【序】对于旁友们反映的太深奥的问题,之前做过修改但没保存上导致全部丢失了在此谴责运营方拉跨。但是真的勇士要敢于直面淋漓的鲜血,所以我从今天起会在每一章后面逐渐添加注释,同时对陈述中一些不够严谨的部分做了修改,欢迎关注哦。(有空点个赞呗,尤其是收藏不点赞的,干嘛?白嫖啊( ･᷄ὢ･᷅))
作为一名植物狗斗胆讲土壤学的内容,期间不免存在一二纰漏,请路过大佬斧正。
part1 土壤水分构成
为了后面能够理解各种土壤的性质,需要首先介绍一下土壤水的四个概念:重力水、间隙水、毛细水、结合水。(下列陈述以壤土、沙壤土为理想背景)
重力水:土壤颗粒间分布的会因重力作用而向下运动的水,这些水通常由降雨、灌溉和地下水系形成,由于占据了大部分或全部土壤间质,造成土壤空气流通受阻,阻碍根系呼吸,对于陆生植物而言属于无效水。不考虑溶质的影响,当土壤中存在饱和的重力水时,水势①近似于水环境,即-10kPa(也就是10kPa以上)级别
通俗的说,就是你浇花的时候会从盆底漏出去的那些水。
间隙水:土壤颗粒间隙及表面分布的不会因重力作用而向下运动的水(甚至还会被往上吸)。其可以被植物根系吸收,且不阻碍根系呼吸,因此其对于陆生植物而言是最主要的有效水。不考虑溶质的影响,当土壤中存在饱和的间隙水时,其水势相当于-50kPa级别。
通俗的说,就是你浇完花之后到花开始耷拉了这期间从土壤中失去的水。
毛细水:土壤颗粒内部因毛细现象和吸潮作用而固定的水,对于根系而言吸收较难,但可以缓慢蒸发以保持土壤空气湿度,是次要的有效水。不考虑溶质的影响,当土壤中存在饱和的毛细水时,其水势相当于-1~-3MPa级别(根据土壤实际情况有较大差别)。
通俗的说,就是你的花开始耷拉了但你还不浇水,到你花盆里的土终于干成一块砖坯,用锤子都能连土带花敲成粉这期间土壤失去的水。(为花默哀)
结合水:土壤分子以氢键和化学键结合的水,通常不会挥发也无法被吸收,是无效水。不考虑溶质的影响,其水势相当于大气水平。
通俗的说,就是被你敲成粉之后的土装进密闭容器里面放火上烤,还能烤出来的这部分水。
从上面描述不难看出,当土壤存在重力水时一定存在间隙水;存在间隙水时一定存在毛细水;存在毛细水时一定存在结合水。对于植物而言,最理想的环境是存在一定间隙水,同时有重力水的稳定适量补充。(需要提一种特殊情况,即地下水丰富但降雨有限,此时土壤内的可溶性无机盐随地下水从下而上运动,富集于图表,易造成板结)
注释:
①水势:通俗地讲,就是在不考虑温度和压力的影响时水分发生极性(方向性)运动的趋势。水分总是自发从高水势的区域流向低水势的区域。例如:把盐撒在萝卜条上,水就从萝卜里淌出来了,说明表面盐水的水势低于萝卜细胞中;把黑木耳……算了还是干蘑菇吧……放进淡水中泡发,蘑菇就涨起来了(啊……看来下次还是用葡萄干举例子吧),可知淡水水势高于干蘑菇。(较为严谨的陈述如下图)
part2
我们再来看看沙质土、粘土和壤土的特性:
黏土的特性:透水透气性差,持水性和保水性好;土壤基质颗粒较小,多为蒙脱石、高岭石类矿物,通常较亲水;粘度高,土单元干燥后硬度也高。由于不透水不透气,经常形成厌氧环境,从而在土壤微生物的无氧呼吸下造成还原性环境和酸性环境。
沙土的特性:透水透气性极好,持水性差;土壤颗粒较大,但多为硅钙、石英、云母类矿物,硬度较高,亲水性差;土壤有机物水平较低,土单元硬度低。若水分补充不及时很容易造成干旱;且由于土壤颗粒及成分特性,矿质营养元素含量较低,若可溶性无机盐较高时易形成板结。由于土壤颗粒成分特性,植物根系很难通过腐蚀土壤基质获取磷、硫、钾等元素。
壤土特性:透水透气性中等,持水性较好;土壤颗粒较小,成分较为复杂,多为风化岩石和尘埃,存在动植物残骸,通常形成疏松多孔的土块;易于积累土壤有机质和无机营养,并易于形成复杂、丰富的土壤微生物环境,这一点对于一些特定的生境类型(如泰加林等)而言是十分重要的。
只要知道了土壤基质的特性、微生物环境、土壤水的分布特性和植物的特性(如是否耐旱、是否有导气组织、根系类型、光合类型等),就可以根据实际情况判断该种植物是否适宜在此生存。譬如,采集标本时发现某植物根系较深,须根系,幼根较细且纤维化程度较高,表皮发达,根际微生物活跃度较低,缺乏导气组织;叶革质披针状,被粉状绒毛和挥发性油,请问其适宜生长于什么土壤类型?来,弹幕里给我扣一下
注释:(正在做)
理论上来讲,壤土是对大部分陆生生物最友好的环境,沙质土是旱生生物最理想的环境。但话不能说死,比如理论上来讲适宜在沙壤土中种植的山药、马铃薯,在云南的红土地也有很好的收成;理论上来讲水稻不适合在中沙质土中,但是沙漠里照样种出了水稻;芋头适合种在粘土湿地,但在沙壤土中也可以生长。
随着科学技术的发展和工业体系的完善化,农业生产对自然环境的依赖度逐渐降低,而对人为干预和工业基础的依赖逐渐上升。而且,各种土壤改良剂的出现让土壤特性可以根据人的需求而改变,再不济,还可以上水培和雾培,连土都给你省了。
但土壤学、环境微生物学、生态学、植物生理学等方面的知识对于形成健康、可持续的农业架构仍然是重要的。毕竟我们能做的只是利用客观规律,而无法改写客观规律。也希望随着对真理的逐步洞悉,能让我们终有一天把菜种到火星上去。