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第五章 作物生产与土壤的关系 3学时 内容提要 一、土壤物理性质与作物的生活 二、土壤化学性质与作物的生活 三、土壤生物性质与作物的生活 四、土壤污染与作物生产 第五章 作物生产与土壤的关系 第五章 作物生产与土壤的关系 土壤是生物与无机环境相互作用的产物，它由固相（无机、有机体）、液相（土壤水）、气相（土壤空气）三相系统组成，是陆生植物生活的基质。 土壤生产力:能使作物产生经济产量的能力。取决于土壤满足作物对水、肥、气、热需求的能力。 土壤肥力：土壤的物理、化学、生物等基本性质的综合反映。 一、土壤物理性质与作物的生活 物理性质：包括土壤质地、结构、容重、孔隙度及其水、气、温度动态变化 1.1 土壤质地：土壤中直径大小不同的土壤颗粒（砂粒、粗粉粒、粘粒等）的组合状况 土壤质地分类： 砂土： 壤土： 粘土： 一、土壤物理性质与作物的生活 1.2 土壤结构 土壤结构是指土壤固相的排列形式、孔隙度及团聚体的大小、多少和稳定度。 （1）团粒结构:由团聚体（直径0.25-10mm）形成的一种土壤结构，其中水和气、供肥和保肥之间的矛盾协调，耕作性能好，适于作物生长。 （2）非团粒结构：由土粒直接形成的块状、柱状、核状、片状等结构。耕作性能差、水气矛盾和供肥保肥矛盾突出，不利于作物生长。 一、土壤物理性质与作物的生活 1.2 土壤结构 （3）适于陆生作物生长发育的理想土壤结构指标： 理想的三相容积比 固相:空隙=0.5:0.5 50%固相中:矿物部分占38%，有机质占12% 50%空隙中:空气和水各占15-35%(最适为各占25%) 一、土壤物理性质与作物的生活 1.3 土壤的水、气、热动态与作物 （1）土壤水动态（见第四章） 稻田灌水的机能： 物理机能 ① 调节水温、气温、土温 ② 耕作均匀、效率化 ③ 泥沙输入 一、土壤物理性质与作物的生活 1.3 土壤的水、气、热动态与作物 （1）土壤水动态（见第四章） 稻田灌水的机能： 化学机能 ① 水稻土养分有效化 ② Si、Ca、Mg、K、N等补给 ③ 除去有害成分 一、土壤物理性质与作物的生活 1.3 土壤的水、气、热动态与作物 （1）土壤水动态（见第四章） 稻田灌水的机能： 生物学机能 ① 水稻生育调控 ② 防除杂草 ③ 生物固氮 ④ 病虫害防治 图5-1 水田日渗水量与产量的关系（五十崎，1957） 一、土壤物理性质与作物的生活 1.3 土壤的水、气、热动态与作物 （2）土壤空气 主要来自大气，部分来自土壤生物的生化过程，并在各种气体所占比例上与大气有显著差异。 土壤空气成分含量取决于土壤孔隙度和含水量: 土壤中O2含量动态与作物生活 土壤中CO2含量动态与作物生活 CH4、SO2动态与作物生活 一、土壤物理性质与作物的生活 1.3 土壤的水、气、热动态与作物 （3）土壤温度 土壤热量主要来自太阳辐射，部分来自根系和微生物的呼吸。土温在不同深度及日周期和年周期中存在复杂变化。 土温的变化还与土壤类型及含水量密切相关（表5-2），并对作物生活带来显著影响。 土温制约根系生长、根系活力及地下贮藏器官的形成，并影响矿质养分的溶解度。如磷酸钙的溶解度，随地温的升高而增加，作物的缺磷症状可随温度上升而解除或缓解。 二、土壤化学性质与作物的生活 2.1 土壤的吸附和交换性能 土壤的胶体粘粒和腐殖质表面带有净负电荷，可与阳离子吸附结合，其结合程度取决于阳离子的正电荷数及水合程度： H+ Al3+ Ca2+ Mg2+ NH4+ K+ Na+ 质子（H+）质量小电荷密度大，Na+电荷密度小。 阳离交换量（CEC）：能被土壤固定的阳离子的数量。它反映土壤固定的必需养分的阳离子数量。 若土壤交换位点上H+、Al3+、Mn2+的比例高，则无论CEC大小，这种土壤既是酸性，肥力又低。 二、土壤化学性质与作物的生活 2.1 土壤的吸附和交换性能 在土粒的正电荷中心（Fe3+、Al3+）及吸附阳离子的外层，可结合阴离子，其结合程度为： PO43- SO42- NO3- Cl- 土壤对离子的吸附和交换性能，在捕获养分离子、防止淋失及平衡土壤溶液中养分离子浓度上，为作物营养提供了保障，也有利于保护根系和土壤微生物免受溶液低渗透势胁迫的伤害。 二、土壤化学性质与作物的生活 2.2 土壤酸度与作物 土壤酸度包括: 活性酸度（pH）：土壤溶液[H+]，用pH表示 潜在酸度（又称为酸度数量）：吸附在土壤交换性位点上、可以被过量的中性盐（KCl、NaCl）的阳离子交换下来的H+和Al3+（及Mn2+）的交换性酸量，或用过量强碱弱酸盐（NaAc）浸提后，H+和Al3+、M