第十章 土壤养分

null第十章 土壤养分循环第十章 土壤养分循环第十章土壤养分循环第十章土壤养分循环 土壤养分循环是“土壤圈”物质循环的重要组成部分，也是陆地生态系统中维持生物生命周期的必要条件。 生物体中含有的90多种元素，其中植物生长必需的营养元素有C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S、Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl 16种。其中C、H、O主要来自大气和水，其余元素主要来自土壤。 来自土壤的元素通常可以反复的再循环利用， 基本的再循环过程（生物小循环）有： ①生物从土壤中吸收养分； ②生物的残体归还土壤； ③在土壤微生物的作用下分解释放养分； ④养分再次被生物吸收； 不同养分元素的化学、生物学性质不同，其循环过程各有特点。 本章重点介绍N、P、K、微量元素在土壤中的循环和生物有效性。 null主要内容: 第一节 土壤养分的形态和转化 第二节 土壤氮素循环 第三节 土壤磷素循环 第四节 土壤中的钾 第五节 土壤中微量元素循环第一节 土壤养分的形态和转化 第一节 土壤养分的形态和转化 一、土壤养分的有效性 根据土壤养分有效性可划分为： ①速效养分（有效养分）：能够被 植物直接吸收或易转化为可被植物吸收 的状态，这部分养分称为速效养分 ②迟效养分：需经长时间、复杂转化才可释放出来供给植物利用，这部分养 分称为迟效养分。 ③土壤养分全量：某种养分全部含量。 二、土壤养分的形态 1、水溶态养分；可溶于水中，有效态； 2、交换态养分；吸附带电荷土壤胶体上，有效态； 3、缓效态；有效性介于速效养分与迟效养分之间； 主要指缓效钾，晶层固定钾及黑云母中钾。 4、矿物态养分： 不易释放，有效性低，迟效养分； 5、有机态养分及微生物活体中养分； 少部分有效；第一节 土壤养分的形态和转化 第一节 土壤养分的形态和转化 二、土壤养分的转化 1、土壤养分的有效化，土壤迟效养分转化为有效养分的过程。如有机质分解，矿物风化。 2、土壤养分的损失； 淋失、气体损失； 3、土壤养分的固定；如化学固定、晶格固定、生物固定。第二节 土壤氮素循环 第二节 土壤氮素循环 一、土壤氮素的来源 1、大气放电固氮； 2、生物固氮；自生固氮、共生固氮、联合固氮； 3、工业固氮； 4、有机肥施用； 土壤全N 0.04%--0.35%，大多数在0.05%--0.1%， 黑龙江省在0.2%--0.3% 全N与有机质呈显著正相关。第二节 土壤氮素循环 第二节 土壤氮素循环 二、土壤氮素的形态 1、无机态氮，也称矿质态氮； ①NH4+—N； ②NO3-—N； ③NO2-—N 无机态氮占全氮1-2%，可被植物吸收，有效态。 2、有机态氮； ①水溶性氮：游离氨基酸，胺盐，酰胺类化合物；分子量小，可直接被吸收，分子量稍大，易分解转化为有效态。<全N5%。 ②水解性氮：用酸、碱或酶处理后能水解为较简单易溶化合物或直接生成氨化合物； 包括蛋白质（40—50%）、核蛋白（10%左右）、氨基酸（5-10%）及尚未鉴定N。 占总氮量50%--70%。 ③非水解性N：腐殖物质，复杂的杂环化合物，稳定，难被利用。占总N量的30-50%。 碱解氮做为有效态N，约占全N10%，旱田也可用NO3-—N含量 ，水田可用NH4+—N含量。第二节 土壤氮素循环第二节 土壤氮素循环三、土壤中氮素转化第二节 土壤氮素循环第二节 土壤氮素循环三、土壤中氮素转化 1、有机态氮的矿化 蛋白质 水解 氨基酸 氨化作用 氨 2、无机态氮生物固定 微生物固定形成生物量，施用N肥的14—40%可被生物固定。 C/N比高时，固定更强烈。 3、铵的固定作用 进入粘土矿物的晶层中，可达全N 11%-12%， 粘土>砂土，蛭石>蒙脱石>伊利石 4、铵的吸附与解吸 受电荷数量影响。 铵的固定作用、铵的吸附与解吸具有稳肥与保肥的作用。 5、氮的补给，4个来源 6、氮的损失 ① NO3- 、 NH4+淋失；②反硝化作用；③氨的挥发；④化学脱氮第三节 土壤磷素循环 第三节 土壤磷素循环 一、土壤磷的来源和数量 1、主要来源于土壤母质（原生矿物）和磷肥施用 2、数量 地壳平均含量0.12%(P) 我国土壤在0.02%--0.11%(P)，由南向北逐渐增加。黑龙江省达0.17%(p) 第二节 土壤磷素循环 第二节 土壤磷素循环 二、土壤磷的形态 1、无机磷化合物 ①水溶性磷； ②吸附态磷； 阴离子交换作用、专性吸附； ③矿物态；北方磷酸钙，南方磷酸铁、磷酸铝； ④闭蓄态磷 2、有机磷化合物 占土壤全磷20%--80%，有机质含量高，比例大。如我省占50%以上。 ①植素类，占有机磷20%--50% ②核酸类；占有机磷1%--10% ③磷脂类；占有机磷1% ④尚未鉴定有机磷；约占有机磷一半。 第二节 土壤磷素循环 第二节 土壤磷素循环 三、土壤中磷的转化 1、有效磷的固定； ①化学固定；中性、石灰性土壤生成磷酸钙，酸性土壤生成磷酸铁、铝。 ②吸附固定；非专性吸附，阴离子交换作用。 专性吸附吸附（单键-双键-晶态而老化，失去有效性）； ③闭蓄固定；酸性土壤闭蓄态磷占无机磷总量40—70% ④生物固定；微生物作用，受C/P影响。 2、难溶性无机磷释放 ①酸度作用；CO2、生理酸性肥料、植物和微生物分泌有机酸作用。 ②淹水作用 3、有机磷的分解第四节 土壤中的钾第四节 土壤中的钾一、土壤中钾的含量 岩石圈中平均K 2.58%； 土壤k中平均1.2%，我国5-25g/kg,平均10g/kg，主要是无效态的矿物钾。 受气候、母质、质地影响。 气候 高温、高湿，风化淋溶强，钾含量低 母质 含钾矿物有钾长石、微斜长石、黑云母、伊利石等； 质地 砂土低，粘土多。 第四节 土壤中的钾第四节 土壤中的钾二、土壤中钾的形态 1、水溶性钾 以k+存在土壤溶液中。浓度一般为2—5mg/kg，占全K0.05—0.15%，为有效态K。 2、交换态钾 胶体 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面吸附。有效态K。 土壤中一般含量40—600mg/kg，占全K1%-2%。 3、非交换性钾（缓效钾） 晶层固定钾（水化云母、蛭石）、黑云母等。 占全K 2%--8%。 是土壤供K潜力的一个重要指标。 4、矿物钾 构成矿物或深受矿物结构束缚的钾，无效钾。 如钾长石、微斜长石、白云母等。 占全K的92%--98%。 第四节 土壤中的钾第四节 土壤中的钾三、土壤中钾的转化 （一）水溶性钾和交换钾的固定 指水溶性钾或交换钾进入粘土矿物晶层间，转化为非交换性钾。 影响因素有： ①粘土矿物类型，蛭石>水化云母>蒙脱石>高岭石 ②土壤质地，粘土>砂土 ③土壤水分条件 土壤干燥，可以促进钾的固定； 干湿交替有利钾的释放与固定； ④土壤的酸碱度 碱性、中性土壤固钾能力比酸性土壤强； （二）缓效钾释放 黑云母中K的释放；晶层中K的释放； （三）矿物钾的释放 时间长，释放慢。高温高湿有利于K释放。第五节 土壤中的微量元素循环第五节 土壤中的微量元素循环 植物必需的微量营养元素有Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl，在植物体内含量低，多为植物酶、辅酶的组成成分和酶的活化剂，具有很强的专一性。 一、土壤微量元素的来源及转化 （一）土壤微量元素的来源 1、主要来自于岩石和矿物。土壤母质不同，微量元素种类和数量不同。 如：辉石（Mn）、闪锌矿、黄铜矿、辉钼矿。 2、大气的尘埃。 3、耕地来自肥料和杀虫剂 如磷肥、有机肥、石灰等。 （二）土壤微量元素的损失 植物吸收和收获物带走、淋失、侵蚀。 （三）土壤微量元素的转化 1、溶解—沉淀反应 受溶度积控制； 2、吸附—解吸反应 与粘土矿物、有机物间的表面反应； ①离子交换作用；②专性吸附；③有机质参与配位反应；第五节 土壤中的微量元素循环第五节 土壤中的微量元素循环二、土壤微量元素的形态 （一）水溶态 在土壤水溶液中以离子态、分子态、有机配合物形态存在。 （二）交换态 交换态阳离子有：Fe2+、Fe3+、Mn2+、Zn2+、Cu2+ 水合阳离子有：Fe(OH)2+、Fe(OH)2+、Mn(OH)+、Cu(OH)+ 交换态阴离子有：HMoO4-、MoO42-、H4BO4-。 （三）专性吸附态 阳离子专性吸附如 Zn2+、Cu2+ ； 阴离子专性吸附如 MoO42-、H4BO4- ； （四）有机态 存在于动植残体、微生物体、土壤腐殖质中，不包括水溶性有机态。 易释放供植物吸收利用。 （五）铁锰氧化物包被态 闭蓄态。 （六）矿物态 很难溶解，释放慢。 第五节 土壤中的微量元素循环第五节 土壤中的微量元素循环二、影响土壤中微量元素有效性的因素 土壤中微量元素供给不中有两种情况，一是微量元素全量低；二是总量高，但有效量低。影响因素有： Fe、Mn、 Cu 、Zn、 B 、Mo、 （一）酸碱度 Fe、Mn、 Cu 、Zn在酸性条件下有效性高； B在pH5—7有效性高，Mo碱性条件下有效性高； （二）氧化还原电位 Fe、Mn、 Cu在还原态溶解度大，有效性高。 （三）有机质 简单络合态微量元素有效性高，可直接被植物吸收； 复杂的微量元素络合物一般不能被植物吸收，泥炭土中铜、锌有效性低。 （四）土壤质地 粘粒可吸附微量元素，而且是有效态，粘土有效微量元素一般比砂土多。 砂土植物微量元素缺乏症比粘土发生多。