用,土壤有机质和氮素等营养元素处于适当的平衡状态。 6、简述有机质的转化过程?
? 各种动植物残体进入土壤后,会进行各种复杂的变化,但是总的来说包括两个过程: 矿质化过程 腐殖化过程 土壤有机质矿质化过程
? 进入土壤的有机物质,在土壤生物作用下,分解为简单的无机化合物的过程。这个过程可以在通气条件不同的情况下进行。
? 矿质化过程为植物和土壤微生物提供养分和活动能量,影响土壤性质,并为腐殖化过程提供物质基础。 ? 好氧条件下的分解
通气良好,微生物活动旺盛,复杂的碳水化合物和含N、P、S等有机化合物,能很快被彻底分解,分解为作物易于吸收利用的矿物质成分,同时生成二氧化碳和水,并放出大量能量。 ? 嫌氧条件下的分解
通气不良,水分过多或温度较低的条件下,好氧微生物活动受到限制,有利于嫌气微生物的生长繁殖,有机质分解作用慢又不彻底,使土壤中有机酸不断积累;极厌氧条件下会产生CH4、H2等还原性气体。 土壤有机质腐殖化过程
各种有机化合物通过微生物合成或在原植物组织中的聚合,转变为组成和结构比原来有机化合物更为复杂的新的有机化合物,这一过程称为腐殖化过程。
腐殖质形成过程实质上是一个养分积累过程。 有机质腐殖化过程要经历两个阶段:
第一阶段:微生物将有机残体分解成简单的有机化合物,一部分转化为最终产物,另一部分遗留下来;同时微生物自身活动又产生新的合成产物和代谢产物。这两类物质是腐殖化过程的物质基础。
第二阶段:在微生物作用下,上述物质缩合成腐殖质。 7、有机质在土壤肥力中的作用怎样?
1、提供植物生长需要的养分,为土壤微生物、土壤动物活动提供养分和能量有机质矿化分解后,养分释放出来。同时是微生物活动物质能量来源。
(1)养分较完全
植物生长所需养分N:80 ~97%,平均95%;P:20 ~76%;S:38 ~94%为有机态,由有机质提供。 (2)提高养分有效性
SOM矿质化过程中产生的有机酸,腐殖化过程中产生的腐殖酸,一方面促进土壤矿质养分溶解释放养分;另一方面可以络合金属离子,减少金属离子对P的固定,提高P的有效性。 (3)提高酶活性,促进生长
SOM通过刺激生物活动而增加土壤酶活性,直接影响土壤养分转化过程;腐殖酸是一类生理活性物质,能够加速种子发芽,增强根系活动,促进作物生长,也可增加(过氧化氢)酶的活性。
2、改善土壤理化性质
1)其粘结力比砂土强,比粘土弱,从而避免砂土松散结构状态,和避免粘土形成坚韧大块。
2)促进团粒结构形成,使土壤透水性、蓄水性、通气性及根系生长环境有良好改善。
3)改善土壤热量状况。腐殖质颜色深,能吸收大量的太阳辐射热,同时有机质分解时也能释放热,因此有机质在一定条件下能提高土壤温度。 8、影响土壤有机质分解和转化的因素 (一)土壤生物的组成与活性
1.土壤动物促进植物残体的破碎和运输 2.真菌可促进木质素的分解
3.细菌和放线菌可促进碳水化合物的分解 (二)土壤特性
1、质地:粘粒含量越高,有机质含量也越高。
2、PH值:中性较好,PH为6.5-7.5。
3、水分:最适湿度为土壤持水量的50-80%。低洼、积水有利于有机质的积累。
4、通气性:通气不良易有机质累积。 5、温度:最适宜温度大约为25-35℃ 。 (三)植物残体的特性 1、物理状态
a.新鲜程度;b.破碎程度;c.紧实程度。 多汁、幼嫩绿肥易于分解,磨细粉碎易于分解。 2、C/N比
a.有机物质组成的碳氮比(C/N)对其分解速度影响很大。 以25或30:1较为合适。
b.C/N降至大约25:1以下,微生物不再利用土壤中的有效氮,相反由于有机质较完全的分解而释放矿质态氮。 9、土壤肥力与土壤生产力的关系
土壤生产力:由土壤本身的肥力属性(基础,内因)和发挥肥力作用的外界条件(外因)所决定的。从这个意义上来看,肥力只是生产力的基础,而不是生产力的全部。肥力因素基本相同的土壤,如果处在不同的环境条件下,其表现出来的生产力也可能相差很大。
外界条件——土壤所处的环境,包括气候、地形等自然条件和农业生产条件(灌溉、耕作、栽培技术、管理等)。
? 东北黑土肥力高,但气候条件差,一年一熟,单位面积作物产量并不高;
? 海南岛砖红壤肥力低,但气候条件优越,水稻一年三熟,总产量高。 所以,为了充分发挥土壤的生产力,既要大力培肥土壤,又要重视农田基本建设(如平整地块、修建渠道、开沟排水、筑堤防洪、营造防护林等) ,改造土壤环境。
第二章
一、名词解释 1. 土壤密度 2. 土壤容重 3. 土壤孔隙度 4. 土壤结构 5. 土壤结构性 6. 土壤结构体 二、问答题
1、 土壤容重的实际应用价值有哪些? (1)计算土壤总孔度
总孔隙度(%)=(1-容重/密度)×100 (2)推知土壤的松紧状况 (3)计算工程土方量
? 土壤重量=土壤体积×土壤容重
在土工建设或土地整理工程中,有2000m2面积应挖去0.2m 厚的表土,其容重为1.3t/m3,
? 应挖去的土方为:2000m2?0.2m=400m3, ? 土壤质量为:400m3?1.3t/ m3=520t
(4)估算各种土壤成分储量
根据容重和土壤成分(有机质、可溶性盐、各种养分、各种污染物等)的含量,来计算该成分在土体中的储量。
例:1亩(666.7m2)农地的耕层(厚20cm),容重为1.15g/cm3,有机质含量为15g/kg,全氮量为 1.5g/kg,求1亩耕层土壤含有机质多少千克?氮储量多少千克?
有机质:666.7×0.2×1.15×1000×15×10-3=2300 kg 氮储量:666.7×0.2×1.15×1000×1.5×10-3=230 kg (5)计算土壤储水量、灌水(或排水)定额
假设土层厚度1m,土壤质量含水量25%,容重为1.3 t/m3,求1亩土壤中的储水量。
? 1亩厚度1m土层中的储水量=666.7m2×1m×1.3 t/m3×25%=216.7t 2、 土壤孔隙有哪几类? 土壤孔隙可分为非活性孔隙,毛管孔隙和通气孔隙
3、 影响土壤空隙性的因素有哪些? (1)土壤质地: ? 沙土的总孔隙度小,一般为30-40%,以大孔隙居多; ? 粘土的总孔隙度大,一般为50-60%,且以小孔隙为主; ? 壤土总孔隙度居中,一般为40-50%,大小孔隙比例较为适当。
(2)土壤排列松紧与土壤结构
? 一定容积土壤中,土粒排列紧密的,孔隙度低,排列疏松的,孔隙度高。 ? 具有团聚性(即细小土粒结合成大的团粒)的土壤,总孔隙度高。 (3)土壤有机质:
? 土壤有机质本身疏松多孔,又是团聚体的胶合剂,能促进团粒结构的形成,所以,富含有机质的土壤,孔隙性良好。 (4)土壤层次:
? 不同的土壤层次,其质地、结构、有机质含量、紧实度等均不同,故孔隙状况各异。一般表土孔隙度大,孔隙状况好。
4、 为什么说土壤团粒结构是农业上宝贵的结构?培育良好结构的有效途径是
非活性孔隙当量孔径< 0.002 mm的孔隙,根毛和微生物不能进入此孔隙。当量孔径为0.002~0.06 mm的孔隙, 植物细根、原生动物和真菌不能进入毛管孔隙中,但根毛和细菌可在其中生活。当量孔径> 0.06 mm的孔隙, 其中> 0.2 mm的粗孔,植物的细根可伸入其中;0.06?0.2 mm的中孔是原生动物、真菌和根毛的栖身地。 毛管孔隙通气孔隙