土壤肥料学土壤学部分教案.docx

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土壤肥料学土壤学部分教案

土壤肥料学（土壤学部分）教案

绪论

（一）绪论教学时数（1学时）

（二）教学主要内容与要求

1、土壤、土壤肥力的基本概念

2、土壤在农业生产中的作用

3、土壤学的任务

（三）教学重点

1、土壤的作用

2、土壤与土壤肥力的概念

3、土壤的物质组成及功能

（四）相应的实习、实验内容：

田间认地与田间认土

（五）推荐参考书籍、文献1.《土壤地理学》，李天杰主编，高教出版社；2.《土壤学》，仲跻秀主，1992，9；3.《土壤地理学》，黄昌勇主编，中国农业出版社，2000，5；4.《土壤学》，朱祖祥主编，农业出版社，1983，5；《土壤肥料学》，关连珠主编，中国农业出版社，2001，5；

（六）讲授的主要内容：

• 土壤在农业生产中的作用

（一）土壤是重要的生产资料

1、人类的农业生产活动以土壤为基础

2、人类的其他生产活动离不开农业生产活动

（二）土壤是宝贵的自然资源

1、土壤是宝贵的自然资源

2、土壤资源是可再生的资源

3、土壤资源的稀缺性---相对于人类的需求来说，总不能满足需要

• 土壤与土壤肥力

• 土壤的概念指地球陆地表面能够生长植物的疏松表层。

1、土壤的物质组成及其功能

（1）有机质：

占干物质总重的5%为微生物提供营养、能量，调理土壤性质，提供植物营养

（2）矿物质：

占物质总重的95%，为植物提供养分

（3）土壤水分：

含各种溶质，供生物部分利用

（4）土壤空气：

水汽饱和，通气供根系呼吸，土壤动物、微生物利用

（5）微生物：

微生物的大本营，一亩肥沃的土壤，150CM深的表土中有300公斤以上。

分解有机质，为植物提供养分；产生抗生素，预防植物病害发生；产生生长素，促进植物生长；合成腐殖质，改善土壤理化性质。

（二）土壤肥力的概念

指植物生长期间，土壤连续的、协调的供应植物水、肥、气、热及其他条件的能力。

土壤肥力四因子：

水分、养分、空气、热量

*土壤肥力四因子不可替代，

自然肥力----没有受人为活动干扰，自然土壤所具有的肥力。

人为肥力----受人为活动干扰，农业土壤所具有的肥力。

潜在肥力----在生产上已经发挥表现出来的肥力。

有效肥力----土攘本身具有，但因客观或主观因素干扰，在生产上未能发挥表现出来的肥力。

*四种肥力在理论上可分，在生产中不可分

• 土壤科学的发展

（一）土壤科学的发展简史

1、中国发展简史

十七世纪之前：

朴素的唯物主义迷信色彩有效的封建统治国际领先水平

十七世纪-----十九世纪：

闭关自守西方科学技术的发达落后与世界的一般水平

二十世纪上半叶：

西方先进的技术引进缺乏有效的管理发展缓慢

二十世纪下半叶：

迅猛发展的时代

50年代：

前苏联的土壤理论引进

农业八字宪法---土、肥、水、种、密、管、===

58年第一次全国土壤普查

60年代：

化肥的制造与应用得到发展

70年代：

西方的土壤理论引进，但传统的观念仍起作用，相信科学，尊重事实的风气正在崛起。

78年开始第二次全国土壤普查

80年代：

整理土壤普查资料，应用土壤普查成果，理论研究不断深入，分支学科涌现，土壤学科迅猛发展。

90年代：

第二次全国土壤普查结束，

二十一世纪：

现代土壤科学正在以稳健的步伐前进

2、国外发展简史

本学科从19世纪中期有了明显的起步，逐步形成了几个较有影响的学派及观点。

农业化学派代表人物德国化学家李比希。

他以化学理论和方法来研究土壤植物营养的问题。

提出“植物矿质营养学说”。

农业地质学派19世纪后半叶，以德国地质学家法鲁为代表，运用纯地质学的观点来研究土壤变化。

土壤发生学派产生于19世纪末20世纪初。

其代表人物为俄国土壤学家道库恰耶夫。

提出土壤是在母质、气候、生物、地形和时间五大自然成土因素共同作用下发展起来的。

现代土壤科学的观点进入20世纪60年代以后，随着许多新问题、新矛盾的出现，“土壤生态系统”的概念应运而生。

（二）土壤科学的发展趋势

1、与其他学科交叉与土地学科的交叉、与植物营养学科的交叉、与植物生理学科的交叉、与生命学科的交叉、与环境学科的交叉、与资源管理学科的交叉

2、高新技术的引进化验手段的更新：

快、准、多项目、信息技术的应用、生物技术的引进、生态理论的引进

3、新的研究领域：

人工土壤、保护地土壤、城市土壤

（三）土壤科学研究的内容

1、一般土壤：

土壤的物质组成、土壤的基本性质、土壤的形成、土壤的分类与分布、土壤改良与培肥

2、人工土壤：

原料性质配比后的性质制造工艺使用方法使用后的处理

3、保护地土壤：

重在管理：

肥料、农药、水的大量进入土壤原有的物质组成、理化性质完全改变如何管理使其可持续利用。

4、城市土壤

分类利用保护

（四）学习方法

基本概念：

熟背+理解

基本理论：

理解+运用

基本操作：

技能+技巧+运用

（五）学习的目的

认识土壤：

物质组成+性质+分类与分布利用土壤：

收获需要的产品保护土壤：

更好地利用土壤

思考题

1、基本概念

土壤土壤肥力自然肥力人为潜在肥力有效肥力

2、基本理论

1）为什么土壤肥力四因子不可互相替代？

2）简述土壤的基本物质组成及其功能

第一章组成土壤的固相物质

（一）本章教学时数（3学时）

（二）教学主要内容与要求

本章主要内容是介绍组成土壤的固相物质：

矿物质和有机质，要求同学们掌握土壤的固相组成的重要性。

1．主要成土矿物与岩石的鉴别

2．岩石与矿物的风化过程与影响因素

3．母质的形成、类型与鉴别

4．粘土矿物的类型`性质与分布规律

5．矿质化过程与腐殖质化过程的概念、过程。

6．影响有机质转化的因素

7．土壤有机质的作用

（三）教学重点

1.土壤质地的分类、质地与土壤肥力的关系及质地改良措施

2.有机质的转化及影响因素

3.有机质在肥力上的作用及调节有机质含量的措施

（四）相应的实习、实验内容：

成土矿物岩石的鉴定、土壤质地的测定

（五）推荐参考书籍、文献1.《土壤地理学》，李天杰主编，高教出版社；2.《土壤学》，仲跻秀主，1992，9；3.《土壤地理学》，黄昌勇主编，中国农业出版社，2000，5；4.《土壤学》，朱祖祥主编，农业出版社，1983，5；《土壤肥料学》，关连珠主编，中国农业出版社，2001，5；

（六）建议教学法：

土壤矿物岩石、质地类型用实物与理论结合；有机质的作用应多举实例，加强理解。

（七）讲授的主要内容：

第一节土壤的无机矿物颗粒

一、无机矿物质颗粒的来源

岩石与矿物风化的产物

二、无机矿物质颗粒的组成

（一）土壤中原生矿物组成

原生矿物---在风化过程中未改变化学成分和结构的原始成岩矿物

作用：

土壤的骨骼，风化后释放养分。

1、石英2、长石：

钾长石钠长石钙长石3、云母：

黑云母白云母

4、辉石5、角闪石6、橄榄石7、磷灰石

（二）次生矿物——在风化及成土过程中新形成的矿物（黏土矿物）

（1）次生铝硅酸盐类高岭石，蒙脱石，伊利石，蛭石

（2）含水氧化铁、褐铁矿、氧化铝等三氧化物等

（3）简单的铝硅酸盐、硫酸盐和氯化物

一般规律：

粗大的颗粒---原生矿物为主细小的颗粒---次生矿物为主

三、土壤矿物质颗粒的化学组成

土壤矿物质的主要元素组成：

①氧和硅：

地壳中含量最多的元素。

②植物生长必须的营养元素含量很低。

③矿物的化学组成在成土过程中有变化

• 壤矿物质颗粒的组成（P11）

单粒---单个存在于土壤中的大小不一的土粒。

复粒---单粒相互黏结成的集合体。

土粒的分级---根据土粒直径的大小，加以归类。

粒级---土粒的大小分级。

（大小相似，性质相似）

（一）分级标准（P11表1-3）国际制美国制卡庆斯基制（苏联）中国制

（二）各粒级的性质

大小

矿物

养分

比表面

吸附性

黏结性

粘着性

可塑性

胀缩性

石块

大

石砾

大

同母岩

砂粒

大

石英

少

粉砂粒

中

原生、次生

中

粘粒

小

黏土矿物

多

（三）土壤质地

1、土壤质地的概念

土壤机械组成（土壤的颗粒组成）----土壤中各级土粒所占的重量百分比组合既颗粒大小及组成比例称为土壤的机械组成。

土壤质地----不同的土壤机械组成所表现出的性质类型

2、土壤质地分类标准国际制美国制卡庆斯基制（苏联）中国制

• 土壤质地与土壤肥力的关系及改良

（一）土壤质地与土壤肥力的关系

水

肥

气

热

植物

砂质土组

耐旱作物

粘质土组

禾本科作物

壤质土组

大部分作物

（二）土壤质地的改良

1、土壤质地剖面-----同一土壤上下土层质地的排列状况.通体一致的（全松、全紧型）上下不一致的（蒙金土）

2、土壤质地的改良

具不良性状的土壤质地：

通体沙、通体粘、夹沙、夹粘、倒蒙金

不良土壤质地的改良：

客土、增施有机肥、引黄改土、翻沙压淤，翻淤压沙

第二节土壤有机质

• 土壤有机质的来源、组成及存在形态

（一）土壤有机质的来源及构成特点

以各种形式存在的含碳有机化合物的总称。

• 植物的枯枝落叶，根系

• 施入的有机肥

• 动物残体，微生物残体

（二）土壤有机质的存在形态

1、机械混合态7-36%

这部分是指与土壤矿物质呈机械混合方式存在的有机质，通常用超声波加重液处理可将这部分有机质同土壤矿物质分离开来。

2、生命体1.5-3.7%

生命体是指生活在土壤中的各种活体，其中最主要的是各种微生物。

3、游离态1%

主要指溶于土壤液体中的多糖、氨基酸和其它有机酸。

4、有机无机复合态

是指土壤中与矿物质相结合的有机质。

二、土壤有机质的转化及影响因素

（一）矿质化过程-----进入土壤的动植物残体，在土壤微生物的作用下，最终分解为简单化合物，同时释放出矿质养料的过程。

好气条件下---分解为二氧化碳和水，并释放养分。

嫌气条件下---积累有机酸、醇类等中间物质，形成还原性物质，对植物有害。

1、两个阶段：

第一阶段：

复杂有机物基础有机化合物

第二阶段：

第一阶段的降解产物建造自身的原料

转化为最终产物

2、分解由组成成分单独进行分解

分解速度：

淀粉、蛋白质、单糖﹥粗蛋白、纤维素、半纤维素﹥树脂、蜡质、木质素

• 影响有机质分解速度的因素：

通气、湿度、温度、土壤质地、酸碱性、有机物的种类、状态

5、土壤有机质矿化率----土壤每年因矿质化作用所消耗的有机质数量占土壤有机质总量的百分数。

（二）腐殖化过程

----进入土壤的动植物残体，在土壤微生物的作用下，将矿化过程中产生的中间产物合成更为复杂的腐殖质的过程。

第一阶段：

微生物分解碳水化合物、蛋白质、和木质素等高分子化合物----单体

第二阶段：

多元酚和含氮化合物-----微生物作用---腐殖质单体分子-------暗棕色腐殖质

腐殖化系数----单位质量的有机物料在土壤中分解一年后，残留下的量占施入量的百分数。

三、有机质的主要组分及性质

（一）非腐殖物质

1、碳水化合物2、含氮有机化合物3、含磷、硫有机化合物

（一）土壤腐殖质

土壤腐殖质的组分：

胡敏素胡敏酸富里酸

（二）土壤腐殖质的性质清液----富啡酸

清液加酸至pH=1

腐殖酸加碱液沉淀----胡敏酸

沉淀----胡敏素

（三）土壤有机质与土壤肥力及作物生长的关系

1、植物的营养来源2、微生物能量来源3、对土壤保肥、保水、缓冲性的作用4、对土壤物理性质的作用5、对植物生长的作用6、减轻农药与重金属污染

五、耕地土壤有机质的调节（自学）

思考题

• 谈谈土壤的机械组成和土壤的质地分类。

• 土壤质地和结构对土壤水、肥、气、热的状况影响有哪些？

• 不同质地土壤的肥力特点是什么？

分别如何利用改良？

• 矿质化过程与腐殖质化过程的概念、过程。

• 影响有机质转化的因素有哪些？

土壤有机质起什么作用？