土壤肥料学教案(共65页)

精选优质文档-倾情为你奉上 土壤肥料学教案 授课时间 2005.9 -2006.1 教案编写时间 2005.8课程名称土壤肥料学课程编号104A1027总学时 45讲课：39 学时实验：6 学时实习： 学时学 分 数2.5课型必修课（ ） 选修课（ ）理论课（ ） 实验课（ ）任课教师闫双堆职称助教授课对象 园艺043 班基本教材和主要参考资料基本教材：土壤肥料学 山西农业大学陆欣主编 中国农业大学出版社 2002主要参考资料：土壤学、植物营养学上、下册 中国农业大学出版社 1995，2003植物营养与肥料 浙江农业大学主编 中国农业出版社 1998土壤植物营养学原理和施肥 化学工业出版社作物施肥原理与技术 谭金芳主编，中国农业出版社 2003 土壤肥料学 农业出版社 作物营养与施肥 农业出版社 蔬菜施肥原理与技术 中国农业出版社 园艺植物营养与肥料马国瑞主编，农业出版社 1994教学进程第 次课12345678910111213141516171819授课章节绪论，土壤矿物质土壤矿物质土粒土壤有机质土壤孔性、结构性和耕性土壤孔性、结构性和耕性土壤水土壤水土壤空气及热量状况土壤空气及热量状况土壤保肥性与供肥性土壤保肥性与供肥性土壤的形成分类、与分布植物营养与施肥原理植物营养与施肥原理植物氮营养与氮肥施用植物磷营养与磷肥施用植物钾营养与钾肥施用植物钙、镁、硫和微量元素营养及其肥料施用有机肥料、复混肥料学 时2222222222222222223备 注土壤肥料学教案 第1 次课 2 学时课目、课题绪论、第一章教学目的和要求1、了解土壤肥料在农业生产及生态系统中的地位和作用2、掌握土壤与肥料的基本概念3、了解矿物质土粒的大小分级粒级与粒级分类4、了解矿物质土粒的机械组成和质地分类重 点难 点教学重点：1、土壤的概念和基本组成；2、土壤肥力的概念及其发生、发展；3、矿物质土粒的大小分级；4、矿物质土粒的机械组成和质地分类。教学难点：土壤肥力的概念；土壤质地及其与肥力的关系教学进程（含课堂教学内容、教学方法、 辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计）教学方法和辅助手段：1、启发式教学；2、板书为主师生互动：提问学时分配：2课时（100分钟）板书设计：绪论第一节 土壤肥料在农业生产及生态系统中的地位和作用第二节 土壤及土壤肥力的概念第三节 肥料的概念、来源、分类及基本特征第一章 土壤矿物质第一节 形成土壤母质的岩石和矿物第二节 岩石矿物的风化和土壤母质第三节 土壤矿物土粒的组成与特性 土壤矿物颗粒的粒级，土壤机械组成与质地作业布置什么是土壤和土壤肥力？肥料的概念、来源、分类及基本特征。岩石矿物、母质、土壤三者之间的区别和联系。什么为土壤质地？土壤质地与土壤肥力的关系。主要参考资料课后自我总结分析总结本章内容，归纳重点和难点教学内容：绪论：土壤、土壤肥力的概念，肥料的概念及在农业生产中的地位和作用。土壤肥料学的作用和任务。一、土壤是一种宝贵的自然资源：1土壤是农业生产的基本资料。2土壤是陆地生态系统的主要组成成分。3土壤是人类生存的条件和环境。二、土壤和土壤肥力的概念：1土壤：地球陆地上能够生产植物收获物的疏松表层。土壤本质属性具有肥力。2土壤肥力的概念：土壤能同时不断地供给和调节植物生产所需要的水分、养分、空气和热量等生活因素的能力。水肥气热。（1）肥力使土壤具有再生能力即能不断产生植物产品。（2）肥力高低与四因素协调状况、本身组成有关，也有人类活动有关。（3）肥力与生产力不是一个概念。3生产力：二、肥料的概念及在农业生产中的地位和作用：1肥料：是指直接或间接供给作物生长所需要的养分，改良土壤性状，以提高作物的产量和品质的物质。2肥料的分类（1）按肥料来源分：有机肥(农家肥)、化肥（无机肥）和生物肥料（含有益微生物的菌剂，主要作用在于促进所接种的微生物的繁殖、调整作物与微生物相互间的关系，利用后者的活动或代谢产物，改善作物营养状况或抑制病害，从而获得增产）。（2）按肥料的作用分：直接肥料（施用肥料能直接供应作物生长所需要的养分，如氮、磷、钾肥和微肥）和间接肥料（施用肥料能改善外界环境条件，特别是作物生长的土壤条件促进作物的生长）。 （3）按营养成分：单质肥料（仅含有一种营养元素）、复合肥料（含有两种或两种以上主要营养元素）、完全肥料（含有作物生长所必需的所有营养元素）。3肥料在农业生产中的作用：提高产量、改善品质和改良土壤，提高土壤肥力。三、土壤肥料学的作用和任务。第一章 土壤矿物质自然成土条件及其与土壤形成的关系，土壤质地及不同质地土壤的肥力特征与改良措施；人类生产活动对土壤、土壤肥力的影响，了解耕作土壤形态特征的方法第一节 形成土壤母质的矿物、岩石一、自然成土条件与土壤形成：土壤是在气候、母质、植被（生物）、地形、时间综合作用下产物。1母质：土壤形成的物质基础，构成土壤的原始材料，其组成和理化性质对土壤的形成，肥力高底有深刻影响。如：岩石风化物：残积物，堆积物；山地风积物：风力作用形成的“大沙堆”，颗粒均一；河流冲积物：水作用形成，具有成层性，沙粘相间；黄土壮母质。2气候：主要是温度和降水，影响岩石风化，土壤中矿物质和有机物的分解及其产物的迁移，影响土壤的水热状况。南方：高温多雨、风化强烈，有机质分解快土壤中一、二价盐淋失。3生物：土壤形成的主导因素。特别是绿色枯物将分散的，的营养元素进行选择性的吸收，集中地表并积累，促进肥力发生和发展。4地形：主要起再分配作用，使水热条件重行分配，从而使地表物质再分配。不同地形形成的吐壤类型不同，其性质和肥力不同。5时间：决定土壤形成发展的程度和阶段。时间长短不同，土壤中物质的淋溶和聚集长短不同。各因素相互影响，相互制约，共同作用形成不同类型。（举例说明土壤多样性）二、人类生产活动对土壤肥力的影响。1 人类生产活动：耕作、灌溉、施肥等。2 人类生产活动对土壤肥力的影响：具有双重性。（举例：高产田建设；土壤五大公害；强调人类生产活动对土壤肥力的影响大）。三、耕作土壤的形态特征：1 表土层：厚度、特点、作用；2 心土层：厚度、特点、作用；3 底土层：厚度、特点、作用。四、了解耕作土壤形态特征的方法：挖掘土壤剖面。简述作用、位子选择、规格、方法、观察内容、注意事项等实习详讲。 第二节 土壤矿物质一、土壤矿物质的颗粒组成1.土壤矿物质的概念：指土壤中无机物质的总和，既组成土粒的物质。（1）土壤的主要组成物质，占95%以上；（2）提供植物矿质营养，不包括N元素。2.土壤的矿物组成：（1）原生矿物：来源于岩石风化，组成土壤中的粗粒， 常见的有石英、长石、云母、角闪石、辉石；抗风化能力强。（2）次生矿物：成土过程中重新形成，组成土壤中的细粒，主要是次生硅铝酸盐矿物（如蒙脱石、伊利石、高岭石）；具有胶体性质年。 3.粒级：土粒大小级别；分石砾、砂粒、粉砂粒、粘粒；土粒越细，土壤养分含量越丰富，比表面积越大，对土壤肥力的作用越大。二、土壤质地及其对土壤肥力的影响：1.土壤质地的概念：土壤中各粒级土粒所占的比例及其表现出的物理性质。分砂土、壤土和黏土。2.土壤质地对土壤肥力的影响：（1）砂土：粒粗、孔隙大通气能力强，保水性差；养分含量少；温差大；耕作省力。（2）黏土：粒细、孔隙小保水性强，通气能力差；易吸收养分含量少；温差大；耕作费力。 砂土、黏土优缺点：（3）壤土：兼有砂、黏土的优点，是最理想的一种土壤质地。3.质地层次：由于自然及人类的活动，是土壤表现出层次性，有上砂下粘，上粘下砂，夹砂或夹粘型。鉴别时看各层的厚度三、土壤质地的利用和改良：1.土壤质地的利用：根据土壤质地，选择种植适宜作物。（举例、互动） 2.土壤质地的改良：（1）客土法；（2）增施有机肥；（3）水利措施土壤肥料学教案 第2 次课 2 学时课目、课题第二章 土壤有机质教学目的和要求1、了解土壤有机质的来源及组成2、了解土壤腐殖质的分离、组成及性质3、掌握土壤有机质的作用及其调节重 点难 点教学重点：1、土壤有机质的来源、组成和性质；2、土壤有机质的作用及其调节教学难点：土壤腐殖质的肥力及组成教学进程（含课堂、教学方法、 辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计）教学方法和辅助手段：1、启发式教学2、板书为主师生互动：提问学时分配：3课时（150分钟）板书设计：第二章 土壤有机质第一节 土壤生物多样性及其功能第二节 土壤有机质1、来源及类型 2、组成及性质第三节 土壤腐殖质1、分离与组成 2、性质第四节 土壤有机质的转化过程1、矿质化过程 2、腐质化过程第五节 土壤有机质的作用及其调节作业布置有机物质组成的碳氮比与其分解速度、土壤氮素供应状况之间的关系？土壤有机质在土壤中的转化及其与土壤肥力的关系。农业生产中提高土壤有机质含量有哪些措施？主要参考资料课后自我总结分析总结本章内容，归纳重点和难点教学内容：第二章 土壤有机质 土壤有机质一、土壤有机质的来源、类型及其组成土壤有机质的来源（二）土壤有机质的形态新鲜的有机物 指那些刚进入土壤中未被微生物分解的动、植物残体。半分解的有机物 经微生物分解的动、植物残体，它们失去了原来的形态学特征，呈分散的暗黑色小块。腐殖质 是有机质经过微生物分解和再合成的一种褐色或暗褐色的大分子的胶体物质。（三）土壤有机质的组成及性质1糖类、有机酸、醛、醇、酮类以及相近的化合物 2半纤维素和纤维素 半纤维素（C6H10O5）n3木质素 4、含氮化合物。5树脂、油脂、单宁等物质 构成植物体除有机物外，还有一些灰分元素：钙、镁、钾、钠、硅、磷、硫、铁、铝、锰等。灰分内亦可见有少量的碘、锌、硼、氟等元素。二、土壤有机质的转化各种动、植物有机残体进入士壤后，进行着多种多样的复杂的转化过程，这些过程可归结为两个对立的过程，即有机质的矿质化过程和腐殖化过程。这两个过程就是有机质的腐解过程。（一）不含氮的碳水化合物的转化在通气不良的土壤条件下，最后产生甲烷、氢气等还原性物质。（二）含氮有机化合物的转化1.水解过程 蛋白质在微生物所分泌的蛋白质水解酶的作用下，分解成为简单氨基酸类含氮化合物。蛋白质水解蛋白质消化蛋白质多肽氨基酸。2.氨化过程 蛋白质水解生成的氨基酸在多种微生物及其分泌酶的作用下，产生氨的过程。3.硝化过程 4反硝化过程 (三)含磷、硫有机化合物的转化土壤中有机态磷、硫等物质，经过各种微生物的作用，分解成无机态可溶性物质后，才能被植物吸收利用。 1含磷有机化合物的分解 2.含硫有机化合物的分解 三、影响土壤有机质分解转化的因素土壤有机质的分解与合成受各种因素的影响，这些因素可影响它们的强度和速度。有机物的组成碳氮比是指有机物中碳素总量和氮素总量之比， (二)土壤的通气状况（三）土壤的水分和温度状况(四)土壤质地质地影响土壤的水、气状况以及微生物的活动性，从而将影响有机物质的分解。（五）酸碱反应 土壤腐殖质一、土壤腐殖质的形成第一阶段是产生构成腐殖质基本组成的原始材料。第二阶段是合成阶段。即由芳香族有机化合物和含N化合物缩合为腐殖质分子。二、土壤腐殖质的分组及存在状态土壤中腐殖质存在的形态大致有四种，游离状态的腐殖质，在一般土壤中占极少部分。与矿物成分中的强盐基化合成稳定的盐类，主要为腐殖酸钙和镁。 3与含水三氧化物如A12O3 .xH2O、Fe2O3 .yH2O化合成复杂的凝胶体。4与粘粒结合成有机无机复合体。三、土壤腐殖酸的性质腐殖酸的元素组成腐殖酸主要由碳、氢、氧、氮、硫、等元素组成，此外还含少量的钙、镁、铁、硅等灰分元素。（二）腐殖酸分子中的功能团 分子中含有各种功能团。如芳香族和脂肪族化合物上的羧基(R一C00H)和酚羟基(酚OH)，此外，还有一些中性和碱性功能团，中性功能团主要有醇羟基（RCH2OH）、醚基（RCH2OCH2R）、酮基（RC=O（R）、醛基（RC=O（H）和酯基（RC=O（OR）碱性功能团主要有胺（RCH2NH2）和酰胺（RC=O（NHR），其中羧基是最重要的功能团。（三）腐殖酸的分子结构与分子量（四）腐殖酸的电性和代换量（五）腐殖酸的溶解度和凝聚（六）腐殖物质的变异性土壤有机质的作用与调节 一、土壤有机质的作用（一）土壤有机质是植物营养的主要来源土（二）土壤有机质可改善土壤的物理性状（三）土壤有机质可增强土壤的保肥性和缓冲性（四）土壤有机质在其他方面的作用在一定浓度下，腐殖酸能促进微生物和植物的生理活性。减少土壤中农药的残留量和重金属的毒害 二、土壤有机质的调节增加土壤有机质的途径 种植绿肥 增施有机肥料 秸秆还田 一般是指将作物收获的秸秆切碎，不经堆腐直接翻入土壤。（二）调节土壤有机质的分解速率土壤肥料学教案 第3 、4次课 4 学时课目、课题第三章 土壤的孔性、结构性和耕性教学目的和要求1、了解土壤孔隙性2、了解土壤结构性3、了解土壤耕性重 点难 点教学重点：1土壤孔隙度与孔隙比；2、土壤相对密度和容重；3、土壤结构体的类型和性质；4、判断土壤耕性好坏的标准。教学难点：土壤相对密度和容重教学进程（含课堂教学方法、 辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计）教学方法和辅助手段：1、启发式教学；2、板书为主。师生互动：提问学时分配：3课时（150分钟）板书设计：第三章 土壤孔性、结构性和耕性第一节 土壤孔隙性 1、孔隙度与孔隙比及孔隙的分级 2、土壤相对密度和容重第二节 土壤结构性 1、土壤结构体的类型及其特征 2、土壤团粒结构的形成 （1）形成过程 （2）必备条件3、土壤结构的改善与恢复第四节 土壤耕性1、 土壤物理机械性和耕性2、 判断土壤耕性好坏的标准作业布置什么是土壤孔性、孔度、孔隙比？比较容重和密度两者有何异同？土壤团粒结构的作用及其形成条件。如何判断土壤耕性的好坏？主要参考资料课后自我总结分析总结本章内容，归纳重点和难点教学内容： 第三章 土壤的孔性、结构性与耕性第一节 土壤孔性土壤孔性是一项土壤的重要物理性质，土壤孔性的变化决定于土壤相对密度和容重。它关系着土壤水、气、热的流通和贮存以及对植物的供应是否充分和协调。一、土壤相对密度、容重(一)土壤相对密度土壤相对密度过去又称真比重，是指单位体积固体土粒的重量与同体积水重之比。土壤体积不包括土壤孔隙在内，为其土粒密度，单位是g/cm3或t/m3，由于4时水的比重为1g/cm3,所以土壤相对密度与土壤密度数值相等，无量纲。一般土壤的相对密度在2.62.7之间，常以平均值2.65作为通用数值。 (二)土壤容重是指自然状况下，单位体积内干燥土壤的重量。单位体积土壤的重量包括土壤孔隙在内，过去又称为假比重。土壤容重的单位用g/cm3或t/m3表示。为了弄清真、假比重的区别。土壤容重是一个十分重要的基本参数，在实际工作中用处较多。1判断土壤的松紧程度 疏松或有团粒结构的土壤容重小，紧实板结的土壤容重大。降雨、灌水及重力的影响使土壤塌实，土粒密集，容重增大，而耕作、施有机肥等管理措施使容重减小。一般土壤随深度增加，容重逐渐增大， 2计算土壤重量3计算土壤各组分的数量 根据土壤重量，可以计算单位面积土壤的水分、有机质、养分和盐分含量等，作为灌溉排水、养分和盐分平衡计算和施肥的依据。二、土壤孔隙的数量与类型在土壤中土粒与土粒，土团与土团，土团与土粒(单粒)之间相互支撑，构成弯弯曲曲、粗细不同和形状各异的各种孔洞，通常把这些孔洞称为土壤孔隙。土壤孔隙是土壤中物质和能量贮存和交换的场所，是土壤众多动物和微生物活动的地方，也是植物根系伸展并从土壤中获取水分和养料的场所。土壤中孔隙的数量越多，水分和空气的容量就越大。粗孔可以通气透水，细孔可以蓄水保水。大小不同的孔隙的搭配比例也要适宜。土壤孔隙状况通常包括总孔隙度(孔隙总量)和孔隙类型(孔隙大小及比例，又叫孔径分布)两个方面。前者决定土壤气、液两相的总量，后者决定气、液两相所占的比例。（一）土壤孔隙的数量土壤孔隙的数量一般用孔隙度(简称孔度)表示。即单位土壤容积内孔隙所占的百分数，它表示土壤中各种大小孔隙的总和。由于土壤孔隙复杂多样，要直接测定并度量它，目前还很困难，一般用土壤的相对密度和容重两个参数计算得出。 在计算孔度时，土壤相对密度通常采用平均值2.65。对农业生产来说，土壤孔度以50%，或稍大于50%为好。土壤孔隙的数量，也可以用土壤孔隙比来表示。它是土壤中孔隙容积与土粒容积的比值。其值为1或稍大于1为好。(二) 土壤孔隙的类型土壤孔度或孔隙比只说明土壤孔隙“量”的问题，并不能说明孔隙“质”的差别。即使是两种土壤的孔度和孔隙比相同，如果大小孔隙的数量分配不同，它们的保水、透水、通气以及其它性质也会有显著差异。土壤学中所谓的孔隙直径，是指与一定土壤水吸力相当的孔径，叫做当量孔径或有效孔径，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按下式计算： 式中：d为当量孔径，单位为mm；T土壤水所承受的吸力(土壤水吸力)，单位为kPa。由公式可以看出，当量孔径与土壤水吸力呈反比，孔隙愈小，土壤水吸力愈大。每一当量孔径与土壤水吸力相对应。土壤孔隙一般根据土壤孔径的粗细分为三类。1非活性孔隙（无效孔隙）当量孔径0.002mm，土壤水吸力在1500Pa以上。吸附水所充满。它们不易运动，也不易损失，不能为植物所利用。也不能通气，也称为无效孔隙。2毛管孔隙 这是指土壤中毛管水所占据的孔隙，其当量孔径约为0.020.002mm。毛管孔隙中的土壤水吸力约为1.51041.5105Pa。植物细根、原生动物和真菌等也难进入毛管孔隙中，但植物根毛和一些细菌可在其中活动，其中保存的水分可被植物吸收利用。3非毛管孔隙 这种孔隙比较粗大，其当量孔径0.02mm，土壤水吸力1.5104Pa。为空气流动的通道，所以叫做非毛管孔隙或通气孔隙。通气孔按其直径大小，又可分为粗孔(直径大于0.2mm)和中孔(0.20.02mm)两种。4各种孔隙度的计算 按照土壤中各级孔隙占的容积计算如下：总孔隙度% = 非活性孔度% + 毛管孔度% + 非毛管孔度%如果已知土壤的田间持水量和凋萎含水量，则土壤的毛管孔度按下式计算 毛管孔隙度（%）= (田间持水量%凋萎含水量%)容重这里的“毛管孔隙”实际上包括现在所理解的非活性孔隙和毛管孔隙两者，总称为小孔隙。非毛管孔隙则称为大孔隙。毛管孔隙度可用下式计算： 毛管孔隙度（%） = 田间持水量%容重 非毛管孔隙（%） = 总孔隙度% - 毛管孔隙度%许多试验证明，作物对孔隙总量及大、小孔隙比例的要求是：一般旱地土壤，总孔隙度应50%，非毛管孔隙度即通气孔隙l0%，大小孔隙比在1:24为好。三、影响土壤孔隙状况的因素土壤孔隙状况在田间状态下，由于自然和人为因素的作用经常在变化。就土壤本身性质而言，其基本影响因素有土壤质地、土粒排列方式、结构、有机质含量以及土壤的松紧状况等均可引起孔隙状况的改变。 (一)土壤质地 (二)土粒排列方式 质地相近的土壤，松排列时孔隙度高，紧排列时则孔隙度低。（三)土壤结构同样质地的土壤，有了结构以后，其孔隙状况和松紧都会发生根本的改变。有结构的土壤一般是指壤质或粘质土壤的表层含有较多腐殖质，土粒团聚成类似团粒结构。其它结构如耕层以下的犁底层，土粒排列紧实，呈片状结构；质地粘重的底土、心土层一般多为块状和柱状结构。这些结构的孔隙度大大降低，尤其是通气孔大大减少而增加了无效孔隙度。 (四)耕作措施和土层深度精耕细作其作用是疏松了土壤，调节了孔隙状况，因而也改善了结构、土温、墒情、通气、养分转化及植物根系下扎等条件。耕作前后,耕层与底土层、心土层的孔隙状况均有明显的变化。 (五)土壤有机质含量 四、土壤孔隙状况与土壤肥力和植物生长（一）土壤孔隙状况与土壤肥力（二）土壤孔隙状况与作物生长第二节 土壤结构性一、土壤结构及结构性自然界中土壤固体颗粒完全呈单粒状况存在的很少。在内外因素的综合作用下，土粒相互团聚成大小、形状和性质不同的团聚体，这种团聚体称为土壤结构，或叫土壤结构体。而土壤结构性是指土壤中结构体的形状、大小及其排列情况及相应的孔隙状况等综合特性。土壤的结构性影响着土壤中水、肥、气、热状况，从而在很大程度上反映了土壤肥力水平。结构性与耕作性质也有密切关系，所以它是土壤的一种重要的物理性质。二、土壤结构的类型土壤结构类型的划分，主要根据结构的形状和大小，不同结构具有不同的特性。（一） 块状结构、核状结构(二) 片状结构(三) 柱状和棱柱状结构(四) 团粒结构三、团粒结构与土壤肥力（一）能调节土壤水分与空气的矛盾（二）能协调土壤养分的消耗和积累的矛盾（三）稳定土温，调节土壤热状况（四）改善土壤耕性和有利于作物根系伸展四、团粒结构的形成(一) 土粒的粘聚1胶体的凝聚作用 土壤胶体的凝聚作用是指分散在土壤溶液中的胶粒互相凝聚而从介质中析出的过程。带负电的粘粒与阳离子相遇，因电性中和而凝聚。2水膜的粘结作用 在湿润的土壤中，粘粒表面带的负电荷，可以吸附极性水分子，使之定向排列，形成一层水膜，当粘粒相互靠近时，水膜为相邻土粒共有，粘粒之间就通过水膜而联结在一起。3胶结剂的联结作用 土壤中的胶结物质种类很多，归纳起来可分三类，（1）简单的无机胶体 (2)有机胶体 腐殖质 在腐殖质各组分中，以褐腐酸(又叫胡敏酸)胶结土粒的作用最为重要。因为它的缩合程度高、分子量大，具有较强的胶结作用。多糖类 它是微生物分解有机物质的产物。多糖胶结土粒的机制是因多糖分子上有很多一OH基与粘土矿物晶面上的氧原子形成氢键而联结的。(3)粘粒 粘粒本身粒径小，具有很大的内、外表面，它在团粒形成过程中也起一定的作用。粘粒一般带有负电荷，它们通过吸收阳离子，在具有偶极矩的水分子协迫下，把土粒联结在起。（二）成型动力1干湿交替作用 2冻融交替作用 3生物的作用 土壤耕作五、土壤结构的改善与恢复破坏团粒结构的因素有：(1)水的作用，如雨滴的冲击，淹灌的泡散，粘粒水合以及闭蓄空气的爆破作用，促使团粒分散。(2)大型农机具重压及人畜踏踩，使团粒遭到破坏。(3)土壤胶体的代换性离子为一价的Na、NH4时使土粒分散。(4)微生物的活动具有两重性，一是它可把有机质转化为腐殖质形成良好的团粒结构，二是又可不断分解腐殖质，分解有机无机复合体中的有机物质，使团粒遭到破坏。团粒结构的形成是一个长期的复杂的过程，我们的目的是要掌握团粒结构形成的规律，采取有效措施，创造条件，促使土壤结构向团聚的方向发展，以形成良好的团粒结构。（一）精耕细作，增施有机肥 （二）合理的轮作倒茬 (三)合理灌溉、晒垡、冻垡（四）改良土壤酸碱性 （五）土壤结构改良剂的应用 第三节 土壤耕性一、土壤耕性的含义土壤耕性是指土壤在耕作过程中反映出来的特性，它是土壤物理机械性的综合表现，及在耕作后土壤外在形态的表现。土壤耕性的好坏，一般表现在以下三方面。(一)耕作的难易指土壤在耕作时对农机具产生阻力的大小，不同土壤的耕作阻力大小不同。(二)耕作质量的好坏是指耕作后土壤表现的状态及其对作物生长发育产生的影响。耕性不良的土壤，不但耕作费力，而且耕后形成大坷垃、大土垡，对种子发芽、出土及幼苗生长很不利。称为耕作质量差。耕性良好的土壤，耕作阻力小，耕后疏松、细碎、平整，利于出苗、扎根、保墒、通气和养分转化等，称为耕作质量好。(三)适耕期长短土壤适耕期是指最适于耕作时土壤含水量范围的宽窄，或适宜耕作时间的长短，即耕作时对土壤水分要求的严格程度。掌握宜耕期进行耕作是保证耕作质量的关键。二、土壤的物理机械性土壤物理机械性是指外力作用于土壤后所产生的一系列动力学特性的总称。(一)粘结性土壤粘结性是指土粒与土粒之间由于分子引力而相互粘结在一起来的性质。土壤粘结性的强弱、可用单位面积上的粘结力表示，单位为g/cm2。土壤粘结力包括不同来源和土粒本身的在内力。如范德华力、库仑力、水膜的表面张力等物理引力，还有氢键作用力、化学键能以及各种化学胶结剂的作用等，都属于粘结力的范围，但对于大多数矿质土壤来说，起粘结作用的力主要是范德华力。影响粘结性的因素，主要是土壤活性表面大小和土壤含水量：1土壤比表面积的大小 粘结性的强弱首先决定于土壤比表面积的大小，比表面积愈大。则土壤的粘结力愈强，反之则小。而影响土壤比表面积的因素又有土壤质地、粘粒矿物的数量和种类、有机质含量、代换性阳离子组成以及土粒团聚化程度等。2土壤含水量 当土壤干燥时，土粒间的水膜变薄，土粒相互靠近。粘结力增强。粘重的土壤，含水量减少时，随干燥过程，其粘结性逐渐增强。在砂性土壤中，因粘粒含量少，比表面也小，粘结力很弱。土粒间粘结性的模式一般可写成：土粒水膜土粒。一种粘土由分散的干燥状态逐惭加水时，粘结力在一开始时迅速上升。而在含水量15%左右达到最大值，以后又下降。粘重的土壤在一定含水量范围内，随干燥过程粘结力急剧增强，但在砂质土壤中，由于粘粒含量少，比表面积小，粘结力很弱它们随含水量减少而粘结力增强的情况。(二)粘着性土壤粘着性是指在一定含水量条件下，土粒粘附于外物(农机具)的性能。土粒与外物的吸引力是由于土粒表面的水膜和外物接触而产生的,其实质是(土粒水膜外物)。粘着力的大小也以g/cm2表示。粘着性的机理与粘结性一样，凡影响比表面积大小的因素也同样影响粘着性的大小，如质地、有机质含量、结构、代换性阳离子数量和类型、水分含量以及外物的性质等。当水分含量很少时，主要表现为土粒间的水膜拉力(即粘结力)，此时无多余的力去粘着外物，所以干土没有粘着性，水膜增厚至水膜粘附外物时粘着性才开始发生，使土壤出现粘着性的含水量称为粘着点。水分再继续增加，水膜加厚，粘着性反而又减弱，水分进一步增多，粘着力消失，失去粘着性时的土壤含水量称为脱粘点。(三)土壤可塑性（四）土壤胀缩性三、土壤宜耕状态固态结持性 (二) 半固态结持性(三) 可塑结持性(四) 粘韧结持性(五) 浓浆结持性(六) 薄浆结持性1看土色验墒情 来决定耕作与否。雨后或灌溉后，待地表呈“喜鹊斑”状态，外表发白(干)，里面暗(湿)，外黄里黑。2用手检查 扒开二指表土，取把土壤松握，放开后松散，不粘手心，不成土饼。呈松软状态。并将土团自由落地散开即为宜耕期。3、试耕 土壤不粘农具。犁后犁起的土垡能自然散开，四、土壤耕性的改良土壤耕性受土壤物理机械性的影响很大，凡是质地粘重的土壤，其粘结性、粘着性、可塑性均强，塑性范围大，其下塑限含水量低，耕作时应掌握在可塑性下限含水量为宜。由于宜耕期短，必须掌握耕地的“火候”才能保证耕地的质量。因此，改良耕性也就应该从调节土壤比表面积和控制土壤水分着手。（一）增施有机肥（二）客土改良（三）合理灌排，适时耕作五、土壤耕作及其作用 （一）传统耕作方法1.犁耕、耙地 2中耕 其它耕作作业 (一)深松耕作法（二）免耕和少耕法 深耕施肥改土耕作法土壤肥料学教案 第5、6 次课 4学时课目、课题第四章 土壤水教学目的和要求1、了解土壤水的基础知识2、了解土壤水分研究的形态学与能态学特点3、了解土壤水分在农业生产中的重要作用及其调节措施重 点难 点教学重点：1、土壤水分质量分数的表示方法和测定技术；2、土壤墒情； 3、土壤水分研究的形态学与能态学特征；4、土壤水的调节。教学难点：土壤水的能态学性质教学进程（含课堂教学方法、 辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计）教学方法和辅助手段：1、启发式教学；2、板书为主。师生互动：提问学时分配：3课时（150分钟）板书设计：第四章 土壤水第一节 土壤水在农业生态系统中的重要作用第二节 土壤水的基础知识1、土壤水分表示方法；2、土壤水分测定技术3、土壤墒情第三节 土壤水分研究的形态学 1、土壤水分的保持；2、土壤水分形态的类型及性质。第四节 土壤水分研究的能态学1、土壤水势及其分势；2、土壤水分的有效性。第五节 土壤水的运动规律第六节 土壤水分状况及其平衡作业布置土壤含水量的表示方法？土壤水分的形态类型及其有效性如何？土壤水分调节措施及其原理是什么？主要参考资料课后自我总结分析总结本章内容，归纳重点和难点教学内容：第四章 土壤水分状况 土壤水分、空气和热量是土壤三大肥力因素。三者常处于互相联系、互相影响、又互相制约的发展变化之中。其中水分和空气是土壤中易变的组成部分，它们之间的不断变化，不仅影响到了土壤的热量状况，也随之影响到了土壤中所有的物理、化学、生物学等各个过程以及农作物的生长发育。 第一节 土壤水分一、土壤水分研究的形态学类型及有效性 (一)土壤水分类型及性质1、吸湿水（紧束缚水） 2膜状水（松束缚水） 3毛管水 毛管上升水 毛管水上升的高度与毛管的大小，亦即毛管的半径有密切关系。根据茹林公式， H=0.15/r 式中：H毛管水上升高度（cm） r 毛管半径 毛管水上升高度对农业生产有重要意义。地下水含盐量较高的地区，毛管上升水到达表土，往往会造成土壤的盐渍化，在生产上必须高度重视，加以防止。（2） 毛管悬着水是在地下水位较深时，当降雨或灌溉后，借毛管力保持在土壤上层未能下渗的水分。当毛管悬着水达到最大量时，此时的土壤含水量称为田间持水量或最大田间持水量。因此田间持水量的概念也可以认为：是在自然条件下，使土壤孔隙充满水分，当重力水排除后，土壤所能实际保持的最大含水量。4重力水当土壤水分超过田间持水量时，多余的水分不能被毛管所吸持，就会受重力的作用沿土中的大孔隙向下渗漏，这部分受重力支配的水称为重力水。 （二） 土壤水分的有效性1土壤水分有效性的含义 如前面介绍的吸湿系数、凋萎系数、最大分子持水量、毛管断裂含水量、田间持水量、毛管持水量、全持水量等都是土壤水分常数。根据这些水分常数可划分土壤水分为有效水和无效水，同时测得此时水分被土壤以多大的力量所吸引，它们对作物的生长有重要意义。2土壤有效水的范围 土壤水分的有效性，传统上是以土壤水分的容量指标（含水量）来度量。土壤有效水范围的经典概念是从田间持水量到凋萎系数。凋萎系数是作物可利用水的下限，田间持水量是作物可利用水的上限。 土壤有效水范围（%）=田间持水量（%）凋萎系数（%）土壤中的有效水对作物而言均能被吸收利用，但是由于它的形态、所受的吸力和移动的难易有所不同，故其有效程度也有差异。可见田间持水量、毛管断裂含水量、凋萎系数就成为土壤有效水分级的三个基本常数。（一）土壤水分含量的表示方法质量含水量 即土壤中水分的质量与干土质量的比值，因在同一地区重力加速度同，所以又称为重量含水量，无量纲，常用符号m表示。这是一种最常用的表示方法，可直接测定。 土壤质量含水量（%）=100 用数学公式表示为： 式中，m为土壤质量含水量（），为湿土质量，为干土质量，为土壤水质量。定义中的干土一词一般是指在105条件下烘干的土壤。容积含水量 容积含水量是指单位土壤总容积中水分所占的容积分数，又称容积度，无量纲，常用符号表示。可用小数或百分数形式表达，百分数形式可由下式表示： 土壤容积含水量（）=100 容积含水量可由质量含水量换算而得，如按常温下土壤水的密度为1/cm计算，土壤容重为,于是: 3水层厚度 指在一定厚度（）一定面积土壤中所含水量相当于相同面积水层的厚度，用DW表示，一般以mm为单位。它适于表示任何面积土壤一定厚度的含水量，便于使土壤的实际含水量与降雨量、蒸发量、灌水量互相比较。 DW（mm）=土层厚度（mm）水容积=h 4水体积 指一定面积、一定深度土层内所含水的体积。一般以m3/667m2、m3/hm2表示。在数量上，它可简单由DW与所指定面积（如1hm2）相乘即可，但要注意二者单位的一致性。5土壤相对含水量 土壤实际含水量占该土壤田间持水量的百分数。可以说明土壤水分对作物的有效程度和水、气的比例状况等。是农业生产上应用较为广泛的含水量的表示方法。 土壤相对含水量（）100 （二）土壤水分含量的测定 土壤水分含量的测定通常有以下几种方法。 1烘干法 （1）经典烘干法 这是目前国际上仍在沿用的标准方法。 （2）快速烘干法 包括红外线烘干法、微波炉烘干法、酒精燃烧法等。 2中子法3TDR法 三、土壤水分能量状态 （一）土水势及其分势 1土水势的含义 2土水势的分势 由于引起土水势变化的原因或动力不同，所以土水势包括若干分势，如基质势、压力势、溶质势、重力势等。 基质势（m） 由于土壤固体部分基质的特征（如质地、孔隙特征及表面物质性质等），对水分的吸持而引起自由能的降低，即为基质势。 （2）溶质势（s） 由于土壤水中含有离子态或非离子态的溶质，它们对水分有吸持作用，因而降低了自由能，这种由土壤水中溶解的溶质所引起的水势变化称为溶质势（也称渗透势）。 （3）压力势（p） 由于土壤水在饱和状态下，所承受的压力不同于参照水面（自由水面）而引起的水势变化称为压力势。参照水面承受的是大气压，不饱和土壤中土壤水的压力势与参照水面是一致的，等于零。 （4）重力势（g） 由重力作用所引起的水势的变化称为重力势。土壤的土水势就是以上各分势的和，又称总水势（总 ），用数学表达为： 总 =m +s +p +g在不同的情况下，各分势所起的作用是不同的。在饱和土壤水运动中决定土水势的是p和g ，在不饱和土壤水运动中决定土水势的是m和g ，s 只有在盐碱土中才起作用。 土水势的定量表示 土水势的定量表示是以单位数量土壤水的势能值为准。单位数可以是单位质量、单位容积或单位重量。单位容积土壤水的势能值用压力单位，标准单位帕（Pa），也可用千帕（kPa）和兆帕（MPa），习惯上也曾用巴（bar）和大气压（atm）表示。单位重量土壤水的势能值，用相当于一定压力的水柱高厘米数（cmH2O）表示。 （3）用PF表示。土壤水吸力 区别在于：第一、土壤水吸力只包括基质吸力和溶质吸力，相当于基质势和溶质势，而不包括其它分势，但它通常是指基质吸力。对水分饱和土壤一般不用，因为此时的基质吸力为零。第二、土壤水吸力在概念上虽不是指土壤对水的吸力，但仍可以用土壤对水的吸力来表示它。由此可见，对于基质势和溶质势而言，土水势的数值与土壤水吸力的数值相同，但符号相反。土壤水是由土水势高处流向低处；即从土壤水吸力低处流向水吸力高处 （三）土水势的测定 1张力计法 （四）土壤水分特征曲线 1土壤水分特征曲线的定义 2影响土壤水分特征曲线的因素 3土壤水分特征曲线的实用价值 4滞后现象 四、土壤水分运动 土壤中水分由于受到各种力的作用以及含水量的差异，产生不同方向和不同速度的运动。主要存在液态水和气态水两种类型的运动。液态水运动 土壤水分的饱和流动 土壤所有的大小孔隙完全充满水时的流动称为饱和流动。按其流动的方向不同而有三种情况：第一种是垂直向下的饱和流。第二种是垂直向上的饱和流。第三种是水平饱和流。其数学表示式为： 式中：q（水流通量，cm3/s）单位时间通过单位断面的水容积； H水流两端的水势差； L水流程的长度； H/L( 水势梯度）单位距离的水势差； Ks（比例常数，土壤饱和导水率）单位水势梯度下的水流通量。2土壤水分的非饱和流动。 非饱和流也可用达西定律来描述，对一维垂直向非饱和流，其表达式为： 式中： K（m）土壤非饱和导水率；d/dx为总水势梯度。 （二）气态水运动土壤中保持的液态水可以汽化为气态水，气态水也可以凝结为液态水。两者处于互相平衡之中。气态水一般存在于土壤非毛管孔隙中，是土壤空气的组成部分。它在土壤中运动主要表现为水汽的扩散和水汽的凝结两种方式。气态水的扩散运动，服从于一般气体的扩散规律，即水汽的扩散量与水汽压梯度成正比，数学表示式为： 式中：qV水汽扩散量（水汽通量）； DV水汽扩散系数；（单位时间单位水汽压梯度下，通过单位面积的水汽扩散量） dPV/dX水汽压梯度（单位距离内的水汽压差） 五、田间水分循环 （一）土壤水的入渗和再分布水进入土壤包括两个过程即入渗(也称渗吸、渗透)和再分布。入渗是指地面供水期间，水进入土壤的运动和分布过程；再分布是指地面水层消失后，已进入土内的水分进一步运动和分布的过程。1入渗 入渗过程一般是指水自土表垂直向下进入土壤的过程，但也不排斥如沟灌中水分沿侧向甚至向上进入土壤的过程。 2土壤水的再分布 （二）土面蒸发 根据大气蒸发能力和土壤供水能力所起的作用、土面蒸发所呈现的特点及规律，将土面蒸发过程区分为3个阶段。第一、 大气蒸发力控制阶段（蒸发率不变阶段）。此阶段维持时间不长，一般可持续几天，但丢失的水量较大。所以雨后或灌水后及时中耕或地面覆盖，是减少此阶段土壤水损失的重要措施。土壤导水率控制阶段（蒸发率降低阶段）。此阶段除地面覆盖外，中耕结合镇压具有良好的保墒效果。 第三、扩散控制阶段。由上所述，保墒重点应放在第一阶段末和第二阶段初。 （三）田间土壤水分平衡土壤水的收入项目（水分来源）有：降水P、灌溉I、上行水U（地下水补给）。土壤水分的支出项目有：地表径流R、下渗水D、土面蒸发E、植物叶面蒸腾T、植物冠层截留量In。所以土壤水分平衡可用下式表示： =+- 表示计算时段内初始储水量与最终储水量之差。式中各项水量用单位面积上水量的量纲（L3.L-2，cm或mm）。 2田间土壤水分状况 土壤水分状况是指周年中土壤剖面上下各层的含水量及其变化情况。： （1）冬季至早春土壤湿度相对稳定期（冻结稳墒期）。大约在11月中旬至次年3月， （2）春夏之间强烈蒸发干旱期（春旱跑墒期）。大约在46月（3）夏秋之间土壤水分集聚期（雨季收墒期）。大约在79月份， （4）晚秋至冬初的土壤失水期。大约在1011月份， 南方地区分期有所不同，如热带地区，没有冬季相对稳定期。 （四）土壤一植物一大气连续系统（SPAC） 土壤中的水分运动并不是一种简单的独立的物理过程，它与植物根系吸水，叶片的蒸腾，大气的水汽压都有密切的关系。 六、土壤水分与植物生长及土壤肥力的关系 （一）土壤水分与植物生长的关系 1土壤水分是植物正常生命活动的重要因素2作物发芽出苗对水分的需求 3不同作物对水分的要求 作物不同生育期对土壤水分的需求 （二）土壤水分与土壤肥力的关系 1、土壤水分对土壤形成有极其重要的作用 2、土壤水分影响土壤的养分状况 土壤养分的释放、转化、移动以及被植物吸收都离不开水分。3、土壤水分直接影响土壤空气和热量状况 水气共存于土壤孔隙中，互为矛盾。4土壤水分影响土壤的物理机械性和耕性 土壤肥料学教案 第7、8 次课 4 学时课目、课题第五章 土壤空气及热量状况教学目的和要求1、了解土壤空气的组成特点及其更新2、了解土壤的热性质及土壤的热量平衡3、了解土壤空气与温度对作物生长的影响重 点难 点教学重点：1、土壤空气的特点和更新；2土壤的热平衡及其热量状况；3、土壤空气和热量的作用及其调节教学难点：土壤的热平衡及其热量状况教学进程（含课堂教学方法、 辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计）教学方法和辅助手段：1、启发式教学；2、板书为主。师生互动：提问学时分配：2课时（100分钟）板书设计：第五章 土壤空气及热量状况第一节 土壤空气及其更新1、土壤空气组成特点；2、土壤空气的更新方式；3、土壤通气。第二节 土壤热性质及土壤热量平衡1、 土壤热量的来源（太阳的辐射能、生物热、地球内热）；2、 土壤的热性质（土壤热容量、土壤导热率、土壤热扩散率）；3、 土壤热量平衡及其热量状况；4、 影响土壤热量状况的因素。第三节 土壤空气和土壤温度对作物生长的影响1、 土壤空气对作物生长的影响2、 土壤温度对作物生长的影响3、 土壤空气和热量状况的调节作业布置土壤空气的组成特点、更新的方式及其影响因素？土壤的热性质有那些？它们对土壤热量状况的影响如何？如何调节土壤水、气、热状况？主要参考资料课后自我总结分析总结本章内容，归纳重点和难点教学内容：第五章 土壤空气及热量状况土壤空气土壤空气是土壤的重要组成。它对作物的生长发育、土壤微生物的活动和各种营养物质的转化都有非常重要的甚至是决定性的作用，因此构成了土壤肥力四大因素之一。一、土壤空气的组成和特点土壤空气主要来源于大气，少量是土壤中生物化学过程所产生的气体。所以土壤空气与大气组成相似，但也存在差异。 土壤空气与大气组成的主要差别有以下几方面：土壤空气中CO2含量高于大气。土壤空气中O2含量低于大气 土壤空气中的水汽含量高于大气。土壤空气中有时含有少量还原性气体。土壤空气成分随时间和空间而变化。 二、土壤通气性土壤通气性的重要性 （二）土壤通气性的机制对流。对流又称质流，是指土壤空气与大气之间由总压力梯度推动的气体的整体流动。 2气体扩散。气体扩散是气体交换的主要方式。气体扩散是指气体分子由浓度大（分压大）处向浓度小（分压小）处的移动。 三、土壤空气与植物生长及土壤肥力的关系 土壤空气与植物生长发育以及土壤水分和养分的转化供应都有着极其密切的关系，主要表现在以下几方面。影响种子萌发。 （二）影响根系的生长发育和吸收功能。（三）影响生物活性和养分状况。（四）影响植物生长的土壤环境状况。土壤热量状况土壤温度是土壤热量状况的具体指标。它是由热量的收支和土壤本身的热性质决定的。了解土壤热量的收支，热性质和土壤温度的变化，对调节土壤热状况，满足作物对土壤温度状况的要求，提高土壤肥力，有着十分重要的意义。 一、土壤热量的来源和平衡 （一）土壤热量的来源 1太阳辐射能。 2生物热。 3地球内热。土壤热量平衡二、土壤的热性质 土壤温度的变化，一方面受热源的制约，即外界环境条件的影响。另一方面则主要决定于土壤本身的热特性。土壤热容量土壤受热而升温或失热而冷却的难易程度常用热容量表示。热容量是指单位重量（质量）或单位容积的土壤，当温度增加或减少1时所需要吸收或放出的热量。土壤热容量有两种表示方法：单位重量（质量）的土壤每增减1所需要吸收或放出的热量，称为重量（质量）热