土壤学课件第四章土壤水肥气热四大肥力因素.ppt

1、1第四章 土壤肥力因素2第一节第一节 土壤养分土壤养分 C H O N P S K Ca Mg Fe Mn B Zn Mo Cu Cl等等其中：C H O:来自于大气和水 N:一部分来自于大气,一部分来自于土壤其余元素均来自于土壤 所谓土壤养分是指这些主要依靠土壤来供给的植物所谓土壤养分是指这些主要依靠土壤来供给的植物必需营养元素。必需营养元素。植物必需的营养元素有：5非水解性有机态氮 （30%，高的达到50%）水溶性有机态氮（占5%）主要有氨基酸、酰胺等。水解性有机态氮（5070%）蛋白质和多肽类：占全氮蛋白质和多肽类：占全氮3050%核蛋白质类：占全氮的核蛋白质类：占全氮的10%氨基糖：占

2、全氮的氨基糖：占全氮的510%此外，土壤中还存在有气态氮，它是土壤空气的组成成分，此外，土壤中还存在有气态氮，它是土壤空气的组成成分，也是土壤微生物的直接氮源。也是土壤微生物的直接氮源。土壤有机氮包括：土壤有机氮包括：6（三）土壤氮素转化（三）土壤氮素转化影响有机氮矿化作用的因素：影响有机氮矿化作用的因素：1、有机态氮的矿化 有机氮的矿化有机氮的矿化是指蛋白质、氨基糖、核酸等有机氮 化合物分解并释放无机形态NH4+的过程。（1）土壤有机氮的C/N比（2）土壤含水量（3）施肥72、无机态氮的转化、无机态氮的转化NH4+=NH3+H+无机胶体表面的铵NO3-硝化作用硝化作用NH3挥发挥发粘土矿物固

3、定粘土矿物固定层状硅酸盐矿物层间NH4+生物氮土壤生物同化土壤生物同化有机质吸有机质吸附固定附固定有机固相结合态铵（1）氨的挥发（2）硝化作用（3）反硝化作用（4）氮的固定粘粒矿物晶格固定粘粒矿物晶格固定无机氮的生物固定无机氮的生物固定有机质对亚硝态氮的化学固定作用有机质对亚硝态氮的化学固定作用8（四）农田土壤氮平衡（四）农田土壤氮平衡1、土壤氮素的来源2、土壤氮素的输出生物固氮大气沉降施肥与灌溉作物吸收土壤残留氮的损失3、我国农田土壤氮素平衡状况（五）土壤氮素调节（五）土壤氮素调节9二、土壤磷素二、土壤磷素（二）土壤磷的形态（1）有机态：Ca-P、Fe-P、Al-P、O-P等（2）无机态：水

4、溶态吸附态矿物态（一）土壤磷的含量 自然土壤一般含磷在0.1 1.1g/kg之间,平均 0.5g/kg.土壤中磷的含量低于地壳的平均含量(1.2g/kg),也低于氮(0.25.0g/kg)和钾(0.550.0g/kg)的含量。103、影响土壤磷有效性的因素土壤酸碱性土壤氧化还原性土壤有机质含量（三）土壤中磷的转化（三）土壤中磷的转化1、有机磷的矿质化作用2、无机磷的固定作用化学固定作用表面吸附固定闭蓄固定生物固定11三、土壤钾素三、土壤钾素（二）土壤中钾的形态（二）土壤中钾的形态（1）水溶态（2）吸附态（3）固定态（4）矿物态有效钾缓效钾难效钾（一）土壤钾素的含量及影响因素（一）土壤钾素的含量

5、及影响因素我国土壤钾素含量在我国土壤钾素含量在0.525.0g/kg之间，其影响因素有之间，其影响因素有:成土母质成土母质生物气候条件生物气候条件土壤质地土壤质地耕作施肥耕作施肥12（三）土壤钾素的转化（三）土壤钾素的转化2、土壤钾素的固定、土壤钾素的固定土壤中缓效钾转变为交换性钾和水溶性钾的过程。1、土壤钾素的释放、土壤钾素的释放土壤中交换态钾转变为非交换态钾的过程。四、土壤养分的动态平衡四、土壤养分的动态平衡水溶态矿物态或有机结合态交换态13 土壤和母质中的水连同存在于其中的溶液，犹如活土壤和母质中的水连同存在于其中的溶液，犹如活有机体的血液，无水就无土壤，因此在土壤形成中水有机体的血液，

6、无水就无土壤，因此在土壤形成中水文状况应居首要地位。文状况应居首要地位。T.H.维索茨基维索茨基土壤和地下水状况概论土壤和地下水状况概论 除经过植物根系从土壤内吸收水分外，任何一滴除经过植物根系从土壤内吸收水分外，任何一滴水都不能渗入植物的有机体内。水都不能渗入植物的有机体内。B.P.威廉斯威廉斯 土壤学土壤学第二节 土壤水分14水在植物生活中有那些重要作用？水在植物生活中有那些重要作用？1、作物需水2、影响作物对养分的吸收和运转3、调节植物体温4、影响土壤通气性、土温以及养分形态15土壤水：土壤水：指的是在1051100C温度下能从土壤中驱逐 出去的水。它不是纯水，而是稀薄溶液。土壤是一个巨

7、大的贮水库，如果表层 100cm 土壤的含水量 水容 =26%，则单位面积土壤的水量为 2600 吨/公顷，这个水量能满足一个人每天 475 kg达 15 年之久。土壤水存在于土粒的表面的土粒间的孔隙中土壤水存在于土粒的表面的土粒间的孔隙中,是由是由土壤中各种力来保持的。土壤中各种力来保持的。16一、土壤水分的保持和类型一、土壤水分的保持和类型保持土壤水分的作用力有：保持土壤水分的作用力有：吸附力毛管力（弯月面力）范德华力极性引力（一）吸附力（一）吸附力 是指土粒表面分子与水分子之间的吸附力 (范德 华力)以及 胶体表面电荷对水的极性引力。OH2O胶粒范德华力范德华力 属短矩离作用力，吸附的水

8、少，但吸附力极强，为3.1-1000MPa，由这种力吸附的水称之为 吸湿水（紧束缚水）。具有固态水的性质，为无效水。紧束缚水达最大时的含水量称最大吸湿量。紧束缚水达最大时的含水量称最大吸湿量。17 极性引力极性引力 较弱，只有3.10.625MPa，由这种力保持的水称为 膜状水（松束缚水）。为液态水，在土中可稍移动，但具有较高的粘滞性，有效性低。土粒+R+土粒H2O土粒H2OH2OH2OH2O定向排列湿度增加（带电质点）（水膜加厚）紧束缚水和松束缚水的总含量称最大分子持水量。紧束缚水和松束缚水的总含量称最大分子持水量。土粒土粒土粒18（二）毛管力（二）毛管力：实际上是毛管内水气界面上产生的负压

9、力(向内的力)又叫弯月面力。P0P1P0 P1一般认为 当土壤孔径8mm,无毛管作用,直径在8-0.1mm的孔隙才逐渐显现毛管作用,直径在0.1-0.001mm范围内,毛管作用最明显.如果直径 土壤中 植物体内3、土壤向植物供水：当：土水势 叶水势时，土壤向植物供水。当：土水势 l)2、气体的整体交换（气体质流）、气体的整体交换（气体质流）因素影响温度灌溉或降水风力、大气气压的变化53（三）土壤通气性的指标（三）土壤通气性的指标1、土壤呼吸系数2、土壤的氧扩散率（ODR）3、土壤通气量4、土壤氧化还原电位54四、土壤通气性的调节四、土壤通气性的调节1、促进团粒结构的形成2、中耕松土，疏松耕层3

10、、深耙勤锄，打破土表结壳 水田土壤，由于其淹水耕作,是土壤通气性研究的重点内容。一般来说,从水稻的整个生育期考虑，应根据水稻不同生育阶段的需要。对水稻的氧化还原状况进行合理的调控。对于旱地土壤来说，调节土壤通气性的措施有：55第五节 土壤热性质56一、土壤热量的来源和平衡一、土壤热量的来源和平衡（一）土壤热量的来源（一）土壤热量的来源1、太阳辐射热（主要来源）2、生物热3、地球内热（特定条件下起作用）57（二）土壤热量平衡（二）土壤热量平衡土壤热量平衡是指土壤热量在一年中的收支情况 S =Q P LE RS土壤在单位时间内实际获得或失掉的热量；Q辐射平衡；LE水分蒸发、蒸腾或水气凝结而造成的热

11、量损失或增加的量；P土壤与大气之间的湍流交换量；R土面与土壤下层之间的热量交换量。5859云层吸收大气吸收云层散射大气散射地 面 地面反射（10-30%）蒸腾蒸发（60%）土 壤 土壤吸收（5-15%）逆辐射天空辐射直射20亿160二、土壤的热性质二、土壤的热性质（一）土壤热容量（一）土壤热容量 土壤热容量是指单位重量或单位容积的土壤,当温度增减 1时所需要吸收或放出的热量。1、概念：2、表示方法重量热容量（C）(卡/克度)容积热容量 (Cv)(卡/厘米度)Cv =C P 土壤是由固、液、气三相组成的疏松多孔体，其热容量是三相物质的数量来决定。61一般矿质土粒一般矿质土粒Cv=0.71 J/g

12、有机质有机质水的水的 C、Cv 均为均为空气的空气的 Cv为为 0.0013 J/gCv=1.9 J/g4.2 J/g62 设Cv为土壤的容积热容量,mCv、oCv、wCv、aCv分别为土壤矿物质、有机质、水和空气的热容量，Vm、Vo、Vw和Va分别为它们的体积，则：Cv=mCv Vm+oCv Vo+wCv Vw+aCv VaCv=0.46 Vm+0.60 Vo+Vw 因为一定地区的农业土壤中因为一定地区的农业土壤中,其矿物质和有机质的含量变幅一般其矿物质和有机质的含量变幅一般不大不大,故土壤热容量的大小故土壤热容量的大小,主要决定于土壤含水量的多少主要决定于土壤含水量的多少.当土壤当土壤Cv

13、值高时值高时,导入一定热量后导入一定热量后,土温升高慢土温升高慢.反之则上升快反之则上升快.其量的关系为：Q=0 Cv(t2-t1)dx X63（二）土壤导热性（二）土壤导热性 土壤在接受一定的热量后,除用于本身的升温外,还将部分热量传递给邻近土层或大气,这种性质叫做土壤的导热性。通常用导热率通常用导热率(入入)表示土壤导热性的好坏。表示土壤导热性的好坏。物理学上根据导热率的大小将物体分为热的良导体和热的不良导体，土壤的导热性如何常温下三相物质的导热率分别为：常温下三相物质的导热率分别为：水：1.37 J/cms空气：0.06 J/cms矿质土粒：7 J/cms64干燥土壤的导热情况干燥土壤的

14、导热情况温润土壤的导热情况温润土壤的导热情况砂土，孔隙粗，空气多，导热慢，故温差大。粘土，孔隙细，水分多，导热快，故温差小。影响土壤导热率的因素有土壤含水量土壤松紧度和孔隙状况65（三）土壤导温性（三）土壤导温性（K）土壤热量通常用温度来衡量，所以传导热量的情况也用导温率来表示。K =Cv入（cm2/s）Cv一定，一定，K 随入而变，随入而变，Cv变化，则变化，则 K和入表现不一致。和入表现不一致。干土,水分开始增加时,因导热率增大,导温率(K)增大;当水分增至一定数量后,Cv增大,导温率(K)下降.Cv增大增大,K值降低值降低,这是湿土温度不易上升的原因这是湿土温度不易上升的原因.66四、调

15、节土壤温度的措施四、调节土壤温度的措施（一）根据土性全理选择种植作物（二）耕作与施肥（三）灌溉排水（四）广泛采用多种措施来调节土温（五）应用增温保墒剂67三、影响土壤温度变化的条件三、影响土壤温度变化的条件（一）影响土壤温度变化的环境因素（一）影响土壤温度变化的环境因素1、纬度和海拔高度2、坡向和坡度3、地面覆盖（二）影响土温变化的土壤因素（二）影响土温变化的土壤因素1、土壤颜色2、土壤含水量3、土壤质地68 在土壤水、气、热三因子中,水是主导因子。水多,则气少,土壤不易升温,温差小；水少,则气多,土壤易升温,温差大。所谓肥沃的土壤，不仅表现在水、气、热的绝对数量上，更重要的是决定于它们在这些错综复杂的变化中所表现出来的协调性，这种协调性是土壤肥力发展的标志，也是培肥土壤的先决条件。土壤水、肥、气、热的相互关系及调节土壤水、肥、气、热的相互关系及调节