土壤与肥料课件

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1.3土壤生物
包括微生物、动物和植物根系。
土壤微生物指生活在土壤中的细菌、放线菌、真菌 和藻类。
土壤动物通常分为大、中、小型三种。
综合作用为机械粉碎：纤维素和木质素经嚼食后分解为排 泄物，可供微生物再分解利用。
林木根系死亡后增加土壤下层的有机物质和阳离子 交换量，促进土壤结构形成；根系腐烂后其孔道可 改善土壤通气性，利于重力水下排；根系分泌物、 根际周围的微生物均能促进矿物和岩石分化。
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土壤空气
土壤水分过多，尤其是地下水位过高，会使土壤缺 乏O2和提高CO2含量，阻碍根呼吸和吸收养分。
在积水和透气不良的情况下，土壤空气含量可降到 10%以下，抑制植物根系呼吸。
土壤通气程度影响土壤微生物的种类、数量和活动 情况，进而影响植物的营养状况
通气不良，抑制土壤中好气微生物活动，减慢了有机物 的分解与营养物的释放；通气过分，使有机物分解速度 过快，养分释放太快，而腐殖质形成减少，不利于养分 的长期供应。
第二章之六 土壤因子
土壤对林木的影响 森林对土壤的影响
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本节导读
领会：土壤对植物的影响、植物的 适应类型
简单应用：森林土壤的形成过程；
森林土壤剖面 综合应用：森林经营对土壤的影响
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土壤的生态学意义
土壤是许多生物的栖息场所
土壤中的生物包括细菌、真菌、放线菌、藻类、原 生动物、轮虫、线虫、蚯蚓、软体动物、节肢动物 和少数高等动物。
钙质土壤指示植物蜈蚣草 (Pteris vittata Linn.)
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柽柳(Tamarix chinensis Lour.)
盐碱土植物和沙生植物
大多数植物和农作物适宜在中性土
壤中生长。 生活在盐碱土中的植物和沙基质中 的植物，分别归为盐碱土植物和沙 生植物。
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盐土 植物 分类
盐节木 (1)聚盐性植物 这类植物能适应在强盐渍化土壤 生长，能从土壤里吸收大量的可 溶性盐类，并把这些盐类积聚在 体内而不受伤害。 该类植物原生质对盐的抗性强， 极高的渗透压。 黑果枸杞
部分土壤。
根向周围土壤分泌碳水化合物、维生素和
氨基酸，使根微微生物的数量大大增加。
根围微生物含有大量的固氮菌。
有些根围微生物还能分泌生长调节物质，
改善根的生长状况。
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影响根系分布的因素
土壤的物理性质 土壤湿度和通气性 土壤温度 土壤养分 根系竞争或相互作用
土壤化学性质
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1.4植物对土壤的适应类型
生长？
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土壤水分
土壤水分(soil moisture)能直接被植物根吸收利用
土壤水分有利于矿物质养分的分解、溶解和转化，有利于土 壤中有机物的分解与合成，增加了土壤养分，有利于植物吸收 土壤水分能调节土壤温度，灌溉防霜就是此道理 土壤水分的过多或过少，对植物、土壤动物与微生物均不利
土壤水分过少时，植物受干旱威胁，并由于好气性细菌氧 化过于强烈，使土壤有机质贫瘠
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1.2土壤化学性质与林木生长
土壤酸度
土壤养分元素
土壤有机质
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土壤酸碱度
酸性或碱性环境直接伤害林木组织
pH值小于3.5或高于9，多数植物根细胞的原生质受到损 害。 针叶树：3.7~4.5；阔叶树5.5~6.9；大于8.5多数树种难以 生长。
影响矿质盐分溶解度，从而影响植物养分的有效性
土壤酸度一般在pH6~7时，养分的有效性最高。
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土壤厚度
影响土壤水分、养分的总储存量和根系的空间范围。
故土壤厚度是决定森林生产力的重要因素
影响植被的组成、结构、林木生长和森林生产力
华北山地土壤浅薄的阳坡往往只有油松，稍厚处生长辽东 栎、蒙古栎，而在深厚土壤上才生长有椴、白蜡、槭等
土壤厚度的影响因素：母质运积方式、下层石砾、 硬盘、永冻层、地下水、盐积层、砂积层的分布 山地条件下，影响土壤厚度的主要因素：地形、坡
扬、油茶、铁芒萁；
钙质土：柏树、南天竺、蜈蚣
草、铁线蕨；
盐碱土：柽柳、盐角草、盐节
木、胡杨。
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土 壤 生 ຫໍສະໝຸດ Baidu 类 型
酸性土壤指示植物芒萁 (Dicranopteris pedata (Houtt.) Nakaike)
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酸性土壤指示植物岗松 (Baeckea frutescens Linn.)
土壤生物类型
土壤水分不足影响幼苗的存活和树木高、径生长； 土壤水分过多，引起有机质的嫌气分解，产生H2 S及各种 有机酸，对植物有毒害作用，并因根的呼吸作用和吸收作用 受阻，使根系腐烂
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土壤空气
土壤空气主要来自大气。 土壤中，植物根系、动物和微生物的呼吸作用和 有机质的分解，不断消耗O2，放出CO2，使土壤空 气中O2和CO2的含量明显不同于大气。土壤中O2 浓度一般为10~12%，CO2一般在0.1%左右，这些 浓度随季节、昼夜和深度而变化。 土壤中的高CO2，一部分以气体扩散和交换的方式 不断进入地面空气层，供植物叶利用，另一部分 直接为根系吸收。如果土壤中CO2积累过多，达到 10~15%时，将会阻碍根系生长和种子发芽；若 CO2浓度进一步增长会阻碍根系的呼吸和吸收，甚 至因呼吸窒息而死亡。
土温过高，也会使根系或地下储藏器官生长减弱。
土壤温度高低还影响根系形态
土温影响了矿物质盐类的溶解速度、土壤气体交换、水 分蒸发、土壤微生物活动以及有机质的分解，而间接影 响植物的生长。
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土壤温度
土壤温度影响植物的吸水力和水
分在土壤中的粘滞性
植物从温暖土壤中吸水要比冷凉
土壤中吸水更容易。 生理性干旱
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盐穗木
(2)泌盐性植物
这类植物的根细胞对于盐类的透过性 与聚盐性植物一样是很大
它们吸进体内的盐 分不积累在体内， 而是通过茎、叶表 面上密布的分泌腺， 把所吸收的过多盐 分排出体外，这种 作用称为泌盐作用。
柽柳(Tamarix chinensis Lour.)
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(3)不透盐性植物
这类植物的根细胞对盐类的透过性非常小， 所以他们虽然生长在盐碱土上，但在一定 盐分浓度的土壤溶液中，几乎不吸收或很 少吸收土壤中的盐类(抗盐植物)。 如盐地紫菀、盐地凤毛菊等 植物细胞的渗透压也很高。
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2森林对土壤的影响
森林土壤的形成与剖面构造 森林凋落物和森林死地被物 对森林土壤的影响 森林经营对土壤的影响
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2.1森林土壤的形成与剖面构造
森林土壤系指森林植被下发育的土壤，是相 对于草原、荒漠或其它植被类型而言的。
森林土壤受人为干扰较小，土壤剖面保持较
完整，土表积累有深厚的森林凋落物，土壤
土壤的生态学意义
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1土壤对林木的影响
土壤物理性质与林木生长 土壤化学性质与林木生长 土壤生物与林木生长 植物对土壤的适应类型
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1.1土壤物理性质与林木生长
母岩 土壤厚度 土壤质地 土壤结构 土壤水分 土壤空气 土壤温度
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母岩
土壤是母岩分化而形成的，岩石分化物影响土壤 的物理、化学性质，如土壤质地、结构、水分、 空气、热量、养分、pH等。
花岗岩上发育的土壤呈沙壤质或壤质，通透性能好， 呈微酸性反应 石灰岩上发育的土壤呈中性至微酸性反应，质地细。
母岩影响森林树种的优势程度
我国华北山地，砂岩、页岩形成的酸性土上，油松占 优势；石灰岩形成的微酸至碱性土壤上，油松渐少而 以侧柏占优势
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母质
冲积母质：常见母质类型，在该母质上 发育的土壤，土层深厚，养分适中，土壤 理化形状好，适应于多种植物的生长。 坡积母质：指山坡上的岩石经风化而成 的岩屑，受外力作用(重力、雨、雪、水) 由高处搬运至山坡的中下部而成。在该母 质上发育的土壤，通透性较强、淋溶性强， 盐基不饱和，盐基离子多以二、三价居多， 适于林果类植物的生长。
影响微生物活动而影响养分有效性和植物生长
如细菌在酸性土壤中的分解作用减弱；固氮菌、根瘤菌 等不能在酸性土壤中生存，使许多豆科植物的根瘤在土 壤酸性增加时死亡，它们只能生长在中性土壤中。
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树木对养分元素的适应
耐瘠薄：马尾松、油松、樟子松、侧柏、 蒙古栎、刺槐； 不耐瘠薄：白蜡、榆、槭、 杉木； 中等：落叶松、山杨等。
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母质
湖积母质：由河流汇流作用，携带细小颗粒至 湖洼， 以及湖水中的水生藻类及动植物遗体经湖水泛滥后，静 水沉积而成。特点：质地粘重，腐殖质含量高。 黄土母质：黄土多为第四纪沉积物，在干旱及半干旱 条件下，由于风化作用，细小颗粒经风力搬运沉积而成。 特点：颗粒磨圆度高土层厚，CaCO310~15%。 黄土性母质(次生黄土)：是黄土经水流侵蚀搬运沉积 而成。特点：土层厚、无层次、颗粒细小。
养料元素土壤体 风化 作用
淋溶 作用
岩石 沉淀作用
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江海
土壤剖面
从地面向下挖掘的一段垂直切面。土壤剖面 的构造(或土体构型)，是指从上到下不同土 层的排列方式。
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土壤层次
大致与地表平行的土壤层次---土层。在土壤形成过 程中所产生的土层叫发生学土层(河滩地的土壤层 次只叫土层，流水携带因重力分离沉积下来)。可 用下列基本图示予以说明 。
剖面中根系和石砾较多，含有大量依赖于森
林生存的土壤生物。
树木根系是森林土壤区别性的组成成分
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土壤形成
各种 风化 作用
母质 地形 地形 生物 生物 气候 淋溶层 气候 腐殖层 时间 淀积层 时间
A层 B层 C层
母质层
母岩层
石头
母质
自然土壤
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森业土壤
有机体 微生物 分解 绿色植物 合成
土壤形成的 实质是地质 大循环和生 物小循环的 矛盾与统一
根据植物对土壤酸碱度的适应范围和要求分为， 酸性土植物(pH<6.5)、中性土植物(pH6.5-7.5)和 碱性土植物(pH>7.5)。 根据植物对土壤中矿质盐类(如钙盐)的反应分为 钙质土植物、嫌钙植物。
根据植物对土壤含盐量的反应分为：盐土植物
和碱土植物
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树种对酸碱度的适应
酸性土：马尾松、映山红、赤
土壤是生物进化的过渡环境。
土壤中既有空气，又有水分，正好成为生物进化过 程中的过渡环境。
土壤是植物生长的基质和营养库
土壤提供了植物生活的空间、水分和必需的矿质元 素。
土壤是污染物转化的重要场地
土壤中大量的微生物和小型动物，对污染物都具有 分解能力。
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土壤位于陆地生 态系统的底部， 具有营养物传递 系统，再循环系 统和废物处理系 统，是陆地生态 系统的基底或基 础。在土壤中进 行的两个最重要 的生态过程是分 解和固氮过程。
度、坡向、坡位
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土壤质地
根据土壤质地，土壤可分为三大类
砂土土壤颗粒较粗、土壤疏松、粘结性小，通气 性能强，但蓄水性能差，易干旱，因而养料易流 失，保肥性能差 壤土质地较均匀，土壤不太松，也不太粘，通气 透水，是适宜性较好的土壤 粘土颗粒组成细，质地粘重结构致密，湿时粘， 干时硬，保水保肥能力强，但透水透气性能差
土壤质地影响林森根系的分布与伸展。
云杉在排水不良和通气差的粘土中，根系浅并且 发生风倒；但生长在砂壤土上，根系发育良好。
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土壤结构
土壤结构：土壤颗粒的排列状况，如团粒状、片状、
柱状、块状、核状等。 团粒结构是林木
生长最好的土壤
结构形态。(直 径0.25~10 mm) 思考：为什么 团粒结构的土
壤最适宜植物
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土壤温度
土温影响根系的生长、呼吸和吸收性能。
温带木本植物根系生长的最低温度在2~5℃，芽开放前，根已开 始生长，一直延续到晚秋。
温暖地区的植物，根系生长要求温度较高，如柑橘类的根在10℃ 以上 才能生长。
根系生长的最适土壤温度为20℃-25℃.
土壤冻结，根系停止生长。永冻层的土壤中，根系都很浅
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土壤微生物的作用
生态系统中的分解者或还原者，使有机物 质腐烂，释放出养分，促成了养分循环 某些细菌、真菌与某些植物形成根瘤和菌 根，可以改善土壤营养状况 微生物残体增加有机质； 细菌和真菌等微生物构成腐生食物链的营 养级。 某些细菌和真菌是森林病害的病源。
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根围区
指微生物种群数量和种类受根影响的那一
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土壤有机质
是由植物、动物、微生物遗体、分泌物、 排泄物以及它们的分解产物组成的。 森林中植物的地上、地下凋落物是土壤 有机质的主要来源。 土壤养分的保存、土壤结构、质地的改良、
土壤酸度等。
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土壤有机质
土壤有机质是土壤肥力的一个重要标志。土壤有机 质可分成腐殖质(humus)和非腐殖质。 非腐殖质是死亡动植物组织和部分分解的组织。腐 殖物质是土壤微生物分解有机质时，重新合成的具 有相对稳定性的多聚体化合物。 腐殖质是植物营养的重要碳源和氮源。还是异养微 生物的重要养料和能源，能活化土壤微生物。土壤 微生物活动旺盛，给植物提供丰富的养料。 土壤有机质对土壤团粒结构的形成、保水、供水、 通气、稳温也有重要作用，从而影响植物生长。