第六章 土壤与园林植物 第一节 土壤理化性质与园林植物 第二节 土壤生物与园林植物 第三节 城市土壤的特点 第四节 盐碱土与园林植物.

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第六章 土壤与园林植物 第一节 土壤理化性质与园林植物 第二节 土壤生物与园林植物 第三节 城市土壤的特点 第四节 盐碱土与园林植物

第一节 土壤理化性质与园林植物 一、土壤物理性质 (一)土壤质地与结构 1、土壤质地 土壤物理性质:是指土壤质地、结构以及与此相关的土壤水分、土壤空气和土壤热量的变化情况。 (一)土壤质地与结构 1、土壤质地 各级土粒在土体内所占的重量百分比。土壤质地:根据土粒直径的不同来进行划分。

土壤质地 沙土: 沙土的粒径最大(0.02mm-2.00mm),潮湿的沙土不能攥团,摸上去磨手。通气透水性好,保水力弱,容易造成干旱。有机质少,供肥力低,保肥力较弱,选择抗干旱贫瘠的植物;“发小不发老”,育苗基地较受欢迎。(西瓜、大豆、花生)

土壤质地 壤土 壤土的粒径次之(0.002mm~0.02mm), 潮湿的壤土可以攥团。既有良好的保水保肥能力,又具一定的通气透水能力能协调好水、肥、气、热的矛盾,多数植物生长良好

土壤质地 黏土 黏土的粒径最小 (小于0.002mm), 潮湿的黏土, 可以搓条,手感粘腻。保水保肥能力较强,肥效较长,通透性差。排水不良,不耐涝,土壤持水量大,但损失快,保水抗旱能力差,“晴三天张大嘴,雨三天淌黄水”“发老不发小”,选择耐通透性差的植物。(水稻、芦苇)

沙土:干时沙土呈单粒分散,一般不成块,偶尔见到小块,用手一触即碎,用手捏时,有十分粗糙刺手的感觉。湿时不能团成球,更不能搓成条。 沙壤土:土块在手掌中研磨时有砂的感觉,也有细土的感觉,但无刺手的感觉。土团挤压易碎。湿时可勉强团成球,但表面不平,当搓成细圆条时易断裂成碎断。 轻壤土:干时呈块状的较多,土块用手挤压时,要稍用力才能压碎,湿时有微弱的可塑性,能团成球,球面较光滑,能搓成细圆条,提起后即断裂。

中壤土:干时大多呈土块,要用相当大的力才能将土块压碎。手捏时感到沙砾与粘粒大致相等。湿时可压成较长的薄片,片面平整,但无反光,可搓成直径3mm的土条,当弯曲成2-3才m的圆环时产生裂缝而断裂。 重壤土:干燥时是硬土块,手指要用大力才能压碎土块。手捏时感觉有粉粒和粘粒,沙粒很少。湿时可塑性较好,可压成较薄片,片面光滑,有弱的反光。易搓成2-3mm直径的细圆条,当弯曲成2-3cm直径的圆环,经压扁土条上才产生裂缝。 黏土:干时呈硬土块,手指用力再大也难压平。手捏时有均匀的粉感觉,粉末易粘在指纹中。湿时黏土可塑性良好,压成薄片有强的反光,可搓成直径2-3mm的细圆条,能弯曲成2cm直径的圆环,压扁时无裂缝。

2、土壤结构 (1) 土壤颗粒结构 分为微团粒结构、团粒结构、块状结构、核状结构、柱状结构及片状结构等。 团粒结构最适宜植物生长。 团粒结构是指土壤中腐殖质把矿物土粒互相黏结成直径为0.25-10mm的小团块。

土壤颗粒结构

土 壤 团 粒 体

(2)土壤土层结构 土壤剖面 土壤剖面:是一个具体土壤的垂直断面,一个完整的土壤剖面应包括土壤形成过程中所产生的发生学层次,以及母质层次。 土壤的发生学层次简称土壤发生层或土层。是指土壤形成过程中所形成的剖面层次。

典型的土壤层次结构 堆积枯枝落叶,下部以初步分解 腐殖质含量高,与矿物颗粒紧密结合形成暗色土层 物质淋失,颜色较浅 淋溶层淋移物质在此层沉积, 多形成核状、柱状、棱状结 构,较紧实 土层较深,受成土因素影响 小,保持母质特性

(二)土壤水分 (一)土壤水分的来源 大气降水 土壤水分 灌溉水    地下水上升和大气中水汽的凝结也是土壤水分的来源。

1、重力水(gravitational water)   又称多余水,是指土壤中水分饱合后,大孔隙中的水在重力作用下垂直下渗或流出,这种被排走的水称为重力水。存在于土壤中的时间短。

除重力水外,余下的水分被保持在毛细管中称为田间持水量,通常作为灌溉水量定额的最高指标。 2、田间持水量: 除重力水外,余下的水分被保持在毛细管中称为田间持水量,通常作为灌溉水量定额的最高指标。 ●萎蔫系数:当植物呈现永久萎蔫时的土壤含水量称萎蔫系数。 ●土壤有效含水量:是田间持水量与萎蔫系数之差

不同质地,土壤田间持水量有很大不同。

(三)土壤空气 1、土壤空气和近地面大气空气组成的差异 土壤空气组成不是固定不变的。 2.土壤空气中的O2含量低于大气(只有10%-12%) 1.土壤空气中的CO2含量高于大气 2.土壤空气中的O2含量低于大气(只有10%-12%) 3.土壤空气中的水汽含量一般高于大气 4.土壤空气中含有较高量的还原性气体(CH4等) 土壤空气组成不是固定不变的。

2、土壤空气对植物生长的影响 (1)影响种子的萌发 种子萌发需要吸收一定的水分和氧气、缺O2会影响种子内物质的转化和代谢活动。有机质嫌气分解也会产生醛类或有机酸而妨碍种子的发芽。 (2)影响根系的发育 通气良好有利于大多数作物根系的生长,表现为根系长,颜色浅根毛多;缺O2土壤中的根系则短而粗,根毛数量大量减少。研究表明:土壤空气中O2浓度低于9%-10%时,根系发育则会受到抑制;小于5%时,绝大部分作物的根系就停止发育。

(3)影响根系吸收功能 土壤良好的通气状况有利于根系的有氧呼吸,释放较多的能量,有利于根系对养分的吸收。 (4)影响土壤微生物的活动和养分状况 土壤空气的数量和O2的含量显著影响到微生物的活性。O2供应充足时,有机质分解速度快,分解彻底,氨化过程加快,也有利于硝化过程的进行,故土壤中有效氮丰富。 土壤缺O2时,则有利于反硝化作用的进行,造成氮素的损失或导致亚硝酸态氮的累积而毒害根系。 (5)影响植物生长的土壤环境状况。

3、土壤空气的调节: (1)深翻松土:增加大孔隙,促进空气交换 (2)多施有机肥:是形成良好的团粒结构 (3)修筑排水渠道:及时排水,利于气体流通。

(四)土壤热量 1.土壤热量来源 太阳辐射 土壤热来源 有机物分解 地热传导 化学反应放热

土壤热量的来源 (1).太阳的辐射能 太阳辐射能是土壤热量的主要来源,地球表面所获得的平均辐射强度为1.9cal/cm2/mm,此值又称太阳常数。 (2). 生物热 土壤微生物在分解有机质的过程中常放出一定的热量,但数量较少。 (3). 地球内热 由地球内部的岩浆传导至地表的热。但因地壳导热能力差,因此这部分热量占的比例小,但温泉附近,这一热源不可忽视。

土壤的热性质 (1)土壤的吸热性:土壤吸收太阳能的性能。与土壤湿度、地形和地貌、土壤颜色有关。 (2)土壤散热性:土壤向大气散失热量的性能。土壤白天吸热,温度升高,夜间散热,土温下降。

(3)土壤热容量 是指单位重量或单位容积的土壤,当温度增或减1℃时所需要吸收或放出的热量,一般用焦耳数表示。 土壤热容量愈大,则土温升高或降低愈慢,反之则愈快。 土壤固、液、气三相组成的热容量差异很大。 土壤水的热容量最大。通过调控土壤水分状况可以调节土壤热状况。

土壤吸收一定的热量后,除用于本身的升温外,还将热量传给临近土层。土壤传导热量的特性称土壤导热性。土壤导热性的大小用导热率衡量。 (4)土壤导热率 土壤吸收一定的热量后,除用于本身的升温外,还将热量传给临近土层。土壤传导热量的特性称土壤导热性。土壤导热性的大小用导热率衡量。 土壤导热率主要受含水量、松紧程度孔隙状况影响。土壤导热率随含水量的增加而增加,因为含水量增加后不仅在数量上水分增加易于导热,而且水分增加后使土粒间彼此相连,增加了传热途经。所以湿土比干土导热快。导热率低的土壤,昼夜温差大,导热率高的土壤昼夜温差小。 土壤导热率:指厚度为1cm,两端温度相差1℃时,每秒钟通过1cm2土壤断面的焦耳数

二、土壤的化学性质 (一)土壤的酸碱性 PH值变化在:4-9, “南酸北碱”

强酸性 酸性 中性 碱性 强碱性 pH值<5.0 pH值5.0~6.5 pH值 6.5~7.5 pH值7.5~8.5 pH值>8.5 根据我国酸碱度的情况,可把土壤反应分为下列5级: 强酸性 酸性 中性 碱性 强碱性 pH值<5.0 pH值5.0~6.5 pH值 6.5~7.5 pH值7.5~8.5 pH值>8.5

土壤酸碱性 土壤酸碱反应对土壤肥力及植物生长的影响: 1.影响土壤养分物质的转化和有效性 (1)对P的影响:PH<5及 PH>5.0土壤中,活性 Fe、 Al及Ca与磷酸根结合形成沉淀,造成P的固 定;中性条件下P的有效性最高。 (2)对Ca、Mg、K的影响:酸性强,淋失,供 肥不利;在强碱土壤中,Ca、Mg以CaCO3、 MgCO3 存在有效性差。 (3)对微量元素的影响:Fe、Mn、Cu、Zn随着 PH增高,有效性降低,PH >7.5更低;Mo在酸性 土壤中有效性低;B在中性有效性高。

2.影响微生物活动:在最适PH范围内,分解有 机化合物最佳。细菌PH 6~8、放线菌PH 6~8、 真菌PH5~6。 3.影响土壤理化性质:酸性土H+,Al3+多。粘粒 分解,盐基淋失,不利于结构形成;碱土Na+多 达15%,颗粒高度分散,不利通水透气。 4.对植物的影响:大多数适宜PH6~8即中至微 酸。有些作物反应敏感,PH范围窄,如茶;有些 PH范围宽,如土豆PH4~8,在最适范围内产量 高,品质好。有些植物喜酸性,如:茶花、茉莉、 含笑等,PH:4.5-5.5;有的喜欢碱性,如:白皮松 、柏树。

土壤pH值与微生物及营养元素有效性的相关图式

C H N O P K (二)土壤矿质元素 必需营养元素的组成 16种: 碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、硼、锰、铜、锌、鉬、氯 S Cl S O Mg Mo Fe B K Mn Ca Cu Zn Ni

必需营养元素的来源: 碳和氧——空气中的二氧化碳 氢和氧——水 部分氮——大气 汇报其它必需营养元素——几乎全部是来自土壤 由此可见,土壤不仅是植物生长的介质,而且也是植物所需矿质养分的主要供给者。

其他元素

必需元素的种类 大量元素Macroelement (Major element)是指植物需要量较大,在植物体内含量较高(>0.01%)的元素,C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S 微量元素Microelement (trace element)是指植物需要量较少, 在植物体中含量较低(<0.01%)的元素, Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl

必需营养元素的来源 土壤中这些养分的来源 (1)矿物岩石 (2)植物凋落物 (3)施肥 (4) 生物固氮、大气降水 (1)矿物岩石 (2)植物凋落物 (3)施肥 (4) 生物固氮、大气降水 生物固氮:土壤中的固氮微生物把空气中的氮气固定转化为含氮化合物的过程。

(三)土壤有机质 1、土壤有机质的来源 (1)死亡的动植物、微生物残体。(2)施入的农家肥。(3)工业及城市垃圾废水、废渣。 2、土壤有机质的含量:土壤有机质在自然土壤中差异很大,高的可超过20%,称为有机质土壤比如某些泥炭土,低于20%以下的土壤称为矿质土壤,矿质土壤占绝大多数,有些低的不足0.5%,主要为一些漠境或沙漠土壤。华北、西北地区大部份低于1% 3、类型:新鲜的有机质;已经发生变化的半分解的有机残余物;腐殖质(是有机质的主要成分,在一般土壤中占有机质总量的85%-90% )

4、土壤有机质的作用: 植物营养的重要来源 改善土壤的物理化学性质 促进土壤微生物的活动 促进植物生长发育 减少农药和重金属的污染:如褐腐酸能使残留在土壤中的某些农药如DDT的溶解度增大,加速其淋出土体,减少污染、毒害

5、增加土壤有机质的措施 增施有机肥,我国历来有施有机肥的习惯,肥源广阔,有厩肥、堆肥、沤肥等对提高土壤的肥力作用极大,吨良田有机质含量不少于1.1%。有机肥工厂化生产是未来发展趋势 秸杆还田是增加土壤有机质简单易行的措施 主要方式有: (1)与厩肥混合堆腐沤制后还田。 (2)秸杆粉碎就地还田;(瘦田注意施入速效性氮肥) (3)高留茬收割,高度20~30cm; (4)将秸杆作饲料,过腹还田。 粮肥轮作,做到用地养地相结合:种植绿肥

第二节 土壤生物与园林植物 动物:影响土壤的形成和发育、物质的转化、土壤肥力的提高、指示污染和肥力 微生物:分解有机物质 细菌、真菌、放线菌、藻类 植物根系:土壤的形成和发育、土壤的结构及理化性质的影响

一、土壤微生物 (一)土壤细菌 (二)土壤真菌 1、异养细菌 2、固氮细菌 3、自养细菌 1、腐生真菌 2、寄生真菌 3、共生真菌 外生菌根 3、共生真菌 外生菌根 内生菌根 内外生菌根

(三)土壤放线菌 (四)土壤藻类 蓝藻、绿藻及硅藻

二、土壤动物 (一)土壤脊椎动物:是生活中土壤中的大型高等动物,包括鼠类、兔类、蛙类、蛇类等。 (二)土壤节肢动物:螨类、弹尾类、蚁类、蜘蛛类、蜈蚣类等。 (三)土壤环节动物:蚯蚓类 (四)土壤线虫 (五)土壤原生动物

第三节 城市土壤的特点 一、土壤污染 1、概念 土壤污染:土壤中的有害物质含量过高,超过了土壤的自净能力时,会导至土壤功能失调,肥力下降,影响植物的生长和发育,或污染物在植物体内积累,通过食物链危害人类健康。

土壤自净:经一系列的物理、化学及生物化学反应过程,降低有害物质的浓度或改变其形态,从而消除有害物质的毒性。

2、土壤污染物种类 物理污染:主要由城市建筑与生活垃圾、工业废渣及废农膜等 化学污染:无机和有机污染物两类。 生物污染:来自于粪水、城市污水、垃圾或不合理轮作的寄生虫和有害微生物。

3、土壤污染发生类型 水质污染型:工业废水、生活污水及受污染的地面水体。 大气污染型:大气酸沉降、工业飘尘及汽车尾气等。 固体废弃物污染型:工矿业废渣、城市垃圾及污泥。 生产型污染:农药、化肥的不当使用造成的污染。 综合污染型:

4、土壤污染的治理 排土与客土改良: 施用化学改良剂: ——许多重金属在PH>7时形成氢氧化物沉淀(石灰) ——一些重金属在土壤嫌气条件下易生成硫化物沉淀.(硫化钠) 生物改良 :利用某些植物的对重金属的富集能力,对有机污染物等的净化

二、土壤坚实度大 1、特点: 土壤坚实度是衡量土壤疏松或坚实与否的重要指标。 城市地区由于人流的践踏和车辆的辗压,土壤坚实度明显大于郊区土壤, 一般愈靠近地表其坚实度愈大。(20~30cm,可>1m)

2、影响: 对树木根系的呼吸作用等生理活动产生不利影响;直接导致植物根系减少,使根系的有效吸收面积减小,树木的稳定性减弱。 土壤保水、透水性能差,影响根系水分的供应。 土壤氧气减少,微生物减少,有效养分减少,植物长势差。

3、改良措施 选择抗逆性强的树种 土壤中掺入碎树枝、腐叶土等多孔性有机物或混入适量(占土壤总容积的比例<1/3)的粗沙砾、碎砖瓦改良土壤的通气状况。 根系分布范围的地面可通过设置金属架、围栏、种植绿篱或铺设透气砖等措施以防止践踏。

三、土壤贫瘠化 1、原因 市区内植物的枯枝落叶常作为垃圾而被清除运走。 城市渣土所含养分既少且难以被植物吸收 封闭路面会严重影响大气与土壤之间的气体交换,不利有机物质的分解

2、改良措施 应结合土壤改良进行人工施肥,特别是施入有机肥以增加有机质,改善土壤结构; 还可选择具有固氮能力的植物以改善土壤的低氮状况; 根据不同植物的需要进行合理灌溉等。

第四节 盐碱土与园林植物 一、概念 盐碱土:盐土和碱土以及各种盐化和碱化土的统称。 第四节 盐碱土与园林植物 一、概念 盐碱土:盐土和碱土以及各种盐化和碱化土的统称。 盐土:指含有大量可溶性盐类而使大多数植物不能生长的土壤(含盐量一般为0.6-1%) 盐化土:具盐化特征,但尚未达到盐土程度。

碱土 碱土:土壤中盐分以碱性钠盐为主或土壤胶体上吸附有大量Na+,其水解呈强碱性(pH9以上)。 碱化土:具碱化特征,但尚未达到碱土程度。

二、盐碱土对植物的危害 造成植物的生理干旱 伤害植物的组织 引起代谢紊乱 影响植物的正常营养 造成植物气孔不能关闭

三、盐碱土植物的类型及生态适应 盐碱土植物:具有一系列适应盐碱生境的形态和生理特征,能够在含盐量高的盐土或碱土上生长的植物。分为: 碱土植物 盐土植物 聚盐性植物(盐节木) 泌盐性植物(红树) 不透盐性植物(蒿属)

四、盐碱土的改良 水利措施:淋洗和排除土壤中的盐分 ———开沟、排水 农业措施:种植水稻或耐盐性强的作物 生物措施:植树造林、种植绿肥。