土壤学与农作学概念

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土壤商情:农业中通常把土壤水分状况。土壤商情分类:汪水、黑水、黄水、潮干土、干土。1汪水:土壤呈现过湿状态,表面有积水。2黑熵:含水量丰富的土壤,约为田间持水量的75%3黄墒:含水量为田间持水量的50-75%4潮干土:土壤含水量为田间持水量的50%以下。5干土:土壤含水量很低。土壤墒情具有明显的季节性和剖面层次性差异,把一米深度内的墒情分成三个层析:表墒:0-20cm、底墒:20-50cm、深墒:50-100cm田间验墒一般主要考虑以下四个方面:1干土层的厚度和整地质量2表墒、底墒、深墒的含水量及其补给作用3作物生长情况4近期天气变化情况。墒情监测的意义1为农业结构调整和重要农事活动提供科学指导和直接的服务;2为验证国家项目建设投资和农技服务成效提供评价依据;3为农业节水技术和抗旱减灾增效技术的研究与集成提供参考依据。墒情监测点的建立,遵循的几个原则:1按照农业区划、降雨量分布、地形地貌、土壤特性、种植制度、农业生产水平;2旱地农业项目核心示范区;3必须保持能3-5年或更长时间的稳定;4以省为单位进行网络化布点,以县委单位具体实施。土壤耕作:通过农机具的机械力量作用于土壤,调整耕层和地面状况,以调节土壤水分、空气、温度和养分的关系,为作物播种、出苗和生长发育提供适宜土壤环境的农业技术。土壤耕作与管理的实质:通过农机具的物理机械作业创造良好耕层结构和适当孔隙比例,调节土壤水分存在状况,协调土壤肥力各因素间矛盾,建立保持水土的土壤管理技术体系,形成高产土壤,实现农业生产的高效持续发展。土壤耕作与管理的意义:1调节耕层三相比,创造适宜的耕层构造;2、创造深厚的耕层与适宜的播床(深厚的耕层,有利于作物根系发育,进而促进地上部分生长而增产;土壤养分供应充足,增大根冠比。)3、翻埋残茬、肥料、杂草;4、保持水土、培肥地力。土壤耕作的基本方法:1基本耕作;又称初级耕作,指入土较深,作用强烈、能显著改变耕作物理性状,后效较长的一类耕作措施,如翻耕、深松耕、旋耕。2表土耕作,又称次级耕作,是在基本耕作的基础上采用入土较浅,作用强度较小,旨在破碎土块,平整土地,消灭杂草,为作物创造良好的播种出苗和生产条件的一类土壤耕作措施,一般不超过10cm。保护性耕作:耙地(国外有明确的定义和规定,是指在一季作物之后地表残茬覆盖至少为30%,使土壤侵蚀控制约在50%的那种耕作和种植体系。包括免耕法、垄作、覆盖耕作、带状耕作等。国内目前尚无明确的定义,一般指为减少水土流失,水蚀、风蚀等土壤侵蚀而实施的保护性耕作措施。)免耕:作物播前不用犁、耙整理土地,直接在茬地上播种,播后作物期间不使用农具进行土壤管理地耕作方法。少耕:指在常规耕作基础上尽量减少耕作次数或在全田间隔耕种、减少耕作面积的一类耕作方法。残茬覆盖耕作法:在地表保留一定数量的作物残茬或秸秆,以保护土壤,减少大量地土壤损失。常规耕作与保护性耕作的比较:(一)常规性耕作优点:(1)创造适宜的一定深度的耕层(2)控制杂草,防治病虫害(3)根茬肥料的翻埋。缺点:(1)风蚀、水蚀严重(2)水分损失(3)不利于有机质的积累(4)破坏土壤耕层构造(5)能耗与成本增加。(二)保护耕作的优点:(1)减少风蚀水蚀(2)保墒(3)利于有机质的积累(4)改善耕层结构(5)农耗时间少(6)节约成本。缺点:(1.)地温下降。免耕的土壤温度较翻耕的土壤要低,特别是早春季节,土壤升温慢,对作物的生长不利;(2.)长期土壤变紧实。土壤容重一般较高,在一些土壤质地粘重、排水较差的土壤上,免耕的效果往往较差(3.)表层富化下层贫化(4).免耕必须有一定的地面覆盖,加大了机械作业的困难。(5).免耕的土壤上杂草、害虫发生加剧,这也加重了少免耕对除草、杀虫剂的依赖性。与传统耕作相比较,免耕的每公顷除草剂用量增加43%。(6).适宜的农机具特别是适合我国国情的小型的农机具。我国降雨特点:由南向北逐步减少、年降雨分布不均匀;降雨年际变化大;各地季节分配差异较大。农田水分平衡:农田水分供给各地区也存在一定差异,主要依靠降雨、灌溉和地下水补给土壤水库:由于土壤是疏松多孔体,土层深厚的土壤具有较显著的存储和调节水分的功能。土壤水库的特性:土壤水库容量取决于土壤厚度和孔隙度,如果土壤深厚具有较大的库容,可以储蓄大量水分,供作物吸收利用。土壤水库的功能:(1)对作物供水具有连续性(2)对作物供水具有调节能力:季节性调节、深层储水调节、具有天旱地不旱的功能。抗旱措施(1)蓄墒技术:伏翻、秋翻、深松、深中耕等措施(2)保墒、提墒技术:镇压保墒和提墒技术、中耕保墒技术、覆盖保墒技术。抗涝排水措施:1耕作措施翻地、深松和超深松、高垄平台、鼠道耕作2工程措施排水系统:明沟、暗管。耕作对土壤水分的调节(1)对于易旱农田①尽量把降水储蓄在土壤中,防止和减少地面径流的产生②尽量减轻地面蒸发(2)对于湿润多雨地区①农田设置排水系统②减少外水侵入并促进蒸发。施肥作用:1增加作物产量和提高水分利用率;2能改良土壤和提高土壤肥力;3改善农产品品质;4有效减轻农业灾害和提高水分利用率。施肥提高水分利用率的机制:1施肥促进了作物根系发育;2促进了作物摄取和转运土壤水分的能力;3提高了作物蒸腾量,减少了水分蒸发量。抗旱节水施肥措施1增施有机肥;2合理使用化肥;3有机肥与化肥配合使用;4改进施肥方式。盐碱土:盐土、盐化土以及碱土、碱化土的统称。盐碱土八大离子:阳离子:Na+、K+、Ca2+、Mg2+阴离子:Cl-、SO42-、CO32-、HCO3-。盐化土:当土壤表层中性盐含量超过0.2%时,对多数作物生长就会造成威胁。盐土:氯化物超过0.6%,或硫酸盐含量超过2%,或这两种盐含量超过1%时,此时几乎所有作物无法生长。碱化土:土壤碱性盐为主,碱化度超过5%,pH≥8.5。碱土:土壤碱性盐为主,碱化度20%以上,pH>9.0。盐土和盐化土的性质:1土壤中含有大量的可溶性盐;2土壤呈现碱性反应,土壤中盐分一般为中性盐;3土壤中有机质含量比较低;4土壤母质多为河流沉积物、洪积物和潮积物。碱土与碱化土性质:1,易溶性盐具有明显淋溶下移现像2,呈强碱反应,Ph在8.5以上;3,土壤胶体由于吸附大量的钠离子而被高度分散;4,在强碱条件下,土壤黏土矿物发生分解,产生二氧化硅,呈现白色粉末状分散在土壤上层。我国盐碱土的特点及分布状况:分布广、面积大、类型多。按化学成分:氯化物盐土、硫酸盐盐土、苏打盐碱土、硝酸盐盐土、镁质碱化土和镁盐土等。分布状况:1.滨海盐碱土区2.华北盐碱土区3.西北半干旱盐碱土区4.西北干旱盐碱土区5.东北盐碱土区。盐碱土进行分类的方法(一)按土壤的全盐量划分:非盐渍化土含盐量<0.2%;轻盐渍化土含盐量0.2—0.5%;中盐渍化土含盐量0.5—0.7%;强盐渍化土含盐量0.7—1.0%;盐土含盐量>l%。(二)按盐分组成划分:氯化物盐土:土壤盐类绝大部分为氯化物Cl-与SO42-的当量比≥4;硫酸盐氯化物盐上:土壤盐类以氯化物为主,硫酸盐次之,C1-与SO42-的当量比为4~l;氯化物硫酸盐土:土壤盐类以硫酸盐为主,氯化物次之,C1-与SO42-的当量比为l~0.5;硫酸盐盐土:土壤盐类绝大部分为硫酸盐,C1-与SO42-的当量比≤0.5;苏打盐土:土壤盐类以碳酸盐和重碳酸盐为主,HCO3-+CO32-与C1-十SO42-的当量比>1。(三)根据代换性钠的含量占阳离子代换量的百分数划分:非碱化土钠化率(碱化度)Na十含量<5%;弱碱化土钠化率(碱化度)Na十含量5-10%;强磁化土钠化率(碱化度)Na十含量10-20%;碱土钠化率(碱化度)Na十含量>20%(四)根据形成条件划分:滨海盐土;草甸盐土;沼泽盐土;洪积盐土;残余盐土;碱化盐土六个亚类。盐碱土成因:(一)自然原因(1)气候因素:气候干旱,降水稀少,蒸发强烈。(2)地形与地貌:地形封闭或低平(3)成土母质:母岩和母质含盐重。(4)水文及水文地质:地下水矿化度和埋深,地下水矿化度为0.5~1.0g/L时,对土壤盐渍化程度无明显影响,当矿化度大于2g/L时影响较为显著。(5)生物聚盐(二)人为原因水资源利用不合理,是引起灌区土壤次生盐渍化的根本原因。主要表现为:(1)渠道渗漏大,渠系利用率低。(2)灌溉技术落后,灌溉定额高。(3)重灌轻排,灌排失调。盐土的形成过程①苏打盐化:苏打盐化是在高地下水位和低矿化度(1-2g/L)的草甸植被条件下形成的。②硫酸盐盐化:土壤中积累大量的硫酸盐的过程。③氯化物盐化:盐土中的CI-占阴离子总量的25%以上时称氯化物盐化。④硝酸盐盐化:主要见于特殊干旱地区的古湖沼地带,由于湖沼的干枯,有机质腐解产生大量的硝酸盐,在干旱气候表聚在土壤中。碱土形成过程:碱化过程往往与脱盐过程相伴发生。当盐化土壤在淋溶脱盐时,钙盐和交换性钙便不断被淋溶,土壤交换性钠离子逐步取代了土壤胶体上的交换性钙、镁离子而使土壤逐步碱化。盐害:(1)影响根系吸水:高浓度的盐分使作物产生“生理干旱(2)影响作物养分吸收:高浓度盐分影响作物养分代谢。(3)离子直接毒害:高浓度的盐分对作物产生毒性效应。(4)影响土壤对养分供应:强碱性会降低土壤养分的有效性。土壤中的碱性盐水解时,使土壤呈强碱性反应,使磷酸盐及铁、锌、锰等植物营养元素形成溶解度很低的化合物,降低其有效性,恶化土壤物理和生物学性状。碱害:(1)降低土壤养分有效性(2)恶化土壤物理和生物学性状(3)影响作物生理活动。作物的耐盐极限:一般将作物所能忍耐土壤盐碱的最高极限称为该作物的耐盐极限。盐碱土利用改良的原则:(1)统筹规划,全面解决水的问题。(2)综合治理,排盐与培肥土壤结合。(3)因地制宜,对症下“药”。改良利用盐碱土的主要技术措施:1.开沟排水。2.灌水冲洗3.井灌井排3.放淤改良4.种稻改良5.耕作措施改良6.生物改良7.物理化学改良风沙土是干旱、半干旱及海滨地区风成沙性母质发育的初育土,成土作用极其微弱,剖面无明显发生层次,多呈固定、半固定或流动沙丘状。红壤是各种红色或黄色酸性土壤的统称,它包括红壤、砖红壤和黄壤,是潮湿热带和亚热带地区的土壤。红壤的形成特点主要表现为富铝化过程和生物富集过程长期的共同作用,而使土壤具有某些特殊的生物化性状。红壤低产原因:红壤的基本性状可归纳为粘、酸、瘦、干四个方面。这是红壤低产的主要原因。红壤利用改良的主要措施:修筑梯田,搞好水土保持;建库蓄水,发展灌溉;.增施有机肥,施用磷钾肥;合理耕作,加速熟化;施用石灰,改良土性。渍害水稻土的形成:淹水还原条件;存在可分解的耗氧有机物质;嫌气性微生物的活动。其中淹水还原则是前提条件。渍害水稻土的分区:1)山丘区冲垄盆地渍害水稻土2)平原区沿江滨湖渍害水稻土。3)滨海区江河下游渍害水稻土渍害水稻土的分类:贮渍型涝渍型潜渍型泉渍型酸渍型渍害水稻土低产的原因:1水多水冷土温低;2有机质难分解,缺乏有效养分;3土烂泥深结构差;4还原性有毒物质多。渍害水稻土的改良:1开沟排水,涝渍兼治;2干耕晒田,客土掺沙;3水旱轮作,合理施肥。植物的含水量特点:1不同植物含水量不同;2同一植物不同环境下含水量有差异;3同一植株,不同器官、组织含水量有差异;4生命活动较旺盛的部分,水分含量较多。植物体内水分存在的状态:自由水:距离细胞胶体颗粒较远,可以自由移动的水分。(自由水参与各种代谢作用;)束缚水:较牢固地被细胞胶体颗粒吸附,不易流动的水分。(束缚水含量与植物抗性大小有密切关系。)水在作物生理中的主要作用:1.细胞原生质的重要组成成分;2.光合作用的重要原料;3.水是各种生理生化反应的介质;4.溶解和输运养分;5.水能使植物保持固有的姿态。作物细胞的吸水方式:渗透性吸水吸胀性吸水代谢性吸水。渗透作用:水分子(其他溶剂分子)通过半透膜扩散的现象。渗透势:由于溶质颗粒的存在而引起体系水势降低的数值,恒为负值。压力势:由于压力的存在而使体系水势改变的数值。基质势:细胞胶体物质亲水性和毛细管对自由水束缚而引起水势降低的值,恒为负值。根系吸水的动力:根压(主动吸水)和蒸腾拉力(被动吸水)。根压:植物根系的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