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一、土壤的概念
六、土壤緩沖性能
在土壤加入酸、堿物質(zhì)后，土壤所具有的抵抗土壤溶液酸化或堿化的能力，稱為土壤緩沖性能。土壤具有緩沖性能的原因：
①土壤膠體上代換性陽離子存在，對(duì)酸堿有緩沖作用。這是由于土壤膠體上代換性陽離子（鹽基離子或H+）被代換到溶液中生成了中性鹽或H2O。
②土壤的緩沖性能是土壤的重要特性之一。由于土壤具有緩沖性能，可以使土壤的酸堿度經(jīng)常保持穩(wěn)定，為作物和微生物生長發(fā)育提供良好的環(huán)境條件，同時(shí)也為指導(dǎo)施肥提供依據(jù)。向土壤中施用有機(jī)肥料、泥土類（塘泥）肥料、石灰和種植綠肥等，都是提高土壤緩沖性能的有效措施
七、土壤肥力種類
土壤肥力就是指土壤能夠滿足作物生長發(fā)育所必需的水分、養(yǎng)分、空氣、熱量的能力而稱之。土壤肥力分為自然肥力和人為肥力；潛在肥力和有效肥力。所謂自然肥力，是指自然土壤在未開墾利用之前所具有的肥力；人為肥力是指人們對(duì)土壤進(jìn)行耕種、施肥、灌溉等農(nóng)業(yè)技術(shù)措施而創(chuàng)造出來新的肥力。
因此，任何土壤，耕作栽培作物愈久，可采用的農(nóng)業(yè)技術(shù)措施愈完善，人為肥力所占比重就越大。所以說，土壤是勞動(dòng)的對(duì)象，又是勞動(dòng)的產(chǎn)物。所謂有效肥力，是指栽培作物時(shí)，被當(dāng)季作物吸收利用的那部份肥力；潛在肥力是指在土壤中存在，不能立即被當(dāng)季作物利用的那些肥力。潛在肥力和有效肥力，在得當(dāng)?shù)霓r(nóng)業(yè)技術(shù)措施實(shí)施下，是可以相互轉(zhuǎn)化的。
八、土壤肥力因素
土壤水分、養(yǎng)分、空氣和溫度，稱為土壤肥力四大因素。土壤肥力的高低，不只是受每個(gè)肥力因素?cái)?shù)量適當(dāng)與否的影響，而主要取決于水、肥、氣、熱之間在一定條件下協(xié)調(diào)程度的左右。因此，必須研究掌握土壤各個(gè)肥力因素狀況和它們的相互關(guān)系。
1.土壤水分狀況
“水利是農(nóng)業(yè)的命脈”，首先，作物的生長發(fā)育需要大量的水。這是因?yàn)椋阂话阕魑镆@得一分產(chǎn)量，必須消耗500—1000分的水，這些水都是從土壤中供給;作物吸收的養(yǎng)分也需要溶于水后才能被利用；土壤微生物的活動(dòng)以及土壤養(yǎng)分的分解和轉(zhuǎn)化都需要水。其次，水分直接對(duì)土壤空氣與熱量狀況起著制約的作用，同時(shí)還影響著土壤的脹縮性、粘著性、粘結(jié)性和耕性等性質(zhì)。這表明，土壤水分不僅為作物生長發(fā)育之必需，而且還可以通過控制土壤水分狀況來使肥、氣、熱關(guān)系協(xié)調(diào)。
①土壤水分類型：土壤水分按其受作用力的不同，一般分為三種：
A、束縛水：這是在土粒表面引力作用下，緊緊地束縛在土粒周圍的水分而稱之。這種水在土壤中移動(dòng)極慢，且有一部份在土粒表面不移動(dòng)，所以很難被作物吸收利用。當(dāng)土壤含水量達(dá)到僅有束縛水量時(shí)，作物就出現(xiàn)凋萎現(xiàn)象。由于土粒愈細(xì)，吸住的水分愈多，所以粘土的束縛水量大于砂土。
B、毛管水：這是在土壤毛細(xì)管引力作用下，保持在曲折微細(xì)的土壤孔隙里的水而稱之。這種水能沿著毛細(xì)管孔隙向上下左右的各個(gè)方向移動(dòng)。其移動(dòng)規(guī)律是從濕度大的土層移向濕度小的土層。它是土壤中最適于作物吸收利用的水分。由于水中溶有各種作物的養(yǎng)分，所以又為作物提供了營養(yǎng)物質(zhì)。油砂土、潮砂土，出現(xiàn)的“回潮”或“回潤”現(xiàn)象，就是毛管水的上升運(yùn)動(dòng)，把地下水引到耕層的緣故。但是毛管水運(yùn)動(dòng)會(huì)帶來地表蒸發(fā)不斷發(fā)生，造成土壤水分損失，所以生產(chǎn)中常采取中耕松土，這有切斷土壤毛細(xì)管，減少土壤水分蒸發(fā)的作用。
C、重力水：這是在土壤水分含量超過土壤毛管力的作用范圍時(shí)，過多的水受重力的影響向下滲漏，這種滲漏水稱為重力水。它是水稻最有效的水分。盡管滲漏作用有造成漏水漏肥的現(xiàn)象，但不論對(duì)水田還是旱土，適當(dāng)?shù)臐B漏是必要的，它有利于土壤空氣的更新及有害還原物質(zhì)的向下移動(dòng)和淋失。
②水稻土壤水分狀況：水稻土壤在淹水時(shí)期，耕作層水分呈現(xiàn)過飽和狀態(tài)，由于重力作用,不斷地垂直滲漏。根據(jù)水分的垂直滲漏特點(diǎn)，水稻土分成三個(gè)類型。
A、地下水型：這類水稻土，地下水位高（地下水位距地表在60厘米以內(nèi)），排水不良，灌溉水層和地下水相連，通透性能差，泥溫低，如冷浸田、滂泥田和深腳鴨屎泥土屬之。
B、地表水型：這類水稻土，地下水位很深（超過150厘米），灌溉水下滲不能達(dá)到地下水層，排水雖良好，但不耐干旱。如高岸田、天水田和大部份梯田屬之。
C、良水型：這類水稻土，地下水位在60—150厘米之間，灌溉水層與地下水位不相連接，但土壤毛管水可以上下流通，這類田一般分布在垅田上面或一排、二排田屬之。
三種類型水稻土，以良水型的土壤肥力最好，一般是高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)稻田。適當(dāng)滲漏對(duì)水稻土是必要的，它有助于土壤空氣的更新和有毒物質(zhì)的排除。當(dāng)然也不可過大，以免造成養(yǎng)分淋失。一般在灌1寸水能保存三天為限，即滲漏量為0.5~1.0厘米/24小時(shí)最適當(dāng)。
2.土壤空氣狀況
土壤空氣對(duì)土壤微生物活動(dòng)和養(yǎng)分轉(zhuǎn)化有密切關(guān)系，對(duì)作物根系發(fā)育亦有影響。作物生長發(fā)育各個(gè)時(shí)期對(duì)土壤空氣都有一定的要求。
①土壤空氣的成分：土壤中的空氣，一部份是由大氣進(jìn)入；一部份是由土壤中生物化學(xué)過程所產(chǎn)生。由于土壤中生物（作物根系和微生物）生命活動(dòng)的影響和有機(jī)質(zhì)的分解作用，不斷地消耗氧氣和產(chǎn)生二氧化碳及其它氣體，致使土壤空氣與大氣的成分有顯著的區(qū)別：土壤空氣中氧氣含量低于大氣，而二氧化碳的含量則高于大氣；另外土壤空氣經(jīng)常為水汽所飽和，大氣濕度一般只達(dá)50~90%；土壤空氣有時(shí)還含有少量的還原性氣體，如甲烷、氫氣、氨和硫化氫。
②水稻土空氣狀況的特點(diǎn)：水稻土壤由于季節(jié)性或常年淹水，土壤空氣與大氣之間的氣體交換被水層隔絕，常處于還原狀態(tài)。作物生命活動(dòng)消耗的氧，只能靠作物莖葉的輸氧組織將大氣中的氧輸入根部，由根再將氧分秘出來，造成根際微域氧化環(huán)境，防止稻根被周圍還原性物質(zhì)的毒害。這正是水稻能在缺氧環(huán)境中生長的秘密所在。所以水田土壤空氣狀況的特點(diǎn)具有明顯的層次性和微域性。在耕作層表面數(shù)毫米至1厘米處為氧化層，因鐵成高價(jià)化合物狀況，土色呈黃褐或黃棕色。在氧化層以下的耕作層為還原層，鐵成低價(jià)化合物狀況，土色呈青灰或蘭灰色。但在靠近根際周圍的土壤，常因水稻根群的泌氧作用而出現(xiàn)銹斑和銹紋。
③土壤空氣在土壤肥力中的地位：土壤空氣供給作物根系呼吸作用所需要的氧。如缺氧，根系發(fā)育受到影響，吸水吸肥機(jī)能減弱，甚至死亡。尤其種子發(fā)芽期及幼苗期更加如此。水稻雖具通氣組織，土壤也應(yīng)具有一定的通氣性能，以利稻根生長。另外，土壤空氣狀況影響土壤微生物的活動(dòng)和養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化。缺氧微生物活動(dòng)以嫌氣性為主，使有機(jī)質(zhì)分解緩慢，造成養(yǎng)分不足，甚至引起氮素?fù)p失，同時(shí)，還產(chǎn)生不利于作物營養(yǎng)的還原性有毒物質(zhì)，如乙酸、丁酸、硫化氫等。此外，土壤通氣不良，有利于病菌滋生，引起作物感染病害，影響作物生長，降低產(chǎn)量。因此，稻田常采用排水露田和曬田進(jìn)行調(diào)節(jié)。
3.土壤溫?zé)釥顩r
土壤溫度對(duì)作物生育和土壤中微生物活動(dòng)以及各種養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化、土壤水分蒸發(fā)和運(yùn)動(dòng)都有很大影響。作物從播種到成熟都需要一定的溫度條件，如大麥、小麥在1~2℃時(shí)就能發(fā)芽，而水稻、棉花要在10~12℃時(shí)才發(fā)芽。所以不同作物的適時(shí)播種，就是由土壤溫度來決定的。一般土壤微生物生活，以土溫25℃~37℃為適宜，最低是5℃，最高不超過45℃~50℃。土溫過低，微生物活動(dòng)減弱，甚至完全停止，有機(jī)質(zhì)難于分解，有效養(yǎng)分缺乏。冷浸田就是如此，所以要排除冷浸水，增施豬牛欄糞、石灰、草木灰和火土灰，以提高土溫。
①影響土壤溫度的因素：溫度是熱的表現(xiàn)。土壤熱量主要來源于太陽輻射熱，其次是微生物對(duì)有機(jī)質(zhì)的分解作用，放出一定的熱量，使土溫增高。
影響土壤溫度變化的因素很多，有緯度、海撥高度、地形和坡向。但主要是土壤本身的土壤熱特性，如土壤熱容量、導(dǎo)熱性、吸熱性和散熱性等。尤其是熱容量和導(dǎo)熱性是決定土溫最重要的內(nèi)因。
A、土壤熱容量：每1立方厘米的干土增溫1℃時(shí)所需的熱量卡數(shù)（卡/立方厘米/度），稱為土壤熱容量。水的熱容量為1；空氣為0.0003；土粒介于二者之間，約為0.5~0.6。由于土壤固體部分變化很小，因此，土壤熱容量的大小主要決定于土壤水分和空氣的數(shù)量，凡水多氣少的土壤，熱容量就大，增溫慢，冷卻也慢，溫度變化��；反之，土溫變化就大。所以稻田管理，早春白天排水增溫，夜間灌水保溫；夏季運(yùn)用深灌降溫。
B、土壤導(dǎo)熱性：土壤導(dǎo)熱是指從溫度較高的土層向溫度較低的土層傳導(dǎo)熱量的性能。其大小與土壤固、液、氣三相組成比例有關(guān)。土壤礦物質(zhì)的導(dǎo)熱性為空氣的100倍;水為空氣的25倍；有機(jī)質(zhì)為空氣的5倍；空氣幾乎不傳熱。由此可知，土壤導(dǎo)熱性的大小取決于空氣和水分之間的相對(duì)比例。因此，中耕松土有減小土壤導(dǎo)熱性，使表土溫度不易向下傳遞，深土溫度不易向上散失。
②土溫變化的調(diào)節(jié)：土壤溫度隨氣象因子的影響而經(jīng)常變化，為了滿足作物生長發(fā)育的需要，必須圍繞早春增加土溫，夏季降低土溫，秋冬保持土溫的目標(biāo)，采取行之有效的措施。
A、合理灌溉：早春寒潮期間多灌水、灌深水，避免土溫驟然下降，增強(qiáng)幼苗抵御低溫能力；一般天氣期間采用淺水間灌，升溫通氣，促進(jìn)作物生長。夏季以增強(qiáng)土壤散熱性為主，采取短期灌深水和經(jīng)常性的灌水露田相結(jié)合，達(dá)到散熱、通氣、供水的目的，促進(jìn)作物生長發(fā)育。秋冬時(shí)節(jié)，一般結(jié)合施肥，推行霜前灌水，以減輕作物凍害。
B、合理施肥：在保證施足肥的前提下，增施有機(jī)肥，如火土灰、腐熟的豬牛欄淤等等，來提高土壤溫度。其一，加深土色，增加土壤吸熱力；其二，有機(jī)肥料分解中放出熱量；其三，土壤疏松，增加空氣容量，降低土壤熱容量。此外，還直接提高作物的營養(yǎng)。
C、實(shí)行覆蓋：早春和秋冬低溫季節(jié)，運(yùn)用草木灰、切碎的草子（紫云英）、干（濕）牛糞、苔蘚、塑料薄膜等覆蓋地面，能提高土壤吸熱，減少散熱，有保溫防凍作用；夏秋高溫干旱期間，采用稻草或其它作物秸稈覆蓋地面，有遮蔭防曬，降低土溫的作用，同時(shí)，還能減少水分蒸發(fā)和消滅雜草。
D、中耕松土：這有利于土壤空氣容量增加，減少表土熱量向下傳導(dǎo)和下層土溫上升的作用。因此，早春，對(duì)粘重緊實(shí)土壤進(jìn)行中耕松土來提高土溫，加快種子萌芽;夏季中耕松土，緩和根系活動(dòng)層土溫過高，促進(jìn)作物根系生長。
此外，利用風(fēng)障、防風(fēng)林、熏煙及施用化學(xué)增溫劑等，均可調(diào)節(jié)土壤溫度，可以因地制宜進(jìn)行應(yīng)用。
4.土壤養(yǎng)分狀況
作物需要的養(yǎng)分絕大部份來自土壤，但是，土壤里的養(yǎng)分絕大部份存在于難溶性的礦物質(zhì)中和有機(jī)質(zhì)中，為遲效性，作物難以吸收利用。而能被當(dāng)季作物吸收利用的離子態(tài)速效養(yǎng)分，只占土重0.005~0.1%，存在于水溶液中和被吸附在土壤膠體表面上。不過，這種遲效養(yǎng)分和速效養(yǎng)分在一定條件下能夠相互轉(zhuǎn)化。
①有機(jī)碳化合物的轉(zhuǎn)化：土壤中的纖維素、淀粉、雙糖、單糖以及脂肪等有機(jī)物，都不含氮。它們?cè)谕寥乐修D(zhuǎn)化有兩種情況：一是通氣良好時(shí)，受好氣性細(xì)菌和真菌作用，迅速分解，最后產(chǎn)生CO2和H2O，并放出大量的熱。這種熱是土壤生物化學(xué)作用的原動(dòng)力和土壤微生物生命活動(dòng)所需能量的來源。CO2是作物進(jìn)行光合作用的重要原料。二是通氣不良時(shí)，受嫌氣性細(xì)菌作用，緩慢分解，只是放出少量的熱和CO2，而累積大量的有機(jī)酸（乙酸、丁酸）、甲烷、氫等還原性物質(zhì)，障礙作物生長發(fā)育。如水稻“翻秋”或“溶蔸”現(xiàn)象，就是丁酸所害。因此，水田翻壓綠肥，結(jié)合施石灰，就是為了中和有機(jī)酸，消除稻田毒害。
②土壤中氮素的轉(zhuǎn)化：土壤中有機(jī)態(tài)氮占99%以上，無機(jī)態(tài)氮不足1%;水田的全氮含量約為0.1—0.2%，無機(jī)態(tài)氮更少。作物從土壤中吸收的氮素，絕大部份由有機(jī)氮轉(zhuǎn)化而來。其轉(zhuǎn)化形成主要有四種：
A、氨化作用：土壤中含氮的有機(jī)物，如蛋白質(zhì)、尿素和殼糖（幾丁質(zhì)）等在氨化細(xì)菌作用下，逐漸分解釋放出氨，稱之氨化作用。不論通氣好壞，此過程都能進(jìn)行。氨與土壤中的酸根結(jié)合成銨鹽，為作物吸收利用，或被土壤膠體吸附保存。
B、硝化作用：氨或銨鹽在通氣良好的條件下，經(jīng)亞硝酸細(xì)菌、硝酸細(xì)菌等的作用，轉(zhuǎn)化成硝酸的過程，稱為硝化作用。由于這種作用是在通氣良好的情況下進(jìn)行，所以NO3-N存在于旱土中，而水田中很少見。NO3-N是作物良好的有效態(tài)養(yǎng)分，但不能被土壤膠體吸附，易于隨水流失，故深耕松土，保持土壤濕潤，有利硝化作用和防止土壤中氨的散失。
C、反硝化作用：當(dāng)土壤通氣不良，并含有大量新鮮有機(jī)質(zhì)和硝酸鹽的土壤中，在反硝化細(xì)菌的作用下，將硝酸鹽還原成作物不能利用的氮?dú)舛鴵p失，這個(gè)過程稱為反硝化作用。這種作用對(duì)作物吸收養(yǎng)分和生長帶來不利，務(wù)必加以阻止。稻田采用淺水間灌，露田通氣和施用銨態(tài)氮肥，旱土雨后中耕松土，均可防止反硝化作用的發(fā)生。
D、生物奪氮作用：土壤中的無機(jī)態(tài)氮（如銨鹽、硝酸鹽）部份被微生物、雜草、土壤動(dòng)物吸收利用，合成生物機(jī)體，使土壤有效態(tài)氮減少，稱生物奪氮作用。尤以微生物奪氮最突出，當(dāng)土壤中施用大量新鮮的、含纖維素多的有機(jī)肥和其它環(huán)境條件又適宜，微生物就大量活動(dòng)與繁殖，消耗掉土壤中有效氮素，從而導(dǎo)致作物氮素養(yǎng)分缺乏或嚴(yán)重不足。因此，凡秸稈還田或施用大量未腐熟的含纖維多的有機(jī)肥料，必須配合施用適當(dāng)?shù)乃傩У�，以補(bǔ)充土壤有效氮素，供作物吸收。
但是生物奪氮作用是暫時(shí)的，直到有機(jī)肥分解就會(huì)停止，同時(shí)，微生物死亡后，氮素仍就歸還給土壤，讓作物吸收利用。所以這與反硝化作用造成的氮素?fù)p失是完全不同的。
③土壤中磷素的轉(zhuǎn)化：一般土壤中磷酸總量（以P2O5計(jì)算）約在0.05~0.2%之間。紅黃壤僅為0.06%左右，就按此計(jì)算，這些磷也夠供作物若干年豐收所需要。但是，土壤中能為作物很好吸收利用的水溶性磷（如Na、K、NH4等磷酸鹽及磷酸一鈣）和弱酸溶性磷（如磷酸二鈣）很少；而多數(shù)為難溶性磷（磷酸二鈣）和極難溶性磷（如磷酸鐵、磷酸鋁）以及有機(jī)態(tài)磷。它們需經(jīng)各種轉(zhuǎn)化，才能被作物吸收利用。
土壤無機(jī)磷的轉(zhuǎn)化，主要受土壤反應(yīng)的影響。在強(qiáng)酸性土壤中，磷與鐵、鋁離子化合生成難溶性的磷酸鐵、磷酸鋁沉淀而被土壤固定；在石灰性土壤中，磷則成為磷酸三鈣被土壤固定。只有當(dāng)土壤反應(yīng)處于中性或接近中性（PH值為6.5~7.5）的條件，磷的有效性才提高。
土壤有機(jī)磷的轉(zhuǎn)化。土壤中，有機(jī)磷化合物主要有核蛋白、核酸、卵磷脂、植素以及植物體內(nèi)其他含磷化合物。它們是在土壤微生物的作用下，進(jìn)行水解釋放出磷酸。這種磷酸和水解性磷一樣，在土壤中再進(jìn)行著各種轉(zhuǎn)化，變成有效磷酸鹽供作物吸收利用。
④土壤中鉀素的轉(zhuǎn)化：土壤中鉀的含量與成土母質(zhì)、土壤質(zhì)地和有機(jī)肥料的施用關(guān)系極大。據(jù)有關(guān)資料記載，發(fā)育于紫色土、花崗巖的土壤，全鉀量為2.5~5.0%;發(fā)育于第四紀(jì)紅色粘土的紅壤，全鉀量為0.8~1.8%；而發(fā)育于石灰?guī)r的土壤，全鉀量僅0.68~1.12%。粘質(zhì)土壤含鉀量比砂質(zhì)土壤高。
土壤中的鉀，根據(jù)對(duì)作物有效性的高低，分為四大類：一是水溶性鉀。如KNO3、KCl、KHCO3等，可以被作物直接吸收，但土壤中的含量卻極少；二是代換性鉀。系土壤膠體上吸附的鉀，作物亦可以直接利用，但土壤中含量也少，僅占土壤全鉀量的0.1~0.5%。通常說的有效鉀，是指水溶性鉀與代換性鉀的總和。但它只占土壤總鉀量的1~2%；三是微生物活體鉀。這類鉀存在微生物活體內(nèi)，但在微生物死亡分解后，可被作物吸收利用；四是礦物鉀。系指礦石（鉀云母、正長石）中含的鉀，是礦物在鉀細(xì)菌和各種酸的作用下，釋放出的水溶性鉀。這類鉀在土壤中含量最多，占土壤含鉀總量98%以上。不過，土壤中的鉀和氮、磷一樣，并不能滿足作物生活的需要，亦須依靠施肥來補(bǔ)充。
土壤中各種類型的鉀，在一定的條件下，也可相互轉(zhuǎn)化。難溶性含鉀礦物，在各種酸類或鉀細(xì)菌的作用下，可以釋放出水溶性鉀。但在含粘粒多的土壤中，由于粘土具有濕脹干縮的特性，在土壤干濕交替頻繁中，土壤中的水溶性鉀或代換性鉀被粘土礦物固定起來，成為一種不能移動(dòng)的鉀，使作物根系無法吸收。為避免這一現(xiàn)象，鉀肥宜施在干濕變化較少的土層內(nèi)，即適當(dāng)深施，或采用集中穴（條）施，最好是葉面噴施。
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