土壤肥料学教案Word格式文档下载.docx
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讲课:
39学时
实验:
6学时
实习:
学时
学分数
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
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
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15
16
17
18
19
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
土壤水
土壤空气及热量状况
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
备注
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
(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:
表土层:
厚度、特点、作用;
心土层:
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;
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
第2次课2学时
第二章土壤有机质
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
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
土壤腐殖质的肥力及组成
、
1、启发式教学2、板书为主
3课时(150分钟)
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
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?
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)n
3.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(R—CH2—OH)、醚基(R—CH2—O—CH2—R)、酮基(R—C==O(—R))、醛基(R—C==O(—H)和酯基(R—C==O(—OR))碱性功能团主要有胺(R—CH2—NH2)和酰胺(R—C==O(—NH—R),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
第3、4次课4学时
第三章土壤的孔性、结构性和耕性
1、了解土壤孔隙性
2、了解土壤结构性
3、了解土壤耕性
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。
土壤相对密度和容重
2、板书为主。
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
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?
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2.6~2.7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0.02~0.002mm。
毛管孔隙中的土壤水吸力约为1.5×
104~1.5×
105Pa。
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<1.5×
104Pa。
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(0.2~0.02mm)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%×
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:
2~4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
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
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