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设施土壤环境及调控 刘新程 烟台研究院理工学院 xcliu1978@yeah.net 我对这门课程的理解 环境工程学：环境工程学是环境科学的一个分支。它主要研究运用工程技术和有关学科的原理和方法，保护和合理利用自然资源，防治环境污染，以改善环境质量的学科。 环境工程学还研究环境污染综合防治的方法和措施，以及利用系统工程方法，从区域的整体上寻求解决环境问题的最佳方案。 设施农业：设施农业属于高投入高产出，资金、技术、劳动力密集型的农业产业。 设施农业环境：受人类活动影响深刻的人工环境 设施农业环境工程学：充分掌握农业生物生长发育与各环境因素相互作用的基础上，研究如何采用经济的和有效的环境调控工程技术与设备，创造优于自然界的、更加适合于农业生物生长发育和产品转化的环境条件，提高农业产品生产效率的一门学科。 第一节 设施内土壤环境特征 温度高 湿度大 气体流动性差 光照弱 种植强度大 施肥量大 根系残留多 一、设施土壤的养分特征 有机质含量高 氮磷钾的含量 速效氮磷的含量有所提高?? 速效钾含量过了一定年限后，开始降低?? 中国华北平原设施菜地土壤每年NPK盈余量分别可达4328, 1337 和1466 kg·hm -2 土壤盐分的积累 盐分积聚的原因 盲目的大量施肥 缺少降雨淋溶 基本现状 盐分的表层积聚 作物种类、肥料种类的影响 硝酸盐的积累及危害 大棚土壤盐分组成主要以NO3- 、Na+、Ca2+为主。大棚主要种植反季蔬菜、花卉等经济价值高的植物, 肥料的施用量大, 特别是氮肥, 施入的氮肥以NO3-- N、NO2-- N 及NH4- N 的形式存在, 此时土壤中的铵化与硝化过程受到抑制, 土壤溶液中NO3-、NO2-、NH4+及土壤溶液中的Cl- 、SO42- 、Ca2+、Mg2+等积聚较多。露地栽培时, 移动性大的NO3- 、NO2- 、Cl- 易随雨水淋失, 很难在土壤中积累。而大棚栽培时, NO3-、NO2-、 Cl- 、SO42-及相应的伴随离子NH4+ 、K+、Na+、 Ca2+、Mg2+ 积聚于土壤并随着地下水的向上运动逐渐向表层土壤集中, 在水分的不断蒸发过程中在表层积累下来。 盐分主要集中分布在0～10 cm 的表层。对种子的萌发和幼苗的生长造成严重的影响, 如不改良, 将会严重影响植物生长、产量和品质, 甚至绝收。 二、土壤酸化 氮肥施用量过大、残留量大 抑制某些元素的吸收 三、连作障碍 概念：同一种作物或近缘作物连作以后，即使在正常管理下，也会产生产量降低、品质变劣、病害严重、生育状况变差的现象。 产生原因： 土传病害 土壤次生盐渍化 自毒作用 1、土传病虫害加重：最主要原因和形式 连作为病原菌生存和繁殖提供了丰富的营养和寄主 使有益微生物受到抑制，土壤微生物区系发生变化，根区土壤微生物生态失衡 同种类蔬菜互相传播病虫害 常见土传病害：十字花科的软腐病；茄果类、瓜类的猝倒病、立枯病、疫病、根腐病、枯（黄）萎病；番茄、辣椒的青枯病及线虫。 自毒作用：某些植物通过地上部淋溶、根系分泌和植物残茬腐解等途径来释放一些物质，从而对同茬或下茬同种或同科植物生长产生抑制作用，是化感作用的特殊形式。 化感作用：植物通过向环境释放特定的次生物质从而对邻近其它植物(含微生物及其自身)生长发育产生的有益和有害的影响。 迄今为止所发现的化感物质几乎都是植物的次生代谢物质,分子量较小,结构简单.主要分为水溶性有机物、直链醇、脂肪族醛和酮。 包括简单不饱和脂；长链脂肪酸和多炔；醌类；苯甲酸及其衍生物；氨基酸和多肽；内萜；单宁；嘌呤和核苷等14类。 其中低分子有机酸、酚类和萜类最为常见。 化感物质首先作用于植物根细胞的细胞膜，通过细胞膜功能的改变进而影响植物的生理生化代谢活动，最终抑制植物的生长发育。 化感物质进入环境的途径 1 挥发 植物活体的地上部分或枯落物通过分解释放乙烯、萜类等挥发性物质的形式释放化感物质，直接或间接影响其他生物生长。 2 淋溶 水溶性的化感物质经雾、降水或露水等淋洗或从植物表面淋溶转移、扩散到土壤中，对其他植物生长产生直接或间接作用。 3 分泌 植物通过根系分泌，将化感物质释放到根际土壤中，直接或间接影响周围其他植物生长 4 腐释 植物残体经腐烂后直接释放出化感物质或由于土壤中的微生物的转化作用，将原来没有活性的物质变为有活性的物质后进入土壤环境中，影响周围植物的生长。 易发对象：番茄、茄子、辣椒、西瓜、甜瓜和黄瓜等易产生自毒作用，而丝瓜、南瓜、瓠瓜和黑籽南瓜则不易产生。 自毒作用的抑制 目前有关自毒作用的试验大多是在微生物