农业土壤学基础知识【汇集4篇】

【引言】阿拉题库漂亮网友为您分享整理的“农业土壤学基础知识【汇集4篇】”范文资料，以供参考学习，希望这篇文档资料对您有所帮助，喜欢就下载分享给朋友吧！

农业土壤学基础知识【第一篇】

关键词：农地资源；调查；综合评价；罗田县凤三养生走廊

中图分类号： 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）11-2695-05

农地资源利用效率直接影响到我国农业的可持续发展，而准确的农地资源评价是农地资源合理利用的基础[1，2]。随着人们对农地资源系统性认识的加深，农地资源评价研究经历了从单项资源评价到资源整体综合评价的发展过程。当前单项资源评价集中在水、土地、气候和化肥等方面，如采用频度统计法、专家咨询法、谱系聚类法之分裂法、理论分析法等多种方法相结合构建农地资源利用评价指标体系[3-6]。更多的农地资源评价研究着眼于区域农地资源整体，逐步走向农地资源综合性评价，并开始注重农地资源可持续利用评价研究。有利用综合指数法、区位熵法等评价方法对主要农地资源（土地资源、气候资源与社会资源）进行定量分析，并在此基础上利用资源优势度分析法进行综合评价[7-10]。而当前对大别山地区农地资源的研究较为缺乏，因此本研究以罗田县凤三养生走廊典型农地为研究对象，对该区域农地资源进行调查，并构建指标体系，进行综合评价，以期对该区域今后农地资源可持续利用和综合开发提供依据。

1 研究区域概况

以罗田县凤三养生走廊为研究区域，范围涉及罗田县凤山镇、三里畈镇和大河岸镇3个镇的33个村或街道办事处，包括三里畈镇的温泉村、桥头湾、尤河嘴、古塘河、新铺村、叶家湾、宜林村、六家坳等11个村，凤山镇的鸟雀林、中石源河、花石桥、栗子坳、土门坳、河东街、三里桥、黄道山等15个村或街道办事处，大河岸镇的高庙村、罗家嘴、周家嘴、石井头、枫树湾、滚石坳、闵家河等7个村。

根据罗田县凤三养生走廊确定的行政范围，结合2009年底罗田县第二次土地现状调查数据分析表明，凤三养生走廊土地总面积为13 hm2，其中农用地为11 hm2，占土地总面积的%；建设用地1 hm2，占土地总面积的%；其他土地 hm2，占土地总面积的%。

2 农地资源调查取样

调查单元的划分

根据罗田县凤三养生走廊农地资源分布情况及行政村范围，结合实际踏勘线路，将凤三养生走廊划分为39个评价单元，其中农地资源评价单元为35个（图1）。

调查取样

以35个农地资源评价单元为依据，分别组织土壤测验、农业规划相关人员于2012年2月27日～3月5日先后3次对评价单元逐一取土采样，采样覆盖了凤三养生走廊区内全部典型农地地块，符合农地资源评价调查标准，可满足农地资源评估的需要。

3 农地资源调查评价指标体系与测度

指标体系的建立

根据农地资源调查评价指标体系科学性与可操作性、系统性与完整性、评价指标相对独立性的构建原则[11]，结合罗田县凤三养生走廊农地资源实际，构建农地物理指标、土壤主要养分指标以及基础设施指标等三大项目层，并在此基础上明确具体指标[12，13]，共确定10项指标：地貌类型、坡度、耕层质地、pH、有机质、有效磷、速效钾、碱解氮、农田灌排条件、交通通达能力，见表1。

构建的指标体系中有定性描述性指标，为使构建指标可量化，需对指标进行度量，具体指标赋值说明如下。

1）地貌类型：根据农地资源调查评价相关标准，结合罗田县实际地貌情况，进行度量确定：水网平原赋值为，河谷平原赋值为，低丘赋值为，高丘地貌赋值为。

2）坡度：根据全国第二次国土资源调查的相关数据，确定小于2°为1级，赋值为；2°～6°为2级，赋值为；6°～15°为3级，赋值为；15°～20°为4级，赋值为；20°～25°为5级，赋值为。

3）根据实际踏勘采集土壤样本，明确评价单元内耕层质地情况，确定黏壤土赋值为；壤土赋值为；黏土赋值为；砂土赋值为。

4）pH：根据农地资源调查评价相关标准，确定的赋值为；～的赋值为；～的赋值为；～的赋值为；～的赋值为。

5）有机质：根据农地资源调查评价相关标准确定：农地有机质含量小于10 g/kg的赋值为；10～20 g/kg的赋值为；20～30 g/kg的赋值为；30～40 g/kg的赋值为；大于40 g/kg的赋值为。

6）有效磷（碳酸氢钠法）：根据农地资源调查评价相关标准确定：农地有效磷含量小于5 mg/kg赋值为；5～10 mg/kg赋值为；10～15 mg/kg赋值为；15～20 mg/kg赋值为；20～30 mg/kg赋值为；30～40 mg/kg赋值为；当有效磷大于40 mg/kg反而起到副作用，赋值为。

7）速效钾：根据农地资源调查评价相关标准确定：农地速效钾含量小于50 mg/kg赋值为；50～80 mg/kg赋值为；80～100 mg/kg赋值为；100～150 mg/kg赋值为；有效磷大于150 mg/kg赋值为。

8）碱解氮：根据农地资源调查评价相关标准确定：农地碱解氮含量小于50 mg/kg赋值为；50～80 mg/kg赋值为；80～100 mg/kg赋值为；100～150 mg/kg赋值为；有效磷大于150 mg/kg赋值为。

9）农田灌排条件：根据对凤三养生走廊实际踏勘确定：有新建硬化沟渠，认为其农田灌排条件很好，赋值为；如仅有老旧的土质灌排系统，认为其农田灌排条件一般，赋值为；如农田无明显灌排系统，则认定其农田灌排条件很差，赋值为。

10）交通通达能力：根据对凤三养生走廊的农地交通通达能力调查情况，确定：如有县级以上道路，认为其农田交通通达能力很好，赋值为；如有县级道路，认为其交通通达能力较好，赋值为；如有乡村道路，认为其交通通达能力一般，赋值为；如仅有田间机耕道，则认定其农田交通通达能力较差，赋值为；如仅有田间人行道，则认定其农田交通通达能力很差，赋值为。

指标权重的确定

在多指标定量综合评价中指标权重的确定尤为重要。目前关于指标权重的确定方法主要有主观赋权法和客观赋权法两类。其中主观赋权法是由具有丰富专业知识的专家凭借经验来确定指标权重，但在实际应用中由于客观因素的复杂性和不确定性，导致主观上对各因素的重要程度难以作出精确的判断，因而需与客观赋权法相结合。客观赋权法得出的权重独立于人的偏好以及经验，克服了主观赋权法的不足。本研究采用主观赋权法和客观赋权法相结合综合确定各指标的权重。首先由具有丰富专业知识的专家凭借经验认为土壤常规5项养分指标对农地资源评价的影响最大，其次为农地物理指标，最次为基础设施指标。因此，综合指标权重确定农地物理指标为，土壤养分指标为，基础设施指标为。采用客观赋权法中的熵权法确定各指标的权重，对主观赋权和客观赋权再进行平均确定综合权重，见表2。

综合指数的测度

根据农田评价单元各指标权重和土壤调查、分析测试结果，计算出综合分值，结合农地地力分等定级综合评价指数方案（表3），即可得出农地资源评价单元综合等级状况。

4 农地资源综合评价结果与分析

农地资源包括耕地、园地、林地、草地以及养殖水域等，但根据凤三养生走廊农地资源中林地多为有林地，以及养殖水域和草地很少的现状，本研究主要对区域内的耕地和园地进行综合评价。根据现场踏勘取样获取的现状信息和实验仪器对土壤主要养分指标的检测结果，以罗田县土地利用现状图作为工作底图，利用ArcGIS软件对指标体系确定的10项指标进行单要素分析。

农地物理指标分析

地貌类型 凤三养生走廊区内农地资源以低丘和河谷平原为主，其中河谷平原主要分布在新昌河新浦村、义水河宜林村、鸟雀林村、罗田河石井头村、闵家河村；花石桥村附近部分为高丘地貌；其他区域主要以低丘地貌为主。对应评价单元最终确定第1、2、6、8、35、36、37评价单元为河谷平原地貌；第27评价单元为高丘地貌；其余评价单位为低丘地貌。

坡度 研究区域内的农地资源坡度以二、三级为主，其占总量的%；一级占总农地资源的%；4级和5级比例较小，占总量的%。农地资源坡度等级一级主要集中在新昌河新浦村、义水河宜林村、鸟雀林村、罗田河石井头村、闵家河村；二、三级主要分布在以低丘地貌为主的大部分区域，四、五级零星分布在花石桥村、登场坳村等区域。就坡度一项而言，凤三养生走廊内的农地资源土地平整度状况一般，农地坡度主要集中在10°～15°。

耕层质地 耕层土壤质地是土壤物理性质之一，指土壤中不同大小的矿物颗粒的组合状况。土壤质地与土壤通气、保肥、保水状况及耕作的难易有密切关系；土壤质地状况是拟定土壤利用、管理和改良措施的重要依据。虽然土壤质地主要决定于成土母质类型，有相对的稳定性，但耕作层的质地仍可通过耕作、施肥等活动进行调节。调查结果表明，罗田县凤三养生走廊区内农地资源耕层质地主要是砂土和黏土，其中黏土分布在新昌河、义水河、罗田河的河谷平原区域；低丘岗地等主要是砂质土。

土壤主要养分指标分析

土壤pH 对照我国土壤pH划分，研究区域内的农地酸碱度较好，pH在～，以中性和弱酸性为主。主要位于～和～两个区间，其中～主要分布在中部低丘地区，～主要分布在新昌河和罗田河河谷平原区。

土壤有机质 研究区域土壤有机质含量差异性较大，最小值仅 g/kg， 最大值达 g/kg，含量较高的主要分布在三里畈镇内新昌河以东义水河以北的区域，含量较低的分布在凤山镇及大河岸镇，但总体有机质含量较低，大多数区域的有机质含量在30 g/kg以下。

土壤有效磷 在农业生产中一般采用土壤有效磷的指标来指导施用磷肥。土壤有效磷含量是决定磷肥有无效果以及效果大小的主要因素。

研究区域内土壤有效磷含量的差异性很大，最高值为 mg/kg位于鸟雀林村，最小值位于枫树湾村，仅 mg/kg。整体上土壤有效磷含量较好，大部分属于三级以上。但需指出的是有部分地区土壤有效磷含量明显超出40 mg/kg的合理值，实践证明，土壤有效磷含量过高并不利于作物增产。

土壤速效钾 钾肥能够促进作物的光合作用，促进作物结果和提高作物的抗寒、抗病能力，从而提高农业产量。研究区域内土壤速效钾的含量处于四级和五级两个级别之间，无一、二、三等级，其土壤速效钾含量远低于一级150 mg/kg的标准值，最高值为 mg/kg位于三里畈镇新铺村，最小值仅 mg/kg，位于枫树湾村。其中四级主要集中在大金湾、古塘河村、新铺村附近。可见，凤三养生走廊内土壤速效钾的含量整体偏低，因此，建议在今后一段时期内对调查范围区内的农业用地增大钾肥施用量。

土壤碱解氮 元素氮对作物生长起着非常重要的作用，研究区域内土壤碱解氮的含量处于三、四、五级三个级别，无一、二等级，其土壤碱解氮含量远低于一级150 mg/kg的标准值，最高值为 mg/kg，位于三里畈镇宜林村，最小值仅 mg/kg，位于大河岸镇高庙村。其中含量较高的三级主要集中在宜林村、叶家湾村、大金湾村附近。由此可见，凤三养生走廊内土壤碱解氮的含量整体偏低。

基础设施指标

农地灌排条件 排水良好的农地不易受侵蚀，易于机械化耕作。因此，在农地资源评价过程中需考虑到农田灌排情况。在对凤三养生走廊35个农地评价单元进行实地踏勘后，发现其范围内主要存在有因农田土地整理而修建的硬化沟渠，有20世纪70年代修建开挖的老旧灌排系统，也有相当部分区域无明显灌排系统。

农地交通通达能力 凤三养生走廊位于罗田凤三镇、三里畈镇以及大河岸镇的核心区，区内有318国道、省道长三线、胜麻线等，主要村湾也已由乡村硬化道路相连，整体农地交通通达能力较好。但也有少量区域农地因低丘冲积扇改造而成，农地内部道路等级较低，通达能力较弱。农地通达能力较弱的区域主要分布在罗家嘴村、七里牌村、登场坳村、花石桥村、古唐河村等区域。

农地资源综合评价结果

结合各单要素数据，计算各评价单元的综合得分，见表4。根据各评价单元综合得分，结合农地资源综合指数测度方案，利用ArcGIS对单要素叠加分析，得到农地资源综合评价分级图（图2），从图2可以看出，凤三养生走廊区内没有一级农田，只有二到六级农田，且以四级和五级的农田居多，由此可见，凤三养生走廊区域内农地资源总体状况处于中等偏下水平。但区域内农地资源也存在较大差异性，其中较好的二级农田主要分布在宜林村、大金湾村一带，其次主要分布在新昌河与义水河冲积河谷平原地带，如古塘河村、叶家湾村、新铺村等。

5 结语

1）该研究利用GIS空间分析和多源信息复合分析对罗田县凤三养生走廊农业用地进行综合评价，比较深入地分析了研究区自然土壤要素、基础设施条件的地域差异。同时，所选基本单元不是采用传统的以行政单元为基础，而是依据现状地类， 打破了行政区界，使得各行政单元内部的综合评价状况有了较大变化，从而为乡（镇）、行政村内部因地制宜的管理提供了参考。

2）研究表明区域内无一级农田，且以四级和五级的农田居多，农地资源总体状况处于中等偏下水平。主要原因是：区域内农地以低丘岗地为主，土壤主要为砂质土，土壤有机质、碱解氮、速效钾的含量整体偏低。

参考文献：

[1] 陈印军，卢 布，杨瑞珍，等。农地资源管理研究发展趋势与未来展望[J].中国农业资源与区划，2007，28（6）：21-25.

[2] 孙进群，雷 娜。我国农业资源评价与利用研究[J].安徽农业科学，2010，38（36）：20899-20901.

[3] 黄初龙，邓 伟，杨建锋。农业水资源可持续利用评价指标体系构建及其应用[J].农业现代化研究，2005，26（6）：422-425.

[4] 石丽忠，陈金良，迟道才，等。辽宁省农业水资源多维耦合评价指标体系研究[J].中国农村水利水电，2008（3）：9-12.

[5] 王宗明，张 柏，宋开山，等。东北地区农业土地资源潜力评价模型及其应用[J].生态科学，2008，26（4）：351-360.

[6] 高桂芹，齐作辉，董玉武。唐山市农业气候资源DTOPSIS优势分析[J].气象科技，2008，36（2）：202-205.

[7] 于伯华，吕昌河。基于DPSill模型的农业土地资源持续利用评价[J].农业工程学报，2008，24（9）：53-58.

[8] 陈生永，鞠敏睿。土地资源综合评价研究进展[J].水土保持应用技术，2011（5）：25-28.

[9] 程绍文，张 毅。湖北省农地资源及其利用评价研究[J].中国人口资源与环境，2005（1）：35-39.

[10] 姜文来，罗其友。区域农地资源可持续利用系统评价模型[J].经济地理，2000，20（3）：78-81.

[11] 幸 莉。四川省农地集约利用评价及影响因素研究[D].成都：四川农业大学，2011.

农业土壤学基础知识【第二篇】

关键词：物联网；农业；土壤监控；系统

浙江省供销社课题：“基于物联网的农业用地土壤智能监控系统的研究”（课题编号：13SS10）

中图分类号：F32 文献标识码：A

收录日期：2015年10月26日

我国是一个耕地紧缺的人口大国。近年来，随着环境日益恶化和城市化进程，人口增多和可用耕地面积减少成为不可逆转的矛盾。在自然经济条件下的传统农业生产存在管理粗放，生产技术落后，抵御自然灾害能力差，滥施化肥、农药导致土壤环境恶化，生态系统功效低等问题，农业生产方式改革刻不容缓。土壤环境直接影响着农作物的生长状况，而农作物的生长又会反作用于土壤环境，因此对土壤环境进行实时监控、及时调整相关参数，能够有力促进农作物增产增收。土壤监控系统可以根据不同的监控对象和场合，利用多种先进的传感器和信息技术手段采集、存储、分析、利用土壤环境信息，科学决策农业生产。

一、物联网技术应用于我国农业

进入21世纪以来，随着以传感技术为代表的智能识别技术快速发展、移动通信网的扩容和多种智能终端设备的迅速普及，物联网（IOT）技术在现代农业中的应用逐步拓宽。现代农业生产管理涉及土壤信息采集、智能信息处理、农业信息库、专家系统、智能农机设备、市场分析等多个方面，涵盖了生物、信息、机械、经济等多个领域，呈现出多学科交叉的特点。

国外对农业物联网和土壤环境监控的研究较早，以欧美为代表的发达国家，在信息技术和大规模农业生产方面积累颇多，目前他们在农业信息网络建设、农业信息技术开发、农业信息资源利用等方面，利用“5S”技术（GPS、RS、GIS、ES、DSS）、环境监测系统、气象和病虫害监测预警系统等，对农作物生产进行精细化管理和调控，节约了人力资源，优化了种植水平，取得了较大成就。

我国农业存在耕地高度分散、生产规模小、时空变异大、量化和规模化程度差、稳定性和可控程度低等问题，另外由于广大农民知识水平较低，过于复杂的农业信息化设备难以得到推广应用。农业物联网的研究带动了土壤环境监控系统的发展，不仅能给农业生产带来科学管理和高效益，也为农业信息化提供了可靠的硬件基础，其快速发展将为中国农业与世界同步提供发展平台，也将对传统农业产业升级起到巨大的推进作用。

二、土壤监控系统需求分析

土壤环境涉及到害虫分布密度、空气温度、空气湿度、光照强度、风速风向、降雨量、土壤湿度、土壤温度、各项有机质、微量元素和农作物生长形态等多种相关参数。土壤环境对于农作物的生长发育具有重要影响，对土壤环境实施全方位实时监控，及时调整相关参数，可以有力促进农业增产增收。

现有土壤监控网络大多存在网络建设成本高、公共网络接入速率低、操作复杂、网络覆盖范围小、信息难以共享等不足，一定程度上影响到土壤环境监控网络在现代农业生产中的普及推广。基于农业物联网架构的土壤环境监控系统可以达到低成本、低功耗、大区域、多参数、多地点、高接入速率等要求，并实现空气温度、湿度、土壤湿度、光照强度及水环境PH值和农作物生长形态的多参数实时在线监控。

实现土壤环境监控可以在农业生产现场设置多个参数感知节点，准确感知土壤环境信息和作物信息，通过标准化的传感网络汇集到网关。在多地布设土壤环境监控点，即可实现省级乃至全国范围的土壤情况信息共享，也可以将数据存储在服务器，用作农业基础数据库，指导农业生产，有利于防治各类病虫害和气候环境灾害，达到提高农产品产量和品质的目的。

三、土壤监控系统整体设计

（一）系统架构设计。土壤监控系统支持GPRS组网与3G移动通信网、TCP/IP网络的连接，通过GPRS进行无线数据的传输。GPRS是在现有GSM网络上开通的一种新型的数据传输技术，采用分组交换方式，提高了无线信道和核心网络的使用效率。在土地上安置基于无线传感网络的感知节点，利用节点的数据采集模块获取数据参数，即土壤湿度、土壤酸碱度、光照度等。采用异构数据存储土壤数据，提高存储能力和使用效率。采用ARM9微处理器平台的嵌入式协调器网关，内嵌Web服务器，支持远程客户对协调器网关的访问控制。

农业用地土壤智能监控系统将无线传感器网络与因特网、3G网络有机融合，系统架构可分为三层分：感知层、网络构建层和应用层。感知层由若干感知节点组成，搭载多参数传感阵列以获取田间信息，负责土壤监控数据的采集，可以在多点分别设置感知节点，保证数据采集的有效性；网络构建层设备即协调器网关，包含了ZigBee协调器模块、3G模块和以太网模块，主要负责系统的无线数据通讯，可以实时数据传输；应用层的农业环境监控中心由SQL数据库和Web服务器构成，负责数据存储和信息，并可根据实时和存储的数据查看土壤情况、绘制土壤情况波形图，提供智能土壤分析功能，为科学农业管理提供决策依据。

（二）系统工作流程。土壤监控系统的具体工作流程首先由土地中布置的众多感知节点将采集到的土壤状态数据汇聚到协调器网关，协调器网关负责将数据转发给远程农业环境监控中心进行存储。农业环境监控中心服务器可以根据历史数据或曲线形式显示土壤环境变化过程，并根据数据提供智能分析，农户可以通过智能手机、PC或其他智能终端访问查询环境参数，根据土壤环境变化进行合理的农业操作，也可以对感知节点和协调器网关进行控制管理操作。

四、土壤监控系统功能设计

（一）功能设计考虑因素。土壤监控系统应该能够实现多地点、多参数的监测功能。多地点是指感知节点可以被布置到多个需要监测的区域，并能统一协调进行同步数据采集。多参数是指单一节点要能够同时获取多个环境参数，将多种传感器布置在同一节点上，以充分了解农业现场信息。同时要能满足农业专家、农业技术人员、普通农民能随时随地的访问信息，以科学决策、指导、实施农业生产。考虑到我国从业农民主体上文化程度不高，应当尽量降低用户使用“门槛”。从系统在农业田间安装、管理和维护，到农户使用，每个环节都应简单易用，以提高农民使用的积极性。系统设计要尽量低成本、高效率，成本是限制农业土壤监控系统普及推广的重要因素。高效的数据处理能力、工作的稳定性是系统得到广泛应用的前提。

（二）功能模块设计。基于GPRS平台的无线监控系统由监控中心和监控终端两部分组成。监控中心是PC机与数据通信模块的组合，数据通信模块包括控制模块和GPRS无线模块；监控终端是数据通信模块与受控设备的组合。其中，监控中心的PC机及数据通信模块完成控制参数和查询命令的设置与发送以及响应监控终端的请求，监控终端的GSM/GPRS调制解调器接收控制参数和查询命令并传送给受控设备，同时将所接收到的受控设备的应答数据或操作受控设备的操作结果及状态信息回送给监控中心，监控中心的数据中心存储监控终端发来的信息，以备操作维护人员的查询，对监控终端进行及时有效的操作，使监控终端正常运行。

根据对系统结构的分析，可将系统分为以下几个功能模块：（1）节点的数据采集模块：需检测的土壤通过相关传感器，获取数据参数，即土壤湿度、土壤酸碱度、光照度等；（2）基于GPRS的无线传输控制系统：基于GSM/GPRS网络的远程无线监控系统利用其双向传输的特点，可方便地实现对于需要在田地上监测、操作和维护设备的远程控制和信息采集，实现对系统设备实行遥信、遥测和遥控；（3）监控中心模块：服务器端的监控中心可以实时查看、分析从节点上传的土壤监控数据，并对监控数据进行存储。可以根据数据绘制动态数据图形，并提供智能数据分析，为用户农业操作提供参考。农户可以通过PC或智能手机登智能终端设备实时查看土壤监控数据。

五、结论

土壤监控系统的研究应用于农业中，实现了远距离土壤湿度、土壤酸碱度、光照度测量等功能，可以快速对某区域的土壤进行测量，并实时绘出浓度分布曲线以及其随时间改变的规律，从而为灌溉、施肥等农业操作提供数据参考，具有重大的社会意义和经济价值。对于促进我国物联网技术和农业经济快速发展有着深远影响，其市场前景也十分广阔。

主要参考文献：

[1]樊志平，洪添胜。柑橘园土壤墒情远程监控系统设计与实现[J].农业工程学报，

农业土壤学基础知识【第三篇】

当前我国农产品质量与安全问题，越来越引起社会广泛关注。引发农产品质量不良的因素，包括自然与人为两个方面，其中生态环境，即水、土、气、生等方面的污染，是导致农产品品质不良的重要根源。以往人们关注的是“蓝天、碧水”，认为只要天蓝，水碧，就能保证农业环境及其产品质量安全。岂不知，除了“蓝天、碧水”外，更重要的是保证土壤质量的安全，只有保证了“净土”、才能保证“洁食”，才能保证人类生命的健康与安全，最终才能保障整个社会的稳定与发展。相反，如果没有“净土”，土壤中的有害气体将影响大气，土壤中的有毒物质也会影响到水体，致使天不再蓝，水不再碧，即使天蓝、水碧，也会有毒害物质飘在空中，溶在水中，或进入土中。因此，对农产品质量安全而言，“净土、洁食”比“蓝天、碧水”更加重要，都是同等重要的战略性安全问题。

土壤污染是农产品不安全的源头

不洁净的土壤是指遭受不良物质污染的土壤。土壤污染包括重金属污染、农药和持久性有机化合物污染、化肥施用污染等多方面。

随着人口增加及经济发展，我国面临的土壤环境安全问题越加突出。据统计，我国重金属污染的土壤面积达2000万公顷，占总耕地面积的1／6。因工业“三废”污染的农田近700万公顷，使粮食每年减产100亿公斤。其中，在一些污灌区土壤镉的污染超标面积，近20年来增加了14．6％，在东南地区，汞、砷、铜、锌等元素的超标面积占污染总面积的45．5％。有资料报道，华南地区有的城市有50％的农地遭受镉、砷、汞等有毒重金属和石油类的污染。长江三角洲地区有的城市有万亩连片农田受镉、铅、砷、铜、锌等多种重金属污染，致使10％的土壤基本丧失生产力，也曾发生千亩稻田受铜污染及水稻中毒事件，一些主要蔬菜基地土壤镉污染普遍，其中有的市郊大型设施蔬菜园艺场中，土壤中锌含量高达517毫克／千克，超标5倍之多。

其次，我国农药总施用量达131．2万吨（成药），平均每亩施用931．3克，比发达国家高出一倍。特别是随着种植结构的改制，蔬菜和瓜果的播种面积大幅度增长，这些作物的农药用量可超过100公斤／公顷，甚至高达219公斤／公顷，较粮食作物高出1～2倍。农药施用后在土壤中的残留量为50％～60％，已经长期停用的六六六、滴滴涕目前在土壤中的可检出率仍然很高。据调查，一些名特优农副产品中，有机磷检出率100％，六六六检出率95％，超标2．4％。另在全国16个省的检查结果，蔬菜、水果中农药总检出率为20％～60％，总超标率为20％～45％；因蔬菜、水果农药残留引起人畜中毒死亡事件时有发生。据不完全统计，华南地区的中心城市自1997年至2001年共发生因蔬菜农药残留引发的食物中毒事件28起，中毒415人，个别地市高毒、高残留农药每年造成急性中毒5～7宗，受害人数约300人。类似的急性中毒事故在长江三角洲地区也有发生。值得注意的是，近年来沿海大部分地区的大田耕地土壤中持久性毒害物质大量积累，2000年太湖流域农田土壤中，15种多氯联苯同系物检出率为100％，六六六、滴滴涕超标率为28％和24％。令人不安的是，许多低浓度有毒污染物的影响是慢性的和长期的，可能长达数十年乃至数代人。

第三，过量施用化肥也会造成土壤污染。90年代，全世界氮肥使用量为8000万吨氮，其中我国用量达1726吨氮，占世界用量的21．6％。我国耕地平均施用化肥氮量为224．8公斤／公顷，其中有17个省的平均施用量超过了国际公认的上限225公斤／公顷，有4个省达到了400公斤／公顷。据31个省、市、自治区的调查，目前在农业结构改制后的蔬菜、瓜果地里，单季作物化肥（折合纯养分）用量通常可达569～2000公斤／公顷以上，如一些蔬果种植大县的化肥平均用量已达1146公斤／公顷；滇池区蔬菜花卉基地，一季作物氮磷肥用量（纯养分）达687公斤／公顷，最高可达3300公斤／公顷；其化肥用量远高于全国平均水平（390公斤／公顷），较之世界用化肥首户的荷兰还高出一倍多；每年农田使用化肥氮进入环境的氮素达1000万吨左右，有些地区饮用水及农产品中，硝态氮和亚硝态氮的含量均明显超标。2000年下半年，华南地区有的城市监测到菜地土壤硝酸盐含量超标率为33．1％；据中国农科院对某地32种主要蔬菜调查，蔬菜硝酸盐含量比80年代初增加了1～4倍，其中有17种蔬菜硝酸盐含量超过欧盟提出的最低量标准；2001年长江三角洲的个别省份农产品出口由于监测不合格而损失数亿美元。

综上所述，近年来我国的土壤污染正在向不同尺度的区域性发展，并对各种农产品品质产生严重影响。特别是我国东南沿海经济快速发展地区，土壤及环境污染问题严重。主要表现为：1．持久性微量毒害污染物已成为新的、长期潜在的区域性土、水环境污染问题；2．大气中有害气体细粒子和痕量毒害污染物构成了土壤与大气的复合污染，城市光化学烟雾频繁并加重；3．农田与菜地土壤受农药／重金属等污染突出，硝酸盐积累显著，已严重影响农产品安全质量及其市场竞争力；4．珠江三角洲和太湖流域土壤和沉积物中有机氯农药残留普遍，已发现一些多环芳烃和多氯联苯等有害污染物的潜在高风险区。

造成如此严重的污染，除了自然原因外，人为活动是产生土壤与环境污染的主要原因，尤其是近20年来，随着工业化、城市化、农业集约化的快速发展，人们对农业资源高强度的开发利用，使大量未经处理的固体废弃物向农田转移，过量的化肥与农药大量在土壤与水体中残留，造成我国大面积农田土壤环境发生显性或潜性污染，成为影响我国农业与社会经济可持续发展的严重问题。

应当指出，由于土壤污染具有隐蔽性，潜伏性和长期性，其严重后果仅能通过食物给动物和人类健康造成危害，因而不易被人们察觉。因此，改善生态环境，保护土壤质量，控制与修复土壤污染，才能实现农业安全，保证人畜健康。

值得商榷的几种认识

针对当前农产品质量安全问题，社会上有各种提法。如建立“无公害农业”、“绿色农业”、“有机农业”、“绿色食品”、“生态农业”等。的确，21世纪的农业应该建立以“生态农业”为标志的现代化农业，但生态农业并不等于或不能完全保证农产品是安全的。如果不能从本质上实施生态农业的基本原则，杜绝有害物质的介入，不能通过整个农业生产体系与全程质量控制来保证农产品质量安全，则上述的这些提法均是无济于事的。下面就相关问题进行商榷。

1．“有机”不能替代“无机”，有机肥并非是最“洁净”的

人们一般认为有机肥培肥土壤是最安全的。这种认识是不全面的。第一，农业增产的实践证明，1公斤化肥，可增产5公斤～10公斤粮食。我国粮食的增产，有30％～35％是靠施用化肥取得的，化肥的贡献不容忽视。正确地说，化肥和有机肥的配合施用才是最有效的增产措施。第二，从对环境的污染看，无论是化肥还是有机肥，只要施用不当，均会出现污染。过量施用化肥是有害的，但有机肥若用量过大，腐熟不全，施用季节不当，也会对水圈、生物圈与大气圈产生污染。特别应注意的是，当前农村中的有机肥有不少是来自含化学激素或重金属等饲料饲养的畜禽排泄物，不少企业制造的商品有机肥的原料也不纯净。因此，有机肥也会变成引发土壤污染的根源。第三，目前社会上提出的“无公害”、“绿色”、“有机食品”以及A级、AA级“绿色食品”等，是以不使用或少用化学合成物质（化肥、农药、食品添加剂等）为主要标准的，其中以有机食品为最高等级。然而，这些标准还有待于国家对土壤与农产品质量标准与监测体系全面建立和完善后才能真正做到。对此，我们必须要有清醒的认识。

2． “无土栽培”不能代替“净土”种植

随着农业经济的不断发展，各地已广泛建立了农业科技示范园或基地，并以高度集约的方式，进行无土栽培，取得了可喜的成绩，解决了部分城市的蔬菜、瓜果供给，获得了很好的经济、社会效益。但从国家的粮食总体需求来看，至少在近阶段（几十年甚至几个世纪）仍然不能取代广阔的农业耕地。因此，必须在发展无土栽培蔬菜、瓜果的同时，继续强化全国耕地土壤肥力的培育与土壤污染防治，用“净土”生产粮食，造福于人民。

3．目前的“生态农业”并非等于安全农业

所谓“生态农业”是以生态理论为基础，以现代生态农业技术为手段，以农业可持续发展为核心，通过农业与环境，生态与经济的平衡，达到农业安全与人类健康的最终目标。在建设生态农业过程中，必须注意贯彻生态学原理，做到生态系统的良性循环，保持系统功能的稳定性与持续性；将农业安全与人类健康列为首位，建立多层次的持续高效的农业生态系统，并按区域特点建立生态区域模式。从而使现代生态农业在促进地区与国家经济发展方面起重要推动作用。生态农业是综合复杂的系统工程，需要与国家及地区的农业现代化建设相结合，核心是农业安全与人类健康。其中土壤与环境质量是农业生态工程的重要内容。这是一项需要投入实力，坚持不懈，科学实施的宏大工程。而目前多数地方多只是停留在口号和概念上，尤其不注意农业安全与人类健康。大家应对此有清醒认识。

4．“净土”不等于“洁食”

的确，洁净的土壤只是生产质量安全农产品的基本保证。事实上，洁净基地生产出的清洁农产品，还需经过储存、运输、深加工、市场流通直至餐桌等诸多过程。只有经过了这些全过程质量控制，最后到达餐桌仍是清洁的，才算农产品的真正安全。因此，在农业安全生产中，除了从防治土壤污染这个源头抓起外，还必须注意防治产地环境、生产过程、流通环节中所产生的污染问题，并通过建立与制定国家与地方一系列的农产品规范，完善质量认证、监测、管理、法制等体系建设，严格控制农产品的“全程清洁”生产，才能使农业安全得到可靠保障。 转贴于

保护和治理土壤与环境质量的建议

1．开展全国土壤质量本底调查，建立全国土壤质量监测网络，为实现农产品的安全生产提供保障

我国土壤资源丰富，土壤类型复杂多样，不同利用方式、不同投入水平、不同管理模式均对土壤质量产生影响。虽然已经进行过两次全国性的土壤普查，但最近的一次已经过去了20多年，当时所获得的有关土壤环境质量的信息甚少，不能满足当今农业生产，特别是农产品质量安全生产的需要。如最近在太湖地区进行的土壤质量调查，其结果表明土壤质量的空间变异很大，环境质量状况令人担忧。如果不全面摸清各地土壤质量本底情况，针对不同质量土壤进行农业清洁生产，就根本不能保障农产品的质量安全。因此，在全国范围内进行土壤质量的本底调查十分紧迫。

目前，国家有关部门也正在推动全国性的与土壤质量有关的调查，如国土资源部的农业环境地球化学调查；国家环境保护总局的土壤污染调查；农业部的耕地 质量调查与评价以及中国科学院的土壤质量研究等。但从目前的进展来看，各部门的侧重点均有所不同，缺乏必要的统一与整合，造成工作重复和资源浪费。因此，建议国务院组织、协调有关部门，加强资源和技术的整合，逐步、分区、分阶段地开展基于农产品质量安全的全国性耕地土壤环境质量调查与评价工作，并建立长期的动态监测体系。

2． 尽快修订土壤环境质量标准，加强土壤有机与激素类污染物质的监测和研究，并尽快与国际接轨

目前，就农业生产中污染物而言，FAO（联合国粮农组织）迄今已公布了相关限制标准共2522项，美国则多达4000多项，其它发达国家的控制标准达数百项甚至上千项，而我国农产品质量标准中仅涉及62种化学污染物，所颁布的无公害农产品标准中，也仅规定了农药残留、重金属和硝酸盐含量控制标准，这与发达国家的限制标准不相适应。此外，美国、德国、英国、荷兰等西方国家对PCBs（多氯联苯）、PAHs（多环芳烃）、PCDD／PCDFs（二恶英类）等与人体健康威胁最大的有机污染物（环境激素）也制订了有关的质量控制标准。而我国新近颁布的无公害农产品产地土壤环境质量标准仍是引用现行土壤环境质量标准，且重金属仅限5种，农药仅限六六六和滴滴涕，其它有机污染物未涉及。因此，建议加强土壤中环境激素类物质的监测和研究，尽快修订有关土壤环境质量标准和农产品质量标准，尽快与国际接轨。

3．大力开展农业清洁生产，加强土地质量保护和修复的研究

开展农业清洁生产是解决农产品品质的根本措施。据江苏的经验，必须在摸清土壤与环境质量本底，抓好“净土”这个源头的基础上，选好主要农产品，明确技术规程，通过试验示范抓好并建立五大体系，即农产品质量安全生产技术规范体系；农产品质量安全标准体系；农产品质量安全监管监测与认证体系；质量安全农产品管理与市场信息体系；农产品质量安全法规与执法体系。

对大面积遭受污染的土壤，必须开发行之有效的污染土壤修复技术，并对有关环境技术基础与原理，如土壤污染形成机制与农产品质量安全措施；持久性微量毒害物的环境行为、生态毒理及人体健康危害；污染土壤、地表水和地下水的环境生物修复；农业面源污染及水体富营养化的修复过程与机理；痕量气体污染、细粒子污染及酸雨的形成、危害机制与防治等进行深入研究，以恢复和提高其土壤与环境质量水平。与此同时，应发展具有我国自主知识产权的环保技术与产业。此外，应将生态环境资产损失计入生产成本，以绿色GDP指标来衡量和考核地区经济发展成就。

4．制订土地质量修复和保护规划，加强规模化和标准化农产品生产示范基地的建设

应利用土壤环境质量调查与评价的结果，制订土地质量修复和保护规划，包括质量安全农产品发展的生产基地布局、结构调整、污染防治、污染土壤修复、农业清洁生产规划等，加强污染土地整治与修复的资金投入。同时在长江三角洲、珠江三角洲、胶东半岛、京津塘和东北等地区进行规模化和标准化农产品生产示范基地建设，逐步在全国建成一批安全、优质（营养、保健）、特色农产品生产基地，不断提升市场竞争力和出口创汇能力。

此外，应加强环保法规建设，健全管理体制和机制，制定更严格的环境标准。在保证国家现行环境法规的基础上，制定区域性新法规。在控制农业和农村面源污染的工作中，重点应该包括制定合理的土壤质量保护条例、湖泊和近海养殖规划，实施规模化畜禽养殖和生态养殖，建设农村集中居住社区和污水废物集中处理，合理使用有机肥，推广使用绿色农药，推广精准施肥技术，严禁使用高毒、高残留农药等。重视土壤、水体和大气持久性有毒物质及其长期危害效应的监测。

5．加强土壤与环境质量的宣传与科普工作，进一步提高全民生态环保意识

农业土壤学基础知识【第四篇】

1 土壤物理学课程的特点

土壤学研究主要分为土壤物理和土壤化学两大类。土壤物理学是土壤学的一个分支，且研究历史悠久。土壤是一种成分复杂发育于地球陆地表面能生长绿色植物的疏松多孔结构表层。土壤是由三相物质组成的复杂团聚体，土壤物理学则是研究组成土壤的三相物质（固相、液相、气相）的物理运动规律。故土壤物理学广泛涉及物理学、水力学、数学、空气动力学等多学科基础知识。土壤物理学的核心内容是土壤颗粒、土壤结构和土壤水的运动规律。

南京信息工程大学应用气象学院是以气象在各行业应用为研究领域的学院，其前身是农业气象学。土壤作为大气与地面接触的重要环节，是物质交换和能量传输的重要载体，学好土壤物理学对应用气象学专业的学生来说意义重大。农业微气象是农业气象的重要组成部分，土壤中水汽热的组成对农业微气象有着重要影响。总而言之，土壤物理学课程对应用气象专业学生开展深入的基础研究，明确物理过程有着不可或缺的作用[1-2]。

大田实验是应用气象等一些农业类专业必要的研究手段，作物在田间的生长离不开土壤，学习土壤物理学可以让学生明确农田土壤质地、土壤类型、土壤干容重、土壤饱和导水率等基本土壤参数，这些参数在科技论文写作中是基本的试验地背景资料，当前很多科技论文不注重试验地背景资料的介绍，尤其是一些中文期刊。实验数据可重复，详细可靠是一种最基本的科学态度，也是严谨科学态度的基础。土壤物理学的课程的开展可以让学生了解如何测定或者获得土壤背景参数，为科技论文的写作打下基础[3-4]。

2 土壤物理学课程教学中存在的主要问题

目前我校应用气象学院土壤物理学学时不足，现有的教学内容过于深奥，学生学习以气象专业为主，土壤物理的深奥公式学生很难听懂，也很难应用于实践，这是我们应该改革的重要内容。

土壤物理学是一门实践性很强的课程，由于种种原因，本课程只有理论讲解，没有实践教学内容，在实践教学的开展上困难重重。实验器材短缺，虽然具备个别土壤物理学实验的开展条件，但限于教学规定学校管理等方面原因，还是很难实施。实践教学经费也基本没有，实践教学更是无从谈起；土壤物理学实践教学实验应为小班教学，这样才有利于提高实践教学效果，但于此同时，教师的工作量也会加大。实践教学应提供土壤物理学实验场地，有足够大的试验台给学生开展实验。最后，实验区土壤样本少，最好能到其他地区多搜集一些土壤样本，为学生实验提供素材，有利于学生加深对土壤物理学课程的认识。

3 土壤学课程教学的变革措施

合理选取教学内容

针对应用气象学专业特点，土壤物理学学时有限，所以要讲授传统土壤物理学上所有内容不现实，也没有必要，故需要在教学过程中及时调整教学内容，突出应用气象学领域相关的土壤物理学课程的特点和重点。

教学内容的选取主要有如下措施：首先，明确应用气象学相关的土壤物理学重点内容，包括土壤物理学概念，土壤的粒径组成，土壤的三相组成，土壤质地的分类及确定方法，土壤特征曲线等基本物理参数的概念，意义及测定方法。随着技术的进步，测定方法有了哪些革新，可以提高效率。其次，土壤中的化学、微生物、溶质方面的知识是土壤化学方面的内容，但土壤溶质运移属于土壤物理的范畴，这部分内容交给学生自学，自己查阅文献，并能制作幻灯片讲给其他同学。再次，加强实验课的开展，实验课对土壤物理这门课程尤为重要，通过土壤物理实验，学生可以对理论知识更加了解，并能增强学生的动手能力，分析问题解决问题的能力，故需要在32学时中拿出8到10个学时开展土壤物理实验教学，并合理安排实验内容，如土壤质地类型的测定实验，土壤水分测定实验，土壤容重、饱和导水率试实验等要重点开展。通过以上理论教学内容的优化和实践课程选取的结合，充分调动学生积极性，保证了土壤物理学课程基本理论的讲授和巩固，提高了学生的动手能力。

选取合理的教学方法

教学内容的优化是课程的灵魂，教学方法的选取则是教学内容能否发挥其教学效果的关键。针对应用气象类专业土壤物理学课程特点，重点集中在土壤基本的物理参数，水、气、热的转化上，在这些部分要多与专业结合起来讲授，学生更喜欢学习与自己专业密切相关的课程，这与他们今后的就业或科研紧密结合。土壤物理学有许多的假设，讲这些假设的缘由一一讲来学生可能兴趣不大，但实际生活中土壤物理的应用有很多，如常说的反滤层在花盆中的应用，将反滤层的设置，基本原理，用途给学生讲清楚，学生们还是很爱听讲的，与实践相结合也是课堂教学的一个趋势。最好的教学方法就是理论联系实际，将理论问题与实际问题结合起来更能吸引学生，让学生在喜闻乐见中掌握复杂的理论知识，如果能将一些涉及土壤物理的小实验搬到课堂上，相信学生会更喜爱这门课程。

教学过程中不仅要将理论知识讲好，还要结合课堂效果来适当引入学生感兴趣的内容，激发学生的学习兴趣，提升课堂讲授的效果。例如，讲一段理论知识后要引入现在科研中存在的问题，如果在学术论文材料中的实验部分中涉及到土壤部分，一定要介绍土壤的参数，这是一直科学严谨的表现，这样学生才会集中注意力。很多同学还不清楚如何查阅参考资料，可以适当的给同学们介绍一下各个著名数据库的使用，为他们今后的发展提供一些帮助。

除了以上一些方法，还应该多提问，让学生进行适当的思考，如果不能当场回答则可以作为课后作业，让学生自己去找答案，下一次课让学生将自己找到的答案介绍给所有的同学听，这样不仅可以充分调动学生积极性，而且又能熟练掌握理论知识，锻炼学生们查阅文献，言语表达能力。总之，所有的新颖的教学方法都是为了将枯燥的知识顺利的教授传递给学生，避免死记硬背，这样学生才会激发兴趣，学习才会有主动性。

课程考查方式的改革

以前课程基本是考试，包括名词解释、选择、简答、计算或论述，随着教学的深入，对于应用气象系的学生来说，土壤物理学并非主干课程，最终的考核除了平时成绩外，实验部分可以用实验报告的形式来完成，学生通过亲自操作，将实验步骤，注意事项弄清楚，并能发现问题，提出解决方案，这是最理想的状态；课堂讲授部分可以让学生选取自己最感兴趣的部分，去查阅文献，制作幻灯片，在老师的指导下给大家做一个简短的交流，将自己的看法和想法展示给大家，不仅可以掌握知识，又锻炼了学生的能力。