农业生物环境原理 作物与土壤
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• 土壤有机质（小于固相的5%）。 是指存在于土壤中的所有含碳的 有机物质。是土壤固态中做活跃 的一部分，通常有三类物质组成。
– 动、植物及微生物的残体 – 腐殖质 – 土壤微生物。
Minera ls
(4060%) Air
Water (5(20- 10%) 50%)
土壤微生物
细菌：70%～90%。好气菌，厌气菌，兼性厌气 菌。固氮菌，根瘤菌。
土壤容重：单位体积原状土壤（包括孔隙）的质量。 一般1.00～1.70，土壤表层容1.20～1.30。
土壤孔隙度：单位土壤体积内孔隙所占的比例（一 般采用百分数的形式）。
土壤孔隙度（%）=（1―容重∕比重）×100
Soil Physical Properties
土壤孔隙度 =
va+vw
vt
air
va
–影响土壤分布的因素
南方
北方
气候 水热条件好
干旱、寒冷
母质
花岗岩
石灰石
地形
山多
平原
生物 热带雨林
草原、针叶松
时间
决定土壤形成的程度和阶段
6.1 土壤概述
• 我国土壤分布规律
–水平地带性分布：是指土壤大致与纬度平行随生物 气候带变化的分布规律性
–垂直地带性分布：是指沿垂直方向随地势的增高而 发生的土壤演替分布规律。
――
――
＞40
＜40 ――
―― ――
＜30
＞30 ＞30
30~35 35~40
40
土壤质地
砂土（热性土）
砂土的粒径最大 （0.05mm～2.00mm), 含砂量≥ 50% ，营养缺 乏，能透性好，保水保 肥力差，易升温，易出
苗，易脱肥。
壤土
壤土的粒径次之 （0.002mm~0.05m m)，砂粘适中，养 分充足，土壤孔隙 适当，保水保肥力 强，土温暖，耕性 好，有后劲。
放线菌：5% ～ 20%，碱性土壤。 真菌：土壤表层。 原生动物：鞭毛虫类，根足虫类，纤毛虫类。 藻类：蓝绿藻，硅藻，绿藻。
Humus
The product of living matter … and the source of it!
6.2 土壤组成与分布
• 液态：土壤溶液（15-35%）， 是指土壤水分极其所含溶质的总 称。
第六章 作物与土壤
1. 土壤概述 2. 土壤的组成与分类 3. 土壤的基本性质 4. 设施土壤的特点
6.1 土壤概述
• 土壤与肥力
–土壤 能够生长植物的地球陆地的疏松表层，由 土壤矿物质、有机质、土壤溶液、土壤空气和土壤 微生物构成。
–土壤肥力 土壤能同时不断地满足和调节植物对水、 肥、气、热的能力。
–毛管孔隙：当量孔径一般为0.02 ~ 0.2mm ，保留在此毛 管中的水分，易被作物吸收利用。
–通气孔隙：当量孔径＞ 0.2mm，常被空气占据。 –实践证明，孔隙度55-60%，通气孔隙：毛管孔隙为1：1
或1：2，为良好的土壤
– 土壤的本质特征--具有肥力。
What is Soil ? Where is Soil ?
6.1 土壤概述
• 土壤在农业和自然环境中的重要性
–土壤是人类农业生产的基地 –土壤是地球表层系统的重要组成部分 –土壤是地球陆地生态系统的基础 –土壤是最珍贵的自然资源
6.1 土壤概述
• 我国土壤的分布特点
6.3.1 土壤的孔隙性与当量孔径
土壤孔性
先做一个试验： 一方普通的土块， 用力将土压实， 土块体积变小，约为一半。 结论： 土壤中有空隙。
• 土壤中土粒或土团间的空隙称土壤孔隙。 • 土壤孔隙的大小、比例和总孔隙体积所反映的土壤性 质称土壤孔隙性。
土壤的孔隙性与当量孔径
土壤孔隙的数量
土壤比重：单位体积固体土粒（不含粒间空隙）的 质量。一般2.60～2.75（ 2.65 ）。
Soil
+
Water
+
Air
Soil +
Water
+ Air
(a)
(b)
(c)
(d)
Dry
Fully
Partly
Well
Soil
Saturated Unsaturated
Aerated
Soil
Soil
Soil
土壤质地
• 任何一种土壤，都是由不同粒级的土粒，以不同的比
例组合而成。土壤中各粒级的百分含量，称作土壤的机 械组成。 • 根据土壤不同机械组成所产生的特性对土壤进行类别 划分，称作土壤质地。
– 区域性分布：由于人为改造地形，耕作活动等影 响，使土壤分布表现出的一定的区域分布规律性。
我国土壤水平分布的五色图
6.2 土壤组成与分布
• 土壤组成 土壤是固态、气态、 液态三相组成的。
– 固态（50%左右） 包括土壤矿 物质、土壤有机质。
• 土壤矿物质 是土壤固体的主 要成分，是由许多大小不同的土 壤颗粒所构成的。（占固相95% 以上）。
water
vw
vt
soil
vs
土壤容积含水量 = 土壤重量含水量 =
容重 = b =
vw
Volumes
vt
vw
air
ws
water
ww
wt
ws
g/m3
vt
soil
ws
Masses
土壤的孔隙性与当量孔径
土壤孔隙的类型
–非活性孔隙：当量孔径 0.02mm，由于孔隙中水牢固地 被土粒吸持，也叫无效孔隙。
• 气态： 是指土壤空气（15-35%）
– 土壤空气中CO2含量高，氧气含量 低，经常与近地面大气进行交换。
– 氧气与作物生产 作物根系与好气 性微生物的生长，都需要充足的氧 气。
– CO2与作物生产 保持适当的量，过 高引起植株死亡。
The Soil Matrix
Soil
Air
•
Soil Water
我 国土 壤质 地分 类标 准
质地组 砂土 壤土
粘土
质地 名称
粗砂土 细砂土 面砂土 砂粉土 粉土 粉壤土 粘壤土 砂粘土 粉砂土 壤粘土 粘土
颗
砂粒 1~0.05mm
＞70 60~70 50~60
＞20 ＜20
＞20Hale Waihona Puke Baidu＜20 ＞50
―― ――
粒 组 成 （％）
粗粉粒
粘粒
0.05~0.01mm ＜0.001mm
粘土的粒径最小（小于 0.002mm)，
粘粒含量≥ 30% ，养 分充 足，能透性差， 保水保肥力强，难升温，
难出苗，有后劲。
粘土（冷性土）
土壤质地的改良
掺砂掺粘，客土调剂 翻淤压砂，翻砂压淤 施有机肥，改良土性 引洪漫淤，引洪漫砂 种树种草，培肥改土
6.3 土壤的基本性质
6.3.1 土壤的孔隙性与当量孔径 6.3.2 土壤的酸碱性反应与缓冲性能 6.3.3 土壤胶体与吸收性能 6.3.4 土壤的结构性与团粒结构 6.3.5 设施园艺土壤
– 动、植物及微生物的残体 – 腐殖质 – 土壤微生物。
Minera ls
(4060%) Air
Water (5(20- 10%) 50%)
土壤微生物
细菌：70%～90%。好气菌，厌气菌，兼性厌气 菌。固氮菌，根瘤菌。
土壤容重：单位体积原状土壤（包括孔隙）的质量。 一般1.00～1.70，土壤表层容1.20～1.30。
土壤孔隙度：单位土壤体积内孔隙所占的比例（一 般采用百分数的形式）。
土壤孔隙度（%）=（1―容重∕比重）×100
Soil Physical Properties
土壤孔隙度 =
va+vw
vt
air
va
–影响土壤分布的因素
南方
北方
气候 水热条件好
干旱、寒冷
母质
花岗岩
石灰石
地形
山多
平原
生物 热带雨林
草原、针叶松
时间
决定土壤形成的程度和阶段
6.1 土壤概述
• 我国土壤分布规律
–水平地带性分布：是指土壤大致与纬度平行随生物 气候带变化的分布规律性
–垂直地带性分布：是指沿垂直方向随地势的增高而 发生的土壤演替分布规律。
――
――
＞40
＜40 ――
―― ――
＜30
＞30 ＞30
30~35 35~40
40
土壤质地
砂土（热性土）
砂土的粒径最大 （0.05mm～2.00mm), 含砂量≥ 50% ，营养缺 乏，能透性好，保水保 肥力差，易升温，易出
苗，易脱肥。
壤土
壤土的粒径次之 （0.002mm~0.05m m)，砂粘适中，养 分充足，土壤孔隙 适当，保水保肥力 强，土温暖，耕性 好，有后劲。
放线菌：5% ～ 20%，碱性土壤。 真菌：土壤表层。 原生动物：鞭毛虫类，根足虫类，纤毛虫类。 藻类：蓝绿藻，硅藻，绿藻。
Humus
The product of living matter … and the source of it!
6.2 土壤组成与分布
• 液态：土壤溶液（15-35%）， 是指土壤水分极其所含溶质的总 称。
第六章 作物与土壤
1. 土壤概述 2. 土壤的组成与分类 3. 土壤的基本性质 4. 设施土壤的特点
6.1 土壤概述
• 土壤与肥力
–土壤 能够生长植物的地球陆地的疏松表层，由 土壤矿物质、有机质、土壤溶液、土壤空气和土壤 微生物构成。
–土壤肥力 土壤能同时不断地满足和调节植物对水、 肥、气、热的能力。
–毛管孔隙：当量孔径一般为0.02 ~ 0.2mm ，保留在此毛 管中的水分，易被作物吸收利用。
–通气孔隙：当量孔径＞ 0.2mm，常被空气占据。 –实践证明，孔隙度55-60%，通气孔隙：毛管孔隙为1：1
或1：2，为良好的土壤
– 土壤的本质特征--具有肥力。
What is Soil ? Where is Soil ?
6.1 土壤概述
• 土壤在农业和自然环境中的重要性
–土壤是人类农业生产的基地 –土壤是地球表层系统的重要组成部分 –土壤是地球陆地生态系统的基础 –土壤是最珍贵的自然资源
6.1 土壤概述
• 我国土壤的分布特点
6.3.1 土壤的孔隙性与当量孔径
土壤孔性
先做一个试验： 一方普通的土块， 用力将土压实， 土块体积变小，约为一半。 结论： 土壤中有空隙。
• 土壤中土粒或土团间的空隙称土壤孔隙。 • 土壤孔隙的大小、比例和总孔隙体积所反映的土壤性 质称土壤孔隙性。
土壤的孔隙性与当量孔径
土壤孔隙的数量
土壤比重：单位体积固体土粒（不含粒间空隙）的 质量。一般2.60～2.75（ 2.65 ）。
Soil
+
Water
+
Air
Soil +
Water
+ Air
(a)
(b)
(c)
(d)
Dry
Fully
Partly
Well
Soil
Saturated Unsaturated
Aerated
Soil
Soil
Soil
土壤质地
• 任何一种土壤，都是由不同粒级的土粒，以不同的比
例组合而成。土壤中各粒级的百分含量，称作土壤的机 械组成。 • 根据土壤不同机械组成所产生的特性对土壤进行类别 划分，称作土壤质地。
– 区域性分布：由于人为改造地形，耕作活动等影 响，使土壤分布表现出的一定的区域分布规律性。
我国土壤水平分布的五色图
6.2 土壤组成与分布
• 土壤组成 土壤是固态、气态、 液态三相组成的。
– 固态（50%左右） 包括土壤矿 物质、土壤有机质。
• 土壤矿物质 是土壤固体的主 要成分，是由许多大小不同的土 壤颗粒所构成的。（占固相95% 以上）。
water
vw
vt
soil
vs
土壤容积含水量 = 土壤重量含水量 =
容重 = b =
vw
Volumes
vt
vw
air
ws
water
ww
wt
ws
g/m3
vt
soil
ws
Masses
土壤的孔隙性与当量孔径
土壤孔隙的类型
–非活性孔隙：当量孔径 0.02mm，由于孔隙中水牢固地 被土粒吸持，也叫无效孔隙。
• 气态： 是指土壤空气（15-35%）
– 土壤空气中CO2含量高，氧气含量 低，经常与近地面大气进行交换。
– 氧气与作物生产 作物根系与好气 性微生物的生长，都需要充足的氧 气。
– CO2与作物生产 保持适当的量，过 高引起植株死亡。
The Soil Matrix
Soil
Air
•
Soil Water
我 国土 壤质 地分 类标 准
质地组 砂土 壤土
粘土
质地 名称
粗砂土 细砂土 面砂土 砂粉土 粉土 粉壤土 粘壤土 砂粘土 粉砂土 壤粘土 粘土
颗
砂粒 1~0.05mm
＞70 60~70 50~60
＞20 ＜20
＞20Hale Waihona Puke Baidu＜20 ＞50
―― ――
粒 组 成 （％）
粗粉粒
粘粒
0.05~0.01mm ＜0.001mm
粘土的粒径最小（小于 0.002mm)，
粘粒含量≥ 30% ，养 分充 足，能透性差， 保水保肥力强，难升温，
难出苗，有后劲。
粘土（冷性土）
土壤质地的改良
掺砂掺粘，客土调剂 翻淤压砂，翻砂压淤 施有机肥，改良土性 引洪漫淤，引洪漫砂 种树种草，培肥改土
6.3 土壤的基本性质
6.3.1 土壤的孔隙性与当量孔径 6.3.2 土壤的酸碱性反应与缓冲性能 6.3.3 土壤胶体与吸收性能 6.3.4 土壤的结构性与团粒结构 6.3.5 设施园艺土壤