土壤物理与作物生长模型
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0.1 土壤

土壤是由矿物质、有机质、水分、空气和生物等所组成的能够生长植物的地球疏松表层。土壤是由固体颗粒、液体和气体构成的多孔介质,可以传输和存储作物生长的各种营养元素。土壤中热量来自太阳,并通过在土壤中传递,改变土壤温度,为根系发育和微生物活动提供热量。土壤中水分、养分和气体通过作物根系进入作物体内参与各种物理、化学和生物过程。土壤物理就是以研究土壤的物理性质以及土壤中的物理现象、过程和能量转化为主要任务,并兼顾与土壤中化学和生物过程有关耦合机制。

由于土壤可存储作物所需一些营养元素,因此土壤具有肥力。把土壤具有的能同时不断地供应和调节植物生长发育所需的水、肥、气和热等生活要素的能力称为土壤肥力。按照土壤肥力形成过程把土壤肥力分为自然肥力和人为肥力。自然肥力是指由自然因素形成的土壤所具有的肥力。自然肥力的高低决定于成土过程中诸成土因素的相互作用,与土壤母质、气候条件和生物的作用有关。人为肥力是指由耕作、施肥、灌溉、改土等人为因素形成的土壤所具有的肥力。人为肥力的高低,与人类农业活动和土地利用有关。按照土壤肥力实际功效,可将土壤肥力分为有效肥力和潜在肥力。有效肥力是指在当季生产上发挥出来并产生经济效果的肥力。潜在肥力是指受环境条件和科技水平限制不能被植物直接利用,但在一定生产条件下可转化为有效肥力的那部分肥力。

土壤生产力是指在特定的耕作管理制度下,土壤生产特定的某种(或一系列)植物的能力。土壤生产能力与土壤肥力不同,土壤肥力属于土壤自身特征,而生产能力不仅与土壤自身特征有关,而且与发挥肥力能力的外部条件有关,如气候条件、灌溉技术、种植技术、田间管理,以及科技发展水平等有关。