第一讲 1-1土壤与植物生长发育

单位体积自然土壤的重量(干重)称为土壤容重.单 位为g/cm3 , t/m3, （一）土壤之间差别较大,受五个因素影响: ①是土壤的矿物组成和含量有关; ②是与土壤有机质含量有关; ③与土壤质地有关; ④与土壤结构有关; ⑤与土壤松紧度有关.所以容重必须测定获得,容重 值砂质土1.2 ~ 1.8,粉质土1.0 ~ 1.5,容重用处很 大,不仅在农业上建筑,筑路,桥梁工程常用,也是十 分重要的基本数据.

人类利用土壤的目的是什么？

就是创造良好的土壤环境，是植物能够 “吃得饱”，喝的足，住的好，站得稳。
第二节 土壤的物质组成


1、土壤的基本组成 土壤是由裸露在地表坚硬、巨大的岩石， 经过风化作用和成土作用而形成：岩石→ 母质→土壤。 土壤最初来源是岩石，而岩石又是由一种 或多种矿物组成，所以我们对土壤的认识 需要从认识岩石和矿物开始。

1.岩石的风化作用：地壳表面坚硬而巨大 的岩石，在外界因素的作用下逐渐发生崩 解破碎和分解作用，岩石由大块→小块→ 细粒，同时岩石的矿物组成和化学组成发 生改变的过程。 按照风化作用的因素和 特点可分为物理风化、化学风化、生物风 化三种类型。
（1）物理风化：岩石受物理因素作用而崩解碎裂 的过程；物理风化的因素主要是：温度引起的热 胀冷缩，冰冻的挤压，流水的冲刷，风、冰川等 自然动力的磨蚀、根系的穿插等。其结果使岩石 由大块→小块→细粒，使岩石有了对水分和空气 的通透性，为岩石的进一步风化，尤其是化学风 化创造条件，但没有改变岩石的矿物组成和化学 组成。

(二)土壤孔隙的大小分级 土壤孔隙度只能说明土壤孔隙的数量,还不 能说明大小孔隙在土壤中的比例分配,即土 壤孔隙的质,因此应对土壤孔隙的大小级别 进行研究.土壤孔隙大小形状非常复杂,难以 按其真实的孔径来研究,因此提出了当量孔 径的概念:
（三）土壤孔隙的类型



(1)非活性孔隙(无效孔隙) 土壤最细小的孔隙 d ＜0.002mm,土壤水吸力>1.5bar,该类孔隙充 满无效水,根毛难以进入,微生物亦难进入, 在粘质 土壤中此孔较多,板结土壤此孔也较多. (2)毛管孔隙 d=0.002mm~0.02mm,具毛管作 用,土壤水吸力1.5 ~0.15bar, 壤土和结构好的土 壤此孔较多. (3)通气孔隙(非毛管孔隙) d>0.02mm,此类孔 隙中的水分可在重力作用下短时间内排出而成为 通气孔隙,土壤水吸力<0.15bar

二、 土壤有机物的转化作用
三、土壤腐殖质的组分
四、 有机质的作用


提供植物生长的养分 增强土壤的保水保肥的能力 促进团粒结构的形成，改善土壤的物理性 质 其他：生理活性物质 土壤微生物的能源 消除和缓冲土壤的农药和重金属污染
第三节 土壤的孔性与水气状况

一、土壤孔性——指土壤孔隙的状况
三、土壤毛管水

土壤含水量超过最大分子持水量后，水 分可以自由移动，靠毛管力保持在土壤 孔隙中的水分称为毛管水。
特点：（１）可以自由移动；（２）溶 解养分能力；（３）植物有效。 影响因素：质地，有机质，结构等



土壤三相组成的计算 1.土壤的固相率=1-土壤孔隙度 2.土壤液相率(容积含水率)=土壤含水量(质 量%)×土壤容重 3.土壤气相率=土壤孔隙度-土壤容积含水率 4.土壤三相比=固相率∶液相率∶气相率 适宜旱地土壤要求固相率50%左右,容积含 水量在25—30%之间,气相率10%~20%,土 体还应"上虚下实".
四、土壤的结构性



土壤结构性的概念 通常所说的"土壤结构"实际包含两个方面, 土壤结构性和土壤结构体, 土壤结构体是指土壤中的土粒相互黏结团 聚成大小形状和性质不同的聚合体称之为 土壤结构体. 土壤结构性是指土体中土壤结构体的大小, 类型,数量,品质及其相互排列方式和相应的 孔隙状况等的综合特性.它是土壤的重要物 理性质
（2）化学风化：岩石由于受到化学因素作用而引 起的破坏过程；这些化学作用过程主要包括：溶 解作用、水解作用、水化作用、氧化作用等。其 中水解作用能使岩石中的矿物发生彻底分解，引 起岩石内部矿物组成和性质的彻底改变，所以水 解作用被认为是化学风化中最主要的作用和基本 环节。 化学风化的结果：使岩石进一步分解，彻底 改变了原来岩石的矿物组成和性质，产生了一批 新的次生粘土矿物，它们的颗粒很细，一般均＜ 0.001㎜，呈胶体分散状态，使母质开始具有吸 附能力、粘性和可塑性，并出现了毛管现象，有 一定的蓄水性，同时也释放了一些可溶性盐，是 植物养分的最初来源。


因此，作物生产既要考虑生活因子的综 合作用，又要考虑单个因子对作物产量和 品质形成所起的主导作用。这就需要对植 物环境进行必要的研究，为学习植物生产 类专业课程奠定必要的理论基础。 植物生产环境是一门以土壤肥料、农业 气象、栽培、植物生理等课程中涉及环境 的部分为基本返程，以各种环境因子对植 物生长发育的影响为只要内容的专业基础 课程。
（三）主要的成土岩石Fra bibliotek岩石：一种或多种矿物的集合体称为岩石。 不同的岩石具有不同的矿物组成和结构形态， 按照成因可分为三大类： 1.岩浆岩：由岩浆冷凝以后而形成的岩石。 我们还可以根据岩石中SiO2含量多少来 划分岩浆岩的类型： SiO2＞65% 酸性岩；52%～65% 中 性岩；45%～52% 基性岩；＜45% 超基 性岩。 共同特征：没有层次、没有化石、不含 有机沉淀物。

3、变质岩：地壳中的岩浆岩、沉积岩、原 有的变质岩由于受到地壳的运动或岩浆活 动的影响，在高温、高压的条件下，使岩 石内部发生激烈变化，使矿物发生重新结 晶或重新排列，甚至化学成分发生激烈变 化而形成的新岩石。 共同特征：岩石致密坚硬，不易风化， 呈片状组织。
（四）岩石的风化与土壤母质的形成
一、岩石的风化
（一）地壳的元素组成
（二）主要的成土矿物



矿物是指天然存在于地壳中有一定的化学组成、 物理特性、内部构造的化合物或单质元素。 在已经发现的自然界的3000多种矿物中，绝大多 数是化合物、结晶质、固态的。少数是单质、非 结晶质、液态的。 矿物是岩石的组成部分，按照矿物的起源可分为： 原生矿物:岩石的组成矿物。 次生矿物:原生矿物经过分化形成新生的矿物，又 称粘土矿物，主要有铝、铁氧化物及硅酸盐的次 生矿物，是土壤的无机胶体，对土壤肥力有很重 要的作用。
微粒 核
+ + + + + +
+- + +-++-++-+
+ - + +- + - +
决定电位 离子层
非活性补 偿离子层
双电层结构：当静电引 力与热扩散相平衡时， 在带电胶体表面与溶液 的界面上，形成的由一 层固相表面电荷与一层 溶液中相反符号离子所 组成的电荷非均匀分布 的空间结构
（3)生物风化：矿物在生物影响下所引起的破坏作 用；主要表现为植物根系的穿插作用，动物的穴 居习性对岩石引起的机械破碎作用，以及生物生 命活动产生的CO2、O2以及分泌的各种有机酸、 无机酸能加速化学风化的进程。 生物风化的结果：一方面加速岩石的风化，更 重要的能使风化产物中的植物营养元素能在母质 表层累积和集中，同时累积了OM，发展了肥力， 所以生物参与风化作用，也就意味着成土作用的 开始。
第一章 植物生产的土壤环境



第一节 第二节 第三节 第四节
土壤与植物生长发育 土壤的物质组成 土壤的基本性质 中国主要农业区土壤
第一节 土壤与植物生长发育
一、土壤与土壤肥力的概念


土壤：地球表面可以生长植物的疏松表层 土壤肥力的四大因素：水分，养分，空气和温度 土壤基本组成成分主要有：矿物质、有机质、水 分、空气、生物。 土壤肥力又可分为自然肥力和人工肥力。 自然肥力：自然成土因素综合作用下形成的 肥力。 人工肥力：人为因素影响作用下形成的肥力。




土壤中大小,形状不同的复杂孔隙的状况好 坏 由两方面衡量: ①孔隙的量,以孔隙度表示 ②孔隙的质,即大小孔隙分配,上下土层分布. 孔隙状况必须保证作物对水分和空气的需 要,有利于根系的伸展和活动, 因此一是要求土壤中孔隙的容积要较多,二 是要求大小孔隙的搭配和分布较为恰当.

二、土壤容重

2. 成土母质的类型 岩石风化所形成的母质，很少残留在原来的地方， 大部分受自然动力（如水、风、冰川、重力等）的 作用而搬运到其它的地方，形成各种各样的沉积物， 根据风化产物搬运动力和沉积特点的不同，可把成 土母质分为以下几类： 1、残积物： 2、坡积物： 3、洪积物： 4、冲积物 5、黄土母质 土壤的形成是多种因素综合作用的结果。19世纪俄 国土壤学家B.B.道库恰耶夫，总结认为成土因素主 要有五个：母质、气候、生物、地形、时间。土壤 是在这五大成土因素综合作用下形成的。

土壤的本质属性：“能够生长植物”。 岩石风化——成土作用——土壤。 土壤肥力：指在植物生长过程中，能够提 供给作物生长的水分和养分的能力。
二、土壤与植物生长发育的关系
植物生产的实质：绿色植物利用光能将 CO2(空气中)+H2O（土壤中）+无机物（土 壤中）转化为有机物并贮存能量的过程。 绿色植物的生长需要：光、热量、空气、 水分、养分。 除了日光外，水分和养分主要来自于土壤， 土壤中的空气与热量状况也直接影响植物 的生命活动。目前的植物生产主要是利用 土壤进行生物生产的产业。所以，土壤是 植物生产的重要环节条件。
第二节 土壤有机质

什么叫土壤有机质： 泛指土壤中的各种含碳的有机化合物 是衡量土壤肥力的重要指标 作用：提供氧分 保水保肥 改善土壤结构与耕性
一、 土壤有机质的来源、类型和组成