1、植物生长与环境植物生长与环境主讲人：陈民生主讲人：陈民生植植 物物 生生 长长 与与 环环 境境任务引导任务引导 1、土壤物理性质、土壤物理性质 2、土壤化学性质、土壤化学性质 3、土壤水分、空气和热量、土壤水分、空气和热量 4、土壤培肥、土壤培肥 一、土壤孔性 二、土壤结构性 三、土壤耕性 土壤孔性，是指能够反映土壤孔隙总容积的大小，孔隙的搭配及孔隙在各土层中的分布状况等的综合特性。土壤孔性包括孔隙度（孔隙数量）和孔隙类型（孔隙的大小及其比例）。前者决定着土壤气、液两相的总量，后者决定着气、液两相的比例。孔隙度：单位容积土壤中孔隙容积占整个土体容积的百分数。土壤容重：单位容积土壤（包括孔隙在
2、内的原状土）的干重。土壤密度：单位容积固体土粒（不包括粒间孔隙）的质量。孔隙比：土壤中孔隙容积与土粒容积的比值，结构良好的耕层土壤的孔隙比应1。非活性孔隙 土壤中最细微的孔隙，当量孔径一般小于土壤中最细微的孔隙，当量孔径一般小于0.002mm，土壤水吸力，土壤水吸力1.5105Pa。保。保持在这种孔隙中的水分不易运动，也不能持在这种孔隙中的水分不易运动，也不能被植物吸收利用。因此属于被植物吸收利用。因此属于无效孔无效孔。毛管孔隙：当量孔径约为当量孔径约为0.020.002mm，土壤水吸力约，土壤水吸力约1.5104Pa1.5105Pa，具有毛管作用。，具有毛管作用。水分可借助毛管弯月面力保持贮
3、存在该类孔隙水分可借助毛管弯月面力保持贮存在该类孔隙中，中，可被植物吸收利用可被植物吸收利用。通气孔隙：孔径孔径0.02 mm，土壤水吸力，土壤水吸力1.5104Pa。这类孔隙中的水分主要受重力支配而排出，因这类孔隙中的水分主要受重力支配而排出，因而这部分孔隙成为空气的通道。而这部分孔隙成为空气的通道。1）土壤质地：2）土壤结构：3）有机物质：4）自然和耕作因素：理想土壤孔隙状况：30cm耕层，耕层，“上松下紧上松下紧”。上部土壤（上部土壤（0 15cm）总孔隙度为总孔隙度为50%60%，通气孔隙度，通气孔隙度15%20%。上部疏松有利于通气、透水和种子发芽、出土。上部疏松有利于通气、透水和种
4、子发芽、出土。下部土壤（下部土壤（1530cm）总孔隙度为总孔隙度为50%，通气孔隙度，通气孔隙度10%。下部紧实有利于保水和根系深扎。下部紧实有利于保水和根系深扎。土壤结构性 土壤中结构体土壤中结构体的形状、大小的形状、大小及其排列情况。及其排列情况。块状结构体块状结构体 结构体属于立方体型，结构体属于立方体型，其长、宽、高三轴大体其长、宽、高三轴大体近似，边面棱不甚明显，近似，边面棱不甚明显，块状结构在土壤质地比块状结构在土壤质地比较粘重、缺乏有机质的较粘重、缺乏有机质的土壤中容易形成，特别土壤中容易形成，特别是土壤过湿或过干耕作是土壤过湿或过干耕作时最易形成。时最易形成。核状结构体 结构
5、体长、宽、高三轴大结构体长、宽、高三轴大体近似，边面棱角明显，体近似，边面棱角明显，比块状结构体小，核状结比块状结构体小，核状结构体一般多为石灰或铁质构体一般多为石灰或铁质作为胶结剂，在结构面上作为胶结剂，在结构面上有胶膜出现，故常具水稳有胶膜出现，故常具水稳性，这类结构体在粘重而性，这类结构体在粘重而缺乏有机质的表下层土壤缺乏有机质的表下层土壤中较多。中较多。片状结构体 结构体呈扁平状，其厚度可结构体呈扁平状，其厚度可5cm。这种结构体这种结构体往往由于流水沉积作用或某些机往往由于流水沉积作用或某些机械压力所造成，常出现于森林土械压力所造成，常出现于森林土壤的灰化层、碱化土壤的表层和壤的灰化
6、层、碱化土壤的表层和耕地土壤的犁底层。此外，在雨耕地土壤的犁底层。此外，在雨后或灌溉后所形成的地表结壳或后或灌溉后所形成的地表结壳或板结层，也属于片状结构体。板结层，也属于片状结构体。柱状结构体 结构体呈立柱状，棱角结构体呈立柱状，棱角明显有定形者称为棱柱状明显有定形者称为棱柱状结构体，棱角不明显无定结构体，棱角不明显无定形者称为拟柱状结构体，形者称为拟柱状结构体，其柱状横截面大小不等。其柱状横截面大小不等。柱状结构体常出现于半干柱状结构体常出现于半干旱地带的表下层，以碱土、旱地带的表下层，以碱土、碱化土表下层或粘重土壤碱化土表下层或粘重土壤心土层中最为典型。心土层中最为典型。团粒结构体 通常
7、指土壤中近乎球状的小团聚体，其直径约为通常指土壤中近乎球状的小团聚体，其直径约为0.25-0.25-10mm10mm，具有水稳定性，对土壤肥力诸因素具有良好作具有水稳定性，对土壤肥力诸因素具有良好作用，最理想的团粒粒径为用，最理想的团粒粒径为2-3mm2-3mm。粒径粒径0.25mm Al3+H+Ca2+Mg2+NH4+K+Na+3）影响阳离子交换能力的因素：离子电荷数量；离子的半径及水化程度；离子浓度 4）土壤的阳离子交换量（CEC）反映了土壤的保肥性、供肥性能和缓冲能力。5）土壤的盐基饱和度（与土壤酸碱度有关）盐基饱和度=交换性盐基总量/阳离子交换量 100%土壤肥力角度来看，以盐基饱和度
8、70%90%的土壤较好。6）影响阳离子有效度的因素：交换性阳离子的饱和度；陪补离子效应；阳离子的非交换性吸附 1）阴离子吸附类型 易于被土壤吸附的阴离子 很少或根本不被吸附的阴离子 介于上述两者之间的阴离子 2）影响土壤对阴离子吸收的因素 阴离子的价数：胶体组成成分 土壤pH值 土壤酸碱性是指土壤溶液的反应。反映土壤溶液中H+浓度和OH-浓度比例，同时也决定于土壤胶体上致酸离子（H+或Al3+）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。是土壤重要的化学性质，是成土条件、理化性质、肥力特征的综合反应，也是评价土壤肥力的重要指标。土壤酸性的来源 胶体上吸附的H+或Al3+、CO
9、2溶于水所形成的碳酸 有机质分解产生的有机酸、氧化作用产生少量无机酸 施肥加入的酸性物质、酸雨等 土壤酸度的类型 1）活性酸：2）潜在酸（1）交换性酸度）交换性酸度（2）水解性酸度）水解性酸度 土壤的碱性主要来源 土壤中交换性钠的水解所产生的OH-弱酸强碱盐类（如Na2CO3、NaHCO3）的水解。土壤碱化度是指交换性钠离子占阳离子交换量的百分率。当土壤碱化度为15%20%时称之为碱化土，若碱化度大于20%时称为碱性土。土壤酸碱性对植物的影响 不同的栽培作物适应不同的pH范围。大多数作物，以pH=6.07.5的近中性的土壤为宜。土壤酸碱性对土壤肥力的影响 影响土壤养分的转化和供应 影响粘粒矿物
10、的形成 影响土壤理化性质 土壤缓冲作用的机制 1）土壤胶粒上的交换性阳离子 2）土壤溶液中的弱酸及其盐类的存在 3）土壤中两性物质的存在 4）酸性土壤中铝离子起着缓冲碱的作用 土壤缓冲作用的重要性 1）缓冲性提供了适宜的植物生活环境 2）缓冲性和酸碱度改良 影响土壤缓冲性的因素：1）粘粒矿物类型 2）粘粒的含量 3）有机质含量 一、土壤水分一、土壤水分 二、土壤空气二、土壤空气 三、土壤热量三、土壤热量 水分作为土壤的重要组成部分，参与土壤中不断进行的各种物质和能量的转化。水分的形态、数量和能量决定着物质和能量的转化强度，进一步影响着植物吸水和土壤对植物的营养和水分供应。1）吸湿水）吸湿水 由
11、于干燥土粒的吸附力所吸附的气态水而保持由于干燥土粒的吸附力所吸附的气态水而保持在土粒表面的水分。在土粒表面的水分。特点：特点：吸湿水受土粒的吸持力很大，不能移动，具吸湿水受土粒的吸持力很大，不能移动，具有固态水的性质，对溶质无溶解力，为有固态水的性质，对溶质无溶解力，为无效水无效水。2)膜状水膜状水吸湿水达到最大后，土粒剩余引力吸附的液态水。吸湿水达到最大后，土粒剩余引力吸附的液态水。在吸湿水层外形成液态水膜。在吸湿水层外形成液态水膜。特点：特点：艰难被植物吸收的有效水艰难被植物吸收的有效水。3)毛管水：毛管水：靠土壤毛管引力而保持在土壤毛管孔隙中的水叫毛管水，运动较快，不再受土粒引力作用，是
12、可以移动的自由水。属于有效水，是植物用水的主要来源。根据土层中地下水面与毛管水相连与否可分为：毛管上升水和毛管悬着水。毛管悬着水的最大时的土壤含水量称为田间持水量。是确定灌水量的重要参数。4）重力水）重力水 超过田间持水量之后，不能被毛管吸持，而在重力的作用下沿着大孔隙向下渗漏的水分。旱田无效，水田有效。1)1)质量含水量：土壤中水分的质量占干土重的质量含水量：土壤中水分的质量占干土重的百分数。百分数。2)容积含水量：单位土壤总容积中水分所占的容积含水量：单位土壤总容积中水分所占的容积百分数。容积百分数。3)土壤水贮量：一定面积和一定厚度土壤中含水土壤水贮量：一定面积和一定厚度土壤中含水量的绝
13、对数量。量的绝对数量。4)土壤相对含水量：土壤实际含水量占该土壤土壤相对含水量：土壤实际含水量占该土壤田间持水量的百分数。田间持水量的百分数。土壤有效水范围：田间持水量萎蔫系数 土壤有效水含量：土壤含水量萎蔫系数 1）发展节水灌溉 根据土壤的持水量确定灌水定额：灌水量=田间持水量-土壤自然含水量；实行节水灌溉技术管道灌、喷灌、滴灌等。2）控制地表径流，增加土壤水分入渗。3）加强栽培措施，减少土壤水分蒸发。4）合理耕作、施用有机肥，提高土壤水分有效性：1.土壤空气的组成及肥力特点2.土壤通气性3.土壤空气的调节 土壤空气中的CO2的质量分数高于大气 土壤空气中的O2质量分数低于大气 土壤空气的水
14、汽质量分数总是多于大气 土壤空气中有时有少量还原性气体 土壤空气成分随时间和空间而变化 影响种子的萌发 影响根系的发育 影响根系吸收功能 影响土壤微生物的活动和养分状况 影响植物生长的土壤环境状况。土壤通气性 是指土壤空气与近地层大气进行气体交换以及土体内部允许气体扩散和流动的性能。土壤通气性的重要性 通气与大气的交流，不断更新其组成，使土体各部分组成趋向一致，如果土壤通气性差，土壤中的 O 2 在短时间内可能被全部耗竭，而 CO 2 的含量随之升高，以至妨碍作物根系的呼吸。气体扩散：是指某种气体成分由于其分压梯度与大气不同而产生的移动。是土壤空气与大气之间进行交换的主要方式。交换速度较慢。气
15、体的总体交换:是指由于土壤空气与大气之间存在总的压力梯度而引起的气体交换，是土体内外部分气体的整体相互流动。交换速度较快。建立合理的排灌系统；深耕结合增施有机肥，适时中耕松土；改善土壤质地、结构：质地粘重的土壤，通过掺砂或施用秸秆、土杂粪等有机肥料，使形成较好的土壤结构，增加非毛管孔隙，可改善其通气性。1、土壤热来源 2、土壤热特性 3、土壤温度状况 4、土壤温度调节 1.太阳辐射能 2.生物热 3.地热 1.土壤热容量 是指单位容积或单位质量的土壤在温度升高或降低1时所吸收或放出的热量。分为容积热容量和质量热容量。土壤热容量愈大，则土温升高或降低愈慢，反之则愈快。2.土壤热导性 是指单位温度
16、梯度下，单位时间通过单位面积土壤传导的热量。空气的导热率最小，矿物质的导热率最大，水的导热率介于两者之间。土壤通气性好，导热率低。增加土壤水分含量，也可提高土壤的导热性。土壤温度变化 土壤温度日变化 土壤温度年变化 影响土温变化的因素 天文及气象因素 土地位置 土壤的组成和性质 土面状况 1.排水散湿 2.以水调温 3.温室效果 4.地面覆盖：是调节土壤温度最常用的手段之一。5.设置风障一、培肥土壤的基本措施二、中低产田改良1、高产稳产土壤的特征2、培肥土壤的基本措施 1）良好的土体构造 2）适量协调的土壤养分 3）良好的物理性质 1）增施有机肥料，培育土壤肥力 2）发展旱作农业，建设灌溉农业
17、 3）合理轮作倒茬，用地养地结合 4）合理耕作改土，加速土壤熟化 5）防止土壤侵蚀，保护土壤资源 1、中低产田的形成原因2、中低产田土壤的改良 盲目开荒滥伐森林，造成水土流失，砂地扩大；灌水方法落后，灌溉系统不完善；掠夺性经营，导致土壤肥力日益下降 土壤污染，土地利用价值降低。1）盐碱土的改良利用 2）风沙土的改良利用 3）山区低产田的改良利用 盐碱对作物的危害 影响作物吸收水分 影响土壤养分的转化和吸收；对作物有毒害、腐蚀作用；降低光合作用和影响淀粉的形成；破坏土壤物理结构，影响通透性，耕性变差，作物不能正常生长。影响盐碱土形成的主要因素气候条件 地理条件 土壤质地和地下水 河流和海水及耕作
18、管理均对盐碱土形成产生影响 盐碱土的改良和利用 首先排盐、洗盐、降低土壤盐分含量；再种植耐盐碱的植物，培肥土壤；最后种植作物。具体的改良措施 排水，灌溉洗盐，放淤改良，种植水稻，培肥改良，平整土地和化学改良。风沙土形成的原因 恶劣的自然条件是基础 风沙土地区一般干旱多风，植物生长缓慢，风沙土地区一般干旱多风，植物生长缓慢，生态环境极其脆弱，恢复非常困难。生态环境极其脆弱，恢复非常困难。人类不合理的利用是条件 草场过度放牧，导致植被破坏，成为沙漠；草场过度放牧，导致植被破坏，成为沙漠；草场和林地不合理地开垦为农田，也造成土草场和林地不合理地开垦为农田，也造成土壤沙漠化，形成风沙土。壤沙漠化，形成风沙土。风沙土低产原因 缺乏营养 保水保肥能力差 风沙土的改良利用措施 坚持以防为主，治理为辅，因地制宜的原则 采取植树造林、发展果树 播种多年生绿肥植物 客土掺粘、轮作牧草绿肥 增施有机肥料，草炭改良 选择适宜的品种；适时播种；合理耕作。山区低产田的低产原因：山区低产田的主要问题是旱、薄、砂、蚀。旱是指土壤质地粗、有机质缺乏、保水能力差、不耐旱；薄是指土层浅薄；砂是指土壤砂、石多，质地粗；蚀是指坡地土壤易遭受水流侵蚀，引起水土流失。山区低产田的改良利用措施：农林牧业合理安排；建设高标准的水平梯田；结合改良质地，增施有机肥。
