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土壤健康——從理論到實踐 版權信息
- ISBN：9787030689313
- 條形碼：9787030689313 ; 978-7-03-068931-3
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
土壤健康——從理論到實踐 本書特色
適讀人群 ：土壤學、環境科學、生態學等相關專業的科技人員、教師和研究生較系統地介紹了美國土壤健康評價、健康土壤構建技術、土壤健康管理及技術推廣等內容，總結了我國土壤健康的研究進展，作者根據自己的理解還提出了對土壤健康的認識及開展相應研究的建議等。
土壤健康——從理論到實踐 內容簡介
本書圍繞土壤健康和健康土壤構建相關問題，從土壤健康概念的提出和發展、土壤健康的內涵、各國特別是美國土壤健康理念的發展等介紹入手，系統介紹了土壤健康指標體系的構建、土壤健康的維護與管理、各國特別是美國土壤健康維護實踐、政府在土壤健康維護中的作用及主要角色和做法等，并對我國土壤健康研究進行了系統介紹。在此基礎上，還收集了16位從事相關專業的科研人員對土壤健康的認識和理解。本書是國內部全面、系統介紹土壤健康的著作，也是國家外專局資助的赴美國農業資源環境杰出人才培訓班的成員們學習成果的總結，相關內容對國內土壤學工作者具有較大的參考價值，同時對土壤健康研究及管理等均具有較大的指導意義。
土壤健康——從理論到實踐 目錄
目錄
**章 關于土壤健康 1
**節 土壤健康概念的提出 1
一、土壤 1
二、土壤健康 13
第二節 土壤健康的內涵 15
第三節 土壤健康的初步認識 17
一、土壤健康的常見限制因素 18
二、土壤健康的具體表現 20
第四節 美國土壤健康理念的發展 24
主要參考文獻 26
第二章 土壤健康評價指標體系及方法構建 28
**節 土壤健康的影響因素 28
第二節 土壤健康對作物產量和品質的影響 30
一、土壤健康對作物產量的影響 30
二、土壤健康對作物品質的影響 31
第三節 判斷土壤健康的主要指標 38
一、國內土壤健康的指標分類 38
二、國外土壤健康的指標分類 42
三、土壤健康評價指標 45
四、康奈爾土壤健康團隊評價土壤健康的指標 48
第四節 土壤健康評價指標體系 49
一、康奈爾大學的土壤健康評價體系 50
二、土壤健康指標評分函數 51
三、土壤健康管理規劃框架 53
四、紐約地區土壤健康評價 55
第五節 土壤健康評價方法 55
一、定性評價方法 55
二、定量評價方法 56
第六節 土壤健康評價指標體系及方法應用 68
一、康奈爾大學土壤健康管理規劃 68
二、美國農業部在土壤健康保護中的作用 73
三、中國在土壤保護中存在的問題和對策 75
主要參考文獻 78
第三章 土壤健康管理 84
**節 有機質與土壤健康 85
一、有機質管理 85
二、有機物質的投入 86
三、作物殘體特征對土壤性質的影響 90
四、不同類型農田的有機質管理 92
第二節 土壤健康的養分管理 94
一、有機質與養分有效性 95
二、改善農場養分循環 96
三、營養來源：商業肥料與有機物質 98
四、商業肥料來源的選擇 100
五、作物價值、肥料成本和肥料率 101
六、施肥的方法和時間 101
七、耕作與肥力管理 102
第三節 土壤健康的水分管理 102
一、水管理：灌溉和排水 104
二、環境問題的管理實踐 109
第四節 土壤健康的耕作栽培管理 118
一、耕作制度的發展 118
二、常規耕作 121
三、局部耕作或少免耕制度 123
四、耕作制度的選擇 126
五、耕作方式的更替 127
六、田間作業時間 127
第五節 土壤污染物管理 128
一、土壤污染 128
二、農田土壤中污染物的來源 129
三、農田土壤污染物的輸入與阻控 131
四、鹽堿土 132
主要參考文獻 134
第四章 土壤健康的實踐 137
**節 美國著名大學在土壤健康方面的實踐 137
一、康奈爾大學的土壤健康評價體系 137
二、加州大學戴維斯分校的土壤健康管理 140
第二節 美國農業土壤健康的實踐 144
一、退化土壤恢復的實踐 144
二、美國大田土壤健康的實踐 145
三、加利福尼亞州葡萄園、杏園土壤健康與精準灌溉實踐 146
四、加利福尼亞州核桃園土壤健康實踐 149
五、美國農業機構對土壤健康的支持 150
主要參考文獻 154
第五章 土壤健康的維護 156
**節 政府機構 157
一、自然資源保護局 157
二、農業服務局 160
三、資源保護局 162
四、加利福尼亞州中心河谷地區水質量管理委員會 163
第二節 科研單位 164
第三節 中介組織和協會 166
一、美國農業行業協會 166
二、其他協會和中介組織 168
第四節 土壤健康維護案例——加利福尼亞州有機綜合核桃農場 177
主要參考文獻 179
第六章 中國的土壤健康 181
**節 中國土壤健康的緣起 181
一、土壤健康認識的起源 181
二、對土壤健康的再認識 184
第二節 中國土壤健康研究進展 187
一、土壤的若干重要功能 187
二、土壤質量與土壤健康 190
三、農業活動對土壤健康的影響 191
四、土壤健康評價 193
五、中國耕地的健康狀況 196
第三節 土壤健康的政府管理與實踐 204
一、土壤健康相關政策與支持 205
二、土壤健康管理的實踐 208
第四節 保障中國土壤健康的若干建議 210
一、加強研究，提升健康土壤構建的科技保障能力 210
二、加快技術示范，促進研發成果推廣應用 211
三、強化宣傳，提高公眾對土壤健康的認識 211
四、加強監管，建立土壤健康監測預警機制 212
五、建立考核機制，把土壤健康管理納入政府工作考核目標 213
六、加大執法力度，促進法律法規保障體系建設 213
主要參考文獻 214
第七章 土壤健康大家談 215
文章1 我所理解的土壤健康 215
文章2 淺析土壤健康 219
文章3 種植綠肥，保障土壤健康 223
文章4 微生物與土壤健康 226
文章5 基于東北黑土地保護的健康土壤 232
文章6 對土壤健康的初步認識 235
文章7 認識土壤健康，保障農業安全 237
文章8 從污染土壤修復到健康土壤培育 241
文章9 對土壤健康的認識及構建健康土壤的若干對策建議 243
附 赴美培訓總結 248
**章 關于土壤健康 1
**節 土壤健康概念的提出 1
一、土壤 1
二、土壤健康 13
第二節 土壤健康的內涵 15
第三節 土壤健康的初步認識 17
一、土壤健康的常見限制因素 18
二、土壤健康的具體表現 20
第四節 美國土壤健康理念的發展 24
主要參考文獻 26
第二章 土壤健康評價指標體系及方法構建 28
**節 土壤健康的影響因素 28
第二節 土壤健康對作物產量和品質的影響 30
一、土壤健康對作物產量的影響 30
二、土壤健康對作物品質的影響 31
第三節 判斷土壤健康的主要指標 38
一、國內土壤健康的指標分類 38
二、國外土壤健康的指標分類 42
三、土壤健康評價指標 45
四、康奈爾土壤健康團隊評價土壤健康的指標 48
第四節 土壤健康評價指標體系 49
一、康奈爾大學的土壤健康評價體系 50
二、土壤健康指標評分函數 51
三、土壤健康管理規劃框架 53
四、紐約地區土壤健康評價 55
第五節 土壤健康評價方法 55
一、定性評價方法 55
二、定量評價方法 56
第六節 土壤健康評價指標體系及方法應用 68
一、康奈爾大學土壤健康管理規劃 68
二、美國農業部在土壤健康保護中的作用 73
三、中國在土壤保護中存在的問題和對策 75
主要參考文獻 78
第三章 土壤健康管理 84
**節 有機質與土壤健康 85
一、有機質管理 85
二、有機物質的投入 86
三、作物殘體特征對土壤性質的影響 90
四、不同類型農田的有機質管理 92
第二節 土壤健康的養分管理 94
一、有機質與養分有效性 95
二、改善農場養分循環 96
三、營養來源：商業肥料與有機物質 98
四、商業肥料來源的選擇 100
五、作物價值、肥料成本和肥料率 101
六、施肥的方法和時間 101
七、耕作與肥力管理 102
第三節 土壤健康的水分管理 102
一、水管理：灌溉和排水 104
二、環境問題的管理實踐 109
第四節 土壤健康的耕作栽培管理 118
一、耕作制度的發展 118
二、常規耕作 121
三、局部耕作或少免耕制度 123
四、耕作制度的選擇 126
五、耕作方式的更替 127
六、田間作業時間 127
第五節 土壤污染物管理 128
一、土壤污染 128
二、農田土壤中污染物的來源 129
三、農田土壤污染物的輸入與阻控 131
四、鹽堿土 132
主要參考文獻 134
第四章 土壤健康的實踐 137
**節 美國著名大學在土壤健康方面的實踐 137
一、康奈爾大學的土壤健康評價體系 137
二、加州大學戴維斯分校的土壤健康管理 140
第二節 美國農業土壤健康的實踐 144
一、退化土壤恢復的實踐 144
二、美國大田土壤健康的實踐 145
三、加利福尼亞州葡萄園、杏園土壤健康與精準灌溉實踐 146
四、加利福尼亞州核桃園土壤健康實踐 149
五、美國農業機構對土壤健康的支持 150
主要參考文獻 154
第五章 土壤健康的維護 156
**節 政府機構 157
一、自然資源保護局 157
二、農業服務局 160
三、資源保護局 162
四、加利福尼亞州中心河谷地區水質量管理委員會 163
第二節 科研單位 164
第三節 中介組織和協會 166
一、美國農業行業協會 166
二、其他協會和中介組織 168
第四節 土壤健康維護案例——加利福尼亞州有機綜合核桃農場 177
主要參考文獻 179
第六章 中國的土壤健康 181
**節 中國土壤健康的緣起 181
一、土壤健康認識的起源 181
二、對土壤健康的再認識 184
第二節 中國土壤健康研究進展 187
一、土壤的若干重要功能 187
二、土壤質量與土壤健康 190
三、農業活動對土壤健康的影響 191
四、土壤健康評價 193
五、中國耕地的健康狀況 196
第三節 土壤健康的政府管理與實踐 204
一、土壤健康相關政策與支持 205
二、土壤健康管理的實踐 208
第四節 保障中國土壤健康的若干建議 210
一、加強研究，提升健康土壤構建的科技保障能力 210
二、加快技術示范，促進研發成果推廣應用 211
三、強化宣傳，提高公眾對土壤健康的認識 211
四、加強監管，建立土壤健康監測預警機制 212
五、建立考核機制，把土壤健康管理納入政府工作考核目標 213
六、加大執法力度，促進法律法規保障體系建設 213
主要參考文獻 214
第七章 土壤健康大家談 215
文章1 我所理解的土壤健康 215
文章2 淺析土壤健康 219
文章3 種植綠肥，保障土壤健康 223
文章4 微生物與土壤健康 226
文章5 基于東北黑土地保護的健康土壤 232
文章6 對土壤健康的初步認識 235
文章7 認識土壤健康，保障農業安全 237
文章8 從污染土壤修復到健康土壤培育 241
文章9 對土壤健康的認識及構建健康土壤的若干對策建議 243
附 赴美培訓總結 248
展開全部
土壤健康——從理論到實踐 節選
**章 關于土壤健康 **節 土壤健康概念的提出 一、土壤 土壤是地球陸地表面能生長綠色植物的疏松表層、地球表層系統的重要組成部分，是巖石圈、大氣圈、水圈和生物圈相互作用的產物，即由巖石、氣候、生物、地形等地球表面自然環境因子通過時間共同作用下形成的（圖1-1），常被認為是地球的“皮膚”（geoderma）。土壤的形成過程非常緩慢，一般需要100～400年才能形成1 cm的土層。土壤層是一個動態界面，土壤獨特的疏松多孔結構將其與其他4個圈層連接在一起。巖石與生物之間、空氣與水之間的進入、穿過和包圍，各圈層間的物質交換和能量循環等均通過土壤界面相互作用。土壤的特性和重要性決定了無論是在自然還是在人為管理條件下，它都是人類和地球上其他生命賴以生存的物質基礎，是地球陸地上動物、植物、微生物乃至一切生命體與非生命體的載體。 圖1-1 地球上的土壤（左，圖片由曾希柏提供）及土壤圈與各圈層間的關系（右）（彩圖請掃描封底二維碼） 土壤由各種物質混合組成，包括不同比例的固態、液態和氣態（圖1-2）。土壤的固態成分包括礦物質和有機成分（生物和非生物）。約占土壤體積50%的固態物質由礦物質和腐殖質組成，其中土壤礦物是由巖石經風化作用而形成的不同粒徑大小的顆粒。土壤礦物質種類很多，化學組成復雜，根據顆粒大小可以分為粗砂、中粒砂、細砂、壤土和黏土等。土壤顆粒組成成分強烈地影響著土壤的功能，不同粒徑大小的礦物組分對土壤功能的影響方式不同，同時不同土壤粒徑顆粒的相對比例決定了土壤的質地和結構類別，如圖1-3所示。土壤質地是量化土壤功能的基本特征之一。例如，土壤中黏土的數量和類型可以很大程度地影響土壤結構保持、養分交換和儲存有機物的能力。土壤中黏土礦物一般具有層狀或片狀結構、較大的比表面積，大多數黏土表面帶有負電荷，可以使帶有正電荷的營養離子通過靜電吸附的方式被“粘”在土壤表面。通常，我們把土壤顆粒表面能夠“抓住”帶正電的營養離子并與土壤水或溶液進行交換的能力，稱為土壤的陽離子交換能力（cation exchange capacity，CEC）。含有黏粒物質適中的土壤，一般具有較高的土壤陽離子交換能力，可以更好地保持土壤養分、改善土壤的物理結構和理化特性。按照土壤顆粒大小和組成比例，土壤可以被劃分為砂質土（粒徑大于2 mm的顆粒含量不超過全重的50%，而粒徑大于0.075 mm的顆粒全量含量超過全重的50%的土）、黏質土和壤土（顆粒大小為0.02～0.2 mm）三類。砂質土含沙量大，土壤顆粒大而粗糙，通氣性好，但保水和保肥性能差，滲水速度快。黏質土含沙量少，土壤顆粒粒徑較小，通氣性差，但保水和保肥性能好，滲水速度慢。壤土的性質則介于砂質土與黏質土之間，水與氣之間的矛盾不強烈，通氣透水，供肥保肥能力適中，耐旱耐澇，抗逆性強，適種性廣，適耕期長，易培育成高產穩產土壤。 圖1-2 土壤中固態和孔隙的分布（改編自龔子同等，2015）（彩圖請掃描封底二維碼）固態成分是由礦物質、有機質和生物或生物群組成。毛細孔隙中充滿了水、氣體和生物群落 圖1-3 土壤結構三角形（改編自龔子同等，2015） 除了土壤的固態組成部分，土壤還包括氣態和液態兩部分。按照容積比計算，土壤的固相部分一般約占總體積的50%，氣相和液相部分體積之和一般為50%左右（圖1-2），且在不同類型土壤中存在一定程度的變幅。土壤中的氣體主要存在于土壤孔隙中，絕大部分來自于由大氣層進入土壤的氧氣、氮氣等，還有一小部分是由土壤內生命體的代謝活動而產生的二氧化碳和水蒸氣。土壤中氣相的占比在很大程度上取決于土壤中的液相狀況，兩者處于動態平衡狀況。存在于土壤中的水分主要從地表進入，在水分從地表進入土壤過程中溶解了礦物質和養分。土壤中固態、氣態和液態這三類物質構成了一個矛盾的統一體，它們相互聯系、相互制約，為作物提供必需的生活條件。此外，土壤中還含有各種各樣的有機生命體，包括動物、植物和微生物。 （一）土壤有機質 土壤有機質（soil organic matter，SOM；或 organic matter，OM）是來源于生物體的物質，主要由碳組成，通常與土壤礦物緊密結合在一起。廣義上，土壤有機質是指以各種形態存在于土壤中的所有含碳的有機物質，包括土壤中的各種動植物殘體、微生物及其分解和合成的各種有機物質；狹義上，土壤有機質是指有機殘體經微生物作用形成的一類特殊、復雜、性質比較穩定的高分子有機化合物。有機質按照分解程度可以分為新鮮有機質、半分解有機質和腐殖質。其中，腐殖質是指新鮮有機質經過酶的轉化所形成的灰黑土色的膠體物質，一般占土壤有機質總量的85%以上。 土壤有機質是土壤固相的重要組成成分之一，對土壤中養分離子的保持具有十分重要的作用，這種作用與礦物（黏土等）相類似，但可在更大范圍影響土壤離子養分供給和交換能力。土壤有機質分子結構中含有大量的營養元素，當有機質被土壤生物群體分解時，養分就被釋放出來，供作物吸收利用，既滿足了微生物和其他土壤生物生長活動所需，又可作為作物養分的重要來源之一。土壤中有機質與土壤礦物的相互作用，一般主要以膠膜形式包裹在礦物質顆粒的表面。通常，有機質松軟、絮狀多孔，黏結力比砂粒強，但又比黏粒弱。分解良好的有機質小顆粒可包裹粒徑小的土壤黏粒礦物，形成穩定的土壤團聚體。土壤團聚體可作為土壤結構的一部分，使土壤變得松軟并具有良好的團粒結構，對土壤理化性質起到明顯的改善作用。此外，由于土壤團聚體的形成過程中對碳的固持更穩定，也可以起到碳封存的作用，被視為減緩氣候變化的一個重要過程。 穩定的土壤有機質及其相對較高的含量對土壤的結構性、通氣性、滲透性、吸附性和緩沖性等方面均有重要貢獻。在一般耕地耕層土壤中，有機質含量只占土壤干重的0.5%～2.5%，耕層以下有機質的含量則會顯著降低，但土壤有機質對土壤功能的作用卻是巨大的。在農業生產中，有機質含量常作為衡量土壤肥力的一個重要指標。 （二）土壤孔隙 一般來說，固體土壤顆粒之間的空隙被稱為孔隙，土壤中布滿了大大小小蜂窩狀的孔隙。其中，直徑0.001～0.1 mm的土壤孔隙被稱為毛管孔隙，其中充滿了空氣、水和生物，而水和空氣又是土壤中所有生命必需的。水是促進養分在土壤中運輸和植物吸收養分的介質，也可使微生物（如線蟲和細菌）在土壤中移動。毛管水可以上下左右移動，但移動的快慢取決于土壤的松緊程度。松緊適宜，移動速度*快，過松過緊，移動速度都較慢。土壤孔隙可以使空氣進入，為好氧生物的生長提供所需的氧氣。土壤空氣還對作物種子發芽、根系發育及養分轉化等具有重要的影響。土壤中空氣和水的平衡不僅取決于天氣條件、氣壓狀態，也取決于土壤孔隙的大小。土壤孔隙大小主要與形成孔隙的土壤礦質組成顆粒大小有關，如黏土的孔隙往往比砂土小。此外，與土壤顆粒大小同樣重要的還有土壤顆粒之間通過表面化學、真菌菌絲、微生物和植物分泌物聚集或“聚類”而形成的土壤碎屑或團聚體。 不同類型的土壤，由于顆粒組成等的差異，其固相土粒的大小及形狀也各不相同，決定了其排列的方式并*終導致其孔隙性、結構性的差別。在固相土粒之間的孔隙中可以填充水（溶液）和氣體，因此，土壤固相的差別也在很大程度上有機物等的溶液，其比例因降雨、灌溉等變化而發生相應變化；土壤氣相的組成主要是氮氣（N2）和氧氣（O2），還有比大氣中含量高很多的二氧化碳（ CO2）及其他微量氣體。按容積比計算，土壤固相部分（含有機質部分）一般約占50%，液相和氣相部分之和（孔隙）一般占50%上下（變幅為15%～35%），氣相的比例在很大程度上取決于土壤水（溶液）的狀況。 土壤顆粒大小不一致，土壤團聚體的大小也不同，較大的團聚體由較小的團聚體組成，這些被稱為土壤結構，對應于農業生產中則被通俗地稱為“耕層”。一個健康的、團聚良好的土壤應具有一系列穩定的土壤顆粒和土壤孔隙，如圖1-4所示。土壤孔隙大小及其連續性決定了水在土壤中的流動方式。當土壤變濕后，在重力作用的影響下，與小孔隙相比，水更容易在大孔隙中被排出，這是因為毛細管壓力作用會使較小的孔隙變得更小從而儲存滲入土壤中的一部分水分。植物幾乎可以從所有的毛孔中獲取水分，但當土壤中的毛孔將水分鎖得太緊時，水分將無法被植物吸收利用。因此，一個結構良好、孔隙大小不等的土壤，既可以使土壤中的水分和氧氣在大孔隙和小孔隙中達到平衡狀態，也可為植物根系和土壤生物提供有利的生存環境。 圖1-4 健康土壤包含不同孔徑的團聚體（改編自 Moebius-Clune et al.，2017）（彩圖請掃描封底二維碼） （三）土壤剖面 土壤是母質、生物、氣候、地形和時間五大自然因素及人類活動綜合作用下形成的獨立歷史自然體，盡管在不同地域土層厚度差異很大，但均經過了漫長的時間才發育而成，一般認為需要100～400年才能形成1 cm的土層。不同時間和空間尺度上成土因素的差別，也導致了地球表面土壤的千變萬化，因此，土壤不僅具有自身的發生、發展歷史，同時也具有相應的形態、組成和結構。在漫長的成土過程中，受前述各因素的綜合影響，土壤的顆粒及礦物組成、各種元素含量等均會隨土層深度的變化而發生相應變化，從而使土壤具有了一定的剖面層次。按照蘇聯土壤學家道庫恰耶夫（В.В.Дοкучаев）的成土學說，常見的土壤剖面一般具有3個基本的層次，分別為 A層即地表的*上層，亦為腐殖質聚積層（或淋溶層）；B層即淀積層，一般黏粒和土壤中其他可移動的物質在該層淀積； C層即母質層，由不同程度的風化物構成，位于 B層之下（圖1-5）。此外，C層之下通常為母巖（ R層）。其后的研究者又在此基礎上，對土壤層次做了更詳細的劃分，如淋溶層（ A層）、潛育層（ G層）、耕作層（ Ap1層）、犁底層（ Ap2層），并將淀積層進一步劃分為黏粒淀積層（Bt層）和碳酸鈣淀積層（Bk層）。 圖1-5 典型剖面構型及土壤剖面圖（圖片由曾希柏提供） 土壤剖面構型是影響土壤肥力和生產力的重要因素之一。不同剖面構型的土壤，水分和養分的運移、植物根系的生長和伸展等均不相同，因此，對植物生長和產量的影響也各異，所表現出的肥力等也不盡一致。良好的土壤剖面構型，既有利于作物根系生長，又有利于保水保肥，反之亦然。 （四）土壤生物 土壤不僅為植物提供必需的營養和水分，也是土壤動物和微生物賴以生存的棲息場所，因此可以說土壤是一個不折不扣的生命共同體。土壤科學家認為，當
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