第十章土壤养分.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十章 土壤养分,10.1,土壤中的氮素,10.2,土壤中的磷素,10.3,土壤中的钾素,10.4,土壤中的硫,10.5,土壤中的钙、镁,10.6,土壤中的微量元素,10.7,土壤养分平衡及有效性,第十章 土壤养分,10.1,土壤中的氮素,生物体中含有,90,多种元素,必需的元素有,16,种：,碳,氢,氧,氮,磷,钾,钙,镁,硫,硼,铁,锰,铜,锌,钼,氯,第十章 土壤养分,10.1,土壤中的氮素,10.1.1,土壤中的氮素含量,地 区 变化范围（,%,）地 区 变化范围（,%,）,表,10-1,我国主要地区耕作土壤的含氮量状况,东北黑土区,0.15,0.35,华南地区,0.06,0.21,黄淮海地区,0.03,0.10,西南地区,0.04,0.19,西北黄土区,0.04,0.10,蒙新干旱地区,0.05,0.20,长江中下游地区,0.05,0.19,青藏高寒地区,0.05,0.27,影响氮素含量因素：,气候、地形及植被,农业措施（耕作、施肥、灌溉及利用方式）,东北黑土类、中部的棕壤、山地草甸土、草原栗钙土及低洼沼泽土,含氮量高：,荒漠以及沙丘土壤含,含氮量低：,第十章 土壤养分,10.1,土壤中的氮素,10.1.1,土壤中的氮素含量,10.1.2,土壤中氮素的来源,氮素是构成生命体的重要元素。在作物生产中，作物对氮的需要量较多，而土壤供氮不足是,引起产量下降和品质降低的主要限制因素。,10,1.2.1,生物固氮作用,（,1,）共生固氮菌,包括根瘤菌和一些,放线菌,、蓝藻菌，与豆科作物共生为主，固氮能力强,（,2,）,自生固氮菌,A,、,好气性细菌,B,、,嫌气性细菌,自生固氮菌的固氮能力不高,（,3,）,联合固氮菌,具有光合作用能力的,蓝绿藻,也能自生固氮,固氮螺菌与玉米,多粘杆菌与小麦,好气性固氮菌强,10,1.2.2,大气降水及雷电现象,雨滴溶解的氮氧化物，如,NO,2,、,N,2,O,、,NO,和,NH,3,（闪电、烟道排出）,每年进入土壤的,NO,3,-,和,NH,4,+,为,15 kg/hm,2,左右,第十章 土壤养分,10.1,土壤中的氮素,10.1.1,土壤中的氮素含量,10.1.2,土壤中氮素的来源,10,1.2.1,生物固氮作用,10,1.2.2,大气降水及雷电现象,10,1.2.3,由灌溉水输入的氮,地下水中含有一定量的,NO,3,-,和,NH,4,+,有时高达,10mg/kg,10,1.2.4,施用肥料,A,、,农家有机肥料：,粪肥、厩肥、堆肥、绿肥、根茬、枯叶落叶以及各种土杂肥,B,、,化学氮素肥料：,但仅施用有机肥料，难以满足作物高产、稳产对氮素的需求,第十章 土壤养分,10.1,土壤中的氮素,10.1.1,土壤中的氮素含量,10.1.2,土壤中氮素的来源,10.1.3,土壤中氮素的形态,10,1.3.1,无机态氮,土壤中无机态氮数量很少,NH,4,+,和,NO,3,-,是土壤中无机态氮的主要形态,NH,4,+,和,NO,3,-,均易溶于水，能直接被植物吸收利用,NH,4,+,可以是游离态的或交换态的,“固定态铵”,热带土壤中，固定态铵可达全氮量的,50%,以上,1.0%,2.0%,，最多不超过,5.0%,，,第十章 土壤养分,10.1,土壤中的氮素,10.1.1,土壤中的氮素含量,10.1.2,土壤中氮素的来源,10.1.3,土壤中氮素的形态,10,1.3.1,无机态氮,10,1.3.2,有机态氮,1.0%,2.0%,，最多不超过,5.0%,，,占全氮量的,95%,以上,（,1,）水溶性有机氮,较简单的游离态氨基酸、胺盐及酰胺类等化合物,不超过全氮的,5%,容易水解，迅速释放出,NH,4,+,（,2,）水解性有机氮,用酸、碱或酶处理能水解成简单的易溶性氮化合物,占全氮量的,50%,70%,三种形态：,蛋白质及多肽类,核蛋白质类,氨基糖类,10.1.3,土壤中氮素的形态,（,2,）水解性有机氮,蛋白质及多肽类：,土壤中氮素数量最多的一类化合物，占全氮量的,30%,50%,。,主要存在于微生物体内,水解后分解成,30,多种氨基酸和氨基,容易水解，释放,NH,4,+,。,核蛋白质类：,核蛋白质水解后生成,蛋白质和核酸,核酸,水解生成核苷酸、磷酸、核糖或脱氧核糖和有机碱,有机碱,最终分解成,CO,2,、,H,2,O,及,NH,3,氨基糖类：,氨基糖为葡萄糖胺,氨基糖类物质在土壤中占水解氮的,7%,18%,10.1.3,土壤中氮素的形态,（,2,）水解性有机氮,（,3,）非水解性有机氮,结构极其复杂，不溶于水，用酸、碱处理也不能水解,主要有：,杂环态氮化物,（酚型、醌型结构、有氧时与铵化合成杂环态含氮化合物很难水解）,糖与铵的缩合物,铵或蛋白质与木质素类物质作用形成复杂结构态物质,此类含氮化合物在土壤中约占有机氮的,30%,，高者可达,50%,土壤有机氮很多与土壤矿质胶体结合成复合体形态,矿化率非常低,10,1.3.2,有机态氮,第十章 土壤养分,（,1,）水溶性有机氮,（,2,）水解性有机氮,（,3,）非水解性有机氮,10.1,土壤中的氮素,10.1.4,土壤中氮素的转化,各种氮素形态常处于动态变化之中,10,1.4.1,有机氮的氨化作用,氨基化阶段：,复杂的含氮化合物，在生物酶的系列作用下，水解形成简单的氨基化合物,氨化阶段（氨化作用）：,微生物作用下，各种简单的氨基化合物分解成氨,10,1.4.2 NH,4,+,的晶格固定,10,1.4.3,无机态氮的生物固定,铵态氮、硝态氮和一些简单的氨基态氮（,NH,2,），,通过微生物和植物吸收,同化，成为生物有机体的组成部分，称为无机氮的生物固定,土壤氮的内循环,10,1.4.4,土壤氮的损失,10.1,土壤中的氮,素,（,1,）硝酸盐的淋失,NH,4,+,带正电荷，易被土壤负电胶体表面所吸附,而硝酸盐（,NO,3,-,）,带负电荷，不能被吸附而遭淋失,（,2,）反硝化作用,（,3,）氨挥发,石灰性土壤,NH,3,+H,+,NH,4,+,5C,6,H,12,O,6,+24KNO,3,24KHCO,3,+6CO,2,+12NO,2,+18H,2,O,随土壤有机质含量、,NO,3,-N,的数量、,pH,值和温度升高而增强,反应平衡取决土壤的,pH,若土壤,pH 6,时,几乎全部以,NH,4,+,形态存在,pH,为,7,时,NH,3,约占,6%,pH,为,9.2,9.3,时,则,NH,3,与,NH,4,+,各占一半，而,NH,3,挥发,石灰性、沙质土壤的,NH,4,+,易挥发,因此要深施或颗粒化,10,1.4.4,土壤氮的损失,10.1,土壤中的氮素,（,1,）硝酸盐的淋失,（,2,）反硝化作用,（,3,）氨挥发,（,4,）化学脱氮作用,双分解作用：,铵态氮与亚硝态氮,高温、干旱及,pH5,6.5,较酸的土壤环境,NH,4,NO,2,2H,2,O+N,2,+3006.12 kJ,范德莱克作用：,亚硝酸与,-,氨基化合物之间互为氧化还原产生,亚硝酸态氮（,HNO,2,）,在酸性土壤中很不稳定，而发生,自动分解作用：,RNH,2,+HNO,2,ROH+H,2,O+N,2,RHN,2,COOH+HNO,2,RCH,2,OH+H,2,O+CO,2,+N,2,3HNO,2,HNO,3,+H,2,O+2N,2,O,产生的,N,2,O,大部分能被土壤吸附，或被氧化成,NO,2,-,，,最后生成,NO,3,-,10.1.5,土壤氮素调节,10.1,土壤中的氮素,土壤氮素的氨化作用和硝化作用是有机氮的有效化过程,（又称氮的损失过程）,粘粒矿物晶格固定是使土壤的有效氮（,NH,4,+,）,转化为暂时无效或缓效化过程,有效化过程：,无效化过程：,反硝化作用、化学脱氮作用是有机氮的无效化过程,缓效化过程：,10,1.5.1,有机物质,C/N,比值与土壤有效氮的相互关系,C/N,15,10.1.5,土壤氮素调节,10.1,土壤中的氮素,10,1.5.1,有机物质,C/N,比值与土壤有效氮的相互关系,10,1.5.2,施肥,A,：,施用化学（矿质）氮肥后，促进了原来土壤有机氮的分解、,释放，称为激发效应,激发效应：,B,：,施用鲜嫩的秸秆、绿肥也可产生激发效应,10,1.5.3,提高氮肥利用率措施,采用氮肥抑制剂,肥料表面包一层薄膜,控制氮肥的施用量,在石灰性土壤上，施用铵态氮肥时，应采取深施覆土,深施覆土,10.2,土壤中的磷素,10.2.1,土壤中磷素的含量和来源,地壳中磷的含量平均为,0.28%,左右（以,P,2,O,5,计）,我国大多数土壤表层（,0,20 cm,）,的含磷量变动在,0.04%,0.25%,之间,我国自北而南或自西而东土壤含磷量呈递减趋势,东北的黑土、黑钙土和内蒙古的栗钙土含磷量最高；,以华南的砖红壤含磷量最低,华中的红、黄壤以及华北的褐土、棕壤介于以上二者之间,含量：,来源：,A,、,土壤矿物质,B,、,施用磷肥,影响因素：,土壤母质类型,有机质含量,土壤酸碱度,地形部位,耕作,灌溉,施肥水平,影响因素：,10.2,土壤中的磷素,10.2.2,土壤中磷素的形态,10,2.2.1,土壤中的有机磷化合物（简称有机磷）,一般有机磷含量占全磷量的,25%,56%,红壤中不足,10%,黑土有机磷,70%,以上,粘质土比沙质土高,（,1,）植素类,经微生物作用后形成,溶解度可达,10 mg/kg,左右，,pH,越低，溶解度越大，植素可被某些植物吸收。,20%,50%,（,2,）核酸类,核酸是直接从生物残体特别是微生物体中的核蛋白质分解出来的,占,5%,10%,经生物酶系作用，分解为磷酸盐后即可为植物吸收,（,3,）磷脂类,不足,1%,溶于醇或醚,经微生物分解转化为有效磷,以上几种有机态磷的总量约占有机磷的,70%,土壤还有,20%,30%,的有机态磷不清楚,10.2,土壤中的磷,素,10.2.2,土壤中磷素的形态,10,2.2.1,土壤中的有机磷化合物（简称有机磷）,10,2.2.2,土壤中的无机磷化合物（简称无机磷）,无机磷化合物种类繁多，多以正磷酸盐形态存在,占土壤中全磷量的,2/3,3/4,两大类：,（,1,）难溶性磷酸盐,（,1,）难溶性磷酸盐,（,2,）易溶性磷酸盐,磷酸钙（镁）类化合物（以,CaP,表示）,石灰性或钙质土壤中磷酸盐的主要形态,常见的磷酸盐有：,磷灰石,Ca,5,(PO,4,),3,F,磷灰石,Ca,5,(PO,4,),3,F,磷灰石,Ca,5,(PO,4,),3,F,磷灰石,Ca,5,(PO,4,),3,F,磷灰石,Ca,5,(PO,4,),3,F,羟基磷灰石,Ca,5,(PO,4,),3,OH,磷酸三钙,Ca,3,(PO,4,),2,和磷酸八钙,Ca,8,(PO,4,),6,5H,2,O,磷酸十钙,Ca,10,(PO,4,),6,(OH),2,分子组成中,Ca/P,越大，稳定性越大，溶解度越小,磷酸铁和磷酸铝化合物（以,FeP,AlP,表示）,化合物有的呈凝胶态，有的呈结晶态,酸性土壤：,粉红磷铁矿,Fe(OH),2,H,2,PO,4,磷铝石,Al(OH),2,H,2,PO,4,水稻土和沼泽土中：,蓝铁矿,Fe,3,(PO,4,),2,8H,2,O,绿铁矿,Fe,3,(PO,4,),2,(Fe(OH),2,10.2,土壤中的磷素,10.2.2,土壤中磷素的形态,10,2.2.1,土壤中的有机磷化合物（简称有机磷）,10,2.2.2,土壤中的无机磷化合物（简称无机磷）,两大类：,（,1,）难溶性磷酸盐,（,2,）易溶性磷酸盐,（,1,）难溶性磷酸盐,闭蓄态磷（以,OP,表示）,是由氧化铁或氢氧化铁胶膜包被的磷酸盐,被包被的磷酸盐溶解的机会就变得更小，很难发挥作用,含量所占的比例很大，往往超过,50%,酸性土壤中：,石灰性土壤中：,可达到,15%,30%,包被是钙质的不溶性化合物,磷酸铁铝和碱金属、碱土金属复合而成的磷酸盐,数量也不多,溶解度又极小,对植物的营养作用不大,10.2,土壤中的磷素,10.2.2,土壤中磷素的形态,10,2.2.1,土壤中的有机磷化合物（简称有机磷）,10,2.2.2,土壤中的无机磷化合物（简称无机磷）,两大类：,（,1,）难溶性磷酸盐,（,2,）易溶性磷酸盐,（,1,）难溶性磷酸盐,以上几种磷酸盐形态，在我国主要土壤类型中的分布有以下规律,在风化程度较高的南方砖红壤、红壤中，,以,OP,占的比重最大，最高可达,90%,以上,其次是,FP,，,AlP,和,CaP,很少,在风化程度较低的北方石灰性土壤中,CaP,所占比例大，约在,60%,以上,其次是,OP,，,AlP,和,FeP,极少,10.2,土壤中的磷素,10.2.2,土壤中磷素的形态：,10,2.2.1,土壤中的有机磷化合物（简称有机磷）,10,2.2.2,土壤中的无机磷化合物（简称无机磷）,两大类：,（,1,）难溶性磷酸盐,（,2,）易溶性磷酸盐,（,2,）易溶性磷酸盐,两种 ：,水溶性,弱酸溶性,水溶性磷酸盐主要是一价磷酸盐类,磷酸一钙,Ca(H,2,PO,4,),2,为速效态,弱酸溶性磷酸盐,磷酸氢钙盐（,CaHPO,4,）,属于有效态磷酸盐,在碱性条件下，这部分磷酸盐又可转化为难溶性磷酸盐而失去有效性,存在的土壤条件十分严格,在土壤存在的数量一般很少,只有百万分之几至几十,土壤中能为植物所利用的磷，称为有效磷,有效磷：,有效磷的形态主要有：,土壤溶液中的磷酸根离子；,包含在有机物中并较易分解的磷；,磷酸盐固相矿物中溶解的磷酸根离子,交换吸附态磷酸根离子。,10.2,土壤中的磷素,10.2.3,土壤中磷的转化,易溶性的磷和难溶性的磷经常处于相互转化的动态平衡过程,之中,影响因素：,土壤酸度,氧化还原条件,微生物,土壤中磷的变化,10.2,土壤中的磷素,10.2.3,土壤中磷的转化,10,2.3.1,磷酸盐的有效化过程,磷的有效化过程：,土壤中的有机态磷和难溶性磷酸盐，在一定条件下，转化成植物吸收利用的水溶,性的一价磷酸（,H,2,PO,4,-,）,或弱酸溶性的二价磷酸（,HPO,4,2-,）,的过程，称为磷的有效,化过程，也就是磷的释放过程。,（,1,）有机磷化合物的分解作用,A,、,植素中的钙、镁有机磷化合物，其分解过程如下：,10.2,土壤中的磷素,10.2.3,土壤中磷的转化,10,2.3.1,磷酸盐的有效化过程,（,1,）有机磷化合物的分解作用,B,、,核酸和核蛋白质的分解过程如下：,核苷,H,2,O,H,3,PO,4,10.2,土壤中的磷素,10.2.3,土壤中磷的转化,10,2.3.1,磷酸盐的有效化过程,（,1,）有机磷化合物的分解作用,C,、,磷脂的分解过程如下：,10.2,土壤中的磷素,10.2.3,土壤中磷的转化,10,2.3.1,磷酸盐的有效化过程,（,1,）有机磷化合物的分解作用,（,2,）无机磷酸盐的有效化过程,石灰性土壤脱钙转化,(,北方,),南方酸性土壤,O,P、Fe,P及Al,P,闭蓄态磷酸盐,还原态,使高价铁还原为低价铁，铁的活性增大情况下：,A,、,造成,Fe,（,OH,）,3,碱性条件,B,、,闭蓄态磷酸盐三价铁的溶解,磷酸盐的释放，增加其有效性,10.2,土壤中的磷素,10.2.3,土壤中磷的转化,10,2.3.1,磷酸盐的有效化过程,10,2.3.2,磷酸盐的无效化过程,指易溶性或速效磷酸盐转化为难溶性磷酸盐的过程，又叫做磷的化学固定。,也是磷酸盐的无效化过程,磷酸盐的无效化过程 ：,10.2,土壤中的磷素,10.2.3,土壤中磷的转化,10,2.3.1,磷酸盐的有效化过程,10,2.3.2,磷酸盐的无效化过程,指易溶性或速效磷酸盐转化为难溶性磷酸盐的过程，,又叫做磷的化学固定。也是磷酸盐的无效化过程,磷酸盐的无效化过程 ：,磷酸盐施入土壤后，在各种,pH,条件下，都有程度不同的固磷作用,（,1,）在强酸性条件下（,pH 7.5,）,土壤中有大量的,Ca,2+,，,它和溶液中的,H,2,PO,4,-,进行化学反应,Ca(H,2,PO,4,),2,+CaCO,3,2CaHPO,4,+H,2,CO,3,2CaHPO,4,+CaCO,3,Ca,3,(PO,4,),2,+H,2,CO,3,磷酸三钙继续与土壤中的钙反应生成磷酸八钙、磷酸十钙和羟基磷灰石,Ca,8,H,2,(PO,4,),6,+CaCO,3,Ca,10,(PO,4,),6,(OH),2,Ca,3,(PO,4,),2,+CaCO,3,Ca,8,H,2,(PO,4,),6,10.2,土壤中的磷素,10.2.3,土壤中磷的转化,10,2.3.1,磷酸盐的有效化过程,10,2.3.2,磷酸盐的无效化过程,（,2,）,在弱酸性条件下（,pH 5.5,6.5,）,（,3,）在中性条件下（,pH 6.5,7.5,）,（,4,）在碱性条件下（,pH 7.5,）,（,5,）,磷的生物固定作用,微生物吸收同化一部分速效磷转变成微生物机体内的有机磷化合物，,暂时失去对植物的有效性。,这种生物磷是暂时的，而且周期短，容易分解被释放出来,其生物固磷的数量取决于有机物质的,C/P,C/P 200,300,时，,才有可能,发生，这与速效氮的情况类似,磷的有效性是十分有限的,在各种酸度条件下都存在固定现象,微酸性到微碱性范围内,土壤有机质含量较高,磷的固定较弱，有效性较高。,10.2,土壤中的磷素,10.2.3,土壤中磷的转化,10,2.3.1,磷酸盐的有效化过程,10,2.3.2,磷酸盐的无效化过程,10.2,土壤中的磷素,10.2.3,土壤中磷的转化,10.2.4,土壤磷素的调节途径及措施,一是采取增施速效态磷肥来增加土壤中有效磷的含量，以保证供给当季作物对磷的吸收利用。,二是调节土壤,pH,环境条件，如在酸性上施石灰，在碱性土壤上施石膏，尽量减弱土壤中的固磷机制,三是要促使土壤中难溶态磷的溶解，提高磷的活性，使难溶性磷逐渐转化为有效态磷,采取以下农业措施：,途径,:,在酸性土壤上施用石灰降低其酸性,以减少土壤中的活性,Al,3+,、,Fe,3+,数量，降低固磷作用,在施用磷肥时要考虑不同的土壤条件和作物不同种类选择适宜的磷肥品种,酸性土壤上施用磷矿粉,适合在豆科作物和油菜作物上施用磷矿粉,在施用方法上，最好先与有机肥混合堆沤后一起施用,采取集中施用磷肥的方法,络合作用,10.3,土壤中的钾素,10.3.1,土壤中钾的含量,土壤中钾的含量远远高于氮和磷，约为全氮和全磷的,10,倍，平均含量,（,K,2,O,）,约为,3%,我国自南向北土壤含钾量是逐渐增加的,华南砖红壤地区土壤钾平均含量为,0.4%,往北红黄壤地区为,1.2%,；,长江中下游地区的水稻土可达,1.7%,；,华北地区超过,2.0%,；,东北、内蒙古地区高达,2.6%,影响因素：,母质的矿物组成,风化及成土条件,质地,耕作、施肥状况,10.3,土壤中的钾素,10.3.1,土壤中钾的含量,10.3.2,土壤中钾的形态,按钾在土壤中的活动性分为：,水溶性钾,交换性钾,缓效性钾,和结构性钾,从植物营养角度则可分为：速效性钾（含水溶性钾和交换性钾）,缓效钾和矿物钾,10,3.2.1,水溶性钾,存在于土壤水溶液中的钾离子，是植物钾素营养的直接来源,这些钾仅够生长旺盛的作物用,1,2,天,土壤溶液中钾浓度极低,10,3.2.2,交换性钾,土壤交换性钾占全钾的,0.1%,2%,，是土壤速效钾的主体。,土壤胶体表面所吸附的钾，能用醋酸铵、氯化镁等盐溶液提取，迅速从交,换点上被交换,影响交换作用进行的强弱因素：,交换性钾的吸附位置,粘粒矿物种类,钾饱和度,10.3,土壤中的钾素,10.3.1,土壤中钾的含量,10.3.2,土壤中钾的形态,10,3.2.1,水溶性钾,10,3.2.2,交换性钾,10,3.2.3,非交换性钾,非交换性钾,也称缓效态钾，是存在于层状硅酸盐矿物层间和颗粒边缘上的钾,处在强吸附点上不能为上述盐溶液在短时间内提取的钾,占土壤全钾的,2%,8%,可以缓慢地转变为速效钾,10,3.2.4,矿物钾,存在于原生矿物或次生矿物结晶构造中的钾,矿物钾占土壤全钾量的,90%,98%,只有经过风化作用后，才能变为速效性钾,黑云母（三八面体云母）,白云母（二八面体云母）,正长石,微斜长石,风化的容易程度依次为：,10.3,土壤中的钾素,10.3.1,土壤中钾的含量,10.3.2,土壤中钾的形态,10.3.3,土壤中钾的转化,10.3,土壤中的钾素,10.3.1,土壤中钾的含量,10.3.2,土壤中钾的形态,10.3.3,土壤中钾的转化,10,3.3.1,土壤钾的释放,1,、土壤的风化和成土过程中释放钾,产生的无机酸类有机酸,把含钾矿物中的钾释放出来,这种反应过程虽然进行得十分缓慢,2,、硅酸盐细菌，在获取硅（,Si,）,的同时，,也将硅酸盐彻底分解成二氧化硅及氧化铝,等简单化合物，并释放出钾、磷元素,3,、人为控制条件下固定态钾、缓效态钾,都可以转化为速效性钾,干湿交替、冻融交替、灼烧,熏泥、炕土、烧土,10.3,土壤中的钾素,10.3.1,土壤中钾的含量,10.3.2,土壤中钾的形态,10.3.3,土壤中钾的转化,10,3.3.1,土壤钾的释放,10,3.3.2,土壤钾的固定,钾的固定作用是指速效性钾转化成缓效性钾的过程,（,1,）粘粒矿物类型,黏粒矿物固钾能力排列顺序为,21,型,11,型,水化氧化物,R,2,O,3,型,在,21,型矿物中固钾能力顺序为：,蛭石,拜来石,伊利石,蒙脱石,水铝英石、沸石和风化长石的表面也能固定少量的钾。,（,2,）土壤水分条件,晶间收缩或闭合，,K,+,就能被吸持,（,3,）土壤酸碱度,土壤,pH,降低或用酸处理土壤后，其固钾能力大大降低,酸化后土壤中的羟基铝离子及其聚合物占据了原来,K,+,的位置,（,4,）,NH,4,+,的影响,在,NH,4,+,浓度低时，土壤吸附钾多于铵。当,NH,4,+,浓度达到,0.1 mol,后，,NH,4,+,的固定量才多于钾。,10.3,土壤中的钾素,10.3.1,土壤中钾的含量,10.3.2,土壤中钾的形态,10.3.3,土壤中钾的转化,10.3.4,土壤中钾的调节,施用钾肥时，应分次，适量,宜条施、穴施，集中施用,钾肥深施覆土,制成多复合元素颗粒肥料,增施有机肥料,维持或增加土壤腐殖质的含量,a.,提高阳离子的交换量,b.,有机质在转化过程中产生一些有机酸，可促进含钾矿物的风化,c.,土壤有机质含量提高后可减弱蒙脱石类矿物的胀缩性,d.,有机胶体以胶膜形式包被于粘粒矿物表面,10.4,土壤中的硫,10.4.1,土壤中硫的来源、含量和形态,10,4.1.1,土壤中硫的来源和含量,最初,土壤中的硫来源于岩浆岩中的各种含硫矿物,黄铁矿（,FeS,2,）,闪锌矿（,ZnS,）,方铅矿（,PbS,）,孔雀石（,CuFeS,）,辉钴矿（,CoAsS,),土壤中全硫含量大多变化于,0.01%,0.5%,之间,我国农田土壤含硫多在,0.01%,0.05%,之间,平均为,0.085%,影响因素：,地理环境、母质,沉积岩母质（富）,岩浆岩母质（贫）,西北干旱地区（富）,我国南方,水田土壤（富）,旱地土壤,耕作土壤中的硫还来源于：,有机物质,化学肥料,灌溉水,天然降水,10.4,土壤中的硫,10.4.1,土壤中硫的来源、含量和形态,10,4.1.1,土壤中硫的来源和含量,10,4.1.2,土壤中硫的形态,土壤中的硫可分为有机态硫和无机态硫两种形态,1,、无机态硫：,SO,4,2-,形式,被粘粒、铁铝氧化物等吸附,对,SO,4,2-,的吸附能力弱于,PO,4,3-,干旱土壤中：,CaSO,4,2H,2,O(,石膏,),共沉淀化合物（石膏和碳酸钙）,盐渍化土壤中：,MgSO,4,7H,2,O(,泻盐,),Na,2,SO,4,(,芒硝,),水成系列土壤中：,此时,S,2-,多与低价,Fe,2+,形成,FeS,沉淀。,2,、有机硫：,碳键合硫,S,C,键,含硫氨基酸即是这种硫,是非碳键合硫,C,O,S,键,硫酸脂类化合物,土壤中的硫以有机硫为主，可占全硫的,95%,以上。,我国南部和东部湿润地区有机硫可占全硫的,85%,94,北部和西部石灰性土壤无机硫含量可占全硫的,39.4%,61.8%,。,10.4,土壤中的硫,10.4.1,土壤中硫的来源、含量和形态,10.4.2,土壤中硫的转化,土壤中的硫经常在植物、动物、土壤、大气以及水体间循环变化,土壤溶液,SO,4,10.4,土壤中的硫,10.4.1,土壤中硫的来源、含量和形态,10.4.2,土壤中硫的转化,10,4.2.1,矿物态硫的溶解和无机硫的氧化,土壤中的含硫矿物，多为金属硫化物，其溶解度低，经过土壤中各种酸的作用，,可以部分地溶解释放出无机硫离子,很快氧化成,H,2,SO,4,FeS,+2H,2,O+7O,2,2FeSO,4,+2H,2,SO,4,H,2,SO,4,+MgSiO,3,MgSO,4,+H,2,O+SiO,2,(CaSiO,3,)(CaSO,4,),溶解：,无机硫的氧化：,硫的氧化可以产生,H,+,，,是一个酸化过程。,无机硫的还原：,还原条件下产生的,H,2,S,利用,:,施用硫磺,降低土壤,pH,值，以控制马铃薯疮痂病,反酸田土壤,10.4,土壤中的硫,10,4.2.2,有机硫的矿化,大多数土壤中硫 以有机态硫为主,微生物活动是有机物质转化的动力,1,、释放出一些专一性酶，如芳基硫酸酯酶，使有机硫矿化,2,、另一种情况是微生物消耗有机碳的同时，使碳键合态硫以,SO,4,2-,形式释放出来,C/S,超过,400,时,C/S,小于,200,时,2H,2,S+O,2,2H,2,O +2S +527.54 J,2S+3O,2,+H,2,O 2H,2,SO,4,+1050.89 J,反硫化作用过程,y,也称为反硫化过程,C,6,H,12,O,6,+3K,2,SO,4,6KOH+6CO,2,+3H,2,S,影响有机硫的矿化过程的因素：,是影响微生物生长的因素,温度、湿度、,pH,、,C/S,等,种植作物的土壤比休闲地硫矿化作用强,CH S S CH,CHNH,2,CHNH,2,+4H,2,O 2CH,2,COOH+HCOOH+CO,2,+2NH,3,+2H,2,S,COOH COOH,10.5,土壤中的钙、镁,钙和镁是植物所需的大量营养元素,不同土壤母质中钙、镁含量不同,钙占干物重的,0.6%,，约比镁含量多一倍,5.41%,母质中的钙镁含量对形成土壤中钙镁总量影响并不是很大,土壤中钙镁含量主要受气候、地表、植物等因素的影响,岩浆岩,沉积岩,石灰岩,42.57%,CaO,5.08%,MgO,3.48%,土壤中含钙镁量,全钙量可从微量到,4%,以上,全镁一般为,0.1%,4%,多数在,0.3%,2.5%,之间,（土壤酸度大、钙镁溶解度高，淋失强烈）,湿润多雨地区,全钙量低于,1%,干旱半干旱地区,一般在,1%,以上,（土壤中全钙量在,1%,20%,以上，为石灰性土壤）,（碳酸盐土壤）,土壤中的钙镁主要是无机态，有机态钙镁所占比例很小,存在形态：,无机态钙镁有矿物态、代换态和水溶态,矿物态,代换态,水溶态,全钙的,40%,90%,全镁的,70%,90%,20%,30%,1%,20%,几十到几百微克,/,克,Ca,2+,Mg,2+,2,8,=,10.6,土壤中的微量元素,10.6.1,土壤中微量元素的含量,微量元素：,铁、锰、铜、锌、（钼）、硼、氯,一般基性岩浆岩母质上发育的土壤，,Fe,、,Mn,、,Cu,、,Zn,含量较酸性岩浆岩母质上发育的土壤高,沉积岩母质上发育的土壤，硼元素含量较高,沙质土壤微量元素含量一般都较低,富含有机质的表层土壤或有机土，微量元素含量较高,10.6.2,土壤中微量元素的形态,主要可分成水溶态、代换态、有机结合态、矿物态等几种形态,10,6.2.1,水溶态,通常指土壤溶液中或水浸提液中所含有的微量元素,这几种元素在土壤中的含量通常只有,几纳克,/,克,在百万分之几到十万分之几,主要是简单的无机阳离子及其水解离子：,Fe,3+,、Fe,2+,、Zn,2+,、Cu,2+,Fe(OH),2,+,、,Fe(O,),+,、,Mn(OH,),+,、,Zn(OH),+,、,Cu(OH),+,10,6.2.2,交换态,指吸附于胶体表面而仍可被溶液中的离子交换下来的那部分微量元素,少的不足,1g/g,，,多的可达几十微克,/,克,10,6.2.3,固相中的微量元素,与土壤中其他成分相结合、共沉淀而成为固相的一部分或被包被在新形成的固相中的微量元素,10,6.2.4,有机结合态的微量元素,10,6.2.5,矿物态,与土壤中的胡敏酸和富里酸形成的络合物,指存在于矿物晶格中的微量元素,10.6.1,土壤中微量元素的含量,10.6,土壤中的微量元素,10.6.2,土壤中微量元素的形态,10.6.3,影响微量元素有效性的因素,供应不足有两种情况,一种是土壤本身含量低,一种是总量并不低，但有效性低,影响有效性的因素：,pH,氧化还原电位,有机物,微生物的反应,10,6.3.1,土壤的酸碱度,微量元素铁、锰、铜、锌、硼的溶解度在低,pH,值下较大，其有效性较高,pH,每提高一个单位，,Fe,3+,就要降低,1 00,倍。,钼的情况则与上述几种元素相反，当,pH,值升高，则提高了,Mo,2+,的溶解度,10,6.3.2,土壤氧化还原状况,土壤的氧化还原状况主要影响那些具有,多种化合价,的元素，如铁、锰、铜,10,6.3.3,有机质和微生物的活动,通过微生物活动而转化成有机态。小分子量的络合态微量元素仍可被植物利用,10,6.3.4,固定作用,过量施用化学磷肥,铁、锰、铜、锌等与磷酸根作用,10.7,土壤养分平衡及有效性,10.7.1,土壤养分的动态平衡过程,在作物生产中，植物从土壤溶液吸取矿质营养，养分元素随着农产品收获，不断从土壤中输,出，就需对土壤溶液补充“缺乏”的元素，以维持其平衡。养分补给途径，一是靠固液间相互,转化、移动，即靠土壤自身调节。二是靠人为施肥补给，补给多少。要依据作物对养分的需要量、需肥规律和土壤有效养分的供应能力来确定。,10.7.2,土壤养分的容量、强度指标及缓冲性,养分容量因素是指土壤有效养分的总量，即固相能补给土壤溶液养分的总贮量。,强度因素是指土壤溶液中养分离子的浓度,缓冲容量的概念，它是指固相维持溶液中养分强度的能力，是强度因素和容量的综合指示,在讨论植物养分有效性时，提出养分的容量因素和强度因素概念,Q/I,关系图,当溶液中养分强度改变一个单位，所引起的固相吸附态养分的变化量,Q/I,的等温曲线可以很好的表达,H,2,PO,4,-,、,K,+,、,Ca,2+,、,Mg,2+,、,NH,4,+,等的缓冲特性和养分保持和,供给的相互关系,第十章 土壤养分,10.1,土壤中的氮素,10.2,土壤中的磷素,10.3,土壤中的钾素,10.4,土壤中的硫,10.5,土壤中的钙、镁,10.6,土壤中的微量元素,10.7,土壤养分平衡及有效性,