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【华农园林】园林人应掌握的土壤基础知识

 自强不息在等你 2019-11-05

一、土与土壤的区别

土壤,覆盖在陆地表面,若光线、温度、降水等外在条件充足,则可供植物生长。它的母材是通过水或风搬运、堆积的岩石风化物,在某段期间内,与气候、生物(包括人为因素)、地形等因素的交互作用下形成。土壤处于生态系统的核心,除了孕育植物等陆地生物之外,更能分解落叶及动物遗体,维持元素正常的生物地质化学循环。土壤与大气、水并列为构成环境的要素之一。

现在,一般都会将“土”和“土壤”两个词分开使用。换言之,岩石风化后形成的是“土”;岩石风化变成细小颗粒后,若因为生物作用而呈现适合植物生长的状态,则称为“土壤”,与“土”有着明确的区分。

1、土的生成

科学家通过放射性元素测定陨石的年代,又分析阿波罗计划所带回来的月球岩石,推测我们所居住的地球,诞生至今大概经过了46亿年。一般认为,地球刚诞生的时候,地球表面和月球表面并没有太大差异,如今却变得截然不同。这样的差异,起因于月球上没有空气和水,因此没有生物诞生;而地球上却诞生了丰富多样的生物。

由于月球表面没有空气(真空),因此受到太阳的影响非常大,强烈的紫外线和温差(摄氏130°到零下170°左右)使得岩石风化成微粒子(粉末)。这样的微粒子称为粉尘,并不算是土壤。

相对地,在大气层保护下的地球,温差很小(摄氏40°到零下40°左右), 再加上地球有水,微生物可栖息在风化后的岩石微粒子中,分解、缩合、聚合有机物,形成腐殖质,进而形成适合生物生长的环境 ----土壤。

土与土壤的区别

2、从土到土壤

由土变化为土壤的过程中,生物的活动是不可或缺的因素。地球上首度出现生物,大约是在40亿年前;而地球上第一次出现土壤,应该也是在这个时候。土壤和生物一同出现在陆地之后,从此关系便密不可分,直到今日。

岩石变成土,除了崩坏等物理原因之外,生物也拥有让岩石变成土的力量。一般认为,能使岩石变成土的生物,就是需要岩石上少许养分就能生长的苔藓(地衣)。我们常可以在山上或古老的寺院里看见长有青苔的岩石,而青苔的下方,其实已经出现了薄薄一层、微量的土,且是含有黏土、微生物和有机物的土。

从岩石诞生的土壤

当岩石表面的凹陷或龟裂处积了水,产生拥有适度水分的环境,那么能利用阳光的青苔就会开始入侵。当青苔逐渐增殖,被青苔覆盖的岩石表面也就随之慢慢变成土。这时,便有各种能利用无机物或有机物的微生物,在土里增殖。在这些微生物作用下,土的性质便会渐渐变化为适合植物生长的环境,也就是“土壤”。

当新生的土壤上出现了草类后,土壤就会因为草类的根以及微生物的作用而慢慢增加,成为适合灌木类生长的环境,接着便会出现高大树木类,植物群落就这样逐渐产生。

在地面上的植物群落变化,对地面下的环境也有很大的影响。各种植物的根部往下伸展,分泌出能够溶解岩石的有机酸;枯萎后,除了能为微生物的能量(食物)来源,同时也能制造出细微的空隙。植物根部的作用促进了岩石的分解与微生物的活化,使得腐殖质堆积,继续产生新的土壤,连更深的岩石层都逐渐变成了土壤层。

大型植物开始生长后,落叶等有机物带给地表更多的供给,大量蓄积腐殖质,使得土壤更加肥沃。

与植物一同发展形成的土壤

再经过一段时间,土壤中的养分开始出现淋溶作用;养分流失后,土壤就会渐渐变成不适合植物生长的环境,也就是“土”。如上所述,在数百年至数万年的时间里,土壤不断反复诞生又消失,消失再重生。

二、土壤质地

土壤的泥砂比例称为土壤质地。直径小于0.01毫米的土粒称泥;直径为1-0.01毫米的土粒称砂;直径大于1毫米的土粒称砾石。根据土壤质地不同将土壤分为砂质土、粘质土和壤质土。

1、砂土

这类土壤含砂粒在80%以上,土粒间大孔隙多,土壤容积比重在1.4-1.7克/厘米之间,因此,土壤昼夜温差大,通透性好,有机质矿质化快,易耕作,但保水保肥能力差,遇水易板结,肥力一般较低。种植苗木要增施有机肥和少量多次地勤追化肥。

2粘土

这种土壤含泥粒在60%以上,土壤比重在2.6-2.7克/厘米之间。土壤硬度大,粘着性、粘结性和可塑性都强,故适耕性差。土壤保水保肥力强,潜在肥力较高。但土紧难耕,土温低,肥效不易发挥。因此,水田要注意管水,提高泥温,多施腐熟性有机肥和热性化肥。

3、壤土

这种土壤泥砂比例适中,一般砂粘占40-55%,粘(泥)粒占45-60%。土壤容重1.1-1.4克/厘米之间。质地轻松,通气透水,保水保肥力强,耕作爽犁。因此,它是水、肥、气、热协调的优质土壤。

三、土壤酸碱度(PH值)

土壤酸碱度是指土壤溶液中存在的H+和OHˉ的量。通常用PH值表示。pH=7时是中性反应,这时溶液中H+和OHˉ数量相等;pH小于7表示是酸性反应,这时H+多于OHˉ;H大于7表示是碱性反应,这时H+少于OHˉ。土壤酸碱度按其pH值的大小分为七级:

pH<4.5 强酸性

pH4.5-5.5 酸性

pH5.5-6.5 微酸性

pH6.5-7.5 中性或近于中性

pH7.5-8.5 微碱性

pH8.5-9.5 碱性

pH>9.5 强碱性

1、土壤酸碱性产生原因

土壤之所以有酸碱性,主要是土壤中存在酸碱物质。H+来源主要是土壤胶体上吸附的H+和Al+3;其次是二氧化碳溶于水形成碳酸解离的结果:

H2CO3=H++HCO3ˉ,HCO3ˉ= H++CO3ˉ

除此之外,还有有机质转化过程中,分解产生的有机酸(丁酸、草酸、柠檬酸等)、岩石风化过程中,化学变化(如含硫矿物氧化)成的酸以及施用肥料加进的酸性物质[如(NH4)2SO4、NH4Cl],当NH4+被作物吸收后,常遗留在土壤中的酸根(SO4-2,Clˉ)都能使土壤酸性增加。

OHˉ的来源主要是土壤中碳酸钠、碳酸氢钠等盐类水解以及土壤胶体上含的代换性钠形成强碱转化结果。

例如:Na2CO3+2H2O  2NaOH+H2CO3

NaHCO3+H2O   NaOH+H2CO3

2、作物对土壤酸碱度的适应能力

强酸性与强碱性土壤都不利于作物生长。不同的作物要求土壤酸碱度不同。如茶树只适宜在酸性土壤上生长,像映山红、马尾松、杨梅、蒜盘子等,就是酸性土壤的指示植物;而天竺、圆叶包柏、柏木又是石灰性土壤的指示植物。

此外,土壤酸碱度对营养元素的有效性及有益微生物的活动都有很大的影响,土壤过酸过碱还影响土壤良好结构的形成(现不作详细阐述),这些无疑的都直接或间接地影响着作物的生长和发育。

3分辨土壤酸碱度的方法

我国南方的土壤偏酸,北方的土壤偏碱,不同的花对土壤酸碱度需求是不一样的,比如茶花、栀子花等喜酸性,而仙人掌、夹竹桃等则喜碱性,在养花的时候要是用错了土壤会事倍功半的。

看:观察土壤颜色

观察土色是最简单的方法,酸性土壤多为黑褐色,颜色较深。

碱性土壤多为灰白黄,颜色较浅一些。

捏:用手捏一下

用手捏一下酸性土壤会有比较松软的感觉,松开的时候酸性土不容易结块,手一抖就会散开的。

捏碱性土会感觉比较硬,松手之后不易散开,会结成一块。

浇:浇水看变化

给酸性土浇水后,水渗进土壤里的速度比较快,水会变得比较浑浊,完全渗透之后土壤也会比较松软。

给碱性土浇水后,渗水较慢,而且水面会起白泡沫,完全渗水之后土壤会比较黏。

测:用PH试纸测试

要是觉得分辨不好的话,那就用PH试纸测试一下,直接埋土里,看试纸颜色的变化就行,红、黄偏酸,褐、黑偏碱。

辩:辨别土壤上生长的植物

如果是直接去野外挖土的话,那就可以观察一下这片土壤上生长的是什么植物,松树、杉类的植物会长在酸性土上,而垂柳、桑树等则喜欢碱性的土壤。

四、土壤中存在的问题

1、耕作层变浅

在长期不深耕深松和机械耕作碾压、践踏条件下,耕地土壤耕作层由过去的20~30公分变为15公分左右,加之降雨、灌水沉实,“犁底层”位置上移并加厚,成为坚硬深厚的阻隔层,阻碍土壤水分、养分和空气的上下运行,阻碍作物根系下扎延伸,土壤蓄水减少,抗旱性能下降,土壤养分有效性和作物营养状况恶化。

2、土壤有机质减少

一是长期不施或少施农家肥,缺少秸秆还田,不种植绿肥,土壤有机质得不到补充;二是超量施用化学氮肥,以及超出土壤负荷的高产,频繁的表土耕翻,则加剧了土壤碳的耗竭,致使土壤有机质含量减少。土壤有机质减少会引发土壤结构破坏和土壤板结,土壤肥力下降,土壤理化和生物性质恶化,土壤酸化和次生盐碱化,土传病害加剧,土壤净化能力减退等。

3、土壤板结

由于耕地土壤有机质缺乏,以及不合理的耕作和灌溉,大量施用化肥,土壤酸化,土壤次生盐碱化,破坏了土壤团粒结,致使土壤板结。土壤板结直接导致土壤-植物系统缺氧、缺水、缺肥,影响到土壤植-物系统的物质转化和能量交换,甚至某些生理活动和生命代谢不能正常进行,或者终止,或者向有害方向转化。

4、土壤酸化

由于长期过量使用生理酸性肥料和化学氮肥,土壤中的酸性物质不断增加并积累,土壤中的钙镁等碱性物质被作物吸收利用或淋洗而减少,缺乏必要的补充调节,使土壤出现酸化现象。土壤酸化会加速土壤贫瘠化,土壤有害重金属活化,土壤有害微生物特别是寄生真菌增加,土传病害严重发生。

5、土壤次生盐碱化

由于长期过量使用化学肥料,使土壤中的盐分不断积累,尤其是硝酸盐积累更甚。这些盐分随土壤水分上行聚集到地表,形成土壤表层次生盐碱化,土壤结构破坏,理化生物性质恶化,轻则影响种子发芽出苗,阻碍养分吸收,作物生长不良,重则造成植物生理干旱,营养障碍、盐害、死亡。甚至失去农业利用价值。

6、土壤营养失调

生产中不按作物所需营养元素比例施肥,不搞测土配方施肥,盲目过量施用氮磷钾,不施或少施有机肥和中微量元素肥,造成土壤中氮、磷的富集,土壤中钾、硅及钙、镁、硼、锌、铁、钼等中微量元素耗竭,导致氮磷钾比例失调,大量元素与中微量元素间营养比例失调,硅等有益元素缺失,并导致土壤营养元素拮抗,有肥而无用。

7、土壤污染

由于农业系统外的“三废”污染,农业系统内过量化肥、农药、农膜残留污染,未经处理的有机肥污染,以及有害病原物污染,时常会进入耕地土壤。当这些污染物残留累积超出土壤自净化能力后就会“溢出”,直接造成耕地土壤的重金属、有机化合物和致病生物污染。

耕地土壤被污染后,就会破坏土壤生态平衡,使土壤有益生物大量死亡,土壤生物种群减少,土壤理化生物性质恶化,土壤活性下降,土壤功能变差,严重污染者会使土壤丧失生产能力,失去农业利用价值。

8、土壤侵蚀

耕地土壤侵蚀主要表现有水蚀、风蚀和耕蚀。主要是坡地土壤垦殖过度,尤其是坡度大于15度以上的坡地,频繁地表土耕作扰动,使水土流失。其次是垦后缺乏如坡改梯、水平沟耕作、植物篱等保护性耕作措施,而是随意挖地耕翻,既造成耕蚀,又加剧了风蚀、水蚀。长期水土流失,导致土壤沙化,土层变薄,养分流失,保水保肥能力降低,土壤贫瘠化,耕地面积减少。

9、土壤-植物系统病

由于连续在同一块耕地上种植同一种或同科作物,因作物根系分泌物和残留物及某些病原生物在土壤中大量积累,使这块耕地土壤成为有病土壤。加之该作物所需要的营养元素因连续被吸收而缺乏,不需要的营养元素在土壤中累积,致使土壤营养失衡。再是土壤微生物生态群落被破坏,土壤对“有害微生物”的净化能力或抑制作用下降,有害微生物增多,有益微生物减少,生物性质恶化。

土壤-植物系统病”的根源在土壤,表现在作物,当有病的土壤遇到免疫力差的植物,即会以植物病的形式表现出来,生产上常叫做重茬病、连作障碍、再植障碍。

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