第3章 植物生产与土壤培肥
教学目标：
◆掌握：土壤、土壤肥力、土壤质地、土壤有机质、土壤通气性、土壤胶体、土壤保肥性、土壤供肥性、土壤缓冲性、土壤空隙性、土壤结构、土壤耕性等基本概念；土壤的基本组成及各组分的特性。
◆理解：不同质地的农业生产特性；土壤有机质的转化及作用；土壤基本性质及对肥力的影响。
◆了解：土壤退化、污染和低产田的改良与开发。 ◆学会：土壤样品的采集；土壤含水量与田间技术。
教学时数：18学时
教学方法：理论讲授12学时、技能训练6学时 教学内容：
第一节 土壤的基本组成
教学重点：
◆土壤的基本组成。
◆土壤质地的类型及质地与土壤肥力的关系。 ◆土壤有机质的转化及作用。
◆土壤通气性对植物生长发育的影响。
教学难点：
◆土壤有机质的转化及作用。 ◆土壤矿物质。
一、土壤、土壤肥力概念
1．土壤概念 土壤即指覆盖在地球陆地表面上的，能够生长绿色植物的疏松表层。 自然土壤：自然界尚未开垦种植的土壤。
农业土壤：而在自然土壤基础上，人类开垦耕种和培育的土壤。
2．土壤肥力的概念 土壤肥力是指在植物生长发育过程中，土壤不断地供给和调节植物所必需的水、肥、气、热等物质和能量的能力。
3．土壤的组成 自然界土壤由矿物质、有机质（土壤固相）、土壤水分（液相）和土壤空气（气相）三相物质组成的。
二、土壤矿物质
（一）土壤矿物质的组成
土壤矿物质是岩石矿物质的风化产物，其颗粒大小差别很大。通常肉眼可见的大颗粒多是破碎的原生矿物，而细小的土粒则是经过化学风化作用改造形成的次生黏土矿物。
原生矿物是在风化过程中没有改变化学组成而遗留在土壤中的一类矿物，主要有石英、长石、云母、辉石、角闪石、橄榄石等。
次生矿物是原生矿物在风化和成土作用下，重新形成的一类矿物，主要有高岭石、蒙脱石、伊利石等次生铝硅酸盐矿物和铁、铝、硅等氧化物或含水氧化物（如三水铝石）。
（二）土壤质地
土壤中各种粒级的配合和组合状况称为土壤质地，即土壤沙黏程度。土壤质地可划分为沙土、壤土和黏土三类。几种主要质地土壤的生产特性为： 质地 沙质土 肥力特征 土壤砂粒多，大空隙多，小空隙少，故透水透气性强而保水保肥性差；砂土含养分少，有机质分解快，易脱肥，施用速效肥料往往肥力猛而不长，俗称“一烘头”； 砂土因水少气多，土温升降速度快，昼夜温差大，称“热性土”。 黏粒含量较多，其粒间孔隙小而总孔隙度大，毛管作用强烈，透水透气性差，但保水保肥性强；黏质土矿质养分丰富，加之通气不良，有机质分解缓慢，肥效稳长后劲足；黏土水多气少，土温升降速度慢，昼夜温差小，称“冷性土”。 兼有沙土与黏土的优点，通气透水性良好，保水保肥力强；有机质分解较快，供肥性能好；土温较稳定，耕性良好。 生产特性 种子出苗快，发小苗不发老苗；易于耕作，但泡水后会淀浆板结，俗称闭沙；这类土壤宜种植生育期短、耐贫瘠、要求土壤疏松、排水良好的作物，如薯类、花生、芝麻、西瓜、果树等作物。 湿时泥泞，“天晴一把刀，落雨一团糟”，耕后大坷垃多，作物不易做到全苗齐苗；土性冷，肥效稳长，发老苗不发小苗；这类土壤宜种植水稻、小麦、玉米、高梁、豆类等生育期长、需肥量大的作物。 水、肥、气、热状况比较协调，适宜种植各种作物，发小苗也发老苗—“壮子送老”。 黏质土 壤质土 三、土壤生物和有机质 （一）土壤生物
土壤生物包括土壤动物、植物和微生物。 1．土壤动物
种类：土壤中有许多小动物，如蚯蚓、线虫、蚂蚁、蜗牛、蠕虫、螨类等。
作用：粉碎土壤中的有机物残体，促进了微生物的分解作用。粪便排入土壤，提高土壤肥力。蚯蚓和蚂蚁在形成团粒结构方面有重要作用，常作为土壤肥力的标志之一。但有些动物对植物有害。
2．土壤微生物
种类：重要的类群有细菌、放线菌、真菌、藻类和原生动物及病毒等。 作用：①分解有机质，释放养分；分解农药等对环境有害的有机物质。②分解矿物养分，③固定大气氮素，增加土壤氮素养分。④利用磷、钾细菌制成生物肥料，施入土壤促进土壤磷、钾的释放；⑤合成土壤腐殖质，培肥土壤；⑥分泌大量的酶，促进土壤养分的转化；⑦其代谢产物刺激作物生长，抑制某些病原菌活动。
（二）土壤有机质
土壤有机质是指来源于生物（主要指植物和微生物）且经过土壤改造的有机化合物。
1．土壤有机质的来源与组成
来源：施用的有机肥料、作物的秸秆以及残留的根茬等，此外，土壤动物残体和微生物、一些生物制品的废弃物、工业废水、废渣及污泥等也是土壤有机质的重要来源。
元素组成：C、O、H、N，分别占52%～58%、34%～39%、3.3%～4.8%和3.7%～4.1%，其次是P和S。
物质组成：碳水化合物（单糖、多糖、淀粉、纤维素、果胶物质等）、木质素、蛋白质、树脂、蜡质等占10%～15%。腐殖质占土壤有机质的85%～90%，是土壤有机质的主体。
转化过程：矿质化过程是将有机质分解为简单的物质，释放出大量的能量，是释放养分和消耗有机质的过程；腐殖化过程是微生物作用于有机物质，使之转变为复杂的腐殖质，是积累有机质、贮存养分的过程。
2．土壤有机质的作用及管理
作用：①提供作物需要的养分。②增加土壤保水、保肥能力。③形成良好的土壤结构，改善土壤物理性质。④促进微生物活动，活跃土壤中养分代谢。⑤其他作用。腐殖质有助于消除土壤中的农药残毒和重金属污染，起到净化土壤作用。腐殖质中某些物质如胡敏酸、维生素、激素等还可刺激植物生长。
管理：增施厩肥、堆肥、种植绿肥、水田放养绿藻、秸秆还田等措施来进行。同时结合耕作、排灌等措施，调节土壤水、气、热等状况。
四、土壤水分和空气
土壤水分和空气存在于土壤孔隙中，二者彼此消长，即水多气少，水少气多。 （一） 土壤水分 土壤水并不是纯水，而是含有多种无机盐与有机物的稀薄溶液。具体内容第五章有详细阐述。
（二）土壤空气
1．组成特点：①土壤空气中CO2含量高于大气；②土壤空气中的O2低于大气；③土壤空气中的水汽含量高于大气；④土壤空气中还原性气体高于大气；⑤土壤空气成分随时、空而变化。
2．土壤通气性 概念：土壤空气与大气之间常通过扩散作用和整体交换形式不断地进行气体交换，这种性能称之为土壤通气性。
作用：①影响种子萌发。②影响植物根系的发育与吸收功能。③影响土壤养分状况。④影响作物的抗病性。
调节：通过深耕结合施用有机肥料、合理排灌、适时中耕等措施来调节土壤的通气状况，改善土壤水、肥、气、热条件，给植物生长创造适宜的环境条件。
复习思考：
1. 土壤由哪几部分组成？
2. 各质地土壤的农业生产特性如何？ 3. 土壤生物有哪些作用？
4. 土壤有机质的转化有哪些方面？有何作用？
5. 什么叫土壤通气性？对植物生长发育有哪些重要作用？
第二节 土壤的基本性质
教学重点：
◆土壤结构的类型。
◆土壤团粒结构在土壤肥力上的作用及创造土壤团粒结构的农业措施。 ◆土壤酸碱性及其在土壤肥力上的作用。