团粒结构优越性的具体表现:
其一,能和谐土壤水分和空气的对立。因为团粒间存在大孔隙,团粒内又有毛细管孔隙,这就有利于水分、营养、空气三者间的一起存在。然后土壤水、肥、气、热状况和谐。
其二,具有杰出的营养状况。随着水、气对立的处理,也处理了水分与营养的对立。因团粒外表常为好气分化,团粒内部又为嫌气分化,前者有利于土壤营养释放给作物吸收,后者有利土壤腐殖质累积,营养保蓄。对立和谐后的水分与营养就能一起而不断地供应作物需求。
其三,使土壤松软适度。具有团粒结构的土壤,疏松多孔,犁耕阻力小,耕耘省力,耕翻质量好;土壤细碎而均匀,既不紧硬,又不起浆浮泥;枯燥不开大坼,泡田渗漏丢失也小。
(3)土壤吸收功能。土壤有吸收固体、液体和气体的才干。其吸收方法分为五种。
①机械吸收效果:这是指土壤将大于土壤孔隙而悬浮于溶液中(如骨粉、饼肥、磷矿粉及粪便残渣等)的微细颗粒机械地阻留下来,使之不随土壤中渗水而流走的一种效果。因为土壤颗粒愈小,排列愈严密,土壤孔隙愈细,因而机械吸收效果就越强,则土壤保肥功能就好。这种效果对新改稻田、新水库、水坝有利增强保水蓄水的功能。
②物理吸收效果:它是指土壤胶体依靠其外表能将分子态营养吸附在外表上,而胶体与被吸附物不起任何化学反响的一种效果。这种效果,因为对分子态营养有坚持才干,因而,土壤中的氨气、尿素、氨基酸等分子态氮就会削减挥发丢失。平常在施用易挥发的铵态氮肥时要求复好土便是这个道理。
③化学吸收效果:这是指土壤中可溶性营养(如某些离子与带不同电荷的离子产生化学效果),由纯化学效果产生不溶性沉积而固定在土壤内的效果。这种效果,虽然有削减可溶性营养的流失,但被固定下来的营养就难以再被作物吸收使用,故下降了营养的使用率。因而,把磷肥集中施或与有机肥混和施,制成颗粒球肥施和根外喷施,便是避免化学吸收效果的产生,削减土壤对磷酸的固定。
④代换吸收效果:这又名物理化学吸收效果。它是指土壤胶体外表吸着许多与它带相反电荷离子的一起,其外表上又有等当量的同电荷的其它离子被代换出来的效果。其实质是一种离子(阳离子或阴离子)代换进程,是土壤胶体所吸收的离子和土壤溶液中的离子在彼此代换。所以这种效果是可逆的,即胶体所吸收的离子,又能重新被其它离子代换到溶液中去。然后,这种效果在调理土壤中可溶性营养的保蓄和供应,具有重要意义。
⑤生物吸收效果:这是指日子在土壤中的微生物及作物根系和动物等,吸收营养构成有机体而保留在土壤中的一种功能。因为生物是依据自身需求,从土壤溶液中选择吸收各种可溶性营养,构成有机体。当它们逝世后,有机残体又逐步分化,把营养物质释放出来,供作物吸收使用。所以生物吸收效果,能坚持营养,堆集营养,进步土壤肥力。
(4)土壤酸碱度。土壤酸碱度是指土壤溶液中存在的H+和OHˉ的量。一般用PH值表明。PH=7时是中性反响,这时溶液中H+和OHˉ数量持平;pH小于7表明是酸性反响,这时H+多于OHˉ;H大于7表明是碱性反响,这时H+少于OHˉ。土壤酸碱度按其PH值的巨细分为七级:
PH<4.5 强酸性
PH4.5—5.5 酸性
PH5.5—6.5 微酸性
PH6.5—7.5 中性或近于中性
PH7.5—8.5 微碱性
PH8.5—9.5 碱性
PH>9.5 强碱性
①土壤酸碱性产生原因:土壤之所以有酸碱性,首要是土壤中存在酸碱物质。H+来源首要是土壤胶体上吸附的H+和Al+3;其次是二氧化碳溶于水构成碳酸解离的成果:
H2CO3=H++HCO3ˉ, HCO3ˉ= H++CO3ˉ
除此之外,还有有机质转化进程中,分化产生的有机酸(丁酸、草酸、柠檬酸等)、岩石风化进程中,化学改变(如含硫矿藏氧化)成的酸以及施用肥料加进的酸性物质[如(NH4)2SO4、NH4Cl],当NH4+被作物吸收后,常遗留在土壤中的酸根(SO4-2,Clˉ)都能使土壤酸性添加。
OHˉ的来源首要是土壤中碳酸钠、碳酸氢钠等盐类水解以及土壤胶体上含的代换性钠构成强碱转化成果。
例如:Na2CO3+2H2O 2NaOH+H2CO3
NaHCO3+H2O NaOH+H2CO3
②作物对土壤酸碱度的适应才干:强酸性与强碱性土壤都晦气于作物成长。不同的作物要求土壤酸碱度不同。如茶树只适合在酸性土壤上成长,像映山红、马尾松、杨梅、蒜盘子等,便是酸性土壤的指示植物;而天竺、圆叶包柏、柏木又是石灰性土壤的指示植物。
此外,土壤酸碱度对营养元素的有用性及有益微生物的活动都有很大的影响,土壤过酸过碱还影响土壤杰出结构的构成(现不作具体阐述),这些无疑的都直接或间接地影响着作物的成长和发育。
(5)土壤缓冲功能:在土壤加入酸、碱物质后,土壤所具有的反抗土壤溶液酸化或碱化的才干,称为土壤缓冲功能。土壤胶体上代换性阳离子存在,对酸碱有缓冲效果。
这是因为土壤胶体上代换性阳离子(盐基离子或H+)被代换到溶液中生成了中性盐或H2O,能够使土壤的酸碱度常常坚持稳定,为作物和微生物成长发育供应杰出的环境条件,一起也为指导上肥供应依据。向土壤中施用有机肥料、泥土类(塘泥)肥料、石灰和培养绿肥等,都是进步土壤缓冲功能的有用办法。
(二)土壤肥力及其要素
1、土壤肥力品种:土壤肥力便是指土壤能够满意作物成长发育所必需的水分、营养、空气、热量的才干而称之。土壤肥力分为天然肥力和人为肥力;潜在肥力和有用肥力。所谓天然肥力,是指天然土壤在未开垦使用之前所具有的肥力;人为肥力是指人们对土壤进行播种、上肥、灌溉等农业技术办法而发明出来新的肥力。
因而,任何土壤,耕耘培养作物愈久,可选用的农业技术办法愈完善,人为肥力所占比重就越大。所以说,土壤是劳作的方针,又是劳作的产品。所谓有用肥力,是指培养作物时,被当季作物吸收使用的那部份肥力;潜在肥力是指在土壤中存在,不能立即被当季作物使用的那些肥力。潜在肥力和有用肥力,在妥当的农业技术办法实施下,是能够彼此转化的。
2、土壤肥力要素:土壤水分、营养、空气和温度,称为土壤肥力四大要素。土壤肥力的凹凸,不只是受每个肥力要素数量恰当与否的影响,而首要取决于水、肥、气、热之间在必定条件下和谐程度的左右。因而,必须研究掌握土壤各个肥力要素状况和它们的彼此联系。
(1)土壤水分状况。“水利是农业的命脉”,首要,作物的成长发育需求很多的水。这是因为:一般作物要获得一分产值,必须耗费500—1000分的水,这些水都是从土壤中供应;作物吸收的营养也需求溶于水后才干被使用;土壤微生物的活动以及土壤营养的分化和转化都需求水。
其次,水分直接对土壤空气与热量状况起着制约的效果,一起还影响着土壤的胀缩性、粘着性、粘结性和耕性等性质。这表明,土壤水分不仅为作物成长发育之必需,而且还能够通过控制土壤水分状况来使肥、气、热联系和谐。
①土壤水分类型:土壤水分按其受效果力的不同,一般分为三种:
A、捆绑水:这是在土粒外表引力效果下,紧紧地捆绑在土粒周围的水分而称之。这种水在土壤中移动极慢,且有一部份在土粒外表不移动,所以很难被作物吸收使用。当土壤含水量到达仅有捆绑水量时,作物就呈现凋萎现象。因为土粒愈细,吸住的水分愈多,所以粘土的捆绑水量大于砂土。
B、毛管水:这是在土壤毛细管引力效果下,坚持在曲折微细的土壤孔隙里的水而称之。这种水能沿着毛细管孔隙向上下左右的各个方向移动。其移动规律是从湿度大的土层移向湿度小的土层。它是土壤中最适于作物吸收使用的水分。因为水中溶有各种作物的营养,所以又为作物供应了营养物质。
油砂土、潮砂土,呈现的“回潮”或“回润”现象,便是毛管水的上升运动,把地下水引到耕层的缘故。可是毛管水运动会带来地表蒸腾不断产生,构成土壤水分丢失,所以生产中常采纳中耕松土,这有堵截土壤毛细管,削减土壤水分蒸腾的效果。
C、重力水:这是在土壤水分含量超越土壤毛管力的效果规模时,过多的水受重力的影响向下渗漏,这种渗漏水称为重力水。它是水稻最有用的水分。虽然渗漏效果有构成漏水漏肥的现象,但不管对水田还是旱土,恰当的渗漏是必要的,它有利于土壤空气的更新及有害还原物质的向下移动和淋失。
②水稻土壤水分状况:水稻土壤在淹水时期,耕耘层水分呈现过饱满状态,因为重力效果,不断地笔直渗漏。依据水分的笔直渗漏特色,水稻土分红三个类型。
A、地下水型:这类水稻土,地下水位高(地下水位距地表在60厘米以内),排水不良,灌溉水层和地下水相连,通透功能差,泥温低,如冷浸田、滂泥田和深脚鸭屎泥土属之。
B、地表水型:这类水稻土,地下水位很深(超越150厘米),灌溉水下渗不能到达地下水层,排水虽杰出,但不耐干旱。如高岸田、天水田和大部份梯田属之。
C、良水型:这类水稻土,地下水位在60—150厘米之间,灌溉水层与地下水位不相衔接,但土壤毛管水能够上下流通,这类田一般散布在垅田上面或一排、二排田属之。
三品种型水稻土,以良水型的土壤肥力最好,一般是高产稳产稻田。恰当渗漏对水稻土是必要的,它有助于土壤空气的更新和有毒物质的排除。当然也不可过大,避免构成营养淋失。一般在灌1寸水能保存三天为限,即渗漏量为0.5—1.0厘米/24小时最恰当。
(2)土壤空气状况:土壤空气对土壤微生物活动和营养转化有密切联系,对作物根系发育亦有影响。作物成长发育各个时期对土壤空气都有必定的要求。
①土壤空气的成分:土壤中的空气,一部份是由大气进入;一部份是由土壤中生物化学进程所产生。因为土壤中生物(作物根系和微生物)生命活动的影响和有机质的分化效果,不断地耗费氧气和产生二氧化碳及其它气体,致使土壤空气与大气的成分有明显的区别:土壤空气中氧气含量低于大气,而二氧化碳的含量则高于大气;别的土壤空气常常为水汽所饱满,大气湿度一般只达50—90%;土壤空气有时还含有少量的还原性气体,如甲烷、氢气、氨和硫化氢。
②水稻土空气状况的特色:水稻土壤因为季节性或终年淹水,土壤空气与大气之间的气体交换被水层阻隔,常处于还原状态。作物生命活动耗费的氧,只能靠作物茎叶的输氧安排将大气中的氧输入根部,由根再将氧分秘出来,构成根际微域氧化环境,避免稻根被周围还原性物质的毒害。这正是水稻能在缺氧环境中成长的秘密所在。
所以水田土壤空气状况的特色具有明显的层次性和微域性。在耕耘层外表数毫米至1厘米处为氧化层,因铁成高价化合物状况,土色呈黄褐或黄棕色。在氧化层以下的耕耘层为还原层,铁成贱价化合物状况,土色呈青灰或兰灰色。但在挨近根际周围的土壤,常因水稻根群的泌氧效果而呈现锈斑和锈纹。
③土壤空气在土壤肥力中的位置:土壤空气供应作物根系呼吸效果所需求的氧。如缺氧,根系发育受到影响,吸水吸肥机能削弱,乃至逝世。特别种子发芽期及麦苗期愈加如此。水稻虽具通气安排,土壤也应具有必定的通气功能,以利稻根成长。
别的,土壤空气状况影响土壤微生物的活动和营养的转化。缺氧微生物活动以嫌气性为主,使有机质分化缓慢,构成营养缺乏,乃至引起氮素丢失,一起,还产生晦气于作物营养的还原性有毒物质,如乙酸、丁酸、硫化氢等。此外,土壤通气不良,有利于病菌滋生,引起作物感染病害,影响作物成长,下降产值。因而,稻田常选用排水露田和晒田进行调理。
(3)土壤温热状况:土壤温度对作物生育和土壤中微生物活动以及各种营养的转化、土壤水分蒸腾和运动都有很大影响。作物从播种到老练都需求必定的温度条件,如大麦、小麦在1—2℃时就能发芽,而水稻、棉花要在10—12℃时才发芽。所以不同作物的适时播种,便是由土壤温度来决定的。一般土壤微生物日子,以土温25℃—37℃为适合,最低是5℃,最高不超越45℃—50℃。土温过低,微生物活动削弱,乃至完全中止,有机质难于分化,有用营养缺少。冷浸田便是如此,所以要排除冷浸水,增施猪牛栏粪、石灰、草木灰和火土灰,以进步土温。
①影响土壤温度的要素:温度是热的表现。土壤热量首要来源于太阳辐射热,其次是微生物对有机质的分化效果,放出必定的热量,使土温增高。
影响土壤温度改变的要素很多,有纬度、海拨高度、地形和坡向。但首要是土壤本身的土壤热特性,如土壤热容量、导热性、吸热性和散热性等。特别是热容量和导热性是决定土温最重要的内因。
A、土壤热容量:每1立方厘米的干土增温1℃时所需的热量卡数(卡/立方厘米/度),称为土壤热容量。水的热容量为1;空气为0.0003;土粒介于二者之间,约为0.5—0.6。因为土壤固体部分改变很小,因而,土壤热容量的巨细首要决定于土壤水分和空气的数量,凡水多气少的土壤,热容量就大,增温慢,冷却也慢,温度改变小;反之,土温改变就大。所以稻田管理,早春白天排水增温,夜间灌水保温;夏日运用深灌降温。
B、土壤导热性:土壤导热是指从温度较高的土层向温度较低的土层传导热量的功能。其巨细与土壤固、液、气三相组成份额有关。土壤矿藏质的导热性为空气的100倍;水为空气的25倍;有机质为空气的5倍;空气几乎不传热。由此可知,土壤导热性的巨细取决于空气和水分之间的相对份额。因而,中耕松土有减小土壤导热性,使表土温度不易向下传递,深土温度不易向上流失。
②土温改变的调理:土壤温度随气候因子的影响而常常改变,为了满意作物成长发育的需求,必须围绕早春添加土温,夏日下降土温,秋冬坚持土温的方针,采纳行之有用的办法。
A、合理灌溉:早春寒流期间多灌水、灌深水,避免土温骤然下降,增强麦苗抵挡低温才干;一般气候期间选用浅水间灌,升温通气,促进作物成长。夏日以增强土壤散热性为主,采纳短期灌深水和常常性的灌水露田相结合,到达散热、通气、供水的意图,促进作物成长发育。秋冬时节,一般结合上肥,推广霜前灌水,以减轻作物冻害。
B、合理上肥:在确保施足肥的前提下,增施有机肥,如火土灰、腐熟的猪牛栏淤等等,来进步土壤温度。其一,加深土色,添加土壤吸热力;其二,有机肥料分化中放出热量;其三,土壤疏松,添加空气容量,下降土壤热容量。此外,还直接进步作物的营养。
C、实行覆盖:早春和秋冬低温季节,运用草木灰、切碎的草子(紫云英)、干(湿)牛粪、苔藓、塑料薄膜等覆盖地面,能进步土壤吸热,削减散热,有保温防冻效果;夏秋高温干旱期间,选用稻草或其它作物秸秆覆盖地面,有遮荫防晒,下降土温的效果,一起,还能削减水分蒸腾和消灭杂草。
D、中耕松土:这有利于土壤空气容量添加,削减表土热量向下传导和下层土温上升的效果。因而,早春,对粘重紧实土壤进行中耕松土来进步土温,加快种子萌芽;夏日中耕松土,平缓根系活动层土温过高,促进作物根系成长。
此外,使用风障、防风林、熏烟及施用化学增温剂等,均可调理土壤温度,能够量体裁衣进行应用。
(4)土壤营养状况:作物需求的营养绝大部份来自土壤,可是,土壤里的营养绝大部份存在于难溶性的矿藏质中和有机质中,为迟效性,作物难以吸收使用。而能被当季作物吸收使用的离子态速效营养,只占土重0.005—0.1%,存在于水溶液中和被吸附在土壤胶体外表上。不过,这种迟效营养和速效营养在必定条件下能够彼此转化。
①有机碳化合物的转化:土壤中的纤维素、淀粉、双糖、单糖以及脂肪等有机物,都不含氮。它们在土壤中转化有两种状况:
一是通气杰出时,受好气性细菌和真菌效果,迅速分化,最后产生CO2和H2O,并放出很多的热。这种热是土壤生物化学效果的原动力和土壤微生物生命活动所需能量的来源。CO2是作物进行光合效果的重要原料。
二是通气不良时,受嫌气性细菌效果,缓慢分化,只是放出少量的热和CO2,而累积很多的有机酸(乙酸、丁酸)、甲烷、氢等还原性物质,障碍作物成长发育。如水稻“翻秋”或“溶蔸”现象,便是丁酸所害。因而,水田翻压绿肥,结合施石灰,便是为了中和有机酸,消除稻田毒害。
②土壤中氮素的转化:土壤中有机态氮占99%以上,无机态氮缺乏1%;水田的全氮含量约为0.1—0.2%,无机态氮更少。作物从土壤中吸收的氮素,绝大部份由有机氮转化而来。其转化构成首要有四种:
A、氨化效果:土壤中含氮的有机物,如蛋白质、尿素和壳糖(几丁质)等在氨化细菌效果下,逐步分化释放出氨,称之氨化效果。不管通气好坏,此进程都能进行。氨与土壤中的酸根结组成铵盐,为作物吸收使用,或被土壤胶体吸附保存。
B、硝化效果:氨或铵盐在通气杰出的条件下,经亚硝酸细菌、硝酸细菌等的效果,转化成硝酸的进程,称为硝化效果。因为这种效果是在通气杰出的状况下进行,所以NO3-N存在于旱土中,而水田中很少见。NO3-N是作物杰出的有用态营养,但不能被土壤胶体吸附,易于随水流失,故深耕松土,坚持土壤湿润,有利硝化效果和避免土壤中氨的流失。
C、反硝化效果:当土壤通气不良,并含有很多新鲜有机质和硝酸盐的土壤中,在反硝化细菌的效果下,将硝酸盐还原成作物不能使用的氮气而丢失,这个进程称为反硝化效果。这种效果对作物吸收营养和成长带来晦气,务必加以阻止。稻田选用浅水间灌,露田通气和施用铵态氮肥,旱土雨后中耕松土,均可避免反硝化效果的产生。
D、生物夺氮效果:土壤中的无机态氮(如铵盐、硝酸盐)部份被微生物、杂草、土壤动物吸收使用,组成生物机体,使土壤有用态氮削减,称生物夺氮效果。尤以微生物夺氮最突出,当土壤中施用很多新鲜的、含纤维素多的有机肥和其它环境条件又适合,微生物就很多活动与繁殖,耗费掉土壤中有用氮素,然后导致作物氮素营养缺少或严重缺乏。因而,凡秸秆还田或施用很多未腐熟的含纤维多的有机肥料,必须配合施用恰当的速效氮肥,以弥补土壤有用氮素,供作物吸收。
可是生物夺氮效果是暂时的,直到有机肥分化就会中止,一起,微生物逝世后,氮素仍就归还给土壤,让作物吸收使用。所以这与反硝化效果构成的氮素丢失是完全不同的。
③土壤中磷素的转化:一般土壤中磷酸总量(以P2O5计算)约在0.05—0.2%之间。红黄壤仅为0.06%左右,就按此计算,这些磷也够供作物若干年丰收所需求。可是,土壤中能为作物很好吸收使用的水溶性磷(如Na、K、NH4等磷酸盐及磷酸一钙)和弱酸溶性磷(如磷酸二钙)很少;而大都尴尬溶性磷(磷酸二钙)和极难溶性磷(如磷酸铁、磷酸铝)以及有机态磷。它们需经各种转化,才干被作物吸收使用。
土壤无机磷的转化,首要受土壤反响的影响。在强酸性土壤中,磷与铁、铝离子化合生成难溶性的磷酸铁、磷酸铝沉积而被土壤固定;在石灰性土壤中,磷则成为磷酸三钙被土壤固定。只有当土壤反响处于中性或挨近中性(PH值为6.5—7.5)的条件,磷的有用性才进步。
土壤有机磷的转化。土壤中,有机磷化合物首要有核蛋白、核酸、卵磷脂、植素以及植物体内其他含磷化合物。它们是在土壤微生物的效果下,进行水解释放出磷酸。这种磷酸和水解性磷相同,在土壤中再进行着各种转化,变成有用磷酸盐供作物吸收使用。
④土壤中钾素的转化:土壤中钾的含量与成土母质、土壤质地和有机肥料的施用联系极大。据有关材料记载,发育于紫色土、花岗岩的土壤,全钾量为2.5—5.0%;发育于第四纪红色粘土的红壤,全钾量为0.8—1.8%;而发育于石灰岩的土壤,全钾量仅0.68—1.12%。粘质土壤含钾量比砂质土壤高。
土壤中的钾,依据对作物有用性的凹凸,分为四大类:
一、水溶性钾。如KNO3、KCl、KHCO3等,能够被作物直接吸收,但土壤中的含量却很少;
二、代换性钾。系土壤胶体上吸附的钾,作物亦能够直接使用,但土壤中含量也少,仅占土壤全钾量的0.15—0.5%。一般说的有用钾,是指水溶性钾与代换性钾的总和。但它只占土壤总钾量的1—2%;
三、微生物活体钾。这类钾存在微生物活体内,但在微生物逝世分化后,可被作物吸收使用;
四、矿藏钾。系指矿石(钾云母、正长石)中含的钾,是矿藏在钾细菌和各种酸的效果下,释放出的水溶性钾。这类钾在土壤中含量最多,占土壤含钾总量98%以上。不过,土壤中的钾和氮、磷相同,并不能满意作物日子的需求,亦须依靠上肥来弥补。
土壤中各品种型的钾,在必定的条件下,也可彼此转化。难溶性含钾矿藏,在各种酸类或钾细菌的效果下,能够释放出水溶性钾。但在含粘粒多的土壤中,因为粘土具有湿胀干缩的特性,在土壤干湿替换频繁中,土壤中的水溶性钾或代换性钾被粘土矿藏固定起来,成为一种不能移动的钾,使作物根系无法吸收。
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