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文檔簡(jiǎn)介
1、園林植物環(huán)境,潘攀,緒論,一 、園林植物環(huán)境1.定義 環(huán)境:是指與某一特定主體有關(guān)的周?chē)磺惺挛锏目偤?。園林植物環(huán)境:以園林植物為中心,與其有關(guān)的周?chē)磺惺挛锏目偤汀I鷳B(tài)學(xué):研究生物與其環(huán)境之間相互關(guān)系的科學(xué)。,2.生態(tài)學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史(1)生態(tài)學(xué)的萌芽時(shí)期(公元前5世紀(jì)-16世紀(jì))(2)生態(tài)學(xué)的誕生和發(fā)展時(shí)期(16-19世紀(jì))(3)生態(tài)學(xué)的鞏固時(shí)期(20世紀(jì)-20世紀(jì)60年代)(4)現(xiàn)在生態(tài)學(xué)發(fā)展時(shí)期(20世紀(jì)60
2、年代-至今),3 研究對(duì)象,分子個(gè)體種群群落生態(tài)系統(tǒng)景觀全球,,經(jīng)典生態(tài)學(xué)研究的內(nèi)容,近代生態(tài)學(xué)研究的內(nèi)容,,,近代生態(tài)學(xué)研究的內(nèi)容,4.環(huán)境與生態(tài)因子,生態(tài)因子的概念:指環(huán)境中對(duì)生物生長(zhǎng)、發(fā)育、生殖、行為和分布有直接或間接影響的環(huán)境要素。生態(tài)因子與環(huán)境因子區(qū)別:生態(tài)因子必然是環(huán)境因子,環(huán)境因子不一定是生態(tài)因子。,5. 生態(tài)因子的類(lèi)型,氣候因子:光、溫度、降水非生物因子: 土壤因子:理化性質(zhì) 地形因子:
3、海拔高度、坡度、坡向植物因子:寄生、共生生物因子:動(dòng)物因子:攝食、傳粉、踐踏人為因子:墾殖、放牧、采伐,二.生態(tài)因子作用的基本特征:,(1)園林植物特性與生態(tài)環(huán)境的統(tǒng)一性(2) 生態(tài)因子的綜合性(3) 主導(dǎo)因子作用(4) 不可替代性和補(bǔ)償性(5)生態(tài)因子作用的階段性(6)直接作用和間接作用(7)限制性作用,生態(tài)因子的限制性作用,①限制因子:生物的生存和繁殖依賴(lài)于各種生態(tài)因子的綜合作用,其中限制生物生存和繁殖的關(guān)鍵性因子
4、,就是所謂的限制因子。②利比希最小因子定律:任何特定因子的存在量低于某種生物的最小需要量,是決定該物種生存或分布的根本因素。③謝爾福德耐性定律:生物的存在與繁殖,要依賴(lài)于某種綜合環(huán)境因子的存在,只要其中一項(xiàng)因子的量不足或過(guò)多,超過(guò)了某種生物的耐性限度,則使物種不能生存,甚至滅絕。,,,,,,,,,,,種群數(shù)量,數(shù)量很低,種群消失,種群消失,數(shù)量很低,數(shù)量最高,不能耐受區(qū),生理受抑制,生理受抑制,不能耐受區(qū),,,最適區(qū),,,
5、環(huán)境梯度,高,低,耐受性下限,耐受性上限,生物種的耐受性限度圖解,三、城市環(huán)境特點(diǎn),1、氣候要素發(fā)生了變化2、土壤情況較為復(fù)雜3、生物環(huán)境發(fā)生了巨大變化,四 園林植物環(huán)境課程,1、內(nèi)容2、任務(wù)3、與其他學(xué)科的關(guān)系,研究方法,野外調(diào)查室內(nèi)實(shí)驗(yàn)分析模型預(yù)測(cè)和模擬,第二章園林植物與光,第一節(jié)太陽(yáng)輻射一、太陽(yáng)輻射:太陽(yáng)以電磁波的形式不斷地向四周空間放射能量,這種傳輸能量的過(guò)程成為太陽(yáng)輻射。太陽(yáng)輻射是引起大氣物理現(xiàn)象和物理過(guò)程變化
6、的基本動(dòng)力,也是形成一個(gè)地方氣侯的基本因素。光:可見(jiàn)光:紅橙黃綠青藍(lán)紫 不可見(jiàn)光:紫外光、紅外光,,,二、太陽(yáng)輻射在大氣中的減弱1)大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收2)大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的散射3)大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的反射三、到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射1)太陽(yáng)直接輻射:太陽(yáng)高度角、大氣透明度、云量、海拔、緯度2)天空散射輻射:太陽(yáng)高度角、大氣透明度、云量、海拔、緯度,四、地面有效輻射1) 地面輻射2)大氣輻射地面有效輻射=地面輻射-大
7、氣逆輻射五、太陽(yáng)輻射的變化規(guī)律日變化年變化:緯度、海拔、坡度和坡向,第二節(jié) 光與園林植物的生長(zhǎng)發(fā)育,一、光譜成分的生態(tài)作用,光合有效輻射與可見(jiàn)光的波長(zhǎng)范圍大體一致,只有可見(jiàn)光才能在光合作用中被植物所利用并轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。,,(1)不可見(jiàn)光:紫外光:消毒、殺菌,對(duì)植物的生長(zhǎng)又可逆性抑制紅外光:促進(jìn)莖的生長(zhǎng)、種子、孢子的萌發(fā)、提高溫度。 (2)可見(jiàn)光: 光合產(chǎn)物:紅光促進(jìn)碳水化合物的合成、藍(lán)光促
8、 進(jìn)蛋白質(zhì)的合成色素的形成:紅光促進(jìn)葉綠素的合成、藍(lán)紫光促進(jìn)花青素的合成 植物的形態(tài)建成:藍(lán)紫光、青光抑制植物伸長(zhǎng)、紅光促進(jìn)生長(zhǎng),二、光強(qiáng)的生態(tài)作用 1光強(qiáng)對(duì)光合作用的影響,光補(bǔ)償點(diǎn):當(dāng)光合作用固定的CO2恰與呼吸作用釋放的CO2相等時(shí)的光強(qiáng)。 光飽和點(diǎn):光合作用中,隨著光照強(qiáng)度的加大,凈光合速率逐漸減慢,直到光合產(chǎn)物不再增加時(shí)的光強(qiáng)。,2光強(qiáng)影響植物的生長(zhǎng)及發(fā)育,光照不足時(shí)植物形態(tài):黃化: 節(jié)間長(zhǎng),葉子
9、不發(fā)達(dá),側(cè)枝不發(fā)育,植物體水分含量高,細(xì)胞壁很薄,機(jī)械組織和維管束分化很差。光照較強(qiáng)時(shí)形態(tài):樹(shù)干較粗,尖削度大,機(jī)械組織發(fā)達(dá),分枝多,樹(shù)冠龐大。 葉的細(xì)胞和氣孔通常小而多,細(xì)胞壁與角質(zhì)層厚,葉片硬,葉綠素較少。 根系發(fā)達(dá),分布較深。,影響發(fā)育:光強(qiáng)減弱,同化量減少,花芽的形成減少,導(dǎo)致結(jié)實(shí)不良或早期死亡。3、光強(qiáng)影響植物的觀賞性 向光性,三、日照長(zhǎng)度的生態(tài)作用,光周期現(xiàn)象:植物對(duì)光照晝夜長(zhǎng)短的反
10、應(yīng)。生態(tài)作用:影響植物開(kāi)花影響植物休眠調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)影響花的性別,第三節(jié)園林植物對(duì)光的生態(tài)適應(yīng),一、園林植物對(duì)光強(qiáng)的適應(yīng)按照植物喜光性的差別將植物分為:陽(yáng)性植物、陰性植物、中性植物,,喜光樹(shù)種:只能在全光照條件下正常生長(zhǎng)發(fā)育,不能忍耐庇蔭,林冠下不能完成更新過(guò)程。例如:落葉松,白樺。特征:樹(shù)冠稀疏,自然整枝強(qiáng)烈,林分比較稀疏,透光度大,林內(nèi)較明亮。生長(zhǎng)快,開(kāi)花結(jié)實(shí)早,壽命短。,耐蔭樹(shù)種:能忍受庇蔭,林冠下可以正常更新。例
11、如:云杉,冷杉。特征:樹(shù)冠稠密,自然整枝弱,枝下高低,林分密度大,透光度小,林內(nèi)陰暗。生長(zhǎng)較慢,開(kāi)花結(jié)實(shí)晚,壽命長(zhǎng)。 中性樹(shù)種:介于以上二者之間的樹(shù)種。鑒別耐蔭性的主要依據(jù):林冠下能否完成更新過(guò)程和正常生長(zhǎng)。,影響樹(shù)種耐蔭性的因素:,年齡:隨著年齡增加,耐蔭性逐漸減弱氣候:氣候適宜時(shí),樹(shù)木耐蔭能力較強(qiáng)土壤:濕潤(rùn)肥沃土壤上耐蔭性較強(qiáng),二、園林植物對(duì)日照長(zhǎng)度的適應(yīng),根據(jù)植物開(kāi)花過(guò)程對(duì)日照長(zhǎng)度的反映不同長(zhǎng)日照植物:較長(zhǎng)
12、日照條件下促進(jìn)開(kāi)花的植物,日照短于一定長(zhǎng)度則不能開(kāi)花或推遲開(kāi)花。通常需要14小時(shí)以上的光照才能開(kāi)花。例如:菠菜、紫菀。短日照植物:較短日照條件下促進(jìn)開(kāi)花的植物,日照超過(guò)一定長(zhǎng)度便不開(kāi)花或明顯推遲開(kāi)花。一般需要14小時(shí)以上的黑暗才能開(kāi)花。深秋或早春開(kāi)花的植物多屬此類(lèi)。如牽牛、菊類(lèi)。中日照植物:花芽形成需要中等日照時(shí)間的植物。例如甘蔗。日中性植物:在什么日照條件下都能開(kāi)花,,短日照植物大多數(shù)原產(chǎn)地是日照時(shí)間短的熱帶、亞熱帶。長(zhǎng)日照植
13、物大多數(shù)原產(chǎn)于夏季日照時(shí)間長(zhǎng)的溫帶和寒帶。光周期現(xiàn)象是支配植物的地理分布,特別是高緯度地區(qū)栽培極限的重要因素。對(duì)植物的引種、育種工作有極為重要的意義。,第四節(jié) 光因子在園林中的應(yīng)用,(1)控制花期:長(zhǎng)日照處理、短日照處理、顛倒晝夜(2)改變休眠與促進(jìn)生長(zhǎng)(3)引種馴化(4)栽植配置,第三章 園林植物與溫度,第一節(jié) 溫度及其變化規(guī)律一、溫度在空間上的變化:緯度:隨著緯度的增加.溫度逐漸降低。高緯地區(qū)所接受的太陽(yáng)輻射量變化
14、較大,使溫度的變幅增加;海拔:海拔越高,溫度越低大型水體:由東向西,溫度變化越來(lái)越平緩地形:西南坡>南坡>平地>北坡,二、溫度在時(shí)間上的變化溫度的年較差:即一年內(nèi)最熱月與最冷月平均溫度的差值。赤道地區(qū)氣溫年較差最小,隨緯度增加其差值逐漸增大,在高緯度地區(qū)最大;海洋性氣候地區(qū)年較差小,而大陸性氣候地區(qū)則大。溫度的日較差:晝夜間最高氣溫與最低氣溫的差值。北半球的大陸上最冷月是1月,最熱月是7月,海洋上最冷月是2
15、月,最熱月是8月。,第二節(jié) 溫度與植物的生長(zhǎng)發(fā)育,一、溫度對(duì)園林植物生長(zhǎng)的影響(一)土壤溫度與園林植物的生長(zhǎng)發(fā)育1、對(duì)植物水分吸收的影響2、對(duì)植物養(yǎng)分吸收的影響3、對(duì)植物塊根、塊莖形成的影響4、對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的影響5、影響昆蟲(chóng)的發(fā)生、發(fā)展(二)空氣溫度與園林植物的生長(zhǎng)發(fā)育: 日變化和年變化,二、植物的感溫性1、生物學(xué)溫度最高溫度、最低溫度和最適溫度合稱(chēng)溫度三基點(diǎn)。2、界限溫度3、
16、春化作用溫周期現(xiàn)象:植物隨著晝夜、季節(jié)等有規(guī)律的溫度變化而表現(xiàn)出來(lái)的各種反應(yīng)。,,三、變溫的生態(tài)作用1、促進(jìn)種子萌發(fā)2、促進(jìn)生長(zhǎng)3、促進(jìn)開(kāi)花結(jié)實(shí)4、影響產(chǎn)品品質(zhì)5、影響植物的分布:廣溫植物和窄溫植物。,物候: 植物在長(zhǎng)期適應(yīng)于一年中溫度、水分節(jié)律性變化,形成與此相適應(yīng)的植物發(fā)育節(jié)律,稱(chēng)之為物候。物候定律:應(yīng)用:(1)對(duì)植物進(jìn)行保護(hù) (2)掌握播種時(shí)間 (3)藥用植
17、物的栽培和采摘影響物候期的因素:經(jīng)度:影響水熱條件,從東南向西北物候推遲;緯度:影響溫度,從南向北物候推遲;海拔:海拔升高,氣溫降低、物候推遲。,四、積溫植物的生長(zhǎng)發(fā)育需要在一定的溫度數(shù)以上才能開(kāi)始;而且需要有一定的溫度總量,才能完成生活周期,通常把這一溫度的總量,成為積溫。 K=(X-X0)YK——該生物所需的有效積溫,它是個(gè)常數(shù);X——當(dāng)?shù)卦摃r(shí)期的平均溫度,℃;X0——該生
18、物生長(zhǎng)活動(dòng)所需最低臨界溫度(生物零度),℃;Y——天數(shù),d。,,有效積溫法則的應(yīng)用:1 預(yù)測(cè)生物發(fā)生的世代數(shù);2預(yù)測(cè)生物地理分布;3制定農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃,合理安排作物;4應(yīng)用積溫預(yù)報(bào)農(nóng)時(shí)。,第三節(jié) 極端溫度對(duì)植物的生態(tài)作用,(一)低溫對(duì)植物的生態(tài)作用與植物的生態(tài)適應(yīng)1低溫對(duì)植物的傷害(1)直接傷害:冷害:指零度以上的低溫對(duì)喜溫生物的傷害。冷害是喜溫生物向北方引種和擴(kuò)大分布區(qū)的主要障礙。凍害:是指冰點(diǎn)以下的低溫使生物細(xì)胞內(nèi)和
19、細(xì)胞間隙形成冰晶而造成的損害。霜害:由于霜的出現(xiàn)而造成的植物傷害。,(2)間接傷害:凍拔:在緯度高的寒冷地區(qū),當(dāng)土壤含水量過(guò)高時(shí),由于土壤結(jié)凍膨脹而升起,連帶植物抬起。至春季解凍時(shí),土壤下沉而植物留在原位造成植物根部裸露死亡。凍裂:在寒冷地區(qū)的陽(yáng)坡,或樹(shù)干的陽(yáng)面,由于陽(yáng)光照曬使樹(shù)干內(nèi)部的溫度與干皮表面的溫度相差較大,對(duì)這些樹(shù)種而言,就會(huì)形成裂縫。當(dāng)樹(shù)液活動(dòng)后,會(huì)有大量傷流出現(xiàn),久之很容易感染病菌,嚴(yán)重影響樹(shù)勢(shì)。 生理干旱:由于土
20、壤水分中鹽分濃度過(guò)高,土壤透氣性差或土壤溫度過(guò)低等因素的影響,使植株無(wú)法吸收到所需水分而導(dǎo)致缺水的現(xiàn)象稱(chēng)為生理干旱。,2 植物對(duì)低溫的適應(yīng)形態(tài)上的適應(yīng)--芽和葉片常受到油脂類(lèi)物質(zhì)的保護(hù),芽具鱗片,植物體表面生有蠟粉和密毛,植物矮小并常成匍匐狀,墊狀或蓮座狀等,這種形態(tài)有利于保持較高的溫度,減輕嚴(yán)寒的影響。生理上的適應(yīng)--植物:植物常通過(guò)以減少細(xì)胞中的水分和增加細(xì)胞中的糖類(lèi)、脂肪和色素等物質(zhì)來(lái)降低植物的冰點(diǎn),增加抗寒能力。行為
21、上的適應(yīng)-- 休眠。,(二)、高溫對(duì)植物的生態(tài)作用與植物的生態(tài)適應(yīng),1高溫的影響:根莖灼傷、樹(shù)皮灼傷高溫主要破壞植物的光合作用和呼吸作用的平衡, 使呼吸作用超過(guò)光合作用,植物因此萎蔫甚至死亡。高溫還能促進(jìn)蒸騰作用, 破壞水分平衡,促使蛋白質(zhì)凝固和導(dǎo)致有害代謝產(chǎn)物的積累,從而對(duì)植物造成傷害。,2植物對(duì)高溫的適應(yīng)形態(tài):一些植物生有密絨毛和鱗片,能過(guò)濾一部分陽(yáng)光;有些植物體呈白色、銀白色、葉片革質(zhì)發(fā)亮,能反射一大部分陽(yáng)光,使植物體免受熱
22、傷害;有些植物葉片垂直排列使葉緣向光或在高溫條件下葉片折疊,減少光的吸收面積;還有些植物的樹(shù)干和根莖生有很厚的木栓層,具有絕熱和保護(hù)作用。,第四節(jié) 溫度在園林中的應(yīng)用,一、植物生長(zhǎng)的溫度環(huán)境的調(diào)控合理耕作、地面覆蓋、灌溉排水、設(shè)置增溫、物理化學(xué)制劑二、溫度環(huán)境調(diào)控在園林綠化中的應(yīng)用溫室栽培、蔭棚栽培、低溫貯藏、花期調(diào)整、防寒越冬、降溫防暑,第四章 園林植物與水分,第一節(jié)水及其變化規(guī)律水分循環(huán)和平衡,一、水的形態(tài)氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)
23、液態(tài)降水:霧:空氣中水汽達(dá)到飽和就形成了霧。彌補(bǔ)干季降水的不足。露:空氣中水汽以液滴形式液化在地面覆蓋物體上的液化現(xiàn)象。云:空氣上升,溫度降低,水汽凝結(jié)形成云。雨:成因與云相似。最重要的降雨形式。,固態(tài)水:霜:露點(diǎn)溫度在0攝氏度以下時(shí),水蒸氣則要在地面物體的表面上直接凝結(jié)成水冰粒,便是霜。雪:是重要的水源之一;對(duì)植物的越冬起保護(hù)作用,使其避免低溫傷害;還可增加土壤中的氮肥;但也能傷害植物。冰雹:對(duì)植物有嚴(yán)重的機(jī)械損傷作用
24、。,二、空氣濕度1、水汽壓:空氣中水汽產(chǎn)生的壓力??諝庵兴吭蕉?,水汽壓越大。 飽和水汽壓:空氣中水汽達(dá)到飽和點(diǎn)時(shí)的水汽壓 。2、絕對(duì)濕度:?jiǎn)挝惑w積空氣中所含水汽量(g/cm3)相對(duì)濕度:空氣中實(shí)際水汽壓e與同溫度下飽和水汽壓E的百分比,即 r =(e/E)* 100%變化規(guī)律與溫度相反,3、飽和差一定溫度下飽和水氣壓與實(shí)際水汽壓之差。 d=E-e4、露點(diǎn)溫度:指空氣在水汽含
25、量和氣壓都不改變的條件下,冷卻到飽和時(shí)的溫度。露點(diǎn)與氣溫的差值可以表示空氣中的水汽距離飽和的程度 。差值越大,說(shuō)明空氣越干燥。,三、降水的表示方法降水按性質(zhì)分:連續(xù)性降水、陣形降水、間歇性降水、毛毛狀降水。1降水量:就是指從天空降落到地面上的液態(tài)和固態(tài)(經(jīng)融化后)降水,沒(méi)有經(jīng)過(guò)蒸發(fā)、滲透和流失而在水平面上積聚的深度。 它的單位是毫米。2降雨強(qiáng)度:指單位時(shí)段內(nèi)的降雨量。以mm/d或mm/h計(jì)。,3降水變率 降水變率:就是降水量的
26、變動(dòng)程度。分降水絕對(duì)變率和降水相對(duì)變率兩種?! ?)降水絕對(duì)變率 降水絕對(duì)變率又稱(chēng)降水距平。它是指某地實(shí)際降水量與同期多年平均降水量之差。表示某地降水量的變動(dòng)情況?! ?)降水相對(duì)變率 降水絕對(duì)變率與多年平均降水量的百分比,稱(chēng)為降水相對(duì)變率。用下式表示: Q=(D/R)×100% 式中Q為某年的降水相對(duì)變率,D為降水絕對(duì)變率,R為同時(shí)段內(nèi)幾年的平均降水量?! ∫话銇?lái)說(shuō),緯度越高,距海越遠(yuǎn),海陸差異
27、越明顯的地方,降水相對(duì)變率越大。值越大,表示該地發(fā)生洪澇災(zāi)害的可能性越大。,第二節(jié)園林植物對(duì)水分的需求和適應(yīng),一、植物體水分平衡:收入和支出(一)植物吸水:蒸騰拉力、根壓(二)植物失水: 吐水 蒸騰作用:氣孔蒸騰、角質(zhì)層蒸騰(三)影響蒸騰作用的外界條件: 光、溫度、風(fēng)、大氣濕度,,二、水對(duì)植物的生態(tài)作用1促進(jìn)種子的萌發(fā)2促進(jìn)高生長(zhǎng)3影響根系的發(fā)育4影響開(kāi)花結(jié)實(shí)和產(chǎn)品的品質(zhì)
28、5繁殖的媒介:苦草、椰子,三、植物對(duì)水分的適應(yīng)(一)水生植物:生長(zhǎng)在水中植物的統(tǒng)稱(chēng)。,,適應(yīng)方式有發(fā)達(dá)的通氣組織;機(jī)械組織不發(fā)達(dá)或退化;葉片薄而長(zhǎng),以增加光合和吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的面積。,1、沉水植物:整個(gè)植物體沉沒(méi)在水面以下,與大氣完全隔離。如2、挺水植物:植物的根固定在水底的泥土中,莖或葉都挺出水面。如荷花、蘆葦3、浮水植物:葉片漂浮在水面上的植物。如睡蓮,,二、陸生植物形態(tài)適應(yīng):發(fā)達(dá)的根系;葉面小;單子葉植物中一些
29、具扇狀的運(yùn)動(dòng)細(xì)胞,可使葉面卷曲;具發(fā)達(dá)的貯水組織;,濕生植物:不能長(zhǎng)時(shí)間忍受缺水,抗旱能力差,多生長(zhǎng)在水邊或潮濕的環(huán)境中。陽(yáng)性濕生植物、陰性濕生植物。如水稻、秋海棠。中生植物:適于生長(zhǎng)在水分條件適中的環(huán)境中,形態(tài)結(jié)構(gòu)及適應(yīng)性介于濕生植物與旱生植物之間,種類(lèi)最多,分布最廣,數(shù)量最大。旱生植物:生長(zhǎng)在干旱環(huán)境中,能忍受較長(zhǎng)時(shí)間的干旱,且能維護(hù)水分平衡和正常的生長(zhǎng)發(fā)育。主要分布在干熱草原和荒漠地區(qū)。,,旱生植物:(1)肉質(zhì)植物:無(wú)
30、葉、莖肥厚、貯藏大量水分。氣孔小且深陷在組織里。生長(zhǎng)遲緩。(2)硬葉旱生植物:葉有多條棱或槽,機(jī)械組織發(fā)達(dá),氣孔深陷槽內(nèi),抗萎蔫能力強(qiáng)。(3)薄葉旱生植物:不抗熱也不缺水,但蒸騰作用強(qiáng)烈,根發(fā)達(dá)。,,四、水分異常對(duì)園林植物的影響及植物的抗性(一)、干旱對(duì)植物的影響1、干旱的種類(lèi):大氣干旱、生理干旱2、干旱的危害(1)使植物消耗增加、生長(zhǎng)緩慢(2)導(dǎo)致大量葉片萎蔫、脫落(3)降低產(chǎn)品品質(zhì)(4)使植物抵抗力下降,容易引起病
31、蟲(chóng)害3、植物對(duì)干旱的適應(yīng):,(二)、雨澇水分過(guò)多對(duì)植物的危害稱(chēng)澇害。水分過(guò)多的危害并不在于水分,而是由于水分過(guò)多引起缺氧,從而產(chǎn)生一系列的危害。如果排除了這些間接的原因,植物即使在水溶液中也能正常生長(zhǎng)。 水澇缺氧主要限制了有氧呼吸,促進(jìn)了無(wú)氧呼吸,會(huì)產(chǎn)生大量無(wú)氧呼吸。無(wú)氧呼吸還使根系缺乏能量,阻礙礦質(zhì)的正常吸收。 水澇缺氧使土壤中的好氣性細(xì)菌的
32、正常生長(zhǎng)活動(dòng)受抑,影響礦質(zhì)供應(yīng);相反,使土壤厭氣性細(xì)菌活躍,使土壤內(nèi)形成大量有害的還原性物質(zhì) 。植株變黑至死亡。 水澇缺氧可降低植物的生長(zhǎng)量。受澇的植物生長(zhǎng)矮小,葉黃化,根尖變黑,葉柄偏上生長(zhǎng)。,第三節(jié) 園林植物對(duì)城市水分狀況的調(diào)節(jié)一、城市水分的特點(diǎn)1、城市空氣濕度比郊區(qū)農(nóng)村低(干島效應(yīng))2、降水強(qiáng)度和頻率比郊區(qū)農(nóng)村高(雨島效應(yīng))3、地下水缺乏4、水污染嚴(yán)重二、園林植物對(duì)城市水分的調(diào)節(jié)1、減少地表徑流,增加土壤含水
33、量2、增加空氣濕度和自然降水(截流和蒸騰)3、形成城市小氣候,三、園林植物對(duì)水的凈化作用1、植物將污染物進(jìn)行體內(nèi)新陳代謝而利用掉2、植物的富集作用3、植物將吸收的物質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移,第四節(jié) 水的調(diào)控在園林綠化中的應(yīng)用一、合理澆灌:生態(tài)習(xí)性、生長(zhǎng)發(fā)育階段、天氣、季節(jié)、土壤狀況二、調(diào)整花期、花色、花態(tài)三、抗旱鍛煉四、灌水防寒,第1章 園林植物與大氣,第一節(jié) 大氣的組成及其生態(tài)作用,一、大氣組成及其主要成分的生態(tài)作用
34、(1)氧氣的生態(tài)作用1、是植物進(jìn)化的先決條件2、是植物呼吸的必須物質(zhì)3、是種子萌發(fā)的必備條件4、是自然界氧化過(guò)程的參與者5、形成臭氧(2)二氧化碳的生態(tài)作用1、二氧化碳濃度的高低直接影響地表溫度2、是植物光合作用的主要原料,(3)氮的生態(tài)作用氮是構(gòu)成生命物質(zhì)的最基本成分。氮?dú)馐遣荒鼙唤^大多數(shù)生物直接利用, 植物所需要的氮要通過(guò)固氮作用將無(wú)效的氮轉(zhuǎn)化成能被植物吸收的硝態(tài)氮和氨態(tài)氮。土壤中的氮素經(jīng)常不足, 當(dāng)?shù)貒?yán)重
35、虧缺時(shí), 植物生長(zhǎng)不良, 甚至葉黃、枯死, 所以在生產(chǎn)上常常施以氮肥進(jìn)行補(bǔ)充。氮過(guò)多也會(huì)引起許多不良后果,如促進(jìn)全球變暖、增加大氣污染、水體的富營(yíng)養(yǎng)化等。,恒定部分:氮?dú)?、氧氣、稀有氣體。來(lái)自大氣組成的最初,含量幾乎不變??勺儾糠郑憾趸?、水蒸氣等。隨季節(jié)、氣象和人類(lèi)活動(dòng)等因素變化。不定部分:塵埃、硫及氧化物、氮氧化物等。自然界的災(zāi)害引起的,造成污染是短暫的、局部的。煤煙、塵埃、硫氧化物、氮氧化物等。由于人類(lèi)造成的,是造成大氣
36、污染的主要來(lái)源。,二、大氣的垂直分層由于受重力的作用,大氣從地面到高空逐漸稀薄,大氣質(zhì)量主要集中在下部 ,根據(jù)大氣的各種物理屬性,自下而上把大氣層分為:1、對(duì)流層對(duì)流層是大氣中最低的一層,緊貼地面的一層。大氣溫度隨高度的增加而降低??諝饩哂袕?qiáng)烈的垂直運(yùn)動(dòng)。對(duì)流作用強(qiáng)度隨緯度的升高而減弱,即低緯度較強(qiáng)而高緯度較弱。溫度和濕度在水平方向上分布不均。大氣層質(zhì)量的75%都集中在 這里,云、霧、雨、雪等主要大氣現(xiàn)象都發(fā)生在這一層。對(duì)
37、流層對(duì)人類(lèi)生產(chǎn)、生活和生態(tài)平衡影響最大。大氣污染現(xiàn)象也主要發(fā)生在這一層。,2、平流層此層氣流運(yùn)動(dòng)相當(dāng)平衡,以水平運(yùn)動(dòng)為主,故成為平流層。溫度隨著高度的增加而逐漸升高。該層天氣晴好,氣流平穩(wěn),適于飛行。平流層內(nèi)臭氧量增 加,在15~25km臭氧濃度達(dá)到最大值,稱(chēng)為臭氧層。 3、中間層離地表50~85km這一區(qū)域稱(chēng)為大氣的中間層。在平流層之上溫度隨著高度增加而下降,中間 層的溫度可降至-100℃,在該層內(nèi)又出現(xiàn)比較強(qiáng)的垂直對(duì)流作用。,
38、4.熱層 中間層之上,該層內(nèi)大氣因直接吸收太陽(yáng)輻射而 得到能量,因此溫度隨高度而增加,并且日變化和季變化明顯,晝夜溫差可達(dá)幾百度,由于 在太陽(yáng)輻射的作用下,大部分氣體分子發(fā)生電離,而且有較高密度的帶電粒子,是電離層的 主要分布層。電離層能反射無(wú)線(xiàn)電波,其變化對(duì)全球的無(wú)線(xiàn)通訊有重大意義。5.散逸層 這是大氣圈的最外層。由于大氣向上越來(lái)越稀薄,地心引力減弱,以致 一個(gè)氣體質(zhì)點(diǎn)被碰撞出這一層后,就很難有機(jī)會(huì)再被上層氣體質(zhì)點(diǎn)撞回來(lái),而進(jìn)入
39、宇宙空間 了。該層溫度也隨高度增加而升高。,第二節(jié)大氣污染對(duì)植物的危害 大氣污染通常系指由于人類(lèi)活動(dòng)或自然過(guò)程引起某些物質(zhì)進(jìn)入大氣中,呈現(xiàn)出足夠的濃度,達(dá)到足夠的時(shí)間,并因此危害了人體的舒適、健康和福利或環(huán)境的現(xiàn)。一、大氣污染的形成自然因素:如森林火災(zāi)、火山爆發(fā)等人為因素:如工業(yè)廢氣、生活燃煤、汽車(chē)尾氣、核爆炸等,是大氣污染的主要來(lái)源,尤其是工業(yè)生產(chǎn)和交通運(yùn)輸所造成的。污染物進(jìn)入植物體的途徑: 氣孔和以液
40、體的形式滲透,二、主要大氣污染對(duì)植物的危害1、二氧化硫:針葉樹(shù)首先在兩年以上的老針葉上出現(xiàn)褐色條斑或葉色變淺, 葉尖變黃, 逐漸向葉基部擴(kuò)散, 最后針葉枯黃脫落, 闊葉樹(shù)受危害后, 葉部出現(xiàn)幾種癥狀, 大多數(shù)在葉脈間出現(xiàn)褐色斑點(diǎn)或斑塊, 顏色逐漸加深, 最后引起葉脫落。受害部分與健康組織之間的界限明顯。一般生理活動(dòng)旺盛的葉片吸收二氧化硫多, 吸收速度快, 所以煙斑較重, 而新枝與幼葉的傷害相對(duì)比老葉輕, 發(fā)生煙斑較少。,2、氯氣黃
41、綠色有刺激性氣味的強(qiáng)氧化劑。 針葉樹(shù)受害癥狀與二氧化硫所致煙斑相似, 但受傷組織與健康組織之間常常沒(méi)有明顯的界限, 這是與二氧化硫毒害的不同之點(diǎn)。闊葉樹(shù)受害后, 葉面出現(xiàn)褐色斑塊, 葉緣卷縮。氯氣的毒害癥狀大多出現(xiàn)在生理活動(dòng)旺盛的葉片, 下部枝的老葉和枝頂端的新葉很少受害。,3、氟化物氟化物主要是氟化氫, 屬劇毒類(lèi)的大氣污染物, 它的毒性比二氧化硫大10~100 倍。氟化物通過(guò)氣孔進(jìn)入葉肉組織后, 首先溶解在浸潤(rùn)細(xì)胞壁的水分中, 小部
42、分被葉肉細(xì)胞吸收, 大部分則順著維管束組織運(yùn)輸, 在葉尖與葉緣積累。針葉樹(shù)對(duì)氟化物十分敏感, 針葉傷害從頂端開(kāi)始, 隨著氟化物的積累, 逐漸向基部發(fā)展, 受害組織缺綠, 隨后變?yōu)榧t棕色。一般在有氟化物污染的地方, 很少看到有針葉樹(shù)生長(zhǎng)。闊葉樹(shù)受害后, 首先在葉片尖端和葉緣產(chǎn)生灰褐色煙斑, 煙斑逐漸擴(kuò)大, 最后葉脫落。氟化物所致煙斑多發(fā)生在新枝的幼葉上, 這是與二氧化硫和氯氣傷害癥狀的顯著區(qū)別。,4光化學(xué)煙霧光化學(xué)煙霧的主要成分是臭
43、氧。臭氧對(duì)植物有危害, 主要破壞柵欄組織細(xì)胞壁和表皮細(xì)胞, 植物受毒后, 葉片失綠, 葉表出現(xiàn)褐色、紅棕色或白色斑點(diǎn), 斑點(diǎn)較細(xì), 一般散布整個(gè)葉片。5固體顆粒物大氣污染中的固體顆粒物落在植物葉片上時(shí), 布滿(mǎn)全葉, 堵塞氣孔, 妨礙光合作用、呼吸作用和蒸騰作用, 從而危害植物。,一、植物對(duì)大氣污染的抗性確定抗性強(qiáng)弱的方法:(1)野外調(diào)查(2)定點(diǎn)對(duì)比栽培法(3)人工熏氣法三級(jí)抗性標(biāo)準(zhǔn):抗性弱、抗性中等、抗性強(qiáng),第三節(jié) 園林
44、植物對(duì)城市大氣的保護(hù)作用,二、植物監(jiān)測(cè)利用對(duì)環(huán)境中的有毒氣體特別敏感的植物的受害癥狀來(lái)監(jiān)測(cè)大氣中有毒氣體的種類(lèi)與濃度, 并指示環(huán)境被污染的程度。用來(lái)監(jiān)測(cè)環(huán)境污染的植物稱(chēng)為監(jiān)測(cè)植物。優(yōu)點(diǎn):1、 能早期發(fā)現(xiàn)大氣污染。 如二氧化硫的濃度達(dá)一定程度 時(shí), 人才能嗅到氣味, 更高時(shí)引起咳嗽和流淚, 而一些植物如紫花苜宿在二氧化硫濃度為很低時(shí)就會(huì)表現(xiàn)出受害癥狀。,2、能夠反映幾種污染物的綜合作用強(qiáng)度。有些污染物共存時(shí), 比各自單獨(dú)存在時(shí)的危害
45、增強(qiáng), 即有增效作用。如二氧化硫與臭氧, 二氧化氮與乙醛共存時(shí), 對(duì)植物的危害增強(qiáng), 而有些污染物共存時(shí), 則表現(xiàn)出相互減弱作用, 即拮抗作用, 如二氧化硫與氨氣, 這種污染物間的增效與拮抗作用用理化方法不易監(jiān)測(cè)。,3、長(zhǎng)期性用多年生的樹(shù)木作監(jiān)測(cè)植物, 能夠反映某一地區(qū)的污染歷史。因?yàn)闃?shù)木壽命長(zhǎng), 而許多污染物會(huì)沉積在樹(shù)木的年輪中, 通過(guò)對(duì)年輪中有害物濃度進(jìn)行分析可推測(cè)環(huán)境污染的歷史狀況。4、用植物監(jiān)測(cè)方法簡(jiǎn)單,成本低廉,適合大面
46、積推廣。,缺點(diǎn):1、植物監(jiān)測(cè)需要積累大量的資料才能達(dá)到定量分級(jí)的水平,檢測(cè)速度不及儀器快。2、監(jiān)測(cè)植物容易收到自然因素和本身生長(zhǎng)狀況的影響。3、植物受污染產(chǎn)生的癥狀,與植物受病蟲(chóng)害、干旱、肥力不足等原因引起的癥狀相似,不易區(qū)別。,第三節(jié) 園林植物對(duì)大氣的凈化作用一、維持碳氧平衡二、吸收有害氣體三、滯塵效應(yīng)四、減菌效應(yīng)五、減噪效應(yīng)六、吸收放射性物質(zhì)七、對(duì)室內(nèi)空氣的凈化作用,第四節(jié) 園林植物的風(fēng)環(huán)境一、風(fēng)對(duì)園林植物的生
47、態(tài)作用( 一) 風(fēng)對(duì)植物生長(zhǎng)的影響風(fēng)對(duì)植物的蒸騰作用有極顯著的影響。盛行一個(gè)方向的強(qiáng)風(fēng)常使樹(shù)冠畸形 。促進(jìn)光合和呼吸、蒸發(fā)和蒸騰。( 二) 風(fēng)對(duì)植物繁殖的影響有許多植物靠風(fēng)授粉, 稱(chēng)為風(fēng)媒植物; 有些種子靠風(fēng)傳播到遠(yuǎn)處, 稱(chēng)為風(fēng)播種子。無(wú)風(fēng)時(shí), 風(fēng)媒植物將不能授粉、風(fēng)播種子將不能傳播它處。( 三) 風(fēng)對(duì)植物的機(jī)械損害風(fēng)對(duì)植物的機(jī)械損害是指折斷枝干、拔根等, 其危害程度主要決定于風(fēng)速、風(fēng)的陣發(fā)性和樹(shù)種的抗風(fēng)性。在強(qiáng)風(fēng)的作用下,
48、 一些淺根性樹(shù)種常常連根刮倒。受病蟲(chóng)害危害的、生長(zhǎng)衰退的、老齡過(guò)熟樹(shù)木, 常被強(qiáng)風(fēng)吹折樹(shù)干。風(fēng)倒與風(fēng)折常給園林樹(shù)木, 特別是一些古樹(shù)造成很大危害。,二、防風(fēng)林1. 緊密結(jié)構(gòu)(三層林冠)林帶枝葉稠密, 氣流為林帶所阻, 大部分從林帶上越過(guò)。越過(guò)林帶氣流能很快到達(dá)地面, 動(dòng)能消耗少。在林帶背風(fēng)面, 靠近林緣處形成一個(gè)有限范圍的平靜弱風(fēng)區(qū)。防風(fēng)距離短。2. 疏透結(jié)構(gòu)(三層或者2層)林帶具有較均勻的透光空隙, 大約有50%的氣流從林帶內(nèi)
49、部透過(guò)。最小弱風(fēng)區(qū)在背風(fēng)面3~10 倍樹(shù)高處, 有效防風(fēng)距離為樹(shù)高的25 倍左右。3. 透風(fēng)結(jié)構(gòu)(2層或者1層)林帶稀疏, 強(qiáng)烈透風(fēng), 透風(fēng)系數(shù)0.6 以上, 疏透度也在60% 以上。這種林帶氣流易通過(guò),很少被減弱, 僅少量氣流從林帶上越過(guò), 氣流動(dòng)能消耗很少, 防風(fēng)效能不強(qiáng)。防風(fēng)距離長(zhǎng)。,第五章 園林植物與土壤環(huán)境,第一節(jié)土壤的形成過(guò)程土壤是由固相、液相和氣相三種物質(zhì)組成的疏松多孔體。土壤礦物質(zhì)按重量計(jì),一般占土壤的95%以上
50、,因此,礦物質(zhì)成為土體的“骨架‘,也是植物礦物營(yíng)養(yǎng)的源泉,是影響土壤肥力高低的一個(gè)確定性因素。一、巖石的風(fēng)化過(guò)程1、巖石的種類(lèi):根據(jù)巖石的成因可分為巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖。,2、礦物按成因可分為原生礦物和次生礦物. (1).原生礦物 由地殼深處熔融狀態(tài)的巖漿冷凝固結(jié)而形成的礦物稱(chēng)原生礦物。如石英、長(zhǎng)石、云母、輝石、角閃石等。 (2).次生礦物 原生礦物經(jīng)物理、化學(xué)風(fēng)化作用,組成和性質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化,形成的新礦物
51、稱(chēng)次生礦物。如方解石、高嶺石等。,3、巖石的風(fēng)化作用與成土母質(zhì)(1)、風(fēng)化作用地殼表層的巖石在大氣圈、生物圈作用下,所引起的破碎和分解,通常稱(chēng)為巖石的風(fēng)化作用。 類(lèi)型:物理風(fēng)化:熱力、冰劈、風(fēng)和流水、冰川化學(xué)風(fēng)化:溶解、水化、水解、氧化生物風(fēng)化:生物的機(jī)械破碎、化學(xué)分解、人類(lèi)活動(dòng)等。,(2)、成土母質(zhì)裸露的巖石經(jīng)過(guò)風(fēng)化作用的結(jié)果便形成了新的疏松的、粗細(xì)不同的風(fēng)化產(chǎn)物覆蓋在地殼表面的堆積體,是形成土壤的母體,稱(chēng)為母質(zhì)。土壤母
52、質(zhì)與原來(lái)巖石相比,具有很大區(qū)別。首先:由巖石堅(jiān)硬致密狀態(tài)破碎為粘散多孔的狀態(tài),產(chǎn)生了對(duì)水分與空氣的通透性。其次:巖石徹底分解,形成了粘粒,粘粒之間具有毛管孔隙,產(chǎn)生了蓄水性,增加了表面積,使其具有膠體的性質(zhì),如吸附性能出現(xiàn),可保蓄風(fēng)化所釋放的可溶性鹽基物質(zhì),為植物所需的礦質(zhì)養(yǎng)分提供最初來(lái)源。因此,巖石風(fēng)化形成母質(zhì),使其初步具備水、氣、熱和養(yǎng)分等肥力因素。,二、土壤的形成過(guò)程1、形成過(guò)程的實(shí)質(zhì):物質(zhì)的地質(zhì)大循環(huán)、生物小循環(huán)2、土
53、壤形成的因素:3、物質(zhì)組成:有機(jī)質(zhì),土壤的有機(jī)質(zhì)土壤有機(jī)質(zhì)是指土壤中形成的和外部加入的所有動(dòng)、植物殘?bào)w不同分解階段的各種產(chǎn)物和合成產(chǎn)物的總稱(chēng)。土壤有機(jī)質(zhì)只占土壤質(zhì)量的1%—5%,但對(duì)土壤的保肥供肥性、土壤結(jié)構(gòu)的形成和穩(wěn)定性、土壤物理化學(xué)過(guò)程及重金屬與農(nóng)藥等污染物的降解等生態(tài)過(guò)程起十分重要的作用。,1、土壤有機(jī)質(zhì)的來(lái)源土壤有機(jī)質(zhì)主要來(lái)源于高等綠色植物的枯枝、落葉、落果、根系等;其次是土壤中動(dòng)物、微生物的遺體;及人為施用的有機(jī)肥料
54、。2、有機(jī)質(zhì)的類(lèi)型土壤中的有機(jī)質(zhì)大致可分為兩大類(lèi):(1)新鮮有機(jī)質(zhì)、有機(jī)殘余物和簡(jiǎn)單有機(jī)化合物 新鮮有機(jī)質(zhì)指那些仍保持原來(lái)形態(tài),沒(méi)被分解的動(dòng)物植物及微生物遺體。有機(jī)殘余物指那些半分解狀態(tài)的有機(jī)物質(zhì)。簡(jiǎn)單有機(jī)物包括糖類(lèi)有機(jī)殘余氨基酸、脂肪等有機(jī)化合物。 (2)土壤腐殖質(zhì) 土壤腐殖質(zhì)是除未分解的動(dòng)、植物組織和土壤生命體等以外的土壤中有機(jī)化合物的總稱(chēng)。,3、土壤有機(jī)質(zhì)的組成(1)碳水化合物 碳水化合物主要有淀粉
55、、纖維素、半纖維素等多糖類(lèi)物質(zhì)。(2)含氮化合物 動(dòng)、植物殘?bào)w中主要的含氮化合物是蛋白質(zhì),少量比較簡(jiǎn)單的可溶性氨基酸。植物殘?bào)w中的葉綠素等。(3)單寧、樹(shù)脂、脂肪、蠟質(zhì)等 這是一類(lèi)復(fù)雜的有機(jī)化合物,除單寧外,其余都不溶于水而溶于有機(jī)溶劑如酒精、苯等物質(zhì)中,在土壤中分解緩慢而不徹底。(4)本質(zhì)素木質(zhì)素是植物木質(zhì)部的主要組成成分,是復(fù)雜的有機(jī)化合物。 (5)灰分元素 植物經(jīng)燃燒后,殘留在灰分中的元素稱(chēng)灰分
56、元素。構(gòu)成灰分的主要元素為Ca、Mg、K、Na、S、P、S、Fe、AL、Mn,以及微量元素I、Zn、Mo、B等。其中以Si、Ca、K、Al為最多。,4、有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化(1)礦質(zhì)化過(guò)程(分解)A:含碳有機(jī)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化 土壤有機(jī)質(zhì)中的碳水化合物如纖維素、半纖維素、淀粉等糖類(lèi),在微生物分泌的糖類(lèi)水解酶的作用下,首先水解為單糖: (C6H10O5)n+nH2O→nC6H12O6 生成的單糖由于環(huán)境條件和微生物種類(lèi)不同,又可通過(guò)不
57、同的途徑分解,其最終產(chǎn)物也不同。如果在好氣條件下,有好氣性微生物分解,最終產(chǎn)物為水和二氧化碳,放出的熱量多,稱(chēng)氧化作用。其反應(yīng)如下: nC6H12O6+6O2 → 6CO2+6H20+熱量如果在通氣不良的條件下,則在嫌氣性微生物作用下緩慢分解,并形成一些還原性氣體、有機(jī)酸,產(chǎn)生的熱量少,稱(chēng)發(fā)酵作用。其反應(yīng)為: C6H12O6 → CH3CH2CH2COOH+2H2+2CO2+熱量 4H2+CO2 → CH4+2H2
58、O,B:含氮有機(jī)質(zhì)的分解 含氮有機(jī)物是土壤中氮素的主要貯藏狀態(tài),包括蛋白質(zhì)、氨基酸、腐殖質(zhì)等。 水解作用 蛋白質(zhì)在微生物分泌的蛋白質(zhì)水解酶作用下,分解成氨基酸的作用稱(chēng)水解作用?!“被饔?分解含氮有機(jī)物產(chǎn)生氨的生物學(xué)過(guò)程稱(chēng)氨化作用。CH2NH2COOH+O2 HCOOH+CO2+NH3CH2NH2COOH+H2 CH3COOH+NH
59、3CH2NH2COOH+H2O CH2(OH)COOH+NH3硝化作用 氨態(tài)氮被微生物氧化成亞硝酸,并進(jìn)一步氧化成硝酸的過(guò)程,稱(chēng)硝化作用。這一作用可分為兩個(gè)階段:第一階段,氨被亞硝酸細(xì)菌氧化成亞硝酸;第二階段,亞硝酸被硝化細(xì)菌氧化成硝酸。其反應(yīng)如下: 2NH2+3O2 2HNO2+2H2O+熱量 2HNO2+O2 2HNO3+熱量,水解,反硝化作用 硝酸鹽在反硝
60、化菌的作用下還原為氮?dú)獾倪^(guò)程成為反硝化作用。其反應(yīng)如下:C:含磷有機(jī)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化土壤中的含磷有機(jī)物,在多種微生物的作用下,形成磷酸,成為植物能夠吸收利用的養(yǎng)料。D:含硫有機(jī)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化蛋白質(zhì) 硫氨基酸 H2S 還原型的無(wú)機(jī)硫化物被硫化細(xì)菌氧化成硫酸的過(guò)程,稱(chēng)硫化作用。其反應(yīng)如下: 2H2S+O2 2H2O+2S 2S+3O2+2H2O 2H2SO4 硫化作用產(chǎn)生的硫酸與土壤
61、中的鹽基物質(zhì)作用,形成硫酸鹽,硫酸鹽是植物可吸收的養(yǎng)分。,C6H12O6+24KNO3,,,,,(2)腐殖化過(guò)程(合成)土壤腐殖質(zhì)的形成是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程,大致可分為兩個(gè)階段。 第一階段:有機(jī)殘?bào)w在微生物分解作用下,其中一部分徹底礦化,最終生成CO2、H2O、NH3、H2S等無(wú)機(jī)化合物。另一部分轉(zhuǎn)化為較簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物(多元酚)和含氮化合物(氨基酸、肽等),提供了形成腐殖質(zhì)的材料。第二階段:上述土壤腐殖質(zhì)的組成部分,在微生物的
62、作用下各組成成分縮合成腐殖質(zhì)。,腐殖質(zhì)的性質(zhì),1.分子量大:890-2550(胡)和675-1450(富)促進(jìn)團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成2.表面積大:2000m2/g3.親水膠體:保水性強(qiáng)4.含多種功能基團(tuán),通過(guò)解離,表現(xiàn)離子交換、絡(luò)合、氧化—還原等多種生理活性5.陽(yáng)離子代換量大,達(dá)到500—1200cmol(+)/kg,對(duì)土壤物理和化學(xué)性質(zhì)都有重要影響,腐殖質(zhì)的種類(lèi)和性質(zhì) 腐殖質(zhì)本身不是一種單一的化合物,而是由多種化合物形成的聚縮
63、物,其主體為腐殖酸及其鹽,占腐殖質(zhì)的85%~90%,稱(chēng)為腐殖物質(zhì)。其余為微生物代謝所產(chǎn)生的較簡(jiǎn)單的化合物,因與腐殖酸緊密結(jié)合難以分離,故與腐殖酸合稱(chēng)為腐殖質(zhì)。腐殖質(zhì)組分的分離 腐殖酸是腐殖質(zhì)的主要成分,腐殖質(zhì)是一類(lèi)組成和結(jié)構(gòu)都很復(fù)雜的天然高分子聚合物,主體是腐殖酸與金屬離子相結(jié)合的鹽類(lèi),要想研究腐殖酸,就必須將之從土壤中提取出來(lái),但較為困難,目前常用的方法是:先將土壤中未分解或部分分解的動(dòng)植物殘?bào)w分離,然后用不同的溶劑來(lái)浸提
64、土壤,根據(jù)性質(zhì)的不同,將腐殖質(zhì)劃分為三個(gè)組分:黃白色溶液(富里酸)、褐色沉淀(胡敏酸)、黑色殘余物(胡敏素),腐殖酸它的性質(zhì)不活潑,不能作為獨(dú)立的腐殖物質(zhì)存在,所以一般把土壤腐殖質(zhì)概括為胡敏酸和富里酸兩大類(lèi)。 (一)胡敏酸和富里酸的共同性質(zhì) 胡敏酸和富里酸同屬于高分子有機(jī)化合物,是兩性膠體,具膠體特性。主要組成元素有:C、H、O、D,還有P、S等。 (二)胡敏酸的特性 胡敏酸是土壤中溶于稀堿的棕褐色的天然有機(jī)高分子
65、化合物。胡敏酸分子量大,平均可大于25,000,它的官能團(tuán)的氫離子可以被解離出來(lái)與溶液中的陽(yáng)離子進(jìn)行交換。因胡敏酸的官能團(tuán)多,所以它具有較強(qiáng)的交換能力。 (三)富里酸的特性 富里酸是土壤中溶于稀堿也溶于稀酸的黃棕色天然有機(jī)高分子化合物。富里酸的分子量較胡敏酸小(3 000~6 000)。其元素組成和分子結(jié)構(gòu)雖與胡敏酸相似,但含C、H量比胡敏酸少,而H、O的含量比胡敏酸多,這說(shuō)明富里酸縮合程度較胡敏酸低,酸性較強(qiáng)。,5 土壤有機(jī)
66、質(zhì)的作用,(1)提供植物需要的各種養(yǎng)分:土壤有機(jī)質(zhì)是植物和微生物養(yǎng)分的主要來(lái)源 (2)增強(qiáng)土壤的保水保肥能力腐殖質(zhì)疏松多孔,又是親水膠體,能保持大量的水分。研究表明:腐殖質(zhì)的吸水率為500-600%,而粘粒的吸水力為50-60%,能大大提高土壤的保水能力。腐殖質(zhì)屬兩性膠體,帶正、負(fù)電荷,故可吸附陰陽(yáng)離子,又以其電性以負(fù)電荷為主,它主要吸附陽(yáng)離子。養(yǎng)料陽(yáng)離子如K+、NH4+、Ca2+、Mg2+等,一旦被吸附,可避免隨水流失,與其它陽(yáng)
67、離子可以交換,故不失其對(duì)作物的有效性,所以具有保肥性。,(3)促進(jìn)團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成,改善土壤物理性質(zhì) 腐殖質(zhì)在土壤中主要以膠膜形式包被在礦質(zhì)土粒表面,由于它是一種膠體,尤其是Ca2+存在的條件下,腐殖質(zhì)產(chǎn)生凝聚作用,形成良好的水穩(wěn)性團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。粘結(jié)力強(qiáng)于砂粒,施于砂土后能增加砂土粘結(jié)性,可促進(jìn)團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成,另一方面,由于它疏松、多孔、粘結(jié)力不如粘粒強(qiáng),所以被它包被后,而形成散碎的團(tuán)粒,使土壤變的疏松而不再結(jié)成硬塊,所以,有機(jī)質(zhì)可使
68、粘土變松,砂土變緊,調(diào)節(jié)土壤透水、通氣性能,提高土壤耕性,適耕期長(zhǎng),耕作質(zhì)量相應(yīng)提高。,(4)促進(jìn)土壤微生物的活動(dòng)土壤有機(jī)質(zhì)能為微生物生活提供能量和養(yǎng)分,同時(shí)又能調(diào)節(jié)土壤水、氣熱及酸堿狀況。(5)促進(jìn)生物的生理活性:促進(jìn)糖的代謝、酶的活性、呼吸作用等促進(jìn)植物生長(zhǎng)。(6)減少農(nóng)藥和重金屬污染,,,,,,,,6、土壤有機(jī)質(zhì)的調(diào)節(jié)要想增加土壤中的有機(jī)質(zhì),一方面要增加有機(jī)質(zhì)的來(lái)源,合理安排耕作制度,實(shí)施糧、綠輪作,增施各種有機(jī)肥料,
69、另一方面則需要了解影響有機(jī)質(zhì)積累和分解的因素,以便對(duì)其積累和分解過(guò)程起調(diào)節(jié)作用,使有機(jī)質(zhì)的積累和消耗達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。,(1)增加有機(jī)質(zhì)的途徑①種植綠肥作物綠肥分解快,形成腐殖質(zhì)也較迅速。綠肥作物可固氮,使用綠肥后所增加的腐殖質(zhì)量和原腐殖質(zhì)的量相比,除抵消部分外,腐殖質(zhì)還可增加。 ②發(fā)展畜牧業(yè),增施有機(jī)肥料 農(nóng)業(yè)發(fā)展為畜牧業(yè)提供豐富的飼料,從而促進(jìn)畜牧業(yè)的發(fā)展,而畜牧業(yè)的發(fā)展,還為農(nóng)業(yè)提供大量的有機(jī)肥料,促進(jìn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。③秸
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