1、土壤肥力因素與其調(diào)控 土壤肥力因素與其調(diào)控 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 第一節(jié)第一節(jié) 土壤水分土壤水分 第二節(jié)第二節(jié) 土壤空氣土壤空氣 第三節(jié)第三節(jié) 土壤熱量狀況土壤熱量狀況 第四節(jié)第四節(jié) 土壤養(yǎng)分土壤養(yǎng)分 土壤肥力因素與其調(diào)控 第一節(jié)第一節(jié) 土壤水分土壤水分 一、土壤水分的形態(tài)及其有效性一、土壤水分的形態(tài)及其有效性 二、土壤水分的含量與表示方法二、土壤水分的含量與表示方法 三、土壤水分的運動三、土壤水分的運動 四、土壤水分的保蓄和調(diào)節(jié)四、土壤水分的保蓄和調(diào)節(jié) 土壤肥力因素與其調(diào)控 土壤肥力因素與其調(diào)控 毛管水毛管水 吸濕水吸濕水 膜狀水膜狀水 （一）土壤水分存在的形態(tài)及其有效性（一）土壤水分存在的形態(tài)

2、及其有效性 毛管懸著水毛管懸著水 毛管上升水毛管上升水 重力水重力水 膜狀水膜狀水 吸濕水吸濕水 土壤水分土壤水分 毛管水毛管水 土壤肥力因素與其調(diào)控 土壤肥力因素與其調(diào)控 土粒靠分子引力吸持的液態(tài)水，在土粒吸濕水土粒靠分子引力吸持的液態(tài)水，在土粒吸濕水 外圍形成薄的水膜，稱為膜狀水。外圍形成薄的水膜，稱為膜狀水。 膜狀水受到引力為膜狀水受到引力為6.2531一般植物根系的一般植物根系的 最大吸力為最大吸力為15Pa ，所以土粒吸力超過，所以土粒吸力超過15Pa的那的那 部分膜狀水就不能被植物利用。部分膜狀水就不能被植物利用。 膜狀水可以可以移動，但速度非常慢，每小時不膜狀水可以可以移動，但速

3、度非常慢，每小時不 超過超過0.4mm。 當土壤對水分子的吸力等于或大于當土壤對水分子的吸力等于或大于15Pa時，時， 植物會因吸不到水分而發(fā)生萎焉，此時的土壤含植物會因吸不到水分而發(fā)生萎焉，此時的土壤含 水量稱為萎焉系數(shù)或凋萎系數(shù)。水量稱為萎焉系數(shù)或凋萎系數(shù)。 土壤肥力因素與其調(diào)控 土壤肥力因素與其調(diào)控 土壤肥力因素與其調(diào)控 土土 粒粒 毛毛 管管 懸懸 著著 水水 土壤肥力因素與其調(diào)控 土壤肥力因素與其調(diào)控 土土 粒粒 毛毛 管管 上上 升升 水水 地下水位地下水位 土壤肥力因素與其調(diào)控 土壤中所有毛管孔隙充滿水后，再有多余的土壤中所有毛管孔隙充滿水后，再有多余的 水分不能被毛管孔隙所保持

4、，而受重力作用沿大水分不能被毛管孔隙所保持，而受重力作用沿大 孔隙向下移動，這種水叫重力水。孔隙向下移動，這種水叫重力水。 土壤肥力因素與其調(diào)控 （二）土壤水的有效性（二）土壤水的有效性 1土壤水分常數(shù)土壤水分常數(shù) 土壤吸濕系數(shù)、萎蔫系數(shù)、田間持土壤吸濕系數(shù)、萎蔫系數(shù)、田間持 水量、飽和含水量等對某一土壤來說，水量、飽和含水量等對某一土壤來說， 其數(shù)值是固定的或變化極小，稱之為土其數(shù)值是固定的或變化極小，稱之為土 壤水分常數(shù)。壤水分常數(shù)。 土壤肥力因素與其調(diào)控 2土壤水的有效性土壤水的有效性 圖圖P91 （1）能被吸收利用的水稱為有效水；不能）能被吸收利用的水稱為有效水；不能 被吸收利用的水稱

5、為無效水。被吸收利用的水稱為無效水。 （2）萎蔫系數(shù)是土壤有效水的下限，田間）萎蔫系數(shù)是土壤有效水的下限，田間 持水量是有效水的上限，當土壤含水量低持水量是有效水的上限，當土壤含水量低 于萎蔫系數(shù)或高于田間持水量時的水分都于萎蔫系數(shù)或高于田間持水量時的水分都 是無效水。是無效水。 土壤肥力因素與其調(diào)控 1.質(zhì)量含水量質(zhì)量含水量 指土壤水的質(zhì)量占烘干土質(zhì)量的百分率，常用百分指土壤水的質(zhì)量占烘干土質(zhì)量的百分率，常用百分 比或比或g/kg為單位。烘干土的質(zhì)量一般是指在為單位。烘干土的質(zhì)量一般是指在105條件條件 下烘至恒重的土壤。下烘至恒重的土壤。 二、土壤水分含量與表示方法二、土壤水分含量與表示方

6、法 土壤肥力因素與其調(diào)控 2.容積含水量容積含水量 指土壤中水的容積占自然狀態(tài)下土壤容積的百分數(shù)。指土壤中水的容積占自然狀態(tài)下土壤容積的百分數(shù)。 如：某土壤質(zhì)量含水量為如：某土壤質(zhì)量含水量為20.3%，土壤容重為，土壤容重為1.2g/cm3， 則土壤容積含水量則土壤容積含水量 20.3% * 1.2g/cm3 24.4%。 則：土壤總孔隙度為則：土壤總孔隙度為55%，則空氣所占體積為，則空氣所占體積為30.6%。 土壤肥力因素與其調(diào)控 3. 相對含水量相對含水量 土壤自然狀態(tài)下含水量與田間持水量的百分比。土壤自然狀態(tài)下含水量與田間持水量的百分比。 相對含水量土壤實際含水量（質(zhì)量相對含水量土壤實

7、際含水量（質(zhì)量%）/田間持水量田間持水量 （質(zhì)量（質(zhì)量%）100 如某土壤的田間持水量為如某土壤的田間持水量為24%，現(xiàn)測得該土壤的實際，現(xiàn)測得該土壤的實際 含水量為含水量為12%，則：土壤相對含水量，則：土壤相對含水量12%24%50% 一般認為，土壤含水量為田間持水量的一般認為，土壤含水量為田間持水量的60%80%時，最適時，最適 宜旱地植物的生長發(fā)育。宜旱地植物的生長發(fā)育。 土壤肥力因素與其調(diào)控 4.土壤蓄水量土壤蓄水量 一定面積、一定厚度土壤中含水量的絕對數(shù)量。常將土壤含水量換算為水層一定面積、一定厚度土壤中含水量的絕對數(shù)量。常將土壤含水量換算為水層 厚度（厚度（mm）來表示。）來表示

8、。 如某土層深為如某土層深為1m，土壤質(zhì)量含水量為，土壤質(zhì)量含水量為20%，容重為，容重為1.2g/cm3，則水層厚度為：，則水層厚度為： 1000*20%*1.2240（mm） 灌水定額（田間持水量土壤實際含水量）灌水定額（田間持水量土壤實際含水量）*土壤容重土壤容重*灌溉面積灌溉面積*灌溉深度灌溉深度 如有一土壤田間持水量為如有一土壤田間持水量為26%，當時測定該土壤含水量為，當時測定該土壤含水量為16%，土壤容重為，土壤容重為 1.5g/cm3，若要灌溉，若要灌溉1hm2的面積，使的面積，使0.5m深的土層中的水分達到田間持深的土層中的水分達到田間持 水量，請問需要灌水多少噸？水量，請問

9、需要灌水多少噸？ 灌水量（灌水量（ 26% 16% ）*1.5*10000*0.5750噸。噸。 土壤肥力因素與其調(diào)控 三、土壤水分的運動三、土壤水分的運動 土壤肥力因素與其調(diào)控 土壤含水量達到飽和后，土壤含水量達到飽和后， 所有孔隙全被水分充滿的所有孔隙全被水分充滿的 水分運動。水分運動。 運動特點：運動特點：砂土壤砂土壤 土粘土土粘土。 土壤肥力因素與其調(diào)控 （1）運動方向）運動方向 毛管粗大毛管粗大 毛管細小毛管細小 （2）運動高度）運動高度 毛管孔隙越細，高度越高毛管孔隙越細，高度越高 （3）運動速度）運動速度 摩擦力小，運動快摩擦力小，運動快 土壤肥力因素與其調(diào)控 土壤肥力因素與其調(diào)

10、控 一、改良土壤，增施有機肥料，提高保水能力。一、改良土壤，增施有機肥料，提高保水能力。 二、及時中耕松土，切斷毛管聯(lián)系，減少水分二、及時中耕松土，切斷毛管聯(lián)系，減少水分 蒸發(fā)。蒸發(fā)。 三、搞好農(nóng)田基本建設(shè)，合理耕作，減少水分三、搞好農(nóng)田基本建設(shè)，合理耕作，減少水分 滲漏。滲漏。 四、創(chuàng)造良好的土層構(gòu)造（上輕下重；上松下四、創(chuàng)造良好的土層構(gòu)造（上輕下重；上松下 實）。實）。 四、土壤水分的保蓄和調(diào)節(jié)四、土壤水分的保蓄和調(diào)節(jié) 土壤肥力因素與其調(diào)控 排水 灌溉 土壤肥力因素與其調(diào)控 第二節(jié)第二節(jié) 土壤空氣土壤空氣 一一 、土壤空氣的組成、土壤空氣的組成 二、土壤空氣的運動二、土壤空氣的運動 三、土

11、壤空氣與土壤肥力三、土壤空氣與土壤肥力 土壤肥力因素與其調(diào)控 一、土壤空氣的組成 氣 體O2CO2N2其他 氣體 近地面 的大氣 20.940.0678.050.95 土 壤 空 氣 18.0- 20.03 0.15- 0.65 78.8- 80.24 1 土壤空氣與大氣組成的比較（容積%） 土壤肥力因素與其調(diào)控 土壤空氣和大氣組成的差異土壤空氣和大氣組成的差異 1土壤空氣中的CO2含量高于大氣 2土壤空氣中的O2含量低于大氣 3土壤空氣中的水汽含量一般高于大氣 4土壤空氣中含有較高量的還原性氣體（CH4等） 差異主要來自植物根系呼吸作用、微生物 活動和土壤空氣與大氣的交換速率大小。 土壤肥力

12、因素與其調(diào)控 二、土壤空氣的交換與調(diào)節(jié)二、土壤空氣的交換與調(diào)節(jié) ( (一一) )土壤空氣的運動方式土壤空氣的運動方式 1.1.整體交換整體交換 土壤空氣在溫度、氣壓、風(fēng)、降雨或灌水等因素土壤空氣在溫度、氣壓、風(fēng)、降雨或灌水等因素 的作用下整體排出土壤，同時大氣也整體進入，稱整的作用下整體排出土壤，同時大氣也整體進入，稱整 體交換。特點是交換速度快。體交換。特點是交換速度快。 生產(chǎn)實踐中的耕翻或松土，就是通過整體交換達生產(chǎn)實踐中的耕翻或松土，就是通過整體交換達 到更新表層土壤空氣的目的。到更新表層土壤空氣的目的。 土壤肥力因素與其調(diào)控 土壤中土壤中O2的分壓總是低于大氣，而的分壓總是低于大氣，而

13、CO2的分壓總是的分壓總是 高于大氣。所以高于大氣。所以O(shè)2是從大氣向土壤擴散，而是從大氣向土壤擴散，而CO2則是從則是從 土壤向大氣擴散，正如人不斷呼出土壤向大氣擴散，正如人不斷呼出CO2和吸進和吸進O2一樣，一樣， 因此，土壤氣體交換被稱為因此，土壤氣體交換被稱為“土壤呼吸土壤呼吸”。 2. 氣體擴散氣體擴散主要方式主要方式 它是指氣體分子由濃度高（氣壓大）向濃度低它是指氣體分子由濃度高（氣壓大）向濃度低 （氣壓低）處移動。（氣壓低）處移動。 土壤肥力因素與其調(diào)控 三、土壤空氣對作物生長的影響三、土壤空氣對作物生長的影響 （一）影響種子萌發(fā)（一）影響種子萌發(fā) 土壤空氣中土壤空氣中O2濃度的

14、提高可促進種子發(fā)芽，濃度的提高可促進種子發(fā)芽， CO2濃度濃度 過高會抑制種子發(fā)芽。種子的萌發(fā)一般需要過高會抑制種子發(fā)芽。種子的萌發(fā)一般需要O2在在10%以上。以上。 在生產(chǎn)中，播種過深、土壤漬水，雨后土壤板結(jié)等原在生產(chǎn)中，播種過深、土壤漬水，雨后土壤板結(jié)等原 因都會影響種子的發(fā)芽率。因都會影響種子的發(fā)芽率。 （二）影響根系的發(fā)育（二）影響根系的發(fā)育 土壤通氣良好時，植物根系長，根毛多；通氣不良時，土壤通氣良好時，植物根系長，根毛多；通氣不良時， 根系短而粗，根毛大量減少。根系短而粗，根毛大量減少。 O2濃度濃度12%，根系生長受明顯抑制，若低至，根系生長受明顯抑制，若低至5%下，絕下，絕 大

15、多數(shù)根系停止生長。大多數(shù)根系停止生長。 土壤肥力因素與其調(diào)控 （三）影響土壤微生物活動從而影響?zhàn)B分的轉(zhuǎn)化（三）影響土壤微生物活動從而影響?zhàn)B分的轉(zhuǎn)化 土壤空氣的數(shù)量和土壤空氣的數(shù)量和O2的含量顯著影響到微生物的含量顯著影響到微生物 的活性。的活性。O2供應(yīng)充足時，有機質(zhì)分解速度快，土壤供應(yīng)充足時，有機質(zhì)分解速度快，土壤 速效養(yǎng)分含量高。速效養(yǎng)分含量高。 土壤缺土壤缺O(jiān)2時，厭氣微生物活動旺盛，有利于土?xí)r，厭氣微生物活動旺盛，有利于土 壤腐殖質(zhì)的形成。壤腐殖質(zhì)的形成。 （四）影響土壤的氧化（四）影響土壤的氧化還原狀況。還原狀況。土壤處于還原狀土壤處于還原狀 態(tài)時，會產(chǎn)生大量的還原性氣體和鐵、錳等低

16、價的還態(tài)時，會產(chǎn)生大量的還原性氣體和鐵、錳等低價的還 原性物質(zhì)，使作物受害。原性物質(zhì)，使作物受害。 土壤肥力因素與其調(diào)控 排水和灌溉排水和灌溉 對旱作土壤，有雨后中耕松土，深耙勤對旱作土壤，有雨后中耕松土，深耙勤 鋤，打破土表結(jié)殼，疏松耕層等措施。鋤，打破土表結(jié)殼，疏松耕層等措施。 對于水田土壤，可通過落水曬田、曬垡，對于水田土壤，可通過落水曬田、曬垡， 擱田及合理的下滲速率等措施。擱田及合理的下滲速率等措施。 四、土壤空氣狀況的調(diào)節(jié)四、土壤空氣狀況的調(diào)節(jié) 土壤肥力因素與其調(diào)控 1、某土壤質(zhì)量含水量為、某土壤質(zhì)量含水量為20.3%，已知土壤容重為，已知土壤容重為1.2g/cm3， 求土壤中空氣

17、所占體積（土壤密度為求土壤中空氣所占體積（土壤密度為2.65g/cm3）。）。 解：解：1）土壤容積含水量）土壤容積含水量 20.3% * 1.2g/cm3 24.4%。 2）土壤總孔隙度為（）土壤總孔隙度為（11.2/2.65）*100%55%。 3）土壤中空氣所占體積）土壤中空氣所占體積 55%24.4% 30.6%。 土壤肥力因素與其調(diào)控 2、某土壤田間持水量為、某土壤田間持水量為26%，當時測得該土壤含水量為，當時測得該土壤含水量為7.8%， 土壤容重為土壤容重為1.5g/cm3。請問：。請問： 1）該土壤的相對含水量是多少？是否適宜旱地作物的生長發(fā)育？）該土壤的相對含水量是多少？是否

18、適宜旱地作物的生長發(fā)育？ 2）若要灌溉）若要灌溉1hm2的面積，使的面積，使0.5m深的土層中的水分達到深的土層中的水分達到18% ， 請問需要灌水多少噸？請問需要灌水多少噸？ 解：解：1）該土壤的相對含水量）該土壤的相對含水量 7.8%/ 26%30%。因旱地作物。因旱地作物 適宜的土壤含水量為田間持水量的適宜的土壤含水量為田間持水量的60%80%，故不適合旱地作，故不適合旱地作 物的生長發(fā)育。物的生長發(fā)育。 2）灌水量（）灌水量（ 26% 18% ）*1.5*10000*0.5600噸。噸。 土壤肥力因素與其調(diào)控 第三節(jié)第三節(jié) 土壤的熱量狀況土壤的熱量狀況 土壤肥力因素與其調(diào)控 一、土壤熱

19、量的來源及影響因素一、土壤熱量的來源及影響因素 （一）來源（一）來源 1.太陽輻射：是土壤熱量的最主要來源，也太陽輻射：是土壤熱量的最主要來源，也 是地球上一切能量的最初來源。是地球上一切能量的最初來源。 2.生物產(chǎn)熱：生物產(chǎn)熱： 微生物分解有機質(zhì)是一個放熱微生物分解有機質(zhì)是一個放熱 過程，釋放出的熱量，一部分被微生物自過程，釋放出的熱量，一部分被微生物自 身利用，大部分用來提高土溫。身利用，大部分用來提高土溫。 3.地球內(nèi)熱：地球內(nèi)部的巖漿通過傳導(dǎo)作用地球內(nèi)熱：地球內(nèi)部的巖漿通過傳導(dǎo)作用 達到地表熱量。達到地表熱量。 土壤肥力因素與其調(diào)控 土壤肥力因素與其調(diào)控 土壤接受或損失熱量后，土溫上升

20、土壤接受或損失熱量后，土溫上升 或下降的速率及變化幅度主要決定于土或下降的速率及變化幅度主要決定于土 壤的熱性質(zhì)，壤的熱性質(zhì)， 土壤肥力因素與其調(diào)控 （一）土壤熱容量（一）土壤熱容量（c） 指單位容積或單位質(zhì)量的土壤在溫度升指單位容積或單位質(zhì)量的土壤在溫度升 高或降低高或降低1時，所吸收或釋放出的熱量。時，所吸收或釋放出的熱量。 容積熱容量：CV J/2K 質(zhì)量熱容量：C J/gK CV =Cd 包括 m m 土壤肥力因素與其調(diào)控 土壤熱容量受土壤固液氣相三相組成的影響。土壤熱容量受土壤固液氣相三相組成的影響。 aavwwvoovmmvv VCVCVCVCC V 礦物質(zhì)礦物質(zhì) 有機質(zhì)有機質(zhì) 水

21、分水分 空氣空氣 土壤熱容量的大小主要取決于土壤水分，土土壤熱容量的大小主要取決于土壤水分，土 壤愈潮濕，土壤熱容量大，溫度變化愈慢。壤愈潮濕，土壤熱容量大，溫度變化愈慢。 土壤肥力因素與其調(diào)控 3 土壤不同組分的熱容量 土壤組成物質(zhì) 重量熱容量 （Jg-1c-1） 容積熱容量 (Jcm-3c-1) 粗石英砂0.7452.163 高 嶺 石0.9752.410 石 灰0.8952.435 Fe2O30.682 Al2O30.908 腐 殖 質(zhì)1.9962.515 土壤空氣1.0041.25510-3 土壤水分4.1844.184 不同土壤組分的熱容量不同土壤組分的熱容量 土壤肥力因素與其調(diào)控

22、（二）土壤熱導(dǎo)率（二）土壤熱導(dǎo)率（） 指土層厚度指土層厚度1cm，兩端溫度相差，兩端溫度相差1時，單位時，單位 時間內(nèi)通過單位面積土壤斷面的熱量。時間內(nèi)通過單位面積土壤斷面的熱量。 表 616 土壤各組成成分的導(dǎo)熱率 土壤組成 礦物質(zhì) 水分 空氣 干燥土壤 導(dǎo)熱率 cal/（cms） 0.0040.005 0.0014 0.00005 0.00030.0005 土壤熱導(dǎo)率是衡量土壤傳導(dǎo)熱量快慢的指標。土壤熱導(dǎo)率是衡量土壤傳導(dǎo)熱量快慢的指標。 土壤肥力因素與其調(diào)控 當土壤干燥缺水時，土粒間的土壤孔隙當土壤干燥缺水時，土粒間的土壤孔隙 被空氣占領(lǐng)，導(dǎo)熱率就小。當土壤濕潤時，被空氣占領(lǐng)，導(dǎo)熱率就小。

23、當土壤濕潤時， 土粒間的孔隙被水分占領(lǐng)，導(dǎo)熱率增大。土粒間的孔隙被水分占領(lǐng)，導(dǎo)熱率增大。 土壤肥力因素與其調(diào)控 (三三)土壤導(dǎo)溫率土壤導(dǎo)溫率 土壤導(dǎo)溫率與熱導(dǎo)率和熱容量的關(guān)系如下：土壤導(dǎo)溫率與熱導(dǎo)率和熱容量的關(guān)系如下： 影響土壤導(dǎo)溫率的主要因素是土壤含水影響土壤導(dǎo)溫率的主要因素是土壤含水 量，干土易升溫，濕土不易升溫。量，干土易升溫，濕土不易升溫。 土壤肥力因素與其調(diào)控 三、土壤溫度對土壤肥力和植物生長的影響三、土壤溫度對土壤肥力和植物生長的影響 （一）土壤溫度對土壤肥力影響土壤溫度對土壤肥力影響 1.土溫升高，土壤養(yǎng)分的溶解度增大，有效性提高。土溫升高，土壤養(yǎng)分的溶解度增大，有效性提高。 2

24、.土溫升高，微生物對有機質(zhì)的礦化速率提高，養(yǎng)土溫升高，微生物對有機質(zhì)的礦化速率提高，養(yǎng) 分釋放量增加。分釋放量增加。 3.土溫升高，作物吸收養(yǎng)分的能力加強。土溫升高，作物吸收養(yǎng)分的能力加強。 土壤肥力因素與其調(diào)控 （二）土壤溫度對植物生長的影響（二）土壤溫度對植物生長的影響 1. 影響種子的發(fā)芽出苗影響種子的發(fā)芽出苗 （小麥、大麥（小麥、大麥12，水，水 稻稻1214） 2. 影響植物根系的生長發(fā)育影響植物根系的生長發(fā)育（10以上，根系生以上，根系生 長較快，超過時長較快，超過時3035根系生長受阻。根系生長受阻。） 土壤肥力因素與其調(diào)控 四、土壤溫度變化規(guī)律與調(diào)節(jié)四、土壤溫度變化規(guī)律與調(diào)節(jié) （一）土壤溫度的變化規(guī)律（一）土壤溫度的變化規(guī)律 1.日變化日變化 v表溫度最高值出現(xiàn)在表溫度最高值出現(xiàn)在1314時，最低溫出現(xiàn)在時，最低溫出現(xiàn)在 早晨早晨56時。時。 2.年變化年變化 v升溫階段，一般為升溫階段，一般為1 2月至月至7 8月；月； v降溫階段，一般為降溫階段，一般為7 8月至次年月至次年1 2月。月。 土壤肥力因素與其調(diào)控 （二）土壤溫度（熱量）的調(diào)節(jié)（二）土壤溫度（熱量）的調(diào)節(jié) 1.非設(shè)施農(nóng)業(yè)非設(shè)施農(nóng)