3.1土壤的作用与组成

3园林植物与土壤要素3.1土壤的作用与组成一、园林植物与土壤土壤是园林植物生长的基础，是植物生命活动所需水分和养分的供应库及贮藏库，也是许多微生物活动的场所。此外，土壤还为植物提供根系伸展的空间和机械支撑等作用。土壤是覆盖在地球陆地表面能够生长绿色植物的疏松表层。自然土壤和农业土壤。土壤肥力是土壤在植物生长发育过程中，具有不断供应和协调植物需要的水、肥、气、热和其他生活条件的能力。土壤肥力的高低是影响植物生长的重要因素之一。二、土壤的组成和性状体积比固相液相气相矿物质占38％以上有机质仅12％以下孔隙占50%左右重量比矿物质—占固体重量的95%以上有机质—占固体重量的5%以下被土壤溶液、土壤空气充满1、土壤矿物质土壤矿物质是指土壤中所有无机物质的总和，岩石矿物风化形成的矿物颗粒。（1）组成土壤的矿物矿物是自然产生于地壳中的化合物或单质，如石英、长石、云母等。分为原生矿物和次生矿物。原生矿物是由岩浆直接冷凝而成的矿物；次生矿物是指各种矿物在风化过程中和成土过程中重新产生的一类矿物。土壤矿物质的化学组成：氧、硅、铝、铁、钙、镁、钠、钾、钛、磷等10种元素占土壤矿物质总重的99%以上。以氧、硅、铝、铁为最多，称之为土壤的骨干部分。（2）组成土壤的岩石岩石是自然产生于地壳中、由一种或两种以上矿物组成的物质，通常是混合物。①岩浆岩：指在岩浆冷却过程中凝聚而成的岩石。特点：没有层次、不含化石及其他有机物质，比较容易风化，在地表的含量相对较低。②沉积岩：指由各种原先存在的岩石经风化、搬运、沉积后，重新固结而成的岩石。特点：可能含有化石，一般具有成层性，颗粒较岩浆岩小，不易风化，在土壤中的含量一般高于其他种类的岩石。③变质岩：指地壳中原先存在的各种岩石在地壳运动或岩浆活动的影响下，经高温高压的作用重新结晶形成的岩石。特点：极易风化，在地表和土壤中含量较低。（3）岩石矿物的风化岩石矿物的风化简称为岩石的风化，是指在自然因素的作用下岩石矿物发生的物理和化学变化。物理风化：指岩石矿物在自然因素作用下发生的物理变化。即岩石由大变小，由粗变细，最后形成岩石碎屑。①温度作用：由于岩石是热的不良导体，在经受四级和昼夜气温变化的影响下，表层和内部胀缩变化不协调，致使岩石发生破碎。②冰劈作用：岩石裂缝中的水结冰时体积增大，对周围岩石产生巨大压力，使岩石崩裂破碎。③磨蚀作用：水流、大风挟带砂石对岩石的强烈撞击摩擦以及冰川移动中的深刻磨蚀，也可加速岩石的崩解破碎。化学风化化学风化指岩石在水、二氧化碳、氧气以及各种酸等因素作用下发生化学变化，产生新物质的过程。①溶解作用:岩石中的矿物或多或少均可溶于水。②水化作用：矿物与水化合称为水化，水化后体积增大，使岩石松弛破碎。③水解作用：水分子解离产生H+和OH-，H+可从铝硅酸盐矿物中部分取代盐基离子，产生可溶性盐类。④氧化作用：指在氧的作用下，岩石中的很多矿物都能被氧化而生成新的矿物。2、土粒分级粒级：按照土粒直径(粒径)的大小及其性质分成的若干个等级。土粒一般分为石砾、砂粒、粉粒、黏粒四个基本粒级。常用的分级标准有：国际制、卡庆斯基制和中国制。特点：颗粒愈大，透气性愈好，保水保肥力愈差。表4-3常见的土壤粒级制当量粒径(毫米)中国制(1987)卡钦斯基制(1957)美国农部制(1951)国际制(1930)3-2石砾石砾石砾石砾2-1极粗砂粒1-0.5粗砂粒粗砂粒粗砂粒粗砂粒0.5-0.25物中砂粒中砂粒0.25-0.2理细砂粒0.2-0.1细砂粒性细砂粒0.1-0.05砂极细砂粒细砂粒0.05-0.02粗粉粒粒粗粉粒0.02-0.01粉粒0.01-0.005中粉粒物中粉粒粉粒0.005-0.002细粉粒理细粉粒0.002-0.001粗粘粒性0.001-0.0005粘粘粗粘粒粘粒粘粒0.0005-0.0001细粘粒粒粒细粘粒0.0001胶质粘粒3、土壤生物土壤生物是指全部或部分生命周期在土壤中生活的那些生物，包括动物、植物和微生物等生物类型。（1）土壤动物是指生活在土壤中的小动物，如蚯蚓、蚂蚁、蜗牛等，它们粉碎土壤中有机物残体，并使这些残体与土壤充分掺和，进一步促进了微生物的分解作用。它们还以有机残体为食料，将含有吩咐养分的粪便排入土壤，从而提高了土壤肥力。蚯蚓在形成团粒结构方面有着重要的作用，蚯蚓数量的多少常作为土壤肥力的标志之一。（2）土壤植物：是土壤的重要组成部分，就高等植物而言，主要是指高等植物的地下部分，包括植物根系、地下块茎块根（如甘薯、马铃薯等）（3）土壤微生物是土壤中最原始的活有机体。其作用是：分解有机质，合成腐殖质，转化土壤中难溶性的矿质养分及固氮。细菌：70%-90%。好气菌，厌气菌，兼性厌气菌。固氮菌，根瘤菌。放线菌：5%-20%，碱性土壤。真菌：土壤表层。原生动物：鞭毛虫类，根足虫类，纤毛虫类。藻类：蓝绿藻，硅藻，绿藻。4、土壤有机质土壤有机质是指土壤中有机化合物及小部分生物有机体的总和。在耕作土壤中，有机质只占土壤干重的1%～5%，但对土壤理化性质和肥力的作用却很大。（1）土壤有机质的来源及形态来源农业土壤有机质的重要来源是每年施用的有机肥料和每年作物的残茬和根系以及根系分泌物。形态新鲜有机质——土壤中未分解的动、植物残体。半分解的有机质——有机质已被微生物分解，多呈分散的暗黑色小块。腐殖质——有机残体在土壤腐殖质化的过程中形成的一类褐色或暗褐色的高分子有机化合物。土壤有机质中最主要的一种形态，占有机质总量的85%-90%。①有机质的矿化过程有机质在微生物作用下，分解为简单无机化合物的过程，其最终产物为CO2、H2O、无机离子等。②土壤有机质的腐殖化过程是形成土壤腐殖质的过程。一般分两个阶段。第一阶段是土壤微生物将动植物残体经初步分解后，转化为腐殖质的结构单元.如多元酚、含氮有机化合物(如氨基酸)等；第二阶段是在微生物的作用下，将第一阶段形成的组成单元缩合为腐殖质。③影响土壤有机质转化的因素a有机质的碳氮比b土壤水、热状况c土壤通气状况d土壤酸碱性（2）土壤有机质的转化有机质的分解与合成示意图(3)土壤有机质的作用①提供植物需要的养分：有机质矿质化释放出植物所需的各种营养元素，是一种稳定而长效的肥源。②提高土壤的保肥能力：主要成分是腐殖质，腐殖质的带电量远远大于土壤的无机胶体，因此它具有强大的保肥能力。③形成良好的土壤结构，改善土壤物理性质：有机质有利于团粒结构的形成。④促进微生物的活动：土壤有机质是大部分土壤微生物的碳源和能源，有机质含量越高的土壤，微生物的活性越强，土壤肥力一般也越高。⑤净化土壤：腐殖质有助于消除土壤中的农药残毒和重金属污染，起到净化土壤的作用；腐殖质中某些物质，如胡敏酸、维生素、激素等还可刺激植物生长。5、土壤水分土壤水分是土壤的重要组成物质，也是土壤肥力诸因素中最重要、最活跃的因素，是植物赖以生存的生活条件。土壤水不是纯水，实质上是含有多种无机盐与有机物的极稀的土壤溶液。是植物吸水的主要来源。土壤水分类型有吸湿水、膜状水、毛管水和重力水。（1）土壤水分的类型及性质①吸湿水：固相土粒及其表面的分子引力和静电引力从大气和土壤空气中吸附气态水。吸湿水受土粒表面分子的引力很大，最内层水分子的吸持力可达10000个大气压，最外层为31个大气压。吸湿水不能移动，无溶解能力，是一种无效水。当空气中水分达到饱和时，吸湿水达到最大含量，这时的吸湿水量称最大吸湿水量，也叫吸湿系数。②膜状水：吸湿水达到最大后，土粒剩余引力吸附液态水。膜状水的外层部分对作物的有效性高。植物出现永久萎蔫时的土壤含水量称为凋萎系数。凋萎系数约为最大吸湿水量的1.5-2倍，一般把这个水量作为植物可利用土壤水量的下限。水膜厚处移向水膜薄处。③毛管水：靠毛管力保持在土壤孔隙中的水分称为毛管水。它既能保持在土壤中具有溶解养分的能力，又可被作物吸收利用，属于有效水。根据毛管水的来源，可把毛管水分为毛管悬着水和毛管上升水。毛管悬着水达最大值时的含水量称为田间持水量；当悬着水被植物吸收或被蒸发，土壤含水量降至约为田间持水量的70%时，悬着水的连续状态断裂，此时植物不能及时吸收到所需要的水分，生长受到影响，此时的土壤含水量称为植物生长阻滞含水量。毛管上升水达到最大值时的土壤含水量称为毛管上升水。植物适应的土壤含水量范围在田间持水量到阻滞含水量之间。④重力水在重力作用下沿大孔隙向下渗漏成为多余的水。（2）土壤含水量的表示方法①质量分数（自然含水量）是指土壤中实际含水量占烘干土质量分数。土壤含水量（重量％）＝（原土重-烘干土重）/烘干土重×100％＝水重/烘干土重×100％②相对含水量：是指土壤实际含水量占田间持水量的百分数。可以说明土壤毛管悬着水的饱和程度及有效性与水分状况，土壤相对含水量为60%-80%，适合于多数植物的生长发育。土壤相对含水量（％)＝土壤实际含水量/田间持水量×100％③土壤水贮量：是以水的体积表示，指每667.7㎡（相当于1亩）土壤在一定深度内水分的总贮量。土壤水贮量=667.7（㎡）×土壤厚度（m）×土壤容重（g/cm3）6、土壤空气（1）土壤空气的特点土壤空气来源于大气，其组成基本与大气相似。①土壤空气中O2的浓度比大气低②土壤中的CO2的含量比大气高③土壤空气中的水汽呈饱和状态，而大气则呈非饱和状态④土壤空气中有时含有少量的还原性气体，如CH4、H2S、NH3、H2等（2）土壤空气与植物生产及肥力的关系①影响种子萌发②影响植物根系的发育与吸收功能③影响土壤养分状况④影响植物的抗病性