设施土壤环境及调控..课件.ppt

1、第一节 设施内土壤环境特征设施内部农业生产的环境特点 温度高 湿度大 气体流动性差 光照弱 种植强度大 施肥量大 根系残留多第1页，共34页。设施土壤耕层结构性好，毛细管孔隙发达，持水性强，有益于蔬菜作物生长发育。但长期过量使用化肥，土壤板结，通气透水性和耕性差，湿粘干硬。一、设施土壤性质特征 大棚土壤有机质、全氮、速效磷含量比露地土壤高，有机质和速效养分含量高，设施土壤养分不均衡，长期轻K和微量元素。第2页，共34页。二、设施土壤的盐渍化 土壤盐分积累是设施栽培最突出的问题，是设施栽培中最大的土壤障碍因子。由于设施栽培作物种类单一，加上其特殊的环境条件及管理方法，使土壤次生盐渍次生盐渍化化日

2、趋严重，最高可达露地土壤的20倍以上。*土壤次生盐渍化的原因：1、不合理施肥：如(NH4)2SO4 2、缺乏降雨淋溶 3、连作 过量积累的硝酸盐会引起果菜硝酸盐含量超标，危害人体健康。土壤盐渍化土壤盐渍化是指易溶性盐分在土壤表层积累的现象或过程，也称盐碱化。第3页，共34页。化肥、农药作为农业生产的一大催化剂，在给农作物带来丰产的同时，也给农业带来一些负面影响：1、引起土壤酸度变化。2、导致土壤板结，肥力下降。3、有害物质对土壤产生污染。三、设施土壤的酸化第4页，共34页。四、设施土壤的连作障碍 连作对作物的影响：连作对作物的影响：短时间的连作能够提高作物的产量和品质，但长时间连作会导致这两项

3、指标的不断下降。连作：连作：在一块田地上连续栽种同一种作物，也说连种。连作障碍的产生原因：连作障碍的产生原因：1.土壤次生盐渍化 2.自毒作用 3.土传病害 连作障碍：连作障碍：同一种作物或近缘作物连作以后，发生的产量降低、品质变劣、病害严重、生育状况变差的现象。第5页，共34页。连作与自毒作用、土传病害间的关系 根系分泌物：根系分泌物：通过根向生长基质中释放的有机物的总称。根系分泌物的对土壤养分有效性的影响根系分泌物的对土壤养分有效性的影响：（1）增加土壤与根系接触程度；（2）对养分有化学活化作用；（3）增加土壤团聚体结构的稳定性，改善根际缓冲性能。但如果根系长期分泌同一种物质就会影响土壤中

4、微生物和化感物质的种类和数量，破坏土壤微生物相互间平衡。第6页，共34页。化感物质影响作物的方式：化感物质首先作用于植物根细胞的细胞膜，通过细胞膜功能的改变进而影响植物的生理生化代谢活动，最终抑制植物的生长发育。化感作用：化感作用：植物通过向环境释放特定的次生物质从而对邻近其它生物(含微生物及其自身)生长发育产生的有益或有害的影响。第7页，共34页。化感物质进入环境的途径：1、挥发：、挥发：植物活体的地上部分或枯落物通过分解释放乙烯、萜类等挥发性物质的形式释放化感物质，直接或间接影响其他生物生长。2、淋溶：、淋溶：水溶性的化感物质经雾、降水或露水等淋洗或从植物表面淋溶转移、扩散到土壤中，对其他

5、植物生长产生直接或间接作用。3、分泌：、分泌：植物通过根系分泌，将化感物质释放到根际土壤中，直接或间接影响周围其他植物生长4、腐释：、腐释：植物残体经腐烂后直接释放出化感物质或由于土壤中的微生物的转化作用，将原来没有活性的物质变为有活性的物质后进入土壤环境中，影响周围植物的生长。第8页，共34页。黄瓜的自毒现象：自毒作用：自毒作用：某些植物通过地上部淋溶、根系分泌和植物残体腐烂等途径来释放一些物质，从而对同茬或下茬同种或同科植物生长产生抑制作用，是化感作用的特殊形式。土传病害：土传病害：指病原体如真菌、细菌、线虫和病毒随病残体生活在土壤中，条件适宜时从作物根部或茎部侵害作物而引起的病害。连作为

6、病原菌生存和繁殖提供了丰富的营养和寄主；产生的高浓度根系分泌物使有益微生物受到抑制，土壤微生物区系发生变化，根区土壤微生物生态失衡。所以，连续种植一类作物，使相应的某些病菌得以连年繁殖，在土壤中大量积累，形成病土，年年发病。第9页，共34页。一些常见的土传病害一些常见的土传病害1、软腐病 发病初期叶片在晴天呈萎蔫状下垂，而阴天或早晚均能恢复正常状态。随着病害不断加重，植株逐渐失去恢复能力而使整个或大部分叶片青枯。菜帮基部、茎基部或根上部先产生水渍状病斑，淡灰黄色，植物组织粘稠湿腐，成烂泥状，有恶臭味，病斑不断扩展蔓延，造成茎基和根、叶柄腐烂。主要危害对象为白菜、甘蓝等十字花科叶菜类作物第10页

7、，共34页。2、白粉病 在叶片上开始产生黄色小点，而后扩大发展成圆形或椭圆形病斑，表面生有白色粉状霉层。霉斑早期单独分散，后联合成一个大霉斑，甚至可以覆盖全叶，严重影响光合作用，使正常新陈代谢受到干扰，造成早衰，产量受到损失。黄瓜白粉病西瓜白粉病第11页，共34页。3、菌核病 菌核病是由真菌引起的植物病害。发病部位由菌丝体集结成结构松紧不一，表面光滑或粗糙，形状、大小、颜色不同的菌核。菌核病是土传病害，以塑料棚黄瓜受害最重，从苗期至成株期均可被侵染。主要危害果实和茎蔓。发病组织出现腐朽、表皮易剥、茎内中空、碎裂成乱麻状等症状，最终枯死。第12页，共34页。土传病害的防治1、轮作2、选用抗病或耐

8、病的蔬菜品种 3、改进栽培方法（1）深沟高畦栽培，小水勤浇，避免大水漫灌；（2）合理密植，改善作物通风透光条件，降低地面湿度；（3）清洁田园，拔除病株，并在病株穴内撒施石灰；（4）避免偏施氮肥，适当增施磷、钾肥，提高作物抗病性；（5）嫁接防病，利用砧木嫁接换根，可有效预防土传病害。4、土壤消毒 5、药剂防治 第13页，共34页。五、土壤生物环境特点 1.作物种类的单一造就了特殊的土壤环境；2.温度较高，病虫害顺利越冬；3.连作导致相应土传病虫害加重；4.真菌种类总量减少，土壤微生物多样性降低，有益微生物受到抑制，但是有害微生物大量发展。第14页，共34页。（一）设施土壤中的主要酶类 1、脲酶：

9、参与土壤中含氮有机化合物的转化，水解尿素生成氨，其活性影响着土壤氮素的代谢。其活性随尿素含量的增加而增大，但土壤中脲酶活性过高时，分解过量的氨，会导致挥发。设施土壤脲酶活性比露地土壤高1一3倍，并随设施种植年限的延长逐渐升高。土壤中主要酶类有：脲酶、转化酶、过氧化氢酶等。第15页，共34页。2、转化酶：促进蔗糖分解成葡萄糖和果糖，能提高土壤的生物活性。转化酶活性高，说明土壤生物活性好、肥力高。研究发现设施土壤转化酶活性有随种植年限的延长而降低的趋势，其高低因作物种类及种植年限而异。第16页，共34页。3、过氧化氢酶：能破坏土壤中生化反应生成的过氧化氢，减轻对植物的危害。过氧化氢酶与土壤有机质含

10、量、土壤阳离子代换量呈极显著正相关，与土壤的呼吸强度和微生物数量也有一定关系。设施土壤内部过氧化氢酶的活性比较稳定。第17页，共34页。设施土壤中主要酶类的作用及活性变化 1、参与元素的生物循环，土壤的发生、发育及有效肥力的形成。反映土壤养分的转化能力和生物活性大小，是土壤生物化学特征的重要组成部分。2、土壤酶与微生物的丰度与活性密切相关，土壤酶活性的高低可以反映土壤养分（尤其是氮、磷）转化的强弱，与土壤熟化度、土壤理化性状以及有机质有关。3、轮作：脲酶、转化酶和过氧化氢酶的活性会有所增加；4、连作：脲酶、转化酶和过氧化氢酶的活性会显著降低。而多酚氧化酶的活性显著升高。第18页，共34页。（二

11、）设施土壤微生物的特点1、设施土壤中三大类微生物的相对数量无较大变化，仍以细菌居多，约占土壤微生物总数的70%一90%，是分解各种有机物质的主要种类，其次为放线菌，真菌最少。2、设施土壤与露地土壤的微生物数量有明显差别，但在微生物总数与设施年限关系，有着不同的研究结果。一种认为种植年限越长，土壤有机质含量越高，微生物总数越多 另一种认为设施栽培下土壤微生物数量虽然高于露地，但种植年限越长，其数量反而越低第19页，共34页。设施土壤中的细菌，尤其是氨化细菌、硝化细菌和反硝化细菌的数量与露地相比有较大增加；种植时间短，真菌数量较多，反之，真菌数量减少，但有害真菌的种类和数量增加。放线菌含量较高的土

12、壤中，作物发病较轻，这与放线菌大多能产生抗菌素，刺激植物生长，提高其抗病能力有关。种植年限长的设施土壤中放线菌数量较种植时间较短的土壤少第20页，共34页。微生物多样性分析发现，长时间连作后，土壤有由细菌型向真菌型转变的特点第21页，共34页。设施土壤微生物量较露地土壤有不同程度提高，且变化幅度大 土壤微生物量碳、氮逐渐增加，在设施种植4年左右达最高，此后则有不同程度的降低，而微生物量磷在2年时即出现最大值。设施土壤中速效养分含量过高，使土壤微生物生长与活性受到了一定程度的抑制。设施栽培中应该注意根据作物的需肥性及土壤养分含量科学计算施肥量，并采取合理的耕作栽培管理措施调节土壤微生态环境，促进

13、微生物对速效养分的吸收。第22页，共34页。作物对土壤环境的要求 蔬菜作物所需土壤养分的特点1、喜肥：将各种蔬菜吸收养分量的平均值与小麦吸收养分量进行比较，蔬菜平均吸氮量比小麦高4.4倍。吸磷量高0.2倍，吸钾量高1.9倍，吸钙量高4.3倍，吸镁量高0.5倍。2、喜好硝态氮，对钾和钙的需求量大，蔬菜对缺 硼和钼比较敏感。3、根系需氧量大第23页，共34页。设施蔬菜的生长特点 （1）根冠比例小，根系负担重 （2）根系分布浅，吸收范围小，要求土壤养分供应强度大 （3）生长速度快，吸收强度大 （4）土壤温度低，吸收能力弱 所以，蔬菜作物对土壤肥力条件的要求较高所以，蔬菜作物对土壤肥力条件的要求较高第

14、24页，共34页。花卉作物对土壤养分的要求花卉作物对土壤养分的要求1、肥土花卉、肥土花卉2、瘠土花卉、瘠土花卉 花卉作物对土壤花卉作物对土壤pH的要求的要求1、酸性土花卉、酸性土花卉2、中性土花卉、中性土花卉3、碱性土花卉、碱性土花卉第25页，共34页。室内及温室花卉大多栽植在盆内。由于花盆体积有限，而植株生长期又长，故对培养土的要求就比露地高得多。为此，应根据不同种类花木，配制合适的培养土。要求培养土有足够的营养物质，培养土有良好的结构，大小孔隙配合适当，有一定的保水功能，又有良好的通气性。土壤的毛细管孔隙，靠有机胶体来维持，随着植物生长，有机胶体不断分解，土壤结构也即将破坏。而砖瓦的保水保

15、肥的优良性能则可长期保存。利用砖瓦时，先将碎转瓦打成0.51.5厘米大小的碎块。种植花卉时将较大粒的置于盆底，较小的和粉状的置于植株根部附近，以利根系接触土壤和吸收水肥。第26页，共34页。煤渣透气性强，疏水性好，有利根系发育。也有一定的保水保肥能力。尤其是新产生的煤渣，干净无病虫。据测定，煤渣中磷、钾的含量与塘泥差不多。将煤渣中未燃透的黑炭去除，将煤渣敲碎，大块的铺在盆底，这样有利通气排水，上面则铺以细碎的做培养土，再铺以鸡粪等有机肥，最后再在上面铺一层坚硬的渣块，以起到防水冲刷及保肥的作用。由于煤渣含磷、钾多，故追施肥多施氮肥。第27页，共34页。木屑质轻疏松，孔隙度大，是改良粘质土的良好

16、材料。使用前在木屑中放入一些饼肥成鸡鸭粪，在缸中加水发酵腐熟，以后挖出晾至半干。然后在土中掺入1/3腐熟木屑，并均匀混合，这样可增加土壤的通透性。经12个月，木屑又会被土壤中的好气性细菌分解为腐殖质，从而也可提高土壤的肥力。同时木屑还能不同程度地中和土壤的酸碱性，大大有利于花木的生长。第28页，共34页。合理施肥合理施肥 施肥应根据花卉生长的需要，苗小时宜淡，宜少；苗大时可适当增加浓度和施肥次数。花卉是通过根系从土壤溶液中吸收养分的，如施肥过多，土壤溶液浓度过高，这样根内细胞的水反被过浓的土壤溶液吸出体外，致使根系“烧死”。有机肥料还要经过充分腐熟才能施用。因树叶、菜叶、鱼内脏等有机肥，在腐烂

17、发酵的过程中会产生许多的热量。如不充分腐熟就直接放到花卉根部，就会在其腐烂、发酵、放热的过程，将根“烧死”。第29页，共34页。具不良性状的土壤，不但土壤养分含量低，养分不平衡，而且土壤水、气、热状况也不协调，土壤生物状况也差。可选用轻质、肥沃的耕层土壤，再掺入约为土重1/31/2的腐熟的鸡粪、猪粪或牛粪，充分混匀，配成营养土做回填土。土壤养分变得丰富，土壤的物理性状变好，土壤生物特别是土壤微生物活性提高，利于幼树成活和生长发育。为了使良好的土壤空间尽可能大些，可增大树坑，以11.5米见方为宜。对于盐渍土，客土还有隔盐和缓冲盐碱危害的作用。第30页，共34页。春秋季两次在树周围12米处覆盖一层

18、35厘米的碎麦秸、麦糠或碎玉米秸等作物秸秆，可起到抑盐、保水、平抑地温的作用。秸秆经耕翻沤制后，可转化为土壤有机质，释放出氮、磷、钾、锌、铁等元素，降低土壤容重，增大土壤孔隙度，改善土壤通气状况，利于土壤生物生长发育。最好结合覆盖地膜，使其优点充分发挥。第31页，共34页。有机肥养分全面，富含有机质、氮、磷、钾和微量元素，对于土壤供肥、保肥、耕性、土壤容重、土壤生物等是至关重要的。据 研究，丰产果园土壤的诸多优良特性，均与其土壤有机质含量高密切相关。增施有机肥是培肥土壤，克服土壤缺肥、盐渍、理化性状差等的有效途径之一。第32页，共34页。针对不良土壤存在的缺肥、供肥能力差、针对不良土壤存在的缺

19、肥、供肥能力差、养分不平衡、盐渍等特点，结合果树的吸养分不平衡、盐渍等特点，结合果树的吸肥规律，均衡地施用氮、磷、钾和微量元肥规律，均衡地施用氮、磷、钾和微量元素肥料，可有效地培肥土壤，节约肥料，素肥料，可有效地培肥土壤，节约肥料，减轻危害，并能提高果品质量。减轻危害，并能提高果品质量。第33页，共34页。绿肥作物产量高，肥效好，不但能增加土壤有机质，改绿肥作物产量高，肥效好，不但能增加土壤有机质，改善土壤理化性状，保持水土，而且还可以做饲料，过腹善土壤理化性状，保持水土，而且还可以做饲料，过腹还田。还田。绿肥易于栽培，成本低，是一种优质肥源。间作绿肥绿肥易于栽培，成本低，是一种优质肥源。间作绿肥是培肥和充分利用果园土壤的有效措施。是培肥和充分利用果园土壤的有效措施。菩子、草木探、首楷、绿豆等绿肥作物都适合果园间菩子、草木探、首楷、绿豆等绿肥作物都适合果园间作。作。第34页，共34页。