《植物生产与环境》教案

《植物生产与环境》教案 教学 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 一、讲授的主要内容 讲授植物基础知识、植物生产与光、植物生产与温度、植物生产与水、植物生产与土壤、植物生产与营养、植物生产与气候等与植物生长有关的环境因素。 教学安排 二、 理论授课150学时，其中集中面授辅导20学时，自学130学时。技能60学时，由学员在工作中进行，教师在网上答疑或电话答疑。 三、授课计划 课号 周次 章节 授课章节题目 课时 20 第一章 植物基础知识 20 第二章 植物生产与光( 20 第三章 植物生产与温度 20 第四章 植物生产与水 25 第五章 植物生产与土壤 25 第六章 植物生产与营养 20 第七章 植物生产与气候 合计 讲 义 目 录 第一章 植物基础知识(((((((((((((((((((((((((((((((2 第二章 植物生产与光(((((((((((((((((((((((((((((((6 第三章 植物生产与温度(((((((((((((((((((((((((((((8 第四章 植物生产与水(((((((((((((((((((((((((((((((11 第五章 植物生产与土壤(((((((((((((((((((((((((((((13 第六章 植物生产与营养(((((((((((((((((((((((((((((15 第七章 植物生产与气候(((((((((((((((((((((((((((((18 2 讲 义 内 容 主要讲授植物生产发育和遗传变异基础知识;光、温、水、土、肥等环境因素对植物生长发育的影响及调控;合理开发和利用资源环境与现实农业可持续发展。讲授以够用为原则，力求通俗易懂，深浅适宜。培养学员的实践与技能。 第一章 植物基础知识 第一节 植物的形态与功能 教学重点: ?根、茎、叶的形态结构和生理功能。 教学难点: ?营养器官的解剖结构在不同类型植物上的表现和差异。 一、根的形态与功能 (一)根的形态 1(根的发生 种子萌发时，胚根先突破种皮向地生长，便形成根。 2(根的种类 主根、侧根、不定根。主根和侧根为定根。 3(根系 一株植物所有根的总体叫根系。根系可分为直根系和须根系。 直根系:主根明显发达，较各级侧根粗壮，能明显区别出主根和侧根的根系。 须根系:主根不发达或早期停止生长，由茎的基部生出的不定根组成的根系。 4(根系分布 根系在土壤中分布很深很广。直根系植物的根常分布在较深土层中，属深根性;须根系往往分布在较浅的土层中，属浅根性。 (二)根的结构 1(根尖的结构 根尖是指根的最顶端到着生根毛的部位。根尖从顶端起依次分为根冠、分生区、伸长区、根毛区四区。 名称 位置 特点 功能 根冠 根尖最顶端 形状似帽状的结构，由许多薄壁保护分生区;能分泌黏液，起润滑 细胞组成。 作用。 分生区 根冠内侧 细胞体积小、壁薄、质浓、核大、根中各种组织的“发源地”。 排列紧密，具有强烈的分裂能力。 伸长区 分生区上方 细胞逐渐分化并纵向伸长。 根尖入土的主要推动力。 根毛 伸长区上方 细胞已停止生长，并且分化成熟。 根吸收水分和无机盐的主要部位。 3 2(双子叶植物根的结构 (1)初生结构 根的初生结构由外向内依次为表皮、皮层和中柱三部分。 (2)次生结构 双子叶叶植物的根完成初生成长后，由于形成层的发生和活动，不断产生次生维管组织和周皮，使根的直径增粗，并产生次生结构。 维管形成层的产生及活动:片段状维管形成层、波浪状维管形成层、圆环状维管形成层的产生。 维管形成层的分裂活动:维管形成层主要进行平周分裂，向外产生次生韧皮部，向内产生数量较多的次生木质部。 总之，双子叶植物根的次生构造从外向内依次为:周皮(木栓层、木栓形成层、栓内层)、韧皮部(初生韧皮部、次生韧皮部)、形成层，木质部(次生木质部、初生木质部)等。 3(禾本科植物根的结构 禾本科植物为单子叶植物，其根的基本结构也可分为表皮、皮层、中柱三个部分，但各部分有其特点，特别是不产生维管形成层和木栓形成层，不能进行次生生长。 表皮:是根的最外一层细胞，当根毛枯死后，往往解体而土脱落。 皮层:皮层中靠近表皮的三至数层细胞为外皮层。外皮层内侧为数量较多的皮层薄壁组织。内皮层在发育后期细胞壁呈马蹄形的五面加厚，只有外切向壁不加厚。在木质部放射角处的少数细胞仍保留薄壁状态，成为水分、养分进出的通道，这类细胞叫通道细胞。 中柱:最外一层薄壁细胞组成中柱鞘。每束初生韧皮部与初生木质部放射角相间排列，两者之间的薄壁细胞不能恢复分生能力，不产生形成层。以后细胞壁木质化而变为厚壁组织。 4(侧根的形成 侧根开始发生时，中柱鞘某些部位的几个细胞细胞质变浓，液泡很小，细胞恢复分裂活动。首先进行切向分裂，增加细胞层数，继而进行各个方向的分裂，产生一团细胞，形成侧根原基，其分化方向以向顶顺序进行，其顶端逐渐分化为生长点和根冠。最后，由于新的生长点的不断分裂、生长和分化而向外突出，结构穿过母根的皮层和表皮成为侧根。 (三)根的生理功能 1(生理功能 支持与固定作用，吸收作用，输导作用，合成与转化作用，分泌作用，贮藏作用，繁殖作用。 2(经济用途 食用、药用、工业原料等经济用途。某些乔木、藤本植物的根可作工艺美术品;在自然界中根还有护坡地、堤岸和防止水土流失的作用。 4 二、茎的形态与功能 (一)茎的形态特征 1(茎的形态 一般种子植物的茎多数呈圆柱形、三棱形、方柱形或扁平柱形。通常植物地上部分具有主茎和侧枝，茎有节、节间、叶腋和枝条等。植株生长过程中，根据枝条延伸生长的强弱，可将枝条分为长枝和短枝。 2(茎的生长习性 不同植物的茎在长期进化过程中，有各自的生长习性，以适应外界环境。通常茎的生长方式有四种方式:直立茎、缠绕茎、攀缘茎和匍匐茎。 3(芽 芽是处于幼态而未伸展的枝、花或花序。 (1)定芽和不定芽 定芽可分为顶芽和腋芽。 (2)叶芽、花芽和混和芽 形成枝条为叶芽。形成花或花序为花芽。既生枝叶，又长花为混合芽。 (3)鳞芽和裸芽 外面被有鳞片的叫鳞芽，不被鳞片的叫裸芽。 (4)活动芽和休眠芽 能于当年或次年春季萌发的芽叫活动芽。有的芽形成后，长时期处于休眠状态而不萌发的芽，叫做休眠芽。 4(分枝与分蘖 种子植物的分枝方式，一般有单轴分枝、合轴分枝和假二叉分枝3种类型(图1-31)。 分蘖是禾本科植物的特殊分枝方式，它是从靠近地面的茎基部产生分枝，并在其基部产生不定根，这种特殊的分枝方式叫分蘖，如小麦、水稻等。 (二)茎的构造 1(双子叶植物茎的初生构造 双子叶植物幼茎是由茎的生长点细胞经过分裂、伸长和分化形成的。把幼嫩的茎作一横切，自外向内分为表皮、皮层和中柱(也称维管柱)三部分。 表皮:是幼茎最外面的一层细胞。表皮上有气孔、表皮毛或腺毛。表皮对茎的内部起着保护作用。 皮层:位于表皮和中柱之间。近靠表皮部位常有一至数层厚角细胞，对幼茎具有机械支持作用。幼茎呈绿色，能进行光合作用。 中柱:位于皮层以内，由维管束、髓和髓射线三部分组成。 2(双子叶植物茎的次生构造 双子叶植物的茎形成初生结构后不久，便进行次生生长，产生次生结构，主要是维管形成层和木栓形成层活动的结果。 形成层的产生与活动:形成层由束内形成层和束间形成层组成形成层环。束内形成层的分裂，向外产生次生韧皮部，向内产生次生木质部，并且形成的次生木质部远比次生韧皮部多;束内形成层还能在韧皮部和木质部内形成许多呈辐射状排列的维管射线。束间形成层分裂时，向内、向外产生大量的薄壁细胞。使髓射线得以延伸。 木栓形成层的产生与活动:多数木栓形成层是由皮层的薄壁细胞转变的。木栓形成层向外分裂产生木栓层、向内产生栓内层。木栓层、木栓形成层和栓内层合称为周皮。 双子叶植物茎的次生构造由外向内包括:木栓层、木栓形成层、栓内层、皮层(有或无)、初生韧皮部、次生韧皮部、形成层、次生木质部、初生木质部、髓(有或无)和维管射线。 3(禾本科植物茎的构造特点 小麦、玉米、水稻都是禾本科植物，它们的茎在形态上有明显的节和节间，其内部构造有以下特点:?禾本科植物的茎多数没有次生构造。?表皮细胞常硅 5 质化。有的还有蜡质覆盖，如甘蔗、高粱等。?禾本科植物茎的皮层和中柱之间没有明显的界限，维管束分散排列于茎内。每个维管束由韧皮部和木质部组成，没有形成层。所以，禾本科植物茎的增粗受到一定的限制。 (三)茎的主要生理功能 1(生理功能 输导作用，支持作用，繁殖作用，储藏作用。 2(经济用途 食用、药用、工业原料、木材、竹材等，为工农业及其他方面提供了极为丰富的原材料。 三、叶的形态与功能 (一)叶的形态 1(叶的组成 植物的叶一般由叶片、叶柄和托叶三部分组成。具有叶片、叶柄、和托叶三部分的叶为完全叶;有些叶只有一个或两个部分的称为不完全叶。禾本科植物的叶有些不同，其叶是由叶片和叶鞘组成，并有叶舌和叶耳。 2(叶片的形态 各种植物叶片的形状多种多样，大小不同，形状各异。 叶形:针形，披针形，椭园形，卵形，菱形，心形，肾形。 叶尖:渐尖、锐尖、尾尖、钝尖、尖凹、倒心形等。 叶基:心形、耳垂形、箭形、楔形、戟形、园形、偏形等。 叶缘:全缘，锯齿形、牙齿形、波浪形等形状。 叶裂:状和掌状两种，每种又可分为浅裂、深裂和全裂三种。 叶脉:平行脉、网状脉和叉状脉。 叶序:互生、对生、轮生和簇生。 复叶:羽状复叶、三出复叶、掌状复叶和单身复叶。全裂单叶在外形上很像复叶，但与复叶还有一些区别。 顺序 全裂单叶 复叶 1 裂片的形状与大小，常差异很大 每一个叶的形状与大小，常基本相同 2 裂片的基部没有关节，裂片不各自脱落 每一个叶基部常有小叶柄，并有关节，小叶各自脱落 3 裂片基部不生小托叶 每一小叶基部有时生有托叶 (二)叶的构造 1(双子叶植物叶的构造 双子叶植物的叶片由表皮、叶肉和叶脉三部分组成。 表皮:表皮位于叶片的上下两面，分上表皮和下表皮。表皮上常有表皮毛、气孔和水孔等结构，气孔是由两个肾形的保卫细胞围合而成的小孔。 叶肉:位于上下表皮之间，叶肉细胞内含有大量叶绿体，是光合作用的主要场所。叶肉明显分化出栅栏组织和海面组织。 ( 叶脉:叶脉贯穿于叶肉中，具有输导和支持作用。叶脉中有一个或几个维管束，其中木质部位于上方，韧皮部位于下方。 2(单子叶,禾本科,植物叶的构造 禾本科植物的叶片也由表皮、叶肉和叶脉三部分组成。 与双子叶植物叶的结构相比，有以下不同:表皮细胞从正面观察呈长方形，细胞的外壁除含角质外，还含有硅质。从横切面看，上表皮中有许多呈扇形排列的泡状细胞(运动细胞)，与叶片的卷曲与开张有关。气孔器分布在上下表皮上，成纵行排列，保卫细胞为哑铃形，其外侧各有 6 一个近似菱形的副卫细胞。禾本科植物叶肉组织没有明显的栅栏组织和海绵组织。叶脉为平行排列，在维管束与上下表皮之间有发达的机械组织，每个维管束的外围具有由一层或两层大型薄壁细胞或厚壁细胞组成的维管束鞘。 (三)叶的主要生理功能 1(生理功能 进行光合作用和蒸腾作用，同时还具有吸收、繁殖等功能。 2(经济用途 食用、药用、工业原料、肥料、饲料、饮料等。 四、植物营养器官的变态 植物的营养器官(根、茎、叶)由于长时期适应于周围环境的结果，使器官在形态结构及生理功能上发生变化，成为该种植物的遗传特性，这种现象叫变态。 (一)根的变态 1(贮藏根 通常分为肉质直根(如萝卜、胡萝卜等)和块根(如甘薯等)两种。 2(气生根 可分为支持根(如玉米)、攀缘根(如常青藤)和呼吸根(如红树)三种。 3(寄生根 有些寄生植物如菟丝子、列当等茎缠绕在寄生茎上，它们的根形成吸器，侵入寄主体内，产生寄生根。 (二)茎的变态 1(地上茎变态 有五种变态:茎刺、茎卷须、叶状茎、小鳞茎和小块茎等。如山楂的茎刺，南瓜、黄瓜的茎卷须，天门冬的叶状茎，大蒜的小鳞茎和秋海棠的小块茎等。 2(地下茎变态 地下茎的变态有根状茎、块茎、鳞茎和球茎等类型。如其中根状茎有竹、莲、芦苇等，块茎有马铃薯等，鳞茎有洋葱、百合等，球茎有荸荠、芋等。 (三)叶的变态 常见叶的变态有:鳞叶、苞叶、叶刺、叶卷须和捕虫叶等。如洋葱、百合的鳞叶，玉米的苞叶，刺槐、仙人掌的叶刺，豌豆的叶卷须，猪笼草的捕虫叶等。 第二节 植物的生殖器官 教学重点: ?花的基本组成和结构。 ?花药的发育、结构和花粉粒的形成。 ?胚珠的发育、结构和胚囊的形成。 ?被子植物双受精。 ?胚及胚乳的发育。 ?种子和果实的形成、结构及类型。 教学难点: ?花药的发育、结构及花粉粒的形成。 一、花的形态与发育 (一)花的组成与形态 1(花的组成 一朵典型的花由花梗和花托、花萼、花冠、雄蕊、雌蕊等部分所组成。通常把具有花萼、花冠、雄蕊和雌蕊的花叫完全花。如果缺少其中任何一部分或几部分，则叫不完全花。 花梗和花托:花梗(柄)是着生花的小枝，其顶端膨大的部分叫做花托。花梗和花托具有运 7 输水分和营养物质及支持花的作用。 花萼:花萼是萼片的总称，位于花的最外面，形似叶，通常呈绿色。离萼、合萼、宿萼、副萼。 花冠:位于花萼的内面，由花瓣组成。离瓣花冠和合瓣花冠。双被花和无被花。 雄蕊群:位于花冠之内，每枚雄蕊由花药和花丝两部分组成。花药通常有四个花粉囊，成熟的花药内有大量的花粉粒。 雌蕊群:雌蕊位于花的中央，是由心皮卷合发育而成。每个雌蕊由柱头、花柱和子房三部分组成。单雌蕊、复雌蕊和离生单雌蕊。 2(禾本科植物的花 禾本科植物的花与一般花的形态不同，现以小麦为例说明。 小麦麦穗是复穗状花穗，在主轴上连生许多小穗，每一小穗基部由两个颖片包裹，其内着生数朵花，通常基部2,3朵花发育正常，为可育花，上部是发育不完全的不育花。每一可育花是由外稃、内稃、两片囊状浆片、3枚雄蕊和1枚2个羽毛状柱头的雌蕊组成。开花时，浆片吸水膨胀，撑开外稃和内稃，露出雄蕊和柱头，适应于风力传粉。 3(花序 花序可分为无限花序和有限花序两大类。 无限花序:开花顺序是花轴基部的花先开，渐及上部，花轴顶端可继续生长、延伸;若花轴很短，则由边缘向中央依次开花。类型有总状花序、伞房花序、穗状花序、伞形花序、葇荑花序、圆锥花序、头状花序和隐头花序。 有限花序: 其开花顺序与无限花序相反，是顶端或中心的花先开，然后由上向下或由内向外逐渐开放。类型有单歧聚伞花序、二岐聚伞花序和多岐聚伞花序。 4(花和植株的性别 两性花、单性花和无性花。 (二)花的发育 1(雄蕊的发育与结构 花药的发育及构造、花粉粒的发育与构造。 2(雌蕊的发育与结构 胚珠的发育与结构和胚囊的发育与结构。 (三)开花、传粉和受精 1(开花 当花粉粒和胚囊成熟后或其中之一成熟，花被展开，雌雄蕊暴露出来的现象叫开花。一株植物从第一朵花开放到最后一朵花开完所经历的时间，叫开花期。 2(传粉 植物开花后，花药破裂，成熟的花粉粒传到雌蕊柱头上的过程，叫传粉。传粉是有性生殖过程的重要环节，有自花传粉和异花传粉两种方式。 3(受精 雌雄配子(即卵和精子)相互融合的过程，叫做受精作用。 花粉粒的萌发: 经过传粉，落到柱头上的花粉粒首先与柱头相互识别，如果二者亲和，则花粉粒可得到柱头的滋养并从周围吸水，代谢活动加强，体积增大，花粉内壁由萌发孔突出伸长为花粉管。 花粉管的伸长: 花粉粒萌发后，花粉管穿过柱头和花柱进入胚珠的胚囊内。在花粉管伸长的同时，花粉粒中营养核和生殖核移到管的最前端。当花粉管到达胚囊中，营养核逐渐解体消失，生殖核分裂成两个精子。 双受精过程:双受精作用是被子植物有性生殖所特有的现象。 8 无融合生殖:有些植物里，不经过精卵融合也能形成胚，这种现象称无融合生殖。 二、果实的发育与结构 (一)果实的发育 受精作用完成后，花的各部分随之发生显著变化，通常花被脱落，但也有些植物的花萼宿存于果实上，雄蕊和雌蕊的柱头、花柱枯萎，仅子房连同其中的胚珠生长膨大，发育成果实。 (二)果实的结构 1(真果的结构 由子房发育而成的果实称为真果，真果的外面为果皮，内含种子。果皮由子房壁发育而来，可分为外果皮、中果皮和内果皮。 2(假果的结构 植物的果实，除子房外，还有花的其他部分参与果实的形成和发育，称为假果。假果的果实，如苹果、梨的食用部分主要由花筒发育而来，而真正的果皮，包括外、中、内三层果皮位于果实中央托杯内，仅占很少部分，其内为种子。 (三)果实的类型 被子植物的果实大体分为三类:单果、聚合果和复果。 1(单果 朵花中仅有一枚雌蕊所形成的果实，称为单果。它又分为肉质果和干果。 肉质果:主要有浆果、柑果、瓠果、梨果和核果。 干果: 裂果和闭果。裂果有荚果、蓇葖果、角果和蒴果等;闭果主要有瘦果、胞果、坚果、翅果、分果和颖果等。 2(聚合果 聚合果是由一朵花中的离生单雌蕊发育而成的果实，许多小果聚生在花托上。又分聚合瘦果(如草莓)、聚合核果(如悬钩子)和聚合蓇葖果(如八角、茴香)等。 3(复果 有些植物的果实，是由整个花序发育而成的，称为复果，又称聚花果，如风梨、无花果、桑椹等果实。 三、种子的发育与结构 被子植物的花经过传粉、受精之后，胚珠逐渐发育成种子，即包括胚、胚乳和种皮三部分，它们分别由合子、初生胚乳核和珠被发育而来。 (一)胚的发育 胚的发育从合子开始。受精后的合子通常要经过一段休眠期。合子通过休眠后，进行第一次分裂形成二细胞原胚，直至器官分化之前的胚发育阶段为原胚时期，合子分裂产生二细胞，大为基细胞或柄细胞，小为顶细胞或胚细胞。顶细胞将来发育成胚体，基细胞主要形成胚柄或者参加胚体的形成。 胚的发育早期，胚体成球形。随着胚发育，双子叶植物珠胚体，其两侧加快分裂生长，逐渐突起形成两片子叶，而中间生长慢的部分发育成胚芽，球形胚下端分化为胚根，胚芽和胚根之间部分化化为胚轴，这样一个具有子叶、胚芽、胚轴和胚根的胚就形成了。在单子叶植物的胚发育时，生长点偏向胚的一侧，因而形成一片子叶。 (二) 胚乳的发育 被子植物的胚乳是由初生胚乳发育而来，常具三倍染色体。极核受精后，初生胚乳核不经休眠或经短暂休眠，即开始分裂。胚乳的发育形式有两种: 1(核型胚乳 多发生于单子叶植物和双子叶的离瓣花植物中。 9 2(细胞型胚乳 大多数具合瓣花的双子叶植物的胚乳发育属于此类。 (三)种皮的发育 在胚和胚乳发育的同时，珠被发育为种皮,位于种子外面起到保护作用。 (四)种子的结构与类型 种子的形状、大小和颜色因植物种类不同而差异较大，但其结构是相同的，由胚(包括胚芽、胚轴、胚根、子叶)和胚乳(或无)、种皮三部分组成。根据种子成熟时胚乳的有无，可将种子分为无胚乳种子和有胚乳种子两类。 (五)果实和种子的传播 1(借风力传播 这类植物的果实或种子小而轻，并有毛、翅等附属物。 2(借水力传播 有些水生或沼生植物的果实与种子具漂浮结构，适宜水面漂浮传播。 3(借人与动物活动传播 有些植物的果实或种子，有的具钩刺、具宿存黏萼可黏附于人和动物身上而被传播;有的果皮或种皮坚硬，动物吞食后不消化而排泄至他处(如人参);有些杂草的果实和种子常与栽培植物同时成熟，借人类收获和播种活动进行传播。 4(借果实自身机械力传播 有些植物的果皮各层结构不同，细胞含水不一。如大豆、绿豆的炸荚，风仙花的果皮内卷等可将种子弹至他处。 第2章 植物生产与光 第一节 植物的光合作用 教学重点: ?光合作用的意义及影响光合作用的因素。 教学难点: ?光合作用的主要过程。 一、光合作用的意义 (一)光合作用的概念 光合作用是绿色植物利用光能，将二氧化碳和水合成有机物质，释放氧气，同时把光能转变为化学能贮藏在所形成的有机物中的过程。常以下面反应式表示。 光 6CO+ HO CHO + 6O? 2 261262 叶绿体 (二)光合作用的意义 111(把无机物转变成有机物 地球上一年通过光合作用约合成5×10t有机物。 212(蓄积太阳能量 植物通过光合作用每年将3.2×10J的日光能转化为化学能。 3(净化空气 吸收二氧化碳，释放氧气，从而起到净化空气作用;大气中一部分氧气转化为臭氧，对陆地生物也有良好作用。 二、光合作用的主要过程 光合作用的实质是将光能转变成化学能。根据能量转变的性质，可将光合作用分为三个阶段:第一步，光能的吸收、传递和转换成电能，主要由原初反应完成。第二步，电能转变为活跃的化学能，由电子传递和光合磷酸化完成。第三步，活跃的化学能转变为稳定的化学能，由碳同化进行。 10 光合作用中各种能量转变情况 光反应 暗反应 能量转变 光能?电能 电能?活跃化学能 活跃化学能?稳定化学能 贮藏能量的物质 量子 电子 ATP、NADPH 糖类 能量转变过程 光能的吸收、传递、转换 电子传递、光合磷酸化 碳同化 能量转变部位 类囊体片层 类囊体片层 叶绿体基质 三、光合作用的产物 光合作用的产物有碳水化合物、有机酸、氨基酸、蛋白质等，主要为碳水化合物。光合作用产物与植物种类、叶龄、光质及氮素营养等有关。 四、影响光合作用的因素 (一)光照强度 光饱和点和光补偿点是植物光合特性的两个重要指标。为了提高作物对光能的利用，适当增强光照，如合理密植、整枝修剪、去老叶等，以改善田间的光照条件。 (二)CO浓度 2 CO是光合作用的主要原料，光合速率随CO浓度增加而上升。生产上常通过施用有机肥料、22 通风等措施来增加CO浓度。 2 (三)水分 水分是光合作用的原料之一，土壤水分含量对植物光合作用影响很大，如土壤干旱光合作用受到抑制。叶片缺水也会影响光合作用正常进行。 (四)温度 一般温带植物能进行光合作用的最低温度为0?,5?。在10?,35?范围内，光合作用能正常进行;35?以上光合作用受阻，40?,50?以上光合作用完全停止。 (五)矿质元素 N、Mg、Fe、Mn、P、K、B、Zn等元素都会直接或间接对光合作用产生影响。如氮和镁是叶绿体的组成元素，铁和锰参与叶绿素的形成过程，磷、钾、硼能促进有机物质的转化和运输，因此，合理施肥才能保证光合作用正常顺利地进行。 (六)植物内在因素 主要有叶龄、叶的结构和光合产物的输出等。光合速率随叶龄增长出现“低,高,低”规律。C植物的光合速率大于C植物，这与叶的结构有关。光合产物(蔗糖)从叶片中输出速率也会43 影响光合作用。 第二节 植物的呼吸作用 教学重点: ?呼吸作用的概念、类型及意义。 ?呼吸作用的主要过程。 ?呼吸作用在植物生产上的应用。 教学难点: ?呼吸作用的主要过程。 一、呼吸作用的意义 (一)呼吸作用的概念 11 呼吸作用是指生活细胞内的有机物质在一系列酶的作用下，逐步氧化分解，同时放出能量的过程。呼吸作用可分为有氧呼吸和无氧呼吸两类。 (二)呼吸作用的意义 呼吸作用对植物生命活动具有十分重要的意义，主要表现在三方面: 1(为植物生命活动提供能量 呼吸作用将有机物质生物氧化，使其中的化学能以ATP形式贮存起来。 2(中间产物是合成植物体内重要有机物质的原料 如丙酮酸、a,酮戊二酸、苹果酸等都是进一步合成植物体内新的有机物质的物质基础。 3(在植物抗病免疫方面有重要作用 在植物和病原微生物的相互作用中，植物依靠呼吸作用氧化分解病原微生物所分泌的毒素，以消除毒害。 二、呼吸作用的主要过程 植物的呼吸作用有多种途径，当其中一条途径受阻，可以通过其他途径来维持正常的呼吸作用，这是植物在长期的进化中形成的适应现象。这里主要介绍糖酵解,三羧酸循环过程。 (一)糖酵解 糖酵解是指葡萄糖在细胞质内经过一系列酶的催化作用，脱氢氧化，逐步转化为丙酮酸的过程。在无氧条件下，丙酮酸进行酒精发酵、乳酸发酵;在有氧条件下，丙酮酸则进入三羧酸循环。 (二)三羧酸循环 在有氧条件下，丙酮酸在酶和辅助因素作用下，首先经过一次脱氢和脱羧，并和辅酶A结合形成乙酰辅酶A，乙酰辅酶A和草酰乙酸作用形成柠檬酸(含有一个羟基、三个羧基)，这样反复循环进行。 三、呼吸作用的影响因素 呼吸作用的强弱常用呼吸强度来表示，影响呼吸强度的因素主要有: (一)温度 温度主要是影响呼吸酶的活性。大多数植物呼吸作用的最低温度在-10?，最适温度为25?,35?，最高温度为35?,45?。 (二)水分 细胞含水量对呼吸作用影响很大。禾谷类种子在风干状态(含水量为11%,12%)，呼吸微弱，当超过15%，呼吸作用加强 (三)O和CO浓度 22 大气含氧量通常在21%左右，当减少至5%,8%时，呼吸显著减弱。 CO是呼吸作用的产2物，空气中CO浓度增高时，呼吸作用减弱。某些种皮厚的种子，常因种皮内CO积累过多，22即使在潮湿的土壤中保存多年也不发芽。 四、呼吸作用在植物生产上的应用 (一)呼吸作用与粮油种子贮藏 贮藏粮油种子的原则是保持“三低”，即降低种子的含水量、温度和空气中的含氧量。 (二)呼吸作用与多汁果实和蔬菜的贮藏、保鲜 多汁果实和蔬菜的贮藏、保鲜的原则是在尽量避免机械损伤的基础上，控制温度、湿度和空气成分三个条件，降低呼吸消耗，使果实蔬菜保持新鲜状态。 (三)呼吸作用与作物栽培 许多栽培措施都是为了保证作物呼吸作用正常进行，如水稻浸种催芽时用温水淋种和时常翻种;水稻育秧采用湿润育种;作物的中耕松土等。 五、光合作用和呼吸作用的关系 光合作用和呼吸作用即相互对立，又相互依赖，二者共同存在于统一的有机体中。光合作用 12 与呼吸作用的区别见表。 光合作用和呼吸作用的区别 光合作用 呼吸作用 原料 CO、HO O、淀粉、已糖等有机物 22 2 产物 淀粉、已糖等有机物、O CO、HO等 222 贮藏能量的过程 释放能量的过程 能量转换 光能?电能?活跃化学能?稳定化学能 稳定化学能?活跃化学能 物质代谢类型 有机物质合成作用 有机物质降解作用 氧化还原反应 HO被光解、CO被还原 有机物被氧化，生成HO 222 发生部位 绿色细胞、叶绿体、细胞质 生活细胞、线粒体、细胞质 发生条件 光照下才可发生 光下、暗处均可发生 光合作用和呼吸作用又有相互依赖、紧密相连的关系，二者互为原料与产物，光合作用释放O可供呼吸作用利用，而呼吸作用释放CO也可被光合作用所同化。它们的许多中间产物是相22 同的，催化诸糖之间相互转化酶也是类同的。在能量代谢方面，光合作用中供光合磷酸化产生 ，，ATP所需的ADP和供产生NADPH所需NADP，与呼吸作用所需的ADP和NADP是相同的，它们可以通用。 第三节 提高植物光能利用率的途径 教学重点: ?经济产量、叶面积系数、光能利用率等基本概念。 ?光能利用率不高的原因及提高光能利用率的途径。 教学难点: ?提高光能利用率的途径。 一、植物的光合性能与产量 (一)作物的产量构成因素 决定作物产量的因素是:叶面积、光合强度、光合时间、呼吸消耗和经济系数。 1(光合面积 光合面积是指植物的绿色面积，通常以叶面积系数来表示叶面积的大小。 在一定范围内，叶面积越大，光合作用积累的有机物质越多，产量也就越高。 2(光合时间 适当延长光合作用的时间，可以提高作物产量。当前主要是采取选用中晚熟品种、间作套种、育苗移栽、地膜覆盖等措施，使作物能更有效地利用生长季节，达到延长光光时间的目的。 (二)作物光能利用率 目前作物的光能利用率普遍不高。据测算，只有0.5%,1%的辐射能用于光合作用。低产田作物对光能利用率只有0.1%,0.2%，而丰产田对光能的利用率也只有3%左右。 (三)作物群体对光能的利用 作物群体比个体更能充分利用光能。在群体的结构中，叶片彼此交错排列、多层分布，使各层叶片的透射光可以反复地被吸收利用。 二、提高植物光能利用率的途径 (一)植物对光能利用率不高的原因 当前作物对光能利用率不高的主要原因是: 1(漏光 植物的幼苗期，叶面积小，大部分阳光直射到地面上而损失掉 2(受光饱和现象的限制 光照度超过光饱和点以上的部分，植物就不能吸收利用，植物的光能利用率就随着光照强度的增加而下降。 13 3(环境条件及作物本身生理状况的影响 自然干旱、缺肥、CO浓度过低、温度过低或过2 高，以及作物本身生长发育不良，受病虫危害等，都会影响作物对光能的利用。 (二)提高作物光能利用率的途径 1(选育光能利用率高的品种 光能利用率高的品种特征是:矮秆抗倒伏，叶片分布较为合理，叶片较短并直立，生育期较短，耐阴性强，适于密植。 2(合理密植 合理密植是提高作物产量的重要措施之一。只有合理密植，增大绿叶面积，以截获更多的太阳光，提高作物群体对光能的利用率，同时还能充分地利用地力。 3(间套复种 间作套种可以充分利用作物生长季节的太阳光，增加光能利用率;复种则可把空间的生长季节充分加以利用。 4(加强田间管理 加强田间管理提高作物群体的光合作用，减少呼吸消耗。整枝、修剪调节光合产物的分配。增加空气中的CO浓度也能提高作物对光能的利用率。 2 第3章 植物生产与温度 第一节 植物生产的温度环境 教学重点: ?土壤热特性。 ?土壤温度、空气温度的变化规律。 教学难点: ?大气中的逆温。 一、土壤温度 (一)土壤的热特性 1(土壤热容量 土壤热容量可分为质量热容量和容积热容量。当不同的土壤吸收或放出相同热量时，热容量越大的土壤，其升温或降温的数值越小;反之，热容量越小的土壤，其温度变化就越大。 2(土壤导热率 土壤导热率高的土壤，热量易于在上下层间传导，地表土温的变化较小;相反，导热率低的土壤，地表土温的变化较大。 土壤中的土粒、水和空气的热特性 土壤容积热容量 土壤导热率 土壤成分 ——————631 111 /10J?m??/J?m?s?? 土粒 2.06,2.44 0.8,2.5 水 4.2 0.59 空气 0.0013 0.02 (二)土壤温度的变化 1(土壤温度的日变化 温度日较差是指一日内最高温度与最低温度之差。在正常天气条件下，一日内土壤表面最高温度出现在13:00时左右，最低温度出现在日出之前，土壤表面温度的日较差较大。 2(土壤温度的年变化 一年中，土壤表面月平均温度最高值出现在7,8月，最低值出现在1,2月。 14 3(土壤温度的垂直分布 一天中土壤温度的垂直分布一般分为日射型、辐射型、上午转变型和傍晚转变型等4种类型。一年中土壤温度的垂直变化可分为放热型(冬季，相当于辐射型)，受热型(夏季，相当于日射型)和过渡型(春季和秋季，相当于上午转变型和傍晚转变型)。 (三)影响土壤温度变化的因素 影响土壤温度变化的主要因素是太阳辐射，除此之外，土壤湿度等因素也影响着土壤温度变化。 1(土壤湿度 潮湿土壤与干燥土壤相比，地面土壤温度的日变幅和年变幅较小，最高、最低温度出现时间较迟。 2(土壤颜色 土壤颜色可改变地面辐射差额，故深色土壤白天温度高，日较差大，浅色土壤白天温度较低，日较差较小。 3(土壤质地 土壤温度的变化幅度以沙土最大，壤土次之，黏土最小。 4(覆盖 植被、积雪或其他地面覆盖物，可截留一部分太阳辐射能，土温不易升高;还可防止土壤热量散失，起保温作用。 5(地形和天气条件 坡向、坡度和地平屏蔽角大等地形因素及阴、晴、干、湿、风力大小等天气条件，或者使到达地面的辐射量发生改变，或者影响地面热量收支，影响土壤温度变化。 6(纬度和海拔高度 土壤温度随着纬度增加、海拔增高而逐渐降低。 二、空气温度 (一)空气温度的日变化规律 空气温度的日变化与土壤温度的日变化一样，只是最高、最低温度出现的时间推迟，通常最高温度出现在14,15时，最低温度出现在日出前后的05,06时。 (二)空气温度的年变化 气温的年变化与土温的年变化十分相似。大陆性气候区和季风性气候区，一年中最热月和最冷月分别出现在7月和1月，海洋性气候区落后1个月左右，分别在8月和2月。 (三)气温的非周期性变化 气温除具有周期性日、年变化规律外，在空气大规模冷暖平流影响下，还会产生非周期性变化。如我国江南地区3月份出现的“倒春寒”天气，秋季出现的“秋老虎”天气，便是气温非周期性变化的结果。 (四)大气中的逆温 逆温是指在一定条件下，气温随高度的增高而增加，气温直减率为负值的现象。逆温按其形成原因，可分为辐射逆温、平流逆温、湍流逆温、下沉逆温等类型。这里重点介绍辐射逆温和平流逆温。 1(辐射逆温 辐射逆温是指夜间由地面、雪面或冰面、云层顶等辐射冷却形成的逆温。 2(平流逆温 平流逆温是指当暖空气平流到冷的下垫面时，使下层空气冷却而形成的逆温。 逆温现象在农业生产上应用很广泛。 第二节 植物生长发育与温度 教学重点: ?三基点温度、农业界限温度、积温、有效温度等基本概念。 ?调节温度的农业技术措施。 教学难点: 15 ?积温和有效积温。 一、温度对植物生产的影响 (一)植物的三基点温度与农业界限温度 1(植物的三基点温度 植物生长发育都有三个温度基本点，即维持生长发育的生物学下限温度(最低温度)、最适温度和生物学上限温度(最高温度)，这三者合称为三基点温度。 2(农业界限温度 农业气候上常用的界限温度及农业意义是: 0?:土壤冻结或解冻的标志。 5?:喜凉植物开始生长的标志。 10?:喜温植物开始播种或停止生长的标志。 15?:大于15?期间为喜温植物的活跃生长期。 20?:热带植物开始生长的标志。 (二)积温和有效积温 (植物生长发育的积温 一定时期的积累温度，即温度总和，称为积温。积温能表明植物1 在生育期内对热量的总要求，它包括活动积温和有效积温。 2(植物生长发育的活动积温和有效积温 高于最低温度(生物学下限温度)的日平均温度，叫活动温度。植物生育期间的活动温度的总和，叫活动积温。活动温度与最低温度(生物学下限温度)之差，叫有效温度。植物生育期内有效温度积累的总和，叫有效积温。 几种植物所需大于10?的活动积温 植物 早熟型/? 中熟型/? 晚熟型/? 水稻 2 400,2 500 2800,3200 — 棉花 2 600,2 900 3400,3600 4000 冬小麦 — 1600,2400 — 玉米 2 100,2 400 2500,2700 ,3000 高粱 2 200,2 400 2500,2700 ,2800 大豆 — 2500 ,2900 谷子 1 700,1 800 2200,2400 2400,2600 马铃薯 1 000 1400 1800 3(积温的应用 积温作为一个重要的热量指标，在植物生产中有着广泛的用途，主要体现在:用来分析农业气候热量资源;作为植物引种的科学依据;为农业气象预报服务。 (三)温度变化与植物生产 1(植物的感温性和温周期现象 (1)植物的感温性 植物感温性是指植物长期适应环境温度的规律性变化，形成其生长发育对温度的感应特性。春化作用是植物感温性的另一表现。 (2)温周期现象 温周期现象是指在自然条件下气温呈周期性变化，许多植物适应温度的这种节律性变化，并通过遗传成为其生物学特性的现象。植物温周期现象主要是指日温周期现象。 2(土壤温度与植物生长发育 土壤温度对植物生长发育的影响主要表现在: (1)对植物水分吸收的影响 16 (2)对植物养分吸收的影响 (3)对植物块茎块根形成的影响 4)对植物生长发育的影响 ( (5)影响昆虫的发生、发展 3(空气温度变化与植物生长发育 (1)气温日变化与植物生长发育 气温日变化对植物的生长发育、有机质积累、产量和品质的形成有重要意义。 (2)气温年变化与植物生长发育 温度的年变化对植物生长也有很大影响，高温对喜凉植物生长不利，而喜温植物却需一段相对高温期。气温的非周期性变化对植物生长发育易产生低温灾害和高温热害。 二、植物生产的温度调控 (一)耕翻松土 耕翻松土的作用主要有疏松土壤、通气增温、调节水气、保肥保墒等。 在春季特别是早春，耕翻松土可以提高表层土温，增大日温差，保持深层土壤水分，增加土壤CO的释放量，有利于种子发芽出苗，幼苗长叶、发根和积累有机养分。 2 (二)镇压 镇压后土壤孔隙度减少，土壤热容量、导热率随之增大。因而清晨和夜间，土表增温，中午前后降温，土表日变幅小。镇压可以使土壤的坷垃破碎，弥合土壤裂缝，在寒流袭击时可有效防止冷风渗入土壤危害植物。镇压的另一作用是提墒。 (三)垄作 垄作的目的在于:增大受光面积，提高土温，排除渍水，土松通气。在温暖季节，垄作可以提高表土层温度，有利于种子发芽和出苗。 垄作的增温效应受季节和纬度影响。垄作具有排涝通气效应，多雨季节有利于排水抗涝。此外垄作增强了田间的光照强度，改善了通风状况，有利于喜温、喜光作物(如棉花)的生长，减轻病害。 (四)地面覆盖 地面覆盖的目的在于保温、增温，抑制杂草，减少蒸发，保墒等。地面覆盖的主要方式有: 1(土面增温剂 具有保摘、增温，压碱，防止风蚀、水蚀等多种作用。 2(染色剂 在地面上喷洒或施用草木灰、泥炭等黑色物质，因增加了对太阳辐射吸收而增温，相反施用石灰、高岭土等浅色物质，因增加了对太阳辐射的反射而降温。 3(地膜覆盖 地膜覆盖具有增温、保墒、增强近地层光强和CO浓度的功能。增温效应以2 透明膜最好，绿色膜次之，黑色膜最小。 4(铺沙覆盖 铺一层<0.2cm的细沙，在3,4月份地表可增温1?,3?，5cm地温可增高1.9?,2.8?，10cm地温提高1.2?,2.2?，另外铺沙覆盖具有保水效应，可防止土壤盐碱化，温、湿度条件得到改善。 5(其他覆盖 如秸秆覆盖技术、无纺布浮面覆盖技术、遮阳网覆盖技术已普遍推广，其主要作用是增温，保墒，抑制杂草等方面。 (五) 灌溉 灌溉对植物生产有重要意义，除了补充植物需水外，还可以改善农田小气候环境。春季灌水可以抗御干旱，防止低温冷害;夏季灌水可以缓解干旱，降温，减轻干热风危害;秋季灌水可以缓解秋旱，防止寒露风的危害;冬季灌水可为越冬植物的安全越冬创造条件。 (六) 设施增温 设施增温的主要方式有:智能化温室、加温温室、日光温室和塑料大棚等。 17 第4章 植物生产与水 第一节 植物生长发育与水 教学重点: ?水对植物的生理作用。 ?植物细胞与根系对水分的吸收。 ?蒸腾作用的概念及生理意义。 ?植物的需水规律及合理灌溉的指标。 教学难点: ?气孔对蒸腾作用的调节及影响蒸腾作用的条件; ?影响根系吸水的主要因素; 一、植物对水分的吸收 (一)水对植物的生理作用 水是植物的重要组成成分，水利是农业的命脉，水对植物的生命具有决定性作用:水是细胞原生质的重要成分;水是代谢过程的重要物质;水是各种生理生化反应和运输物质的介质;水分使植物保持固有的姿态;水分具有重要的生态作用。 (二)植物细胞吸水 一切生命活动都是在细胞内进行的，吸水也不例外。植物细胞吸水有三种方式: 1(渗透吸水 含有液泡的细胞吸水，如根系吸水、气孔开闭时保卫细胞的吸水为渗透吸水，主要是由于溶质势的下降而引起的细胞吸水过程。 2(吸胀吸水 对于无液泡的分生组织和干燥种子来说，其细胞吸水依赖于低的衬质势而引起的吸水过程。 3(降压吸水 主要是指因压力势的降低而引发的细胞吸水。 (三)植物根系的吸水 1( 植物对水的吸收和运输 植物根系吸收土壤水分后，便进行运输，其运输途径为:土壤中的水?根毛?根的皮层?根的内皮层?根的中柱鞘?根的导管或管胞?茎的导管?叶柄导管?叶脉导管?叶肉细胞?叶细胞间隙?气孔下腔?气孔?大气。 2(植物根系吸水的动力 根系吸水的动力主要有根压和蒸腾拉力两种。 (1)根压 根压是指由于植物根系生理活动而促使液流从根部上升的压力。伤流和吐水是证明根压存在的两种生理现象。 (2)蒸腾拉力 蒸腾拉力是指因叶片蒸腾作用而产生的使导管中水分上升的力量。蒸腾拉力是植物吸水的主要动力。 3(植物根系吸水的途径 水分在根内的径向运转有途径:质外体途径和共质体途径。 4(影响根系吸水的主要因素 植物根系吸水一方面取决于根系的生长状况，另一方面又受土壤状况影响，并且土壤状况对根系吸水的影响很大。主要因素有:土壤水分、土壤温度、土壤通气状况、土壤溶液浓度。 二、植物的蒸腾作用 (一)蒸腾作用的生理意义 蒸腾作用是指植物体内的水分以气态散失到大气中去的过程。对植物的生命活动具有一定意义:蒸腾作用能产生蒸腾拉力;促进矿物质营养的运输和合理分配;降低植物体的温度;有利于 18 CO2的同化。 (二)蒸腾作用的方式 叶片的蒸腾作用方式有两种:一是角质蒸腾，是指植物体内的水分通过角质层而蒸腾的过程;二是气孔蒸腾，是指植物体内的水分通过气孔而蒸腾的过程。植物以气孔蒸腾为主。 (三)蒸腾作用的指标 蒸腾作用的强弱常用蒸腾速率、蒸腾效率和蒸腾系数来表示。蒸腾系数越小，则表示该植物利用水分的效率越高。 (四)蒸腾作用的调节与影响因素 1(蒸腾作用的调节 在植物生产上，采取有效措施适当减少蒸腾消耗:一是减少蒸腾面积。移栽植物时，可去掉一些枝叶。二是降低蒸腾速率。在午后或阴天移栽植物，或栽后搭棚遮荫，或实行设施栽培。三是使用抗蒸腾剂。 2(影响蒸腾作用的因素 主要有光照、空气湿度、风速、温度、土壤条件等。 三、植物的需水规律 (一)植物的需水规律 在植物生活的全过程中，需要大量的水分，不同植物或同一植物不同品种，其需水量不同。同一植物不同生长时期，需水量也存在很大差异。 植物有两个关键需水时期:一是植物需水临界期。二是植物最大需水期。 (二)合理灌溉的指标 作物是否需要灌溉可依据气候特点、土壤墒情、作物形态、生理指标等加以判断。 1(土壤指标 植物根系活动层土壤含水量低于田间持水量的60%,80%，应及时灌溉。 2(形态指标 植物幼嫩的茎叶在中午前后易发生萎蔫;生长速度下降;叶、茎颜色呈绿色或有时变红等情况下，要及时进行灌溉。 3(生理指标 常用植物叶片的细胞液浓度、渗透势、水势和气孔开度等作为灌溉的生理指标。 第二节 植物生产与水环境 教学重点: ?降水、空气湿度的表示方法。 土壤水分的类型及有效性。 ? 教学难点: ?空气湿度的表示方法。 一、降水 (一)降水形成的原因 大气降水的形成，就是云层中水滴或冰晶增长到一定程度，在不断下降的过程中，不因蒸发而导致水分耗尽，降落到地面以后即成为降水。 1(对流降水 地面空气受热以后，因体积增大而不断上升，到一定高度又冷却，水汽凝结而形成的降水。 2(地形降水 在山区，暖湿空气受山地阻挡，被迫抬升到一定高度，因水汽饱和而形成的降水。 3(锋面降水 当暖湿空气沿锋面上升，因绝热冷却，水汽凝结而形成的降水。 19 4(台风降水 在台风影响下，因空气绝热上升，水汽凝结后而产生的降水。 (二)降水类型 (按降水性质降水分类 连续性降水、间歇性降水、阵性降水、毛毛状降水。 1 2(按降水物态形式分类 雨、雪、霰、雹。 3(按降水强度分类 小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨、特大暴雨、小雪、中雪、大雪等。 (三)降水的表示方法 1(降水量 降水量是指一定时段内从大气中降落到地面未经蒸发、渗透和流失而在水平面上积聚的水层厚度。通常以日为最小单位，进行降水日总量、旬总量、月总量和年总量的统计。 2(降水强度 降水强度是指单位时间内的降水量。根据降水强度大小，可将降水划分为若干等级。 3(降水变率 有绝对降水变率和相对降水变率两种。 4(降水保证率 降水保证率是指降水量高于或低于某一界限降水量的频率的总和。 二、空气湿度 (一)空气湿度的表示方法 空气湿度是指表示空气中所含水汽量和空气潮湿程度的物理量。常用水汽压、绝对湿度、相对湿度、饱和差和露点温度来表示。 (二)空气湿度的时间变化 近地面空气湿度有一定的日变化和年变化规律，尤以水汽压和相对湿度最为明显。 1(水汽压的时间变化 水汽压的日变化有两种基本形式，一种是单峰型，另一种是双峰型。 单峰型的日变化与气温日变化相似，一日中水汽压最大值出现在14,15时，最低值出现在日出之前。单峰型日变化主要发生在海洋上、潮湿的陆地上及乱流交换较弱的季节。 双峰型有两个极小值和两个极大值。一个极小值出现在日出之前气温最低的时候;另一个出现在15,16时。第一个极大值出现在8,9时;第二个极大值出现在20,21时。双峰型日变化多发生在内陆暖季和沙漠地区。 水汽压的年变化与气温年变化相似，在陆地上，最大值出现在7月,最小值出现在1月;在海洋上，最大值出现在8月，最小值出现在2月。 2(相对湿度的时间变化 在大陆内部，其日变化与气温日变化相反，最大值出现在日出前后气温最低的时候;最小值出现在气温最高的14,15时。沿海地区相对湿度的日变化表现为日高夜低，与气温日变化一致。 相对湿度年变化的位相，一般与气温年变化的位相相反，温暖季节相对湿度较小，寒冷季节相对湿度较大。 三、土壤水分 (一)土壤水分的存在形态 1(吸湿水 吸湿水是指土粒表面靠分子引力从空气中吸附的气态水并保持在土粒表面的水分。属无效水。 2(膜状水 膜状水是指土粒靠吸湿水外层剩余的分子引力从液态水中吸附一层极薄的水膜。吸湿水和膜状水又合称为束缚水。 3(毛管水 毛管水是指土壤依靠毛管引力的作用将水分保持在毛管孔隙中的水分。分为毛管悬着水和毛管上升水两种。 4(重力水 重力水是指存在于土壤大孔隙中，受到重力作用又能向下移动的水分。 (二)土壤水分的有效性 1(水分常数 土壤吸湿系数、萎蔫系数、毛管持水量、田间持水量、全蓄水量等土壤水分常数。 20 2(水分有效性 通常情况下将萎蔫系数看作土壤有效水的下限，将田间持水量看作土壤有效水的上限，二者的差值称为土壤有效最大含水量。 (三)土壤含水量的表示方法 1(质量含水量 W,W土壤水质量12土壤质量含水量(%),，100%,，100%烘干土质量W2 2(容积含水量 土壤水容积土壤容积含水量(%),，100,质量含水量(%)，容重土壤总容积 3(相对含水量 第三节 提高水分利用率的途径 教学重点: ?节水灌溉技术;保墒技术;水土保持技术。 教学难点: ?节水灌溉技术。 一、集水蓄水技术 (一)沟垄覆盖集中保墒技术 基本方法是平地(或坡地沿等高线)起垄，农田呈沟、垄相间状态，垄作后拍实，紧贴垄面覆盖塑料薄膜，降雨时雨水顺薄膜集中于沟内，渗入土壤深层。 (二)等高耕作种植，截水增墒 基本方法是沿等高线筑埂，改顺坡种植为等高种植，埂高和带宽的设置既要有效地拦截径流。 (三)微集水面积种植 我国的鱼鳞坑就是其中之一;在一小片植物，或一棵树周围，筑高15,20cm的土埂，坑深40cm，坑内土壤疏松，覆盖杂草，以减少蒸腾。 二、节水灌溉技术 (一)喷灌技术 喷灌是利用专门的设备将水加压，或利用水的自然落差将高位水通过压力管道送到田间，再经喷头喷射到空中散成细小水滴，均匀散布在农田上，达到灌溉目的。 (二)地下灌技术 把灌溉水输入地下铺设的透水管道或采用其他工程措施普遍抬高地下水位，依靠土壤的毛细管作用浸润根层土壤，供给植物所需水分的灌溉技术。 (三)微灌技术 微灌技术是一种新型的节水灌溉工程技术，包括滴灌、微喷灌和涌泉灌等。 (四)膜上灌技术 这是在地膜栽培的基础上，把以往的地膜旁侧改为膜上灌水，水沿放苗孔和膜旁侧灌水渗入进行灌溉。 (五)植物调亏灌溉技术 调亏灌溉是从植物生理角度出发，在一定时期内主动施加一定程度的有益的亏水度，使作物经历有益的亏水锻炼后，达到节水增产，改善品质的目的，通过调亏可控制地上部分的生长量， 21 实现矮化密植，减少整枝等工作量。 三、少耕免耕技术 (一)少耕 少耕的方法主要有以深松代翻耕，以旋耕代翻耕、间隔带状耕种等。 (二)免耕 国外免耕法一般由三个环节组成:利用前作残茬或播种牧草作为覆盖物;采用联合作业的免耕播种机开沟、喷药、施肥、播种、覆土、镇压一次完成作业;采用农药防治病虫、杂草。 四、地面覆盖技术 (一)沙田覆盖 沙田覆盖是由细沙甚至砾石覆盖于土壤表面，起到抑制蒸发，减少地表径流，促进自然降水充分渗入土壤中，从而起到增墒、保墒作用。此外沙田还有压碱，提高土温，防御冷害作用。 (二)秸秆覆盖 利用麦秸、玉米秸、稻草、绿肥等覆盖于已翻耕过或免耕的土壤表面;在两茬植物间的休闲期覆盖，或在植物生育期覆盖;可以将秸秆粉碎后覆盖，也可整株秸秆直接覆盖，播种时将秸秆扒开，形成半覆盖形式。 (三)地膜覆盖 有提高地温，防止蒸发，湿润土壤，稳定耕层含水量，起到保墒作用，从而有显著增产作用。 (四)化学覆盖 利用高分子化学物质制成乳状液，喷洒到土壤表面，形成一层覆盖膜，抑制土壤蒸发，并有增湿保墒作用。 五、保墒技术 (一)适当深耕 深耕再结合施用有机肥，还能有效地提高土壤肥力，改善植物生活的土壤环境条件。 (二)中耕松土 通过适期中耕松土，疏松土壤，可以破坏土壤浅层的毛管孔隙，使得耕作层的土壤水分不容易从表土层蒸发，减少了土壤水分消耗，同时又可消除杂草。 (三)表土镇压 对含水量较低的沙土或疏松土壤，适时镇压，能减少土壤表层的空气孔隙数量，减少水分蒸发，增加土壤耕作层及耕作层以下的毛管孔隙数量，吸引地下水，从而起到保墒和提墒的作用。 (四)创造团粒结构体 在植物生产活动中，通过增施有机肥料，种植绿肥，建立合理的轮作套作等措施，提高土壤有机质含量，再结合少耕、免耕等合理的耕作方法。 (五)植树种草 植树造林，能涵养水分，保持水土。 六、水土保持技术 (一)水土保持耕作技术 主要有两大类:一是以改变小地形为主的耕作法，包括等高耕种、等高带状间作、沟垄种植(如水平沟、垄作区田、等高沟垄、等高垄作、蓄水聚肥耕作、抽槽聚肥耕作等)、坑田、半旱式耕作、水平犁沟等。二是以增加地面覆盖为主的耕作法，包括草田带轮作、覆盖耕作(如留茬覆盖、秸秆覆盖、地膜覆盖、青草覆盖等)、少耕(如少耕深松、少耕覆盖等)、免耕、草田轮作、深耕密植、间作套种、增施有机肥料等。 (二)工程措施 主要措施有山坡防护工程(梯田、拦水沟埂、水平沟等)、山沟治理工程(沟头防护工程、谷坊等)、山洪排导工程(排洪沟、导流堤等)、小型蓄水工程(小水库、蓄水塘坝等)。 22 (三)林草措施 主要措施用封山育林，荒坡造林(水平沟造林、鱼鳞坑造林)，护沟造林，种草等。 第5章 植物生产与土壤培肥 第一节 土壤的基本组成 教学重点: 土壤的基本组成。 ? ?土壤质地的类型及质地与土壤肥力的关系。 ?土壤有机质的转化及作用。 ?土壤通气性对植物生长发育的影响。 教学难点: ?土壤有机质的转化及作用。 ?土壤矿物质。 一、土壤、土壤肥力概念 1(土壤概念 土壤即指覆盖在地球陆地表面上的，能够生长绿色植物的疏松表层。 自然土壤:自然界尚未开垦种植的土壤。 农业土壤:而在自然土壤基础上，人类开垦耕种和培育的土壤。 2(土壤肥力的概念 土壤肥力是指在植物生长发育过程中，土壤不断地供给和调节植物所必需的水、肥、气、热等物质和能量的能力。 3(土壤的组成 自然界土壤由矿物质、有机质(土壤固相)、土壤水分(液相)和土壤空气(气相)三相物质组成的。 二、土壤矿物质 (一)土壤矿物质的组成 土壤矿物质是岩石矿物质的风化产物，其颗粒大小差别很大。通常肉眼可见的大颗粒多是破碎的原生矿物，而细小的土粒则是经过化学风化作用改造形成的次生黏土矿物。 原生矿物是在风化过程中没有改变化学组成而遗留在土壤中的一类矿物，主要有石英、长石、云母、辉石、角闪石、橄榄石等。 次生矿物是原生矿物在风化和成土作用下，重新形成的一类矿物，主要有高岭石、蒙脱石、 23 伊利石等次生铝硅酸盐矿物和铁、铝、硅等氧化物或含水氧化物(如三水铝石)。 (二)土壤质地 土壤中各种粒级的配合和组合状况称为土壤质地，即土壤沙黏程度。土壤质地可划分为沙土、壤土和黏土三类。几种主要质地土壤的生产特性为: 质地 肥力特征 生产特性 沙质土 土壤砂粒多，大空隙多，小空隙少，故透种子出苗快，发小苗不发老苗;易于 水透气性强而保水保肥性差;砂土含养分耕作，但泡水后会淀浆板结，俗称闭 少，有机质分解快，易脱肥，施用速效肥沙;这类土壤宜种植生育期短、耐贫 料往往肥力猛而不长，俗称“一烘头”; 瘠、要求土壤疏松、排水良好的作物， 砂土因水少气多，土温升降速度快，昼夜如薯类、花生、芝麻、西瓜、果树等 温差大，称“热性土”。 作物。 黏质土 黏粒含量较多，其粒间孔隙小而总孔隙度湿时泥泞，“天晴一把刀，落雨 大，毛管作用强烈，透水透气性差，但保一团糟”，耕后大坷垃多，作物不易 水保肥性强;黏质土矿质养分丰富，加之做到全苗齐苗;土性冷，肥效稳长， 通气不良，有机质分解缓慢，肥效稳长后发老苗不发小苗;这类土壤宜种植水 劲足;黏土水多气少，土温升降速度慢，稻、小麦、玉米、高梁、豆类等生育 昼夜温差小，称“冷性土”。 期长、需肥量大的作物。 壤质土 兼有沙土与黏土的优点，通气透水性良水、肥、气、热状况比较协调，适宜 好，保水保肥力强;有机质分解较快，供种植各种作物，发小苗也发老苗— 肥性能好;土温较稳定，耕性良好。 “壮子送老”。 三、土壤生物和有机质 (一)土壤生物 土壤生物包括土壤动物、植物和微生物。 1(土壤动物 种类:土壤中有许多小动物，如蚯蚓、线虫、蚂蚁、蜗牛、蠕虫、螨类等。 作用:粉碎土壤中的有机物残体，促进了微生物的分解作用。粪便排入土壤，提高土壤肥力。蚯蚓和蚂蚁在形成团粒结构方面有重要作用，常作为土壤肥力的标志之一。但有些动物对植物有害。 2(土壤微生物 种类:重要的类群有细菌、放线菌、真菌、藻类和原生动物及病毒等。 作用:?分解有机质，释放养分;分解农药等对环境有害的有机物质。?分解矿物养分，?固定大气氮素，增加土壤氮素养分。?利用磷、钾细菌制成生物肥料，施入土壤促进土壤磷、钾的释放;?合成土壤腐殖质，培肥土壤;?分泌大量的酶，促进土壤养分的转化;?其代谢产物刺激作物生长，抑制某些病原菌活动。 (二)土壤有机质 土壤有机质是指来源于生物(主要指植物和微生物)且经过土壤改造的有机化合物。 1(土壤有机质的来源与组成 来源:施用的有机肥料、作物的秸秆以及残留的根茬等，此外，土壤动物残体和微生物、一些生物制品的废弃物、工业废水、废渣及污泥等也是土壤有机质的重要来源。 元素组成:C、O、H、N，分别占52%,58%、34%,39%、3.3%,4.8%和3.7%,4.1%，其次是P和S。 物质组成:碳水化合物(单糖、多糖、淀粉、纤维素、果胶物质等)、木质素、蛋白质、树 24 脂、蜡质等占10%,15%。腐殖质占土壤有机质的85%,90%，是土壤有机质的主体。 转化过程:矿质化过程是将有机质分解为简单的物质，释放出大量的能量，是释放养分和消耗有机质的过程;腐殖化过程是微生物作用于有机物质，使之转变为复杂的腐殖质，是积累有机质、贮存养分的过程。 2(土壤有机质的作用及管理 作用:?提供作物需要的养分。?增加土壤保水、保肥能力。?形成良好的土壤结构，改善土壤物理性质。?促进微生物活动，活跃土壤中养分代谢。?其他作用。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。 管理:增施厩肥、堆肥、种植绿肥、水田放养绿藻、秸秆还田等措施来进行。同时结合耕作、排灌等措施，调节土壤水、气、热等状况。 四、土壤水分和空气 土壤水分和空气存在于土壤孔隙中，二者彼此消长，即水多气少，水少气多。 (一) 土壤水分 土壤水并不是纯水，而是含有多种无机盐与有机物的稀薄溶液。具体内容第五章有详细阐述。 (二)土壤空气 1(组成特点:?土壤空气中CO含量高于大气;?土壤空气中的O低于大气;?土壤空22 气中的水汽含量高于大气;?土壤空气中还原性气体高于大气;?土壤空气成分随时、空而变化。 2(土壤通气性 概念:土壤空气与大气之间常通过扩散作用和整体交换形式不断地进行气体交换，这种性能称之为土壤通气性。 作用:?影响种子萌发。?影响植物根系的发育与吸收功能。?影响土壤养分状况。?影响作物的抗病性。 调节:通过深耕结合施用有机肥料、合理排灌、适时中耕等措施来调节土壤的通气状况，改善土壤水、肥、气、热条件，给植物生长创造适宜的环境条件。 第二节 土壤的基本性质 教学重点: ?土壤结构的类型。 ?土壤团粒结构在土壤肥力上的作用及创造土壤团粒结构的农业措施。 ?土壤酸碱性及其在土壤肥力上的作用。 ?土壤耕性的判断与改良。 教学难点: ? 土壤结构的类型与特点。 ? 土壤胶体。 土壤物理性质包括土壤孔隙性、土壤结构性、土壤物理机械性和土壤耕性等，土壤化学性质包括土壤保肥性、土壤供肥性、土壤酸碱性、土壤缓冲性等。 一、土壤孔隙性与结构性 (一)土壤孔隙性 1(概念 土壤孔隙性是指土壤孔隙的数量、大小、比例和性质的总称。 25 -32(土壤密度 土壤密度是指单位体积土粒(不包括粒间孔隙)的烘干土重量，单位是gcm -3-3或tm。一般情况下，把土壤的密度视为常数，即为2.65 gcm。 (土壤容重 土壤容重是指在田间自然状态下，单位体积土壤(包括粒间孔隙)的烘干土3 -3-3重量，单位也是gcm 或tm。 4(土壤孔隙度 土壤孔隙度是指单位体积土壤中孔隙体积占土壤总体积的百分数。实际工作中，可根据土壤密度和容重计算得出。土壤孔隙度的变幅一般在30%~60%之间，适宜的孔隙度为50%~60%。 容重，1, 土壤孔隙度(%)= ()100 密度 (土壤孔隙类型 根据土壤孔隙的通透性和持水能力，将其分为三种类型，如表所示。 5 土壤孔隙类型及性质 孔隙类型 通气孔隙 毛管孔隙 无效孔隙(非活性孔隙) 当量孔径 >0.02mm 0.02~0.002mm <0.002mm 土壤水吸力 <15kPa 15~150kPa >150 kPa 主要作用 此孔隙起通气透水此孔隙内的水分受毛管力影此孔隙内的水分移动困难， 作用，常被空气占据 响，能够移动, 可被植物吸收利不能被作物吸收利用，空气 用，起到保水蓄水作用 及根系不能进入 6(土壤孔隙性与植物生长的关系 适宜于植物生长发育的耕作层土壤孔隙状况为:总孔隙度为50%~56%，通气孔隙度在10%以上，如能达到15%~20%更好，毛管孔隙度与非毛管孔隙度之比为2:1为宜，无效孔隙度要求尽量低。对于植物生长发育而言，在同一土体内孔隙的垂直分布应为“上虚下实”。 (二)土壤结构性 1(概念 土壤中的土粒，一般不呈单粒状态存在(沙土例外)，而是相互胶结成各种形状和大小不一的土团存在于土壤中，这种土团称为结构体或团聚体。土壤结构性是指土壤结构体的种类、数量及其在土壤中的排列方式等状况。 2(土壤结构体的类型及特性 按照结构体的大小、形状和发育程度可分为以下几类。 (1)团粒与粒状结构 团粒结构是指近似球形且直径大小在0.25~10 mm之间的土壤结构体，俗称“蚂蚁蛋”、“米糁子”等，常出现在有机质含量较高、质地适中的土壤中。 图 土壤结构的主要类型 1—块状结构 2—柱状结构 3—棱柱状结构 4—团粒结构 5—微团粒结构 6—核状结构 7—片状结构 26 (2)块状与核状结构 这两种结构近似立方体形状。一般块状结构大小不一，边面不明显，结构体内部较紧实，俗称“坷垃”。而核状结构的直径一般小于3cm，棱角多，内部紧实坚硬，泡水不散，俗称“蒜瓣土”，多出现在有机质缺乏的黏土中。 (3)柱状与棱柱状结构 是指近似直立、体形较大的长方体结构，俗称“立土”。如果顶端平圆而少棱的称柱状结构，多出现在典型碱土的下层;如果边面棱角明显的称棱柱状结构，多出现在质地黏重而水分又经常变化的下层土壤中。 (4)片状结构 是指形状扁平、成层排列的结构体，俗称“卧土”。如果地表在遇雨或灌溉后出现的结皮、结壳，称为“板结”现象。 3(团粒结构 形成:团粒结构一般要经过多次(多级)的复合、团聚而形成，可概括如下几步:单粒?复粒(初级微团聚体)?微团粒(二级、三级微团聚体)?团粒(大团聚体)。 作用:?团粒结构土壤的大小孔隙兼备。?能够协调水分和空气的矛盾。?能协调保肥与供肥性能?具有良好的物理性和耕性。 培育:?通过深耕，使土体破裂松散，适时适当耕、锄、耱、镇压等耕作措施，结合施用有机肥料促进团粒结构的形成;?通过种植绿肥或牧草，实行合理轮作倒茬增加团粒结构;?采用沟灌、喷灌、滴灌和地下灌溉等节水灌溉技术，并结合深耕进行晒垡、冻垡，可充分利用干湿交替、冻融交替作用，有利于团粒形成;?施用胡敏酸、树脂胶、纤维素黏胶等土壤结构改良剂来促进团粒结构的形成。 二、土壤耕性 (一)土壤耕性的含义 土壤耕性是指耕作土壤中土壤所表现的各种性质以及在耕作后土壤的生产性能。它是土壤各 种理化性质，特别是物理机械性在耕作时的表现;同时也反映土壤的熟化程度。 (二)土壤耕性的表现 1(耕作的难易程度。群众常将省工省劲易耕的土壤称为“土轻”、“口松”、“绵软”，而将费工费劲难耕土壤称为“土重”、“口紧”、“僵硬”。 2(耕作质量的好坏。耕性良好的土壤，耕作时阻力小，耕后疏松、细碎、平整，有利于作物的出苗和根系的发育。 3(宜耕期的长短。宜耕期是指保持适宜耕作的土壤含水量的时间。如沙质土宜耕期长，表现为“干好耕，湿好耕，不干不湿更好耕”;黏质土则相反，宜耕期很短，表现为“早上软，晌午硬，到了下午锄不动”。 (三)宜耕期的选择 1(看土验墒。雨后或灌溉后，地表呈“喜鹊斑”状态，外白(干)、里灰(湿)，外黄里黑，半干半湿，水分正相当，此时可耕。 2(手摸验墒。用手抓起二指深处的土壤紧握手中能成团，稍有湿印但不黏手心，不成土饼，呈松软状态。松开土团自由落地，能散开即宜耕。 3(试耕，耕后土壤不黏农具，可为犁抛散，即可耕。 (四)土壤耕性的改良 改良耕性措施是:?增施有机肥料。因为有机质可降低黏土的黏结性和黏着性，减少耕作阻力;?通过掺沙掺黏，改良土壤质地;?创造良好的土壤结构;?掌握宜耕含水量和宜耕时期。 三、土壤保肥性与供肥性 (一)土壤胶体 1(概念 土壤胶体是指1~1000 nm之间(长、宽、高三个方向上至少有一个方向在此范围内)的土壤颗粒。 27 2(种类 根据微粒核的组成物质不同，可以将土壤胶体分为三大类:无机胶体、有机胶体、有机-无机复合胶体。 (土壤胶体特性(1)有巨大的比表面和表面能。(2)带有一定的电荷，根据电荷产生 机制 综治信访维稳工作机制反恐怖工作机制企业员工晋升机制公司员工晋升机制员工晋升机制图 3 不同，可将土壤胶体产生电荷，分为永久电荷和可变电荷。(3)具有一定的凝聚性和分散性。 4(土壤吸收性能 根据土壤对不同形态物质吸收、保持方式的不同，可分为以下六种类型: (1)机械吸收作用 机械吸收作用是指土壤对进入土体的固体颗粒的机械阻留作用。 (2)物理吸收作用 物理吸收作用是指土壤对分子态物质的吸附保持作用。 (3)化学吸收作用 化学吸收作用是指易溶性盐在土壤中转变为难溶性盐而保存在土壤中的过程，也称化学固定。 (4)离子交换吸收作用 离子交换吸收作用是指土壤溶液中的阳离子或阴离子与土壤胶粒表面扩散层中的阳离子或阴离子进行交换后而保存在土壤中的作用，又称物理化学吸收作用。离子交换吸收作用是土壤保肥供肥最重要的方式。 (5)生物吸收作用 生物吸收作用是指土壤中的微生物、植物根系以及一些小动物可将土壤中的速效养分吸收保留在体内的过程。 (二)土壤保肥性 土壤保肥性是指土壤吸持各种离子、分子、气体和粗悬浮物质的能力。阳离子交换吸收作用是土壤保肥的主要机理。 1(阳离子交换吸收作用 概念: 阳离子交换吸收作用是指土壤溶液中的阳离子与土壤胶粒表面扩散层中的阳离子进行交换后而保存在土壤中的作用。 特点 :?可逆反应 ;?等电荷交换;?反应迅速;?受质量作用定律支配。 2(阴离子交换吸收作用 概念:阴离子交换作用是指土壤中带正电荷胶体所吸收的阴离子与土壤溶液中的阴离子相互交换的作用。 类型:根据被土壤吸收的难易程度可分为三类: -2-3--(1)易被土壤吸收的阴离子，如磷酸根离子(HPO、HPO 、PO)，硅酸根离子(HSiO、244432-SiO)及某些有机酸的阴离子。 3,,,(2)很少被吸收甚至不能被吸收的阴离子，如Cl、NO、NO等。 322,2,,(3)介于上述二者之间的阴离子，如SO、CO、HCO以及某些有机酸的阴离子。 433 3,离子交换作用对土壤肥力影响:?影响土壤保肥性与供肥性。?影响土壤酸碱性。?影响土壤物理性质和耕性。?影响土壤缓冲性和稳肥性。 (三)土壤的供肥性 1(概念 土壤在作物整个生育期内，持续不断地供应作物生长发育所必需的各种速效养分的能力和特性，称为土壤供肥性。 2(土壤供肥性表现 ?作物长相。?土壤形态。?施肥效应。?室内化验结果。 3(原理 土壤供肥性常与土壤中速效养分含量、迟效养分转化成速效养分的速率、交换性离子有效度等有关。 迟效养分的有效化:迟效养分包括矿物态养分和有机态养分，矿物态养分经过风化释放多种可溶性矿质养分，层状硅酸盐中养分有效化主要来自层间离子释放;有机态养分主要依靠微生物分解而释放使其有效化。 交换性离子有效度:交换性离子对植物的有效性，主要取决于饱和度效应、陪补离子效应和阳离子非交换吸附的有效性。 28 (四)土壤保肥性与供肥性的调节 1(增加肥料投入，调节土壤胶体状况。增施有机肥料、秸秆还田和种植绿肥，提高有机质含量;翻淤压砂或掺黏改沙，增加沙土中胶体含量;适当增施化肥，以无机促有机，均可改善土壤保肥性与供肥性。 2(科学耕作，合理排灌。合理耕作，以耕促肥;合理灌排，以水促肥，也可改善土壤保肥性和供肥性。 3(调节交换性阳离子组成，改善养分供应状况。酸性土壤施用适量石灰、草木灰;碱性土壤，施用石膏，可调节其阳离子组成，改善土壤保肥性与供肥性。 四、土壤酸碱性及缓冲性 土壤酸性或碱性通常用土壤溶液的pH值来表示。我国一般土壤的pH值变动范围在4,9之间，多数土壤的pH值在4.5,8.5范围内,极少有低于4或高于10的。 (一)土壤酸碱性 +-(概念 土壤酸碱性是指土壤溶液中的H和OH浓度比例不同所表现的酸碱性，常用pH1 +值表示，pH是土壤溶液中氢离子浓度的负对数，即pH=-log[H]。 2(分级 土壤PH值和酸碱性反应的分级 土壤pH < 4.5 4.5,5.5 5.5,6.5 6.5,7.5 7.5,8.5 > 8.5 级 别 极强酸 强酸性 微酸性 中性 微碱性 强碱性 3(与土壤肥力关系 见下表。 4(调节 ?因土选种适宜的作物。?化学改良。酸性土壤通常通过施用石灰质肥料、碱性土壤一般通过施用石膏、磷石膏、明矾等进行改良。 (二)土壤缓冲性 1(概念 土壤具有抵抗外来物质引起酸碱反应剧烈变化的性能，称为土壤缓冲性。 2，机理 ?土壤胶体的缓冲作用。?弱酸及其盐类的缓冲作用。?土壤中的两性物质作用。如胡敏酸、氨基酸、蛋白质等物质，既能中和酸，又能中和碱，从而起到缓冲作用。 3(影响因素 土壤缓冲性大小取决于黏粒含量、无机胶体类型、有机质含量等。 (调节 在农业生产上，可通过沙土掺淤，增施有机肥料和种植绿肥，提高土壤有机质含4 量，增强土壤的缓冲性能。 壤酸碱度与土壤肥力的关系 土壤酸碱度 极强酸性 强酸性 酸性 中性 碱性 强碱性 极强碱性 3.0 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 pH 主要分布区域或华南沿海华南黄壤、红壤 长江中下游西北和北方含碳酸钙的碱土 土壤 的泛酸田 水稻土 石灰性土壤 土壤物理越酸因钙、镁离子减少，氢离子增多，土壤结构易破坏，盐碱土中由于钠离子的作用，土粒分散，湿时 性质 妨碍土壤中水分和空气的调节 泥泞不透水，干时坚硬 肥微生物 越酸有益细菌活动越弱，而真菌的活动越适宜于有益细菌的生长 越碱有益细菌活动越弱 力 强 状氮素 硝态氮的有效性降低 氨化作用、硝化作用、固氮作越碱氮的有效性越低 况 用最为适宜，氮的有效性高 磷素 越酸磷易被固定，磷的有效性降低 磷的有效性磷的有效性降低 磷的有效性 最高 增加 29 钾钙镁 越酸有效性含量越低 有效性含量随pH增加而增加 钙镁的有效性降低 铁 越酸铁越多，作物易受害 越碱有效性越低 硼锰铜锌 越酸有效性越高 越碱有效性越低(但pH8.5以上,硼的有效性最高) 钼 越酸有效性越低 越碱有效性越高 有毒物质 越酸铝离子、有机酸等有毒物质越多 盐土中过多的可溶性盐类以及碱土中的碳酸钠对植物有毒害 指示植物 酸性土;铁芒箕、映山红、石松等 钙质土:蜈蚣草、铁丝蕨、南天竺等 盐土:虾须草、盐蒿、扁竹叶、柽柳等 碱土:剪刀股、碱蓬、牛毛草、麻陆等 化肥施用 宜施用碱性肥料 宜施用酸性肥料 第三节 土壤资源的开发与保护 教学重点: ?土壤剖面。 ?高产肥沃土壤培肥措施。 ?低产田的改良与开发。 教学难点: ?土壤退化、水土流失的危害及水土保持的措施。 一、土壤剖面 从地表向下所挖出的垂直切面叫土壤剖面。 1(自然土壤剖面 自然土壤剖面一般可分为四个基本层次:腐殖质层、淋溶层、淀积层和母质层。 耕作层 犁底层 心土层 底土层 自然土壤剖面示意图 耕作土壤剖面示意图 2(旱地耕作土壤的剖面 旱地耕作土壤剖面一般也分为四层:即耕作层(表土层)、犁底层(亚表土层)、心土层及底土层。 耕作层:指经常被耕翻到的土壤表层，厚约15,20cm。 犁底层:是受农具耕犁压实，在耕作层下形成的紧实亚表层。厚约l0cm。 心土层:是介于犁底层和底土层之间的土层，也叫半熟化土层。一般厚度为20,30cm。 底土层:位于心土层以下的土层。一般在地表50,60cm以下。 3(水田土壤的剖面 30 耕作层:通常厚12~18cm，多锈斑。 犁底层:厚10cm左右，青灰色，也多锈斑，可防止水分渗漏过快。 渗育层:是受灌溉水侵润或淋洗影响而形成的层次，厚10~20cm，颜色灰白，夹有少量锈纹、锈斑或铁结核。 潴育层:是受水分侵润，含铁矿物水化而显黄和灰颜色的层次，有大量的锈纹、锈斑或铁锰结核。 潜育层:是由于水温、土温过低，通透性不良，还原性物质积聚的层次。 母质层。 二、我国主要农业区土壤 (一)我国的土壤资源特点 我国的土壤资源综合起来有以下特点: 1(土壤类型多 我国最新土壤分类系统(1995年)将我国土壤分为14个土纲、39个亚纲、141个土类、595个亚类，足以说明这一点。 2(山地面积大 我国山地占国土面积66%。 3(人均占有量低～低产土壤面积大 人均占有耕地约为0.0934公顷，是世界平均数的26%，耕地中存在各种障碍因素的低产田约占三分之一，这是开发中的一个不利因素。 4(土壤资源的不合理利用 如耕地不断减少，土壤肥力减退，土壤沙化、污染、侵蚀、盐渍化等土壤退化问题越来越严重。 (二)我国主要农业区土壤与植物生长 土壤 分布 特点 利用 红黄壤 热带、亚质地黏重而耕性差、酸性强(pH?山地上部宜造水土保持林和用材林， 热带地区 5.5)而易产生铝毒、氧化物矿物多山地中部宜发展油茶、茶叶、板栗等 易产生磷的固定、养分贫瘠而作物经济林，下部则易发展农作物。 生产受到限制。 黄土性土 黄土高原土层深厚、疏松、质地细匀，透水一般以种植牧草、植树造林、防治水 和华北地性强，耕性良好，微碱性，含较多土流失，并以种植耐旱作物，如谷子 区 石灰质，但土壤结构性差，有机质为主。 含量低，养分贫瘠易发生水土流失。 干旱区土干旱和半土壤盐碱化、干旱 一般为种草种树，防治水土流失;种壤 干旱地区 植绿肥，合理轮作，采取旱耕技术; 农、牧结合，适当种植耐旱作物。 东北森林东北地区 土层深厚，有机质含量高，颜色油在低山丘陵区发展林果业，山前平原草原土壤 黑，疏松而富有团粒结构，极为肥和坡地易种植农作物，在土质瘠薄山 沃。 地则发展林牧业。 水稻土 秦岭、淮独特的剖面特征，耕作层通常厚应发展粮饲、粮经集约经营，长江中 河以南 12,18cm，多锈斑，犁底层青灰色，下游实行小麦-玉米-水稻三熟制有发 厚度仅10cm左右，也多锈斑，渗育展前途。 层可见明显灰色胶膜与铁锰淀积。 三、高产肥沃土壤的培育 (一)高产肥沃土壤的特征 1(良好的土体构造 高产肥沃的旱地土壤一般都具有上虚下实的土体构造。高产肥沃的水稻土一般都具有松软肥厚的耕作层，既滞水又透水发育良好的犁底层。 2(适量协调的土壤养分 有机质含量、全氮含量、速效磷、速效钾(K)含量、阳离子交 31 换量高。 3(良好的物理性质 肥沃土壤一般都具有良好的物理性质。 (二)高产肥沃土壤培肥措施 1(增施有机肥料～培育土壤肥力 应每年向土壤中输入一定数量的有机肥料，不断更新与活化土壤腐殖质。 2(发展旱作农业～建设灌溉农业 从农业技术方面考虑，建设灌溉农业应注意:重视灌水与其他增产措施的配合;改进灌溉技术，节约用水;保护地下水资源，防止次生盐渍化;防止次生潜育化。 3(合理轮作倒茬～用地养地结合 根据作物茬口特性，实行粮食作物与绿肥作物轮作、经济作物与绿肥作物轮作、豆科作物与粮棉作物轮作、水旱轮作等。 4(合理耕作改土～加速土壤熟化 深耕结合施用有机肥料。 5(防止土壤侵蚀～保护土壤资源 应运用合理的农、林、牧、水利等综合措施，防止土壤侵蚀、土壤沙化、土壤退化、土壤污染，保护土壤资源。 四、低产土壤的改良和农业开发 (一) 盐碱土的改良和利用 改良盐碱地，要采取综合治理措施，以水利为基础，改土培肥为中心，改良与利用相结合，实行农、林、水、牧综合治理。 1(水利措施 主要有:?排水降盐。?灌水压盐。?引洪放淤。?种稻改良。?蓄淡养鱼。 2(农业措施 主要有:?平整土地，深耕深翻。?培肥改土。?选种耐盐作物、躲盐巧种。?植树造林，营造农用防护林。 3(化学改良 在水利、农业改良的基础上，施用石膏、硫酸亚铁、硫磺等化学改良剂也能起到改碱效果。 (二)障碍层土壤的改良和开发 1(紫色土 改良和开发途径是:?水土保持。?合理施肥，培育土壤。?因地制宜，合理利用。 2(白浆土 主要改良措施为:?深耕打破白浆层;?秸秆还田，种植绿肥，补充有机质;?有机-无机-生物复合施肥和多元素配方施肥;?因土种植，对草甸白浆土和潜育白浆土，种植水稻可有效发挥土壤潜力。 3(风沙土 改良利用的基本途径为:?封沙育草，造林固沙。?林果结合，大力发展果树生产。?调整作物布局，发挥沙区优势。?增施有机肥料，种植绿肥，秸秆直接还田，提高土壤肥力。?引洪灌淤，客土压沙，改良土质，提高风沙土蓄水、保肥、抗风能力。 (三)低产水稻田改良和开发 水稻田中有许多低产田，如冷浸田、沤田、沙土田等。 1(冷浸田 根治的途径是:排除水害。犁冬晒白、熏田、掺沙入泥、施用热性肥和磷肥等进行改良培肥。 2(沤田 改良措施有:?掺沙改善质地。?增施有机肥料，翻压绿肥。?适时晒垡和冻垡。?适时耕作。 3(沙土田 主要改良措施有:?沙土掺黏。?加深耕层厚度，增施有机肥料特。?搞好农田基本建设，改善农业生产基本条件，如修塘蓄水、开辟水源、改善灌排等措施。 五、土壤退化污染与防治 (一)土壤沙化与防治 1(概念 土壤沙化是指在沙漠周边地区，由于植被破坏，或草地过渡放牧，或开垦为农田，土壤中水分状况变得干燥，土粒分散缺乏凝聚，被风吹蚀，而在风力过后或减弱的地段，风沙颗 32 粒逐渐堆积于土壤表层而使土壤沙化。 2(危害 ?使大面积土壤失去农、牧生产能力。?使大气环境恶化。?土壤沙化的发展，造成土地贫瘠，环境恶劣，威胁人类生存。 3(防治途径 ?营造防沙林带。?实施生态工程。?建立生态复合经营模式。?合理开发水资源。?完善法制，严格控制农垦和破坏草地。 (二)土壤流失与防治 1(危害 ?土壤薄层化。?土壤质量下降。?生态环境进一步恶化。 2(防治 ?树立保护土壤，保护生态环境的全民意识。?植物措施，选择耐旱、耐瘠薄、适应性强而且生长快的树种，营造乔木林、灌木林、乔灌混交林等。;?土壤保持耕作法。?先保护后利用。 (三)土壤潜育化与防治 1(概念 土壤潜育化是土壤处于地下水分饱和、过饱和，长期浸润状态下，在1m内土体中某些层次因还原而生成灰色斑纹层，或腐泥层，或青泥层，或泥炭层的土壤形成过程。 2(危害 土壤中还原性有害物质较多，土性冷，养分转化慢，不利于水稻生长。 3(防治 ?开沟排水，消除渍害。?多种经营，综合利用。?合理施肥。?开发种植耐渍水稻品种。 (四)土壤污染与防治 1(危害 土壤污染不但直接表现在土壤生产力的下降，而且还通过土壤-植物-动物-人体之间的生物链，使有害物质富集起来，从而对人类产生严重危害;土壤污染由于得不到及时防治，已成为水和大气污染的来源。 2(来源 土壤中污染物的来源具有多源性，主要是工业“三废”，即废气、废水、废渣，以及化肥农药、城市污泥、垃圾等。 3(预防 采取“先防后治，防重于治”，首先要严格按照国家有关污染物排放 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ;建立土壤污染监测、预测与评价系统;发展清洁生产工艺，加强“三废”治理，有效地消除、削减控制重金属污染源。 4(治理 对于已污染的土壤要根据实际情况进行治理: ,1,重金属污染土壤的治理措施 通过农田的水分调控，调节土壤Eh值控制土壤重金属的毒性;施用石灰、有机物质等改良剂;客土、换土法;生物修复。 (2)有机物(农药)污染土壤的防治措施 主要治理措施有:增施有机肥料，提高土壤对农药的吸附量，减轻污染;调控土壤pH和Eh，加速农药降解。 第6章 植物生产与营养 第一节 植物生长发育与营养元素 教学重点: ?植物必需营养元素的种类及一般生理作用。 ?确定植物必需营养元素的标准。 ?N、P、K在植物体内的生理作用及缺素症诊断。 ?配方施肥的基本原理、基本方法及施肥量的计算。 33 教学难点: ?主要营养元素缺乏症的诊断。 ?配方施肥基本方法及施肥量的计算。 一、植物生长发育必需的营养元素 (一)植物必需营养元素 1(概念 碳、氢、氧、氮为能量元素或气态元素。燃烧后残留下来的主要是磷、钾、钙、镁、硫、铁、锰、锌、铜、硼、氯、硅、钠、硒、铝等为矿质元素或灰分元素。其中只有十几种是植物生长发育所必需的，称为必需营养元素。 2(判断标准 确定植物必需营养元素应符合三条标准:?对所有植物完成其生活周期必不可少的;?其功能不能由其他元素代替，缺乏时会表现出特有的症状;?对植物起直接营养作用。 3(种类 碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、硫(S)、氯(Cl)、铁(Fe)、锰(Mn)、硼(B)、锌(Zn)、铜(Cu)、钼(Mo)。 4(类型 碳、氢、氧、氮、磷、钾等为大量元素;铁、硼、锰、铜、锌、钼、氯、镍等为微量元素;镁、钙、硫等为中量元素。氮、磷、钾等为“肥料三要素”。 (二)植物矿质营养吸收原理 1(植物吸收养分的形态 植物对必需营养元素吸收利用形态 碳 氢 氧 氮 磷 钾 必需营养元素 + +- -2- COHOO，HONH，NOHPO，HPOK吸收利用形态 2222432424 钙 镁 硫 氯 铁 锰 必需营养元素 2+2+-3+2+2+2- Mg SO Cl Fe, Fe Mn Ca吸收利用形态 4 硼 锌 铜 钼 必需营养元素 3，BO32+ 2++ 2- ZnCu, CuMoO吸收利用形态 42- BO47 2(植物根部营养 (1)土壤中养分向根表迁移 三种途径:截获、质流和扩散，其中质流和扩散是主要形式。 2+2+-一般土壤中移动性大的离子中NO、Ca、Mg等主要通过质流迁移到根表;一般土壤中移动3+2+2+-性小的离子如HPO、K、Zn、Cu等以扩散移动为主。 24 (2)植物根系对养分吸收的途径 土壤中养分迁移到根表后，一般通过被动吸收和主动吸收进入根系被植物吸收。 3(植物的根外营养 叶部营养特点:?直接供应养分，减少土壤养分固定;?吸收速率快，能及时满足作物营养需要;?叶部营养能影响植物代谢活动;?叶部营养是经济有效施用微量元素肥料和补施大量元素肥料的手段。 使用技术:?喷肥时可加少量“湿润剂”或适当加大溶液浓度，并尽量喷施叶的背面;?最好在下午四时以后无风晴天喷施;?对于磷、铜、铁、钙等移动性差的元素，要喷在新叶上，并适当增加喷施次数;?喷施阳离子时，溶液应调至微碱性;喷施阴离子则调至弱酸性，以有利于叶片对养分吸收;?尽量选择植物吸收快的物质(如尿素)进行叶面喷施。 (三)植物养分离子间的相互关系 34 1(拮抗作用 一种养分的存在抑制植物对另一种养分的吸收，如Ca与Mg、K与Fe、P与Zn及P、N与Cl之间都有不同程度的拮抗作用。 (协合作用 一种离子的存在帮助和促进植物对其他离子的吸收或相互促进吸收的作用。2 如P与K、N与P、N与K都表现出相互促进的作用。 二、主要营养元素的生理作用 主要营养元素的主要生理作用 元素 主要生理作用 氮是蛋白质和核酸的主要成分;氮是叶绿素的组成成分;氮是植物体内许多酶的组成成分，氮,N, 参与植物体内各种代谢活动;氮是植物体内许多维生素、激素等成分，调控植物的生命活动。 磷是核酸、核蛋白、磷脂、植素、磷酸腺苷和许多酶的成分;影响淀粉、蛋白质、脂肪和糖磷,P, 的转化与积累;磷能提高植物抗寒、抗旱等抗逆性。 是植物体内60多种酶的活化剂;能促进叶绿素合成;促进植物体内糖类、蛋白质等物质的钾,K, 合成与运转;钾能维持细胞膨压，促进植物生长;钾能增强植物抗寒、抗旱、抗高温、抗病、 抗盐、抗倒伏等能力，提高植物抗逆性。 是构成细胞壁的重要元素，参与形成细胞壁;能稳定生物膜的结构，调节膜的渗透性;能促钙,Ca , 进细胞伸长，对细胞代谢起调节作用;能调节养分离子的生理平衡，消除某些离子毒害作用。 是叶绿素的组成成分，并参与光合磷酸化和磷酸化作用;是许多酶的活化剂;参与脂肪、蛋镁,Mg, 白质和核酸代谢;是染色体的组成成分，参与遗传信息的传递。 硫,S, 是含硫氨基酸的成分;参与合成其他生物活性物质;参与一些酶的活化，提高酶的活性;与 叶绿素形成有关;合成植物体内挥发性含硫物质，如大蒜油等。 铁是许多酶和蛋白质组分，影响叶绿素的形成，参与光合作用和呼吸作用的电子传递，促进铁(Fe ) 根瘤菌作用。 锰是多种酶的组分和活化剂，是叶绿体的结构成分，参与脂肪、蛋白质合成，参与呼吸过程锰(Mn) 中的氧化还原反应，促进光合作用和硝酸还原作用，促进胡萝卜素、维生素、核黄素的形成。 铜是多种氧化酶的成分，是叶绿体蛋白—质体蓝素的成分，参与蛋白质和糖代谢，影响植物铜(Cu) 繁殖器官的发育。 锌是许多酶的成分，参与生长素合成，参与蛋白质代谢和碳水化合物运转，参与植物繁殖器锌(Zn) 官的发育。 钼是固氮酶和硝酸还原酶的组成成分，参与蛋白质代谢，影响生物固氮作用，影响光合作用，钼(Mo) 对植物受精和胚胎发育有特殊作用。 硼能促进碳水化合物运转，影响酚类化合物和木质素的生物合成，促进花粉萌发和花粉管生硼(B) 长，影响细胞分裂、分化和成熟，参与植物生长素类激素代谢，影响光合作用。 氯能维持细胞膨压，保持电荷平衡，促进光合作用，对植物气孔有调节作用，抑制植物病害氯(Cl) 发生。 三、植物营养元素缺乏症的诊断 35 (一)植物缺乏必须营养元素的主要症状 作物缺乏必须营养元素的主要症状 缺素名称 缺 素 症 状 植株生长缓慢、矮小，叶片薄而小，新叶出得慢;叶色变淡呈黄绿色，且从下部老叶开始，逐渐向上发展，氮 严重时，下部叶片呈黄色，甚至干枯死亡。 植株生长迟缓、矮小、瘦弱、直立，根系不发达、成熟延迟，果实较小，结实不良;叶色暗绿或灰绿无光泽，磷 严重时变为紫红色斑点或条纹。症状一般从基部老叶开始，逐步向上发展。 地下部分生长停滞，细根和根毛生长不良，根短而少，易出现根腐病。地上部分老叶首先出现症状，叶尖和 边缘先发黄，进而变褐，渐枯萎，叶片上出现褐色斑点、斑块。但叶部靠近叶脉附近仍保持原来的色泽。节钾 间缩短，叶片干枯可萎焉到幼叶，严重时顶芽死亡。植物抗逆性下降，易感病虫害。 幼叶和茎、根的生长点首先出现症状，轻则呈凋萎状，重则生长点坏死。幼叶变形，叶尖出现弯钩状，叶片钙 皱缩，边缘向下或向前卷曲，新叶抽出困难，叶尖和叶缘发黄或焦枯坏死。植株矮小或簇生状，早衰、倒伏。 不结实或少结实。 中下部叶片失绿，然后逐渐向上发展。失绿症开始于叶子端和缘的脉间部位，颜色由淡绿变黄再变橙或紫色，镁 随后向叶基部和中央扩展。严重时叶片枯萎、脱落。 幼叶首先呈黄绿色，株形矮小，茎杆细弱、木质化、韧性差和幼叶窄，生长速度下降。开花结实推迟、籽实硫 减少。 顶端停止生长并逐渐死亡，根系不发达，叶色暗绿，叶片肥厚，皱缩，植株矮化，茎及叶柄易开裂，花发育硼 不全，果穗不实，花蕾易脱落，块根、浆果心腐或坏死。如油菜“花而不实”、棉花“蕾而不花”、甜菜萝卜 的“心腐病”、烟草的“顶腐病”。 叶小簇生，中下部叶片失绿，主脉两侧出现不规则的棕色斑点，植株矮化，生长缓慢。玉米早期出现“白苗锌 病”，生长后期果穗缺粒秃尖。水稻基部叶片沿主脉出现失绿条纹，继而出现棕色斑点，植株萎缩，造成“矮 缩病”。果树顶端叶片呈“莲座”状或簇生，叶片变小，称“小叶病”。 生长不良，植株矮小，叶片凋萎或焦枯，叶缘卷曲，叶色褪淡发灰。大豆叶片上出现许多细小的灰褐色斑点，钼 叶片向下卷曲，根瘤发育不良。柑橘呈点状失绿，出现“黄斑病”。番茄叶片的边缘向上卷曲，老叶上出现明 显黄斑。 症状从新叶开始，叶脉间失绿，叶脉仍为绿色，叶片上出现褐色或灰色斑点，逐渐连成条状，严重时叶色失锰 绿并坏死。如烟草“花叶病”、燕麦“灰斑病”、甜菜“黄斑病”等。 引起“失绿病”，幼叶叶脉间失绿黄化，叶脉仍为绿色，以后完全失绿，有时整个叶片呈黄白色。因铁在体内铁 移动性小，新叶失绿，而老叶仍保持绿色，如果树新梢顶端的叶片变为黄白色。新梢顶叶脱落后，形成“梢 枯”现象。 多数植物顶端生长停止和顶枯。果树缺铜常产生“顶枯病”，顶部枝条弯曲，顶梢枯死，枝条上形成斑块和瘤铜 状物;树皮变粗出现裂纹，分泌出棕色胶液。在新开垦的土地上种植禾本科作物，常出现“开垦病”，表现为 叶片尖端失绿，干枯和叶尖卷曲，分蘖很多但不抽穗或抽穗很少，不能形成饱满子粒。 (二)植物营养元素缺乏症诊断 1(形态诊断 鉴别营养元素缺素症时，首先看症状出现的部位。第二要看叶片大小和形状。 第三要注意叶片失绿部位。 2(根外喷施诊断 配制一定浓度(一般为0.1%,0.2%)的含某种元素的溶液，喷到病株叶 部或采用浸泡、涂抹等办法，将病叶浸泡在溶液中1,2小时和将溶液涂抹在病叶上，隔7,10 天观察施肥前后叶色、长相、长势等变化，进行确认。 3(化学诊断 采用化学分析方法测定土壤和植株中营养元素含量，对照各种营养元素缺乏 36 的临界值加以判断。有土壤诊断和植株化学诊断等方法。 四、配方(合理)施肥的基本原理与技术 (一)配方(合理)施肥的基本原理 1(配方施肥的含义 配方施肥是指综合运用现代农业科技成果，根据作物需肥规律、土壤供肥性能和肥料效应，在有机肥为基础条件下，产前提出各种营养元素的适宜用量和比例以及相应的施肥技术。 2(配方施肥的基本原理 其主要理论依据是: (1)养分归还学说 作物从土壤中吸收矿质养分，为了保护土壤肥力就必须把作物取走的矿质养分以肥料形式归还土壤，使土壤中养分保持一定的平衡。 (2)最小养分律 土壤中缺少某种营养元素时，其他养分再多，作物也不能获得高产。 (3)报酬递减律 土壤生产力水平较低情况下，施肥量与作物产量的关系往往呈正相关，但随着施肥量的提高，作物的增产幅度随施肥量的增加而逐渐递减，因而并不是施肥量越大，产量和效益越高。 (4)因子综合作用律 作物生长发育取决于全部生活因素的适当配合和综合作用，如果其中任何一个因素供应不足、过量或其他因素不协调，就会影响植物的正常生长。 3(配方施肥需要考虑分析的因素 (1)植物营养特性 植物营养临界期和植物营养最大效率期。 (2)肥料利用率 是指当季作物从所施肥料中吸收养分量占肥料中该养分总量的百分数。 (3)其他因素 如土壤条件、气候条件、农业技术条件等对配方施肥也有重要影响。 (二)配方施肥的基本方法(施肥量的确定) 配方施肥的基本方法有地力分区(级)配方法、养分平衡法、地力差减法、肥料效应函数法、养分丰缺指标法、氮磷钾比例法等，这里重点介绍目前国内外常用的养分平衡法。 养分平衡法计算 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 为: 作物目标产量需养分量,土壤供养分量肥料施用量,肥料利用率(%)，肥料养分含量(%) 此法必需掌握作物需肥量、土壤供肥量和肥料利用率三个重要参数。 现以氮肥用量的计算来说明养分平衡法:某菜农计划番茄产量每667平方米5000kg，不施氮区(空白区)每667平方米番茄产量为1000kg，计划每667平方米用土粪2000kg作基肥(含0. 5%，利用率20%)，问该菜农实现计划产量应施多少kg尿素(含N46%，利用率35%), 结论:该菜农要实现目标产量，每667平方米除施2000kg土粪外还应施尿素99.4kg。 (三)施肥时期与施肥方法 1(施肥时期 对于大多数植物来说，施肥应包括基肥、种肥和追肥3个时期。 (1)基肥 俗称底肥，是在播种(或定植)前结合土壤耕作施入的肥料。通常多用有机肥料，配合一部分化学肥料作基肥。 (2)种肥 是在播种(或定植)时施在种子附近或与种子混播的肥料。一般多用腐熟的有机肥或速效性的化学肥料以及微生物制剂等作种肥。 (3)追肥 是在植物生长发育期间施入的肥料。一般以速效性化学肥料作追肥。 2(施肥方法 (1)撒施 把肥料均匀撒于地表，然后把肥料翻入土中。 (2)条施 开沟条施肥料后覆土。 (3)穴施 穴施是在播种前把肥料施在播种穴中，而后覆土播种。 37 (4)分层施肥 将肥料按不同比例施入土壤的不同层次内。 (5)随水浇施 在灌溉(尤其是喷灌)时将肥料随灌溉水而施入土壤的方法。 6)根外追肥 把肥料配成一定浓度的溶液，喷洒在植物叶面，以供植物吸收。 ( (7)环状和放射状施肥 环状施肥和放射状施肥。 (8)拌种和浸种 拌种是将肥料与种子均匀拌和后一起播入土壤。浸种是用一定浓度的肥料溶液来浸泡种子，待一定时间后，取出稍晾干后播种。 (9)蘸秧根 对移栽植物如水稻等，将磷肥或微生物菌剂配制成一定浓度的悬着液，浸蘸秧根，然后定植。 (10)盖种肥 开沟播种后，用充分腐熟的有机肥或草木灰盖在种子上面的施肥方法。 第二节 化学肥料种类与合理施用 教学重点: ?氮、磷、钾肥的主要类型、性质、施用技术。 ?复合肥料的含义、肥料混合的原则。 教学难点: ?氮素、磷素的转化。 一、土壤中氮素和氮肥的合理施用 (一)土壤氮素形态及其转化 1(氮素形态 有机态氮和无机态氮两种。有机态氮主要以蛋白质、氨基酸、酰胺、胡敏酸等形态存在。无机态氮主要是指铵态氮、硝态氮和极少量的亚硝态氮。 2(转化过程 土壤中的氮素转化主要包括氨化作用、硝化作用、反硝化作用、氨的挥发作用等过程。 (二)氮肥的种类、性质与施用 1(氮肥的种类 氮肥的种类很多，按氮素形态可分为三类:铵态氮肥、硝态氮肥和酰胺态氮肥。不同类型的氮肥各有特点，只有掌握其性质，才能做到合理施用。 2(常见氮肥的性质和施用 常见氮肥的性质和施用如表。 常见氮肥的性质和施用要点 肥料名称 化学成分 N/% 酸碱性 主要性质 施用要点 化学性质极不稳定，白色细结储存时要防潮、密闭。一般作基肥或追肥， 晶，易吸湿结块，易分解挥发，不宜作种肥，施入7,10厘米深，及时覆土，碳酸氢铵 NHHCO 16.8,17.5 弱碱性 43刺激性氨味，易溶于水，施入土避免高温施肥，防止NH挥发，适合于各种3 壤无残存物，生理中性肥料。 土壤和作物。 宜作种肥、基肥和追肥;在酸性土壤中长白色结晶，因含有杂质有时呈淡期施用，应配施石灰和钙镁磷肥，以防土灰、淡绿或淡棕色，吸湿性弱，硫酸铵 (NH)SO 20,21 弱酸性 壤酸化。水田不宜长期大量施用，以防424热反应稳定，是生理酸性肥料，HS中毒;适于各种作物尤其是油菜、马2易溶于水。 铃薯、葱、蒜等喜硫作物。 白色或淡黄色结晶，吸湿性小，一般作基肥或追肥，不宜作种肥。一些忌氯化铵 NHCl 24,25 弱酸性 热反应稳定，生理酸性肥料，易氯作物如烟草、葡萄、柑橘、茶叶、马铃4 溶于水。 薯等和盐碱地不宜施用。 硝酸铵 NHNO 34,35 弱酸性 白色或浅黄色结晶，易结块，易贮存时要防燃烧、爆炸、防潮，适于作追43 38 溶于水，易燃烧和爆炸，生理中肥，不宜作种肥和基肥。在水田中施用效 性肥料。施后土壤中无残留。 果差，不宜与未腐熟的有机肥混合施用。 适用于各类土壤和作物，宜作追肥，不宜钙质肥料，吸湿性强，是生理碱硝酸钙 Ca(NO) 13,15 中性 作种肥，不宜在水田中施用，贮存时要注3 2性肥料。 意防潮。 白色结晶，无味无臭，稍有清凉适用于各种作物和土壤，可用作基肥、追 感，易溶于水，呈中性反应，易肥，并适宜作根外追肥。尿素中因含有缩CO(NH) 尿素 45,46 中性 22吸湿，肥料级尿素则吸湿性较二脲，常对植物种子发芽和植株生长有影 小。 响。 3(氮肥的合理施肥技术 (1)氮肥的合理分配 氮肥的合理分配主要考虑土壤条件、作物特性、气候条件等。 (2)氮肥的施用技术 根据不同土壤条件和植物生长情况，确定合理用量和适宜施肥时期，并采用有效施用方法。基肥深施、种肥底施、追肥深施、球肥粒肥深施。 (3)氮肥与其他肥料合理配施 氮肥与磷、钾肥配施有较好效果，并能充分发挥氮肥的增产效果。 二、土壤中磷素和磷肥的合理施用 (一)土壤中磷的含量和形态 -11(含量 我国土壤全磷量(PO)一般在0.3,3.5 g?kg范围。 25 2(形态 土壤中磷素一般以有机磷和无机磷两种形态存在。有机磷如核蛋白、核酸、磷脂、植素等;无机磷为水溶性磷、弱酸溶性磷和难溶性磷。 (二)土壤中磷素的固定 1(化学固定 土壤中大量的钙、镁、铁、铝等离子与可溶性磷酸盐作用，形成难溶性磷化合物。 2(吸附固定 即土壤固相对土壤溶液中磷酸根离子的吸附作用。 3(生物固定 是指土壤微生物吸收有效态磷酸盐构成自己的躯体，使之变成有机磷化合物。 (三)磷肥的类型 1(水溶性磷肥 主要有过磷酸钙和重过磷酸钙等。 2(弱酸溶性磷肥 主要有钙镁磷肥、钢渣磷肥、脱氟磷肥、沉淀磷肥和偏磷酸钙等。 3(难溶性磷肥 主要有磷矿粉、骨粉和磷质海鸟粪等。 (四)常见磷肥的性质和施用 几种常见磷肥的特点及施用要点见表。 常用磷肥的性质及施用特点 肥料名称 主要成分 PO/% 主要性质 施用技术要点 25 灰白色粉末或颗粒状，含硫酸钙作基肥、追肥和种肥及根外追肥，集中 40%,50%、游离硫酸和磷酸3.5%,施于根层，适用于碱性及中性土壤，酸过磷酸钙 Ca (HPO) 12,18 2425%，肥料呈酸性，有腐蚀性，易吸湿性土壤应先施石灰，隔几天再施过磷酸 结块。 钙。 深灰色颗粒或粉状物，吸湿性强，含适用于各种土壤和作物，宜作基肥、追游离磷酸4%,8%，呈酸性，腐蚀性强，重过磷酸钙 Ca (H PO) 36,42 肥和种肥，施用量比过磷酸钙减少一半242含PO约是过磷酸钙的两倍或三倍，25以上。 又简称双料或三料磷肥。 钙镁磷肥 α-Ca (PO)、14,18 灰绿色粉末，不溶于水，溶于弱酸，一般作基肥，与生理酸性肥料混施，以342 39 CaO、MgO、SiO 呈碱性反应。 促进肥料的溶解，在酸性土壤上也可作2 种肥或蘸秧根。 黑色或棕色粉末，不溶于水，溶于弱一般作基肥，不宜作种肥及追肥，与有钢渣磷肥 Ca PO?CaSiO 8,14 4253酸，碱性。 机肥堆沤后施用，效果更好。 磷矿粉是迟效肥，宜于作基肥，一般为 2Ca (PO)或 50,100千克，施在缺磷的酸褐灰色粉末，其中1%,5%为弱酸溶性每667m342磷矿粉 >14 Ca (PO)?F 磷，大部分是难溶性磷。 性土壤上，可与硫铵、氯化铵等生理酸548 性肥料混施。 灰白色粉末，含有3%,5%的氮素，不骨粉 Ca (PO) 22,23 酸性土壤上作基肥。 342溶于水。 (五)磷肥的合理施用技术 磷肥的合理施用，必须根据土壤条件、作物特性、轮作制度、磷肥品种与施用技术等综合考虑。 1(土壤供磷状况与磷肥肥效 土壤速效磷是植物可以直接吸收利用的磷，主要是水溶性磷，它的含量可用来表示土壤供磷水平以指导施肥。 2(作物特性与磷肥施用 不同作物对磷的需要和敏感性不同。磷肥的施用时期很重要，磷肥要早施，一般作底肥深施于土壤，而后期可通过叶面喷施进行补充。 3(轮作倒茬茬与磷肥施用 水旱轮作中，应本着“旱重水轻”原则;绿肥或豆科作物轮作中，重点施在绿肥或豆科作物上;在旱地轮作中，应本着越冬作物重施、多施、越夏作物早施、少施原则;在水田稻稻连作中，则应本着“早多晚少”原则。 4(磷肥的施用技术 磷肥应集中施用，可采用条施、穴施、蘸秧根、作种肥等方式。磷肥应适当早施，一般作基肥、种肥和早追肥。 5(磷肥与其他肥料配合 在协调其他养分平衡基础上，合理配施磷肥，才能有明显增产效果。磷肥与有机肥料混合或堆沤施用是磷肥合理施用的一项重要措施。 三、土壤中钾素与钾肥合理施用 (一)土壤中钾的含量、形态 -1我国土壤全钾量介于5,25g?kg，比氮和磷含量高。土壤中钾的形态有三种:速效性钾、缓效性钾和难溶性矿物钾。 (二)钾肥种类、性质与施用要点 目前我国常用的钾肥种类、性质及施用要点可见表。 表 常用钾肥的成分性质与施用要点 肥料名成分 主要性质 施用技术要点 KO/% 2 称 氯化钾 50,60 白色或粉红色结晶，易溶于水，适于大多数作物和土壤，但忌氯作物不KCl 不易吸湿结块，生理酸性肥料。 宜施用;宜作基肥深施，作追肥要早施， 不宜作种肥。盐碱地不宜施用。 硫酸钾 48,52 白色或淡黄色结晶，易溶于水，与氯化钾基本相同，但对忌氯作物有好KSO 24 物理性状好，生理酸性肥料。 效果。适于一切作物和土壤。 草木灰 5,10 主要成分能溶于水，碱性反应，适宜于各种作物和土壤，可作基肥、追KCO 23 还含有钙、磷等元素。 肥，宜沟施或条施，盖种肥或根外追肥 四、土壤中微量元素与微肥合理施用 40 常用微量元素肥料的种类、性质和施用要点 种类 肥料名称 主要成分 含量/% 主要性质 施用要点 2硼沙 NaBO?10HO 用量4,15kg; 11 白色结晶或粉末，40?热作基肥每hm2472 硼肥 浸种浓度为0.05%;根外追肥浓度为 水中易溶，不吸湿。 0.1%,0.2%。 硼酸 HBO 17.5 性质同硼沙。 33 ,6 g;浸种浓度为拌种每kg种子4硫酸锌 白色或浅橘红色结晶，易0.02%,0.05%，根外追肥浓度为0.1%,锌肥 ZnSO?7HO 23,24 42 溶于水，不吸湿。 0.2%。 ,8 g，浸种浓度为0.1%，拌种每kg种子4 根外追肥浓度为0.1%,0.2%，作基肥锰肥 硫酸锰 MnSO?3HO 26,28 粉红色结晶，易溶于水。 42 -215,45kg?hm。 ,8g，浸种浓度为拌种每kg种子4 0.01%,0.05%，根外追肥浓度为0.02%,铜肥 硫酸铜 CuSO?5HO 24,26 蓝色结晶，易溶于水。 42 -20.04%，作基肥15,30kg?hm。 ,2 g，浸种浓度为拌种每kg种子1青白或黄白结晶，易溶于0.05%,0.1%，根外追肥浓度为0.05%,钼肥 钼酸铵 (NH)MoO?4HO 50,54 467242水。 0.1%。 ,1%，果根外喷施浓度大田作物为0.2%铁肥 硫酸亚铁 FeSO?7HO 19,20 淡绿色结晶，易溶于水 42树为0.3%,0.4%。 五、复合肥料与混合肥料 (一)复合肥料 1(概念 复合肥料是指含有氮、磷、钾三要素中两种或三种养分的肥料。 2(种类 复合肥料按元素种类可分为两大类:三元复合肥料(NPK)和二元复合肥料(NP、NK或PK)。 3(表示方法 其组成成分通常用每种营养元素所占的百分含量来表示。 4(复合肥料及其性质 复合肥料及其性质 肥料名称 组成和含量 性质 施用 (NH) HPO和NH HPO 水溶性，性质较稳定，多为白色结晶基肥或种肥，适当配合施二424424磷酸铵 N16%,18%，PO46%,48% 颗粒状。 用氮肥。 元25 复NHNO，(NH) HPO和CaHPO灰白色颗粒状，有一定吸湿性，易结基肥或追肥，不适宜于水434244 硝酸磷肥 合N 12%,20%，PO10%,20% 块。 田，豆科作物效果差。 25 肥 KHPO 水溶性，白色结晶，化学酸性，吸湿24磷酸二氢钾 多用于根外喷施和浸种。 PO52%， KO35% 性小，物理性状良好。 252 NHNO、(NH) HPO KNO， 淡黄色颗粒，有一定吸湿性。其中，三434243基肥或追肥，目前已成为硝磷钾肥 N11%,17%，PO6%,17%， N、K为水溶性，P为水溶性和弱酸元25烟草专用肥。 KO12% ,17% 溶性。 复2 合硝铵磷肥 N，PO，KO均为17.5% 高效、水溶性。 基肥、追肥 252 41 肥 (NH) HPO和K HPO 42424磷酸钾铵 高效、水溶性。 基肥、追肥 N、PO、KO总含量达70% 252 (二)混合肥料 肥料混合的原则是:?要选择吸湿性小的肥料品种。?要考虑到混合肥料养分不受损失。?应有利于提高肥效与施肥工效。 掺混肥料(又称BB肥)是把含有氮、磷、钾及其他营养元素的原料肥料按一定比例掺混而成的混合肥料，由于它具有生产工艺简单，投资省，能耗少，成本低;养分配方灵活，针对性强，能适应农业生产需要的特点，因此发展很快。 第三节 有机肥料种类与合理施用 教学重点: ?有机肥料的概念及作用。 ?主要有机肥料的种类、特点及施用方法。 教学难点: ? 有机肥料的积制。 一、有机肥料的作用 有机肥料是一种完全肥料，它对土壤和作物有多种良好作用: (一)提供多种养分，改善土壤中养分供应状况 (二)改善土壤结构 (三)促进土壤微生物活动 (四)刺激植物生长发育 (五)维持农业生态良性循环 二、主要类型有机肥料与施用 (一)粪尿肥 粪尿肥包括人粪尿、家畜粪尿、厩肥、禽粪等。 1(人粪尿 成分:有机物主要是纤维素、半纤维素、蛋白质、氨基酸等;灰分主要是硅酸盐、磷酸盐、氯化物等。人尿中有机物少，含尿素较多，还含有少量的尿酸、马尿酸;还含有无机盐，以食盐较多，其次是磷酸盐、铵盐和微量元素等。 贮存: 在我国南方常将人粪尿制成水粪贮存，采用加盖粪缸或三格化粪池等方式。我国北方则采用人粪拌土堆积，或用堆肥、厩肥、草炭制成土粪、或单独积存人尿，也可用干细土垫厕所保存人粪尿中养分。 施用:人粪尿适用于多种土壤和作物。人粪尿主要用作追肥，但菜田可作基肥，南方习惯泼浇水粪，北方习惯随水灌施，效果均好。人尿也可浸种。 2(畜禽粪尿 (1)牛粪 粪质细密，含水量高，通气性差，故腐熟缓慢，肥效迟缓，发酵温度低，俗称“冷性肥料”。一般作底肥施用。 (2)猪粪 养分含量较丰富，质地较细，氨化细菌多，易分解，肥效快但柔和，后劲足，俗称“温性肥料”。适宜于各种作物和土壤，可作基肥和追肥。 (3)马粪 粪中纤维素含量高，粪质粗、疏松多孔，水分易蒸发，含水量少，腐熟快，堆积过程中，发热量大，俗称“热性肥料”。可作为高温堆肥和温床的酿热物，并对改良质地黏重土壤有良好效果。 42 (4)羊粪 质地细密干燥，肥分浓厚，为热性肥料，羊粪适用于各种土壤。 (5)禽粪 鸡、鸭、鹅等家禽的排泄物和海鸟粪统称禽粪。由于它们属杂食性动物，饮水少，故禽粪有机质含量高，水分少。禽粪中氮素以尿酸为主，分解过程也易产生高温，属热性肥料。可作基肥，也可作追肥。 3(厩肥 厩肥的积制方法有圈内积肥法和圈外积肥法，也有二者兼用。 (1)圈内积肥法 主要适用于猪的积肥，常用的方式有两种:垫圈法、冲圈法。 (2)圈外积肥法 多为牛、马、骡、驴等大牲畜所采用的积肥方式。 2厩肥常作基肥深施，每667M用量1500,3000千克。施用数量大时，全田撒施耕翻入土;施肥量不大时，可开沟集中施在播种行间或栽植垄上。厩肥作基肥时，应配合化学氮、磷肥施用，更好发发挥厩肥肥效。 (二)堆沤肥 1(堆肥 堆肥是在好气条件下堆制而成的，可分为高温堆肥和普通堆肥两种。 堆肥腐熟过程可分为四个阶段，即:发热、高温、降温和腐熟阶段。腐熟特征是“黑、烂、臭”。 堆肥养分齐全，适合于各种作物和土壤，其施用技术与厩肥相似，一般多用作基肥。撒施后立即翻入土，条施、穴施也应深施覆土。一般每公顷15,30吨，适量配施速效肥料，其增产效果更好。 2(沤肥 沤肥在沤制时要经常保持3,5cm的浅水层，沤肥材料中碳氮比和酸碱度应调节适当，并注意经常翻动，促进微生物活动，加快沤肥的腐熟。 沤肥多用作基肥。水稻施用沤肥时，施后应立即翻耕上水，或先干耕晒垡，上水后再施肥，每公顷用量约为37.5,75吨。旱地施用沤肥，应随撒随翻入土，防止养分损失，同时配施适量氮、磷肥，以利于提高肥效。 3(秸秆直接还田 秸秆直接还田的技术要点是: (1)还田时期和方法 秸秆还田前应切碎后翻入土中，与土混合均匀。旱地争取边收边耕埋。水田宜在插秧前7,15天施用。林、桑、果园则可利用冬闲季节在株行间铺草或翻埋入土。 (2)还田数量 一般秸秆可全部还田。薄地用量不宜过多，肥地可适当增加用量。一般每公顷4.5,6.0吨为宜。 (3)配施氮、磷化肥 由于作物秸秆C/N比大，易发生微生物与作物争夺氮素现象，应配合施用适量氮、磷化肥。北方玉米秸秆还田每公顷应施225kg碳铵;南方稻田每公顷应施150,225kg碳铵，并配施375kg过磷酸钙。 (三)绿肥 绿肥按生物学特性可分为豆科绿肥和非豆科绿肥。按生长季节可分为春季绿肥、夏季绿肥和冬季绿肥。按生长年限可分为一年生绿肥和多年生绿肥。 一般稻田绿肥应在插秧前10,15天翻压，北方麦田绿肥应在种麦前30天左右翻压，棉花、玉米田一般播种前10,15天翻压。绿肥翻压深度一般以耕翻入土10,20cm为宜。绿肥翻压应做到植株不外露，随后耙碎镇压，并及时灌水保墒，做到压严、压实，以利于绿肥腐解、后作播种和保肥。此外，翻压时可适量施用磷肥，有利于氮磷养分的平衡供应。 有机肥料除粪尿肥、堆沤肥、绿肥三大类外，还有杂肥。杂肥是种类繁多的一类肥料，主要有城市垃圾、工业三废、饼肥、火土灰、老墙土等。 (四)生物肥料 43 1(根瘤菌肥料 根瘤菌肥的施用方法主要是拌种，每公顷可用菌剂225,375kg，加水3.75kg均匀拌种，稍风干后播种。 施用时应注意以下问题:第一，注意豆科作物根瘤菌的专一性，不同豆科作物选用相应的根瘤菌剂;第二，注意菌剂的有效期，一般为半年;第二，要防止阳光直晒，以免影响根瘤菌成活率;第四，拌过根瘤菌剂的种子不宜用杀菌剂处理;第五，要注意创造适宜环境条件，一般要求土壤通气良好，土温25?左右，水分适宜，土壤呈中性至微碱性，并保持适当氮素，充足的磷素和微量元素。 2(生物钾肥 生物钾肥适宜于喜钾作物和缺钾土壤上施用。其用量:固体型每公顷7.5,11.25kg，液体型每公顷1500,3000ml。使用时要注意“早”(最好做基肥和种肥)，拌种、拌土或拌有机肥要“匀”，离根要“近”。 3(“5406”抗生菌肥 “5406”抗生菌肥可用作基肥，每公顷用饼粉225,375kg，加菌种1.5,3.75kg混合就地拌入少量泥土，条施或穴施后覆土。也可用0.5kg菌剂加15,30kg水，取其浸出液作浸种、浸根用，或先用水浸湿种子，再拌上菌肥。还可用作追肥，旱田在定苗时施，水稻在返青后施。 4(复合微生物菌肥 有两种类型:?两种或两种以上的微生物复合，可以是同一微生物的不同菌系或是不同微生物菌种的混合。?一种微生物与其他营养物质复配，即微生物菌剂可分别与大量元素、微量元素、植物生长激素等复合。 课后练习 第7章 植物生产与气候 第一节 农业气象要素与气候 教学重点: ?昼夜与四季的变化规律。 ?我国的气候特点。 教学难点: ?太阳辐射。 一、主要农业气象要素 农业气象要素是指描述大气中所产生的一系列物理变化和物理过程中，常用既定性又定量的特征量。主要农业气象要素有太阳辐射、空气温度、土壤温度、降水、空气湿度、气压与风等。 (一)太阳辐射 (太阳辐射 太阳辐射强度是单位时间内垂直投射到单位面积上的太阳辐射能量，又称太1 阳辐照度。主要由太阳高度角和昼长决定。目前，我国北方地区应用的风障阳畦、日光温室等，其塑料薄膜向南倾斜就是对太阳辐射能利用的一个典范。 2(光照度 光照度是衡量光照强弱的指标，常以勒克斯(lx)表示，可用照度仪测定。 3(光合有效辐射 光合有效辐射是指绿色植物进行光合作用时，被叶绿素吸收并参与光化学反应的太阳辐射光谱成分。光合有效辐射的照度和总量的时空分布，可供确定进入农田、植物群落的能量，对拟定适宜的群体结构和估算产量等方面有重要意义。 (二)气压 1(气压随高度的变化 气压随高度升高而减小。当温度一定时，地面气压随海拔高度的升高而降低的速度是不等的。 44 2(气压随光照、温度变化 一日中，夜间气压高于白天，上午气压高于下午;一年中，冬季气压高于夏季。当暖空气来临时，会引起气压减小;当冷空气来临，会使气压增高。 (气压的水平分布 气压分布形式有:一是低压，二是高压，三是低压槽，四是高压脊，3 五是鞍形场。 (三)风 1(风的基本知识 风是指空气的水平运动，常用风向和风速表示。 风的形成:风的形成受几种作用力影响:水平气压梯度力、水平地转偏向力、摩擦力、惯性离心力。在不同情况下，四种力的作用不同，因此形成的风速和风向各异的各种风。 风力等级:根据风力大小和地面物体的征象，通常用13个等级表示风速，即风力等级。 2(季风与地方风 季风:通常指的是冬季风和夏季风。我国的季风很明显，夏季吹东南风或西南风;冬季吹偏北风，北方多数为西北风，南方多数为东北风。 地方风:地方风常见有三种:海陆风、山谷风和焚风等。 (四)昼夜与四季 1(昼夜的变化规律 地球每转一周，各地经历了一个白天(从日出到日落)和一个黑夜(从日落到日出)，形成了各地的白昼和黑夜。昼夜的长短随纬度、季节不同而变化， 2(四季的变化规律 地球在环绕太阳公转时，地轴与公转轨道面保持66?33′的夹角。地轴的方向不变，这一特点是产生地球上季节交替和日照长短随纬度、季节而变化的根本原因。 二、气候 (一)气候的形成因素 某地气候的形成和变化的基本因素，一般认为是太阳辐射、大气环流、下垫面的性质及分布。但由于人类活动对气候形成的影响作用越来越明显，已列为气候形成的第四个主要因素。 1(太阳辐射 各地气候的差异和季节的交替，主要是太阳辐射的时空分布不均引起的。 2(下垫面性质 下垫面是指地球表面的状况，它包括海陆分布、地形地势、植被和土壤等。由于它们的特性不同，因而影响辐射过程和气团的性质。 3(季风环流 季风环流引导气团移动，使各地的热量、水分得以转移和调整，维持了不同地区间的热量和水分平衡。除上述三个自然因素对气候起着重要作用外，人类活动对气候也有影响。 (二)气候带和气候型 1(气候带 通常把全球划分为11个气候带，即赤道气候带，南、北热带，南、北副热带，南、北暖温带，南、北冷温带，南、北极地气候带。各气候带之间最大的差异是温度。 2(气候型 海洋性气候和大陆性气候、季风气候和地中海气候、高山气候和高原气候、草原气候和沙漠气候。 (三)我国的气候特点 1(季风性显著 主要表现为:雨季开始、结束和主要雨带的位置与夏季风始、未进退一致;雨量年际变化大;降雨量集中、雨热同期;降水量自东南向西北递减。 2(大陆性强 主要表现为:气温日、年变化大;冬季寒冷，南北温差大，夏季普遍高温，南北温差小。 3(气候类型多样 从气候带来说，自南到北有热带、亚热带、温带，还有高原寒冷气候。从干燥类型来说，从东到西有湿润、半湿润、半干旱、干旱、极干旱等类型。 4(气象灾害频繁 特点是种类多，范围广，频率高，持续时间长，群发性突出，连续效应显著，灾情严重，给农业生产造成巨大损失。 45 第二节 农业气候资源的利用 教学重点: ?农业气候资源的特点与合理利用。 ?常见农业技术措施的小气候效应。 ?二十四节气与主要农事活动。 教学难点: ?二十四节气与主要农事活动。 一、农业气候资源 (一)农业气候资源概念 农业气候资源是指一个地区的气候条件对农业生产所提供的自然物质和能源，是对农业生产发展的潜在支持能力。农业气候资源包括光资源、热资源、水资源、气资源等。 (二)农业气候资源特点 农业气候资源特点主要表现在: 1(有限性 尽管农业气候资源周而复始年年都有，是一种可再生的资源。但每年都有一定的量，是有限的。 2(波动性 每年各种农业气候资源的量不是固定不变的，有时年际变化很大。 3(空间差异性 4(整体性 形成各地光、热、水资源的组合，影响着农业气候资源整体效应的发挥。 5(脆弱性 由于灾害性天气的影响和农业技术措施失当，使农业气候资源的有效性降低。 (三)农业气候资源的合理利用 1(充分利用光热资源～发展多熟种植 根据当地大于10?的日数、积温和年降水量等，积极发展多熟种植，并合理间作套种，提高复种指数。 2(合理布局～趋利避害～充分发挥农业气候优势 要根据不同地区的农业气候条件，合理安排种植制度、植物种类与品种。 3(采取有效防御灾害措施～提高农业气候生产潜力 4(发展立体生态农业、设施农业～推广经济农业和节水农业 二、农业小气候 小气候是指在具有相同的大气候特点范围内，在局部地区，由于下垫面性质不一致，在近地气层和土壤上层形成的小范围内气候。具有“范围小，差别大，稳定性强”等特点。主要介绍一些农业技术措施的小气候效应。 耕作、栽培措施的小气候效应 措施 小气候效应 1(使土壤疏松，增加透水性和透气性，提高土壤蓄水能力，对下层土壤有保墒效应 2(使土壤热容量和导热率减小，削弱上下层间热交换，增加土壤表层温度的日较差 耕翻 3(低温季节，上土层有降温效应，下层有增温效应，高温季节，上层有升温效应，下层 有降温效应 46 1(使土壤疏松，小气候效应同耕翻 2(增加了土表与大气的接触面积，白天增加对太阳辐射的吸收面，热量聚集在土壤表面， 垄作 温度比平作高;夜间垄上有效辐射大，垄温比平作温度低 3(蒸发面大，上层土壤有效辐射大，下层土壤湿润;有利于排水防涝 4(有利于通风透光 1(间套作变平面受光为立体受光，增加光能利用率;同时可以延长光合作用时间，增加 光合面积，延续、交替合理利用光能，增加复种指数，提高光能利用率 间套作 2(间套作可增加边行效应，改善通风条件，加强株间乱流交换，调节CO浓度，提高2 光合效率 3(上茬植物对下茬植物能起到一定的保护作用 1(改善植物受光时间和辐射强度 种植行向 2(若行向与植物生育关键期盛行的风向一致，可调节农田中CO、温度和湿度 2种植密度 适宜的种植密度可增加光合面积和光合能力;调节田间温度和湿度 1(调节田间辐射平衡，由于灌溉的土壤湿润，颜色变暗，一方面使反射率减小，同时也 使地面温度下降，空气湿度增加，导致有效辐射减小，使辐射平衡增加 灌溉 2(调节农田蒸散，在干旱条件下，灌溉使蒸发耗热急剧增大 3(影响土壤热交换和土壤的热学特性 三、二十四节气与主要农事活动 (一)二十四节气 二十四节气起源于我国黄河流域，它是根据天文学原理将地球环绕太阳公转一周360?的轨道分为24等份，出现24弧段，每弧段15?为一节，每节约15d，二十四节气的名称是根据各节当时的天文、气候状况和物候反应等确定。在我国民间广泛流传着二十四节气的歌谣，以便记忆:“春雨惊春清谷天，夏满芒夏署相连;秋处露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒;每月两节日期定，最多相差一两天;上半年来六廿一，下半年来八廿三”。 (二)二十四节气对应的主要农事活动 二十四节气 主要农事活动 夏至、冬至 选苗、中耕除草、整枝和防治病虫害。 立春、立夏、 春耕准备;春播作物中耕除草、防治虫害;作物水肥管理与收获;秋耕保墒。 立秋、立冬 雨水 小麦压耙保墒，浇返青水;选种备粪。 惊蛰 春耕开始;小麦返青追肥;春种准备。 春分 作好抗旱播种、保夏收准备。 清明 适时播种春玉米、棉花、高粱等;小麦拔节灌溉。 谷雨 棉花育苗移栽 小满 夏收准备;小麦干热风防御。 芒种 夏收夏种;春作物管理、治虫、灌溉、追肥等。 小暑、大署 棉花中耕除草、整枝打杈;其他作物除草、防治虫害等田间管理。 处暑 黍收获、棉花采摘;晚秋作物管理。 白露 秋收，秋种准备。 寒露 小麦播种 霜降 甘薯、山药收获;秋耕。 小雪、大雪 白菜收获，灌越冬水。 47 小寒、大寒 麦田管理、果树涂白，防止冻害;。 复习思考: 1. 农业气候资源的特点有哪些,如何合理利用农业气候资源, 2. 小气候具有哪些特点,简要回答常见农业技术措施的小气候效应。 3. 列表说明二十四节气对应的主要农事活动。 第三节 农业气象灾害及防御措施 我国的农业气象灾害有如下特点:普遍性、区域性、季节性、持续性、交替性和阶段性。 一、低温冷害及其防御 ,一,冷害及其防御 (冷害类型 1 根据低温对植物危害的特点及植物受害症状，可分为障碍性冷害、延迟性冷害和混合型冷害等类型。 按季节与地域性可分为春季冷害、秋季冷害、夏季冷害和寒害。 2(冷害的防御 (1)因地制宜，安排好品种搭配和播栽期。 (2)地膜覆盖，以水增温和喷洒化学保温剂等方法，来增强植物抗御低温的能力。 (3)运用科学方法找出作物适宜的复种指数和最优种植 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。 (4)选择耐寒品种，保苗早发，合理施肥，促进早熟。 (5)加强田间管理，提高栽培技术水平，提高冷害防御能力。 ,二,霜冻及其防御 1(霜冻的类型 根据霜冻发生的时期，可分为早霜冻(秋霜冻或初霜冻)和晚霜冻(春霜冻或终霜冻)两种。 2(霜冻的时空分布 (霜冻的防御措施 3 (1)选用适宜品种，选择背风、向阳、避冷避冻地形种植植物。 (2)确定适宜的播种期和移栽时间，要以避开终霜为准。 (3)应用生长抑制剂，调节发育速度，降低霜害危险性。 (4)选用耐寒作物和品种，促进抗寒锻炼，提高植株抗寒力。 (5)营造防护林、风障和采用覆盖法、加热法、烟雾法、灌水法等临时改善局部小气候条件，使降温幅度减小。 ,三,冻害及其防御 1(冻害的发生时间和指标 类型:根据冻害发生的时间可将冻害分为初冬冻害、严冬冻害和早春冻害三类。 指标:初冬冻害一般以入冬降温幅度或抗寒锻炼减少天数为参考指标。严冬冻害主要以冬季负积温、有害积温和极端最低温度为冻害指标。早春冻害常以稳定通过某一界限温度之后的极端最低温度为冻害指标。 2(冻害的地区分布 3(冻害的防御措施 (1)合理布局，确定合理的农业植物种植北界和上界。 (2)选育抗寒性强的品种，加强冬前管理，增强抗冻能力，避免或减轻冻害。 (3)选择具有明显冬暖效应的生态环境种植。 48 (4)采用覆盖、露天增温和喷施化学药剂等方法调节农田小气候。 二、干旱及其防御 ,一,干旱的类型 按干旱发生的的季节，可分春旱、夏旱、秋旱和冬旱。 ,二,干旱对植物生产影响 ,三,干旱的防御措施 1(搞好农田基本建设，合理耕作保摘 2(以小流域为单位，实行缓坡修梯田，种耐旱作物，陡坡植树种草，坡下筑沟坝地 3(耕作保墒 4(蓄水积水，节水灌溉 5(采用砂砾、地膜、秸秆等材料进行覆盖 6(积极培育、推广抗旱、耐旱、耐瘠植物品种 7(适量使用化学覆盖剂、保水剂、抗蒸腾剂 三、干热风及其防御 ,一,干热风对植物生产的影响 干热风主要对小麦、水稻生产影响严重。 ,二,干热风的防御措施 1(浇麦黄水 2(药剂浸种 3(调整播期 4(选用抗干热风品种 5(根外追肥。在小麦拔节期喷洒草木灰溶液、磷酸二氢钾溶液等。 (营造防护林带 6 四、洪涝、湿害及其防御 ,一,洪涝、湿害的类型 可将洪涝、湿害分为洪灾、涝灾和湿害三类。 ,二,洪涝、湿害的防御措施 1(健全防汛体系 2(兴修水利工程 修建堤坝、水库，拦洪蓄水;根治水系，加固堤防，疏通河道，以利排 水，减少洪涝。= 3(加强农田基本建设。改良土壤，提高排涝、耐涝能力;建立建全农田排灌系统，畅通排 水，实行山、水、田、林、路、坡等综合治理，建立旱涝保收、高产稳产农田。 4(调整作物布局。有效利用各种耕作栽培技术，选择耐涝、耐湿品种，适当调整播栽期。 5(保持水土 6(加强涝后管理 49