ch5土壤污染.ppt

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1、第一节第一节 土壤基本知识土壤基本知识5.1.1土壤组成土壤组成5.1.1.1土壤土壤固、液、气三相组成固、液、气三相组成固、液、气三相组成固、液、气三相组成 土壤是指陆地地表具有肥力并能生长植物的疏松土壤是指陆地地表具有肥力并能生长植物的疏松土壤是指陆地地表具有肥力并能生长植物的疏松土壤是指陆地地表具有肥力并能生长植物的疏松表层。它介于大气圈、岩石圈、水圈和生物圈之间，表层。它介于大气圈、岩石圈、水圈和生物圈之间，表层。它介于大气圈、岩石圈、水圈和生物圈之间，表层。它介于大气圈、岩石圈、水圈和生物圈之间，是环境中特有的组成部分。是环境中特有的组成部分。是环境中特有的组成部分。是环境中特有的组

2、成部分。土壤是由矿物质、动植土壤是由矿物质、动植土壤是由矿物质、动植土壤是由矿物质、动植物残体腐解产生的有机物质、土壤生物、水分和空物残体腐解产生的有机物质、土壤生物、水分和空物残体腐解产生的有机物质、土壤生物、水分和空物残体腐解产生的有机物质、土壤生物、水分和空气等固、液、气三相组成的。气等固、液、气三相组成的。气等固、液、气三相组成的。气等固、液、气三相组成的。土壤土壤固相(占容积的50)空隙矿物质(质量占固相总质量的9598)有机质和生物（质量占固相总质量的25）土壤溶液空气 土壤溶液和空气占土壤总体积的50，且二者之间经常处于彼此消长的状态。土壤矿物质是由岩石经风化而来的，一般占土壤固

3、体部分质量的9598。矿物质直接影响土壤性质，又是植物矿质养分的主要来源，故同土壤肥力有密切关系。1.土壤矿物质的组成 （1）原生矿物质：岩石经过物理风化作用被破碎形成的碎屑，其原来的化学组成没有改变。（2）次生矿物质：原生矿物质经过化学风化后形成的新矿物，其化学组成和晶体结构均有所改变。5.1.1.25.1.1.2土壤矿物质土壤矿物质土壤矿物质土壤矿物质2.土壤化学组成氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁八大元素含量约占96以上，与岩石中各元素的含量相似。3.土壤机械组成指不同大小颗粒（沙砾、粉粒、黏粒）的相对含量。不同粒径的矿物质颗粒的成分和物理化学性质有很大差异，如对污染物的吸附、解吸和迁移、

4、转化能力，有效含水量及保水、保温能力等。我国土壤质地分类参见表5.1；国际制土壤质地分类见表5.2。土壤中生活的微生物土壤中生活的微生物(细菌、真菌、放线菌、细菌、真菌、放线菌、藻类等藻类等)及动物及动物(原生动物、蚯蚓、线虫类等原生动物、蚯蚓、线虫类等)对进对进入土壤的有机污染物的降解及无机污染物入土壤的有机污染物的降解及无机污染物(如重金如重金属属)的形态转化起着主导作用，是土壤净化功能的的形态转化起着主导作用，是土壤净化功能的主要贡献者。主要贡献者。5.1.1.45.1.1.4土壤生物土壤生物土壤生物土壤生物细菌细菌放线菌放线菌蚯蚓蚯蚓线虫线虫图图5.1 土壤微生物和动物土壤微生物和动物

5、土壤被污染土壤积累毒素土壤积累毒素的主要种类的主要种类（1 1）无机有害物：如重金属、酸、碱、盐）无机有害物：如重金属、酸、碱、盐 和和无机化肥的填充物无机化肥的填充物等。等。（2 2）有机农药有机农药：如杀虫剂、杀菌剂、除草剂等。：如杀虫剂、杀菌剂、除草剂等。（3 3）种植物自体）种植物自体根系分泌物根系分泌物。（4 4）化学肥料，如）化学肥料，如氮、磷肥过量氮、磷肥过量。（5 5）放射性物质及）放射性物质及寄生虫、病原菌和病毒等。寄生虫、病原菌和病毒等。化学生长激素的毒性研究口罩的来历口罩的来历土壤剖面nA 層(表土)：生物活動、物質溶解及懸浮水移動最大的一層。nB 層(底土)：為植物提供

6、營養物的寶貴資源。nC 層：土壤母質組成，下方為尚未風化的堅硬岩石。nO層：A00 層，為表面垃圾層，或稱有機層。-脱除土壤积累毒素（脱除土壤积累毒素（摘口罩摘口罩）-消除土壤板结（消除土壤板结（活土活土）-全面营养（全面营养（全营养全营养）機械動能產生的土壤退化n由機械能產生的土壤退化的種類：q水蝕、風蝕等自然因素引起的土壤侵蝕。q化學退化：包括營養物的耗盡、鹽類聚集、酸化和污染。q物理退化：機械的壓密、牲畜的踐踏、淹水、過量灌溉或排水不良等。n土壤侵蝕q指地表受外力的剝蝕作用，自固結的土體分離、搬運及沉積的現象。n非腐殖物质：非腐殖物质：包括糖类化合物包括糖类化合物(如淀粉、纤维素等如淀粉

7、、纤维素等)、含氮有机合物及有机磷和有机硫化合物。含氮有机合物及有机磷和有机硫化合物。n腐殖物质腐殖物质：是植物残体中稳定性较大的木质素及其：是植物残体中稳定性较大的木质素及其类似物在微生物作用下，部分被氧化形成的一类特类似物在微生物作用下，部分被氧化形成的一类特殊的高分子聚合物，具有芳环结构，苯环周围连有殊的高分子聚合物，具有芳环结构，苯环周围连有多种官能团，如羧基、羟基、甲氧基及氨基等，使多种官能团，如羧基、羟基、甲氧基及氨基等，使之具有表面吸附、离子交换、络合、缓冲、氧化还之具有表面吸附、离子交换、络合、缓冲、氧化还原作用及生理活性等性能。原作用及生理活性等性能。土壤水分及其所含溶质的总

8、称，溶有土壤中可土壤水分及其所含溶质的总称，溶有土壤中可土壤水分及其所含溶质的总称，溶有土壤中可土壤水分及其所含溶质的总称，溶有土壤中可溶成分的稀溶液，来源主要有：大气降水、降雪、溶成分的稀溶液，来源主要有：大气降水、降雪、溶成分的稀溶液，来源主要有：大气降水、降雪、溶成分的稀溶液，来源主要有：大气降水、降雪、地表径流、灌溉、地下水。地表径流、灌溉、地下水。地表径流、灌溉、地下水。地表径流、灌溉、地下水。5.1.1.55.1.1.5土壤溶液土壤溶液土壤溶液土壤溶液浅层地下水浅层地下水浅层地下水浅层地下水农田灌溉农田灌溉农田灌溉农田灌溉河流河流河流河流雾雾雾雾雨雨雨雨雪雪雪雪图图图图5.2 5.

9、2 土壤溶液的来源土壤溶液的来源土壤溶液的来源土壤溶液的来源n土壤空气存在于未被水分占据的土壤孔隙中，来源土壤空气存在于未被水分占据的土壤孔隙中，来源于大气、生物化学反应和化学反应产生的气体于大气、生物化学反应和化学反应产生的气体(如如甲烷、硫化氢、氢气、氮氧化物、二氧化碳等甲烷、硫化氢、氢气、氮氧化物、二氧化碳等)。n积水的土壤通气不良，导致对植物的危害积水的土壤通气不良，导致对植物的危害(茶树最茶树最忌积水，积水的土壤不应用于种茶树忌积水，积水的土壤不应用于种茶树)。5.1.1.65.1.1.6土壤空气土壤空气土壤空气土壤空气 5.1.2.35.1.2.3氧化氧化-还原性还原性 因土壤中含

10、有氧化性和还原性无机物质和有机因土壤中含有氧化性和还原性无机物质和有机物质，使其具有氧化性和还原性，可以用氧化还原电位物质，使其具有氧化性和还原性，可以用氧化还原电位(E Eh h)来衡量。来衡量。E Eh h300mV300mV：氧化体系起主导作用，土壤处于氧化氧化体系起主导作用，土壤处于氧化状态。状态。E Eh h300mV300mV：还原体系起主导作用，土壤处于还还原体系起主导作用，土壤处于还原状态。原状态。判断土壤是否受到污染或污染程度的标准。判断土壤是否受到污染或污染程度的标准。判断土壤是否受到污染或污染程度的标准。判断土壤是否受到污染或污染程度的标准。土壤背景值又称土壤背景值又称土

11、壤背景值又称土壤背景值又称土壤本底值土壤本底值土壤本底值土壤本底值，它代表一定环境，它代表一定环境，它代表一定环境，它代表一定环境单元中的一个统计量的特征值。单元中的一个统计量的特征值。单元中的一个统计量的特征值。单元中的一个统计量的特征值。背景值（地质学）：指在各区域正常地质地理背景值（地质学）：指在各区域正常地质地理背景值（地质学）：指在各区域正常地质地理背景值（地质学）：指在各区域正常地质地理条件和地球化学条件下元素在各类自然体中的条件和地球化学条件下元素在各类自然体中的条件和地球化学条件下元素在各类自然体中的条件和地球化学条件下元素在各类自然体中的正常含量。正常含量。正常含量。正常含量

12、。环境科学上：指在未受或少受人类影响的情况环境科学上：指在未受或少受人类影响的情况环境科学上：指在未受或少受人类影响的情况环境科学上：指在未受或少受人类影响的情况下，尚未受或少受污染和破坏的土壤中元素的下，尚未受或少受污染和破坏的土壤中元素的下，尚未受或少受污染和破坏的土壤中元素的下，尚未受或少受污染和破坏的土壤中元素的含量。含量。含量。含量。不同土壤的本底值相差很大不同土壤的本底值相差很大不同土壤的本底值相差很大不同土壤的本底值相差很大（见下页表（见下页表（见下页表（见下页表5.35.3）5.1.3土壤背景值土壤背景值5.1.4土壤污染土壤污染天然污染源：矿物风化后自然扩散、火山灰天然污染源

13、：矿物风化后自然扩散、火山灰天然污染源：矿物风化后自然扩散、火山灰天然污染源：矿物风化后自然扩散、火山灰人为污染源：农药、化肥、污水灌溉、污泥（垃人为污染源：农药、化肥、污水灌溉、污泥（垃人为污染源：农药、化肥、污水灌溉、污泥（垃人为污染源：农药、化肥、污水灌溉、污泥（垃圾、工业废渣）施肥圾、工业废渣）施肥圾、工业废渣）施肥圾、工业废渣）施肥 化学污染物化学污染物化学污染物化学污染物污染物种类污染物种类污染物种类污染物种类 生物类污染物：病原微生物生物类污染物：病原微生物生物类污染物：病原微生物生物类污染物：病原微生物 放射性污染物：放射性污染物：放射性污染物：放射性污染物：9090锶、锶、锶

14、、锶、137137铯铯铯铯重金属重金属重金属重金属硫化物硫化物硫化物硫化物氟化物氟化物氟化物氟化物农药农药农药农药 规定了土壤中污染物的最高允许浓度或范围，是规定了土壤中污染物的最高允许浓度或范围，是判断土壤质量的依据。判断土壤质量的依据。我国颁布的这类标准有土壤环境质量标准我国颁布的这类标准有土壤环境质量标准(GB(GB 15618156181995)1995)、无公害农产品蔬菜产地土壤环境质量指无公害农产品蔬菜产地土壤环境质量指标标(GB/T18407(GB/T184072001)2001)、无公害农产品茶叶产地土壤环无公害农产品茶叶产地土壤环境质量指标境质量指标(NY5020(NY502

15、02001)2001)；有的省有的省(市市)还制定了这类还制定了这类地方标准地方标准。5.1.5土壤质量标准土壤质量标准 表表5.4 5.4 土壤环境质量标准值土壤环境质量标准值(GB15618(GB156181995)1995)单位：单位：mg/kg mg/kg 级别一级二级三级土壤pH自然背景7.56.5项 目镉 汞 砷水田旱田铜农田果园铅 铬水田旱地0.200.151515353590900.300.303040501502502501500.300.5025301002003003002000.601.020251002003503502501.01.53040400400500400

16、300六六六 滴滴锑 0.050.050.500.501.01.0表表5.5 5.5 无公害农产品蔬菜地土壤环境质量指标无公害农产品蔬菜地土壤环境质量指标 (GB/T18407.1(GB/T18407.12001)2001)单位：单位：mgmg/kgkg项 目指 标p6.5p=6.57.5p6.5总 汞0.30.51.0总 砷403025铅100150150镉0.30.30.6六价铬150200250六六六.50.50.5第二节第二节 土壤环境质量监测方案土壤环境质量监测方案5.2.1监测目的监测目的 1.1.土壤质量现状监测土壤质量现状监测土壤质量现状监测土壤质量现状监测 监测土壤质量标准要

17、求测定的项目，判断土壤是否被监测土壤质量标准要求测定的项目，判断土壤是否被监测土壤质量标准要求测定的项目，判断土壤是否被监测土壤质量标准要求测定的项目，判断土壤是否被污染及污染水平，并预测其发展变化趋势。污染及污染水平，并预测其发展变化趋势。污染及污染水平，并预测其发展变化趋势。污染及污染水平，并预测其发展变化趋势。2.2.土壤污染事故监测土壤污染事故监测土壤污染事故监测土壤污染事故监测 调查分析引起土壤污染的主要污染物，确定污染的来调查分析引起土壤污染的主要污染物，确定污染的来调查分析引起土壤污染的主要污染物，确定污染的来调查分析引起土壤污染的主要污染物，确定污染的来源、范围和程度，为行政主

18、管部门采取对策提供科学依据。源、范围和程度，为行政主管部门采取对策提供科学依据。源、范围和程度，为行政主管部门采取对策提供科学依据。源、范围和程度，为行政主管部门采取对策提供科学依据。图图图图5.4 5.4 用于农业灌溉的闸门内充满了污水用于农业灌溉的闸门内充满了污水用于农业灌溉的闸门内充满了污水用于农业灌溉的闸门内充满了污水5.2.25.2.2资料的收集资料的收集 自然环境方面的资料：土壤类型、植被、区域自然环境方面的资料：土壤类型、植被、区域土壤元素背景值、土地利用、水土流失、自然灾害、土壤元素背景值、土地利用、水土流失、自然灾害、水系、地下水、地质、地形地貌、气象等。水系、地下水、地质、

19、地形地貌、气象等。社会环境方面的资料：工农业生产布局、工业社会环境方面的资料：工农业生产布局、工业污染源种类及分布、污染物种类及排放途径和排放量、污染源种类及分布、污染物种类及排放途径和排放量、农药和化肥使用状况、污水灌溉及污泥施用状况、人农药和化肥使用状况、污水灌溉及污泥施用状况、人口分布、地方病等。口分布、地方病等。5.2.35.2.3监测项目监测项目 根据监测目的确定：背景值要求测定土壤中各根据监测目的确定：背景值要求测定土壤中各种元素的含量；污染事故监测仅测定可能造成土壤污种元素的含量；污染事故监测仅测定可能造成土壤污染的项目；土壤质量监测测定影响自然生态和植物正染的项目；土壤质量监测

20、测定影响自然生态和植物正常生长及危害人体健康的项目。常生长及危害人体健康的项目。5.2.45.2.4采样点的布设采样点的布设采样点的布设采样点的布设 (一一一一)布设原则布设原则布设原则布设原则 (1)(1)合理地划分采样单元。合理地划分采样单元。合理地划分采样单元。合理地划分采样单元。(2)(2)对于土壤污染监测，哪里有污染就在哪里布对于土壤污染监测，哪里有污染就在哪里布对于土壤污染监测，哪里有污染就在哪里布对于土壤污染监测，哪里有污染就在哪里布点。点。点。点。(3)(3)采样点不能设在田边、沟边、路边、肥堆边采样点不能设在田边、沟边、路边、肥堆边采样点不能设在田边、沟边、路边、肥堆边采样点

21、不能设在田边、沟边、路边、肥堆边及水土流失严重或表层土被破坏处。及水土流失严重或表层土被破坏处。及水土流失严重或表层土被破坏处。及水土流失严重或表层土被破坏处。(二二)采样点数量采样点数量 根据监测目的、区域范围大小及其环境状况等根据监测目的、区域范围大小及其环境状况等因素确定。一般每个采样单元最少设因素确定。一般每个采样单元最少设3 3个采样点。个采样点。单个采样单元内采样点数可按下式估算：单个采样单元内采样点数可按下式估算：式中：式中：n n每个采样单元布设的最少采样点数；每个采样单元布设的最少采样点数；s s样本相对标准偏差，即变异系数；样本相对标准偏差，即变异系数；t t置信因子，当置

22、信水平为置信因子，当置信水平为95%95%时，时，t t值为值为1.961.96；d d允许偏差，当规定抽样精度不低于允许偏差，当规定抽样精度不低于80%80%时，时，d d取取0.20.2。(三三)采样点布设方法采样点布设方法 1.1.对角线布点法对角线布点法 适用于面积较小、地势平坦的污水适用于面积较小、地势平坦的污水灌溉或污染河水灌溉的田块。灌溉或污染河水灌溉的田块。2.2.梅花形布点法梅花形布点法 适用于面积较小、地势平坦、土壤适用于面积较小、地势平坦、土壤物质和污染程度较均匀的地块。物质和污染程度较均匀的地块。3.3.棋盘式布点法棋盘式布点法 适用于中等面积、地势平坦、地形适用于中等

23、面积、地势平坦、地形完整开阔的地块，一般设完整开阔的地块，一般设1010个以上分点。个以上分点。该法也适用于受固体废物污染的土壤，该法也适用于受固体废物污染的土壤，应设应设2020个以上分点。个以上分点。对角线布点法对角线布点法梅花形布点法梅花形布点法棋盘式布点法棋盘式布点法 4.4.蛇形布点法蛇形布点法 适用于面积较大、地势不很平坦、适用于面积较大、地势不很平坦、土壤不够均匀的田块。土壤不够均匀的田块。5.5.放射状布点法放射状布点法 适用于大气污染型土壤。适用于大气污染型土壤。6.6.网格布点法网格布点法 适用于地形平缓的地块。农用化适用于地形平缓的地块。农用化学物质污染型土壤、土壤背景值

24、调学物质污染型土壤、土壤背景值调查常用这种方法。查常用这种方法。对于综合污染型土壤，还可以采对于综合污染型土壤，还可以采用两种以上布点方法相结合的方法。用两种以上布点方法相结合的方法。蛇形布点法蛇形布点法放射状布点法放射状布点法网格布点法网格布点法5.2.75.2.7农田土壤环境质量评价农田土壤环境质量评价(一一)评价参数评价参数 (二二)评价方法评价方法 以单项污染指数为主。当区域内土壤质量作以单项污染指数为主。当区域内土壤质量作为一个整体与外区域土壤质量比较时，或一个区域内为一个整体与外区域土壤质量比较时，或一个区域内土壤质量在不同历史阶段比较时，应用综合污染指数土壤质量在不同历史阶段比较

25、时，应用综合污染指数评价。评价。表表5.7 5.7 土壤污染分极标准土壤污染分极标准 土壤级别综合污染指数（P综）污染等级污染水平1P综0.7安全清洁20.7P综1.0警戒限尚清洁31.0P综2.0轻污染土壤污染超过背景值，作物开始污染42.03.0重污染土壤、作物受污染已相当严重2.2.剖面样品剖面样品了解土壤污染深度时采集剖面样品：按土壤剖面了解土壤污染深度时采集剖面样品：按土壤剖面层次分层采样。层次分层采样。A层层(耕作层耕作层)B层层(亚层、淀积层亚层、淀积层)C层层(风化母岩风化母岩层、母质层层、母质层)底岩层底岩层图图图图5.5 5.5 土壤剖面土层示意图土壤剖面土层示意图土壤剖面

26、土层示意图土壤剖面土层示意图图图图图5.6 5.6 土壤剖面挖掘示意图土壤剖面挖掘示意图土壤剖面挖掘示意图土壤剖面挖掘示意图n剖面规格一般为长剖面规格一般为长1.5m1.5m、宽、宽0.8m0.8m、深、深1.0m1.0m，每个剖面采每个剖面采集集A A、B B、C C三层土样。过渡层三层土样。过渡层（ABAB、BCBC）一般不采样。当一般不采样。当地下水位较高时，挖至地下地下水位较高时，挖至地下水出露时止。现场记录实际水出露时止。现场记录实际采样深度，如采样深度，如0 02020、50506565、8080100cm100cm。在各层次典型中在各层次典型中心部位自下而上采样，切忌心部位自下而

27、上采样，切忌混淆层次、混合采样。混淆层次、混合采样。图图图图5.7 5.7 土壤剖面土壤剖面土壤剖面土壤剖面A A、B B、C C层示意图层示意图层示意图层示意图 2.2.仪器及条件仪器及条件n主主要要仪仪器器是是:带带电电子子捕捕获获检检测测器器的的光光色色谱谱仪仪；硬质玻璃载玻片。硬质玻璃载玻片。30003000倍电子显微镜。倍电子显微镜。n色色谱谱条条件件：固固定定液液：1.5%OV-17(1.5%OV-17(甲甲基基硅硅酮酮)+1.95%QF-1(+1.95%QF-1(氟氟代代烷烷基基硅硅氧氧烷烷聚聚合合物物)；8080100100目目ChromosorbChromosorb W AW

28、-DMCS W AW-DMCS担体。担体。图图图图5.11 5.11 六六六、滴滴涕气相色谱图六六六、滴滴涕气相色谱图六六六、滴滴涕气相色谱图六六六、滴滴涕气相色谱图1.1.-六六六；六六六；六六六；六六六；2.2.-六六六；六六六；六六六；六六六；3.3.-六六六；六六六；六六六；六六六；4.4.-六六六；六六六；六六六；六六六；5.5.p p,p p-DDEDDE、6.6.o o,p p-DDT-DDT；7.7.p p,p p-DDD-DDD；8.8.p p,p p-DDT-DDT(二二)苯并苯并(a a)芘芘的测定的测定测定方法有：测定方法有：紫紫外外分分光光光光度度法法、荧荧光光分分光

29、光光光度度法法、高高效效液液相相色色谱谱法法等。等。紫外分光光度法适于苯并紫外分光光度法适于苯并(a a)芘含量芘含量5g/kg5g/kg的土壤，的土壤，如苯并如苯并(a a)芘含量芘含量5 5 gg/kg/kg，则用荧光分光光度法。则用荧光分光光度法。n1 1、阳离子交换量及其影响因素、阳离子交换量及其影响因素n2 2、盐基饱和度，交换性阳离子种类，盐基饱、盐基饱和度，交换性阳离子种类，盐基饱和（不饱和）土壤和（不饱和）土壤n3 3、影响交换性阳离子有效性的因素、影响交换性阳离子有效性的因素n4 4、阳离子的非交换性吸附中的晶格固定、阳离子的非交换性吸附中的晶格固定n5 5、土壤活性酸、潜性

30、酸及其表示方法，潜性、土壤活性酸、潜性酸及其表示方法，潜性酸的分类酸的分类n6 6、土壤缓冲作用的机制、土壤缓冲作用的机制Last Class一、我国耕地的肥力状况一、我国耕地的肥力状况1 1、耕耕地地总总量量1.31.3亿亿公公顷顷左左右右，高高、中中、低低产产田各占田各占1/31/3。2 2、第第二二次次土土壤壤普普查查资资料料显显示示，优优质质地地只只占占12%12%。3 3、总总的的看看来来，耕耕地地土土壤壤肥肥力力水水平平不不高高。培培肥土壤是今后一个战略措施。肥土壤是今后一个战略措施。二、高产肥沃土壤的特征二、高产肥沃土壤的特征（1 1）良好的土体结构）良好的土体结构 土土体体结结

31、构构是是指指土土壤壤在在1 1 cmcm深深度度内内上上下下土土层层的的垂直结构，它包括土层厚度、质地和层次结合。垂直结构，它包括土层厚度、质地和层次结合。高高度度肥肥沃沃的的旱旱地地土土壤壤一一般般都都具具有有上上虚虚下下实实的的土土体体构构造造，即即耕耕作作层层疏疏松松、深深厚厚（一一般般在在30cm30cm左左右），质地较轻；心土层较紧实，质地较粘。右），质地较轻；心土层较紧实，质地较粘。（2 2）适量协调的土壤养分）适量协调的土壤养分 北北方方高高产产旱旱作作土土壤壤，有有机机质质含含量量一一般般在在1520g/kg以以上上，全全氮氮含含量量达达115g/kg，速速效效磷磷 含含 量量

32、 10mg/kg以以 上上，速速 效效 钾钾 含含 量量150200mg/kg以以 上上，阳阳 离离 子子 交交 换换 量量 20cmol/kg以上。以上。肥肥沃沃水水稻稻土土的的适适量量有有机机质质含含量量为为2040g/kg，全全氮氮量量为为1.32.3g/kg，全全磷磷和和全全钾钾量量分分别别为为115g/kg以以上上，阳阳离离子子交交换换量量一一般般为为1025cmol/kg。（3 3）良好的物理性质）良好的物理性质 肥沃土壤大小孔隙肥沃土壤大小孔隙1:241:24，土壤容重土壤容重 1.101.25g/cm1.101.25g/cm3 3，土土壤壤总总孔孔度度50%50%或或稍稍大大于

33、于5050，其其中中通通气气孔孔度度一一般在般在1010以上。以上。三、土壤培肥的基本措施三、土壤培肥的基本措施n（1 1）增施有机肥料，培育土壤肥力）增施有机肥料，培育土壤肥力n（2 2）发展旱作农业，建设灌溉农业）发展旱作农业，建设灌溉农业n（3 3）合理轮作倒茬，用地养地结合）合理轮作倒茬，用地养地结合n（4 4）合理耕作改土，加速土壤熟化）合理耕作改土，加速土壤熟化n（5 5）防止土壤侵蚀，保护土壤资源）防止土壤侵蚀，保护土壤资源（3 3）合理轮作倒茬，用地养地结合）合理轮作倒茬，用地养地结合 我国传统经验。我国传统经验。轮轮作作倒倒茬茬一一方方面面要要考考虑虑茬茬口口特特性性，另另一

34、一方方面面要要考考虑虑作作物物特特性性，合合理理搭搭配配耗耗地地作作物物、自自养养作作物物、养地作物等。养地作物等。（4 4）合理耕作改土，加速土壤熟化）合理耕作改土，加速土壤熟化n合理的耕作可以调节土壤固液气三相物质比例，增强合理的耕作可以调节土壤固液气三相物质比例，增强土壤通透性。土壤通透性。n深耕结合施有机肥料，是增肥改土的一项重要措施。深耕结合施有机肥料，是增肥改土的一项重要措施。深耕的作用是加厚耕作层，改善土壤结构和耕性，降深耕的作用是加厚耕作层，改善土壤结构和耕性，降低土壤容重，使土肥水相融，促进微生物的活动，改低土壤容重，使土肥水相融，促进微生物的活动，改善作用的环境条件，加速土

35、壤熟化。善作用的环境条件，加速土壤熟化。earth soil 土壤质量是根据土壤的主要功能来定义 三大功能：生产力生产力 （生产功能）（生产功能）环境质量（环境功能）环境质量（环境功能）动物健康（健康功能）动物健康（健康功能）土壤肥力动物健康环境质量生态平衡（二）土壤质量的评价指标（二）土壤质量的评价指标物理指标生物指标化学指标OM、pH、EC、N、P、K、Eh等质地、容重入渗速率、田持、含水量、水吸力等微生物量碳和氮、潜在可矿化氮、土壤呼吸量、土壤酶等 土壤质量评价的农艺指标：质地；耕层厚度；pH；有机质 全氮；碱解氮；速效磷；速效钾；容重；CEC.土壤质量评价的生态学指标：种群丰富度；多样

36、性指数；均匀度指数；优势性指数；美国土壤学家提出的土壤质量分析的最小指标矩阵：团聚性；容重；至硬盘的距离；渗滤性；电导率；持水率；pH；有机质；可矿化氮；呼吸作用。土壤肥力与农作性状土壤肥力与农作性状有机质、土壤结构、pH、紧实度、渗滤性、持水率、耕层厚度、土壤质地、土壤通气、土壤侵蚀状况、速效氮速效磷、速效钾、土壤排水性土壤环境质量土壤环境质量背景值污染指数植物或作物中污染物环境容量地表水污染物地下水污染物土壤生物土壤生物活性活性微生物量C/N比土壤呼吸微生物区系磷酸酶活性脲酶活性土壤生态质土壤生态质量量节肢动物蚯蚓种群丰富度多样性指数优势性指数均匀度指数杂草土壤质量指标体系土壤质量指标体系

37、（三）土壤质量的评价方法（三）土壤质量的评价方法美国SCS（土壤保持局）的土壤质量评价目标当前可测定的参数确定管理措施及其对土壤质量的影响建立质量变化的监测体系建立评价参数标准分析现有的数据，建立评价模型，求出适宜的参数农业发展面临的挑战农业发展面临的挑战 80年代增长的极限，90年代美国布朗的著作谁来养活中国人，使中国人不得不考虑饥饿会再次敲响中国的大门吗？，（一）来自人口膨胀的挑战（一）来自人口膨胀的挑战如何保证粮食的持续增产如何保证粮食的持续增产中中国国目目前前以以每每年年净净增增人人口口16002000万万速速度度增增长长，现现已已达达13亿亿左左右右，迄迄今今为为止止，人人类类粮粮食

38、食的的来来源源仍仍主主要要来来源源于于土土壤壤，尽尽管管设设施施农农业业发发展展迅迅速速，但但要要大大规规模模地地进进行行粮粮食食生生产产的的工工厂厂化化是是不不太太可可能能的的。人人类类对对粮粮食食的的需需求求仍仍必必须须通通过过土土壤壤这这个载体来实现。个载体来实现。以人均400kg的消费水平，需要粮食5.2亿吨，比1990年净增长1.1亿吨，平均每年要增加2000万吨，年增长率为2.2%。我国耕地面积不到世界耕地的7%，粮食产量已占世界产量的23.6%。而自1984年以来，我国粮食增产速度变慢。如1978年到1984年粮食产量由3亿吨突破4亿吨，只用了6年时间，而1984到1993年近1

39、0年，粮食产量从4073亿公斤增长到4564.5亿公斤，仅上升了半个台阶。化肥的效益下降，从1978年起，化肥用量几乎直线上升，产量增长速度远远低于化肥用量的增长，如1984年每公顷化肥的用量是1977年的3.69倍，而粮食产量仅是1977年的1.67倍，1984年后，虽然化肥每年仍以53kg/hm2的速度增加，而粮食年产却近乎停滞不前。（二）（二）来自全球生态环境的挑战来自全球生态环境的挑战如何保如何保 护水土资源，建立良好生态环境护水土资源，建立良好生态环境全球变化包括土壤退化及淡水全球变化包括土壤退化及淡水资源短缺、森林锐减、物种灭资源短缺、森林锐减、物种灭绝、温室效应、臭氧破洞增加绝、

40、温室效应、臭氧破洞增加等等 我国目前面临生态环境问题也十分严峻，其中土壤荒漠化、水土流失、水资源紧缺、森林滥伐、草原退化、温室气体的排放、土壤污染、酸化、盐渍化的问题都十分严重 如我国CO2的排放量90年代初为6.2亿吨，占全球排放量的10.7%，居世界第3，CH4排放量为2612万吨，占全球的4.7%，现在的排放数量更大。一、土壤退化面积广，强度大，类型多一、土壤退化面积广，强度大，类型多全国总水土流失面积：1.5 亿公顷，几乎 1/6 国土；荒漠化面积：262 万平方公里，占国土 27.3%草地退化面积：8700 万公顷，占全部草地 30%；全国受污染农田 2000 万亩西部荒漠化东部肥力

41、退化西南石质化华北、东北盐碱化黄土高原水土流失长江第二黄河二、土壤退化速度快，影响深远二、土壤退化速度快，影响深远1980 1996 年农业供水耕地分别减少 3、4%而同期人口增 22。年前耕地占用总规模达.万公顷。目前每年损失耕地达 300-600 万亩；荒漠化面积发展速度：2640 平方公里/年。过去 30 年中，土壤侵蚀面积的增长速率为 1.22.5%，致使长江成为中国的第二条“黄河”。我国每年流失土壤 50 亿吨，流失的土壤养分 4000 万吨化肥，流失的土壤相当于 10mm 的土层。我国土壤退化类型的发展速度土壤退化类型发展速度（千公顷/年)耕地占用 150耕地剥离100土壤流失30

42、0-400土壤沙化4900草地退化1300三、局部改善而总体继续恶化三、局部改善而总体继续恶化 治理速度比退化速度慢治理速度比退化速度慢向上级回报工作时，大谈治理效果向上级要钱时，大谈问题和危害；沙越治越多，树越种越少！有灾易致富，救灾升官快。执行者管理者资金 问题谁来救救地球！谁来救救人类？谁来救救中国？1、增加耕地面积、增加耕地面积我我国国是是一一个个后后备备土土地地资资源源贫贫乏乏的的国国家家，我我国国目目前前未未开开垦垦的的荒荒地地共共有有3300万万公公顷顷，荒荒坡坡7100公公顷顷，可可利利用用的的草草原原2亿亿公公顷顷，可可利利用用的的沿沿海海滩滩涂涂1300万万公公顷顷，总总量

43、量十十分分有有限限，而而且且开开垦垦这这些些后后备备资资源源的的投投入入和和代代价价很很高高，据据估估算算本本世世纪纪开开发发1100万万公公顷顷的的宜宜农农荒荒地地和和90万万公公顷顷的的滩滩涂涂，需需要要投投资资7401060亿亿元元，而而且且要付出巨大的生态代价。要付出巨大的生态代价。2、是提高现有资源的利用率。、是提高现有资源的利用率。我我国国现现有有耕耕地地中中中中低低产产田田约约占占2/3，对对中中低低产产田田进进行行综综合合治治理理，提提高高化化肥肥等等投投入入的的利利用用率率，发发展展节节水水农农业业提提高高耕耕的的集集约约化程度，则有可能使我国粮食产量在一定时期内不断增长。化

44、程度，则有可能使我国粮食产量在一定时期内不断增长。1.制定严厉的水、土资源法，切实保护好现有的水土资源。制定严厉的水、土资源法，切实保护好现有的水土资源。2.推动高技术在农业上的利用，提到水土资源的利用效率。推动高技术在农业上的利用，提到水土资源的利用效率。（1）中低产田的改良中低产田的改良（2）发展节水农业，沙漠农业发展节水农业，沙漠农业（3）土壤信息系统的建立及精确农业的实现土壤信息系统的建立及精确农业的实现（4）生物工程的应用生物工程的应用希望总是有的，希望来源与对生活的热爱。未来的路就在我希望总是有的，希望来源与对生活的热爱。未来的路就在我们自己的脚下！们自己的脚下！（5 5）防止土壤

45、侵蚀，保护土壤资源）防止土壤侵蚀，保护土壤资源n土土壤壤侵侵蚀蚀：土土壤壤在在水水和和风风等等外外力力的的作作用用下下，发发生冲刷或吹失的现象称为土壤侵蚀。生冲刷或吹失的现象称为土壤侵蚀。n土土壤壤沙沙化化：指指良良好好的的土土壤壤（或或可可利利用用的的土土壤壤）变成含沙很多的土地甚至变成沙漠的过程。变成含沙很多的土地甚至变成沙漠的过程。土壤污染与治理土壤污染与治理n2 2、土壤环境容量、土壤环境容量 土土壤壤具具有有一一定定容容纳纳固固、液液、气气相相等等物物质质的的能能力力，如如土土壤壤的的热热容容量量、持持水水量量（田田间间持持水水量量、饱饱和和持持水水量量），再再如如对对农农药药与与化

46、化肥肥的的施施用用有有一一定定容容量量，对对作作物物密密植植也也有有一一定定容容量量。若若过过度度密密植植、或或农农药药与与化化肥肥施施用用量量、灌灌溉溉水水量量超超过过土土壤壤相相应应的的容容量量，不不仅仅不不能能增增产产，而而且且会会导导致致减减产产与环境污染，或其他环境问题。与环境污染，或其他环境问题。n土壤环境容量系指土壤环境单元所允许承载的土壤环境容量系指土壤环境单元所允许承载的污染物质的最大数量或负荷量。污染物质的最大数量或负荷量。n土壤污染：土壤本身具有较强的净化能力，但土壤污染：土壤本身具有较强的净化能力，但是当土壤中某些有害物质含量过高，超过了土是当土壤中某些有害物质含量过高

47、，超过了土壤净化能力，土壤微生物的生命活动就受到抑壤净化能力，土壤微生物的生命活动就受到抑制和破坏，从而使土壤遭受污染。制和破坏，从而使土壤遭受污染。3 3、土壤污染的来源、土壤污染的来源 主主要要来来自自于于工工业业“三三废废”。按按农农田田土土壤壤被被污污染的途径，有以下五个主要来源：染的途径，有以下五个主要来源：（1 1）污水灌溉）污水灌溉 （2 2）施肥）施肥 （3 3）施用农药）施用农药 （4 4）工业废气）工业废气 （5 5）工业废渣）工业废渣 土壤污染的防治土壤污染的防治（1 1）加强对土壤污染源的调查和监测）加强对土壤污染源的调查和监测（2 2）彻底消除污染源）彻底消除污染源（3 3）增施有机肥料及其他肥料）增施有机肥料及其他肥料（4 4）铲除表土或换土）铲除表土或换土（5 5）生物措施）生物措施（6 6）采用人工防治措施）采用人工防治措施