第四节土壤有机质的作用及管理 一、有机质在土壤肥力上的作用 (一)提供植物需要的养分 碳素营养：碳素循环是地球生态平衡的基础。土壤每年释放的C0,达1.35×1011吨，相 当于陆地植物的需要量。 氮素营养：土壤有机质中的氨素占全氮的90%~98%： 磷素营养：土壤有机质中的磷索占全磷的20-50%： 其他营养：K、Na、Ca、Mg、S、Fe、Si等营养元素。 (二)改善土壤肥力特性 1、物理性质 粘力居中，促进良好结构体形成：深色吸热，热容量仅小于水促进土壤升温。 2、化学性质 增强保水、保肥和缓冲性 3、生物性质 对微生物来讲，O州是微生物生命活动所需要的养分和能量来源，土壤中微生物的数量与 OM的含量呈正相关： 对植物来讲，腐殖酸 首先：能改变植物体内糖类的代谢，促进还原糖的累积，提细胞的渗透压，从而提 高植物抗早能力。 其次：能促进过氧化物酶的活性，加速种子萌发和养分的吸收，从而促进植物生长 再次：胡敏酸的稀溶液，能促进植物的呼吸作用，增加质膜的透性，从而提高植物 吸收养分的能力，而且能加速细胞分裂，促进根系发育。 二、有机质在生态环境上的作用 (一)有机质对重金属污染的影响（络合、氧化还原、吸附） (二)有机物质对农药污染的影响（固定、迁移，降低或消失其农药毒性）
31 第四节 土壤有机质的作用及管理 一、有机质在土壤肥力上的作用 （一）提供植物需要的养分 碳素营养：碳素循环是地球生态平衡的基础。土壤每年释放的 CO2达 1.35×1011 吨，相 当于陆地植物的需要量。 氮素营养：土壤有机质中的氮素占全氮的 90％～98%； 磷素营养：土壤有机质中的磷素占全磷的 20-50%； 其他营养：K、Na、Ca、Mg、S、Fe、Si 等营养元素。 （二）改善土壤肥力特性 1、物理性质 粘力居中，促进良好结构体形成；深色吸热，热容量仅小于水促进土壤升温。 2、化学性质 增强保水、保肥和缓冲性 3、生物性质 对微生物来讲，OM 是微生物生命活动所需要的养分和能量来源，土壤中微生物的数量与 OM 的含量呈正相关； 对植物来讲，腐殖酸 首先：能改变植物体内糖类的代谢，促进还原糖的累积，提细胞的渗透压，从而提 高植物抗旱能力。 其次:能促进过氧化物酶的活性，加速种子萌发和养分的吸收，从而促进植物生长 。 再次：胡敏酸的稀溶液，能促进植物的呼吸作用，增加质膜的透性，从而提高植物 吸收养分的能力，而且能加速细胞分裂，促进根系发育。 二、有机质在生态环境上的作用 （一）有机质对重金属污染的影响 （络合、氧化还原、吸附） （二）有机物质对农药污染的影响（固定、迁移，降低或消失其农药毒性）
(三)土壤有机质对全球碳平衡的影响（有机质是全球碳平衡过程中非常重要的碳库） 三、土壤有机质的管理 在一定范围内，土壤肥力以及作物产量随有机质含量提高而增加，但是士壤有机质并不 是愈多愈好，当超过一定范围，对作物和土壤肥力均不利，而且土壤有机质含量并非可以无 限提高，在稳定的生态系统中最终达到一个稳定值。土壤有机质含量决定于年生成量（腐殖 化系数)和年矿化量（矿化率）的大小。如何提高土壤有机质含量，坚持平衡原则和经济原 则，调节有机质的积累和分解，使既能提高土壤有机质含量，又能以适当的分解速度向作物 提供养分。措施主要包括两个方面：增加有机质的来源：调节有机质的积累和分解过程。 (一)增加有机质的来源具体措施： 1、施用有机肥 主要的有机肥源包括： 绿肥、粪肥、厩肥、堆肥、沤肥、饼肥、蚕沙、鱼肥、河泥、塘泥、有机、无机肥料配 合施用。 2、种植绿肥 田菁紫云英紫花苜蓿等： 休闲绿肥、套作绿肥。 养用结合：因地制宜、充分用地、积极养地、养用结合。 3、秸秆还田 要注意秸秆的C/N比、破碎度、埋压深度以及土壤墒情、播种期远近、化肥施用量等。 (二)调节土壤有机质的分解速率 土壤有机质的转化是通过微生物活动来进行的。为了充分发挥有机质的有益作用，就必 须调节土壤微生物的活动，使有机质能及时分解，即不能太慢，也不能太快。分解太慢，释 放出的养分少，不能满足作物的需要：而分解太快，不但会使士壤有机质产生无益消耗，还 会造成养分的流失及作物的猛长。此外，土壤有机质过快的消耗会导致土壤结构的破坏，使 土壤的理化性质变劣，耕性恶化。因此采用正确的调节措施，以调节土壤有机质的分解速率 使之适应于作物生长发育的需要，成为土壤有机质动态平衡中的另一个重要问题
32 （三）土壤有机质对全球碳平衡的影响（有机质是全球碳平衡过程中非常重要的碳库） 三、土壤有机质的管理 在一定范围内，土壤肥力以及作物产量随有机质含量提高而增加，但是土壤有机质并不 是愈多愈好，当超过一定范围，对作物和土壤肥力均不利，而且土壤有机质含量并非可以无 限提高，在稳定的生态系统中最终达到一个稳定值。土壤有机质含量决定于年生成量（腐殖 化系数）和年矿化量（矿化率）的大小。如何提高土壤有机质含量，坚持平衡原则和经济原 则，调节有机质的积累和分解，使既能提高土壤有机质含量，又能以适当的分解速度向作物 提供养分。措施主要包括两个方面：增加有机质的来源；调节有机质的积累和分解过程。 （一）增加有机质的来源具体措施： 1、施用有机肥 主要的有机肥源包括： 绿肥、粪肥、厩肥、堆肥、沤肥、饼肥、蚕沙、鱼肥、河泥、塘泥、有机、无机肥料配 合施用。 2、种植绿肥 田菁 紫云英 紫花苜蓿等； 休闲绿肥、套作绿肥。 养用结合：因地制宜、充分用地、积极养地、养用结合。 3、秸秆还田 要注意秸秆的 C/N 比、破碎度、埋压深度以及土壤墒情、播种期远近、化肥施用量等。 （二）调节土壤有机质的分解速率 土壤有机质的转化是通过微生物活动来进行的。为了充分发挥有机质的有益作用，就必 须调节土壤微生物的活动，使有机质能及时分解，即不能太慢，也不能太快。分解太慢，释 放出的养分少，不能满足作物的需要；而分解太快，不但会使土壤有机质产生无益消耗，还 会造成养分的流失及作物的猛长。此外，土壤有机质过快的消耗会导致土壤结构的破坏，使 土壤的理化性质变劣，耕性恶化。因此采用正确的调节措施，以调节土壤有机质的分解速率 使之适应于作物生长发育的需要，成为土壤有机质动态平衡中的另一个重要问题
通过控制影响微生物活动的因素，来达到调节土壤有机质分解速率的目的。这些因素包 括：调节土壤水、气、热状况，控制有机质的转化： 合理的耕作和轮作： 调节碳氮比和土壤酸碱度。 思考题： 1、什么叫土壤有机质？包括哪些存在形态？其中哪种最重要？ 2、试述土壤有机质的转化过程。 3、影响土壤有机质转化的因素有哪些？ 4、简述土壤腐殖质的性质。 5、叙述土壤有机质在土壤肥力上的意义和作用？ 6、生产实践中采用哪些措施提高土壤的有机质？
33 通过控制影响微生物活动的因素，来达到调节土壤有机质分解速率的目的。这些因素包 括：调节土壤水、气、热状况，控制有机质的转化； 合理的耕作和轮作； 调节碳氮比和土壤酸碱度。 思考题： 1、什么叫土壤有机质?包括哪些存在形态?其中哪种最重要? 2、试述土壤有机质的转化过程。 3、影响土壤有机质转化的因素有哪些? 4、简述土壤腐殖质的性质。 5、叙述土壤有机质在土壤肥力上的意义和作用? 6、生产实践中采用哪些措施提高土壤的有机质？
第三章土壤孔性、结构性和耕性 一、学时安排：4学时 二、敕学要求： 1,掌握孔隙的数量指标和质量指标 2.掌握团粒结构形成机制及其与土壤肥力的关系 3.掌握如何改良土壤结构 4.理解土壤物理机械性质及其对土镶耕作的影响 三、教学重点：孔隙分级、土壤容重的应用、团粒结构与土壤肥力的关系、改良土壤结构的 措施、土壤物理机械性质。 四、教学难点：土壤容重的应用、团粒结构形成机制及其与土壤肥力的关系。 土壤孔性、结构性和耕性都是土壤的重要物理性状，各自对土壤肥力有多方面的影响。土 壤孔性是土壤结构性的反映，调节土壤孔性和结构性又是土壤耕作管理的一项重要任务。土 壤孔性、结构性和耕性极易人为调控，所以是研究土壤肥力、培肥土壤首先应探索的土壤基 本物理性质。 第一节土壤孔性 土壤是由固、液、气三相构成的多孔分散体系。土粒之间的空隙称为土壤孔隙，是水、 气相存在空间。土壤孔隙状况关系到水、气是否协调，并对热量、养分等产生影响。 一、土壤孔性 (一)定义 土壤中土粒或团聚体之间以及团聚体内部的空隙叫做土壤孔隙。它是孔隙度、大小孔隙 搭配比例及其在土层中分布情况的综合反映， (二)孔隙度或孔隙比—一数量指标 指单位土壤容积内孔隙所占的百分数。早地耕层土壤以50%~56%适宜大多数作物生长。 一般砂土孔度30%-45%，壤土40%-50%，粘土45%-60%。 (三)孔隙分级一一质量指标
34 第三章 土壤孔性、结构性和耕性 一、学时安排：4 学时 二、教学要求： 1. 掌握孔隙的数量指标和质量指标 2. 掌握团粒结构形成机制及其与土壤肥力的关系 3. 掌握如何改良土壤结构 4. 理解土壤物理机械性质及其对土壤耕作的影响 三、教学重点：孔隙分级、土壤容重的应用、团粒结构与土壤肥力的关系、改良土壤结构的 措施、土壤物理机械性质。 四、教学难点：土壤容重的应用、团粒结构形成机制及其与土壤肥力的关系。 土壤孔性、结构性和耕性都是土壤的重要物理性状，各自对土壤肥力有多方面的影响。土 壤孔性是土壤结构性的反映，调节土壤孔性和结构性又是土壤耕作管理的一项重要任务。土 壤孔性、结构性和耕性极易人为调控，所以是研究土壤肥力、培肥土壤首先应探索的土壤基 本物理性质。 第一节 土壤孔性 土壤是由固、液、气三相构成的多孔分散体系。土粒之间的空隙称为土壤孔隙，是水、 气相存在空间。土壤孔隙状况关系到水、气是否协调，并对热量、养分等产生影响。 一、土壤孔性 （一）定义 土壤中土粒或团聚体之间以及团聚体内部的空隙叫做土壤孔隙。它是孔隙度、大小孔隙 搭配比例及其在土层中分布情况的综合反映。 （二）孔隙度或孔隙比——数量指标 指单位土壤容积内孔隙所占的百分数。旱地耕层土壤以 50%～56％适宜大多数作物生长。 一般砂土孔度 30%-45%，壤土 40%-50%，粘土 45%-60%。 （三）孔隙分级——质量指标
1、当量孔径 当量孔径是指与一定的土壤水吸力相当的孔径，它与孔隙的形状及其均匀性无关。土壤水 吸力与当量孔径的关系式为： d=3/T d为孔隙的当量孔径(m)、T为土壤水吸力(100Pa) 当量孔径与土壤水吸力成反比，土壤水吸力愈大，则当量孔径愈小。 2、土壤密度与容重 土壤孔性一般很难直接测定，常常通过土壤容重和土壤密度来计算。同时在土壤其他性 状的研究中，其应用也十分广泛。 (1)土壤密度 土壤密度指单位容积固体土粒（不包括孔隙）的干质量。 土壤密度的大小主要决定于土壤矿物质的密度和有机质的密度。有机质的密度为 1.25-1.40g/cm;矿物密度大多在2.6-2.7g/cm之间：由于有机质含量很少，所以一般取 矿物质密度的平均数2.65g/cm3作为土壤密度。 (2)土壤容重 土壤容重指单位容积原状土壤（包括孔隙）的干质量。 旱地作物适宜的容重为1.1~1.3g/cm3。 3、容重在农业中的应用： (1)反映土壤松紧状况 相同质地时，疏松的土壤容重较小，紧实的土壤容重较大。 不同质地时，一般砂土〉壤土〉粘土。 (2)计算土壤三相比 孔隙度=V孔/V土体=(V土体-V固体)/V土体=1-V固体/V土体 =1一(w/土壤密度)/(w/土壤容重)=1一土壤容重/土壤密度 固相率=1一孔隙度=土壤容重/土壤密度 35
35 1、当量孔径 当量孔径是指与一定的土壤水吸力相当的孔径,它与孔隙的形状及其均匀性无关。土壤水 吸力与当量孔径的关系式为： d = 3/T d 为孔隙的当量孔径（mm）、 T 为土壤水吸力（100Pa） 当量孔径与土壤水吸力成反比，土壤水吸力愈大，则当量孔径愈小。 2、土壤密度与容重 土壤孔性一般很难直接测定，常常通过土壤容重和土壤密度来计算。同时在土壤其他性 状的研究中，其应用也十分广泛。 （1）土壤密度 土壤密度指单位容积固体土粒（不包括孔隙）的干质量。 土壤密度的大小主要决定于土壤矿物质的密度和有机质的密度。有机质的密度为 1.25-1.40 g/cm3；矿物密度大多在 2.6-2.7 g/cm3之间；由于有机质含量很少，所以一般取 矿物质密度的平均数 2.65 g/cm3作为土壤密度。 （2）土壤容重 土壤容重指单位容积原状土壤（包括孔隙）的干质量。 旱地作物适宜的容重为 1.1～1.3 g/cm3。 3、容重在农业中的应用： （1）反映土壤松紧状况 相同质地时，疏松的土壤容重较小，紧实的土壤容重较大。 不同质地时，一般砂土〉壤土〉粘土。 （2）计算土壤三相比 孔隙度＝Ｖ孔／Ｖ土体＝（Ｖ土体－Ｖ固体）／Ｖ土体＝１－Ｖ固体／Ｖ土体 ＝１－（ｗ／土壤密度）／（ｗ／土壤容重）＝１－土壤容重／土壤密度 固相率＝１－孔隙度＝土壤容重／土壤密度