿化反应 硝化作用 反硝化作用水解作用 电离的阴、阳离子与水电离的H+或HO-离子形成弱电解质 有机物的水解需要在水解酶的作用下进行。蛋白质的水解：是指蛋白质水解酶催化多肽或蛋白质水解的酶的统称 1、完全水解：彻底水解得到的水解产物为各种氨基酸的混合物。 2、部分水解：不完全水解得到的水解产物是各种大小不等的肽段和单个氨基酸。氨化作用 氨化作用：微生物分解有机氮化物产生氨的过程CH2NH2COOH + O2 氧化 HCOOH + CO2
21、 +NH3 (氨基乙基） （甲酸）CH2NH2COOH + H2 还原 CH3COOH + NH3 (乙酸）CH2NH2COOH + H2 O 还原 CH2(OH)COOH + NH3 （羟基乙酸）硝化作用硝化作用：氨被氧化为硝酸的作用 2NH3 + O2 亚硝酸细菌 2HNO2 +2H2O + 660kJ2HNO3 + O2 硝酸细菌 2HNO3 + 176KJ反硝化作用反硝化作用：硝酸盐还原成氮气而损失氮的作用5C6H12O6 + 24KNO3 反硝化作用 24KHCO3 + 6CO3 + 12N2 + 18H2O 含磷的核蛋白、卵磷脂 ，分解产生磷酸。含硫的分解时产生H2S, 硫化氢有氧
22、气时，可以被硫化细菌氧化成硫酸。腐殖化过程腐殖化过程：土壤腐殖质的形成过程。或有机物质转变成为腐殖质的过程。第一阶段 有机残体分解提供了组成腐殖质分子的原始材料，如多元酚、含氮有机物（如氨基酸、多肽等）及其它的矿质化中间产物等。 第二阶段 由微生物分泌的多酚氧化酶将多元酚氧化成醌，醌再与氨基酸或肽缩合而成腐殖质的基本结构单元，然后在微生物及其分泌酶作用下，与其它结构单元进一步缩合形成复杂而稳定的腐殖质。 腐殖质的类型 胡敏酸 褐色、黑色 富里酸 黄色、淡棕色 胡敏素 不易分解影响有机质转化的因素 有机残体碳氮比 土壤水、气状况 土壤温度 土壤酸碱度有机残体碳氮比 微生物的组成自身的细胞需要的吸
23、收1份氮和5份碳，生命活动要20份碳25：1土壤水、气状况 水与气在土壤中是互为消长的； 气多，有利于矿化，有机质分解迅速； 水多，有利于腐殖化，积累腐殖质； 微生物活动最适宜的水分含量是田间持水量为60%80%。土壤温度 最适宜温度：2535OC 0OC趋于停滞； 45OC受到明显抑制土壤酸碱度 多数微生物最适宜在中性或弱酸、弱碱环境中活动； 真菌适宜酸性； 放线菌适宜偏碱性。 土壤有机质的作用和调节 土壤有机质的作用 土壤有机质的调节土壤有机质的作用 提供植物养分 ； 能够增加土壤保水、保肥能力； 能够改善土壤物理性质； 能够促进微生物的活动； 其他提供植物养分 提供植物所需要的各种营养元
24、素 大量元素：碳、氢、氧、氮 微量元素：铁、硼、锰、钼、锌、铜、氯等能够增加土壤保水、保肥能力 保水：疏松多孔、亲水胶体吸水； 保肥：腐殖质带正负离子，可以吸附阴、阳离子能够改善土壤物理性质 土壤胶体促进土壤团粒形成，调剂土壤水、肥、气、热状况，改善土壤通透性和耕性。能够促进微生物的活动 为微生物提供营养和能量 其他：刺激植物生长，消除农药残留及重金属。土壤有机质的调剂的措施 补充新的有机质1.积肥2.绿肥、绿萍3.秸杆还田 调剂土壤有机质的积累和分解 1.耕作 2.排灌作业 土壤生物对土壤肥力有何重要作用？ 简述土壤有机质的作用。第三节 土壤水分 土壤水分类型及其有效性 土壤水分含量表示方法 土壤气态水的运动 土壤水分的调节土壤水分类型 吸湿水：干燥的土壤借助于土粒表面的分子吸附空气中气态水。土壤水分2 土壤水分的类型土壤水分 吸湿水的特点：水分子呈定向紧密排列、密度1.22.4g/cm3、无溶解能力、不能以液态水自由移动，也不能被植物吸收。 吸湿水达到最大值，此时的土壤吸湿水量就叫做最大吸湿量。 土壤水分2.膜状水 吸湿水达到最大后，土粒还有剩余的引力吸附液态水，在吸湿水的外围形成一层水膜，这种水分称为膜状水。 当膜状水达到最大厚度时的土壤含水量称为最大分子持水量。
