土壤学-国家级课程课件

土壤学国家级精品-课程这是一门专门研究土壤的学科向学生全面介绍土壤的形成、性质、分类和利,用通过系统系的学习学生可以深入了解这一重要的自然资源为未来从事土地,,利用和环境保护工作打下坚实基础什么是土壤土壤的定义土壤的组成土壤的作用土壤是由矿物质、有机质、水、空气和各种土壤由无机矿物质、有机物、水分和气体组土壤为人类提供食物、饮用水和其他资源生物组成的自然物质系统它是植物生长的成它们相互作用形成了复杂的土壤体系它还调节水循环、气候和维持生态系统平基质，起着重要的生态功能衡土壤的形成过程风化作用风化作用分为物理风化和化学风化将岩石和矿物质分解成更细小的颗粒,有机质积累植物和微生物的残体逐渐在土壤中积累形成腐殖质丰富了土壤的营养,,物质迁移转化不同元素和化合物在水和生物的作用下发生迁移和转化形成土壤的层次结构,时间积累经过数百年甚至数千年的漫长时间这些过程共同作用形成了丰富多样的土壤,土壤物理性质颗粒大小孔隙结构12土壤颗粒的大小决定了土壤的土壤孔隙的多少和大小影响着机械组成和结构不同大小的土壤的通气性、渗透性和保水颗粒赋予土壤不同的物理特能力良好的孔隙结构有利于性植物根系生长含水量温度34土壤含水量的变化决定了土壤土壤温度影响着化学反应速的粘聚力和强度适当的土壤率、微生物活动和根系生长含水量对作物生长非常重要合适的土壤温度有助于作物健康生长土壤的机械组成砂粒粉粒由石英或长石等矿物粒子组成粒径在由石英、长石等矿物粒子组成粒径在,,毫米之间毫米之间

0.05-

20.002-

0.05粘粒土壤质地由铝硅酸盐矿物组成粒径小于三种粒径不同的成分占比决定了土壤,

0.002毫米具有较强的吸附性的质地特性,土壤的结构土壤结构是指土壤颗粒和微团粒以及它们之间的相互作用良好的土壤结构有利于空气、水分和养分的流通为植物根系生长提供,良好的环境土壤结构可分为团粒结构、块状结构和颗粒结构等合理的耕作、有机质施加和生物活动都有利于改善土壤结构提高,土壤的肥力土壤的孔隙孔隙类型孔隙空间孔隙分布孔隙动态土壤中存在着各种大小不同的土壤孔隙的总体体积占整个土土壤孔隙的大小、形状和连通土壤孔隙随着季节更替、耕作孔隙包括粒间孔隙、裂隙、体的一定比例称为土壤孔隙性会随着土壤质地、结构和干方式的变化而不断发生变化,,,生物孔隙等它们为水和空气度它决定了土壤的蓄水、通湿程度的变化而发生变化影这些变化影响着根系生长和微,,,的运输提供了通道气和渗透能力响着土壤的理化性质生物活动土壤的含水量土壤含水率土壤水分对作物生长的影响极低小于土壤干旱，作物生长缓慢，产量低10%下适中土壤水分合适，作物生长良好，产20%-40%量较高过高大于土壤过湿，根系呼吸受阻，容易发60%生病虫害土壤的含水量直接影响作物的生长适中的土壤含水率有利于作物的根系发育和光合作用而极低或过高的含水率都会抑制作物的生长发育因此合理调控土,壤水分是农业生产的重要措施土壤的温度515℃℃土壤表层平均温度土壤深层平均温度620个月%土壤温度变化期年平均土壤温度与空气温度的比值土壤温度是一个重要的物理性质它会影响土壤中的化学反应、微生物活动、根系生长等过程土壤温度的变化与气候、地形、土层深度等因素有关一般表层温度较高深层温度较低土,,,壤温度变化周期通常为个月左右年平均温度约占空气温度的6,20%土壤的化学性质元素成分离子交换土壤由多种化学元素组成主要包土壤中的粘土和有机质具有离子,括碳、氢、氧、氮、钾、钙、镁交换能力能吸附和释放养分离子,,等这些元素的比例和形态决定调节土壤酸碱度和养分供给了土壤的化学特性缓冲能力氧化还原反应土壤具有一定的缓冲能力能够抵土壤中的氧化还原反应决定了养,消酸碱性物质的影响维持较稳定分的形态和转化影响作物对营养,,的酸碱度这对作物生长很重元素的吸收利用要土壤有机质土壤有机质的来源有机质对土壤的作用有机质对土壤肥力的影响土壤有机质主要来自植物残体、动物遗骸以土壤有机质能改善土壤结构增加保水保肥土壤有机质的含量是判断土壤肥力的重要指,及微生物死亡后的残留物这些有机物质经能力为土壤微生物提供营养促进养分的循标之一有机质含量越高土壤肥力越好植,,,,过分解、腐烂等过程转化而成环和转化物生长越旺盛土壤酸度和碱度土壤养分主要养分微量养分土壤中的主要养分包括氮、磷、铁、锌、硼等微量元素虽然含量钾等是植物生长所需的三大营养低但对植物生长同样重要缺乏会,,,元素导致营养失衡养分循环人工补充土壤养分通过矿质溶解、有机质为提高土壤肥力可采用化肥、有,分解等过程进入植物死亡后又回机肥等方式人工补充缺失的养分,到土壤形成养分循环元素,土壤中的微生物细菌真菌12土壤中存在大量的细菌包括有各种真菌是土壤中的重要组成,氧细菌和厌氧细菌它们在土壤部分它们分解有机物质促进,,,养分循环中扮演重要角色养分循环放线菌藻类34放线菌产生大量酶能够分解复藻类通过光合作用富集有机物,杂的有机物在改善土壤结构和质为其他生物提供养分并有,,,肥力中发挥关键作用助于形成稳定的土壤团粒结构土壤肥力肥沃土壤作物生长土壤检测土壤肥力是指土壤能够满足植物生长所需的良好的土壤肥力能够为作物提供所需的养定期检测土壤肥力指标如有机质含量、,pH各种营养元素和条件这种土壤富含有机质分促进作物健康生长提高产量和品质这值、养分水平等有助于制定合理的施肥计,,,和矿物质提供充足的养分是确保农业可持续发展的关键划改善土壤质量,,植物对土壤的需求养分需求水分需求结构需求理化性质需求植物从土壤中吸收各种营养元植物根系需要从土壤中获取足植物根系需要良好的土壤结植物需要合适的土壤酸碱度、素如氮、磷、钾等维持生长够的水分既满足光合作用和构以便伸展吸收营养土壤含盐量等理化性质不同植物,,,,,发育所需的营养供给不同植代谢所需又保持植株的疏松、通气性好有助于根系发对此有不同要求这些条件影,物对这些元素的需求程度各不压力土壤含水量过育响养分的吸收与利用turgor相同高或过低都会影响植物生长植物营养元素氮素磷素钾素微量元素氮素是植物生长所需的主要营磷素参与植物的能量代谢并增钾素有助于植物维持渗透压平包括铁、锌、硼等虽含量少但,,养元素之一参与叶绿素合成和强植物的抗寒、抗旱及抗病能衡提高抗逆境能力同时也参也是植物正常生长发育所必需,,蛋白质合成力与光合作用的土壤污染及其治理土壤污染成因1工业废弃物、农药化肥、汽车尾气等引起土壤污染污染物种类2重金属、有机污染物、放射性物质等严重影响土壤健康治理措施3通过物理、化学和生物修复等方式治理污染土壤预防保护4制定严格的污染物排放标准和监管机制保护土壤土壤污染已成为当前环境保护面临的重大挑战土壤污染主要源于工业排放、农业化学品使用以及生活污染等造成重金属、有机物等污染物的累积,采取物理、化学和生物修复等综合治理措施可有效修复受污染的土壤同时制定严格的排放标准和监管制度是预防土壤污染的关键,,农业可持续发展保护生态系统提高资源利用效率通过采用环保农业技术如减少化利用智能灌溉、精准施肥等方法,,肥和农药使用维护土壤健康保护提高水和养分利用效率减少资源,,,当地生态系统浪费发展循环经济增加农民收入采用作物秸秆还田、养殖废弃物通过种植特色农产品、发展乡村堆肥等措施实现农业生产过程中旅游等方式为农民创造更多就业,,物质循环利用和增收机会城市绿地土壤管理立体绿化土壤培育在城市建筑物表面种植各种植通过添加腐殖质、调节值等pH被如藤本、灌木和乔木不仅美方式改善城市绿地贫瘠的土壤,,,,化环境还能改善城市热岛效为植物生长创造良好条件,应生态修复科学管护利用耐污染、耐踩踏的植物修定期监测城市绿地的土壤状况,,复受损的城市绿地土壤恢复其采取针对性的管理措施确保土,,生态功能壤健康持续园林绿化土壤管理土壤评估土壤改良合理种植对园林绿化用地的土壤进行全面评估了解根据评估结果采取有机质添加、物理改选择适合当地土壤条件的植物品种合理安,,,土壤理化性质和肥力状况为后续管理措施良、化学调理等措施改善土壤结构和肥力排种植布局降低土壤管理难度确保植物健,,,,,提供依据为园林植物生长创造良好环境康生长高寒地区土壤管理气候特点土壤类型保护措施可持续发展高寒地区气候极为寒冷冰雪这些地区主要有冻土、棕色高•加强有机质投入改善养分通过科学管理高寒地区的农,,,覆盖广泛降水较少日照时数山土、高寒草甸土等其肥沃状况牧业生产得以持续发展同时,,,,短这给当地土壤的形成和利程度和理化性质各不相同需也实现了生态保护的目标,,•采用适合当地的种植模式,用带来了独特的挑战要针对不同类型采取合适的管如间作、轮作理措施•合理利用水资源避免过度,耗水•防止过度放牧保护草原植,被干旱地区土壤管理有效利用水资源增加有机质投入采用滴灌、喷灌等高效节水灌溉技术施用腐熟的有机肥料改善土壤的保水,,合理控制灌溉用水量和保肥能力防止风蚀增加覆盖物建立防风林网遮蔽地表减缓风速最采用秸秆、树枝等有机物质进行地表,,,大限度地减少土壤流失覆盖减少水分蒸发,红壤地区土壤管理提高有机质含量优化土壤酸碱度通过增施有机肥、种植绿肥等方式提高红壤的有机质含量改善其合理施用石灰等中和剂调节红壤的值降低酸性提高养分的有效,,,pH,,理化性质性培养高效微生物采用保护性耕作引进耐酸微生物补充缺乏的营养元素促进红壤养分循环提高土壤减少耕作、保留作物残留物减少土壤侵蚀改善表层土壤理化性,,,,,肥力状水稻土壤管理土壤培肥水分管理12通过施用有机肥料和绿肥改良科学调控水位保持土壤充分含,土壤结构增加土壤有机质含水确保水稻生长所需水分,,量营养均衡病虫害防治34合理施用化肥满足水稻各生育采取综合防控措施有效预防和,,期的养分需求促进作物生长控制水稻常见病虫害,盐碱土壤管理盐碱土壤成因盐碱土地改良耐盐碱作物种植盐碱土壤的形成主要是由于长期干旱、蒸发通过排水、淋洗、施用土壤改良剂等方法可选择适合盐碱土壤的耐盐碱作物品种进行种强烈以及水盐条件不良等因素造成的其中以降低土壤盐分和碱度改善土壤理化性质植如盐生植物、甘蔗、木薯等可以提高土,,,,包括高盐分和高值从而提高土地生产力地利用效率pH冻土区土壤管理气候因素土壤特征管理措施可持续发展冻土区气候特点包括低温、干冻土区土壤通常具有冻胀、结•合理利用土地避免过度开长期而言冻土区土壤管理应,,燥、季节性温度变化大等这冰、融化等特点土壤结构松发注重生态环境保护实现经济,,,些因素都会对土壤的形成和性散养分贫乏微生物活性低发展与自然保护的平衡,,•采用保护性耕作减少土壤,质产生重要影响扰动•施用有机肥料改善土壤结,构和养分•适当引入耐寒作物增强植,被覆盖沙漠化土地治理控制沙化1阻止沙漠扩张稳固沙丘,生态修复2种植适应性强的植被改善土壤,基础设施建设3建立防风固沙设施改善生活环境,沙漠化是一个复杂的环境问题需要从多个角度采取综合措施首先要控制沙化的扩散阻止沙丘不断向外延伸其次要进行生态修复通过,,,种植适应性强的植被来改善土壤条件同时还要建设防风固沙等基础设施改善生活环境只有统筹兼顾才能有效遏制沙漠化的进程,,土壤生态保护生态保护维护土壤生态平衡保护不同类型土壤的自然特性和生物多样性,可持续利用合理利用土壤资源避免对土壤的过度开发和破坏实现可持续发展,,污染治理防治土壤污染修复受损土壤确保土壤环境质量促进生态文明建设,,,土壤调查与评价土壤调查1通过实地勘察和取样分析全面了解土壤性质、分布和变化趋,势实验室测试2对采集的土样进行物理化学指标测试获取详细的土壤属性数,据综合评价3结合调查结果和实验数据对土壤的质量、肥力和适宜性进行全,面评估土壤信息系统土壤信息系统是一个综合性的地理信息系统用于收集、存储、管理和分析土壤,数据它提供了一个平台可以了解不同地区的土壤特征并为土壤管理和决策提,,供重要依据该系统采用先进的遥感技术和技术结合实地调查对土壤信息进行全面、动GIS,,态、定量的监测和分析通过建立完善的土壤数据库可以实现对土壤资源的科,学管理和可持续利用。