第六章低產(chǎn)土壤課件

1、第六章 低產(chǎn)土壤改良一、土壤鹽漬化與次生鹽漬化土壤中含鹽量在0102以上，或者土壤膠體吸附一定數(shù)量的交換性鈉，堿化度在1520以上，有害于作物正常生長(zhǎng)的土壤，稱鹽堿土。土壤鹽漬化是指易溶性鹽分在土壤表層積累的現(xiàn)象或過程，也稱鹽堿化。由于土壤鹽化與堿化往往相伴發(fā)生,所以長(zhǎng)期以來人們將土壤可溶性鹽分的增加籠統(tǒng)地稱為“土壤鹽堿化”。1.基本概念：鹽害：含鹽量0.2% -0.5%堿土： Na2CO3、 NaHCO3鹽土： NaCl、Na2SO4第一節(jié) 鹽堿土土壤鹽化鹽土一般呈堿性反應(yīng)，鹽基呈飽和狀態(tài)，腐殖質(zhì)含量低，地表有白或灰白色鹽結(jié)皮、鹽霜或鹽結(jié)殼。氣候干旱、地勢(shì)低洼、排水不暢、地下水位高、地下水礦

2、化度大等是鹽漬化形成的重要條件，母質(zhì)、地形、土壤質(zhì)地層次等對(duì)鹽漬化的形成也有重要影響。2.土壤鹽漬化的成因土壤鹽分的運(yùn)動(dòng)，主要受土壤水分運(yùn)行規(guī)律和鹽分溶解度規(guī)律支配。“鹽隨水來，鹽隨水去，水散鹽留”為鹽堿土區(qū)水鹽運(yùn)行的基本規(guī)律。鹽漬化的機(jī)制：鹽分向表層積聚的運(yùn)動(dòng)鹽漬化的條件：一些有利于鹽分向土表移動(dòng)的因素氣候的影響 干旱地區(qū)，蒸發(fā)量大于降雨量幾倍甚至幾十倍以上，巖石風(fēng)化和成土過程中產(chǎn)生的鹽分，沒有或很少被淋溶，而底土及地下水中的鹽分可大量地隨毛管水上升而積累到土壤表層。地下水的影響 地下水位達(dá)到一定高度，地下水中的鹽分才能隨水通過毛管作用上升至地表。保證土壤不發(fā)生鹽堿化所要求的地下水最小埋藏深

3、度，稱為地下水臨界深度。地下水礦化度指地下水中的含鹽量，常以克/升表示。臨界礦化度，濱海鹽堿土多為3克/升左右，華北平原大多為11.5克/升。 引水灌溉，導(dǎo)致地下水位上升超過其臨界深度，使地下水和土體中的鹽分隨土壤毛管水通過地面 蒸發(fā)耗損而聚于表土。 利用地面或地下礦化水（尤其是礦化度大于 3g/L 時(shí)） 進(jìn)行灌溉，導(dǎo)致灌溉水中的鹽分積累于耕層中。 在開墾利用心底土積鹽層的土壤過程中，過量灌溉的下 滲水流溶解活化其中的鹽分，隨蒸發(fā)耗損聚于土壤表層。次生鹽漬化土壤次生鹽漬化是土壤潛在鹽漬化的表象化。由于不恰當(dāng)?shù)睦?，使?jié)撛邴}漬化土壤中鹽分趨向于表層積聚的過程，稱土壤次生鹽漬化。次生鹽漬化的成因

4、50年代大搞平原水庫導(dǎo)致我國平原地區(qū)次生鹽堿化面積大增二、鹽堿過多的危害1、生理干旱:土壤中水勢(shì)低，根系吸水困難。 2、離子毒害：細(xì)胞內(nèi)離子平衡被破壞，對(duì)Na+的過量吸收使膜透性增加， 導(dǎo)致K+、磷和有機(jī)溶質(zhì)外滲。 3、代謝紊亂：生物膜破壞，光合、呼吸速率下降；（Na+抑制RuBP羧化酶、PEP羧化酶的活性； 過多Na+影響蛋白與葉綠素的結(jié)合。） 蛋白質(zhì)合成降低，相對(duì)加速貯藏蛋白的水解，使體內(nèi)氨積累過多，產(chǎn)生氨害；4、堿土中土壤膠體含有大量交換性鈉，增加土壤堿度和惡化土壤物理化學(xué)性質(zhì)，土壤濕時(shí)膨脹泥濘、干時(shí)收縮堅(jiān)硬，通透性、可耕性極差。三、作物對(duì)鹽堿的適應(yīng)鹽生植物(Halophyte)、淡土植

5、物(Glycophyte) 抗鹽性是植物對(duì)鹽分過多的適應(yīng)能力。 1、避鹽:植物使周圍環(huán)境的鹽濃度降低到遭受鹽害以下的濃度水平的一種抗鹽方式。包括泌鹽、稀鹽、拒鹽。 2、耐鹽：指植物通過生理或代謝的適應(yīng)，忍受已進(jìn)入細(xì)胞的鹽分。它可通過滲透調(diào)節(jié)，產(chǎn)生鹽適應(yīng)蛋白（清蛋白）提高代謝穩(wěn)定性和忍耐營(yíng)養(yǎng)缺乏等途徑實(shí)現(xiàn)。四、土壤鹽漬化的防治 土壤鹽漬化和次生鹽漬化的防治應(yīng)重點(diǎn)圍繞“水”字做文章。 1 、合理利用水資源 合理灌溉， 排鹽、洗鹽。 節(jié)水防鹽， 防止大水漫灌， 減少輸水滲漏 2、因地制宜地建立農(nóng)業(yè)生態(tài)結(jié)構(gòu) 水改旱，可有效防止次生鹽化；植樹造林、種植綠肥牧草3、精耕細(xì)作 多施有機(jī)肥，控制灌溉水質(zhì)?；瘜W(xué)

6、改良：施用鈣劑或鈣的活化劑等改良劑 4、 選用抗鹽品種 5 、抗鹽鍛煉 如用CaCl2 浸種 6、用植物激素處理植株 生長(zhǎng)素可促使作物生長(zhǎng)和吸水，提高其抗鹽性。脫落酸能誘導(dǎo)氣孔關(guān)閉，減少蒸騰作用和鹽的被動(dòng)吸收，提高作物的抗鹽能力。中國北方沙漠化分布第二節(jié) 風(fēng)沙土治理一、現(xiàn)狀沙化面積Area Sandy desertification area 沙化總面積 173.97 m. km2 18.12% of total area 占國土總面積18.2%Source: SFA 3rd survey and monitoring of desertification, 2005來源：國家林業(yè)局第三次全國

7、荒漠化監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，2005 231全球荒漠化土地面積已經(jīng)超過3600萬平方公里，占整個(gè)地球陸地總面積的14，成為全球生態(tài)系統(tǒng)的“頭號(hào)殺手”，荒漠化土地面積目前每年仍在以5萬至7萬平方公里的速度在急劇蔓延。而且土地荒漠化的速度更是在逐年加大（目前中國大陸每年的土地荒漠化面積高達(dá)1.05萬平方公里，荒漠化和半荒漠化土地面積累計(jì)已經(jīng)超過263萬平方公里，占國土陸地面積的27%以上 .1、進(jìn)一步惡化了生態(tài)環(huán)境，威脅基礎(chǔ)設(shè)施。2、為沙塵暴提供了充足的沙源。3、使農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)力水平大幅度下降，引發(fā)饑荒，造成經(jīng)濟(jì)、社會(huì)問題。4、我國西北地區(qū)的荒漠化已經(jīng)影響到其他國家和地區(qū)。 二、荒漠化的危害三、成因 Drivi

8、ng ForcesCauses 成因Proportion比例Grassland reclamation 草場(chǎng)農(nóng)墾25.4Over-grazing 過度放牧28.3Fuelwood and medicine collection 樵采、挖藥31.8Improper water use 不當(dāng)?shù)乃Y源利用8.3Mining, transport, urban development 工礦交通城市發(fā)展0.7Wind Blowing 風(fēng)力活動(dòng)形成的5.5Total 合計(jì)100Main causes and their proportion 主要成因及其所占比例 (%)Source 數(shù)據(jù)來源：朱俊鳳，朱震

9、達(dá)，199485.5%1、生物措施與工程措施相結(jié)合固沙造林四、沙化治理建防護(hù)林帶乳化瀝青固沙治沙措施生物治沙治沙措施工程治沙2、封沙禁牧，禁樵禁采，合理用水。3、Development of Intensive Industries in sandy areas 在沙區(qū)發(fā)展集約經(jīng)營(yíng)（治沙不要進(jìn)沙漠） Intensive agriculture (greenhouse, orchard, vegetable, flower) 集約農(nóng)業(yè)（溫室、果園、蔬菜、花卉) Processing industries (agricultural, animal and wild plant products)

10、 加工業(yè)(農(nóng)產(chǎn)品、畜產(chǎn)品、野生植物資源) Other industries 其他工業(yè) Indoor Feeding System 棚圈養(yǎng)殖方法 Development of rural labor market 勞力輸出4、Participatory desertification control 參與式荒漠化治理 Must directly benefit all the stakeholders 所有參與者都必須直接從中受益 Decision makers must know what the local people need 決策者必須知道沙區(qū)居住者的需求 All decisions

11、must be community-based -local peoples living standard所有決策必須考慮到社區(qū)的發(fā)展 生活水平的提高第三節(jié) 水稻土改良一、水稻土概念水稻土 paddy soil 經(jīng)長(zhǎng)期淹水耕作，種植水稻，鐵錳還原淋溶和氧化淀積交替進(jìn)行，形成耕作層、犁底層、滲育層、潴育層或有潛育層的土壤。 水稻土在我國分布很廣，占全國耕地面積的1/5，主要分布在秦嶺淮河一線以南的平原、河谷之中，尤以長(zhǎng)江中下游平原最為集中。 土壤潛育化與次生潛育化土壤潛育化是土壤處于地下水和飽和,過飽和水長(zhǎng)期浸潤(rùn)狀態(tài)下，在 1m內(nèi)的土體中某些層段氧化還原電位Eh200mV，并出現(xiàn)因Fe,Mn

12、還原而生成的灰色斑紋層，或腐泥層，或青泥層，或泥炭層的土壤形成過程。常表現(xiàn)為 50cm土體內(nèi)出現(xiàn)青泥層。土壤次生潛育化是指因耕作或灌溉等人為原因，土壤（主要是水稻土）從非潛育型轉(zhuǎn)變?yōu)楦呶粷撚偷倪^程。表現(xiàn)為50cm土體內(nèi)出現(xiàn)青泥層。 我國土壤潛育化與次生潛育化水稻田有400萬畝。主要分布在南方的鄱陽湖平原、珠江二、水稻土的低產(chǎn)特性1冷：低洼地區(qū)的水稻土，冷浸田.土壤水分長(zhǎng)期飽和甚至積水，土溫低，影響水稻苗期生長(zhǎng)，不發(fā)苗，造成低產(chǎn)。改良方法是開溝排水，降低地下水位。2粘和沙：質(zhì)地過粘和過沙對(duì)水分滲漏不利，均能對(duì)水稻生育產(chǎn)生不良影響，也不利于耕作管理。改良方法是客土，前者摻入沙土，后者摻入粘質(zhì)土等

13、。3鹽堿、毒害與酸性改良：1）鹽堿和工業(yè)廢水的影響，主要是在排水的基礎(chǔ)上，加大灌溉量以對(duì)鹽堿、毒害進(jìn)行沖洗。2)酸度改良：主要是一些土壤酸度過大的水稻土應(yīng)當(dāng)適量施用石灰。 三、改良和治理水稻土改良和治理應(yīng)從環(huán)境治理做起，治本清源、因地制宜、治水改土、綜合利用。 1搞好農(nóng)田基本建設(shè)，開溝排水，消除漬害，是改良和培肥水稻土的先決條件。2增施有機(jī)肥料，合理使用化肥，包括種植綠肥在內(nèi)，是培肥水稻土的基礎(chǔ)措施。3水旱輪作與合理灌排，是改善水稻土的溫度、Eh值以及養(yǎng)分有效釋放的首要措施。第四節(jié) 紅壤紅壤、黃壤、磚紅壤可統(tǒng)稱之為鐵鋁性土壤廣泛分于我國的亞熱帶與熱帶，總面積1133萬km2，占全國總面積的13

14、39，是我國熱帶與亞熱帶的稻、棉及經(jīng)濟(jì)作物、水果等重要產(chǎn)區(qū)。一、紅壤特征一般紅壤中金屬化合物很多，其中包括了鐵化合物及鋁化合物。紅壤鐵化合物常包括褐鐵礦與赤鐵礦等，紅壤含赤鐵礦特別多。當(dāng)雨水淋洗時(shí)，許多化合物都被洗去，然而氧化鐵（鋁）最不易溶解，反而會(huì)在結(jié)晶生成過程中一層層包覆于粘粒外，并形成一個(gè)個(gè)的粒團(tuán)，之后亦不易因雨水沖刷而破壞，因此紅壤在雨水的淋洗下反而發(fā)育構(gòu)造良好。紅壤是我國中亞熱帶濕潤(rùn)地區(qū)分布的地帶性紅壤，屬中度脫硅富鋁化的鐵鋁土。紅壤地區(qū)自然條件 在熱帶雨林季雨林下發(fā)育的地帶性土壤，主要分布南方。西南部海拔800米以下的河谷階地，丘陵低山區(qū)和東南沿海拔400米以下的地區(qū)。剖面一般為

15、紅色，PH為4.85.6呈酸性、強(qiáng)酸性反應(yīng)。土體構(gòu)型如圖。 富鋁化過程是指土體中脫硅富鐵鋁的過程，形成網(wǎng)紋層，又稱富鐵鋁化過程。如紅壤形成中具有此成土過程。紅壤形成第一階段：高溫與高濕的氣候條件，使母巖進(jìn)行徹底的地球化學(xué)風(fēng)化，形成一些簡(jiǎn)單的化合物。第二階段：由于水解風(fēng)化中形成較大量的堿金屬與堿土金屬，使風(fēng)化溶液呈中性至微堿性，因而形成堿性的所謂硅酸淋溶。第三階段，由于風(fēng)化鹽基的進(jìn)一步淋溶而使土體上部酸化，因而使鐵、鋁膠體開始活動(dòng)，在干濕交替的氣候條件下，一方面是鐵的氧化物膠體蒙覆于粘粒表面，在土壤干旱期變?yōu)獒樿F礦與赤鐵礦，使土壤顆粒變紅，即所謂紅化過程。1脫硅富鐵鋁化過程：在中亞熱帶生物氣候條

16、件下，風(fēng)化淋溶作用強(qiáng)烈，首先是鋁（鐵）硅酸鹽礦物遭到分解，除石英外，巖石中的礦物大部分形成各種氧化物。開始由于K、Na、Ca、Mg等的氧化物存在而使土壤溶液呈微堿性至中性，所以硅酸開始移動(dòng)。由于各種風(fēng)化物隨水向下淋溶，土壤上部的pH值就逐漸變酸，含水氧化鐵、鋁則開始溶解，并具流動(dòng)性，這種SiO2、Fe2O3、Al2O3的溶解、淀積與pH的關(guān)系如圖所示。 脫硅富鋁化當(dāng)土壤溶液的PH值達(dá)6.57.0時(shí)，SiO2的溶解度曲線明顯上升。富鋁化過程的實(shí)質(zhì)，即脫硅富鋁化。旱季鐵鋁膠體可隨毛管上升到表層，經(jīng)過脫水以凝膠的形式形成鐵鋁積聚層，或鐵鋁結(jié)核體。紅壤的脫硅富鋁化的特點(diǎn)是：硅和鹽基遭到淋失，粘粒與次生

17、粘土礦物不斷形成，鐵、鋁氧化物明顯積聚。2生物富集過程：在中亞熱帶常綠闊葉林的作用下，紅壤中物質(zhì)的生物循環(huán)過程十分激烈，生物和土壤之間物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)化和交換極其快速。表現(xiàn)特點(diǎn)是在土壤中形成了大量的凋落物加速了養(yǎng)分循環(huán)的周轉(zhuǎn)。紅壤雖然進(jìn)行著脫硅、鹽基淋失和富鐵鋁化過程，但同時(shí)也進(jìn)行著生物與土壤間物質(zhì)、能量轉(zhuǎn)化交換和強(qiáng)烈的生物富集，豐富了土壤養(yǎng)分物質(zhì)來源，促進(jìn)了土壤肥力發(fā)展。紅壤就是在富鋁化和生物富集過程相互作用下形成的。 紅壤肥力低：即所謂酸、粘、瘦、蝕等不良的物理性狀與化學(xué)性狀，與氣候生產(chǎn)力不協(xié)調(diào)，因此，必須重視鐵鋁土的利用與改良。1、質(zhì)地粘重，保水、保肥力強(qiáng)，但耕性較差；2、酸性強(qiáng)pH4.55.5；3、土壤養(yǎng)分一般不高，缺乏有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分元素，速效磷缺乏。4、易受干旱二、紅壤