四、水稻土的基本理化性状.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,土壤淹水后，,土壤空气组成是,O,2,的数量,减,少，趋于贫乏，而,CO,2,则增加。产生的,原因,是：,水层阻隔了土壤与大气之间的气体交换，大气中的,O,2,难以进入土壤。,水层中溶解,O,2,的数量又非常有限（,6,8,毫升升）。,O,2,在,水中的扩散漫：,D,水,/D,空气,=10,-4,土壤微生物的活动，使原来耕层中存在,的,O,2,很快消耗殆尽。,稻根泌氧能力有限且限于根际，仅能满,足其自身需氧量的,1,5,左右。,一般认为：,淹水后,6-12,小时，,O,2,趋于消失，,微生物群落：好气 兼性 厌气,。,（,2,）耕层分化,淹水后，有限的,O,2,使,耕层分化成两层。,氧化层,：水,-,土界面水层中有限的溶解,O,2,使耕,层表面厚度约,10,毫米,的土壤氧化成黄棕色氧化层。,Fe,、,Mn,、,S,、,N,以氧化态存在。,还原层,：耕层,10,毫米以下。土壤青灰色，,Fe,、,Mn,、,S,、,N,以还原态存在。,2,、水稻土水热状况,水的热容量大 温度升降缓漫。,秧田期,：昼排夜灌。,大田期,：浅水灌溉。,烂泥田,：开沟排水。,3,、水稻土的耕性,（,1,）油性，又称糯性：有机质含量高，质地适中，团聚体发育，疏松多孔，渗漏适当，微生物活性强，供肥能力高，稻根易伸展。,（,2,）僵性，又称粳性：其质地粘重，有机质较少，结构系数不高，土体致密紧实，干耕硬，起大块，湿耕粘，起泥条。,（,3,）起浆性：质地粘重，结构系数低，易起浆，泥层浮烂，栽秧时易产生浮秧。,（,4,）淀浆性和沉砂性，土壤的有机质和粘粒含量都低，而,SiO,2,含量很高耕后易澄清，紧密板结，插秧困难，稻根不易伸展。,4,、水稻土的化学特性,（,1,）,土壤氧化还原状况,氧化还原电位,（,Eh,）：,土壤的氧化还原电位是反映其氧化或还原程度的重要指标。,水稻土的,Eh,特点,：,一是变化范围广，可从,-200,-,300,毫伏变化至,500,700,毫伏；,二是,Eh,值主要取决于水溶性氧化物质与还原物质的相对活度和溶夜的,pH,。,土壤中大多数的氧化还原反应都有质子（,H,+,）,参加，反应式为：,氧化剂,+,ne,+m H,+,还原剂,Fe(OH),3,+3 H,+,+e Fe,2+,+3 H,2,O,氧化还原顺序性,：,（伏）,水稻土中各种氧化还原体系参加反应的顺序,氧化还原反应,pH,7,时的,E,o,(V),实测,Eh(V),O,2,+4H,+,+4e=2H,2,O,0.82,0.65,0.3,NO,3,-,+2H,+,+2e=NO,2,-,+H,2,O,0,.54,0,.,5,0.2,MnO,2,+4H,+,+2e,Mn,2+,+2H,2,O,0,.43,0,.4,0.2,FeOOH3H,+,+e,Fe,2+,+2H,2,O,0.17,0.3,0.1,有机体系,-0.3,-0.2 0,-0.2,SO,4,2-,+9H,+,+6e,HS,-,+4H,2,O -0,.16,0,0,.15,2H,+,+2e,H,2,0,.414,-0,.15,-0.3,甲烷发酵 一,-0.2,-0.3,土壤各氧化还原体系之间存在着顺序性给,水稻土壤带来如下,特性,:,1,）淹水切断土壤,O,2,供应，随着土壤中有限,O,2,的,迅速消耗，,Eh,可迅速降至,300,mv,以下，此,时,O,2,已消耗殆尽。在这样的情况下，,O,2,-H,2,O,体,系已无力影响土壤,Eh,变化。实验证明，大约淹,水后,1,天，,O,2,就 消灭。,2,）,NO,3,-,NO,2,-,，,在较高的,En,范围进行，在,淹水还原过程中，还原层的,NO,3,-,会很快消失，,并造成,NO,2,-,有毒物质积累，这也许就小麦湿害,的机制之一。,3,）,Mn,比,Fe,易还原，反过来又比,Fe,后氧化，,结果是,Mn,移动性（还原,Mn,2+,时间长）比,Fe,大，,易被流失，造成缺,Mn,。如,汉源、石棉小麦缺锰；,另一方面，,Mn,又比,Fe,后氧化，故土壤 剖面中,Mn,沉淀在,Fe,的表面,，,试验还发现过量,Mn,可使,Fe,完全沉淀而造成缺,Fe,（,包蔽作用）。如风梨,缺,Fe,。,4,）,SO,4,2-,在,Eh,0,时,发生还原，即在很强的,还原条件下还原。同时，若土壤,En,低而引,H,2,S,有毒物质产生时，除土壤含,S,特别多，土壤中往,往有足量的,Fe,2+,，,发生,FeS,沉淀而自动解毒。,还原层,：耕层,10,毫米以下。土壤青灰色，,Fe,、,Mn,、,S,、,N,以还原态存在。,2,、水稻土水热状况,水的热容量大 温度升降缓漫。,秧田期,：昼排夜灌。,大田期,：浅水灌溉。,烂泥田,：开沟排水。,3,、水稻土的耕性,（,1,）油性，又称糯性：有机质含量高，质地适中，团聚体发育，疏松多孔，渗漏适当，微生物活性强，供肥能力高，稻根易伸展。,（,2,）僵性，又称粳性：其质地粘重，有机质较少，结构系数不高，土体致密紧实，干耕硬，起大块，湿耕粘，起泥条。,（,3,）起浆性：质地粘重，结构系数低，易起浆，泥层浮烂，栽秧时易产生浮秧。,（,4,）淀浆性和沉砂性，土壤的有机质和粘粒含量都低，而,SiO,2,含量很高耕后易澄清，紧密板结，插秧困难，稻根不易伸展。,4,、水稻土的化学特性,（,1,）,土壤氧化还原状况,氧化还原电位,（,Eh,）：,土壤的氧化还原电位是反映其氧化或还原程度的重要指标。,水稻土的,Eh,特点,：,一是变化范围广，可从,-200,-,300,毫伏变化至,500,700,毫伏；,二是,Eh,值主要取决于水溶性氧化物质与还原物质的相对活度和溶夜的pH,。,土壤中大多数的氧化还原反应都有质子（,H,+,）,参加，反应式为：,氧化剂,+,ne,+m H,+,还原剂,Fe(OH),3,+3 H,+,+e Fe,2+,+3 H,2,O,氧化还原顺序性,：,（伏）,水稻土中各种氧化还原体系参加反应的顺序,氧化还原反应,pH,7,时的,E,o,(V),实测,Eh(V),O,2,+4H,+,+4e=2H,2,O,0.82,0.65,0.3,NO,3,-,+2H,+,+2e=NO,2,-,+H,2,O,0,.54,0,.,5,0.2,MnO,2,+4H,+,+2e,Mn,2+,+2H,2,O,0,.43,0,.4,0.2,FeOOH,+3H,+,+e,Fe,2+,+2H,2,O,0.17,0.3,0.1,有机体系,-0.3,-0.2 0,-0.2,SO,4,2-,+9H,+,+6e,HS,-,+4H,2,O -0,.16,0,0,.15,2H,+,+2e,H,2,0,.414,-0,.15,-0.3,甲烷发酵 一,-0.2,-0.3,土壤各氧化还原体系之间存在着顺序性给,水稻土壤带来如下,特性,:,1,）淹水切断土壤,O,2,供应，随着土壤中有限,O,2,的,迅速消耗，,Eh,可迅速降至,300,mv,以下，此,时,O,2,已消耗殆尽。在这样的情况下，,O,2,-H,2,O,体,系已无力影响土壤,Eh,变化。实验证明，大约淹,水后,1,天，,O,2,就 消灭。,2,）,NO,3,-,NO,2,-,，,在较高的,En,范围进行，在,淹水还原过程中，还原层的,NO,3,-,会很快消失，,并造成,NO,2,-,有毒物质积累，这也许就小麦湿害,的机制之一。,3,）,Mn,比,Fe,易还原，反过来又比,Fe,后氧化，,结果是,Mn,移动性（还原,Mn,2+,时间长）比,Fe,大，,易被流失，造成缺,Mn,。如,汉源、石棉小麦缺锰；,另一方面，,Mn,又比,Fe,后氧化，故土壤 剖面中,Mn,沉淀在,Fe,的表面,，,试验还发现过量,Mn,可使,Fe,完全沉淀而造成缺,Fe,（,包蔽作用）。如风梨,缺,Fe,。,4,）,SO,4,2-,在,Eh,0,时,发生还原，即在很强的,还原条件下还原。同时，若土壤,En,低而引,H,2,S,有毒物质产生时，除土壤含,S,特别多，土壤中往,往有足量的,Fe,2+,，,发生,FeS,沉淀而自动解毒。,另一方面，,H,2,S,和,FeS,又易氧化，一旦排水放干，,就形成,H,2,SO,4,，若,Cu,2+,、,Mg,2+,、,K,+,、,Na,+,存在,不足，就导致土返酸。已返酸的土壤，即使再,度淹水时，由,SO,4,2-,在低,Eh,才还原，故酸性可以,持续较长时间。,5,）,Fe,2+,的形成是在,Eh300 100mv,，,比形,成,H,2,S,的,Eh,高，因此，有利于排除,H,2,S,毒害，但,若土壤缺,Fe,，或,H,2,S,过多，则可能出现,H,2,S,毒害。,（,2,）水稻土土的,pH,变化及其机制（一般土壤）,淹水后土壤,pH,变化，,pH,均向中性点趋近,即：,酸性土 中性点 碱性土,例如：,pH4.6,酸性土淹水半月后，,pH,升高至,6.0-6.5,pH8.0,碱性土淹水半月后，,pH,降至,7.0,中性水稻土淹水半月后，,pH,无变化,淹水后土壤,pH,变化的机制：,升高,降低,酸性土,：淹水后,pH,升高是有机质分解和,Fe,、,Mn,、,O,2,、,NO,3,-,还原作用（消耗,H,+,）,的综合反映，总的结果是,pH,上升。,OM,有机酸,+CO,2,（,酸性物质）,Fe(OH),3,+3 H,+,+e Fe,2+,+3 H,2,O,碱性土、石灰性土,：淹水后,pH,变化主要决定于,有机质分解产生有机酸和,CO,2,的积累。,CO,2,+H,2,O H,2,CO,3,微生物,5,、水稻土的有机质及养分转化,（,1,）水稻土的有机质转化,1),淹水土壤有机质分解特点,第一：淹水期间，主要是兼性和专性厌气微,生物参与，其呼吸消耗的能量远较好气性微生,物少，同化和细胞合成作用弱，也即是：,基质,（有机质）的分解和消耗很缓慢，更多的有机,质是通过微生物活动转化成腐殖质，逐渐积累,起来,。,