养业提供良好环境。
因此在农业生产中，各种技术措施的实施，不仅要考虑当前的增产效果，还要考虑该措施对整个农业生态系统的影响。
6. 农业生产是自然再生产和经济再生产相结合的生产。
———最根本的特点 人类栽培作物和饲养动物，一方面离不开自然再生产过程，另一方面又增加了社会经济因素，进行经济再生产过程。
只有同时根据生物学规律和经济规律组织农业生产，才能取得高产、优质、低消耗的效果。
（四）农业生产是一个生态经济系统 生态系统：指一定地域内生物群落与环境因素之间、生物与生物之间相互作用，并产生能量交换和物质循环的具有一定生态学功能的统一体。 有生命成分：生物个体、种群、群落。 生态系统组成 无生命成分：环境中影响有机体的所有物质和能量。
生态系统的特点：物质在经常循环，能量总是处于不断的转化和消耗之中，从生产者（绿色植物） 消费者（动物） 分解者（微生物）逐级单向流动。 农业生态系统：是人类以农业生产为目的，对自然生态系统不断干预的结果，它是农业生物及其所处无机环境构成的具有特定物质循环与能量转化功能的生态系统。
农业生态系统的特点： （1）结构比较简单，系统的稳定性较差。 （2）输出主要以产品的形式运出系统以外，开放性较强，要维持系统平衡，必须相应输入物质和能量。 （3）农业生态系统是在人的干预下形成的，必然有辅助能量的消耗，干预越强，消耗越多。 二、农业现代化
（一）农业现代化的含义
现今意义的农业现代化应由以下内容组成：
1.科学技术化：由“自然农业”转向了“科学农业”。
科学农业要求：农业基础设施先进而完善；
水利设施能确保农业最大限度地免受自然灾害的侵蚀； 最大限度地使用机械；
种子、化肥等供给统一而科学；
灌溉、施肥、病虫害防治等农业生产管理科学有效； 科学适宜的栽培种植模式；
农产品深加工化、劳动者技能科学化和专业化，等等。 2.产业布局区域化：从“增量农业”转向了“效益农业”； 3.生产专业化：由“自然农业”转向了“市场农业”；
4.产销经营一体化：由“原料农业”转向了“加工农业”； 5.开放立体化：“耕地农业”转向了“国土农业”。
（二）农业发展的阶段性
农业的发展历史，大体经历了原始农业、传统农业和现代农业三个阶段。 1. 原始农业：从新石器时期－－秦汉时期。
特点：工具简单，改造自然的能力较差，对野生动植物的驯化是原始农业的重要贡献。主要是适应和利用自然。“刀耕火种，广种薄收”
2.传统农业：欧洲始于希腊罗马的奴隶社会时期，我国始于春秋战国或秦汉时期，是在原始农业积累经验的基础上产生的，出现了铁制农具和役畜的使用。 特点：由广种薄收过渡到精耕细作，懂得了采用浇水、施肥、休闲换茬等措施来提高产量，但生产规模小，劳动生产率低，商品率也低，是自给自足的自然经济。
“属于半封闭的农业生态系统，易于维持生态平衡”
3.现代农业：从18世纪下半叶开始的产业革命，带动的工业化使传统农业开始向现代农业转变。
现代农业的含义：可以用 “六用”、“三过程”表示。 六用：（1）用现代物质条件装备农业
（2）用现代科学技术改造农业，
（3）用现代产业体系提升农业，
（4）用现代经营形式推进农业，
（5）用现代发展理念引领农业，
（6）用培养新型农民发展农业。 三提高：（1）提高农业水利化、机械化和信息化水平，
（2）提高土地产出率、资源利用率和农业劳动生产率，
（3）提高农业素质、效益和竞争力。
现代农业的特征：生产工具机械化； 生产技术科学化； 生产组织社会化。 现代农业的共同特点：
① 重视智力投资，发展农业教育、科学研究、技术推广事业；
② 运用经济、立法手段，从投资、信贷、税收、价格等方面保护农 业经营者的利益；
③ 从土地、种子、水保、环保等方面促进农业的发展；
④ 调整农业生产结构，合理利用农业资源，建立协调的农业生态系统； ⑤ 采取各种方法改造原有农业技术、管理体制，实现各部门、各环节协调发展；
⑥ 加强农业发展战略和发展预测的研究。
研究对象：大田作物的种植。
任务：是使学生掌握一定的农学基本原理和基本知识，并具有必需的农学基本技能，以便正确地运用机械工程技术为我国农业现代化服务。 内容：围绕土壤、耕作、作物讨论有关作物种植的基本理论和技术。
土壤---是作物生长的基础场所，也是机械作业的主要对象。
其主要内容有：土壤形成、土壤的孔性与结构、土壤水、土壤养分状况、土壤的物理和机械性质等。
耕作--是指作物栽培技术的实际作业过程。
主要内容：土壤耕作、种子和播种、作物营养和施肥、种植制度。
作物--是农业生态系统的第一性生产者。 主要内容：介绍不同作物特有的生长发育特性及相应的栽培技术。 复习思考题
1.广义的农业生产概念？狭义的农业生产概念？
2.农业生产的实质是什么？ 3.农业生产的特点有哪些？
4.农业的发展大体经历了哪三个阶段？每一个阶段有何特点？
5.充分理解农业现代化的含义？
6.现代农业的含义、特征、特点有哪些？
第一章 土壤及其基本组成 §1-1 土壤的形成及其物质组成 一、土壤及土壤肥力的概念
持地质学观点的人认为：土壤是地表岩石风化的碎屑。持化学观点的人认为：土壤是植物营养的贮存库。
土壤：是能生产植物收获物的陆地疏松表层（苏联土壤学家威廉斯下的定义）。 土壤之所以能够生产植物收获物，是因为它有肥力的原因。肥力是土
壤的标志，也是区别陆地表层其它疏松物的本质 。 土壤肥力：指土壤能够同时地不断地供应和调节植物生长 发育所必需的水分、养料、空气和热量等生活因素的能力。 土壤肥力分为： 自然肥力：单纯受自然因素的影响而形成的土壤肥力，是自然成土过程 的产物。 人为肥力：人类生产活动而创造出来的土壤肥力。是耕种、施肥改良土壤等农业技术措施作用的结果，是土壤熟化过程和人为劳动的产物。 土壤肥力是土壤生产力的基础，土壤肥力的高低决定了植物的生产力，但并不是唯一的。 人为干预后，土壤肥力的高低并不能决定作物产量，存在着一个协调的问题，从而引出土地生产力的概念。 土地生产力：特定的耕作制度下，土壤能够生产某种或某些作物的能力。 土地生产力通过作物的产量体现出来。作物产量越高，土地生产力越高。 土地生产力的高低，决定于土壤肥力的高低及与外界环境条件协调的能力大小。 二、土壤的形成 （一）自然土壤的形成 （二）农业土壤的形成 自然土壤是在母质、地形、气候、生物和时间等五大自然因素综合作用下通过岩石风化过程和成土过程而形成的。 地球表面的岩石阳光、水分、CO2、O2等长时间作用（风化） 风化产物 成土母质（或母质） 生物、气候、地形、时间等 土壤 （1）岩石风化过程――岩石发生物理的、化学的和生物化学的变化过程，称～。 残积物：保留在原地的母质。岩石风化的产物 洪积物：成土母质或母质） 冲积物： 湖积物： 海积物： 风积物：冰积物： 坡积物： 母质—是指岩石风化后形成的碎屑。 岩石和母质的区别： 岩石：坚硬、块大，无通透性能，不含活动的矿质元素。 母质： A. 细碎，有一定通气性、透水性和蓄水能力； B. 含有Ca、Fe、K、Mg、P等矿质元素可被生物直接吸收； C. 吸收和保持营养元素的能力极不稳定，在水的淋洗作用下极易流失矿质元素； D. 不含氮素，不能生长高等植物，因此还不是土壤。 2）成土过程---指母质在生物、气候、地形、时间等各种成土因素综合作用下而演变为土壤的全过程。 自养型细菌、地衣、藻类等低等植物定居在母质上，利用母质中的矿质营养元素和固定大气中的氮素，合成自身有机体，其死亡后，N、矿物质元素又释放出来被绿色植物利用，通过光合作用，将无机物质转化为有机物质，将光能转变成化学潜能。 随着生物量增加，各种营养元素、能量 也逐渐聚集在母质表层，从而逐渐使母质中积累和保存了植物生长发育所必需的全部营养元素，并具备肥力因素，从而使母质发展为土壤。 农业土壤：是在自然土壤的基础上，通过人类利用、改良以后逐步发展起来的土壤。 影响因素： a. 五大自然成土因素；b. 人类生产活动。 土壤熟化过程：指在人为因素的作用下，土壤肥力不断提高的过程。 农业土壤是在自然成土因素和人为因素共同作用下，由自然成土过程和
人工熟化过程相互影响而形成的。故农业土壤不仅是历史的自然体，而且是人
类劳动的产物。 由岩石每形成1cm厚的土
壤约需300年之久。 三、土壤的基本物质组成 矿物质：由岩石风化而来的各种碎屑、矿物质颗粒、 固相 无机盐组成，占固相的 90％－98％ 有机质：由动物、植物、微生物等生物残体及其腐败的物质组成，占固相的 2％－10％。还有各种土壤生物。 液相：土壤水（土壤溶液）：由地上水、地下水进入土壤中而构成。由于土壤中溶解有各种无机盐类、有机物、胶体物质等，故土壤水实为浓度不等的土壤溶液。 气相：土壤空气：由地上进入的氧气、氮气等；有土壤内部产生的二氧化碳、水蒸气等。 以固、液、气相占土壤容积而论，固相与液、气相各占50％左右。 §1-2 土壤矿物质
（一）土壤颗粒的分级 土粒：土壤的固相部分称土壤颗粒，简称土粒。 土粒的组成：矿物质（占90％以上）、有机质（占10％以下）。 不同国家土壤颗粒分级标准不同，我国土壤颗粒分级标准（南京土肥研究所等）： 石块 ＞10mm 石砾 粗：10－3mm 细：3－1mm 砂粒 粗：1－0.25mm 细：0.25－
0.05mm 粉粒 粗：0.05－0.01mm 细：0.01－
0.005mm 粘粒 粗：0.005－0.001mm 细：＜
0.001mm （二）土壤颗粒分级依据 1．各组土粒的矿物组成和化学组成 粒径愈大的土粒，原生硅酸盐矿 物含量愈高。随着土粒变细，石英含量 逐渐减少，次生铝硅酸盐矿物含量增多。 砂粒（1~0.05mm）矿物以石英为主，而粘粒（＜0.05mm）以云母和次生铝硅酸盐类矿物居多。 2．各级土粒的物理性质和化学性质 （1）砂粒： a.粒径＞0.05mm，通透性能好，但毛管水上升高度低。 b.单位体积的比表面积小，土粒间成对物质间的吸持力弱，故土壤松散，易于耕耙，保水力差，易干旱，胀缩性小，无可塑性等。 c.无吸附Ca、Mg、K、NH4＋等
离子的能力。 （2）粘粒： a. 粒径＜0.01mm，随粒径减小，比表面积和表面能增大，含带电颗粒增多，土壤颗粒的分子引力和静电引力增强。故湿时易胀，干时易缩，持水量高，可塑性大。 b.土壤的通气、透水性能差。 c.具有一定的吸附Ca、Mg、K、 NH4＋等离子态养料的能力。 （一）原生矿物 原生矿物：指直接由熔岩凝结和结晶而形成的原始矿物，是岩石组成中原来含有的矿物。 此类矿物在岩石风化和成土过程中，仅发生形状、大小等物理性状的变化，而无化学性状变化。颗粒比较粗，通常在直径0.001mm以上。 如：石英、长石（正、钠、斜）、白云母，不易分解，土壤中普遍存在，不含植物养料。 辉石、角闪石、黑云母等易分解，形成细小土粒，是土壤中P、K、Ca、Mg、Fe等作物营养元素的潜在来源。 原生矿物硬度相当高（除云母类矿物外），特别是石英、正长石是造成机械行走系统及作业部件被磨损的主要因素。 （二）次生矿物 次生矿物：指岩石风化过程和成土过程中，由原生矿物进一步分化后再重新形成的矿物。 与原生矿物相比： ①化学组成和结晶构造不同； ②颗粒细微，多数以高度分散的胶体状态存在； ③是粘粒的主要成分，故是决定粘土性质的主要因素。 次生矿物的分类
根据化学组成的不同分两类： （1）次生铝、硅酸盐类：硅氧四面体【（SiO4）4- 】 、 铝氧八面体【（AiO8）9-】。 如蒙脱组、水云母组、高岭组。 ① 高岭石：化学组成为(OH)8Al4Si4O10，分子式： Al2O3.2SiO2.H2O 。 特点：颗粒较粗，保水肥性、粘着性、可塑性等较差。 分布：我国亚热带以南地区，如福建、广东、广西、云南土壤含量多。北方土壤含量少。 ②蒙脱石: 化学组成(OH)4Ai4Si8O20. nH2O，分子式：Al2 O3.4SiO2.H2O+ nH2O 。 特点：a. 颗粒特别细，呈片状，分散度大，带负电荷，吸附水分子和阳离 子的能力强； b. 胀缩性大； c. 土壤保水、保肥能力强。 分布：蒙脱组次生矿物多分布在温带半干旱地区的土壤中，如内蒙古高原东部、大小兴安岭、长白山地区、东北平原。 ③伊利石：（OH)4Ky(Ai4.Fe4.Mg4.Mg6)(Si8-y.Aly)O20 。 特点：物理、化学性状介于高岭石和蒙脱石之间。
分布：内蒙古高原西部、柴达木盆地、青藏高原等地土壤，含此粘土矿物多，多以干旱、寒冷地区的石灰性土壤和碱土中含量高。
综述：我国不同地区的各种土壤，其粘粒直径虽然都小于0.001mm，但由于组成粘粒的次生矿物种类各异，因而尽管土壤质地相同，但其物理、化学、力学性质也可能很不一样，在生产上也就具有不同的保水、保肥性能及耕作特点。 （2）含水氧化物和三氧化物类。
含水氧化物多为二氧化硅和二氧化锰水合物，三氧化物多为铁铝三氧化物。 如：结晶型：三水铝石（ Ai2O3.3H2O ）、赤铁矿（3Fe2O3.H2O ）、针铁矿（Fe2O3.H2O ）。
非晶质：氢氧化铁、蛋白石、水铝石英
南方的红、黄壤含有的含水氧化物和三氧化物类次生矿物最多，因而颜色深，易使可溶性磷酸盐变为难溶性磷酸盐，降低磷肥肥效。 含铁硅酸盐
主要有：辉石、橄榄石，角闪石等。 特点：一般颜色较深。
原因：在地表上常见的玄武岩含有很多含铁硅酸盐矿物。当其经过风化作用以后，有的组分被淋滤而失去，有的组分则残留下来，部分铁质会由原先的二价状态，因氧化而成三价状态，形成褐铁矿而呈红褐色。 三、土壤质地 （一）土壤质地的分类
土壤质地――指各种不同粒级的颗粒在土壤中的相对含量，称土壤质地或土壤颗粒组成。
按不同粒径颗粒在土壤中的含量比例，土壤分为三大类（组）：
a. 砂土：粗砂土、细砂土、面砂土
b. 壤土：砂粉土、粉土、粉壤土、粘壤土
c. 粘土：砂粘土、粉粘土、壤粘土、粘 土
土壤质地与土壤养分含量的关系（华北平原土壤分析结果）
（二）土壤质地与肥力和机械耕作的关系
1.砂土组：颗粒组成较粗，砂粒50％以上。其物理性质和化学性质主要受砂粒、细砂粒含量的影响。 特点：不利方面：
（1）土壤含水量低，保水性差； （2）有机物分解快，不易累积营养，土壤贫瘠，有机质、全N、全P含量低 ，作物生长中后期易脱肥。
有利方面：土质疏松，易于耕作，不易受涝；增温快，促进作物幼苗生长快、早熟等。
2．壤土组：粗粉粒含量高，并含有适量的粘粒和砂粒，质地均匀。兼有砂土和粘土的优点。 特点：（1）土壤的孔隙大小适中，通气性较好，保水、保肥能力强；
（2）有机质及N、P、K含量较高，土壤肥力高，是理想的土壤质地；
（3）通气、透气性能好，易耕作； （4）水、肥、气、热等肥力因素较适宜，适种作物范围广，产量高而稳。 3．粘土组：粘粒含量高，质地粘重。 特点：不利方面：（1）颗粒间隙小，通气、透水性差；
（2）湿时易胀，干时易缩结块，难于耕作；
（3）早春土温回升慢，不易长苗，温差也较小。
有利方面：矿质养料丰富，K、Ca、Mg等阳离子含量较多，吸水肥能力强，有机质分解慢，因而肥劲长而稳，作物生长后期不易脱肥。
4．砾质土壤：砾质颗粒（1－10mm）含量高的土壤。 特点：（1）土层薄，含粗砂、碎石多，保水肥能力很差；
（2）对耕作机具磨损作用大。 （三）我国土壤质地的分布特点
我国土壤颗粒及质地分布：自西向东、由北向南，颗粒逐渐由粗变细，质地由砂变粘。
砂土分布:新疆、青海、甘肃、内蒙古、华北平原以及沿江、河、海地区。 土壤分布：松辽平原、华北平原、黄土地区、长江中下游平原、珠江三角洲平原、南方丘陵区等。
如黑土、黑垆土、黄绵土、黄潮土、塿土等粗粉粒含量30%~50%，粘粒13%~29%。
粘土分布：平原洼地、山间盆地、湖积平原地区和南方的红壤土等。粘粒含量高达30%~40%以上，粗粉粒小于18%。 复习思考题
1、土壤根据矿物质颗粒的子粒大小可划分为哪四级？每级又分为哪两种级别？各种级别的颗粒粒径为多少？ 2、土壤颗粒具有哪些特性？ 3、土壤矿物质主要有哪几类？ 4、土壤质地的概念？根据土壤质地可以把土壤质地分为哪三大类？ 5、粘土类土壤的不利因素和有利因素各有哪些？
§1-3 土壤有机质
一、 土壤有机质的来源与组成
不同的土壤，有机质含量的差异很大，含量高的可达到20%，含量低的土壤则小于0.5%。 我国农业土壤，含量5%以下。东北地区土壤有机质含量常超过5%，而华北、西北地区的多数土壤有机质含量不足1%。有机质含量虽少，它对土壤肥力及性质有重要影响。
1．来源：(1) 来源于各种植物的根茬、茎秆、落叶和动物的排泄物，微生物的残体以及施入土壤中的各种有机肥料。（2）微生物制品，工业和城市的含有机物的废水、废物等。
2．组成：土壤有机质的组成可粗略地分为三大类：非腐殖物质、腐殖物质、土壤微生物。
（1）非腐殖物质：指那些构成生物有机体的化合物以及与生物体化合物相同的各种化合物。
包括未分解、半分解或彻底分解为简单有机化合物的动、植物残体和有机肥料等。 主要成分有碳水化合物和含氮化合物。由C、H、O、N、Ca、Mg、K、Na、Fe、P、S、Si、Ai等组成。
我国各类土壤中约占土壤有机质总量的15-27％左右。
（2）腐殖物质（腐殖质）：是土壤的有机物经微生物分解后再重新合成的一种特殊有机质。
约占土壤有机质的50-90％，含量高低是衡量土壤肥力水平的重要指标之一。 腐殖质特点： ① 黑色或黑褐色，具有胶体物质性质的结构很复杂的高分子化合物。
② 是微生物活动的产物，所以一般不容易被微生物再分解，是土壤有机质中比较稳定的部分，它比动植物残体中的多糖类、蛋白质还稳定。 （3）土壤微生物：是土壤中活的有机体，是土壤有机质的来源和重要组成之一。 1g土中约有几千万个～几十亿个微生物，1hm2耕层土壤中，约有几百公斤～几吨重的微生物。
种类：细菌、真菌、放线菌、各种原生动物、低等植物和藻类。
根据土壤微生物类型对氧气的要求可分为：
好气性微生物：适宜在通气良好的条件下繁殖活动。
嫌气性微生物：适宜在缺氧的通气不良的条件下生长活动。
兼气性微生物：介于上述两者之间的。 二、土壤有机质的转化过程
（一）矿物质化过程：指复杂的有机物质分解为简单的无机化合物的过程。 条件：有好气性微生物存在。 过程：
在通气良好情况下，好气性微生物大量繁殖，使复杂的碳水化合物需迅速分解为简单的水和二氧化碳，并释放出矿物质等无机物。
在土壤通气不良，水分过多或较低温度下，嫌气性微生物生长繁殖快，使有机质发酵，或产生有机酸，或产生还原性物质，如甲烷、氢气、硫化氢等有毒物质，使矿物质化过程逐渐停止，导致有机物质积累等。
土壤有机质的转化，其过程非常复杂，总的来说是沿着分解和合成两个不同方向进行的。
矿物质（P、K、Ca等）＋复杂碳水化合物 H2O+CO2+能量含N、P、S等有机化合物 有机酸、还原性物质（甲烷、H2、 H2S等）、H2O+CO2 （二）腐质化过程：指进入土壤的有机物质，在微生物为主导的生物化学作用下，而形成腐殖质的过程。
条件：在微生物的作用下，土壤有机质在分解成简单的有机化合物的同时，又产生新的再合成产物或代谢产物。
有机化合物 简单化合物腐殖质（胡敏酸、富里酸）
胡敏酸和乌敏素总称为胡敏酸类腐殖质，都是有机胶体，其二价、三价金属盐类都不溶于水，成胶体状，易于凝结，是良好的土壤结构胶结剂。
富里酸的酸性、活性较强，其一价、二价、三价盐类都能溶于水。 三、土壤有机质对肥力的作用
1. 土壤有机质是作物养料的重要给源 土壤氮素约95％以上以有机态存在，经微生物分解为无机态N（供应作物）。 土壤有机磷占全磷量的20-50％（水稻土）、70％左右（东北黑土），经微生物分解为无机P。 土壤有机质中含有K素，可转变为无机K。 土壤有机质中含有Ca、Mg、Fe、微量元素等。 2.土壤有机质能提高土壤的保水、保肥能力 土壤有机质、特别是腐殖质，属于有机胶体，具有巨大的表面能。羧基、酚基、甲氧基等功能团解离时，产生大量的负电荷，能够吸收并保持大量的阳离子养分和水分，其吸收力比粘粒大十几倍至百倍。 举例： 吸水率 对阳离子吸收率(100g) 粘 粒：50%--60% 5-50mmol 腐殖质：500%-600% 180-200mmol 3.有机质能改善土壤的理化性质 土壤腐殖质是一种弱酸，它的盐类具有两性胶体作用，可以缓冲土壤的酸碱变化； 土壤腐殖质是很好的土壤胶结剂，可以使砂粒相互粘结，形成团粒结构。 有机质比较疏松，在粘土中可使粘土变得比较疏松，形成良好结构，改善其通气、透水性能； 土壤有机质及腐殖质颜色较深，有利于吸收阳光，提高土壤温度，改善热状况。缓冲土壤的酸碱变化 复习思考题 1、土壤有机质的来源？ 2、土壤有机质的组成？ 3、土壤腐殖物质是怎样形成的？有何特点？ 4、土壤微生物有哪几种类型？特点如何？ 5、土壤有机质的转化分为哪两个过程？需要什么条件？转化结果如何？ 6、土壤有机质对土壤肥力有何影响？ 第二章 土壤的孔性 土壤肥力的高低，并不完全取决于土壤中的水、肥、气、热的绝对含量，还取决于它们之间是否协调，所谓协调就是要使养分同时地，不断地供应植物生长发育的需要，而土壤的孔隙与结构状况正好影响着这种协调关系。 一、土壤的孔性 土壤的孔性： 指土壤中各种孔隙的数量、质量及其分布状况。 孔隙度只表明土壤孔隙数量多少，而不能反映孔隙的质量。 由于土壤孔隙的大小、形状等差异很大，所以在实践中直接测量出孔隙数量是相当困难的。因此了解土壤孔隙的数量和质量通常用土壤颗粒密度、土壤容重、土壤孔隙度（比）等测定数据来计算。 1、土壤颗粒密度（土壤密度） 单位容积土壤固相颗粒的质量。 即ρs（g／㎝3 ）=Ms/Vs Ms: 表示土壤固相颗粒的质量 Vs：表示土壤固相的容积
ρs：表示土壤固相颗粒的密度 土壤颗粒密度的大小，取决于土壤矿物质的组成，成土矿物的密度平均为2.65 g／㎝3 ，有机质的密度在1.25~1.40 g／㎝3 之间。
有机质含量高的土壤，颗粒密度低，粘土的颗粒密度高，质地较轻的沙壤土、轻壤土密度值中等。 ２、土壤容重：
土壤容重：指土壤在自然状态下，单位体积土体的干重。
ρb=Ms/Vt=Ms/（Vs+ Va+ Vw ）
ρb: 表示土壤容重
Ms： 表示土壤固相颗粒的质量 Vt： 表示土壤的总容积
Va、 Vw：分别表示土壤空气和土壤水的容积。
土壤容重的大小是受土壤质地、结构、有机质含量、耕作措施等因素的影响不断变化的。
砂质土壤――1.2～1.8 g/cm3 粘质土壤――1.0～1.5 g/cm3 结构良好，有机质含量高，机耕后长期耕种的土壤，Ρb值较小，否则较大。
３、土壤的孔隙性状
土壤的孔隙度：单位容积土体中孔隙所含的容积称为土壤总孔隙度（或孔度）。 f = Vf/Vt×100%= （Vt-Vs）/Vt ×100%
= (1-ρb/ρs) ×100%
一般土壤的f值范围：３０％－６０％
适宜作物生长发育的f值为：50%或稍大于50%，即土壤中固相与孔隙之比为1：1为宜。
土壤孔隙比：土壤孔隙的容积与固相颗粒容积之比称为土壤孔隙比。 e=(Va+Vw)/ Vs =f/1-f Va:土壤容重 Vw：土壤水
Vs：土壤固相容积
e=1孔隙容积与固相容积相等 e>1孔隙容积大、固相容积小、土壤疏松
e<1说明土壤紧实
土壤孔隙比是评定土壤坚实度、确定土壤承载能力，衡量农业机械行走系统对土壤压实程度的一个指标。 二、土壤孔隙的类型
土壤孔隙度和孔隙比只反映孔隙的数量，而不能反映其质量。通常按照孔隙的孔径大小和所起作用将土壤孔隙分为三类：
1.无效孔隙（非活性孔隙）2.毛管孔隙3.通气孔隙
1.无效孔隙（非活性孔隙）
孔径粗度在0.002mm以下，总被水分子充满，通气性极差，植物根系难以进入，故无效。
无效孔隙多的土壤，可塑性、粘结性、粘着性强，耕作性能差。
2.毛管孔隙孔径为0.002～0.06mm，土壤水吸力小于0.05×105Pa～1.5×105Pa的孔隙。
特点：水分在毛管力的作用下保持在毛
管孔隙中，为作物吸收的有效水分。 3.通气孔隙
孔径大于0.06mm，土壤水吸力小于0.05×105Pa的孔隙。
特点：水分在重力作用下排出，难于保存，通常充满空气。砂质土壤该孔隙多。 三、土壤孔性与作物生长的关系
一般适于作物生长发育的土壤孔隙指标：
耕作层：总孔隙为50-56％，通气孔隙8-10％以上（15-20％更好）；
0～15cm上部耕层：总孔隙度为55％左右，通气孔隙15-20％；
15～30cm下部耕层：总孔隙度为50％左右，通气孔隙10％；“上虚下实”。 上虚：有利于通气、透水和种子的发芽、破土。
下实：则有利于保水、保肥和扎稳根系。 §2-2 土壤结构 一、土壤结构的类型 两个概念:
土壤结构体――指土壤中土粒相互粘聚在一起形成大小、形状、排列、性质不同的土团、土块、土片等称为土壤结构体。
土壤结构：土壤结构体所形成的大小不同、形状和排列方式不一，有不同孔隙度和机械稳定性及水稳性结构体的总称。
土壤结构类型：块状和核状结构；片状结构； 柱状和棱柱状结构；团粒结构等等。
1.块状与核状结构
这种结构经常出现在有机质含量低的粘质土壤当中。老乡称“坷垃”，直径为1-10cm,土壤很紧实。
具有这种结构体的土壤容易漏风跑墒，影响播种出苗，增施有机肥是消除这种结构体的根本办法。 2.柱状和棱状结构体
这种结构多出现在较粘重的土壤下层内，特别是盐碱土当中常出现有这种结构。
由于这种结构体之间有较大孔隙，所以不利于保水保肥。 3.片状结构体
在犁底层和含粉粒多的土壤中常有这种结构。
这种土壤结构比较紧实，对土壤的通气透水和根系的下扎及出苗都有不利的影响。
4.团粒结构体
团粒结构：指土壤胶结成团，外形圆而近似球形，粒径在0.25～10mm的结构。最理想的团粒粒径为2～3mm，老乡称为“蚂蚁蛋”。
根据团粒遇水情况下的稳定情况，把团粒结构体分为两类：
水稳性团粒结构：是由胡敏酸钙胶结起来的颗粒构成的。这种腐殖酸盐是不可逆的凝聚胶体，由其佼结起来的团聚体在水中浸泡、冲洗也不崩解，仍保持原来的结构。
非水稳性团粒结构：是由粘粒粘结而成的或由电解质凝聚而形成，在水中很容易分散为组成团粒的各种颗粒成分，不能保持粘聚后形成的结构状态。 二、团粒结构的特征和作用 1．团粒结构的特征 ①外形近似球状；
②结构体之间通气孔隙多，内部有大量的毛管孔隙； ③富含腐殖质； ④水稳性、生物稳定性和机械稳定性强。
2．团粒结构的作用
①能协调土壤水气矛盾―――“小水库充水，大孔隙通气”
②能协调土壤养分的供应和积累矛盾―――小肥料库；
③具有良好的耕作性能。 三、团粒结构的形成、破坏和恢复 （一）团粒结构的形成
条件：①具有胶结物质（有机质、腐殖酸）
②具有一定的胶结力 水稳性团粒结构形成过程： 影响团粒结构形成的因素：
①土壤自身颗粒的大小、组成（次生矿物容易形成） ②土壤腐殖质含量 ③土壤微生物活动
④外界的干湿交替和冻融交替 ⑤蚯蚓等地下动物的活动
⑥人类农业耕作、施肥等农业措施 （二）团粒结构的破坏
造成破坏土壤团粒结构的因素有：种植作物、机械耕作、灌水、微生物等各种自然因素，人为因素。
1．机械力的作用――主要为机械耕作，降雨。
机械力量：来自各种农业机具的行走系统及人、畜在土壤表层的频繁活动。主要有静压力、滚动力、摩擦力、挤压力。 雨水及灌溉水流的作用：暴雨的冲击，强大径流的作用，灌溉水流的作用等。 2．物理化学作用：土壤中含有大量水化作用强的钠、铵等离子时，它们会与胡敏酸钙等胶结剂作用，将其变成易溶于水的胡敏酸钠或胡敏酸铵，使胡敏酸钙等胶结物质失去胶结能力，引起团粒结构破坏。
当 Na＋15％以上时，团粒结构迅速在水中分散。
农业措施中，过量施用氨水、硫酸铵、化肥厂污水等，会增加NH4+含量，使团粒结构破坏。
3．生物的破坏作用：团粒结构的表面，由于好气微生物不断地进行好气性分解作用，腐殖质及其他有机胶结剂逐渐因矿质化而耗尽，团粒结构因而被破坏。 （三）团粒结构的恢复 自然状态下，土壤团粒结构的形成和恢复较慢。但人为采取有效措施，可促使团粒结构的快速形成、恢复。 ①增加土壤有机质含量，提高有机胶体数量。 如：a 施有机肥，种绿肥、牧草；b 施用人工合成的或天然的结构改良剂。如聚丙烯腈钠盐、聚乙烯醇（PVA制剂）、聚丙烯酰铵（PAA）等。 ②在适宜耕作期耕作。
如：深耕结合增施有机肥，土壤水分在酥脆阶段时耕作。
③在酸性土中施用石灰，可中和土壤酸度和增加Ca2＋离子含量；在碱性土壤
中施用石膏，在缺铁土壤施用硫酸亚铁（FeSO4）等，都会改善土壤的化学性质，从而改良土壤结构。 ④采用先进灌溉方法。
如喷灌、滴灌、管灌、地下渗透灌溉等。
⑤放养蚯蚓和合理的轮作换茬。 围形成吸附力很强（ 109～31×105Pa ）的近似固态水（无效水分，约4~5nm的水膜，其密度达1400~1500kg/m3）和较外层的静电引力（31×105～6.3×105Pa）的液态水（ 有一部分能被作物吸收利用）。
影响土壤吸附力大小的因素： 能呈液态流动，只能在105-110℃高温下汽化，为无效水（近固态水）。
较外层：吸附力相对较弱，靠静电力作用保持，31×105～6.3×105Pa，水的密度约1250kg/m3，为液态水，可溶解养分。但密度仍较大，粘滞度高，移动慢（0.2-0.4mm/ h），部分可被作物吸收。 涌出，是垂直向上的饱和流动。 2.土壤水的不饱和运动
不饱和流动：指土壤孔隙没有完全被水充满时土壤水的流动。
土壤水的不饱和流动总是从基质势高处 基质势低处，即由土壤吸水力小处 吸水力大处，或者从水膜厚处 ⑥用茎秆和有机肥料覆盖地面。
⑦少耕法、免耕法，地膜覆盖等的应用。研究少、免耕机具！ 复习思考题 1、什么是土壤的孔性？生产上常用哪三项指标来表示土壤的孔性？
2、土壤孔隙有哪三种类型？各有何特点？
3、土壤结构体、土壤结构的概念；土壤结构分哪四种类型？
4、土壤团粒结构的特性？作用？ 5、团粒结构的形成必须具备的条件？影响团粒结构形成的因素是什么？ 6、团粒结构被破坏与哪些因素有关？如何才能使团粒结构得以恢复？ 第三章 土壤水的保持
土壤水分是土壤的重要组成之一，也是土壤肥力的重要因素和作物所需水分的主要给源，许多农业技术措施都是为了有效地调节水、控制水和管理水分以满足作物生长需要为目标的。 一、土壤水的保持机理
土壤之所以能够保持水分，源于两种不同力的作用。
1．土壤吸附力：是土粒与水分子之间的吸附力，包括分子引力和静电引力。 由于土壤吸引力的作用，使土粒表面周 ①土壤比表面积, ②胶体类型,
③吸附性阳离子种类,
④影响胶体凝聚和分散的可溶性物质等 。
土壤颗粒愈细，质地愈粘，有机胶体和蒙脱石类次生矿物愈多，胶体愈分散，土壤的吸附力愈强，吸附水也愈多。
2．弯月面力（毛管力）：是毛细管中，水和空气界面上的弯月面形所产生的一种表面张力。
毛管力一般为6.5×105～8×103Pa
一般把土粒间形成的许多连续的、直径为1-0.001mm的微细孔隙称为毛细管。 二、土壤水的类型
由于土壤水分所受作用力的不同，将土壤水划分为三种类型： 吸湿水（或吸附水、分子水），毛管水，重力水
1．吸湿水（或吸附水、分子水）：指干燥土粒靠吸附力作用而保持在土粒表面的水分。
最内层：吸附力强，109～31×105Pa，水的密度达1400~1500kg/m3 ，热容量小，冰点低，没有溶解养分的能力，不2．毛管水：土壤靠毛管力作用而保持在毛管孔隙中的水分，为作物吸收利用的主要水分，为有效水 。
毛管水所受吸附力约6.5×105～8×103Pa，其移动速度10-300mm/h，基本上与自由水相同，易于作物吸收。 3．重力水：指存在于土壤中较大孔隙内的水，受重力作用而向下渗透流失的水分。
重力水在土壤中存留时间短，故作物吸收利用率低，实际上也为无效水。 §3-2土壤水份的运动 一、土壤液态水的运动 1.土壤水的饱和运动 饱和运动：指土壤中大小孔隙都充满液态 水时土壤水的运动。 土壤水流动方向可分为： 垂直向下（最常见），垂直向上，水平流动
垂直向下流动：当大量灌水或降雨时，表层土壤很快达到饱和，甚至在地表出现水层，这时就发生垂直向下的饱和流动。
水平流动：当耕作层下出现犁底层或不透水层时，饱和水则沿不透水层作水平流动，又称为土内径流。
垂直向上流动：冷浸田内地下泉水向上水膜薄处移动。 在田间，土壤水的不饱和流动是经常的、缓慢的，通过毛管作用向各个方向移动，有利于作物吸收利用。 但流速慢、流量小。
二、土壤气态水的运动
土壤气态水的运动主要由水气扩散引起，同时也随土壤空气而发生整体流动。 气态水运动会导致土壤水分的散失。
水气扩散：其推动力为水气压梯度，水气压梯度愈大，水汽扩散愈快。
影响水气压梯度的因素: 温度梯度、土水势梯度。
随土壤空气的整体流动：在大风季节，水汽随土壤空气一起，整体向大气运动，导致土壤水分大量损失。 三、土壤水的田间循环
土壤水的田间循环包括： 入渗-再分布-蒸发-蒸腾
1.入渗：指供水期间，水进入土壤的运动和分布过程。
入渗速率：指地面存在着水层时，单位时间内通过单位面积土壤的水量。 当地面水层消失和停止供水以后，入渗过程结束。
入渗过程的强弱：决定着降水和灌溉水
进入土壤的数量。直接影响土壤水的总贮量和对当季作物的供水量。
入渗速率高低决定于：土壤孔隙状况。初耕以后的土壤入渗速率高，经农业机械压实的土壤入渗速率低。
2. 再分布：指停止供水且地面水层消失以后，土壤水继续向较干土层移动的过程。
水分再分布的速率随时间增长而逐渐变小，再分布实际是土壤水的不饱和运动过程。
某一土层中的水分损失量，是上层来水量、本层向下层再分布的水量与植物吸水量三者共同作用的结果。
渗漏：当进入土壤中的水量超过田间持水量时，土壤水的再分布过程与入渗过程相互穿插进行，水分向下或侧向流入地下水，称为渗漏。
渗漏不仅使土壤养分遭到淋失，而且可能导致地下水位升高。在干旱半干旱地区能引起土壤发生次生盐渍化。
防止渗漏的措施：采用沟灌、喷灌、滴灌等灌溉方法，有利于降低或防止土壤渗漏。
3. 蒸发、蒸腾
（1）土壤蒸发：土壤水转变水蒸气后，从土面或水面直接扩散到大气中去。 在干旱地区，由土面蒸发损失 的水分可达到降水量的50%左右，因此，防止或降低土面蒸发在干旱地区具有重要意义。
土壤蒸发分三个阶段： A、大气蒸发力控制（蒸发率稳定阶段）：土壤湿润，水分多，蒸发率稳定，蒸发量大，失水多。 B、土壤导水率控制阶段（蒸发率下降阶段）：土壤水向土面传导的水通量低于大气蒸发力，蒸发率下降。当表土的水汽压与大气的水汽压相平衡时，表土迅速形成干土层。 C、扩散控制阶段：干土层形成后，土壤水向干土层的导水率近于零，下层稍湿润土层水分不能直接传导到土壤表面，只能产生水汽，再以水汽形态通过干土层的孔隙而扩散到大气中去。此阶段失水量很少。 （2）蒸腾：水分在植物叶面上的蒸发称～。 蒸腾速率的大小，决定于土壤的供水能力、空气的干燥程度、风速、气温高低等。 四、土壤—植物—大气连续系统 土壤向植物供应的水分，只有10%左右被植物固定在有机体中，而90%左右则又进入大气中去了。过程为： 土壤水 根表皮 根木质部 茎木质部 叶 叶细胞间隙 叶气孔 叶面表层 大气。 复习思考题 1、土壤能够保持水分的主要原因是什么？什么是土壤吸附力和弯月面力？ 2、土壤水有哪三种类型？ 3、什么是土壤水的饱和运动、不饱和运动？ 4、土壤水的田间循环包括哪几部分？ 5、土壤水的蒸发具有哪三个阶段性？ 第四章 土壤的物理机械性质 土壤的物理机械性质：土壤对外力的反作用力和变形的特性称为～。 主要受土壤的结持性以及对外力作用时而产生的摩擦性、抗剪强度、压缩特性等影响。 研究了解土壤的物理机械性质，对提高土壤的耕作质量、节约动力十分重要。 第一节 土壤的结持性 土壤的结持性：指在不同含水量条件下，土壤抵抗破碎、变形以及粘着在其它物体的性质。 土壤结持性包括：粘结性、粘着性、塑性。 一、土壤粘结性 指土壤抵抗机械破碎的性质。是土粒－水－土粒之间不同力相互作用的结果。 土壤的粘结性大小以压碎或拉断单位断面土柱所需的力表示（N/cm2）. 1．土壤粘结力：是产生土壤粘结性的根本原因。 一种是分子内聚力（范德华力和静电引力等） 另一种是水膜的弯月面力。 （土壤含水量低时，弯月面力很大） 2．影响土壤粘结性的因素 （1）水分： a 非粘闭土壤：即疏松土壤（如结构好的土壤、沙性土壤、疏松土壤）。 粘结力：主要受水膜弯月面力决定。（曲线C） b 粘闭土壤：即土粒紧密排列的土壤（压实土壤、大土块等）。 粘结力：主要受分子内聚力和水膜弯月面力的双重作用。 含水量多时，水膜弯月面力影响大；
含水减少时，内聚力增加，弯月面力也增加，粘结力迅增。
土壤粘结力随含水量的减少而迅速增加。
（2）土壤质地
土壤质地越细，土粒间分子引力越大，水膜越多，粘结性越强。
（3）阳离子种类、有机质含量
Na＋使土粒分散，增加粘结性；Ca2+使胶粒凝聚，减少土粒接触面积，降低粘结力。腐殖质增加砂土粘结力，减少粘土的粘结力。
3．土壤粘结性与土壤耕作的关系
粘结力大，耕作时易形成大土块，即使经耙耱也会形成小于0.25mm的团聚体，破坏土壤结构。
粘结力增加农机具对土壤作用的阻力和附着力。
二、土壤的粘着性
土壤粘附于其它物体的性质称土壤的粘着性。
粘着性是土粒－水－外物分子间相互作用的结果，粘着性大小，以粘着强度（ N/cm2 ）表示。
1．影响土壤粘着性的因素 （1）土壤含水量：含水少时，粘着性小，含水增多，粘着性增大。随土壤水分进一步增加，水膜加厚，吸水力减小，粘着强度降低。当含水量增多至土壤成流体状态时，粘着性消失。 （2）土壤质地：土粒越细，粘着性越强。（3）农机具材料的性质：农机具所用材料的亲水性，影响土壤的粘着强度。亲
水性强，易粘着，反之不易粘着。（木料至土粒表面形成一薄层水膜时 因外摩擦力—土壤与农机具的金属部件或易粘着，塑料不易粘着） 水膜张力作用使土粒粘结在一起 轮胎之间的摩擦称为外摩擦力。 S―抗剪强度； P―正压应力；
C―粘结强度； φ―内摩擦角 （4）土壤有机质含量、结构性：有机质多、结构性好的土壤，粘着性低。 2．土壤粘着性对土壤耕作的影响 粘着性强时，增加耕作阻力，降低耕作质量。 生产中采用表面光滑、摩擦系数小、亲水性差的农机具材料，降低土壤含水量都有利于提高耕作质量。 Fountaine和Payne研究指出:土壤粘着在农具上的主要原因是土壤的粘结强度＜土壤的粘着强度。 提出控制土壤粘着农具的因素： 土壤的粘结性要大—干燥土壤粘结性最大，脱土最好； 土壤内摩擦系数要大—有结构的土壤内摩擦系数大，有利脱土； 土壤与金属的外摩擦系数要小—要利用摩擦系数低的材料，或提高金属表面的光洁度； 土壤对金属的粘着性要小，土壤含水量少，土粒和金属之间不足以形成水膜；土壤含水量超出一定范围，水膜厚度增加，土壤水吸力减小，粘着性降低。 农具与前进方向所成的角度应保持最小。 三、土壤的可塑性 土壤在外力作用下，能塑造成任意形状而不破裂，并在去掉外力以后仍能保持新形状的性质，称土壤塑性。 塑性仅在一定含水量范围才能表现出来。 干土无塑性，当土壤含水量增加 当外力大于水膜的张力时 土粒相互滑动 使土体变形。外力消失时，土粒仍被水膜粘结力保持在土体变形后的位置上 土壤就表现出塑性。 塑性下限（塑限） ：土壤开始出现塑性时的最小含水量。 塑性上限（液限或流限）：土壤能够保持塑性 的最大含水量。 塑性指数：塑性上限与塑性下限之差。它反映土壤塑性的强弱。 1．影响土壤塑性的因素 土壤质地和矿物种类：粘粒含量小于15％的土壤无塑性，随粘粒增多，塑性下限增加较少，上限增加较多，故塑性指数增加，塑性增强。2：1型膨胀型矿物（蒙脱石类）塑性最大，2：1型非膨胀型（水云母类）次之，1：1型矿物（高岭石类）最小。 有机质含量：增加土壤有机质，可使土壤塑性上、下限都增加，但对塑性指数无大的影响，这有利于土壤耕作（因为提高土壤塑性下限，就扩大了适于耕作的土壤含水量范围）。 2．土壤塑性对土壤耕作的影响 在土壤塑性范围内耕作，土粒滑动使土壤粘闭，易形成大的垡条，干后形成大的土块，降低耕作质量，不利作物生长。 另外，在土壤塑性范围内耕作，因机械压力而产生塑流，易陷车。同时，土壤的粘结力、内摩擦力很小，机械易打滑。 避免在土壤的塑性范围内耕作。 第二节 土壤的摩擦性质 内摩擦力—土壤颗粒与颗粒之间产生的摩擦力称为内摩擦力。 一、土壤的外摩擦性质 外摩擦力的产生有三个阶段： 土壤干燥阶段，摩擦系数较小； 土壤水分增加，土壤出现粘着性时，摩擦系数增大，水分增至接近液限时，摩擦系数最大； 水分超过液限时，水膜起润滑作用，摩擦系数减小成一常数。 影响土壤外摩擦力大小的因素： 所受的正压力； 金属表面的粗糙特性； 土壤水分； 土壤质地。土粒越细，土粒与金属的接触面积越大，摩擦越强；反之，则小。 二、土壤的内摩擦性质 土壤水分多时，水膜起润滑作用，内摩擦系数减少。 粘重土壤的内摩擦系数随含水量增加，因水分渗透慢，在饱和条件下，水分对压力产生支承作用使摩擦力减少，直至接近于零； 质地较轻的壤土，摩擦系数虽随水分增加也减少，但当水分超过塑性上限后，因渗透快，摩擦力仍维持一定的值。 第三节 土壤的抗剪强度 一、土壤的抗剪强度 （一）概念：土壤颗粒运动所产生的最大内部阻力，称～。 土壤抗剪切的力包括：摩擦力和粘结力。 S=C＋P·tgφ 当农机具作用于土壤时，对土壤施加剪力，土壤会发生形变，随作用力增加，土壤发生形变达到最高值时，作用力再增加，土壤则破碎，抗剪阻力迅速下降。
（二）影响土壤抗剪强度的因素
1. 土壤质地：土壤越粘重，抗剪强度越大。
2. 土壤容重：容重越大，土壤越紧密，土粒咬合越大，抗剪强度越大。
(三) 土壤抗剪强度与土壤耕作的关系 1．土壤水分低时
（1）结构良好的土壤：整体抗剪强度低，而土块、团聚体抗剪强度高，此时耕作，虽然土块不易破碎，但也不易破坏土壤结构。
（2）结构不良土壤：土块和整体土壤的抗剪强度相仿，此时耕作，原有土块不易散，并且形成新土块。 2．土壤水分增加时
在整体抗剪强度增加的同时，而土块抗剪强度却迅速下降。此时，土块抗剪强度＜整体抗剪强度，耕作时土块易碎，但团粒结构易遭破坏。
第四节 土壤的压缩和压实 （一）土壤压缩的概念
指土壤在外力作用下，由于土粒的定向排列和胶体微粒体积的变化，而导致土壤容积的减少。
主要是孔隙容积减少。 第四节 土壤的压缩和压实
（二）作用力和土壤含水量对土壤压缩
的影响
1．土壤压缩至一定密度需要的作用力，随土壤湿度的增加而成指数性减少；在一定含水量条件下，压实密度随施加的力的增加而成指数性增加。
2．在一定作用力下，随着含水量增加，压实密度增加，当含水量达最大值后，含水量增加则密度下降。
3．压力增加，最适压实含水量（指土壤压实至最大密度的含水量）降低。因为较大压力下，土壤孔隙度降低，土粒表面形成水膜需要的水分减少。 4．在压应力和剪应力同时起作用情况下，压应力是土壤压实的主要原因，在含水量高时，剪应力的压实作用增加。 二、耕作栽培中的土壤压实问题 （一）土壤压实的概念
土壤压实：指在农机具作用下，土壤压缩、容重加大，孔隙减少至影响作物生长时，称为～。
（二）压实对土壤和作物生长的影响 ①压实的土壤空气少，通气差，蓄水少，好气性微生物活动受抑，有效态养料少。 ②压实的土壤渗水性差，遇大雨易产生径流，引起土壤冲刷。
③压实的土壤结构被破坏，土粒紧密结合，易板结。
④土壤粘结力、抗剪强度等增加，从而增大耕作阻力。
⑤压实的土壤作物出苗缓慢，不整齐，植株生长慢，矮小，根系浅而不发达，易产生畸形块根。 ⑥减产。
（三）土壤压实的原因 过度耕作：耕作机具都有压实土壤的一面，超出需要的过度耕作是压实土壤的主要原因之一。
在土壤过湿时耕作：在土壤塑性状态时耕作最易被压实。
农机具的接地压力太大。
正常情况下，播前整地、播种、镇压的接地压力应小于5-6 N/cm2，而夏、秋耕为10-15 N/cm2。
而目前拖拉机轮胎的接地压力为8-16 N/cm2，播种机轮子为12-19 N/cm2，收获机（康拜因）为18-23 N/cm2。 （四）防止土壤压实的方法
采用适当排水措施，平整地面，减少局部积水或土壤过湿；
避免在塑性范围内耕作土壤； 改进农机具设计，减少接地压力； 推广适合的少耕法、免耕法，减少耕作次数。 复习思考题 1、什么叫土壤的结持性？结持性包括哪三种类型，影响结持性的因素如何？ 2、不同结持性对土壤耕作的影响怎样？ 3、什么是土壤的抗剪强度？其影响因素有哪些？ 4、什么是土壤压缩与压实？简述产生土壤压实的原因及土壤压实对土壤耕作和作物生长的影响。
5、防止土壤压实的主要方法有哪些？ 第五章 土壤耕作
一、土壤耕作的概念及目的
1. 土壤耕作： 是用机械的方法，改变土壤的物理性质，以调节土壤肥力因素的状况，提高农作物的产量的一系列耕作措施。
2. 目的 ① 改善土壤结构。促使土壤碎散成团粒结构或团聚体状态，从而改善土壤空气、水分、养料的状况。② 创造良好的土壤耕层构造（土壤耕层构造)。
良好的耕层构造能使雨水很快渗入，并保持在土壤中；
有足够空气，且通气性好； 根系穿透阻力小； 防止土壤冲刷。
故，耕作层要厚，耕作层之下层土壤团聚体细小，且稳定，结构性好；旱地土壤耕作时，注意要打破犁底层。 土壤的耕层构造：
表层：0-3cm，受外界环境影响大，干燥。
根床层（种床层）：3-10cm，为根系分布的主要部位。
犁底层：厚约6-10cm，很紧密，影响通气透水和作物根系下扎。
心土层：犁底层以下约20-30cm，受自然因素影响小，作物根系分布较少，能保持并供给作物养分。 底土层：一般在50cm以下的土层，受生物气候影响极微，根系分布极少。
母质：底土层以下为母质。 ③ 保持适宜的耕层表面状态。 粗糙的表面有利于水分下渗，减少风、水蚀；
表面起垄，能提高春季土壤温度（东北的垄作）；
沟播能抗旱，减轻盐害等。 ④ 清除杂草和残茬。耕翻、耙耱、中耕都有除草作用。
⑤ 翻埋肥料。施入有机肥或化肥时，通过翻、耙等将其翻埋。 ⑥ 防治病虫害。
某些虫卵经耕作后，一方面直接杀伤，另一方面因改变土壤环境而杀伤，减少危害。
第一节 土壤耕作原理
土壤耕作对土壤的机械作用主要有4个方面：碎、翻、压、混。 （一）碎土
碎土是把土壤碎散成各种大小的团聚体。一般团聚体大小以直径0.25-30mm为好。在此范围内，干旱地区宜小，潮湿地区宜大。有结构土壤应为0.25-10mm，没有结构的土壤应为10-30mm。大于50mm的土块就称为坷垃，影响播种和出苗。
（二）翻土――将表层土壤翻到下层，下层土壤翻到上层。 其作用是：
1．恢复土壤的结构
上层土壤结构受自然因素和耕作措施的影响而受到破坏，逐渐变紧，而下层土壤在有机肥料、农作物根系及微生物作用下，结构比较好。上下翻转有利于改善土壤的结构性。
翻土后的冻融交替或干湿交替，能使土块碎散，对改善粘重土壤的结构性有良好作用。
2．翻埋残茬、肥料。有利于作物根茬、有机肥等的腐解，减少化肥的挥发损失等。
3．抑制杂草、病虫害。
翻土的不利影响：水分蒸发加快，易受风、水饰；使杂草种子分布在不同土层位置上，造成发芽不整齐，防除杂草困难。
（三）压土――使土壤紧密，减少大孔隙比例。其作用是： 1. 保持土壤水分
①压土减少了大的通气孔隙，阻止了水分的蒸发；②使下层毛管水连续起来，上升到表层供种子发芽吸收。 2. 促进种子发芽与幼苗生长 土壤过分疏松，种子与土壤接触不紧密，种子吸水难，发芽慢；同时大孔隙对幼苗根系生长也有不利影响，幼根遇到大的空隙不能通过，需要绕行。 压土后大孔隙减少，土壤与种子紧密接触，有利于吸水发芽，也有利于根系生长顺利。
（四）混土――是把整个耕作层的土壤混合均匀一致。混土仅在特殊情况下应用。
如：施用石灰、石膏改良土壤；新垦沼泽土，以促进土壤有机质分解；菜园地等施用大量有机肥时也需混土。 三、土壤耕作措施
（一）基本耕作措施（ basic tillage ） 是入土较深，达整个耕作层，能显著改变耕作层的物理性状，其后效较长的一类耕作措施。主要有:翻耕、旋耕、深松
1．翻耕（1）有壁犁犁地：具有同时翻土和碎土的作用。
a 螺旋形犁壁：全翻，适于多草荒地，碎土小；
b 圆筒形犁壁：翻土小，碎土强，适于多草地（熟地）
c 半螺旋形犁壁：介于上述两者之间。 （2）圆盘犁犁地：碎土强，翻土差，切碎
残茬。有利于形成粗糙表面，减少风蚀。翻耕深度¡ª水稻田:15-20cm，旱田：20-25cm。
2．旋耕：用旋转犁，碎土、混土，适于水稻田。
3．深松：疏松心土而不翻到表面的耕作措施。
心土犁：疏松坚实层，增加大孔隙。 凿形犁：只松不翻，耕深大，碎土能力差。
松土铲：犁体后加装松土铲，加深耕层10¡ª12cm，打破犁底层。 松土深度40-50cm。
（二）表土耕作措施（ surface tillage ） 概念：是在基本耕作基础上进行的入土较浅，作用强度小，为作物播种出苗和生长 发育创造良好条件的一类土壤耕作措施。 主要措施有：
1．耙地（ harrowing ）：用耙在作物收获后、耕翻后、播种前直接作用于耕层表面的一种土壤作业措施。作用深度一般为8-10cm。
作用：碎土； 平地； 压实； 除草； 掩埋肥料； 破碎残根茬。 主要工具及作用：
（1）圆盘耙――切碎土壤、根茬，翻土等作用；一般深度8-10cm。平土、保水作用差，一般还需配合钉齿耙耙地。
（2）钉齿耙――碎土，破除板结层，清除刚发芽杂草，保水。 2．耢地（盖地或耱地drgging ） 作用：碎土；平地； 保水；灭草。 特点：作用深度浅，一般3cm左右。 3．镇压（ packing ） 镇压的作用时间：
早春播前镇压（适于粘重土壤）
播后镇压（适于轻质土壤，种子较大作物）
冬季镇压（压碎土块）
禾本科作物幼苗镇压（压青苗，蹲苗） 4．中耕（ intertill ）――在作物生长期间，在作物行间进行的表土耕作措施，又称锄地或耪地，东北称铲、耥，水稻田称耘田。
作用: （1）除草；（2）破除板结，保持墒情；（3）春季增温；（4）涝时散墒；（5）通气性好。
深度：“头遍浅，二遍深，三遍垄眼把土喷。”中耕深度与作物有关，一般是头遍宜浅，2-3cm，二遍宜深，8-10cm，三遍后宜浅，防止伤根。
“ 结构性好的土壤中耕次数应少；结构性差的土壤中耕次数相应增加。旱地中耕不宜翻土，潮湿地区宜翻土”。 5．培土――把作物行间的土壤培拥到植株根部的措施。中耕作物都需要培土。 作用：（1）促进根系生长（上层根系等）， （2）培土后成垄形，有利于增温、透气。 （3）稳固植株，防止倒伏。 （4）有利于灌、排水。
高度：12cm左右，底宽30cm，潮湿地区宜高，干旱地区宜低。 第二节 土壤耕作制
土壤耕作制：指与种植制度相适应的一套土壤耕作措施。
一、华北地区平翻土壤耕作制
应用特点：十年九旱，以保墒为中心。 种植制度：一年一熟，二年三熟，一年两熟。 耕作制度：
（1）春播作物秋收后――立即深翻、耙耱――早春顶凌耙地――土壤化通后耙耱。 （2）秋作物收后立即深耕翻――立即耙耱――夏作物收后立即浅耕、耙――播种或移栽。
二、东北的垄作土壤耕作制 种植制度：一年一熟，垄作。
作用：提高春季土壤的温度，减轻春旱夏涝。 特点：（1）地面常年保持垄形。垄高12-17㎝，垄距60-70cm。
（2）耕种结合，耕管结合。 （3）以一定轮作制为基础。如大豆（扣）－高梁（耲）－谷子（耲）。三年翻耕一次，而不是每年翻耕。 缺点：（1）耕层浅（12-15cm）；
（2）存在生格子，即有1/3左右的地耕不到；
（3）播种粗放，缺苗严重； （4）不适于密播作物的要求。 所以东北种玉米、大豆、马铃薯较多。
第三节 少耕法、免耕法
少、免耕法的兴起及其理论基础：上世纪50年代兴起。 理论基础：
（1）作物残余物在地面，渗水好，保水好，抗冲击；
（2）减少对土壤结构的破坏；
（3）中耕作物要求种床紧实，行间疏松；
（4）根系腐烂后，形成通气孔道，不动土壤，其物理性好。
一、少耕法（Minimun tillage）
少耕法：即传统意义上的以尽可能少的耕作措施，达到创造适宜于作物生长发育所要求的环境。一般以化学除草代替机械除草。
常见的少耕法有：
1．凿形犁松土播种法：作物收后用凿形犁松土，翌年播种前用耕耘机松碎表土，直接播种。保持了地面大部分残茬。
2．轮迹播种法：犁地后耙一次或不耙，然后直接在拖拉机及加装的后轮印迹上播种。同天犁地同天播种。
3．条耕播种法：用条耕播种机或旋转条耕播种机在茬地上条耕和播种。 特点：成本低，土壤冲刷少。耕播时，对土壤水分要求严格。
4．残茬覆盖耕作法：用宽幅翼形犁（残茬覆盖犁）疏松土壤，切割杂草。干旱地区应用较多。
特点：能显著减少风饰和水蚀，增加土壤的渗水性，减少蒸发。 优点：（1）减少机械动力、人物力，减少投资；
（2）减少对耕作层的压实和破坏土壤结构。 不足：（1）要求土壤水分严格，太湿降低播种质量，太干出苗不足； （2）需专用农具，目前较少应用； （3）仍有较多的水土流失和土壤压实。
二、免耕法(No-tillage)
免耕法：是在不经过耕作的土壤上，开一条窄的沟或带，其宽度和深度仅足以适当的覆盖种子，而不再进行任何其它土壤耕作。
1. 实行免耕的条件：（1）残茬覆盖 （2）化学除草 （3）免耕播种机械 2.实行免耕的优点 （1）减少水土流失，土壤含水量高，结构性破坏少，渗水性好。
（2）增加可耕地面积：一般耕法在坡度15％以上的坡地上已不适应种植作物，而免耕法在坡度20％时，水土流失仍很小，适于种植作物。
（3）降低生产成本：可节约机械投资、燃料和动力，但需增加除草药剂和化学农药支出。一般降低成本4-8％。 3.存在问题：a 病虫害多 ； b 杂草危害严重 ； c 降低土壤温度。
据测定在地表下2.5cm处，免耕法较传统耕作法低3-6℃，10cm深处低2-4℃；
d下湿地、粘重地土壤水分多，不适宜免耕法。
在干旱年份或干旱地区，免耕法比传统耕作法增产，反则减产。 复习思考题
1. 概念: 土壤耕作、少耕法、免耕法 2. 土壤耕作的主要目的是什么？ 3. 土壤耕作的主要机械作用是什么？ 4.土壤耕作分哪两大类？基本耕作措施和表土耕作措施各有哪些类型？耕翻、耙地、中耕的主要作用是什么？
5.少耕法、免耕法的理论基础是什么？ 6.少耕法和免耕法有何优缺点？ 第七章 作物营养与施肥 一、作物必需营养元素
作物生活必不可少的元素，如果缺少其中任何一种，作物就不能正常生长发育，不能完成生活 周期。
大量元素：一般占植物体干重千分之几以上的元素。
C、H、O、N、P、K、S、Ca、Mg 9种，其中，C、H、O占90％以上，N占1.5％左右。
微量元素：一般占植物体干重万分之几以下的元素。
B、Mn、Zn、Cu、Cl、Fe、Mo 7种。
三要素：N、P、K，需要量大，土壤中供应不足，需以施肥补充。 第一节 作物的营养成分 一、作物必需营养元素的作用 （一）作物机体的构成成分
1．C、H、O构成作物体内的各种碳水化合物，如糖类、淀粉、纤维素、木质素等。
2．C、H、O、N、P、S、Mg等构成蛋白质、核酸、叶绿素等物质。 （二）促进作物体内新陈代谢作用 Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo、Cl和N、P等，参加作物体内的新陈代谢作用。 （三）对作物体生命活动起特殊作用 如K，虽不是作物体内有机化合物的成分，而以离子态存在于植物汁液中，或吸附在原生质胶体表面，但能以酶的活化剂形式广泛地影响作物的生长和代谢，对提高产量、改善品质、增强抗性起重要作用。
Ca、Mg对作物体生命活动也有特殊调节功能。
二、各种必需营养元素的同等重要性和不可代替性
1．同等重要性：作物所需的各种必需营养元素对作物体的生命活动和生长发育是不可缺乏而又同等重要的。大量元素、微量元素同等重要。
2．不可代替性：作物所需要的营养元素，尽管其作用和功能有时相近，但不完全相同，彼此间不可代替。
3．最小养分律：指作物产量的高低受数量最少养分的制约，产量在一定程度上随最小养分的增减而变化。 第二节 作物的养分吸收 一、作物的养分吸收
1．根部吸收：为主要养分吸收形式。 主要吸收形态：
（1）水溶性离子态无机物。如NH4+、NO3-、H2PO42-、BO33-、MoO42-、K+、Ca2+、Mg2+、SO42-等。 （2）分子态的有机养分。如尿素。 种肥、基肥、追肥都是通过根系吸收。
2．根外吸收：养分吸收的补充形式。通过地上部叶面表皮、气孔吸收养分。 根外施肥或叶面施肥靠叶面吸施肥种类：基肥（底肥）、种肥（口肥）、追肥、根外追肥。
第三节 肥料的性质与施肥方法 c 肥效缓慢而持久，弱酸环境条脲酸 件下，有效性 CO(NH2)2 ＋2H2O 提高。在石灰性土壤上收。 特点：（1）用量少，浓度低。（2）作用直接，效果快。 （3）防止土壤对养分的固定和转化。
二、作物养分吸收的阶段性
作物吸收养分是一生中的事情，是连续不断的。但不同生育时期，吸收养分种类、数量、速率都是不同的。一般来说，苗期吸收养分数量少，主要从发芽的种子或根、茎中获得养料；随生育加快，吸收数量渐增，直至生育高峰期吸收养分最多，以后又减少至停止。
在作物吸收养分过程中，有两个时期需要特别注意。 1．作物营养临界期：在作物生育进程中，对某种养分要求最迫切，缺乏此种养分时，作物的生长发育会受到很大的影响。即使以后再补充这种养分，也难得到纠正或弥补，这个时期称～。
如小麦、水稻的氮素营养临界期在分蘖和幼穗分化期；
玉米在穗分化期； 棉花在现蕾初期。
2．作物营养最大吸收（效率）期：作物在生长发育过程中吸收养分数量最多，作物最大的时期，称～。
如小麦在拔节到抽穗；玉米在大喇叭口到抽雄。
作物在营养临界期和最大效率期及时施肥，可取得事半功倍的效果。 一、化学肥料的种类及特点
化学肥料：指工厂制造或矿石开采后经过加工的各种商品肥料。
（一）种类：氮肥、磷肥、钾肥、微量元素肥料等等。
1．氮肥：产量大，品种多，是主要施肥种类。
A. 铵态氮肥：液态铵、氨水、NH4HCO3、(NH4)2SO4、NH4Cl。 共同特点：
a. NH4＋遇碱性物质会分解放出氨气；
b. 易与土粒阳离子发生交换； c. 追肥、基肥
B . 硝态氮肥：硝酸钠、硝酸钙、硝酸铵等。
共同特点：
a. NO3-不被土壤胶粒吸附，易随水移动；
b. 在通气不良条件下，NO3-可经反硝化作用产生N2、NO、NO2等。 c. 硝态铵受热能分解出O2，易发生爆炸；
d. 吸湿性强，易结块，要注意防潮。作追肥。
C. 酰胺态氮肥：含有酰胺基的氮肥都称～。如CO(NH2)2 特点：
a. 有机态氮肥，施入土壤后需微生物分解转化后，作物才能吸收。当然作物可以少量吸收尿素分子。 （NH4）2CO3 b.宜作基肥、追肥、根外追肥，作种肥时应与种子分开。 氮肥的共同特点是：肥效快，肥效期短，宜少量多次施用。 目前为减少施肥成本和用工，生产出了长效氮肥。 一类是有机合成的长效氮肥，如尿素甲醛、尿异丁醛； 另一类是包衣肥料，即在速效氮肥颗粒表面涂上一层惰性物质，如硫衣尿素。 2．磷肥： （1）水溶性磷肥：过磷酸钙（普钙）、重过磷酸钙（三料磷肥）。主要成分：Ca（H2PO4）2 特点： a. 可溶于水；b. 易被作物吸收，肥效快； c. 但在土壤中不稳定，易转化为弱酸溶性磷肥，进一步转 化为难溶性磷肥。施用方法：a. 集中施用； b. 与有机肥混合施用；c. 制成颗粒施用；d. 根外追肥。 （2）弱酸溶性磷肥：包括沉淀磷肥、钙镁磷肥、脱氟磷肥、钢渣磷肥。 主要成分：磷酸氢钙（磷酸二钙），CaHPO4 特点：a 不溶于水，但溶于弱酸； b 物理性质好，不易结块，便于贮运和施肥； 易转化为难溶性磷肥。 施用：作种肥、基肥、早施追肥。 （3）难溶性磷肥：代表品种是磷矿粉，由磷矿石机械粉碎而成。 特性：肥效慢，适宜于酸性土壤或吸肥力强的作物，如豆类、荞麦、油料作物。 施肥：作基肥。 磷肥的共同特点： a.肥效都较慢； b.在土壤中不易移动，易被固定，转化为难溶性磷肥； c.受土壤环境影响大 d.宜集中施用，宜早施。 3．钾肥 种类：硫酸钾（K2SO4）、KCl 特性：（1）K＋游离，作物吸收K+，也与土壤阳离子发生交换； （2）肥效迅速； （3）移动性小，宜集中施用于根层，宜作基肥；砂性土中可作追肥。 （4）根外追肥。 （二）单元肥料优点与不足 单元肥料：指一种肥料中只含有一种大量营养元素的肥料。 前面所述肥料均为单元肥料。 优点：（1）养分浓度高；（2）肥效快；（3）施用数量少，便于贮运和机械施肥。 不足：养分单一，不全面，肥效短。长期单一施用会造成土壤板结。 二、微量元素肥料、复合肥料与混合肥料
1．微量元素肥料：含有微量营养元素的肥料。
B肥：硼砂、硼酸、硼泥。
Zn肥：ZnSO4、ZnO，玉米、水稻、亚麻、甜菜、大豆、棉花等作物施用。 Mo肥：钼酸铵、钼酸钠
Fe肥：FeSO4、Fe2（SO4）3 Cu肥：CuSO4 微肥的特点：（1）用量极少；（2）可作基肥、种肥、追肥；
(3）根外追肥 2．复合肥料
复合肥料：含有N、P、K三种营养元素中二种或二种以上的化肥，称复合肥料。 主要种类：硝酸钾、磷酸铵、磷酸二氢钾等。（主要指化合物）
有效成分标示法：N――P2O5――K2O 如10－10－10，表示100kg复合肥料中含有效氮10kg，有效P2O510kg，有效K2O 10kg。 复合肥料的优点与不足： 优点：
a 养分种类多，有效成分高； b 物理性状好，包、运、贮、施用费用低。 缺点：
a 养分比例固定，难以满足不同作物和土壤对各种养分的要求。
b 各种养分在土壤中的运动规律不同，施入土壤后的位置和养分释放速度难以满足某一时期的特殊要求。 3. 混合肥料（复混肥料）
混合肥料：由二种或二种以上单元化肥或二元复合肥料与一种单元化肥混合而成的肥料。混合肥料生产时，要注意不同性质的单元肥料或二元肥料混合后会有三种情况：
a. 能混合，相互无化学反应；
b. 可混合，但不能存放长时间，随混随用；
c. 不能混合。
三、有机肥料及其施用
有机肥料：指农村中就地取材积造的含有有机物质的各种自生肥料。也叫农家肥。
1．种类：人畜粪尿、厩肥、堆肥、沤肥、沼气肥、泥杂肥、饼肥、绿肥……。 2．作用与特点：
a. 扩大农田生态系统中能量转化和物质循环范围；
b. 增加土壤有效养分，养分种类全，但单项养分含量低； 1)分解释放营养元素
2)有机酸能促进磷肥的有效性 3)有机酸与CO2可促进含K、Ca、Si等矿物分解，
提高有效性。
c. 能改善土壤物理性状，有利于土壤团粒结构的形成。
d. 肥效缓慢而持久。
e. 与化肥配合施用，可提高化肥利用率。 3．绿肥
（1）概念：以植物绿色部分翻压于土壤中作肥料的都叫绿肥。 绿肥作物：专门栽培用作绿肥的作物称作绿肥作物。 （2）种类： a 豆科绿肥: 常见的有苜蓿、苕子、紫云英、草木栖、田菁、怪麻、三叶草、沙打旺等；
b 非豆科绿肥: 禾本科有苏丹草、黑麦草、雀麦草等；还有红萍、水葫芦、水浮莲、水花生、饲用甜菜、青饲冬黑麦、青饲及青贮玉米等。 （3）作用：
a 具有一般有机肥料的共性； b 豆科绿肥也可固定空气中氮素，增加土壤氮素含量； c 根系发达，增加土壤有机养分；
d 利用豆科转化磷肥，为后作物吸磷起良好作用；
e 保护生态环境。
（4）施用技术：直接翻耕和沤制后施用两种方式。
A. 绿肥翻耕时期：选择在鲜草产量和养分含量都较高时进行。一般以开花期鲜草产量和氮含量最高。
B. 翻耕深度：以10-17cm为宜，微生物活动旺盛，易于分解。一般是砂性土地温高、湿度小和幼嫩多汁时宜深，反之宜浅。
C. 翻耕质量：一般使用铧式犁，耕翻后不外露，并随即耙地，以利于分解。生长茂盛的绿肥应先割倒或用圆盘耙切断，然后再翻耕。多年生绿肥，于最后一次收割后长出嫩叶时，再耙碎翻耕。 D.氮、磷供应平衡：翻耕绿肥应结合施用磷肥，使氮、磷供应平衡。 复习思考题
1. 作物所必需的大量营养元素和微量营养元素各有哪几种？
2. 作物必需营养元素的基本作用有哪些？
3. 解释作物必需营养元素的“同等重要性”、“不可替代性”、“最小养分律”。 4. 作物对养分吸收的形式？
5. 什么是作物营养临界期、作物营养最大效率（吸收）期？举例说明。
6. 何谓基肥、种肥、追肥、根外追肥？ 7. 何谓化学肥料？
8. 氮肥主要有哪些类型？各自特点如何？
9. 磷肥主要有哪些类型？各有何特点？
10. 什么叫复合肥料、复混肥料？其优缺点如何？
11. 与化学肥料相比较，有机肥料有何作用特点？
12. 什么叫绿肥？绿肥的主要作用有哪些？
第八章 作物布局
作物布局：一个地区或生产单位作物种植的种类、分布和面积比例。
合理的作物布局既反映作物对自然条件的适应性，又反映作物生产所依据的社会生产条件和科学技术水平，作物布局具有全局性的影响，在组织农业生产中占有重要位置。
一、作物的生态适应性与作物布局 作物生态适应性：即指作物与其生态环境之间的关系。
它是作物长期自然选择和人工选择的结果。因而是确定作物合理布局的主要依
据之一。
作物的生态适应性包括：对温度的适应性， 对光的适应性，对水分的适应性，对土壤的适应性等等。 （一）、作物对温度的适应性
根据作物对温度的适应性，可将分为喜凉作物、喜温作物两大类。
1. 喜凉作物：要求积温少、无霜期短，可以忍耐冬春季的低温。
一般需≥10℃积温1500—2200℃，有的只需1000—1500℃。
一般生长盛期适温15—20℃，出苗后60—80天即可成熟。
喜凉作物又可分为：耐霜型和耐寒型
a. 喜凉耐霜型：如油菜、豌豆、春小麦、春大麦、大麻、向日葵、燕麦、胡麻以及箭舌豌豆、毛苕子、草木樨等绿肥作物。
生育过程中：适宜生长温度：15-20℃，不怕霜。生物学最低温度：2-8℃.
苗期可耐短期 -5℃— -8℃低温。
b. 喜凉耐寒型：冬大麦、冬小麦、黑麦、青稞(裸大麦)等。
生育期中适宜生长温度：20℃左右 生物学最低温度: 0℃左右， 可耐-18 — -20～25℃左右低温。
喜凉作物是一年一熟地区的主要作物，多数地区则多作为冬播式填闲种植。
2. 喜温作物：生长发育盛期适温20-30℃，生物学下限温度10 ℃以上，需≥10℃积温2000-3000℃，不耐霜。分为三种类型：
a.温凉型：大豆、糜子、莜麦、甜菜、大麻、红麻。生育期适应生长温度：20℃-35℃左右,低于15℃或高于35℃不利生长。
b.温暖型：水稻、玉米、棉花、甘薯等等。生育期适应生长温度：25℃-30℃左右，低于25℃或高于35℃不利生长。 c.耐热型：高粱、花生、烟草、苜蓿、南瓜、西瓜。可耐40 ℃高温。 （二）、作物对光的适应性 1、 按照光合生产力分
C4植物（最初光合产物为草酰乙酸）： 包括玉米、高粱、甘蔗 光饱和点高（80-100klx），光合强度高（35-80CO2mg/dm2.h），CO2补偿低(5-10PPM)。
C3植物（最初光合产物为3-磷酸甘油酸）：
包括各种麦类、薯类、水稻、棉花、蔬菜等，光饱和点低(30-50klx)，光合强度相对较C4作物低（15-40CO2mg/dm2.h），CO2补偿点高(50PPM)。
在中低温条件下往往表现出比C4作物有更广的适应性。 不同作物对光的反应 2、按照光照时间分
光周期现象：作物对光、暗交替时间相对长短的反应。
短日照作物：原产自赤道附近，在短于某种日照长度界限下才能开花的作物。 如：大豆、棉花、玉米、高粱、谷子、水稻、甘蔗、甘薯等等。 长日照作物：日长度超过12h条件下才能开花的作物。如麦类、苜蓿、油菜、萝卜、甜菜等等。
中性作物：对日照长度不敏感，四季均可能开花的作物。如番茄、四季豆、黄瓜、菜豆、以及水稻中的早稻、大豆中的及早熟品种。
一般产自赤道附近的作物多数为短日照或中性作物，而北纬60o以北的作物多数为长日照作物。北半球在60oN 以南和南半球35oS以北，短日照、长日照、中性作物都能生长，日照长短对作物的季节分布十分明显。
北方的短日照作物南移栽培时，其生育期缩短，而南方的短日照作物北移栽培时，其生育期延长或不能成熟。长日照作物正好相反。 3.按照对光照喜好分
喜光作物：水稻、小麦、油菜、玉米、棉花、谷子
耐荫作物：大豆、黑麦、马铃薯、碗豆、生姜、荞麦。 （三）、作物对水分的适应性
作物对水分的适应情况可分为五种情况：
1. 喜水耐涝型：有通气组织，细胞间隙达25%，喜淹水。
最典型的是水稻。 此外，稗、稷、高粱、苘麻、高秆玉米等，也有一定耐涝能力。
2. 喜湿润型 ：需水较多，喜土壤或空气湿度较高。
如陆稻、蓖麻、黄麻、烟草、大麻、蚕豆、莜麦、马钤薯、油菜、胡麻及一些蔬菜。
3.中间水分型：它们既不耐 旱，也不耐涝，一般前期较耐旱，中后期需水多。 许多大田作物，如小麦、玉米、棉花、大豆、等属此列。
4.耐旱怕涝型：许多作物具有耐旱而怕涝的特性。
如谷子、甘薯、黍、縻、苜蓿、芝麻、花生、向日葵、黑豆、绿豆、蓖麻。
5、 耐旱耐涝型：有些作物耐旱又耐涝。 如高粱、田菁、草木樨、绿豆、黑豆。 （四）、作物对土壤的适应性
作物对土壤的适应性，主要是对土壤养分、土壤质地及土壤酸碱度等到方面的反应。
二、农业资源条件与作物布局
进行作物布局，既要认识作物的生态适应性，也要全面了解当地的农业资源；只有把二者紧密结合起来，才能收到投入少而产出多的最佳生产者效果。因此，在认识作物生态 适应性的基础上，再对农业资源条件作必要的分析是适宜的。 （一）农业自然资源条件与作物布局 农业自然资源条件与作物布局关系最密切的是光照资源、水资源和土壤资源。另外，地形特征对这些资源都有有不同程度的影响，因而与作物布局也有较密切的关系。 1、光能资源
全年太阳辐射总量的地理分布，一般是由低纬度向高纬度逐渐减少，但也受各
地云量、地形的影响而有很大变化 。 我国西部地区太阳光能普遍多于东部地区，如果水肥条件有充分的保证，其增产潜力也将会大于东部地区。 2、热量资源
农业热量资源通常利用农业指标温度和积温来衡量。
最常用的农业指标温度有0℃ 、5℃、10 ℃、15 ℃等。
作物生长发育在其所要求的最低温度和最高温度之间，一般是随温度的增高而加快。
在评价一个地区的热量资源时，除了考虑农业指标温度的持续日数外，还应考虑持续期间的温度高低，一般常用高于某个农业指标温度的持续期的逐日平均温度之和（即积温）来表示。例如： 0℃ 以上的积温可以反映一个地区农事季节的总热量；
10 ℃以上积温可以反映一个地区喜温作物生长期间的热量状况等等。 3、降水条件
我国降水条件可大体分为三类地区： 西北干旱地区：降水总量不能满足作物最低限度的需要，主要依靠灌溉来发展农业。
秦岭、淮河以北的北方地区：年平均降水量一般可满足作物 需要，但季节分布极不均匀。
秦岭、淮河以南的南方地区：降水总量虽然一般能够满足水、旱作物的需要，但降水时间往往与作物需水不相吻合。 （二）生产条件与作物布局
作物布局除了要以作物生态适应性和当地农业资源条件为根据外，还要考虑当地的生产条件，其中主要包括水利、肥料、劳力和农机具几个方面。
1、水利：兴修水利，特别是在干旱地区发展灌溉，常常是发展农业生产的重要技术措施。
2、肥料：根据作物对养分的适应性，本着供求平衡原则，合理安排各种作物种植顺序和面积比例，有利于全面维持一定生产水平。 3、劳畜力及农机具 作物栽培过程中，各种作业都有需要一定的劳力、畜力或机械动力以及相应的工具来完成。不同的作物布局要求与之相适应的劳畜力及农机具条件；反过来，现有的劳畜力及农机具条件也必然影响作物布局。 第二节 复种和间、混、套作
复种和间、混、套作都属于种植方式。它们是种植制度的重要内容，也是我国精耕细作的一种传统技术。 一、复种
复种：指在同一田地上一年内接连种植二季或二季以上作物的种植方式。
复种指数（或叫种植指数 cropping index ）：是指某一地区耕地在一年内被反复利用的频度。常用耕地复种指数来表示：
耕地复种指数（%）=（全年作物收获总面积/耕地面积）×100% 我国复种的类型十分复杂，大体情况是： 多熟种植主要分布在黄淮海地区和南方；
东北、西北虽然以一熟为主，但是也有少量二熟制，其中以套作的较多。 我国主要的复种有以下几种：麦田一年二熟，麦田二年三熟，小麦（或马铃薯）加填闲作物，麦（油菜）稻二熟双季稻三熟，二旱一水三熟 二、间、混、套作 几个概念：
单作（Sale Cropping）也叫纯种，指在同一块田地上只种一种作物。
间作（Intercropping）指在同一生长季节内，分行或分带相间种植两种或两种以上作物的种植方式。
间作的特点：间作作物的播种期、收获期可以相同或不同，但是，间作作物的共生期长，至少要有一种作物的共处期占其总生育期的一半以上，故间作面积不列入复种指数计算范围之内。 混作（Mixed Cropping）指在同一块田地上同时混合种植两种或两种以上作物的种植方式。
特点：混作作物在田间分布一般无规律。
套作（relay cropping）：在前季作物生长后期，于行间或株间播种或移栽后季作物的种植方式叫套作，或套种、串种。 套作的特点：套种作物的共生期较短，每种作物的共处期均不超过其总生育期的一半，故套种面积应列入复种指数计算范围之内。
间、混、套作增产的原因： 1、提高群体光能利用率
2、充分地利用土壤水分和养分 3、减轻病虫害及其它自然灾害。 我国大田作物间、混、套作的主要类型：玉米豆类间作，玉米薯类间作，小麦玉米套作，麦棉套作，绿肥（或饲料）的间套作。
第三节 轮作与连作 一、轮作与连作的概念
轮作（Crop Rotation）指在同一田地上在不同年际之间有顺序地轮换种植不同种作物的种植方式。 形式：
单一作物的年间轮作，例如一年一熟区的大豆→小麦→玉米三年轮作；
年内不同复种方式组成的复种轮作，例如，南方的绿肥—水稻─水稻；油菜─水稻─水稻；小麦─水稻─水稻三年粮油肥复种轮作。 连作（Continuous Cropping）指在同一田地上连年种植相同作物的种植方式。 在同一田地上采用同一复种方式的连作方式叫复种连作。
在轮作中，前季作物和后季作物的轮换叫“换茬”或“倒茬”；连作中，前后茬作物的接茬叫“重茬”。 二、轮作增产的原因
1、能均衡地利用土壤养分、水分、做到用养结合。原因是不同作物对土壤养分吸收的种类、数量、能力及需水的多少、时期不同。
2、可以改善土壤理化性质，调节肥力。如通过水旱轮作可以有效控制盐分，通过种大豆等深根作物，加深耕层，不仅提高当年产量，而且在合理安排后作物时仍有增产作用。
3、避免土壤中有毒物质的积累。由于某些作物本身根系的分泌物，秸杆，残茬腐烂时产生毒素。如果连作，就会积累，
对作物产量有利或毒害。
4、有利于病虫防除。通过抗病虫作物与易感病虫轮作及不同农艺措施的运用，可以减轻可消除病虫危害。
5、有利于防除杂草。 如轮作可有效地控制寄、伴生杂草危害。 6、具有显著的经济效益。 三、作物的连作
作物对连作反应主要分为以下几类： 1、忌连作型 主要是由于特殊病害的影响而不宜连作。
例如，亚麻、甜菜、红麻、西瓜等，在同一田地中，一般需隔5-6年以上才可能再种植。
2、不宜连作型 多数也是由于病虫害原因而不宜连作，但需要间隔3-4年才能再种。 3、耐连作型能耐长期连作而无明显减产现象。
例如棉花、水稻、小麦、玉米等，如能大量施肥而不感染特殊病虫害，则产量几乎不受损失。 复习思考题 1、什么是种植制度和作物布局？作物布局的主要依据是什么？
2、什么是作物的生态适应性？
3、根据作物对温度的适应性，作物分为哪几类？各有哪些作物？ 4、根据作物对光的生产力作物分为哪几类？举例
5、根据作物对光周期反应，不同作物可分为哪几类？
6、根据作物对水分的反应不同，可分为哪几类？ 7、什么叫复种、间作、混作、套种，什么叫轮作与连作？
8. 那些作物耐连作，那些忌连作？ 9. 简述间混套种的增产原因。 10 简述轮作增产的原因。 小 麦
一、发展小麦生产的重大意义
小麦是我国的主要粮食作物之一，近年来全国平均播种面积2300-2600万hm2，总产1.2亿 t左右，约占粮食总产量的1/4，平均单产4000kg/hm2, 是仅次于水稻的第二大作物，是世界小麦的第一生产大国，但每年仍需进口1000万吨左右。
全国冬小麦面积约为春小麦的20倍之多，冬小麦约2200万hm2，春小麦150多万hm2。
内蒙古是我国的重要春小麦产区之一，播种面积和总产均约占全国春小麦的1/4，进入21世纪以来，播种面积有所减少，2003年减至31.8万hm2 ，总产79万t。 2002-2006年全国冬、春小麦面积、产量 小麦的主要经济特点
1、小麦的营养价值髙，加工特性好 小麦籽粒中含有丰富的淀粉、脂肪、蛋白质。一般蛋白质含量11～14%，高的可达18～20%，高于一般谷类作物，并含有人类生活必需的全部氨基酸，营养价值高，粉质亦比较细，含粗纤维少，容易消化和吸收，是我国北方人民最喜爱的细粮作物，是食品工业的重要原料，也是国家最宝贵的商品粮食。 2、小麦的适应性广，是稳产高产作物 小麦根多根深，株矮叶小，比水稻、玉米耐旱。无论灌区、旱地、山地均可种植、耐寒力很强、适应性也较强。 3、小麦是夏收作物
利用小麦夏收早熟特点，可与其它作物进行间、套、复种，有利于提高复种指数。
4、小麦是栽培管理比较省工的作物，适于机械化栽培
小麦栽培管理比较省工，并且从种到收都便于机械耕作，这样可以充分发挥机械效能，提高劳动生产率，达到增产增收效果。
二、小麦的栽培区划
§2 小麦的生育特性 一、小麦的生育期
生育期：小麦从出苗到成熟所经历的天数。小麦一生经历发芽、出苗、分蘖、拔节、孕穗、抽穗、开花、成熟等若干个生育时期。
1、播种期：播种的时期。
2、出苗期：小麦的第一片真叶露出地面2cm时为出苗，全田有50%以上幼苗达到出苗标准时为出苗期。
3、分蘖期：是小麦苗期的重要特性，全田有50%植株第一分蘖露出叶鞘时为分蘖期。
分蘖:是由小麦植株基部地面以下分蘖节上长出的分枝。
分蘖节：是小麦地下近地表面由几个密集的节组成的节群。
4、拔节期：植株主茎第一伸长节间露出地面1.5～2cm,用手可以摸到突出的节部时为拔节期。全田有50%植株达到拔节标准时为拔节期。 5、孕穗期：全田有50%的植株旗叶叶片全部伸出叶鞘时为孕穗期。
6、抽穗期：麦穗顶部（不包括芒）由叶鞘露出时即为抽穗。全田有50%的麦穗达到抽穗标准时为抽穗期。 7、开花期：全田有50%麦穗开花的时期。 8、成熟期：麦穗中部小穗的籽粒变硬，手捏不易变形时为蜡熟末期，是最适的收获期。
分为：乳熟期、蜡熟期、完熟期。 二、小麦的生育过程
1. 发芽出苗 最低温度1－2℃，最适温度15－20℃，种子吸水达自身重量的45－50％水分时，可以顺利发芽出苗。
2.分蘖：地上部长出3片叶时开始分蘖，以后随叶片的发生，分蘖叶不断长出。植株拔节后分蘖向两极分化，大的、早生分蘖逐渐长大抽穗，小的、晚生分蘖逐渐死亡消失。春小麦在分蘖形成过程中，幼穗也在不断分化形成。生产中要提早管理，以促进分蘖增加，幼穗增大。
3.拔节孕穗：气温达到10 ℃以上时，各茎节由下向上逐渐伸长，并进行幼穗分化，至植株最上面3片叶长出时，进入孕穗阶段。此期是小麦一生中最为旺盛的生长阶段，必须加强管理，壮秆、促大穗。
4.抽穗开花：大约拔节后30－40天，幼穗分化完毕，幼穗从最上一片叶（旗叶）的叶鞘露出（抽穗），过2－4天开
始开花。要求20 ℃左右，70－80％的空气湿度。
5.结实与成熟： 自开花后35－45天籽粒成熟。
籽粒形成期：授粉后10－15天籽粒外形基本形成。籽粒淡绿色，含水70%以上，内部呈清水状。
乳熟期：植株呈下枯、中黄、上绿，籽粒绿色，内含乳白色浆液。一般持续10－15天。籽粒干物质迅速积累，含水量由70％下降至45％左右。期末籽粒鲜重和体积达最大。
蜡熟期：麦株逐渐枯黄，麦粒变黄，胚乳呈蜡状，持续7－10天。干物质继续增加，含水率下降至20％左右时，干物质达最大，为人工收获适期。 完熟期：籽粒变硬，体积缩小，含水率降至14－16％，有的品种易落粒。为机械收获适期。 三、小麦的阶段发育
小麦在一生中需要经历好几个质变阶段才能完成个体发育。这种质变过程即为阶段发育。各个阶段发育都需要一定的综合外界条件，其中有1～2个因素起着主导作用。不具备这些条件，就不能通过这一阶段发育，也就不能形成有关器官。
（一）春化阶段
小麦从种子萌发后，需要经过一定时间和一定程度的低温条件，幼苗茎顶端生长锥才从分化叶、分蘖、根原基等营养器官转化为分化生殖器官，这段低温时间叫做春化阶段。 例如：北方的冬小麦品种春播，从种子萌发起一直处于高温条件下，就不能通过春化阶段，麦苗继续不断地分蘖，生长锥不伸长，一般不能拨节、出穗、开花、结实。
分为：冬性品种 0－5℃，35 d 以上完成春化阶段；
半冬性品种 0－12℃，15－35 d 通过春化阶段；
春性品种 5－20℃，7－15 d 即可通过春化阶段。 冬性品种、春性品种指阶段发育特性，而冬小麦、春小麦则指播种季节而言。 一般春小麦只能种植春性品种，而冬小麦则有冬性、半冬性、春性品种。 北方的冬小麦品种属于冬性、半冬性，而南方冬麦区则属半冬性、春性。 （二）光照阶段
小麦通过春化阶段后，只要外界条件合适就转入光照阶段。小麦是长日照作物，大多数品种在通过光照阶段时，延长每天日照时数，都可促进发育，使抽穗提早。光照阶段最适温度20℃左右，低于10 ℃或高于25 ℃，光照阶段速度减慢，温度在4 ℃以下，光照阶段不能进行。
全国小麦品种，对日照长短的反映不同，分为：
反应敏感、反应迟钝、反映中等三类品种。
§3 春小麦的栽培技术
包括整地、施肥、播种、田间管理、收获等若干项技术。 一、播种前的准备
一年庄稼二年任务，提前做好准备是大前提，即事先要做好备耕准备 ，主要做到土、肥、水、种的准备。
1、深耕整地： 万物土中生，对土需要有严格的要求。
概括讲：深、通、平、细、松 2、施足底肥：数量足、质量好、种类全、施的巧。
3、浇好底墒水：冬季土壤昼消夜冻时浇灌冬季底商水，每亩100立方米。 4、选用良种；包括选用优良品种、精选种子和种子处理。 1、适时早播：
当土壤0-5cm土层白天化冻，温度达到2-3℃，能够稳住播种机时即可播种。3月中下旬-4月初。 适时早播的好处：
①早播土壤墒情好，有利于出全苗、出齐苗。
②早播土壤温度较低，有利于延长春化阶段，产生较多分蘖。
③早播幼穗分化开始早，分化时期延长，有利于形成大穗。
④有利于躲避干热风、病虫危害。 ⑤有利于提早成熟，减少雨季对收获造成损失。 2、合理密植 ①播种量：
每公顷播种量（㎏）=每公顷基本苗数（万）/【每公斤种子粒数（万）
×发芽率（%）×净度（%）×田间出苗率（%）】
每公斤种子粒数=1000（ g）×1000/千粒重（g） ②播种方法和方式：
窄行条播 行距10-15cm
宽幅条播 播幅10-16.5cm, 幅距13.3cm-23.3cm为宜；
宽窄行条播 宽行距16.5-23.3cm, 窄行距6.6-10cm。 ③提高播种质量
标准：定量下籽、落籽均匀、深浅一致、行垄匀直。提高播种质量是保证苗全、苗匀、苗齐、苗壮的重要环节。为此，必须在精细整地的基础上，改革播种工具，提高播种技术。
播种深度视土质、墒情、气候、种子大小而具体确定，一般以3-5cm为宜。 ④施好种肥
施用种肥是一项投资少，收益大的增产措施。一般施用磷酸二铵10-20kg，尿素5kg。
1、苗期管理 松土除草
早浇分蘖水：2叶1心或3叶期浇分蘖水。
追足坐胎肥：结合浇分蘖水，追施速效性化肥促进幼穗分化。
2、中期管理
巧浇拨节、孕穗水：依据苗情长势延迟或提早浇拔节水、孕穗水。
巧施拔节、孕穗肥：依据苗情长势，增施或不施拔节水、孕穗水。
加强病虫害防治：注意防治粘虫、蚜虫等。
3、后期管理
后期灌溉： 浇好扬花水、灌浆水、麦黄
水。
叶面喷肥：叶面喷施磷酸二氢钾、硼肥及其他微量元素肥料。
防治病虫：及时防治粘虫、黑穗病等。 测产收获：蜡熟期进行人工收货，完熟期进行机械收获。
小麦预测产量（㎏/hm2）=
每公顷穗数×每穗粒数×千粒重（g）
1000×1000 复习思考题
1、小麦生产的意义是什么？ 2、我国小麦的生产区划？
3、小麦一生分为哪几个生育时期？ 4、小麦的阶段发育？影响春化阶段和光照阶段的重要影响因素是什么？ 5、简述春小麦的播种技术。
6、试述春小麦的田间管理技术措施。 7、简述小麦的测产方法？
油 菜 栽 培 第一节 概 述
一、油菜生产在国民经济中的重要性 二、油菜的分布及生产概况
（一）提供生活必需的优质食用油 油酸、亚油酸合计含量达85％以上 （二）提供多种用途的工业用油 （三）提供优质饲料和植物粗蛋白 （四）油菜在持续农业中具有重要作用 （一）世界油菜生产概况
油菜是世界上古老的油料作物，在中国和印度等地具有悠久的栽培历史。 目前油菜已成为世界上四大油料作物（大豆、向日葵、油菜、花生）之一，菜子油产量约占食用植物油总产的15%左右。
主要分布在亚洲、欧洲、北美洲、大洋洲。
20世纪80年代以来，油菜作为主要的植物油源和饲料源，发展速度很快。其中，发展最快的国家是中国、印度、德国和法国。
（二）中国油菜分布及生产概况
分布:中国是世界油菜生产大国，油菜的分布遍及全国 。
种植类型：目前以甘蓝型油菜为主, 西北山区和西北内陆高原地区则以白菜型、芥菜型油菜为主。1940年前后，由日本、朝鲜和英国引进甘蓝型油菜，目前我国南方冬油菜区已逐渐以甘蓝型油菜代替了白菜型油菜，占油菜种植面积的80%以上，使我国成为世界上甘蓝型油菜的三大生产区之一（另有欧洲和加拿大）。
油菜区划：按农业区划和油菜生产特点，以六盘山和太岳山为界线，分为冬油菜区和春油菜区两大产区。 1．冬油菜区
集中分布于长江流域各省及云贵高原，这些地区无霜期长，冬季温暖，一年两熟或三熟，适于油菜秋播夏收。种植面积占全国油菜总面积的90%，产量占全国油菜籽总产量的90%以上。品种多为冬性强、根系发达的白菜型和甘蓝型油菜。包括华北关中、云贵高原、四川盆地、长江中游、长江下游和华南沿海六个亚区。
（二）中国油菜分布及生产概况 2．春油菜区
冬季严寒，生长季节短，降雨量少，日照长且强度及昼夜温差大，对油菜种子发育有利，为一年一熟制，实行春种（或夏种）秋收。
种植面积及产量均只占全国油菜的10%以上。包括青藏高原、蒙新内陆和东北平原三个亚区。 （1）青藏高原亚区
包括青海省和西藏自治区，甘肃省西南和祁连山地区，四川省阿坝和甘孜州。 该区海拔高，气候寒冷，是我国春油菜的重要产区。
油菜与青稞、春小麦等作物轮作。 品种以早熟白菜型油菜为主，在较温暖的河谷灌区也种植其他类型油菜。 （2）蒙新内陆亚区
包括内蒙古、新疆和宁夏自治区，甘肃省中部和河西走廊，山西省雁北地区及河北省长城以北。
该区大部夏季温度较高，但干旱少雨。油菜春或夏播均有。
品种以芥菜型油菜为主，也有甘蓝型和白菜型等类型。 （3）东北平原亚区
包括辽宁、吉林和黑龙江省。
该区油菜栽培时间短，是我国发展油菜生产的新区。
该区冬寒夏热，生产中多为早熟白菜型和甘蓝型品种，实行春、夏栽培。 （三） 内蒙古油菜分布及生产概况 主要分布：呼伦贝尔市的岭北地区、兴安盟、锡林郭勒盟的南部农区、乌兰察布市的后山地区、包头市及巴彦淖尔市的北部山旱区。
生产概况：2008年全区油菜种植面积220.7khm2，平均单产916 kg/hm2，总产202.08 kt。其中面积较大的盟市有呼伦贝尔市、兴安盟、呼和浩特市、乌兰察布市、包头市、锡林郭勒盟；单产较高的有呼伦贝尔市1422 kg/hm2、通辽市1383 kg/hm2、锡林郭勒盟1032 kg/hm2和包头市1000 kg/hm2。
第二节 油菜栽培的生物学基础 一、油菜的类型
油菜是指用以收籽榨油为主要栽培目的的十字花科（Cruciferae）芸薹属(Brassica)作物的若干个种和变种的统称。
我国油菜分为:白菜型油菜（小油菜） 甘蓝型油菜（洋油菜） 芥菜型油菜(苦油菜、辣油菜)
每个类型包含若干个种。 二、油菜的生长发育 （一）油菜的生育时期
油菜从播种到成熟所需要的时间因类型、品种、地区自然条件和播种期早迟等相差很大。春油菜生育期80～130d，冬油菜 160～280d。
油菜一生可以分为发芽出苗期、苗期、蕾薹期、开花期和角果发育成熟期五个生育时期。
1. 发芽出苗期（种子发芽到出苗） 油菜种子发芽时，首先是胚根突破种皮深入土壤，随后下胚轴向上伸长，
将子叶及胚芽顶出地面。当两片子叶出土展开，由淡黄转绿，即为出苗。 一般日均气温在16℃～20℃时，3～5d即可出苗，而在5℃以下时，则需20d左右才能出苗。
3．蕾薹期（现蕾到初花） 一般春油菜 15～25d，冬油菜 30～50d。油菜在现蕾时和现蕾后主茎节间伸长，称为抽薹。当主茎高达10cm时进人抽薹期。 生育特点：
以根、茎、叶生长占优势的营养生长和花芽分化的并进生长阶段，是油菜一生中生长最快的时期；
需从土壤中吸收大量的水和无机养分，是对水和各种养分吸收利用最迅速、最迫切的时期，是搭好丰产架子的关键时期。
管理目标：
调控苔茎粗壮、不过分伸长，为枝多、蕾多奠定基础。 生育特点：
营养生长和生殖生长都很旺盛。
开花期主茎叶片长齐，叶片数达最多，叶面积达最大.
至盛花期根、茎、叶生长基本停止，而生殖生长转入主导地位并逐渐占绝对优势。
花序不断伸长，边开花边结角果，因而是决定角果数和每果粒数的重要时期。 管理目标:
延缓叶片衰老，力争角果多、籽粒多。 开花时间：一般在上午7～12时，以9～10时开花最多。油菜开花期约持续一个月左右。 要求条件：
温度：为12℃～20℃，最适为14℃～18℃，气温在10℃以下，开花数量显著减少；5℃以下不开花，低温易导致花器脱落，产生分段结果现象。温度高于30℃时虽可开花，却结实不良。
相对湿度：以70％～80％为宜，低于60％或高于94％都不利于开花，花期降雨会显著影响开花结实。
水肥：对水肥吸收量均达到最高峰，尤其对氮素营养更为显著，若此期营养不足，营养生长和生殖生长都会受到影响，造成减产。但氮肥过多，水量过大，会使生殖生长受阻，引起花蕾和花的脱落，导致减产。
5. 角果发育成熟期（终花到成熟） 一般持续25~30d。包括角果、种子的体积增大，幼胚的发育和油分及其他营养物质的积累过程，是决定粒数，粒重的时期。
(二)油菜的阶段发育特性 1．春化阶段（感温性）：
根据油菜春化阶段对低温要求的高低和时间的长短分为三种类型。 （1）冬性型 对低温要求严格，在0～5℃低温下经15～45d才能顺利通过春化阶段，进人生殖生长。
长江中下游、华北地区的晚熟和中晚熟白菜型、芥菜型冬油菜地方品种和甘蓝型双低冬油菜品种均属此类，如双低品种中双2号、胜利油菜等。
（2）春性型 在10℃~20℃条件下，经15~20d甚至更短时间就可以通过春化阶段而开花结实。春性型品种在春季或夏初播种都可以正常抽薹开花。
一般春油菜品种或冬油菜早熟和极早熟品种属此类。如华南地区的白菜型品种、西南地区的早中熟品种、西北地区的春油菜均属此类。
如甘蓝型早熟品种黔油2号， 甘蓝型春油菜品种陇油 1号， 白菜型早熟品种门油4号等。
（3）半冬性型 对低温感应性介于冬、春性之间，一般在5℃～15℃条件下，经20～30d可通过春化阶段开始生殖生长。
一般甘蓝型冬油菜中熟和早中熟品种，中熟白菜型品种均属此类。 如很多甘蓝型品种秦油 2号、中油 821、湘油 11号、华杂 2号、3号等，以及长江中下游的中熟白菜型品种均属此类。
2．光照阶段（感光性）
强感光型 多数春油菜品种感光性强，开花前需经过14~16h平均日照长度。 弱感光型 极早熟的春油菜品种和一般冬油菜品种感光性弱，花前需经历的平均日长为11h左右。
油菜为长日照作物，增加每天的照光时数能提早现蕾开花。 三 油菜的品质及其影响因素
饼粕：油菜籽榨油之后的剩余物质称为饼粕。
营养物质丰富:
菜籽饼中的蛋白质含量达40%，其氨基酸组成比较合理，蛋氨酸和胱氨酸都较高。 含有2-7%的粗脂肪。 粗纤维含量12-14%。
还有多种维生素、矿物质、磷脂、色素等，
含有有害物质：
含有硫代匍萄糖苷、植酸、多酚类等有机化合物，这些物质影响菜籽饼的直接利用。
硫代葡萄糖苷本身无毒，但在水解酶和芥子酶的作用下，分解为异硫氰酸盐、噁烷硫酮和腈化物等有毒物质，使动物甲状腺肿大，并导致代谢紊乱。
植酸是一种很强的络合剂，能与钙、镁、铁、锌等金属离子形成植酸盐络合物，使金属离子和磷等无机物的生物效能降低。
酚酸及其衍生物，对植物蛋白质及其食品的风味和色泽均产生不利影响，并使动物器官组织变化。 油菜还含有少量单宁。
油菜品质改良：旨在调整菜油的脂肪酸组成或降低饼粕中的有害物质含量。 最理想的油菜籽质量：
（1）高油分和高蛋白质含量，低纤维素含量； （2）脂肪酸组成中应是低芥酸、高油酸、高亚油酸和低亚麻酸；
（3）饼粕中低硫代葡萄糖苷含量，含芥子碱、植酸微量。
2. 环境条件对油菜籽品质的影响 （1）对含油量的影响
对我国18个省（自治区）油菜籽的含油量分析结果表明，西北地区油
菜籽平均含油量为 40.39%，华北地区为 39.06%，西南地区为 38.43%，华中地区为 35.39%。
对油菜籽含油量影响最大的是温度和光照。
成熟期间气温在20℃以上，光照充足，昼夜温差大，土壤湿度适宜，有利于油分积累。
温度过高，日照太短，都不利于油分积累，使含油量降低。
不同纬度对油菜籽含油量也有影响。 纬度越高，油菜籽含油量越高，纬度越低，其含油量越低。
2. 环境条件对油菜籽品质的影响
海拔高度对油菜籽的含油量也有影响。 同一品种在不同海拔高度地点种植，其籽粒含油量有随海拔增高而增加的趋势。
土壤PH值的影响。
油菜栽培在中性或微碱性土壤上，籽粒含油量较高；
在酸性土壤上次之；
在碱性土壤上含油量最低。
施肥种类和数量对油菜籽含油量也有影响。
随施肥水平的提高，含油量降低。 单、双低油菜施氮量过高既影响产量，又影响含油量，故对优质油菜施氮量不宜过高。
（2）对脂肪酸组成的影响
油菜籽成熟期间，在高温条件下芥酸含量较低，油酸含量较高，而在低温条件下芥酸含量增加，油酸含量减少。 充足的氮肥有促进脂肪酸碳链延长和减饱和的作用。
在高氮条件下芥酸增加，亚油酸和亚麻酸略有增加，但油酸和花生烯酸有所减少。
施肥水平对油菜的棕榈酸和硬脂酸影响甚微。
（3）对硫代葡萄糖苷含量的影响 供应高氮素可降低硫代葡萄糖苷的含量；
供应高钾素硫代葡萄糖苷的含量更低些。
第三节 春油菜的栽培技术 一、轮作与整地
（一）油菜对土壤的要求 春油菜对土壤和土质不严格，在土壤pH 5.5～8.3 范围内不论是粘土、壤土还是砂质土壤，甚至在盐碱地上（含盐量在0.2%～0.26%范围以内），只要通过合理的耕作措施和栽培技术，满足油菜的生育要求，均可种植。
良好的土壤条件：以土层疏松、深厚、细碎平整、通气良好，吸水及蓄水性能强，排水及耕作性能好，肥力高的中性、微酸性的壤土最为适宜。
春油菜区在秋耕翻蓄墒基础上进行冬、春季保墒工作非常重要。 （二）油菜的合理轮作
油菜是很多种谷类作物和经济作物的良好前茬，是一种用地养地相结合的作物。在轮作中具有重要作用。 春油菜重茬的不利因素：
易造成油菜田间杂草感染与危害； 加重相同病原菌的侵染而引起感病，如根腐病、菌核病发生加重； 加速自生油菜的滋生；
连年吸收相同无机养分，易导致某些无机养分的缺乏，造成土壤养分的不平衡，招致减产。
油菜既不能重茬，也不宜与十字花科作物、豆科作物、向日葵等轮作。
春油菜最好的前茬作物是麦类作物茬或休闲地。
西北春油菜区多与青稞、春小麦、豌豆轮作，轮作周期3～4年。
内蒙古阴山以北油菜多与马铃薯、春小麦、莜麦等轮作，轮作周期2～3年，大兴安岭北部地区与春小麦轮作，每年有1/2的耕作休闲。 （三）精细整地
北方春油菜多为直播种植，故对整地质量要求严格，具体要求是：
早：整地要早。前茬作物麦类收获后应及时整地，消灭杂草，创造疏松土层，接纳较多雨水，春旱地区尤为重要。 深：耕层要深。耕作层要达到20cm以上，以协调水肥气热，为油菜根系生长创造深厚的土壤耕作层。
碎：土壤要碎。在翻、松整地基础上，耙透耙碎，表土要细碎无土块，保证播种质量和出苗齐全。
平：地表要平。地表平整才能播深均匀，出苗整齐，成熟一致，有利于机械化收获。
实：上松下实。既可保墒，又可提墒，使浅播的种子得到必需的水分，迅速出苗，一次齐苗。因而，播后镇压在春油菜整地中是不可缺少的措施。 二、播种 （一）选用良种
目前适合北方地区种植的优质春油菜品种主要有：青油14、青油46、陇油2号、蒙油4号、新杂7号、垦油1号、青油303等等。 阴山北麓主要种植大黄油菜。 （二）种子处理 1. 拌种
春油菜播种前根据不同情况可用杀菌剂和杀虫剂、微量元素肥料（如硼、锌、稀土等）及生长调节剂（如烯效唑、增产菌等）进行拌种，以达到防治病虫、肥育健株、生育调控等目的。
可采用干拌种和湿拌种两种方法进行，一般用药量约占种子重量的2%～3%。 2. 种子包衣
作用：播种前用含有杀虫剂、杀菌剂、生长激素及微肥等成分的油菜专用种衣剂拌种，可有效地达到防治病虫、育肥植株、调节生长等作用。
用法：种衣剂用量一般是种子重量的2%～2.5%，应用时先按药与水1：1对水后拌种，使每个种粒都被种衣剂均匀包裹即可，阴干后备用。 3.大粒化处理
方法：将种子放入特制滚筒内，先均匀喷水，摇动滚筒，待种子表面湿润后，逐步加入适量微肥、细肥土、杀虫（菌）剂、水等，直至种子包被成直径5～6mm的颗粒为止。然后，取出阴干备用。 （三）播种技术 适期早播
春油菜适期早播的意义：
可使苗期处于较长的低温条件和较短、
较弱的光照条件下，延长苗期和花芽分化有效期；
增加一次分枝和有效花芽数；
有利于避开高温对开花期的影响，提高授粉结实率，从而达到增角增产的目的。 适时早播也是春旱地区抢墒播种保全苗的有效措施之一，而且也有利于避开苗期的病虫危害。 适宜播期的确定：
一般春油菜在0～５cm的土壤温度稳定在6℃以上时即可播种。
我区阴山后山地区、呼伦贝尔市的岭北地区一般在5月上、中旬播种，阴山前山地区、赤峰、通辽等地在4月中下旬播种。
甘蓝型春油菜可偏早播种。 2. 合理密植
合理密植就是通过调整每亩株数，使得油菜在个体发育正常的前提下，群体对土壤养分和光能得到充分利用，使得每亩总粒数和粒重达到最高水平，从而获得最高产量。
栽培密度受油菜类型、品种、栽培条件、栽培技术以及气象条件等的影响。 品种类型
白菜型油菜植株矮小，分枝性弱，密度宜高。
芥菜型油菜株型较大，分枝性强，种植密度宜低。
甘蓝型油菜生育期长，植株高大，栽培密度要小。
熟期早的品种一般植株较矮小，适宜的栽培密度宜高，晚熟品种宜低；
杂交油菜繁茂性强，分枝多，栽培密度应比常规油菜品种适当降低。
春油菜一般比冬油菜生育期短，植株矮小，分枝性弱，单株生产力低，在栽培上应适当增加密度。 水肥条件
肥力高，水分充足的地块个体发育好，密度要适当降低，在瘠薄土壤或干旱、肥料不足条件下应适当加大种植的密度；
有灌水条件的水浇地应降低种植密度。 种植方式：宽行种植的密度要小于窄行种植的密度，垄作的密度小于平作。 播期早晚
适当早播，生育期长，分枝多，个体发育好，密度应稀；
晚播油菜要适当加大保苗株数。
我国春油菜产区的适宜种植密度一般为：
白菜型的播量 7.5～18.75 kg／hm2，在精细管理下或在热量较好地区保苗75万～120万株／hm2，一般 150万～300万株／hm2；
甘蓝型春油菜密度为52～90万株／hm2。
芥菜型春油菜依地力水平密度为 22.5万～75万株／hm2。 3．适度浅播
油菜种粒小，子叶顶土能力弱，播种深度对春油菜的出苗速度、保苗率和产量都有很大影响。
春油菜直播的适宜播种深度，在墒情允许的情况下尽量浅播，一般以为1.5～2.5cm为宜, 最深不超过3cm。
播后要及时轻轻镇压，使种子和土壤密接，以利提墒和种子吸水发芽。
当土壤水分不足时，可采用深播浅覆土的办法，使种粒播在湿土中，覆土厚度以镇压后不超过3cm为准。 4.种植方法
油菜的种植方法有育苗移栽法和直播法两种。北方春油菜均采用直播法。 直播法以机械条播法较好，播种深度易控制，播种量准确，行距可调，覆土均匀，出苗整齐，便于田间管理。 油菜的行距各地不同，内蒙古地区春油菜一般采用25～30cm的行距，在水肥条件较好的土地上种植，行距可适当加大些，一般可加大到40～50cm。 三、油菜的营养特性与施肥 （一）油菜的营养特点
① 对氮、磷、钾需要量比禾谷类作物多。
② 对磷、硼的反应较敏感。当土壤速效磷含量 小于 5 mg／kg时，即出现明显的缺磷症状；对土壤有效硼的需要量比其他作物高5倍。
③ 根系能分泌有机酸，可利用土壤难溶性磷。
④ 除镁外，吸收的各种营养元素向籽粒运转率高。
⑤ 营养元素还田率高。 （二）施肥技术
油菜施肥原则：施足基肥，增施种肥，早施苗肥，重施薹肥，适量施花肥和重视根外追肥。 1. 重施基肥
在我区土壤有机质含量普遍偏低的情况下，重施基肥效果明显。 直播油菜基肥施用以有机肥为主，以占总施肥量的40％～60％为宜。
一般基肥用量为碳酸氢铵225～300kg/hm2，过磷酸钙112～225kg/hm2，硫酸钾75～120 kg/hm2，硼砂7.5 kg/hm2拌和厩肥或土杂肥22.5～37.5 t/hm2施用。
2．酌施种肥
高寒春油菜区春季气温低，肥料分解迟缓，应特别重视施用种肥。
种肥应以磷肥为主，氮、磷配合施用效果较好。
一般种肥用量为尿素30kg/hm2，磷酸二铵60～75kg/hm2。
应注意种肥不能和种子混合播种，以防烧苗或因混合不均造成缺苗断垄。 3．巧追薹花肥
油菜现蕾抽蓄后到开花期，是油菜植株各器官生长发育最旺盛时期，也是油菜需肥量最大的时期。
薹肥要在抽薹前早施，施肥量宜大，应占总追肥量的40％左右。
一般在蕾胎期（苗高8～12cm ）时结合灌水追施尿素75～112.5kg/hm2或硫酸铵120～150kg/hm2。
盛花期时追施速效性氮肥60～75kg/hm2作为花肥，可减少角果脱落，减少秕角秕粒，增加粒重。
蕾薹期或初花期喷施0.2～0.3%的硼砂溶液对缺硼油菜效果良好，有防止油菜花而不实，提高产量和含油率的效果。 四、油菜对水分的需求与灌溉 （一）油菜的需水特性
种子发芽至出苗阶段：要求的土壤水分
为田间持水量的60％～70％。
薹花期：蒸腾量最大，耗水量最多，要求适宜土壤水分为田间持水量的70％～85％。 开花期：是对水分反应最敏感的临界期，此期缺水，则分枝短，花序少，花器脱落严重，会严重影响产量。要求达到田间持水量的80％～85％ 。
结角到角果成熟期：土壤湿度大，有利于油分的积累，要求土壤水分占田间持水量的60％～80％。 （二）灌溉与排水
春油菜区的灌水经验为“头水晚，二水赶，三水满”。头水晚灌以不影响花芽分化需水为准，二水要赶上现蕾抽薹需水，三水要满足开花需水。
灌水时间一般在薹高8～12厘米时结合追肥浇第一次水，以后根据土壤墒情、天气及苗情进行补充灌水。
到终花期以后不再进行灌溉，以促进成熟，应适当控制土壤水分，以确保油菜正常成熟，防止因土壤含水量过高而延迟成熟或引起根部霉烂影响产量。 五、田间管理 （一）疏苗、间苗
第一次在1～2叶期进行，称为疏苗，株距在3～5cm左右。
第二次间苗在3～4叶期进行，又叫定苗，根据预计每亩留苗数确定株距，一般在10～12cm左右。
如果在瘠薄的土地上种植，可一次定苗，株距在5～7cm左右。
疏苗和定苗要在保证株距基本一致的前提下掌握留壮苗、大苗、纯苗，间除弱苗、病苗、小苗、杂苗的原则。 （二）中耕除草与化学除草 中耕除草一般需要进行2～3次。
第1次在齐苗后结合疏苗进行，这时杂草也刚刚出苗，是消灭杂草的好时机。此时宜浅锄，以不压苗不伤苗为原则。 第2次中耕在定苗后进行，此期根系已向纵深发展，中耕深度应深些。
第3次中耕在抽薹前后结合培土进行。 化学除草是大面积机械化栽培的春油菜田灭草的主要手段，主要方法有： ①播前土壤处理。常用除草剂有48%氟乐灵、50%大惠利、88%灭草猛、40%燕麦畏等。可以有效防除一年生禾本科、阔叶类等多种杂草。
②播后苗前土壤处理。应在播种后及时进行地面喷药除草，常用“50%乙草胺+25%胺苯黄隆”混合药剂可有效防除一年生禾本科杂草和藜、龙葵等一年生阔叶类杂草以及狼尾草、苣荬菜、大蓟等多年生杂草。
③苗后对植株茎叶喷药处理。应采用选择性除草剂进行田间茎叶喷药处理，常用的除草剂有20%拿捕净、10%禾草克、35%稳杀得、25%胺苯黄隆等。 （三）防治病虫害
油菜的病虫害较多，我区油菜以虫害危害较为严重，常发生的害虫有黄条跳甲、蚜虫、菜根蝇、菜青虫、小菜娥、潜叶蝇、地老虎等。其中黄条跳甲、蚜虫及小菜娥危害最严重。
常发生的病害有病毒病、黑斑病、菌核病、霜霉病、白斑病、软腐病、根腐病和萎缩不实病（缺硼症）等。 油菜病虫害防治工作应以预防为主，防、治结合。
①采取四年以上的轮作倒茬，尽量不连作、不迎茬，减少病虫害的发生。 ②进行药剂拌种或种子包衣处理。 ③在油菜生育期间经常注意观察病虫害的发生、发展动态，采用田间喷药防治，尽量将病虫害消灭在发生初期。 六、适时收获
油菜为无限花序，开花延续时间长，角果成熟很不一致，全田成熟不齐整。 确定油菜最佳收获期的方法：
一看全田油菜植株成熟度，全田70～80％的植株已经黄熟，大部分叶片由绿变黄并开始干枯脱落。
二看角果的颜色，主序角果呈正常黄色，大部分分枝角果开始退色而轻微黄绿色，并富有光泽，整田油菜角果呈半清半黄色，分枝上部只有少数角果呈绿色。
三看籽粒色泽，大多数角果内籽粒的颜色已由淡绿转为黑褐色，并籽粒饱满、已具有本品种固有的光泽。
一般当大田油菜终花后 25～30 d，主茎角果呈现黄白色，分枝角果尚有 1／3仍为绿色时，即在油菜的黄熟末时收获最为适宜。
收获后堆放3～5d，进行后熟，而后摊晒脱粒。不宜割后马上摊晒，以免影响后熟作用。
农谚有“黄八成，收十成，黄十成，收八成”，若收获过迟，落粒现象严重，收获过早，对产量和品质影响也较大。
思考题：
1. 了解油菜生产的重要性。
2. 世界上的四大油料作物有哪些？ 3. 油菜有哪几种主要类型？
4. 油菜一生中分为哪几个生育时期？ 5. 试述春油菜蕾苔期、开花期的主要生育特点及田间管理的主要目标。 6. 油菜籽的理想质量要求是什么？ 7. 影响油菜含油量的主要因素有哪些？
8. 油菜连作的不利因素有哪些？ 9. 油菜适期早播有何好处？
10. 试述油菜的营养特点及施肥技术。 11. 了解油菜的需水特性及灌水技术。 12. 如何确定油菜的适宜收获期？
种植制度：是一个地区或生产单位的作物布局（结构）、熟制与种植方式的总称。种植制度是耕作制度的中心，一般包括：作物布局，复种和间、混、套作，轮作与连作。
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