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1、第六章 土壤养分第1页，本讲稿共50页n高等植物所必需的营养元素，除C，H，O主要来自大气之外，其余元素主要靠土壤供应，包括：大量元素：N，P，K，Ca，Mg，S 微量元素：Fe，Mn，Cu，Zn，Mo，B 所谓土壤养分，就是指这些主要靠土壤提供的植物必需营养元素。第2页，本讲稿共50页土壤养分的存在形态n水溶态：溶解于土壤溶液中的养分，有效性很高，很容易被作物吸收。n交换态：被吸附于土壤胶体上的养分离子，有效性高。n缓效态：存在于某些矿物中，如固定于矿物中的K，有效性较低。n难溶态：存在于土壤矿物中的养分，难溶解，难被利用，基本无效。n有机态：主要存在于有机质和微生物中的养分，经过转化以后，
2、才能被吸收。第3页，本讲稿共50页第一节、土壤氮素一、土壤氮素的形态和含量（一）形态 1、有机态 2、无机态第4页，本讲稿共50页有机态氮n是土壤氮素的主要形态，约占土壤全氮量的95%以上；n按溶解度和水解的难易程度有可以分为三种：（1）水溶性有机态N：5%，易水解称为速效N；（2）水解性有机N：50-70%，可以被酸、碱、酶水解成为可溶性或无机态N。（3）非水解性有机N：30%，不溶于水，也不能被酸、碱、酶水解。第5页，本讲稿共50页无机态Nn一般只占土壤全N的1-2%，最多不超过5-8%。n主要是NH4+，NO3-，可以直接被作物吸收利用第6页，本讲稿共50页（二）含量n土壤全N量与土壤有
3、机质有显著的相关性，全N一般占有机质含量的5%左右。n除少数土壤外，我国大部分土壤全N含量大都在0.2%以下。第7页，本讲稿共50页二、土壤氮素的转化n三种主要转化过程：-有机N的矿化作用；-脱N作用；-氮素的固定作用。第8页，本讲稿共50页（一）土壤有机N的矿化作用n包括氨基化、氨化和硝化等三个步骤。以蛋白质为例：（1）氨基化作用：蛋白质水解成为肽，最后变为氨基酸的过程。（2）氨化作用：氨基酸进一步分解成为NH3的过程。（3）硝化作用：氨在亚硝酸细菌和硝酸细菌的作用下，氧化成为硝酸的过程。第9页，本讲稿共50页（二）土壤的脱N作用n指土壤氮素从土壤中损失的过程，包括反硝化作用、硝酸盐的淋失、
4、氨的挥发等过程。第10页，本讲稿共50页1、反硝化作用n指土壤中的硝酸盐，在反硝化细菌的作用下，最后还原成为氧化二氮等气体逸失的过程2HNO3 2HNO2 N2O N2 2NO第11页，本讲稿共50页n反硝化作用是土壤氮素损失的主要途径，应设法加以控制。n影响反硝化作用的主要土壤条件有：（1）氧的供应：通气性越差，反硝化作用越强烈。（2）土壤反应：强烈影响反硝化作用的速率，最佳：7.5-8（3）温度：最适30-35C（4）有机质：含量高，反硝化作用强。第12页，本讲稿共50页2、硝酸盐淋失nNO3-易溶于水，又难以被土壤胶体吸附，所以容易随渗漏水淋失n这是土壤氮素引起地下水硝酸盐污染的主要途径
5、。第13页，本讲稿共50页3、氨的挥发n土壤中的NH3，NH4+与土壤中的碱性物质作用形成的NH3的挥发；n挥发性铵肥（氨水、碳酸氢铵等）自身分解产生NH3挥发；n质地粘重、腐植质含量高、含水量高、石灰和碱性物质含量少的土壤，氨的挥发少。第14页，本讲稿共50页(三)氮素的固定作用n通过矿物的、生物的或化学的作用将土壤氮素固定为暂时不能被植物利用的状态的过程，称为氮素的固定过程。n包括微生物对氮素的同化作用、2：1型矿物对NH4+的晶格固定作用、以及土壤某些有机质与亚硝酸反应而产生的化学固定作用。n这种作用是暂时的，在适合的条件下，可以重新释放。第15页，本讲稿共50页三、影响土壤有效N的因素
6、n有机质含量和全氮含量n质地n温度n湿度n酸度n施肥第16页，本讲稿共50页1、有机质含量与全氮量n有机N是土壤全N的主要来源，有效N随土壤全N和有机质含量的升高而升高；第17页，本讲稿共50页2、质地n粘质土壤有机质含量高，但有机质的分解较慢，所产生的有效N也较少。n砂质土壤有机含量较低，但有机质的分解较快，所产生的有效N较多。第18页，本讲稿共50页3、温度n有机质矿化率随温度的升高而升高。n冬季土温低，有机质矿化率较低，土壤有效N较少。n春季和初夏，矿化率迅速上升，土壤有效N显著升高。第19页，本讲稿共50页4、湿度n湿度太高，有机质嫌气分解；n在通气良好而适度适当的情况下，有机质矿化作
7、用较强，产生的有效N较多。n湿度太高会引起反硝化作用，导致N的损失。第20页，本讲稿共50页5、酸度n在中性或微酸性的土壤中，有机N的矿化最强。n酸性土壤施用石灰，能明显增加有机N的矿化。第21页，本讲稿共50页6、施肥n施用化肥会促进有机质的分解，有利于有机N的释放，还能提高土壤N的利用率。n施用新鲜有机肥料，会促进难分解有机N的矿化。第22页，本讲稿共50页第二节、土壤磷素一、形态与含量（一）形态 1、有机磷 2、无机磷第23页，本讲稿共50页1、有机磷n土壤有机磷占全磷的比例变异很大，从结晶氧化物1:1型粘土矿物2:1型粘土矿物第41页，本讲稿共50页第三节、土壤K素第42页，本讲稿共5
8、0页一、形态和含量（一）含量 土壤K的含量比N，P高。我国多数土壤全K含量变化在15-20g/kg。最低的为广西的砖红壤，仅3.6g/kg，最高的为吉林的风沙土，达26.1g/kg。第43页，本讲稿共50页（二）形态可以分为三种形态：1、矿物态K：指存在于矿物晶格中的K，约占全K的90%以上。只有在矿物被风化后才有效，属于无效态K。2、缓效态K：指被固定在粘粒矿物晶层中的K和存在于部分黑云母中的K。它们一般不被作物直接吸收利用，但通过适当的耕作，可以使之释放出来。3、速效K：包括水溶性和交换性K，仅占全K的1-2%。第44页，本讲稿共50页二、土壤K的固定-从速效K变成缓效K或无效K的过程，成
9、为K的固定。-粘土矿物晶格的固定是最主要的固定方式，晶格固定降低了K的有效性。第45页，本讲稿共50页nK的固定主要发生在2：1型粘土矿物中n不同的2：1型矿物对K的固定能力的大小顺序如下：蛭石伊利石蒙脱石n速效K丰富的土壤，频繁的干湿交替会促进K的固定；而在速效K很缺乏、固定态K又较多的条件下，频繁的干湿交替则可能促进K的释放。第46页，本讲稿共50页三、影响土壤有效K的因素1、全K量：全K量与有效K没有必然的联系。但在其他性质相似的情况下，全K量高的土壤，有效K也较高。2、母质：母质是土壤有效K的重要来源。母质含云母、长石多的，供K能力较强。风化度高的土壤，K的淋失严重，故K的有效性较低。第47页，本讲稿共50页3、质地：砂粒供K能力微弱，粉砂粒供K能力较强，粘粒的含K量和供K潜力都较强。因此，质地粘重的土壤的供K能力较强。砂土容易出现缺K现象。4、土壤吸收性和pH：吸附量高的土壤可以保存较多的K，因此供K能力较强。酸性土壤有效K含量比中性和碱性土壤低。第48页，本讲稿共50页5、干湿交替：过分干燥影响K离子向植物根部移动，植物容易缺K。干燥往往使部分土壤K被固定。水份过多也导致土壤的缺K，其主要原因是水溶性K的淋失。第49页，本讲稿共50页第50页，本讲稿共50页