土壤与园林植物(上课用).ppt

园林植物与土壤,一、土壤理化性质与园林植物二、土壤生物与园林植物三、城市土壤的特点四、盐碱土与园林植物,1,土壤：覆盖于地球表面的一层疏松多孔的物质，它具有肥力，在自然和人工生产栽培条件下，能够生长植物，是人类赖以生存和发展的资源和生态条件。,2023/6/19,3,什么是土壤？地球的岩石圈表面能生长植物的疏松表层。土壤是植物生长的基质，能为植物提供矿质营养和水分，因而是很重要的生态因子综合体。,2023/6/19,4,园林生态学教学资料,A层淋洗层（leached layer)：来源于腐败的有机质和顶层矿物质土壤,B层沉积层（layer of deposition)：来源于A层冲洗下来的物质积累，颜色较深,C层土壤母质层（parent material)：是风化的母质，为表面地壳氧化的极限,R层母质层（bedrock)：称为基岩或母岩层,自然土层剖面,2023/6/19,5,园林生态学教学资料,第一节 土壤的理化性质与园林植物一.土壤物理性质：土壤的物理性质是指土壤结构、土壤质地、土壤水分、土壤空气、土壤热量等状况。土壤因子会直接影响着植物根系和土壤生物的生活，了解这些因子的水平和变化动态，能为合理耕作、施肥、灌溉、排水等措施提供理论依据。,A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.土壤质地各级土粒在土体内所占的重量百分比。土壤质地：根据机械组成的不同范围划分。,6,2023/6/19,7,园林生态学教学资料,沙土类（sand soil）质地较粗，含沙粒多，黏粒少，土壤疏松，黏结性小，大孔隙多，通气透水性强，蓄水能力差，易干燥。养分易流失，保水保肥性差。壤土类（loam soil）质地较均匀，各级别的土粒几乎等量混合，物理性质良好，通气透水，保水保肥性强，适合于植物生长。黏土类（clay soil）质地较细，黏粒和粉沙居多，结构致密，湿时黏，干时硬。保水保肥能力很强，但由于土粒细小，通透性差。,土壤质地类型,8,土壤质地,砂土：,砂土的粒径最大（0.05mm2.00mm),潮湿的砂土不能攥团，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。,9,土壤质地,壤土的粒径次之（0.002mm0.05mm)，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,壤土,10,土壤质地,粘土的粒径最小（小于0.002mm)，潮湿的粘土，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。,粘土,土壤质地的识别：手测法：“干测法”、“湿测法”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。,11,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。粘土：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。湿时粘土可塑性良好，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。,12,土壤质地类型的基本特征,2、土壤结构,1.土壤结构体和土壤结构性的概念土壤结构体:指土壤中的土粒在内外因素综合作用下形成大小、形状、性质不同的团聚体，如土团、土块、土片等。土壤结构性：结构体在土壤中的类型、数量、排列形式、孔隙状况以及稳定性的综合特性。,14,15,土壤结构,土壤结构体,土壤结构性,大小,形状,不良性状结构体,理性结构体,块状结构,片状结构，鳞片状结构,柱状结构，棱柱状结构,核状结构,团粒结构,微团聚体,孔 性,稳定性,肥力特性,水力学稳定性,机械学稳定性,生物学稳定性,协调水、肥、气、热的能力和改善耕性能力,孔隙度和孔隙级别,16,2.结构体类型及特性,17,土壤肥力特点：块状结构体间粒间孔隙过大，不利于蓄水保水，易透风跑墒，出苗难；出苗后根不着土造成“吊根”现象，影响水、肥吸收；内部紧实，不利于扎根；核状结构体小孔隙过多，尤其是非活性孔隙过多，孔性不良，水、气不协调。,18,不良结构体：块状、核状、柱状、棱柱状和片状结构体总孔隙度小，主要是小的非活性孔隙，结构体之间大的通气孔隙，往往成为漏水漏肥的通道。植物根系很难穿扎，干裂时常扯断根系。,良好结构体：团粒结构体 不仅总孔隙度大，而且内部有多级大量的大小孔隙，团粒之间排列疏松，大孔隙较多，兼有蓄水和通气的双重作用。,19,土壤团粒体,砂粒,砂 粒,粉粒,粉粒,粘粒,腐殖质,团粒结构,3、土壤剖面层次的发育,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(或土体构造层次,21,22,典型的土壤层次结构,23,1、毛管水(capillary water)毛管水是靠土壤中毛管孔隙所产生的毛管引力所保持的水分，称为毛管水。毛管水是土壤中最宝贵的水分。特点：能向上下左右移动，速度快。有溶解养分的能力，也有输送养分到作物根部的作用。既能被土壤保持又能被植物利用的有效水分。,（三）、土壤水分,2、重力水(gravitational water)又称多余水，是指土壤中充滞于充气孔隙中的水分。存在于土壤中的时间短，很快会因为重力作用而渗入或流出。,24,25,3、田间持水量：毛管悬着水达到最大值时的土壤含水量称为田间持水量，通常作为灌溉水量定额的最高指标。凋萎系数：当植物呈现永久萎蔫时的土壤含水量称凋萎系数。土壤有效水含量：是田间持水量与凋萎系数之差,不同质地，土壤田间持水量有很大不同。,26,27,4.土壤水分平衡,（一）土壤水分的来源,土壤水分,大气降水,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。,28,1、土壤空气和近地面大气空气组成的差异,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 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。,（三）、土壤空气,2、土壤的通气性 土壤通气性是指土壤空气与大气进行交换以及土体允许通气的能力。土壤通气性的重要性：通气与大气的交流，不断更新其组成，使土体各部分组成趋向一致，如果土壤通气性差，土壤中的O2在短时间内可能被全部耗竭，而CO2的含量随之升高，以至妨碍作物根系的呼吸。,29,3、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。,30,（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。,31,4、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。,32,33,（四）、土壤热量1.土壤热来源与土壤吸热性,土壤热来源,太阳辐射,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。,34,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。,35,（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。,36,4.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：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 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。,37,B、土壤的化学性质（一）土壤的酸碱性,PH值变化在：4-9，多数在：4.5-8.5；“南酸北碱”影响土壤酸碱度的因素1、气候 2、母质 3、植被 4、人类活动 5、大气污染,38,39,40,根据我国土壤反应的实际差异情况及其与肥力的关系，可把土壤反应分为下列7级：,41,（1）动植物呼吸作用排出的CO2溶解于水形成的碳酸解离产生的H。（2）微生物分解作用产生的有机酸、无机酸解离产生的H。（3）土壤溶液中活性铝的作用。（4）吸附性H和Al3的作用。,1、土壤中H的来源有：,土壤酸度：,2.土壤酸碱性与园林植物,土壤的pH值多在49之间。土壤的酸度影响植物对营养元素的吸收。不同种类植物对土壤酸度的要求不同。,喜酸性砂质土植物,银桦,竹柏,耐盐碱植物,短穗鱼尾葵,凤凰木,不耐盐碱植物,棕榈,鱼尾葵,不耐盐碱植物假连翘,47,(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,Mn,B,Fe,S,N,C,O,H,Ca,K,P,Cu,Cl,Zn,Mg,Mo,Ni,48,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,49,50,碳和氧空气中的二氧化碳 氢和氧水 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。,必需营养元素的来源:,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。,51,必需元素的生理作用,氮(N)氮是蛋白质、核酸、磷脂的主要成分，而这三者又是原生质、细胞核和生物膜的重要组成部分，它们在生命活动中占有特殊作用。因此，氮被称为生命元素。氮还参与酶以及许多辅酶和辅基如NAD+、NADP+、FAD等的构成，氮还是某些植物激素如生长素和细胞分裂素、维生素如B1、B2、B6、PP等的成分，此外，氮是叶绿素的成分，与光合作用有密切关系。,52,磷(P)：以根和茎的生长点中较多，果实和种子中含量丰富 磷也是核酸、核蛋白和磷脂的主要成分，它与蛋白质合成、细胞分裂、细胞生长有密切关系；磷是许多辅酶如NAD+、NADP+等的成分，磷还参与碳水化合物、氨基酸、脂肪的代谢和运输，磷对植物生长发育有很大的作用，是仅次于氮的第二个重要元素。,53,钾(K)：主要集中在分生组织和幼嫩器官中钾可调节渗透势，如气孔，蒸腾作用。是60多种酶的激活剂，如丙酮酸激酶、谷胱甘肽合成酶、淀粉合酶等。另外，钾还可以提高抗性如抗倒、抗病虫，参与物质运输：K+作为H+的反离子，钾促进蛋白质和多糖合成。对碳水化合物的合成、运输和贮藏有关。,54,钙：组成植物细胞壁，综合有机酸、调节植物体内ph值；主要存在叶片和老的器官组织中镁：叶绿素的主要成份；酶的活化剂硫：组成蛋白质的重要元素之一；参与呼吸，促进豆类植物根瘤的形成,55,植物缺素症状,1、缺氮：叶绿素减少、叶小、叶少而色淡、苗木矮小纤弱、过早木质化、花果少、籽实不饱满，老叶发生缺绿症 2、缺磷：细胞小、植株矮小、叶色暗绿有时会出现紫红色，花果形成少、成熟延迟、产量低、抗逆性弱，症状首先表现在老叶上3、钾：茎杆柔弱易倒伏，叶尖、叶缘干枯成“焦边”现象，或由于叶生长不均匀、出现杯状弯曲或皱缩,56,缺钾症状,1、时间 缺钾症状出现在中后期（N、P缺乏症状在苗期可发现）2、部位 下部叶片早于上部叶片,57,3、典型症状,老叶尖端和边缘发黄，进而变褐 色，渐次枯萎，但叶脉两侧和中 部仍为绿色。出现褐色斑点或斑块，严重时呈 火烧焦状。,58,59,番茄的缺素症从左至右：全营养,-P,-Ca,-Fe,-N,大麦缺素症 左：全;右：-K,60,缺磷症状,磷不足影响蔗糖运输，植株内糖相对积累，并形成较多的花青素，使植株呈紫红色。（缺磷症状）,61,缺钾的症状,62,缺素症的诊断（病症检索表）,病症从老叶开始，常缺乏 N P Mg K Zn病症从新叶开始，常缺乏 Ca B Cu Mn Fe S表现出失绿症，常缺乏 Fe Mg Mn S N,63,（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%）,64,65,A：元素组成：主要是C（52-58%）、H（3.3-4.8%）、O（34-39%）、N（3.7-4.1%）其次是P、S。,4.组成,66,5、土壤中有机质的转化,两者不可分割，互相联系，随条件改变而相互转化。矿质化作用为作物生长提供充足的养分，但过快，使有机质分解加快，易造成损失适当调控有机质的矿化速度，促使腐殖质作用的进行，有利于改善土壤的理化性质和提高土壤的肥沃度,6、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：激素、抗生素，增强抗旱能力，促进根的呼吸作用，营养吸收能力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,67,7、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2030cm；（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,68,二、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、藻类的性质、作用植物根系：土壤的形成和发育、土壤的结构及理化性质的影响,69,土壤生物与土壤之间是紧密联系、相互作用不可分割的整体，土壤为生物提供生存的空间，土壤生物又反过来对土壤的形成和发展起到了促进作用。,3.土壤生物动物,土壤动物的数量庞大1 m3的土壤中采集的小型节肢动物，少的有几千，多以万计。土壤动物的种类繁多。除典型的海洋动物以外，大多数的动物门类在土壤中都有代表。据估算土壤动物的生物量是全人类的20倍。,3.土壤生物动物,环节动物，主要是蚯蚓（有益动物）对土壤有机质的转化和肥力的提高起着重要作用，促使土壤团粒结构的形成。节肢动物，蚁类，蜘蛛等（害益因种类而不同）,3.土壤生物动物,脊椎动物，如蛇、蜥蜴等。土壤线虫（害虫）土壤原生动物,3.土壤生物动物,土壤动物在土壤中的机械活动促进土壤的形成、发育和熟化；土壤动物的生理活动促进大分子物质的转化，提高土壤的有效性；,特殊种类反应土壤类型和肥力状况，如大型甲螨生存在有机质丰富的土壤中。个别土壤动物种类的出现与增多是土壤环境变化的指示，如螨类是土壤污染的指示动物。,3.土壤生物微生物,土壤中的微生物指土壤（包括枯枝落叶层）中肉眼很难辨认微小有机体。细 菌蓝细菌放线菌 真 菌 藻 类,原核生物真核生物,3.土壤生物微生物,按照摄取营养和能量的方式可分为自养菌和异养菌。土壤中多数是异养菌，其分布与土壤的有机质含量有关。异养微生物的分布规律：土壤垂直分布看，表土层异养微生物为主，往下逐渐减少。自养微生物的分布与其作用的底物存在有关。,3.土壤生物微生物,与植物密切相关的土壤微生物A.固氮细菌（主要是豆科植物）B.菌根真菌C.放线菌D.藻类,3.土壤生物根系,根系对土壤的形成、发育、结构及性质，特别是对根际土壤有着重要作用。根际：植物根系与土壤的交界面，一般指据根面14 mm的土壤范围。,三、城市土壤的特点,（一）土壤污染1、概念,80,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。,植物根系与土壤微生物的关系,许多植物根系与微生物形成共生体系。典型的共生体系：根瘤和菌根。,根瘤,土壤环境容量：土壤对一些有害物质的侵入有一个最大的容纳量。,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。,82,2、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。,83,3、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PH7时形成氢氧化物沉淀 一些重金属在土壤嫌气条件下易生成硫化物沉淀.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,84,（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。（2030cm，可1m）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。,85,2、影响：,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。树木的稳定性减弱。,86,3、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。,87,（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,88,2、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。,89,四、盐碱土与园林植物,1、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盐化土：具盐化特征，但尚未达到盐土程度。,90,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。碱化土：具碱化特征，但尚未达到碱土程度。,91,2、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,92,3.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,93,聚盐性植物泌盐性植物不透盐性植物,4、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、植绿肥。,94,