2019土壤地理学课件第十讲(2).ppt
《2019土壤地理学课件第十讲(2).ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2019土壤地理学课件第十讲(2).ppt(165页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、土壤地理学,土壤地理学,第十讲(二) 2010.12.6,农田土壤,农田土壤(农业土壤、耕作土壤、栽培土壤) 种植农作物为主,受长期耕作、施肥、灌溉等人类活动影响具有耕作层、犁底层等土壤剖面结构特征的土壤 主要介绍:黑土、潮土、沙姜黑土、塿土、灌淤土、水稻土,农田土壤的共同特征,1)人为长期活动影响 2)原来土壤的性质与剖面特征都发生很大变化。 3)剖面特征:母土表层之上淤垫了新的熟化土层:水耕熟化层(水稻土)或灌淤层(灌淤土)或人工熟化层(菜园土)。,农田土壤一些最新研究(博士论文),1.辽宁省玉米主产区农田土壤养分变异及玉米推荐施肥研究 。沈阳农业大学。邢月华。2009. 采用生产调查、田
2、间试验与室内分析相结合的方法,采用传统统计学与地统计学相结合的数据分析方法,分析了辽宁省玉米主产区玉米田间养分管理中的问题,评价了玉米农田土壤养分状况,指出了玉米农田土壤养分空间变异,并开展了玉米推荐施肥研究 .辽宁省玉米主产区农田土壤养分总变异趋势为SFePMnZnBMgCuNH_4+-NOMKCapH,2.宝山矿区农田土壤水稻系统重金属污染的遥感监测,南京农业大学,任红艳,2009。 在土壤中,镉、砷、铅和锌在可见光-近红外区间均没有光谱响应特征,铜只有在高于4000 mg/kg浓度时才表现出比较明显的光谱响应。农田土壤中的重金属浓度难以达到这样的高污染水平,所以很难直接用土壤光谱反射率来
3、预测土壤中重金属污染 ,,3.长期施肥下我国典型农田土壤有机碳库变化特征,佟小刚,中国农业科学院,2008. 与不施肥(CK)相比,长期配施有机肥比较,土壤不同有机碳库均显著增加,但增幅差异较大,其中以砂粒和粗自由颗粒有机碳库增幅最大,;这两种碳库组分对农业措施变化的响应较为敏感,它们在不同土壤上增幅表现出灰漠土红壤潮土中层黑土黑垆土厚层黑土的空间特征,4.规模化猪场区域农田土壤重金属污染研究,黄治平,中国农业科学院,2007 Zn、Cu、Mn和As的主要污染来源为猪场废水,Cd的主要污染来源为猪场废水和化肥,Pb的主要污染来源为化肥,而Ni和Cr的主要受土壤母质影响,5.长期施肥对农田土壤动
4、物群落影响及安全评价,林英华,中国农业科学院,2003。 在5类农田土壤中,线虫类、寡毛类、蜱螨类和弹尾类是农业生态系统中具有重要影响的类群;农田土壤动物营养方式以植食性的为主,其分布具有明显的多样性和地带性特点。 农田土壤动物类群受土壤类型影响极显著,施肥对农田土壤动物密度的影响不显著。,10,6,黑土(phaeozem, black soil) 温带半湿润地区有机物质平均含量在3%至10%之间,特别利于农作物生长,种植农作物的一种黑色土壤。 其自然植被为草原化草甸。有地质专家指出,每形成一公分厚黑土需时200年至400年。 曾称为:退化黑钙土、变质黑钙土、淋溶黑钙土、灰化黑钙土、黑钙土型土
5、、湿草原土等 1958年称为黑土。,10,6,1 分布: 美国、俄罗斯、巴西、阿根廷等国家 黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、等省区 世界有三大黑土区:乌克兰大平原(190万平方公里)、美国密西西比河(120万平方公里)、中国东北黑土区(103万平方公里),在20世纪二、三十年代,由于过度毁草开荒、水土流失严重,这两个地区相继发生 “黑风暴”。 1928年,“黑风暴”席卷了乌克兰整个地区,一些地方的土层被毁坏了5至12厘米,最严重的达20多厘米。 1934年,美国的一场“黑风暴”就卷走三亿立方米黑土,当年小麦减产51亿公斤,10,6,2 形成条件: 气候:温带、湿润半湿润;有季节性冻 层。干燥度0.
6、750.90 地形:漫川漫岗;地下水:35米,黑土形成的自然植被,黑土的自然植被为草原化草甸,以杂草群落“五花草塘”为典型代表。 在土壤含水量较低的地段,是榛子一杂草、兔毛蒿、大针茅等群落; 在土壤含水量较高的地段常是沼柳、杂类草群落。,黑土区夏秋季节温暖多雨,雨热同季,草甸草本植物生长繁茂,其根系深而密,地上和地下都积累了大量的有机物质。,10,6,3 主要农作物: 玉米、大豆、春小麦 一年一作 我国重要商品粮基地,10,6,4 自然形成过程,1,腐殖质积累过程 自然过程 植被生产力高;腐殖质层厚;腐殖质含量高 2,潴育淋溶淀积过程 质地黏重,季节性冻层;夏秋水分丰富,铁锰还原、淋溶以胶膜或
7、者结核形式淀积,10,6,5 基本性质,1,质地黏重 2,结构良好 3,有机质含量较高 4,中性到微酸性;通体无石灰反应 5,养分较丰富 6,黏土矿物以伊利石、蒙脱石为主,10,6,6 亚类划分,1,典型黑土 2,白浆化黑土 3,草甸黑土 4,表潜黑土,黑土存在问题-1.水土流失,水土流失导致黑土层变薄 1.自然黑土腐殖质层厚度一般为3O70 cm,我国第二次土壤普查资料,有近4O的黑土腐殖质层厚度不足30 cm。有资料显示,典型黑土区内年均流失表层黑土031 cm,黑土厚度已由五十年代的平均6070 cm,下降到目前的平均2030 cm,有些区域已露出黄土母质,基本丧失了生产能力。,2. 按
8、目前的水土流失速度测算,现有耕地的黑土层将在4050年内全部被剥蚀。,黑土水土流失特点,1.河道输沙量小是黑土区土壤侵蚀的鲜明特点之一,这可能与黑土侵蚀区的大量侵蚀物质在缓坡下堆积有关。 2.东北黑土区最为显著的区域地形特点是坡面缓长。坡面侵蚀成为东北黑土区水土流失的最为普遍的形式。由于黑土区坡度6的面积超过97 ,且整个区域相对高程和绝对高程小,其侵蚀特点是侵蚀迁出物质的迁移距离很短,坡上迁移物质往往在坡下就有相当程度的堆积。,影响黑土水土流失的原因,1.降雨量和降雨强度是影响黑土水土流失的重要因素。造成黑土区土壤流失主要是短历时(O54h)、中雨量(2050 mm)、高强度(平均雨强为52
9、0mmh)的降雨。 2.温度:冻融作用和冻层影响,黑土可蚀性较强。,3.地形:在坡度突然变陡的地方,土壤侵蚀较为严重,可能出现“破皮黄”和“露黄”黑土。 4.母质:黑土成土母质黏重,易形成“上层滞水”现象,夏季降水集中时易产生地表径流,使土体遭到侵蚀,这一现象在白浆化黑土上表现尤为突出,黑土水土流失的防治,1.水平梯田是治理黑土区侵蚀较为严重地区 的一个有效方法 2. 将顺坡和斜坡耕种改为等高耕作是降低黑土区水土流失的一个简单、经济、有效的方法。 3.保护性耕作对于防止黑土水土流失,促进东北黑土带的农业生产可持续发展具有十分重要的意义。,黑土存在问题2。黑土退化,根据 黑龙江农业现代化研究所十
10、几年长期定位试验研究结果表明,农田黑土总的趋势土壤容重增加,土壤总孔隙度下降,土壤三相比不合理,土壤持水能力降低,有效水含量减少;土壤有机质和N、K含量下降,土壤P的含量增加;土壤生物活性降低。农田N素平衡长期赤字 。,黑土退化表现在土壤养分的变化,1.目前黑土农田有机质含量平均为339 g /kg, 全氮191 g /kg,速效磷2485 mg/ kg,速效钾 15995 mg/ 2.土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效磷都与纬度与经度显著相关, 3.1979年一2002年期间黑土农田土壤有机质下降了376 g /kg-414 g /kg,平均每年下降016 g /kg一018 g/ kg;
11、而土壤速效磷大幅度上升。是1980年的2倍以上。速效钾在含量较高的北部黑龙江产区明显下降,而南部吉林产区却略有上升。,黑土退化在有机质方面的变化,有研究结果指出,黑土开垦20年后土壤有机质含量水平下降30 40 ,开垦100年后有机质下降23。长期不注重培肥土壤的耕种管理方式已使黑土肥力严重丧失,黑土退化日趋严重。,黑龙江黑土土壤有机质变化,黑龙江省黑土区土壤有机质2o多年来的变化表明,土壤有机质含量均有不同程度的下降。降幅从107gkg到22 gkg。23年来下降比率最大的为五常和嫩江,分别下降了3412和3029,平均每年下降148和132。 黑龙江黑土土壤有机质分别下降了143 一412
12、,平均每年下降006 148,秸秆还田改善退化黑土,经2年秸秆还田后土壤有机质提高01 027%,土壤总孔隙度增加125 204 ;全氮、速效磷,分别提高0002 0009和0453 mgkg,而速效钾增加831051 mgkg,平均比不还田处理提高388 mgkg,相当于1 hm2地多施87kg 钾(相当于1 hm2地多施164 kg氯化钾)。秸秆钾含量很高 分解释放并被作物吸收利用,所以秸秆还田对改良土壤、平衡土壤养分,特别对补充土壤钾素的不足有重要意义,秸秆还田的问题,秸秆的CN比值较高,一般为60:1。高的CN比值,使秸秆在土壤中分解缓慢,微生物在作用于作物秸秆时还需吸收一定的氮素营养
13、自身,造成与作物争氮,影响苗期生长,进而影响到后期产量的提高.,黑土和黑钙土的比较,植被:草原化草甸;草甸草原 地下水位:35米;7-10米 表层容重:0.8-1.2;1.3-1。5 新生体:有铁锰结核;无 碳酸盐:无或者聚集很少;母质和土体中有碳酸盐 表层腐殖质含量:很高,有时有泥炭化;较低,没有泥炭化,黑土一些最新研究,1.我国东北黑土区粮食综合生产能力研究(2007) (1) 东北黑土区的粮食综合生产能力由四部分构成, 要素投入能力、科技支撑能力、自然灾害制约和资源保障能力. (2)要素投入能力受劳动力投入、粮食播种面积影响最大,科技支撑能力受灌溉水平、劳动力素质影响最大,提高灌溉率和农
14、民管理粮田的能力会提高粮食生产的技术效率,增加粮食产量.自然灾害制约造成粮食减产,旱灾的影响最大.资源保障能力由光温生产潜力来代表,实际产量只有理论产量的20-30%,还有巨大的增产空间.,2.农田土壤有机质与产量关系-并非有机质含量越高粮食产量越高 (东北黑土),在施肥和不施肥情况下,东北黑土区土壤有机质对作物生产力的影响存在阈值,均为6%。当土壤有机质低于此阈值时,作物产量随有机质的升高而增加,当土壤有机质高于此阈值时,作物产量随土壤有机质的升高而降低。 当土壤有机质高于6%时,土壤温度显著降低,主要是由于土壤含水量高导致土壤热容量增加所致,这也是造成北方寒区高有机质含量土壤作物生产力下降
15、的主要原因,3.东北主要黑土区土壤有机碳密度和碳库 估算及时空变异分析,2007,1.有机碳密度分布总体呈东北高,西南低,从北向南逐渐递减的趋势。密度较高的土壤有机碳主要集中在北部的嫩江和五大连池的大部分地区,而位于黑龙江西南部松嫩平原区的克山、海伦和双城,以及吉林省中西部的公主岭地区的土壤有机碳密度较低,且各自也都呈现出递减的趋势。 2.土壤表层020cm对气候变化最为敏感 3.土壤有机碳储量主要集中在土壤表层之中,4.东北黑土区土壤退化预警研究,(2007),1.不同土壤类型随着开垦年限的肥力变化趋势不同。草甸土土壤肥力指标值随开垦年限呈微弱的上升趋势,而物理化学环境指标值呈下降趋势。黑土
16、养分指标值、物理化学环境指标值和肥力指标值则随开垦年限呈下降趋势,且下降幅度较大。 2.随着侵蚀年限的增加,土壤物理化学环境指标值、养分指标值和土壤肥力指标值的高值部分空间分布较大的面积越来越小,而低值部分空间分布面积则越来越大。,5.东北黑土重金属污染 发生机理及健康动力学研究 郭观林,2006,沈阳应用生态研究所,黑土环境中,镉、铅、锌的含量呈明显上升趋势;污染较为严重的区域主要分布在城区和城乡结合部, 工业排放和污水灌溉是其重要来源;在农区耕作土壤中磷肥的长期施用是造成土壤中镉含量上升的主要原因。,中国科学院海伦农业生态实验站,在温带松嫩平原黑土区设置的农业生态系统长期试验研究基地。地理
17、位置为北纬4726,东经12638海拔高度240m。 温带大陆性季风区气候区。冬季寒冷干燥、夏季高温多雨。雨热同季。年降水量500-600mm,70%集中在5-9月。无霜期130天左右。中层黑土。植被类型处于长白植物分布区向蒙古植物分布区过渡地带,属于森林-草甸草原植被。,面对中国东北北部黑土区农业资源与环境及其人类生产活动,进行长期定位观测、实验;在深入探讨土壤一作物-环境之间相互作用 物质循环和能量转化机理的基础上,研究本区农业生态系统可持续性提高生产力的途径、示范模式及配套技术。,10,7 潮土(fluvo-aquic soil): 在地下水位较高的近代河流沉积物上,经长期耕作影响形成的
18、土壤。 曾称为冲积土、碳酸盐原始褐土、浅色草甸土、淤黄土。,10,7,1 分布 黄淮海平原、长江中下游的河谷平原。,10,7,2 形成条件 母质:大部分近代河流冲积物,部分古河流冲积物、浅海沉积物均为石灰性冲积物。 地形:平原。,水文:地下水埋藏较浅,季节变化于23 m(历史上),目前较深。 植被:草甸、中生植物。 气候:暖温带北亚热带,降水较丰富。,10,7,3 自然形成过程特点: 1)潴育化过程:地下水季节升降变化,干湿交替,氧化还原过程交替强烈进行。铁、锰锈纹,锈斑,甚至结核形成并在剖面上分布。 2)弱的腐殖质积累过程。,旱耕熟化过程对有机质结构影响。 多次沉积对表层质地,以及剖面质地层
19、次多样性影响,4000年来,黄河改道1500多次,重大改道26次。,10,7,4 基本理化性状 1)质地:因不同河流而异。,2)矿物类型:水云母为主,蒙脱石、蛭石、高岭石次之。 3)CaCO3含量较高,515,pH7.5-8.5,碱性。 4)养分状况:K丰富,P低,N少。 5)剖面层次变化较大。,10,7,5 亚类划分 1)潮土又称黄潮土 2)湿潮土 3)脱潮土 4)盐化潮土 5) 碱化潮土 6)灰潮土 7)灌淤潮土:,2)湿潮土:向沼泽土过渡性亚类。 分布在平原洼地,排水不良。有短暂地表积水,地下水矿化度不高。 土壤特征: (1)质地粘重。 (2)湿胀干缩,耕性差。 (3)心土层常见锈色斑纹
20、。 (4)有机质含量较高。,3)脱潮土:向褐土过渡性亚类,又 称褐土化潮土。分布在平原区各种高 地上。排水条件好,主要特征: (1)表土多为壤质土,水分物理性 质较好,土壤腐殖质含量较高。 (2)有轻度淋溶淀积,心土层有碳 酸钙假菌丝体并有粘化现象。 (3) 中性至微碱性,4)盐化潮土:向盐土的过渡性亚类。 有盐化过程,土壤表层有盐积现象。 主要分布在平原地区中的洼地边缘。 排水条件较差。主要特征: (1)表土层有盐积现象 (2)每年春、秋旱季土壤表层积盐, 雨季脱盐。,盐化潮土改良,盐化潮土因盐害、湿僵、低温、有效养分含量低等因素的影响,产量低而不稳。 麦秸还田措施可提高其有机质含量,改善土
21、壤物理性状,促进土壤脱盐,淡化土壤耕层,促进作物生长发育,提高春小麦产量。 麦秸翻压处理改良盐化潮土效果高茬收割处理。,5)碱化潮土:潮土与瓦碱土之间过渡 性亚类。分布于浅平洼地或槽状洼地 的边缘。 (1)表土有碱化特征,红棕色结皮下 有蜂窝状孔隙,含游离苏打。 (2)以重碳酸钠为主,碱性反应,pH 9.0以上。 (3)颗粒高度分散,土壤物理性质不 良。 (4)土壤养分较低。,6)灰潮土:主要分布在北亚热带长江 中下游平原。 主要特征: (1)有机质含量较高,一般为1520g/kg。 (2)呈中性至微碱性反应,碳酸钙明显的淋溶淀积。,7)灌淤潮土:人为引水淤灌而成, 为潮土与灌淤土之间的过渡性
22、亚类。 表层灌淤层厚2030 cm,灌淤层之 下仍保持原潮土剖面形态特征。,不同亚类剖面形态不同,。,不同亚类养分状况不同,10,7,6 与相关土类区分 1)与盐土区别:潮土表土层可溶性 盐含量低,一般1。 2)与砂姜黑土的区别:潮土在1.5 m 内的控制层段中,不同时出现粘质黑 土层与砂姜层。 3)与草甸土的区别:潮土地处暖温带 和亚热带,有机质含量低于草甸土。,10,7,7 系统分类分析潮土 雏形土土纲发育程度较弱的一个土纲。 雏形层风化成土过程中基本上没有物质淀积,没有明显粘化。 潮湿雏形土亚纲地下水影响,潮湿水分状况。 淡色潮湿雏形土土类淡色、较薄腐殖质层的潮湿雏形土。,10,7,.8
23、 利用与问题,1.土壤肥力低 氮 磷 2.肥料利用效率 氮的挥发 磷的固 定 3.土壤水分 季节性干旱 4.地下水下降,潮土利用中新问题钾缺乏,小麦一玉米轮作是华北平原最主要的种植制度之一,由于土地利用率高,作物吸钾量大,不仅耕层土壤速效钾耗竭快,而且 缓效钾及底土供钾的作用也日益明显 ,并已威胁到当地粮食产量的提高与农业生产的健康持续发展。,连续12年施入秸秆、钾肥、秸秆加钾肥(年施K O150kg hm )对培肥耕层土壤速效钾和缓效钾有积极促进作用,均能显著或极显著提高耕层土壤速效钾和缓效钾含量,但对耕层以下土壤培肥作用不明显。,潮土一些新研究,1.长期施肥对潮土养分的影响 23年结果表明
24、:长期有机肥加无机氮肥明显提高有效磷的含量;不施肥和单施氮肥,其有效磷迅速下降。,2.长期施肥对土壤有机质组成影响,1.13年的定位施肥试验表明,对照处理的有机质含量基本在645 g/kg 左右波动,没有发生明显的变化 2.施用NPK处理的土壤有机质含量基本呈增加趋势,但远没有有机质处理的有机质增加的明显。增加幅度分别为41和99.,3.对照处理的重组有机质含量略呈上升趋势.基本在498 g/kg 左右波动NPK处理的重组有机质含量随施肥年限增加,增加幅度为38而有机质处理的重组有机质含量也随施肥年限增加呈逐渐上升趋势,增加幅度为76,是NPK处理的2倍,并且年际间变化趋势基本一致,3.潮土土
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2019 土壤地理学 课件 第十
链接地址:https://www.31doc.com/p-2855259.html