土壤肥料学绪论.ppt

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1、土壤肥料学绪论 Four short words sum up what has lifted most successful Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more. individuals above the crowd: a little bit more. -author -author -date-date课程简介课程简介 土壤学土壤学 Soil Science 肥料学（植物营养、农业化学）肥料学（植物营养、农业化学）P

2、lant Nutrition and Fertilization 学时：学时：40+10 考核：期末考试考核：期末考试(80%) + 平时成绩平时成绩(20%) 吴礼树主编吴礼树主编.土壤肥料学土壤肥料学. 中国农业出版社中国农业出版社. 2004 沈其荣，土壤肥料学通论，高等教育出版社，沈其荣，土壤肥料学通论，高等教育出版社，2001 黄巧云主编黄巧云主编. 土壤学土壤学. 中国农业出版社中国农业出版社. 2006 黄昌勇主编黄昌勇主编. 土壤学土壤学. 中国农业出版社中国农业出版社. 2000参考书目参考书目第一节第一节 土壤肥料在农业生产及生态系统重要性土壤肥料在农业生产及生态系统重要性

3、第二节第二节 土壤和肥料的基本概念土壤和肥料的基本概念第三节第三节 近代土壤肥料科学发展概况近代土壤肥料科学发展概况第四节第四节 土壤肥料在农业可持续发展中的地位与作土壤肥料在农业可持续发展中的地位与作用用绪绪 论论第一节第一节 土壤肥料在农业生产及生态土壤肥料在农业生产及生态系统中的地位和作用系统中的地位和作用 一一、土壤是农业生产的基本生产资料和农、土壤是农业生产的基本生产资料和农 业生产链环中物质与能量循环的枢纽业生产链环中物质与能量循环的枢纽(一一)土壤是农业生产的基本资料土壤是农业生产的基本资料 饲养业饲养业 种植业种植业 绿色植物所必需生绿色植物所必需生活条件活条件: :日光、热量

4、、日光、热量、空气、水分和养分，空气、水分和养分，除日光、空气外，大除日光、空气外，大部分来自土壤。此外，部分来自土壤。此外，土壤还为植物提供了土壤还为植物提供了根系伸展的空间和机根系伸展的空间和机械支撑作用。械支撑作用。 动物生产以植物生产动物生产以植物生产资料为食料资料为食料农业生产农业生产农业生产（二）土壤是农业生产链环中物质和能量循环枢纽植物生产植物生产动物生产动物生产土壤管理农业生产三环节农业生产三环节（二）土壤是农业生产链中物质和能量的循环枢纽（二）土壤是农业生产链中物质和能量的循环枢纽二、土壤是自然界中具有再生作用的自然资源二、土壤是自然界中具有再生作用的自然资源 土壤是相对不可

5、再生的自然资源土壤是相对不可再生的自然资源,也也是不可代替的自然资源。是不可代替的自然资源。 我国土壤资源丰富我国土壤资源丰富,国土面积国土面积960万万km2,但是我国是个多山的国家但是我国是个多山的国家,各种山地各种山地丘陵地面积占全部土地面积的丘陵地面积占全部土地面积的65,平原平原区土地仅占区土地仅占35。 我国人均耕地面积为我国人均耕地面积为0.13hm0.13hm2 2 , , 不到世界人均耕地的不到世界人均耕地的l l3 3。人均林。人均林地面积地面积0.11hm0.11hm2 2 , , 占世界人均林地占世界人均林地面积的面积的1 19 9。人均草地面。人均草地面0.28hm0

6、.28hm2 2 , , 不到世界人均草地面积的不到世界人均草地面积的1 12 2。三、土壤是农业生态系统的重要组成部分三、土壤是农业生态系统的重要组成部分 1. 1. 土壤资源数量有限性；土壤资源数量有限性； 2. 2. 土壤资源质量可变性；土壤资源质量可变性； 3. 3. 土壤资源空间分布上固定。土壤资源空间分布上固定。0 050050010001000150015002000200025002500300030003500350040004000450045001975197519781978198219821985198519881988199119911994199419971997

7、200020001500015000200002000025000250003000030000350003500040000400004500045000500005000055000550006000060000650006500070000700007500075000肥料施用量粮食总产量粮食产量粮食产量(万吨万吨)肥料施用量肥料施用量(万吨）万吨）1975年以来我国肥料施用量与粮食总产量的变化年以来我国肥料施用量与粮食总产量的变化六、肥料是农业优质高产的保证六、肥料是农业优质高产的保证第二节第二节 土壤和肥料的基本概念土壤和肥料的基本概念 一、土壤的概念及其基本组成一、土壤的概念及其基

8、本组成 （一）土壤的概念（一）土壤的概念 土壤是地球陆地表面能生长绿色植物的疏松土壤是地球陆地表面能生长绿色植物的疏松物质层。物质层。 （二）土壤的组成二）土壤的组成 (1) 土壤由固相、液相和气相组成。土壤由固相、液相和气相组成。 (2) 固相包括矿物质和有机质，固相是土壤的固相包括矿物质和有机质，固相是土壤的骨架。骨架。 (3) 固相之间存在着大小不等的孔隙；小孔隙固相之间存在着大小不等的孔隙；小孔隙主要含水，大孔隙主要含空气，两者的数量主要含水，大孔隙主要含空气，两者的数量互为消长，但主要受含水量的控制。互为消长，但主要受含水量的控制。 土壤中固相、液相、气相结构示意图土壤中固相、液相、

9、气相结构示意图 理想土壤的成分体积比例理想土壤的成分体积比例土壤是农业生产的基本条件土壤是农业生产的基本条件土壤在作物生产中的重要作用土壤在作物生产中的重要作用植物植物站得稳站得稳（根系伸展开，（根系伸展开，机械支持牢固）机械支持牢固）住得好住得好（空气流通，（空气流通，温度适宜）温度适宜）吃得饱吃得饱（养分供（养分供应充分）应充分）喝得足喝得足（水分供（水分供应充分）应充分）良好的土壤良好的土壤 三、土壤肥力的概念及其发生发展三、土壤肥力的概念及其发生发展（一）土壤肥力的概念（一）土壤肥力的概念 土壤土壤 能供应与协调植物正常生长发能供应与协调植物正常生长发育所需要的养分和水、空气育所需要的

10、养分和水、空气 、热的能力。、热的能力。1.自然肥力自然肥力是由自然因素形成的土壤具有的是由自然因素形成的土壤具有的肥力。肥力。2.人为肥力人为肥力是由耕作、施肥、灌溉、改土等是由耕作、施肥、灌溉、改土等人为因素形成的土壤所具有的肥力。人为人为因素形成的土壤所具有的肥力。人为肥力的高低，受多种因素的影响。肥力的高低，受多种因素的影响。 （二）土壤肥力的发生发展（二）土壤肥力的发生发展 3. 经济肥力经济肥力 由于受环境条件和管理水平由于受环境条件和管理水平的限制，土壤肥力往往只有部分表现出来，的限制，土壤肥力往往只有部分表现出来，这部分肥力称为这部分肥力称为“有效肥力有效肥力”，又称，又称“经

11、经济肥力济肥力”，即在一定农业技术措施下反映，即在一定农业技术措施下反映土壤生产能力的那部分肥力，亦称自然肥土壤生产能力的那部分肥力，亦称自然肥力与人为肥力的总和。力与人为肥力的总和。 4. 潜在肥力潜在肥力 另一部分肥力则没有直另一部分肥力则没有直接表现出来称接表现出来称“潜在肥力潜在肥力”，指受环境，指受环境条件和科技水平限制不能被植物利用，条件和科技水平限制不能被植物利用，但在一定生产条件下可转化为有效肥力但在一定生产条件下可转化为有效肥力的那部分肥力。的那部分肥力。三、肥料的概念、来源、分类及基本特性三、肥料的概念、来源、分类及基本特性凡能直接供给植物生长发育所必需养分、改善凡能直接供

12、给植物生长发育所必需养分、改善土壤性状以提高植物产量和品质的物质，统称土壤性状以提高植物产量和品质的物质，统称肥料。肥料。分分有机肥料：有机肥料：农村中就地取材，利用各种农业农村中就地取材，利用各种农业废弃物就地积制而成的自然肥料的总称。废弃物就地积制而成的自然肥料的总称。无机肥料无机肥料：多由工厂经过化学工业加工而多由工厂经过化学工业加工而成的含有高量营养元素的无机化合物。成的含有高量营养元素的无机化合物。分类和种类：分类和种类：按组分分：按组分分：有机肥料有机肥料农村中就地取材，利用各种农业废弃物就地农村中就地取材，利用各种农业废弃物就地积制而成的自然肥料的总称。它们属于完全肥料。积制而成

13、的自然肥料的总称。它们属于完全肥料。无机肥料（化学肥料）无机肥料（化学肥料）多由工厂经过化学工业加工多由工厂经过化学工业加工而成的含有高量营养元素的无机化合物。它们属于而成的含有高量营养元素的无机化合物。它们属于速效速效性肥料。性肥料。生物肥料生物肥料 依赖于有益微生物。依赖于有益微生物。有机无机肥料有机无机肥料按来源分：按来源分：农家肥和商品肥农家肥和商品肥按肥效快慢分：按肥效快慢分：速效肥和迟效肥速效肥和迟效肥二、世界近代土壤肥料科学发展概况二、世界近代土壤肥料科学发展概况（一）（一）农业化学派农业化学派：以德国农业化学家李比希为以德国农业化学家李比希为代表。建立了植物代表。建立了植物矿物

14、质营养学说矿物质营养学说， “养分归还养分归还学说学说”。 忽视了生物因素对于提高土壤肥力的积极作忽视了生物因素对于提高土壤肥力的积极作用。用。 第三节第三节 近代土壤肥料科学发展概况近代土壤肥料科学发展概况（一）农业化学派以德国农业化学家李比希为代表。建立了植物矿物质营养学说，为发展化学工业，施用化学肥料开辟了道路。但是农业化学派没有正确地阐述肥力的本质及其变化规律，认为土壤仅仅是一个单纯的养分贮存库，矿质养分的多少是肥力的唯一因素，只有施用矿质肥料把植物吸收的矿质养分归还土壤，就能保持土壤肥力，这就是“养分归还学说”。忽视了生物因素对于提高土壤肥力的积极作用。Justus von Lieb

15、ig（1803-1873）李比希是植物营养学科李比希是植物营养学科杰出的奠基人！杰出的奠基人！杰出学者，光辉著作杰出学者，光辉著作纪念农业化学奠基者纪念农业化学奠基者 尤尤李比希逝世李比希逝世110周年周年(金善宝，金善宝，1983) Justus von Liebig1803-1873植物矿物质营养学说植物矿物质营养学说（1840年，化学在农业和生理年，化学在农业和生理学上的应用）学上的应用）要点：要点：土壤中矿物质是一切绿色植物土壤中矿物质是一切绿色植物唯一的养料，厩肥及其它有机肥料对于植物生长所唯一的养料，厩肥及其它有机肥料对于植物生长所起的作用，并不是由于其中所含的有机质，而是由起的作

16、用，并不是由于其中所含的有机质，而是由于这些有机质在分解时所形成的矿物质。于这些有机质在分解时所形成的矿物质。意义：意义： 理论上，否定了当时流行的理论上，否定了当时流行的“腐殖质学说腐殖质学说”，说明，说明了植物营养的本质；是植物营养学新旧时代的分界了植物营养的本质；是植物营养学新旧时代的分界线和转折点，使维持土壤肥力的手段从施用有机肥线和转折点，使维持土壤肥力的手段从施用有机肥料向施用无机肥料转变有了坚实的基础；料向施用无机肥料转变有了坚实的基础； 实践上实践上促进了化肥工业的创立和发展；推动了农业生产的促进了化肥工业的创立和发展；推动了农业生产的发展。发展。q19世纪中后期，磷肥和钾肥生

17、产先后建立并得到发展；世纪中后期，磷肥和钾肥生产先后建立并得到发展；q20世纪初合成氨生产出现，氮肥生产迅速发展。世纪初合成氨生产出现，氮肥生产迅速发展。植物矿物质营养学说具有划时代的意义 在农业产量的增加份额中，有在农业产量的增加份额中，有4060归功于化肥的施用。归功于化肥的施用。（二）农业地质学派 以德国地质学家法鲁为代表。 运用地质学的观点研究土壤，认为土壤是单纯的矿物岩石风化的碎屑，岩石矿物的风化过程和地质淋镕过程，就是土壤形成的本质。 农业地质学派虽然从地质学的角度积累了一些土壤形成的资料，但没有认识到土壤本身有自己的发生发展规律，以及肥力是土壤质的特征，片面认为土壤肥力的变化是地

18、质淋溶过程，因而不可避免地造成肥力下降，最后又变成岩石，完全忽视了生物对提高土壤肥力的作用。（三）土壤发生学派以俄国土壤学家道库恰耶夫为代表。运用综合发展的观点认识土壤，他们认为自然土壤的发生是以生物因素为主导的生物、母质、气候、地形和时间五种自然因素相互作用的产物，土壤是生物小循环和地质大循环相互对立统一的结果，由于生物气候带的不同，土壤在地球上的发生演变和分布具有一定的规律性，不同类型土壤有内在发生学上的联系。土壤发生学派揭示了土壤肥力发生演变的规律，为认识自然土壤的肥力状况和进行土攘分类奠定了理论基础。Vasiliy Dokuchaev (1846 - 1903) 第四节 土壤肥料在农业

19、可持续发展中的地位与作用？产量产量品质品质环境环境Fertilizers (N+P2O5+K2O,Mt)Year0510152025303540451900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000Qin(221-206BC)793Song(960-1279)780195273519801,890199020003,2253,738DynastyyearWheat yield, kg.ha-10 05005001000100015001500200020002500250030003000350035004000400045004500

20、1975197519781978198219821985198519881988199119911994199419971997200020001500015000200002000025000250003000030000350003500040000400004500045000500005000055000550006000060000650006500070000700007500075000肥料施用量粮食总产量粮食产量粮食产量(万吨万吨)肥料施用量肥料施用量(万吨万吨)1975年以来我国肥料施用量与粮食总产量的变化年以来我国肥料施用量与粮食总产量的变化Nitrogenous Fert

21、ilizersNitrogenous FertilizersPhosphate FertilizersPhosphate FertilizersPotash FertilizersPotash FertilizersTotal FertilizersTotal Fertilizers世界化肥消费量的变化世界化肥消费量的变化0 020,000,00020,000,00040,000,00040,000,00060,000,00060,000,00080,000,00080,000,000100,000,000100,000,000120,000,000120,000,000140,000,000

22、140,000,000160,000,000160,000,0001961196119631963196519651967196719691969197119711973197319751975197719771979197919811981198319831985198519871987198919891991199119931993199519951997199719991999消费量消费量 t年年 份份0 010,000,00010,000,00020,000,00020,000,00030,000,00030,000,00040,000,00040,000,00050,000,0005

23、0,000,00060,000,00060,000,00070,000,00070,000,00080,000,00080,000,00090,000,00090,000,00019611961196419641967196719701970197319731976197619791979198219821985198519881988199119911994199419971997Nitrogenous FertilizersNitrogenous FertilizersPhosphate FertilizersPhosphate FertilizersPotash FertilizersP

24、otash FertilizersTotal FertilizersTotal Fertilizers发达国家化肥消费量的变化发达国家化肥消费量的变化消费量消费量 t年年 份份发展中国家化肥消费量的变化发展中国家化肥消费量的变化0 010,000,00010,000,00020,000,00020,000,00030,000,00030,000,00040,000,00040,000,00050,000,00050,000,00060,000,00060,000,00070,000,00070,000,00080,000,00080,000,00090,000,00090,000,000100

25、,000,000100,000,0001961196119631963196519651967196719691969197119711973197319751975197719771979197919811981198319831985198519871987198919891991199119931993199519951997199719991999Nitrogenous FertilizersNitrogenous FertilizersPhosphate FertilizersPhosphate FertilizersPotash FertilizersPotash Fertiliz

26、ersTotal FertilizersTotal Fertilizers消费量消费量 t年年 份份中国化肥生产量和消费量(1999年) 单位单位:万吨万吨NP2O5K2O合计生产量生产量*2323.9 636.1 41.3 3001.3消费量消费量*2445.0 1225.2 454.3 4124.58生产占消费生产占消费95.051.99.072.7(1) 提高农作物产量提高农作物产量(2) 改善农产品品质改善农产品品质氮提高谷类籽粒蛋白质和氮提高谷类籽粒蛋白质和“必需氨基酸必需氨基酸”的含量的含量磷改善糖料作物、淀粉作物、油料作物等的品质磷改善糖料作物、淀粉作物、油料作物等的品质钾钾“品

27、质元素品质元素”(3) 改良土壤，提高土壤肥力（包括土壤结构、土壤养分含改良土壤，提高土壤肥力（包括土壤结构、土壤养分含量和比例、土壤反应、土壤生化特性等）量和比例、土壤反应、土壤生化特性等）肥料在农业生产中的作用肥料在农业生产中的作用钾对作物产量和品质的影响钾对作物产量和品质的影响钾不但能使作物产量增加，而且可以改善作物品质，如：钾不但能使作物产量增加，而且可以改善作物品质，如：1. 油料作物的含油量增加油料作物的含油量增加2. 纤维作物的纤维长度和强度改善纤维作物的纤维长度和强度改善3. 淀粉作物的淀粉含量增加淀粉作物的淀粉含量增加4. 糖料作物的含糖量增加糖料作物的含糖量增加5. 果树的含糖量、维果树的含糖量、维C和糖酸比提高，果实风味增加和糖酸比提高，果实风味增加6. 橡胶单株干胶产量增加，乳胶早凝率降低橡胶单株干胶产量增加，乳胶早凝率降低钾通常被称为钾通常被称为“ 品质元素品质元素”1、土壤、土壤肥力、肥料的含义？2. 土壤的基本物质组成？3. 土壤肥力和肥料的区别？ 什么是土壤和土壤肥力？什么是土壤和土壤肥力？ 土壤在人类农业和自然环境中的重要性土壤在人类农业和自然环境中的重要性 我国土壤资源的现状我国土壤资源的现状 土壤学的研究对象和内容土壤学的研究对象和内容