土壤肥料学资料_土壤肥料学讲义

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一、名词解释

1．土壤生产力：土壤产出农产品的能力。

2．根外营养：植物通过地上部器官吸收养分和进行代谢的过程。

3．土壤经度地带性：地球表面同一纬度从东到西，土壤类型有规律的更替。4．普钙中磷酸的退化作用：过磷酸钙吸湿后，其中的磷酸一钙会与过磷酸钙所含的杂质硫酸铁、铝等发生化学反应，形成溶解度低的铁、铝磷酸盐。

5、化学风化作用：指岩石、矿物在水、二氧化碳等因素作用下发生化学变化而产生新物质的过程。

6、腐质化系数：每克干重的有机物经过一年分解后转化为腐殖质（干重）的克数。

7、氮的利用率：作物吸收利用的氮素占施入土壤氮素的百分率。

8．养分的主动吸收：消耗能量使养分有选择的透过质膜进入到细胞内部的吸收。

1、土壤:是陆地表面由矿物质、有机物质、水、空气和生物组成，具有肥力并且能生长植物的未固结层。

2、土壤粘土矿物：在风化过程或成土过程中重新形成的层状铝硅酸盐矿物和氧化物。

3、土壤肥力：在植物生长的全过程中，土壤具有能供应和协调植物正常生长发育所必需的养分、水分、空气和热量的能力。

4、土壤有机质的矿质化作用：土壤有机质在微生物作用下分解转化成无机矿质养分的过程。

5、土壤容重：单位容积原状土的干重称为土壤容重。

6、养分的被动吸收：：指不需要消耗植物代谢能的吸收方式，依电化学势梯度吸收，一般从高浓度到低浓度方向。

7、氨化作用:指土壤中有机化合物在微生物作用下分解形成氨（或铵离子）的过程。

8、微量营养元素：作物需要量很少，一般占作物干重的千分之几到十万分之几。1.扩散：由于根系不断向根际吸收养分，因而造成根际养分低于土体养分浓度，从而形成养分浓度差，在浓度差的推动下，养分就从土体向根际迁移。2.离子颉抗作用：指一种离子的存在会抑制根系对另外一种离子的吸收。

3.硝酸还原作用：硝态氮被植物吸收后，不能直接与酮酸结合，必须经过还原过程，使硝态氮转变为氨态氮，才能与酮酸结合形成氨基酸、蛋白质。4.水势：土壤水与标准状态水的自由能之差。

5.土壤肥力：在植物生长期间，土壤经常不断地、适量地给植物提供并调节它生长所需要的扎根条件、水分、养分、空气和热量，以及在某些情况下不能存在一些毒害物质等性能。

6.盐基饱和度：土壤中交换性盐基离子总量占阳离子交换量的百分数。7.养分归还学说：随着植物每次收获，必然要从土壤中带走一定量的养分，如果不归还养分于土壤，地力必然会下降，要想恢复地理，就必须归还从土壤中带走的全部东西，为了增加产量，应该向土壤中施加灰分元素。1.最小养分律：植物生长需要各种养分，但决定植物产量的却是土壤中那个相对含量最小的有效养分，在一定范围内，植物产量随最小养分的变化而增减，无视最小养分的施用，即使施用再多其它养分也难以提高植物产量。2.同晶替代：组成矿物的中心离子被电性相同，大小相近的离子所替代而晶格构造保持不变的现象。3.质流：由于植物的蒸腾作用造成根际的水势低于土体的水势，在水势差的推动下，溶解在水中的养分就随水分的运动而迁移到根表。4.土壤容重：单位体积土壤（包括粒间孔隙）的烘干重。

5.反硝化作用：硝酸盐或亚硝酸盐在一定条件下被硝化细菌还原为气态氮的过程。

6.根外营养：植物通过茎和叶片来吸收养分营养其自身。

7.磷酸退化作用：普钙中含有游离酸，会使肥料吸湿结块，导致肥料中的一些成分发生化学变化，导致水溶性的磷酸一钙转变为难溶性的磷酸铁、磷酸铝，从而降低过磷酸钙有效成分的含量，有效性降低。

8.CEC：即阳离子交换量，表示每千克干土所能吸附的全部交换性阳离子的厘摩尔数。

1、15-15-13-1.5B：100kg该肥料含有效氮15kg、有效磷（P2O5）15kg、有效钾(K2O)13kg、还含有1.5kg的硼。

2、土壤热容量：单位容积或单位质量的土壤在温度升高或降低1℃时所吸收或放出的热量。

3、陪补离子效应：由于陪补离子与胶体的结合能不同，而导致某种离子有效度发生变化的效应。

4、养分共质体运输：共质体是由细胞的原生质体通过胞间连丝连接起来的一个连续体系，养分通过此体系的运输称养分共质体运输。

5、种肥：播种或定植时施在种子附近或与种子混播的肥料。

6、土壤缓效钾：主要指被2：1型层状黏土矿物所固定的钾以及黑云母和部分水云母中的钾。

7、土壤肥力：土壤在植物生长全过程中，同时而不断的供应和协调植物生长所需的水、肥、气、热的能力。

8、土壤容重：单位容积土体的干土重。

1、熟化过程：人为因素影响下，通过耕作、培肥与改良，促进水、肥、气、热诸因素不断协调，使土壤向有利于作物高产的方向转化的过程。

2、土壤背景值：未受人类污染影响的自然环境中化学元素和化合物的含量。

3、堆肥：秸秆、植物残体等有机废弃物在好气条件下堆腐而成的有机肥。

4、15-12-15（S）：100kg该肥料含有效氮15kg，有效磷12kg，有效钾15kg（用硫酸钾作原料）。

5、阳离子交换量：在一定pH条件下，每1000g干土所能吸附的全部交换性阳离子的厘摩尔数（cmol/kg）。

6、土壤导热率：单位厚度的土层（1cm），温差为1℃,每秒钟经单位断面的热量焦耳数（J/cm2.s.℃）。

7、土壤质地：土壤中各粒级土粒含量（质量）百分数的组合。

8、闭蓄态磷：由溶解度很小的氧化铁胶膜包蔽着的磷酸盐。

五、问答题

1、简述红壤的主要特性，怎样改良中低产红壤？

答：红壤的主要特性：（1）粘粒多而品质差；（2）养分贫乏，有机质含量低；（3）酸性强；（4）土层厚而耕层浅薄。

改良中低产红壤的主要措施：（1）植树造林、平整土地，建设梯地梯田；（2）合理间作套种与轮作，用地养地相结合；（3）大量施用有机肥，培育土壤肥力；（4）合理耕作改土，加速土壤熟化；（5）施用氮肥、磷肥、钾肥等无机肥料2、2、简述氮肥施入土壤中的主要损失途径及其对环境的影响，如何减少这些损失答：化学氮肥施入土壤的主要损失途径：（1）氨的挥发损失；（2）硝酸盐的淋溶损失；（3）硝酸盐的反硝化脱氮损失。

对环境的影响；污染地下水，造成水体的富营养化；污染大气，破坏臭氧层，使进入地球表面的紫外线增多；造成温室气体效应等。

减少损失的主要途径：（1）根据土壤条件、气候条件、作物特性以及氮肥的性质合理分配氮肥；（2）确定合理的施肥量；（3）深施覆土；（4）使用硝化抑制剂和脲酶抑制剂；（5）与其它肥料配合施用；（6）使用缓释肥料。

3、从有机肥料和化学肥料特点比较入手，说明我们国家肥料工作的方针。答：有机肥料和化学肥料特点比较：（1）有机肥料含养分种类多、养分含量低，而化学肥料含养分种类单

一、养分含量高；（2）有机肥料肥效长，供应养分数量少，而化学肥料肥效短，供应养分数量多；（3）有机肥料含腐殖质，有显著的改土作用，化学肥料常含副成分，影响土壤的性质；（4）有机肥料增强土壤的保水保肥性，改良土壤性质，而化学肥料易流失、固定、挥发损失。

我们国家肥料工作的方针：施用有机肥料的基础上，化学肥料与有机肥料配合施用的方针。

4、为什么钾能提高植物的抗病虫害能力？为什么钾能增强作物的抗旱性？ 答：钾能提高植物的抗病虫害能力的原因：钾供应充足时，（1）植株体内可溶性氨基酸和糖减少，减少了病虫的营养物质；（2）茎叶纤维素含量增加，细胞增厚、表皮细胞硅质化增加，因而增强抗病虫入侵的能力，抗倒伏性也增强；（3）作物组织酚类化合物增加。钾能增强作物的抗旱性是因为：（1）植物钾含量增加，降低细胞的渗透势，增加了土壤和根间的水势差；（2）钾可调节叶片气孔的开闭，从而减少干旱条件下蒸腾失水；（3）钾可促进根系生长和下扎，从而增加水分吸收

1、简述砂土和粘土各有什么生产特性，如何进行土壤质地的改良？ 答：土壤分为砂土、壤土和粘土三大质地类型。砂土生产特性：通气透水、不耐旱，养分少、保肥性差，增温降温快、早春易升温，一般易耕作。可施用冷性有机肥料和半腐熟的有机肥料作为基肥，用化学肥料适时追肥，以免“发小苗不发老苗”。适宜种植生长期短及块根块茎类作物，适宜种植耐旱耐瘠的作物。

粘土生产特性：通气透水性差，保水保肥性强，养分含量高于砂土，增温降温慢、早春不易升温，耕性差。肥效迟缓、费劲稳长，“发老苗不发小苗”，有机肥料施用热性有机肥料和充分腐熟的有机肥料。适宜种植需肥多或生长期长的谷类、豆类等作物。进行土壤质地改良的措施：（1）增施有机肥料；（2）砂掺粘，粘掺砂，客土调剂；（3）引洪放淤，引洪漫砂；（4）根据不同质地采取不同的耕作管理措施。

2、简述土壤有机质的作用，可以采取哪些措施增加土壤有机质的含量？ 答：土壤有机质是土壤养分的重要来源，可改善土壤物理性质，提高土壤保肥性，增加磷等土壤养分的有效性、增强有益微生物的活性、促进植物生长发育和有助于消除土壤污染等。而且有机质与土壤矿物质颗粒形成很好的有机无机复合胶体，土壤团粒结构丰富，这样有利于协调土壤热、水、气肥等肥力因素。

增加土壤有机质的含量的措施：土壤有机质的主要来源有有机肥料的施入、如堆肥、厩肥、绿肥等，植物残体归还和根系分泌物。

3、合理施肥的含义包括哪些？ 答：提高作物产量，改进作物品质；不断培肥土壤；获得较好的经济效益；对环境的污染小。

4、为何尿素特别适合作为根外追肥施用？答：尿素以分子态溶于水，水溶液离子强度小直接接触作物茎叶不易发生危害；尿素分子体积小，易透过细胞膜进入细胞内部；尿素进入细胞不易发生细胞质壁分离，即使发生也易恢复。

5、如何制作堆肥？通过调节哪些因素来调控堆肥的腐熟？

答：制作堆肥：（1）场地准备，（2）备料（粪引物或促进分解的物质，如人畜粪尿和草木灰或石灰；提供有机质的物质，如各类落叶、杂草、秸秆等；吸附物，干细土，）。（2）堆积，三种备料大致以比例为5：3：2进行混合，堆积约两米长宽、1.5米高。调控堆肥的腐熟的因素为水分、温度、通气、碳氮比、酸硷性。

1、简述土壤质地对土壤肥力的影响？答：土壤质地指不同粒径颗粒在土壤中所占的质量白分率。土壤质地首先影响土壤的孔隙性质及养分含量，进一步作用于土壤的通气性、保肥性、供肥性、土壤温度状况及耕性等性质。

（1）砂土类①肥沃性：砂质土因粗粒多，孔隙大且相对较多，其通透性良好、保蓄性能差、潜在养分含量低，但转化条件好、土温易于提高且变幅大、土中无毒害物质存在。②耕性好：砂质土粘性差，塑性小，耕作时省力，宜耕期长，耕作质量好。③作物反映“发小不发老”：作物出苗齐、早、全，但生长中后期容易脱水脱肥。（2）粘质土：①肥沃性：粘质土因细粒多，小孔隙且占主导地位，其通透性差、保蓄性能强、营养元素含量高、土温变幅小、土中可能有毒害物质存在。②耕性差：粘质土比表面积大，粘性强，塑性大，耕作时费力，宜耕期短。③作物反映“发老不发小”：春季作物播种后出苗晚、苗势弱而且常缺苗，但生长中后期，特别是雨季养分释放快，往往出现旺长现象。

（3）壤土类：这类土壤由于砂粘适中，兼有砂质土和粘质土的优点，又消除了二者的缺点，是农业生产上较理想的土壤质地。他既有一定数量的大孔隙，又有相当多的毛管孔隙，因此通气透水性好，又有一定的保水保肥性能；含水量适宜，土温比较稳定；粘性不大，耕性较好，宜耕期较长。

2、普钙在酸性土壤中利用率不高，为什么？它在土壤中的特点，有效施用原则和施用措施是什么？答：在酸性土壤中普钙与氢氧化铁、氢氧化铝反应生成磷酸铁、磷酸铝，随着时间延长，进一步转化为难溶性闭蓄态磷酸盐即粉红磷铁矿、磷铝石，从而降低普钙有效成分的含量，同时酸性土壤中也存在磷的吸附固定，因此普钙在酸性土壤中利用率不高。⑴普钙在土壤中的特点：易被固定，移动性小；⑵有效施用原则：尽量减少普钙与土壤的接触，以减少固定，尽量增加普钙与作物根系的接触面，以增加根的吸收；⑶施用措施：①集中施用，穴施、沟施、沾秧根；②与有机肥混合施用③酸性土壤配施石灰；④配成溶液根外追肥

3、简述高岭石类粘土矿物和蒙脱石类粘土矿物在晶层构造及性质上的特点？答：⑴高岭石类粘土矿物晶层构造及性质上的特点：①晶层由一层硅氧片和一层水铝片重叠而成；②晶层间通过氢键联结，每个晶层一面是氧原子一面是氢氧原子团，联结力强，晶层间距离小，且距离固定，不能扩展，水分和各种离子很难进入其间；③颗粒粗大，可塑性、粘结性、粘着性和胀缩性都较弱；④很少发生同晶替代现象，因而很少带负电，阳离子交换量只有3-15cmol/kg。⑵蒙脱石类粘土矿物在晶层构造及性质上的特点：：①晶层由两片硅氧片中间夹一层水铝片，硅氧片和水铝片的比例为2：1，称为2：1型矿物；②晶层间通过氢键联结，晶层上下都是氧原子，氢键键能低，联结力弱，水分和各种离子易进入，使晶层间距扩大，为膨胀型晶体；③颗粒小，可塑性、粘结性、粘着性都很强，对耕作不利；④同晶替代现象普遍，蒙脱石主要发生在铝片中，Al3+被Mg2+代替，替代结果使粘土矿物带上大量的负电荷，具有较强的吸附阳离子的能力，蒙脱石阳离子交换量高达80-120cmol/kg，保肥力强。

4、简述土壤钾的化学形态和其对作物的有效性。答：土壤中的钾分为四种形态，即水溶态钾、交换态钾、缓效钾、矿物态钾，水溶态钾、交换态钾是速效钾，对作物的有效性高；而缓效钾在一定条件下能转化为速效钾，对作物来讲也有一定的有效性，矿物态钾非常难溶解，有效性低。

5、什么是地质大循环与生物小循环。答：⑴岩石矿物经风化作用所释放的可溶性养料和粘粒等风化产物，受雨水的淋溶，使其随雨水流入江河，汇入海洋，沉积以后，经过漫长的地质年代，又重新形成岩石。这种从岩石到风化产物再到岩石的长期循环过程称植物营养物质的地质大循环。⑵生物小循环是营养元素在生物体与土壤之间的循环，植物从土壤中吸收养分形成植物体，动植物死亡后，残体回到土壤中，在微生物作用下分解释放出养分。这种由风化释放出的无机养分转变为生物有机质，再转变为无机养分的循环称植物营养物质的生物小循环。

1.为什么团粒结构对土壤肥力具有重要作用？1.答：（1）具有良好的孔隙性质；（2）良好的土壤水气状况；（3）养分供应和储藏比例适当；（4）团粒结构的土壤疏松多孔，有利于种子的萌发和根系的生长，还能减小耕作阻力。2氮肥施入土壤后主要损失途径有哪些？如何减少这些损失？2.答：NH4+-N NH3的挥发NO3—N 淋失、流失、反硝化（1）NH4+-N 深施覆土，避免NH3的挥发，避免NH4+-N转变为NO3—N，造成氮的淋失、流失、反硝化。不与碱性物质混施；2）NO3—N不适施用在水田，不能作基肥。使用上脲酶抑制剂，抑制尿素水解，减少NH3的挥发，使用硝化抑制剂，防止NH4+-N转变为NO3—N，造成氮的淋失、流失、反硝化。3.为什么要有机肥和无机肥配合施用？3.答：（1）有机肥料含有较多的有机质，有显著的改土作用，而化学肥料只能供给作物矿质养分，一般没有直接的改土作用。（2）有机肥含有多种养分，但养分含量低，而化学肥料养分含量高，但养分种类比较单一。（3）有机肥肥效慢，肥效持久，化肥肥效迅速，肥效短。4）有机肥可增强土壤保水、保肥性能，改良土壤性能，而化肥养分浓度高，易挥发、淋失、固定，降低肥料的利用率。所以施肥时应注意有机肥与无机肥配合施用，使缓效与速效配合起来，使土壤得到持续、均衡的养分供应。4.简述生物在土壤形成中的作用？ 答：岩石风化后形成的母质，产生了粘粒，对养分有吸收作用，但吸收作用是暂时的，被吸收的养分有再被雨水淋失的可能，吸收作用是广泛的，不易积累养料，吸收发生于土壤母质整个层次中，不可能使分散的养料集中到母质表层，使养料丰富起来，它不能单独完成集中和保蓄植物所需养料的任务。而当生物出现以后，它所具有的选择吸收的性能；集中养料的能力；生物固氮作用可以解决以上问题，因而认为生物在土壤形成中起到了重要作用。

1、影响土壤有机质转化的因素是什么？

①有机质的碳氮比和物理状态：C/N≤25为宜，越细碎越好。②土壤水热状况，影响微生物活性，以30℃，土壤水分接近最大持水量的60～80%为宜。③土壤通气状况。通气良好，分解彻底，分解速度快。通气性差，分解缓慢，常累积还原性物质和有机酸。④土壤pH。影响微生物类群、数量及活性。

2、我国土壤的水平地带性分布规律是什么？①纬度地带性：由黑龙江、山东、江苏、安徽、福建、广东到海南，土壤类型依次为：漂灰土、暗棕壤、棕壤、黄棕壤、黄壤、红壤、赤红壤、砖红壤。②经度地带性：由黑龙江、内蒙、宁夏、甘肃到新疆，土壤类型依次为：暗棕壤、黑钙土、栗钙土、棕钙土、灰钙土、荒漠土。

3、简述土壤胶体的类型和性质，答：土壤胶体按其成分和来源可分为有机胶体、无机胶体和有机无机复合体三类。土壤胶体的性质主要有①巨大的比表面和表面能。②带有电荷。③有凝聚和分散作用。

4、简述植物根外营养的特点。①直接供给植物养分，防止养分在土壤中固定和转化。②养分吸收比根部快，能及时满足植物需要。③促进根部营养，强株健体。④节省肥料，经济效益高。但根外营养只是根部营养的补充，不能替代根部营养。

1、如何合理分配和施用氮肥？提高氮肥利用率的途径主要有哪些？

要点：氮肥的合理分配和使用主要考虑①土壤条件，包括土壤pH、土壤类型（旱地、水田、盐碱土）、土壤养分状况。②作物特性，作物种类、品种特性。③氮肥特性，NH4+-N防挥发、NO3--N防淋失和反硝化损失。提高氮肥利用率的途径主要有：①避免氮素在表层大量累积。②严格控制氮肥的主要损失途径。③增加作物根系对氮素的吸收。④氮肥深施、使用脲酶抑制剂、反硝化抑制剂和缓释肥料。⑤平衡施肥。

2、试述土壤酸碱反应与土壤肥力和植物生长的关系。要点：①影响土壤养分有效性。②影响微生物活性。③影响土壤理化性状。④影响植物根系发育，对养分的吸收和生长状况。

1、简述土壤中氮素的形态及其在土壤中的转化过程。

土壤氮素形态主要有（1）土壤无机氮：固定态铵、NH4+、NO3-、NO2-、NH3、N2O、NO、NO2、N2。（2）有机氮：水溶性有机氮，水解性有机氮，非水解性有机氮 土壤中氮素转化过程主要有：（1）有机氮的矿化：在微生物作用下，含氮化合物分解成氨的过程。（2）无机氮的生物固定：无机氮被微生物同化固定的过程。（3）黏土矿物对NH4+的吸附固定和释放。（4）氨的挥发。（5）硝化作用。（6）硝酸还原作用。（7）反硝化作用。

2、简述我国有机肥利用方面存在的问题与对策。问题：（1）有机肥施用量减少，化肥施用量剧增。（2）秸秆焚烧严重。（3）绿肥未纳入轮作制，种植面积越来越小。

对策：（1）有机无机配合施用。（2）将绿肥纳入轮作制。（3）推广秸秆还田。（4）合理利用城乡垃圾、畜禽粪便和有机废弃物。

3、简述红壤类土壤低产的原因及改良措施 红壤低产的原因主要为：酸（pH低）、瘦（有机质缺乏，有效磷含量低、中微量元素缺乏）、粘、板、水土流失严重。改良措施：（1）增施有机肥、石灰和平衡施肥。（2）用养结合，改革红壤耕作制。（3）农林牧结合，大力发展林牧业。（4）搞好水土保持，防止水土流失。

4、团粒结构的形成对土壤肥力的作用有哪些？（1）能协调水气矛盾：土壤疏松多孔，能容纳较多的降水；大孔充气，小孔充水。（2）协调有机质消耗和累积的矛盾，有利于养分的保蓄和释放。（3）能稳定土温，调节土壤热状况。（4）改良土壤耕性，有利于根系伸展。

1、试述土壤有机质在提高土壤肥力方面的作用 要点：（1）矿化提供作物需要的各种养分。（2）改善土壤物理性质：形成团粒结构，保蓄水分，改善通气状况，稳定土温。（3）提高土壤保肥性和缓冲性。（4）促进和刺激植物生长发育。（5）有助于消除土壤污染物。（6）促进土壤微生物活性。

2、磷在植物体内的生理功能有哪些？如何合理使用磷肥？ 要点：磷的生理功能：（1）是植物体内许多重要化合物的组分。（2）参与植物体内许多代谢过程。（3）增强植物抗逆性。（具体论述）合理施用（1）根据土壤磷素状况、作物需磷规律和磷肥品种合理分配磷肥。（2）选择正确的施用方法。（3）防止发生环境污染。（4）与N、K、中微量元素、有机肥配合施用

六、计算题

某土壤有机质含量为2.0%，年矿化率为2.5%。假定所施用的有机肥为鲜玉米杆，其腐殖化系数为0.3（设每亩耕层土壤为150000Kg，鲜玉米杆含水量为70%），问：

1、维持土壤有机质含量不变，每年至少需要施用多少鲜玉米杆？

2、如一年施3000kg/mu鲜玉米杆，能提高有机质多少？ 解

1、每亩每年被矿化掉的土壤有机质：

150000Kg×2%×2.5%=75Kg 为维持土壤有机质含量不变，需施入的鲜玉米杆量： x﹒(1-70%)×0.3=75Kg

x≈833.33Kg

2、一年施3000kg/mu鲜玉米杆，能转化为有机质的量：

3000 kg﹒(1-70%)×0.3=270 kg 每亩每年被矿化掉的土壤有机质75Kg 一年施3000kg/mu鲜玉米杆能提高有机质的量： 270 kg-75 kg=195 kg 某地块每亩需施纯氮8公斤，施用N：P2O5：K2O比例为1：1.5：2.0。拟先以8-16-24复肥折算，不足部分用硝铵（N 34%）和普钙（P2O5 16%）补足，问需三种肥料各多少？解：（1）每亩施氮8公斤，则P2O5=8*1.5=12kg;

K2O=8*2=16kg(2)用8-16-24复肥满足K2O量，设所需复合肥量为Xkg,则 X*24%=16kg X=66.7kg(3)计算出66.7 kg复肥中含N及P2O5量

含N量:66.7*8%=5.33kg 含P2O5量:66.7*16%=10.66kg(4)需硝铵的量：（8-5.33）/34%=7.85kg 需普钙的量：（12-10.66）