土壤在人类农业和自然环境中的重要性主要内容

绪论主要内容:第一节土壤在人类农业和自然环境中的重要性第二节土壤和土壤肥力的基本概念第三节土壤科学的发展第四节土壤学科体系、研究内容和方法第一节土壤在人类农业和自然环境中的重要性一、土壤是人类农业生产基地1、土壤是植物生长繁育基地*在植物生长繁育过程中，土壤特殊作用有：①营养库作用②养分转化和循环③雨水涵养作用④生物支撑⑤稳定和缓冲作用第一节土壤在人类农业和自然环境中的重要性一、土壤是人类农业生产基地2、农业生产与土地利用管理①农业生产中物质和能量转化可分为三个环节：第一环节：植物生产种植业，牧草生产、林业第二环节：动物生产养殖业，肉禽、奶、皮革（广义农业包括第一、第二环节）第三环节：土壤微生物作用(动植物残体分解转化)此三环节与土壤密切相关土、肥、水、种、密、保、工、管。②植物生产、动物生产、土地利用管理三者动物生产(养殖业)土壤日光热量空气绿色植物水分养分植物产品残体等饲料和饵料工业原料植物性食品动物产品家畜粪尿畜力工业原料动物性食品人人粪尿化肥植物生产(种植业)“粮多、猪多；猪多、肥多；肥多、粮多”第一节土壤在人类农业和自然环境中的重要性二、土壤是地球表层系统自然地理环境的重要组成部分大气圈生物圈岩石圈水圈土壤圈第一节土壤在人类农业和自然环境中的重要性二、土壤是地球表层系统自然地理环境的重要组成部分1、土壤与大气圈关系：2、土壤与水圈关系：3、土壤与岩石圈关系：4、土壤与生物圈关系：释放CO2、CH4、H2S、N2O，吸收O2岩石圈水圈地球保护层，地质循环支持生物过程，提供养分、水分水分重新分配，水循环与水平衡土壤圈生物圈气圈第一节土壤在人类农业和自然环境中的重要性三、土壤是陆地生态系统的基础土壤在陆地生态系统中起着极其重要的作用1、保持生物活性、多样性、生产性2、对水体和溶质流动起调节作用3、对有机、无机污染物具有过滤、缓冲、降解、固定和解毒作用4、具有贮存并循环生物圈及地表养分和其它元素的功能第一节土壤在人类农业和自然环境中的重要性四、土壤是最珍贵的自然资源1、土壤为什么是最珍贵的自然资源？因为它具有不同于其它资源的特点，是一种具有可再生作用的自然资源，煤、石油、使用减少，而土壤资源合理开发利用，可以做到万世利用，永世不竭。马克思曾说过，“土壤是世代相传的，人类所不能出让的生存条件和再生产条件”。土壤资源经开垦种植，但只要“治之得宜，地力常新”，这种资源不仅现在为我们提供丰富的动植物产品，将来还要为我们的子子孙孙创造更多的物质财富。第一节土壤在人类农业和自然环境中的重要性四、土壤是最珍贵的自然资源2、自然经济特性①数量有限：②质量可变性：③空间分布固定性第一节土壤在人类农业和自然环境中的重要性四、土壤是最珍贵的自然资源3、土壤资源面临主要问题①侵蚀：②砂化：③盐碱化：④变质退化：⑤污染：⑥城建用地：第一节土壤在人类农业和自然环境中的重要性四、土壤是最珍贵的自然资源4、合理利用土壤资源原则。因地地宜：农、林、牧因土制宜：肥瘦、瘦地（蔬菜、果树）沙粘（花生、马钤薯、红薯、西瓜）旱涝（开发水田）酸碱第二节土壤和土壤肥力的基本概念一、土壤的概念1、土壤农学家、土壤学家：陆地表面具有肥力能够生长植物的疏松表层生态学家：生物、地球化学物质循环能量交换层环境学家：环境污染物缓冲过滤器工程专家：承爱高强度压力基础或工程材料的来源第二节土壤和土壤肥力的基本概念一、土壤的概念2、土壤组成：固体土粒：V40-50%矿物质岩石矿物风化95%；有机质动植微生物有机残体5%粒间孔隙：水稀溶液、降水、地下水。气N2、O2CO2水气生物：动物、植物、微生物固、液、气三相比是重要的土壤物理性质第二节土壤和土壤肥力的基本概念我们课程的主要内容：第一章土壤矿物质第二章土壤有机质第三章土壤生物第四章土壤质地、孔性、结构第五章土壤力学性质和耕性第六章土壤水第七章土壤空气和热量第八章土壤胶体化学和表面反应第九章土壤酸碱反应第二节土壤和土壤肥力的基本概念一、土壤的概念3、土壤剖面—竖直断面土体构型—完整垂直土层序列第二节土壤和土壤肥力的基本概念一、土壤的概念4、土壤是独立的历史自然体（1）五大自然成土因素，人为因素作用下形成；有过去-现在-将来（2）具有一定组成形态、结构、功能、客观实体第二节土壤和土壤肥力的基本概念二、土壤肥力的概念1、土壤肥力：（我国四元论）土壤能够持续不断供给植物生长所必需的水、肥、气、热，协调它们之间的矛盾及抵抗不良自然环境的能力。（美国一元论）土壤供应植物生产所必需养料能力。（前苏二元论）植物生长过程中供给有效养料和水分的能力一元论、二元论同时也考虑其它因素。第二节土壤和土壤肥力的基本概念二、土壤肥力的概念2、根据肥力产生的不同原因自然肥力：土壤在自然因素综合作用下发育而来的肥力。人为肥力：土壤开垦后，在耕作熟化过程中发育而来的肥力。土壤肥力自然肥力人为肥力（人工肥力）第二节土壤和土壤肥力的基本概念二、土壤肥力的概念3、根据肥力的表现程度有效肥力：在农业生产实践中，由于土壤性质、环境条件和技术水平的限制，只有其中一部分土壤肥力在当季生产中能表现出来，称之为有效肥力。潜在肥力：没有直接表现出来的叫做潜在肥力。如自然灾害影响肥力发挥。土壤肥力有效肥力（经济肥力）潜在肥力第二节土壤和土壤肥力的基本概念二、土壤肥力的概念4、土壤生产力土壤生产力是由土壤本身的肥力属性和发挥肥力作用的外界环境条件所决定的。土壤肥力高为生产力高的必要条件。土壤肥力的各种性质和土壤的自然、人为环境构成土壤生产力。环境条件包括：土地平整、防洪、灌溉、排水、防护林等方面第三节土壤科学的发展一、近代土壤科学的发展1、19世纪上半叶1）19世纪前：欧洲受教会神权统治，把世界万物都认为是神的作用。植物生长是土壤供给植物“生活力”植物生长2）19世纪以后，许多科学家通过实验方法研究土壤。水营养学说（桶中大树，柳树）腐殖质营养学说发现硝石、污水、P、K等有营养作用。第三节土壤科学的发展一、近代土壤科学的发展2、农业化学土壤学派代表人物：德国李比希，1840年《化学在农业和植物生理上的应用》1）三个学说a)矿物质营养学说；b）养分归还学说；c）最小养分率：2）作用a）开辟了用化学理论方法来研究土壤并解决农业生产问题的新领域b）并进一步发展了土壤分析化学、土壤化学、农业化学等分支学科。c）矿质营养学说推动化工和化肥工业的发展。3）不足之处简单机械看作营养库，忽视有机质、微生物作用。如微生物固氮作；忽视有机质对土壤肥力作用，植物与土壤间关系理解片面的。第三节土壤科学的发展一、近代土壤科学的发展3、农业地质学派（19世纪后半叶）代表人物：德国地质学家法鲁1）观点：从地质学角度研究土壤发生变化方面认为，土壤由岩石风化而来，土壤类型决定于岩石风化类型，土壤是变化破碎中的岩石，风化过程中释放养分由于受到淋溶作用而逐渐减少。2）缺点混淆土壤与岩石、母质本质区别，忽视生物在成土过程中对养分蓄积作用，把风化淋溶过程当成成土过程。3）贡献揭示风化作用在土壤形成过程中的重要性，加强土壤基本骨架矿物质研究。第三节土壤科学的发展一、近代土壤科学的发展4、土壤发生学派（19-20世纪）俄国陆续出现几位著名的土壤学家，如：道库恰耶夫、柯斯狄契夫、西比尔采夫、格林卡、威廉斯等。对现代土壤科学做出世大贡献。1）道库恰耶夫创立土壤发生学观点认为土壤是在岩石风化和成土过程所推动。是独立的历史自然体。提出成土因素学说，土壤是在五大成土因素作用下形成。2）西比尔采夫：创立土壤地带性学说：土壤分布地带性规律。3）威廉斯：在前人基础上创立土壤统一形成学说，土壤是在地质大循环、生物小循环作用下形成。提出团粒结构是土壤肥力的基础。称土壤结构学说。第三节土壤科学的发展一、近代土壤科学的发展5、土壤学发展的新观点1）土壤圈概念：1938年提出，但近10年发展较快，位于大气、水、岩石、生物圈交界面上，研究它们之间物质能量循环，使土壤学能真正介入地球科学的研究。2）土壤生态系统的概念：A）土壤生态系统是以土壤为研究核心的生态系统。内容：一是土壤生物的生态系统。二是土壤性质与环境关系的土壤生态系统。B）通过研究土壤生态系统的结构与功能内在联系及发生、发育、演变的趋势，为合理利用和土壤资源质量再生提供依据。第三节土壤科学的发展二、我国土壤科学的发展1、古代（1）我国有5000年人类文明历史，在长期农业生产实践中积累了大量认土、用土、改土的经验。如轮作例茬，农家肥沤制施用、粮豆间作、保墒措施等。（2）我国古代许多书籍有关土壤学知识的记载。如：战国时期《禹贡》，把我国分为九州，描述九州土壤特征，地理分布及肥力等级，是世界最早有关土壤分类和等级评定记载的书籍。如：还有其它许多书籍，秦、汉、唐有《管子地园篇》《周礼》《吕氏春秋》《淮南子》《汜胜之书》《史记》《汉书》《纬书》《齐民要术》。如：宋元明清有《农桑辑要》《王祯农书》《农政全书》《授时通考》《陈旉农书》《知本提纲》。如：《王祯农书》记载，土壤虽异，治之得宜，皆可种植，地力常壮。多类肥田，弱土强之，类田宜稀。第三节土壤科学的发展二、我国土壤科学的发展2、现代1）辛亥革命后，西方近代土壤科学传入我国。2）建国后，我国土壤科学有了飞速发展。加强国际交流，培养人材，建立土化专业。50年代、80年代进行两次全国土壤普查，土壤图国家1/400万；省级1/50万；县级1/5万或1/20万。积极进行低产田改造，固砂，盐碱土改良，修建水库，防洪排涝等。我国对世界土壤学贡献有，人为土壤分类，水稻土肥力，土壤电化学性质研究等。第四节土壤学科体系、研究内容和方法土壤学——是以生物、物理、化学、地质学为基础，以土壤肥力的发生发展为研究对象，研究自然土壤和农业土壤肥力的演变规律，促进土壤肥力发展，提高农业生产水平。一、分支学科及研究内容国际划分：1、土壤物理2、土壤化学3、土壤生物学4、土壤矿物学5、土壤肥力和植物营养6、土壤发生分类和制图7、土壤技术其它专业委员会：1、盐渍土；2、土壤微形态学；3、水土保持；4、土壤与环境。第四节土壤学科体系、研究内容和方法主要分支学科：（1）土壤物理：研究土壤中物理现象和过程的土壤学分支。（2）土壤化学：研究土壤化学组成、性质及其土壤化学反应过程的分支学科。（3）土壤微生物：研究土壤中微生物区系多样性及其功能和活性的分支学科。（4）土壤生物化学：研究土壤有机质组成、结构及其生物化学转化过程的分支学科。（5）土壤地理：研究土壤发生、演变、分类、分布规律及其与地理环境之间关系的土壤学分支。第四节土壤学科体系、研究内容和方法二、土壤学的研究方法1、宏观研究和微观研究宏观：土壤圈角度微观：矿物质、有机质结构物、性质，胶体表面电化学性质。2、综合、交叉研究与相关学科综合交叉研究。如：与农业科学、环境科学、生态学、社会经济学交叉渗透及合作研究。3、野外调查、实验室研究结合野外实际调查，田间试验，实验高定量分析，模拟研究。4、新技术应用1）RS；2）数字化技术；3）GIS；4）新理化分析仪器使用。