土壤地理學(xué)第五章

1、土壤地理學(xué)教案 第5章-第1講目的與要求1、 1、掌握土壤的熱量來源、土壤的熱性質(zhì)，土壤溫度對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和土壤肥力的影響；2、 2、了解土溫的變化規(guī)律及其影響因素重點(diǎn)和難點(diǎn)1、重點(diǎn)：土壤溫度對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和土壤肥力的影響。2、難點(diǎn)：土壤的熱量來源、土壤的熱性質(zhì)。教具及參考資料土壤學(xué)（南方版）西南農(nóng)大主編、土壤學(xué)，黃昌勇主編主要教學(xué)方法講授法第5 章 土壤水、熱、氣、肥及其相互關(guān)系 第1節(jié) 土壤熱性質(zhì)1.土壤的熱量來源 土壤熱量主要來自4個(gè)方面，太陽輻射能、地?zé)?、生物熱和化學(xué)熱。1.1 太陽輻射： 任何物體，溫度高于絕對零度 (-273)時(shí)，都要以電磁波的方式向外輻射能量太陽表面溫度高達(dá)6000，它要

2、以電磁波的方式向外輻射大量能量，這種能量是土壤熱量的主要來源，一般每cm2每分鐘可得到1.9 卡的熱量。1.2 地?zé)幔旱睾藴囟燃s5000 C左右， 要向外傳導(dǎo)熱量，由于地殼導(dǎo)熱率很低，傳導(dǎo)的熱量很少，每年每平方米約54卡左右，由于總量少，對土溫的影響很小，一般可忽略不計(jì)，但它是土壤熱量的一個(gè)來源。1.3 生物熱：微生物分解有機(jī)質(zhì)是一個(gè)放熱的過程，一般情況下，總量也很小，對土溫的影響小，但在生產(chǎn)中有特殊的作用，早春土溫過低時(shí)，不利于作物種子的萌發(fā)，可大量施用羊糞，馬糞等含水少的有機(jī)肥，利用其分解釋放的熱來提高土溫，加速作物種子的萌發(fā)。1.4 化學(xué)熱：土壤中一些化學(xué)反應(yīng)也是放熱的過程，但數(shù)量極少，

3、對土溫幾乎沒有影響。2.土壤的熱性質(zhì) 土壤的熱性質(zhì)是指土壤對光和熱的反應(yīng)特點(diǎn)，包括土壤的吸熱性、散熱性、熱容量、及導(dǎo)熱率。2.1 土壤吸熱性 指土壤對太陽輻射能的吸收能力。 影響因素：土表顏色愈深，吸熱性愈強(qiáng)，反之，愈弱；土壤含水量愈高，吸熱性愈強(qiáng)；土表狀況粗糙土表反射光弱，吸熱強(qiáng)，平坦土表反射光強(qiáng)，吸熱性弱。2.2 土壤散熱性 土壤散失熱量的能力。 土壤熱量散失主要與水分蒸發(fā)， 土壤輻射， 和大氣逆輻射有關(guān)。2.2.1水分蒸發(fā)：蒸發(fā)1克水分，約需吸收580卡的熱量，所以，隨著水分的蒸發(fā)，熱量即散失了。2.2.2土壤輻射：由于土壤的溫度也高于絕對零度，故土壤本身也要以電磁波的方式向外輻 射能量

4、，這種輻射，使土壤熱量減少，土溫降低。2.2.3大氣逆輻射：近地層大氣得到土壤輻射后，溫度升高，高于絕對零度，也要以電磁波的方式向周圍輻射能量，其中有部分返還地表，返還地表的這部分大氣輻射就稱為大氣逆輻射，它使土壤熱量增加，溫度提高。 土壤實(shí)際輻射損失熱量 = 土壤輻射 一 大氣逆輻射 地面覆蓋 地面溫度 大氣密度 大氣溫度2.3 土壤熱容量 指單位體積的土壤，當(dāng)溫度每增高或降低土1 時(shí)，所吸收或放出的熱量。表示：Cv 卡/ Cm3 度。 表達(dá)的意義：表示土壤穩(wěn)溫性的強(qiáng)弱，熱容量大的土壤，土溫升高1度需較多的熱才能升高，穩(wěn)溫性強(qiáng)，反之，穩(wěn)溫性弱. 影響因素：一般土壤純固相顆粒的數(shù)量比例變化不大

5、，而水、氣比例變化很大，且水份的熱容量遠(yuǎn)大于空氣的熱容量，故水多氣少的土壤Cv大，水少氣多的土壤Cv?。簧a(chǎn)中，易積水的土壤Cv大，早春土溫隨氣溫回升慢，不利于大春播種，稱冷性土；持水少的土壤Cv小，早春升溫快，有利于大春的種子萌發(fā)，農(nóng)民稱熱性土。2.4 土壤導(dǎo)熱率 表達(dá)土壤的導(dǎo)熱能力， 指在厚度為1CM， 面積為1平方厘米的斷面上， 當(dāng)溫度相差1時(shí)每秒鐘通過的熱量。表示方法：卡/ 厘米秒度 表達(dá)意義：表示土壤內(nèi)部傳導(dǎo)熱的難易導(dǎo)熱率大的土壤，傳熱快，表土溫度日變幅小， 表土與底土溫差小，整個(gè)土體溫度較均勻，反之，表土溫日變幅大，表土與底土溫差大，整個(gè)土體的溫度差異大。影響因素：主要受緊實(shí)度影響

6、，土壤越緊實(shí)，由固相導(dǎo)熱，導(dǎo)熱率高；受土壤水氣比例的影響，水多氣少，土壤的導(dǎo)熱率大。3.土溫的變化規(guī)律及其影響因素3.1 土溫的變化規(guī)律 日變化 （由于表土白天吸熱，夜晚散熱）表土的最高溫度在下午12點(diǎn)，最低溫度出現(xiàn)在早晨太陽出來之前，約68點(diǎn)。 底土的最高溫度和最低溫度的出現(xiàn)時(shí)間均落后于表土，且隨深度增加變幅減小，在35100厘米初消失。 年變化呈現(xiàn)兩個(gè)階段，升溫階段，27月； 降溫階段，81月； 最高溫7月， 最低溫1月。整個(gè)土體以表土溫度變化最大， 對土壤微生物、植物根系的生長， 及土壤的物理、化學(xué)性質(zhì)都有深刻的影響。3.2 影響土溫的因素 一切影響土壤熱量收入或支出的因素最終都將影響土

7、壤溫度的高低， 可分為外界因素和內(nèi)部因素兩大類。3.2.1外界因素 （1）土壤所處的緯度 隨著緯度的增加， 太陽入射角減小， 單位面積土壤得到的太陽輻射能減少， 故緯度越高，土溫越低。 （2）土壤所處的海拔 一般來說，海拔每升高100米，溫度降低0.50.6度，=10的積溫減少50 200/年。 （3）土壤所處的坡向 在北半球，南拔向陽，太陽入射角大，單位面積土壤得到的輻射能多，土溫高；北坡屬陰坡，得到的輻射能少，一般南坡土溫比北坡高57 C左右；生產(chǎn)中， 把需光、需熱多的作物安排在南坡， 南坡的農(nóng)業(yè)利用率也高。 （4）土表是否有覆蓋 土表覆蓋一方面減少土壤得到的太陽輻射能， 使土溫不易提高；

8、 另一方面又可阻止土壤輻射，減少熱量損失，使土溫不易降低。所以，覆蓋的綜合效果是使土溫變幅減小，與裸地相比，最高溫下降，最低溫提高.3.2.2內(nèi)部因素（1）土壤水氣比例 若土壤水多氣少，熱容量大，導(dǎo)熱率高，土溫不易升降而趨穩(wěn)定，變幅??；若土壤水少氣多，熱容量小，導(dǎo)熱率低，溫易急劇升降不穩(wěn)定，變幅大。生產(chǎn)中， 這兩種情況都不好， 應(yīng)控制水氣比例來調(diào)節(jié)土溫在一個(gè)恰當(dāng)范圍。 （2）表土顏色 深色土吸熱多土溫高；淺色土吸熱少土溫低。 （3）有機(jī)質(zhì)含量 有機(jī)質(zhì)對土溫有兩個(gè)作用相反的影響，一方面顏色深，增加土壤吸熱使土溫提高；另一方面，增加土壤蓄水使土溫不易提高。故高寒山區(qū)土溫過低是生產(chǎn)中的主要矛盾，要注

9、意控制土壤有機(jī)質(zhì)含量。4.土壤溫度對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和土壤肥力的影響4.1影響作物類型的分布土壤溫度與氣溫是一體的，宏觀地控制著大范圍的作物類型的分布。作物按其對溫度的要求的差異， 可分為熱帶作物、亞熱帶作物、溫帶作物， 寒帶作物等。這是作物長期感受氣溫和土溫的結(jié)果。4.2影響作物根系的生長根系生長在土壤中，對土溫要求較高，一般在10一30的范圍內(nèi)，隨著溫度的提高， 根系生長加快，吸收能力增強(qiáng)2一10時(shí)，隨著溫度的提高，根系生長緩慢加快，吸收能力略有增強(qiáng) 30時(shí)，根系生長過旺，這種根系易老化。所以，根系良好的生長，需要一個(gè)較高而適宜的土壤溫度。4.3影響作物種子的萌發(fā)種子萌發(fā)都有一個(gè)最低溫度和最適溫度

10、的要求，多數(shù)作物種子萌發(fā)最適溫度在2025左右，過高或過低，都將影響種子內(nèi)的物質(zhì)轉(zhuǎn)化，降低發(fā)芽率，也要影響作物后期的生長.故種子萌發(fā)也要求一個(gè)較高而適宜的土壤溫度。4.4影響肥力其它三要素的運(yùn)轉(zhuǎn)土溫的高低是土壤能量狀態(tài)高低的一個(gè)標(biāo)志，將影響土壤水、氣肥的狀態(tài)和運(yùn)行。土溫高， 毛管水的運(yùn)動速度加快，土壤供水力提高；土溫高，水分蒸發(fā)加快，土壤通氣性增強(qiáng)，土體內(nèi)氧氣含量提高；土溫高，微生物活性提高，有機(jī)質(zhì)分解加快，有效養(yǎng)分增多。所以， 在土溫較高時(shí)，土壤有較強(qiáng)的通氣、供水、供肥能力。5.土壤溫度的農(nóng)業(yè)調(diào)節(jié)5.1調(diào)節(jié)目的（1）提高土溫，控制土溫在一個(gè)恰當(dāng)?shù)姆秶?，以有利于提高土壤肥力，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；（2

11、）針對生產(chǎn)要求，在早春晚秋時(shí)，防止霜凍，要提高土溫；炎熱夏季，防止熱害，要降低土溫。5.2調(diào)節(jié)措施（1）適時(shí)翻耕 翻耕可改變土壤松緊度和水氣比例，降低熱容量和導(dǎo)熱率，利于提高土溫。（2）合理排灌 灌水，降低土溫；排水，提高土溫；早春時(shí)，可放水曬田，日排夜灌提高土溫；炎夏則日灌夜排，降低土溫。（3）合理施肥 冷性土施熱性肥 (含水少的有機(jī)肥， 如羊糞、馬糞等)；熱性土施冷性肥。（4）土表覆蓋、地膜覆蓋、土壤遮蔭，噴施增溫保墑劑等，都可調(diào)節(jié)土溫。 土壤地理學(xué)教案 第5章-第2講目的與要求1、 1、掌握束縛水、吸濕水、膜狀水、毛管水和重力水的定義和特點(diǎn)，毛管水的運(yùn)動與土壤的供水性2、掌握土壤水分的數(shù)

12、量與能量，計(jì)算土壤有效水的方法，土壤水分的農(nóng)業(yè)調(diào)節(jié) 重點(diǎn)和難點(diǎn)1、重點(diǎn)：土壤水分的類型、性質(zhì)。2、難點(diǎn)：毛管水的定義和特點(diǎn)，毛管水的運(yùn)動與土壤的供水性。教具及參考資料土壤學(xué)（南方版）西南農(nóng)大主編、土壤學(xué)，黃昌勇主編主要教學(xué)方法講授法第2節(jié) 土壤水份土壤水分即土體中所含有的各種水分，土壤中的水份主要來自于下面3個(gè)方面：大氣降雨、人工灌溉水、地下水。1.土壤水分的類型、性質(zhì) 土壤水分按其存在形態(tài)可以分為了3類，即固態(tài)水、氣態(tài)水和液態(tài)水。1.1固態(tài)水 當(dāng)土溫低于零度時(shí)，液態(tài)水結(jié)冰成為固態(tài)水。并非每種土壤都有，南方山區(qū)土壤有一些季節(jié)性固態(tài)水存在對植物來說屬于無效水，形成時(shí)，對植物根系產(chǎn)生凍害損傷。 1

13、.2氣態(tài)水 以水汽形態(tài)存在于土壤孔隙中的水分，也可歸為土壤空氣的組成份，數(shù)量少，約占土壤重量的10萬分之一以下。氣態(tài)水很少被植物直接吸收利用，須凝結(jié)為液態(tài)水后才能被植物大量吸加。它的有效性有一個(gè)凝結(jié)轉(zhuǎn)化的過程。1.3液態(tài)水 以液體形態(tài)存在于土壤中的水分.根椐存在方式的不同又分為束縛水和自由水.1.3.1束縛水：被土壤固相緊密吸附在土壤中不能自由移動的水分。根椐吸附松緊的不同又分為吸濕水和膜狀水兩類。1.3.1.1吸濕水：干燥的土粒由于分子引力和靜電引力的存在而從空氣中緊密吸附的水分就稱為吸濕水。特點(diǎn)：吸濕水的數(shù)量與大氣溫、濕度有關(guān)，大氣溫度愈低、濕度愈大，吸濕量愈大；也與質(zhì)地有關(guān)，質(zhì)地愈重，吸

14、濕性愈強(qiáng)，吸濕量也愈大。 吸濕水受土粒引力極大31_10000個(gè)大氣壓，無溶解力，不導(dǎo)電，在土壤中不能自由運(yùn)動，與土粒作整體運(yùn)動.同時(shí)，植物根系的根吸力一般只有10_20個(gè)大氣壓，所以吸濕水不能被一般植物吸收利用. 吸濕水達(dá)到最高含量時(shí)，稱為土壤的最大吸濕量，也稱為吸濕系數(shù).其值大小說明土壤潛在的保持無效水分的能力. 一般 2X吸濕系數(shù)=無效孔隙(%) 1.3.1.2膜狀水： 由于吸濕性的存在，所松散吸附的水份稱為膜狀水。 特點(diǎn)：膜狀水的數(shù)量多少也與土壤質(zhì)地有關(guān)，質(zhì)地越重，膜狀水越多. 膜狀水受固相引力的吸附較弱，一般為6.25_31個(gè)大氣壓，在土壤中可極緩慢的移動，(0.2_0.4mm/時(shí)

15、)，由于速度太慢，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足植物對水分的需求，所以仍歸為束縛水.并且部分可被植物吸收利用，另一部分成為無效水. 膜狀水達(dá)到最高含量時(shí)，叫作土壤的最大分子持水量，其值大小也說明土壤潛在的保持無效水份的能力.1.3.2自由水：在土體中， 能夠自由移動的水份就稱為自由水. 又可分為毛管水和重力水。1.3.2.1毛管水：存在于毛管孔隙中借助于毛管引力保存于土體中的水份。 特點(diǎn)：毛管水受到的吸力約0.08_6.25個(gè)大氣壓，在土體中可上，下，左，右地自由運(yùn)動(一般由毛管力小的地方向毛管力大的地方運(yùn)動)，所以，一般作物吸水后，根際土壤毛管力變大， 周圍的毛管水向根際土壤運(yùn)動，產(chǎn)生自動供水作用。 毛管水有

16、較強(qiáng)的溶解能力，含有較多的易溶性養(yǎng)分，這些養(yǎng)分可隨水被植物吸收利用.(即毛管水是植物吸收養(yǎng)分的媒介)。 毛管水的數(shù)量受土壤質(zhì)地，腐殖質(zhì)含量，及結(jié)構(gòu)狀況的綜合影響，當(dāng)土壤粘沙適中，有機(jī)質(zhì)豐富，結(jié)構(gòu)良好時(shí)，毛管水最多。 此外，生產(chǎn)中，毛管水又可分為毛管上升水和毛管懸著水。 毛管上升水：地下水沿毛管上升，借助毛管力保存在土體中的水分。與地下水有關(guān)，若地下水位低，則達(dá)不到根系層，不能被植物吸收利用，屬無效水；若地下水位過高，則長期占據(jù)根系層，對植物根系產(chǎn)生濕害，屬有害水。只有地下水位適當(dāng)且有一定的起伏變化時(shí)，才是植物吸水的重要來源。毛管上升水達(dá)到最高含量時(shí)，稱為土壤的最大毛管持水量，其值大小表明土壤的

17、最大持水能力。 毛管懸著水：借助于毛管引力保存在土體上層中的水分。與地下水無關(guān)，被植物吸收后只能靠降水補(bǔ)充。毛管水達(dá)到最高含量時(shí)，叫作土壤的田間持水量，其值的大小表明無地下水影響時(shí)，土壤的最大持水能力。1.3.2.2重力水：當(dāng)土壤的含水量超過田間持水量時(shí)，多余的水分不被土 體所保存，在重力的作用下向下移動，這種水分就稱為重力水。 特點(diǎn)：受重力作用只能由上往下移動，旱地不能長期貯存，絕大部分沒有機(jī)會被植物利用，若過多，則占據(jù)通氣孔隙，影響土壤通氣性，屬有害水。 重力水又可分為自由重力水和支持重力水。 自由重力水：下移途中，不受阻礙，成為地下水的重力水稱為自由重力水。 支持重力水：下移途中，受不透

18、水層(粘土層)的阻礙，長期保存在土體下部，或側(cè)向運(yùn)動成為臨時(shí)泉水的重力水。2.土壤水分的數(shù)量與能量概念2.1 土壤水份的數(shù)量表示方法：2.1.1 土壤絕對含水量=土壤水分重量/干土重量* 100% 表示土壤含水的絕對數(shù)量.2.1.2 土壤相對含水量=絕對含水量/田間持水量* 100% 表示土壤的持水程度 (含了可以保水的多少) .2.1.3. 水層毫米數(shù)(MM)=絕對含水量*容重*土層厚度 . 為了將土壤含水量與降雨量或蒸發(fā)量相比較，可采用水層的厚度來表示。這三種方法都可表示土壤水分的數(shù)量情況。2.2土壤水分的能量概念. 當(dāng)外來水分進(jìn)入土體后(灌水或降雨時(shí))， 就會受到土壤固相引力的作用(土粒

19、的分子引力和靜電引力)，使其水分的能量減少，能態(tài)降低。2.2.1土壤水吸力 土壤水分在承受一定的固相引力的情況下所處的能量狀態(tài)。即 ： 用土壤對水分吸力的大小，來表示水分的能量狀態(tài)。 表示方法： 用與吸力相等的壓力單位 大氣壓， 巴， 毫巴等來表示。. 用與吸力相等的水柱高度來表示。 一般， 1大氣壓=1.013巴=1033厘米水柱2.2.2土壤水吸力的測定方法 測定水吸力的方法有很多，常見的有水氣壓法，壓力膜法，目前生產(chǎn)中最常用的是田間張力計(jì)法。該法可連續(xù)、快捷、便地測出土壤水吸力。那么，測定出的水吸力大小有什么生產(chǎn)作用呢?它的作用就在于水吸力的大小與土壤含水量密切相關(guān)， 稱為土壤水分特征曲

20、線。2.2.3土壤水分特征曲線 土壤水吸力與含水量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，即吸力愈大，含水量愈低，吸力愈小，含水量就愈高。受質(zhì)地的影響，兩者為定性負(fù)相關(guān).(如水吸力相同，粘土的含水量遠(yuǎn)高于沙土)。 土壤水吸力的農(nóng)業(yè)意義：水吸力表示土壤對水分吸力的大小，而每種植物的根系都有一定的根吸力，植物要吸收水分，其根吸力必須大于水吸力才能從土壤中奪取水分，所以，水吸力可作單因素參考指標(biāo)，直接反映出土壤的供水能力。 用水吸力反映供水性的優(yōu)點(diǎn)在于：水吸力囊括了所有土壤差異，只作單因素的參考指標(biāo)。此外，土壤水分的能量狀態(tài)還有一種表示方法，即土水勢，這個(gè)概念是個(gè)負(fù)值，生產(chǎn)上 使用不方便，多用于科研。3. 計(jì)算土壤有效水的方

21、法 由于土壤有效水的上限是田間持水量，土壤有效水的下限是萎蔫系數(shù)。 所以土壤絕對有效水含量%=田間持水量%萎蔫系數(shù)% 土壤相對有效水含量%=土壤自然含水量%萎焉系數(shù)% 水分的科學(xué)管理就是要先測定出土壤的田間持水量和萎蔫系數(shù)。若土壤含水量田間持水量時(shí)，要注意排水；若土壤含水量或接近萎焉系數(shù)時(shí)，要注意灌水。 此外， 田間持水量還是生產(chǎn)中制定灌水定額的根椐： 灌水定額(方/畝)=(田間持水量-土壤原有含水量)*土壤容重*667*濕潤深度(米)4. 毛管水的運(yùn)動與土壤的供水性土壤供水性的優(yōu)良與否主要取決于毛管水的含量與運(yùn)動情況。土壤中毛管愈豐富，毛管水含量愈多，則土壤供水能力愈強(qiáng)；毛管水的上升運(yùn)動：可

22、將地下水提到根系層被吸收利用運(yùn)動情況來看，有兩種運(yùn)動方式。特點(diǎn)：粗毛管提水快但上升幅度小，細(xì)毛管提水慢但上升幅度大；地下水位適當(dāng)，毛管豐富，且粗細(xì)毛管比例適當(dāng)。毛管水的側(cè)向運(yùn)動：粗毛管中的水向細(xì)毛管運(yùn)動。植物吸水后，根際毛管引力變大，周圍水分向根際土壤運(yùn)動。特點(diǎn)：側(cè)向運(yùn)動的速度受吸力梯度和毛管連續(xù)性的影響，吸力梯度大，毛管連續(xù)性好，則土壤供水力強(qiáng)。5.土壤透水性與水分蒸發(fā)5.1 透水性土壤接受并允許水分通過土體的性能稱為土壤的透水性。當(dāng)水分垂直通過土體時(shí)，土壤對水分產(chǎn)生又滲吸又滲漏的過程，土粒和團(tuán)聚體吸水，多余的水向下繼續(xù)運(yùn)動，透水性就表現(xiàn)在向下運(yùn)動的速度上。 影響透水性的因素：土壤松緊度、質(zhì)

23、地、結(jié)構(gòu)、通氣孔隙數(shù)量及水壓梯度。 透水性的農(nóng)業(yè)要求：要求土壤有適當(dāng)?shù)耐杆芰?，不能過大，也不能過小。過大引起漏水漏肥；過小接納雨水不足，土壤沖刷大，且積水后，易形成還原有毒物質(zhì)。5.2水分蒸發(fā)土壤水分以水汽形態(tài)擴(kuò)散到大氣中散失的過程。整個(gè)蒸發(fā)過程分兩個(gè)階段進(jìn)行： 土壤含水量田間持水量階段：該階段蒸發(fā)速度與土壤性質(zhì)無關(guān)，完全取決于大氣蒸發(fā)能力，即光照，氣溫，濕度，和風(fēng)速。蒸發(fā)力強(qiáng)的，土壤失水快，反之，失水慢。 土壤含水量田間持水量階段：該階段蒸發(fā)速度受土壤導(dǎo)水能力和大氣蒸發(fā)能力的共同影響，大氣蒸發(fā)能力強(qiáng)時(shí)，導(dǎo)水能力強(qiáng)的土壤失水快，弱的失水慢. 對生產(chǎn)的影響：蒸發(fā)是一種水分的非生產(chǎn)性損耗，生產(chǎn)中

24、應(yīng)盡量減少蒸發(fā)，通過土表覆蓋，中耕松土(切斷縱向毛細(xì)管)等可減少蒸發(fā)損耗。6.土壤水分對作物生長和土壤肥力的影響6.1 對植物生長的影響 植物體內(nèi)含有75%-95%的水分，這些水分主要來自于土壤，缺水即萎蔫死亡。 植物體內(nèi)許多重要的生理過程，如光合作用，呼吸作用，蒸騰作用都有水分的參與， 缺水將導(dǎo)致這些重要的生理過程不能進(jìn)行，代謝出現(xiàn)紊亂。 水分是植物吸收養(yǎng)分的媒介，因?yàn)轲B(yǎng)分是隨水被根系吸收利用的，缺水， 植物不能進(jìn)行營養(yǎng)過程。6.2 對肥力的影響 影響土壤空氣：水氣是一對基本矛盾，其中水占據(jù)著支配地位。 影響土壤養(yǎng)分：水分影響礦質(zhì)養(yǎng)分的溶解，影響有機(jī)養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化，從而影響有效養(yǎng)分的數(shù)量。 影響

25、土壤熱量：水分影響土壤的熱容量，導(dǎo)熱率，從而要影響土壤溫度的高低。 其它：水分還要影響土壤的粘結(jié)性，可塑性，耕性，以及吸熱性散熱性，是土壤中最活躍易變，影響面最寬，作用度最深的一個(gè)因素。7.土壤水分的農(nóng)業(yè)調(diào)節(jié) 7.1調(diào)節(jié)原則(目的)減少浪費(fèi)，增加收入，排除多余，蓄水保土。7.2方法工程措施，興修水利，搞好農(nóng)田基本建設(shè)，宏觀地改善排灌條件。生物措施：植樹造林，綠化地表，保持水土。改良質(zhì)地，培育結(jié)構(gòu)，增施有機(jī)肥，提高土壤自身的保水控水能力。土壤地理學(xué)教案 第5章-第3講目的與要求1、了解土壤空氣的組成及特點(diǎn)，土壤的通氣性與土壤空氣的更新方式，土壤通氣性對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響及其農(nóng)業(yè)調(diào)節(jié)。2、掌握土壤通氣

26、性的衡定指標(biāo)。重點(diǎn)和難點(diǎn)1、重點(diǎn)：土壤通氣性對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響及其農(nóng)業(yè)調(diào)節(jié)。2、難點(diǎn)：土壤通氣性的衡定指標(biāo)。教具及參考資料土壤學(xué)（南方版）西南農(nóng)大主編、土壤學(xué)，黃昌勇主編主要教學(xué)方法講授法第3節(jié) 土壤空氣土壤空氣-土壤孔隙中各種混合氣體的總稱。1.土壤空氣的組成及特點(diǎn) 土壤空氣的組成與大氣組成相似，即其成分中，以氮?dú)庹冀^對優(yōu)勢，氧氣次之，其他成分僅占極小的比例。與大氣相比，有下列特點(diǎn)： 氧氣含量下降，二氧化碳含量升高，氮?dú)夂柯杂猩?。原因：微生物和植物根系的呼吸作用消耗氧氣，釋放二氧化碳?并且土壤中缺乏釋放氧氣的 綠色植物. 含氮化合物的分解與揮發(fā)使土壤氮?dú)饴杂性龈摺?土壤空氣中含有大量的水

27、汽：只要含水量高于吸濕系數(shù)，土壤水分就要不斷的蒸發(fā)。 通氣不良的土壤中有少量還原性有毒氣體：如H2S、CH4、CO等。 土壤溶液中溶解有少量氣體分子，土壤固相表面吸附有少量氣體分子，主要是氧氣和二氧化碳分子，這些分子可被植物根系吸收利用，也可參與土壤中的氧化還原反應(yīng)。2.土壤的通氣性與土壤空氣的更新方式 土壤生物在新陳代謝的過程中，大量消耗氧氣同時(shí)產(chǎn)生同體積的CO2， 隨著O2的消耗和CO2的積累土壤環(huán)境日益惡化。因此，這種惡化后的土壤環(huán)境必須更新，更新能力的大小，我們用通氣性來描述。從提出土壤通氣性的慨念。2.1土壤通氣性指土壤空氣與近地層大氣之間進(jìn)行氣體交換的過程和交換的速度。交換的方式為

28、空氣的整體流動和氣體擴(kuò)散這兩種方式?？諝獾恼w流動，白天氣溫升高，氣壓降低，土壤空氣逸出土體進(jìn)入大氣；夜晚氣溫下降，氣壓升高，大氣進(jìn)入土壤；灌水時(shí)，土壤空氣進(jìn)入大氣；排水時(shí)，大氣進(jìn)入土壤，吹風(fēng)時(shí)(空氣流動)，氣壓降低，土壤空氣要進(jìn)入大氣。氣體擴(kuò)散：消耗O2，使土體中O2空氣中CO2.產(chǎn)生CO2濃度差，土體中的CO2通過擴(kuò)散作用要進(jìn)入大氣。 總的效果，表現(xiàn)在土壤在呼吸氧氣，排出二氧化碳，稱之為土壤的呼吸作用。它是旱地土壤氣體交換的主要方式，其交換能力用土壤呼吸強(qiáng)度來表示。 土壤呼吸強(qiáng)度：單位時(shí)間內(nèi)、單位面積的土壤上擴(kuò)散出的CO2的數(shù)量。 影響通氣性的因素： 土壤孔隙狀況：當(dāng)孔隙度高，且通氣孔隙多

29、時(shí)，氣體交換加快，通氣性好。水分含量：旱地中，水分含量高時(shí)，可阻斷通氣孔隙，降低通氣能力，故水分含量低時(shí)，土壤通氣性好；水田土壤，因有水面阻隔，氣體交換主要是通過溶解于水中的氧氣隨水下滲而進(jìn)入土體和排水曬田來進(jìn)行.3.土壤通氣性的衡定指標(biāo)-氧化還原電位 土壤是一個(gè)氧化態(tài)物質(zhì)與還原態(tài)物質(zhì)共存的體系。 如：土壤中同時(shí)存在：Fe3+ Fe2+ Mn4+ Mn2+ 高價(jià)的CO2 低價(jià)的 CO 這種不同價(jià)態(tài)的物質(zhì)可以相互轉(zhuǎn)化， 以Fe為例： Fe3+- Fe2+ 得1e Fe3+- Fe2+ 失1e該轉(zhuǎn)化的受制因素是溶解態(tài)氧的濃度，當(dāng)溶解氧濃度高時(shí)，微生物分解有機(jī)質(zhì)就以O(shè)為電子受體， Fe3+Fe2+；

30、當(dāng)溶解氧濃度低時(shí)，微生物分解有機(jī)質(zhì)就以Fe3+為電子受體，此時(shí)，F(xiàn)e2+Fe3+，所以通氣良好時(shí)，土壤中O2豐富，高價(jià)鐵多于低價(jià)鐵，反之， 低價(jià)鐵多于高價(jià)鐵。 該轉(zhuǎn)化的數(shù)學(xué)衡定方式-用氧化還原電位Eh來衡定 Eh=標(biāo)準(zhǔn)電位Eo + 59Log Fe3+/Fe2+ .(mv) Eo： 標(biāo)準(zhǔn)電位. 指當(dāng)Fe3+=Fe2+時(shí)，測得的電位Eh.對土壤來說， 土壤的Eh=Eo十59Log氧化態(tài)/還原態(tài)結(jié)論：土壤的Eh值最終取決于土壤通氣性的好壞；若土壤通氣良好，土壤O2濃度高，Eh高；反之，Eh低。 生產(chǎn)意義：土壤Eh值可以用電位計(jì)測定出來，所測得的Eh值應(yīng)控制在200mv700mv之間；若Eh700m

31、v：說明土壤通氣過旺，有機(jī)質(zhì)消耗加快，要注意灌水和培土鎮(zhèn)壓。4.土壤通氣性對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響及其農(nóng)業(yè)調(diào)節(jié)4.1對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響（1） 影響植物根系的生長。多數(shù)作物根系良好的生長要求土壤空氣中氧氣的含量15%， 此時(shí)根長色淺， 根毛豐富，吸收力強(qiáng)；當(dāng)土壤空氣中氧氣含量10%時(shí)，根系發(fā)育受阻，根短色暗；當(dāng)土壤空氣中氧氣含量5%時(shí)，根系停止生長，根系易腐爛。（2）影響種子萌發(fā)。嚴(yán)重缺氧時(shí)，種子的呼吸作用受阻，發(fā)芽率降低，種子腐爛。（3）影響有機(jī)養(yǎng)分釋放。通氣性影響好氣性微生物活性，從而影響有機(jī)養(yǎng)分釋放，影響?zhàn)B分的有效性。（4）影響土壤環(huán)境。通氣不良時(shí)，易積累還原有毒物質(zhì)，土壤環(huán)境不利于根系和微生物的生

32、長。4.2農(nóng)業(yè)調(diào)節(jié)4.2.1目的使土壤有較強(qiáng)的通氣能力，有豐富的氧氣， 以利用水，熱，肥的協(xié)調(diào)發(fā)展。4.2.2措施（1）以水調(diào)氣，通過興修水利， 改善排灌條件來調(diào)節(jié)土壤空氣。（2）改善土壤孔隙性和結(jié)構(gòu)性來增強(qiáng)土壤通氣性.(改良質(zhì)地，增加有機(jī)質(zhì)等)。（3）注意加強(qiáng)田間管理，適時(shí)排水曬田，中耕松土， 提高作物生育期中的通氣能力。 土壤地理學(xué)教案 第5章-第4講目的與要求1、了解土壤養(yǎng)分的類型、來源與消耗2、掌握土壤中N、P、K素的含量、形態(tài)和轉(zhuǎn)化重點(diǎn)和難點(diǎn)1、重點(diǎn)：土壤養(yǎng)分的類型、土壤中N、P、K素形態(tài)。2、難點(diǎn)：土壤中N、P、K素的轉(zhuǎn)化。教具及參考資料土壤學(xué)（南方版）西南農(nóng)大主編、土壤學(xué)，黃昌勇

33、主編主要教學(xué)方法講授法 第 4 節(jié) 土壤養(yǎng)分土壤養(yǎng)分： 指土壤中含有的，植物生長必須的營養(yǎng)元素。1.土壤養(yǎng)分的類型、來源與消耗1.1類型：按存在狀態(tài)的差異分為：水溶性, 溶于土壤溶液中的離子態(tài)養(yǎng)分；代換性，土壤膠體表面吸附的養(yǎng)分；難溶性，礦物組成和有機(jī)質(zhì)組成中的養(yǎng)分。 按其含量來分為：大量元素 N P K Ca Mg S ；微量元素 Fe Mn Zn Cu B Mo CL 。1.2來源（1）人類施入的有機(jī)肥和化肥； （2）生物固N(yùn)： 固N(yùn)微生物從空氣中固定的N素； （3）土壤礦物緩慢分解釋放的養(yǎng)分； （4）降雨：空氣中的氮和氧在閃電時(shí)，可以合成氨，隨水降落土中，0.4-1.2斤/年畝. （5）

34、殘?bào)w歸還：動植物殘?bào)w歸還于土中的營養(yǎng)元素。1.3消耗 （1）作物吸收 生產(chǎn)消耗如生1000斤小麥需吸收N 30斤，K2O 25斤 P2O5 12.5斤。 （2）流失 養(yǎng)分隨水逸出土體，我國每年水土流失的養(yǎng)分(N P K )相當(dāng)于1億噸化肥。 （3）揮發(fā) 主要是N素養(yǎng)分，NH4HCO3 撒施形成NH3利用率不到30% 土壤中的NH4+ 經(jīng)反硝化細(xì)菌作用形成N2揮發(fā)到大氣中散失。 （4）固定 化學(xué)吸收固定和晶格固定。2.土壤中N素的含量、形態(tài)和轉(zhuǎn)化2.1 含量我國土壤中氮素含量全氮0.050.3%，速效氮90250ppm。土氮素含量與有機(jī)質(zhì)密切相關(guān)，凡是有機(jī)質(zhì)含量高的，氮素含量也高，并且有從南到北

35、增加的趨勢。2.2 形態(tài) 有機(jī)態(tài)N占土壤全N的99%以上， 主要有腐殖質(zhì)，氮白質(zhì)，酰氨，氨基酸等；土壤N素礦質(zhì)態(tài)N：占全N的1% 以下，主要是NH4+和NO3一， 是植物吸收N的主要形態(tài)。2.3轉(zhuǎn)化 （1）水解作用 旦白酶 肽酶 氮白質(zhì)=多肽=氨基酸 該過程作用的微生物多， 一般能順利進(jìn)行. （2）氨化過程 氨化酶 氨基酸= NH4+ 十 NH3 ( 特點(diǎn)與上相同) （3）硝化過程 土壤中的NH3或下NH4+在微生物的作用下被氧化成硝酸鹽的過程. 硝化細(xì)菌 NH3（NH4+）十 O2 = NO3- （4）反硝化過程 土壤中的NO3-經(jīng)反硝化細(xì)菌的作用被還原為氣態(tài)氮而揮發(fā)散失的過程 反硝化細(xì)菌

36、NO3-= N2十N2O 該過程是一個(gè)厭氣的過程， 通氣不良的土壤中才能進(jìn)行，是淹水土壤，水田土壤N素?fù)p失的主要途徑之一.2.4歸納（1）土壤氮素以有機(jī)氮為主，礦質(zhì)氮只占極小比例，但植物主要吸收礦質(zhì)態(tài)氮，故土壤能力取決于有機(jī)質(zhì)含量及其轉(zhuǎn)化速度，含量越高，轉(zhuǎn)化越快時(shí)，土壤供N能力越強(qiáng)。（2）含氮化合物的轉(zhuǎn)化主要受制于土壤微生物，含水量和土壤通氣性，當(dāng)微生物豐富，含水適當(dāng)，通氣良好時(shí)，轉(zhuǎn)化快，土壤供氮能力強(qiáng)。（3）生產(chǎn)中施用NH4+肥時(shí)，要注意深施蓋土，而NO3-肥只宜施于旱地而不能施于水田3.土壤P素的含量、形態(tài)與轉(zhuǎn)化3.1含量我國土壤的全P含量一般介于0.010.15%之間， 速效P含量一般介于0.550ppm。 P的含量與母質(zhì)，土壤發(fā)育深度，和土壤利用程度有關(guān)，一