土壤学ppt课件(第五章)

第一章绪论,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,第一章绪论,*,第一章绪论,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,第一章绪论,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,第一章绪论,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,第一章绪论,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,第一章绪论,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,第一章绪论,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,第一章绪论,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,第一章绪论,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,第一章绪论,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,第一章绪论,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,第五章土壤养分,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,生态,环境,质量,地下水,废,弃,物,挥发,淋洗,有机肥,养分资源,化肥养,分资源,植物需求,养分供应,土壤养分资源,其它养,分资源,沉降、灌溉,生物 固氮,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,土壤养分：主要由土壤供给，植物必需的,营养元素。,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。,大量元素养分：,N,、,P,、,K,Ca,、,Mg,、,S(,中量元素养分,),微量元素养分：,Fe,、,Mn,、,Zn,、,Cu,、,B,、,Mo,、,Cl,、,Ni,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,CO,2,O,2,H,2,O,O,2,N,、,P,、,K,、,Ca,、,Mg,、,S,Fe,、,Mn,、,Cu,、,Zn,、,B,、,Mo,Cl,、,Ni,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,土壤养分可以反复循环利用，典型的土壤养分再循环过程包括：,（,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，分解生物残体，释放养分；,（,4,）养分再次被生物吸收。,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,第一节土壤氮素,一、土壤中氮素的来源及含量,（一）土壤氮素来源,1.,生物固氮（自生、共生和联合固氮）,2.,雨水和灌溉水带入氮,3.,施肥（有机肥和化学氮肥）,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,土壤学资源环境学院土地资源与,表,5-1,我国不同地区耕层土壤氮素含量状况,地 区,利用情况,全 氮,(,g/kg,),地 区,利用情况,全 氮,(,g/kg,),东北黑土地区,蒙新地区,青藏地区,黄土高原地区,黄淮海地区,长江中下游地区,旱 地,水 田,旱 地,早 地,早 地,旱 地,水 田,旱 地,茶 园,水 田,1.50,3.48,1.50,3.50,0.52,1.95,0.52,2.66,0.40,0.97,0.30,0.99,0.40,0.94,0.51,1.15,0.60,1.08,0.80,1.88,华中红壤地区,西南地区,华南、滇南地区,旱 地,茶园、橘园,水 田,旱 地,水 田,旱 地,胶 园,水 田,0.60,1.19,0.67,1.00,0.70,1.79,0.36,1.33,0.61,1.92,0.70,1.83,0.60,1.56,0.80,2.06,（二）土壤氮素含量,1.,土壤氮素含量,耕作土壤：耕作层,(0.05%,0.5%),心土层、底土层,(0.02%),草地、林地：,0.5%,0.6%,。,表5-1 我国不同地区耕层土壤氮素含量状况地 区,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,（,2,）植被,:,归还氮素、固定氮素,（,3,）气候,主要是水、热条件引起有机质的分解与合成,（,4,）质地,质地愈粘重、有机质含量愈高,（,5,）地势,主要是引起水热条件变化,2.,影响土壤氮素含量的因素,（,1,）有机质含量,氮素主要存在于有机质中，二者呈平行正相关关系。,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,二、土壤中氮素的形态,土壤全氮,含氮总量，其中,95%,以上为有机态氮。,土壤的全氮和有机质含量之间存在高度正相关关系,（一）无机态,N,表土占,1,2%,，最多,5,8%,，底土可达,30%,。可反映土壤供氮能力。,无机态氮包括,NH,4,+,N,、,NO,3,-,N,、,NO,2,-,N,。,旱地土壤无机氮一般以,NO,3,-,N,较多，淹水土壤则以,NH,4,-N,占优势。,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,（二）有机态氮,占全氮,92,98%,，平均,95%,。,大部分是腐殖物质。它们需经微生物分解矿化成无机氮后才能为植物吸收利用。,包括水溶性氮、水解性氮、非水解性氮。,土壤氮的形态及其有效性,土 壤,全 氮,（,N,）,无机氮（,NO,3,-,、,NH,4,+,）,5%,速效氮,有 机 氮,水溶性有机氮,5%,水解性有机氮,50,70%,缓效氮,难矿化有机氮,30,50%,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,三、土壤中氮素的转化,1.,有机氮的矿化（氨化）,氨基化,复杂的含氮有机化合物降解为简单的氨基化合物。,氨化,简单的氨基化合物分解成氨,(NH,3,/NH,4,+,),2,.,铵的硝化,NH,4,+,NO,3,-,分两步,亚硝酸微生物,2NH,4,+,+3O,2,2NO,2,-,+2H,2,O+4H,+,硝酸微生物,2NO,2,-,+ O,2,2NO,3,-,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,4.,无机态氮的生物固定,无机氮（,NH,4,+,、,NO,3,-,） 有机氮（生物有机体）,3.,铵离子的矿物固定,NH,4,+,离子半径为,0.148nm,，与,21,型粘土矿物晶层表面六角形孔穴半径,0.140nm,接近，陷入层间的孔穴后，转化为固定态铵。,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,四、土壤中氮素的损失,1.,淋洗损失（,NO,3,的淋失）,NH,4,+,、,NO,3,-,易溶于水，带负电荷的土壤胶体表面对,NH,4,+,为正吸附，而保持于土壤中；对,NO,3,-,为负吸附（排斥作用），易被淋失。,2.,反硝化作用，又称生物脱氮作用,在缺氧条件下，,NO,3,-,在反硝化细菌作用下还原为,NO,、,N,2,O,、,N,2,的过程。,NO,3,-,NO,2,-,NON,2,ON,2,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,反硝化的临界,Eh,约为,334mv,，最适,pH,为,7.0,8.2,，,pH,小于,5.2,5.8,的酸性土壤，或高于,8.2,9.0,的碱性土壤，反硝化作用显著下降。,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,3.,化学脱氮,（,1,）双分解作用,NH,4,NO,2, 2H,2,O + N,2,（,2,）亚硝酸分解,3HNO,2, HNO,3,+ 2NO +H,2,O,（,3,）氨挥发 主要发生在碱性土壤中,NH,4,+,OH,-,NH,3,H,2,O,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,五、土壤中氮素的调控,维持土壤氮素平衡,防氮损失、提高氮肥利用率,避免有害物质积累,1.,维持土壤氮素平衡,氮以有机态氮为主，有机质平衡是氮素平衡的基础。,（,1,）有机肥与无机氮肥（化肥）配合施用。,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,有机质,C/N,30 30,15,15,氮的固定量矿化量 固定量矿化量 固定量矿化量,补充化肥 补充有机质,（,2,）应用“激发效应”调节土壤有机质和氮素平衡,有机质丰富的土壤，施用绿肥等新鲜有机肥产生正激发效应。,有机质缺乏的土壤，施用富含木质素的粗有机肥，产生负激发效应。,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,2.,防止土壤氮的损失,“南铵北硝”。水田土壤不施硝态化肥和避免频繁的干湿交替。氮肥深施覆土，碱性土少施碳铵。,应用氮肥增效剂（硝化抑制剂）。,3.,避免有害物质,NO,2,-,的积累,亚硝酸盐是人的致癌物质和植物的有害物质，其产生和积累条件为：,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,（,1,）,Eh NH,4,+,NO,2,-,（亚硝化过程）,E,O,0.345V,NO,2,-,NO,3,-,（硝化过程）,E,O,0.421V,硝化过程要求的通气条件较亚硝化过程高，若通气条件不足以完成硝化过程，即可造成亚硝酸盐的暂时积累。,（,2,）,pH,硝化细菌比亚硝化细菌对,pH,反应敏感。,NO,2,-,易在,pH,7.3,的碱性环境积累。,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,（,3,）游离,NH,4,+,的影响,氨对硝化细菌的抑制作用大于对亚硝化细菌，大量施用铵态氮肥（特别是,NH,4,HCO,3,），易造成,NO,2,-,积累。,旱育秧,NO,2,-,可使水稻幼苗出现青枯病,当,NO,2,-,5mg/kg,时，青枯开始出现,15mg/kg,时，青枯很快出现。,NO,2,-,可使小麦、玉米烧种、烂芽、烂根和幼苗死亡,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,第二节 土壤磷素,一、土壤中磷的含量及影响因素,P,2,O,5,%=P%2.291 P% = P,2,O,5,% 0.44,1.,含量,我国土壤表层（,0,20cm,）全磷（,P,）含量一般为,0.4,2.5g/kg,，不同类型土壤变幅较大，并有从南到北渐增的地域变化趋势。,2.,影响因素,母质、土层、施肥,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,二、土壤中磷的形态,（一）有机态磷,土壤有机磷含量变化大，一般占土壤表层全磷的,20,80%,，随土壤有机质含量增加而增加。,1.,核酸类,含磷、氮的复杂有机化合物。多数报道占土壤有机磷总量的,1,10%,。,2.,植素类,植酸与钙、镁等离子结合而成。一般占土壤有机磷总量的,20,30%,。,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,（二）无机态磷,3,种相互平衡的形态,溶解 吸附,矿物态 水溶态 吸附态,沉淀 解吸,4.,未知形态,土壤有机磷的分解决定于微生物活性及其适宜环境，尤其是土温，低温限制其分解和有效化。,3.,磷脂类,醇、醚溶性的有机磷化合物，一般约占土壤有机磷总量的,1%,。容易分解矿化为磷酸。,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,1,.,水溶态磷,土壤溶液中的磷,H,2,PO,4,-,、,HPO,4,2-,、,PO,4,3-,，其相对浓度（比例）随溶液,pH,而变化。,H,2,PO,4,-,HPO,4,2,-,H,+,，,pK,2,7.2,当土壤溶液,pH=7.2,时，,H,2,PO,4,和,HPO,4,2,各占一半,pH,7.2,时以,H,2,PO,4,为主,pH,7.2,时以,HPO,4,2,为主。,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,水溶性磷离子是植物根系可直接吸收利用的磷，但根际微域土壤多呈酸性，主要吸收,H,2,PO,4,离子。,水溶态磷还包括部分聚合态磷酸盐和某些有机磷化合物。,2.,吸附态磷,土壤固相表面吸附的磷酸根离子，主要是配位体交换吸附（专性吸附）,酸性土中磷的专性吸附剂主要是铁、铝氧化物及其水合物。,石灰性土壤的方解石（,CaCO,3,）对磷的配位交换吸附也较为常见。,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,3,.,矿物态磷：占土壤无机态磷的,99%,以上。,石灰性土以磷酸钙盐（,CaP,）为主；,酸性土以磷酸铁盐（,FeP,）和磷酸铝盐（,AlP,）为主。,（,1,）,CaP,（钙磷），以磷灰石为主,氟磷灰石,Ca,5,(PO,4,),3,F,溶度积,10,120.9,氢氧磷灰石,Ca,5,(PO,4,),3,OH,溶度积,10,113.7,磷酸八钙,Ca,8,H,2,(PO,4,),6,溶度积,10,46.9,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,磷酸三钙,Ca,3,(PO,4,),2,溶度积,10,26.0,磷酸二钙,CaHPO,4,溶度积,10,6.56,溶解度随,pH,降低而增大。,（,2,）,Fe,P,（铁磷）,以粉红磷铁矿,FePO,4,2H,2,O,为代表，溶度积,10,34.9,。,（,3,）,Al,P,（铝磷）,以磷铝石,AlPO,4,2H,2,O,为代表，溶度积,10,30.5,。,Fe,P,和,Al,P,的溶解度随,pH,升高而增大。,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,（,4,）,O,P,（闭蓄态磷）,氧化铁胶膜包被的磷酸盐，无效磷。当,Fe,2,O,3,胶膜还原溶解后，磷被释放。,土 壤,pH,无 机 磷 形 态 构 成 比 例 （,%,）,AlP,FeP,CaP,OP,褐 土,8.0,8.5,3.4,6.9,0.0,0.5,61,71,12,20,黄 潮 土,7.5,8.5,1.6,4.1,0.0,0.7,63,65,31,35,黄 棕 壤,6.0,7.0,3.7,10,25,27,13,20,45,57,红 壤,4.5,5.5,0.3,5.7,15,26,1.5,16,52,83,砖 红 壤,4.5,5.5,0.0,1.5,2.5,14,0.9,5.3,84,94,表,5-2,我国几种土壤的无机磷形态构成（引自,中国土壤,）,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,三、土壤中磷的转化,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,1.,磷酸盐的有效化过程,（,1,）有机磷化合物的有效化,植素、核酸和核蛋白、磷脂分解过程如下：,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,（,2,）无机态磷酸盐的有效化过程,Ca,5,(PO,4,)F + H,2,CO,3, Ca,3,(PO,4,),2,+ 2CaCO,3,+ 2HF,磷酸三钙（酸溶性）,Ca,3,(PO,4,),2,+ H,2,CO,3, Ca,2,HPO,4,+ CaCO,3,磷酸二钙（弱酸溶性）,CaHPO,4,+ H,2,CO,3, Ca(H,2,PO,4,),2,+ CaCO,3,磷酸一钙（水溶性）,Fe(OH),2,H,2,PO,4,+OH-Fe(OH),3,+H,2,PO,4,-,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,2.,有效磷的固定过程,（,1,）化学固定,（,2,）生物固定,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,四、土壤中磷的调节,（一）土壤有效磷在化学上的意义,土壤磷可分为活性磷和非活性磷，土壤全磷中，活性磷只占极小部分，且与全磷无相关性，非活性磷则占,95%,以上。,1.,土壤活性磷,有效磷（速效磷）,包括可被植物吸收的水溶态磷，部分或全部吸附态磷和易矿化有效态有机磷以及某些易溶解的沉淀态磷酸盐。,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,2.,土壤有效磷在化学上的意义,土壤有效磷：能与,32,P,进行同位素交换或被某些化学试剂提取的磷。,其实,“,有效磷,”,的化学涵义并不确定，因为同一土壤用不同化学试剂提取的,“,有效磷,”,含量差异很大，由此提出的土壤有效磷的丰缺指标也不相同。,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,不同方法,(,提取剂,),测定的土壤有效磷丰缺指标比较,(,P,mg/kg,),有效磷分级,碳酸氢钠法,盐酸,-,氟化铵法,施磷肥反应,低,5,15,显 著,中等,5,10,15,24,较显著,较高,10,18,24,30,不显著,高,18,25,30,无 效,注意,：土壤有效磷须说明测定方法。,四川耕地土壤有效磷（碳酸氢钠法）含量分级面积,有效磷,(P,，,mg/kg),水田土壤,(%),旱地土壤,(%),5,47.9,65.1,5,10,46.5,23.2,10,5.6,11.7,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,土壤有效磷缺乏临界值（,P,，,mg/kg,）,旱地作物一般为,10,，水稻为,5,，因为土壤淹水后，部分非活性磷将转化为有效磷。,四川水田土壤近,1/2,缺磷，旱地土壤近,90%,缺磷。,土壤活性磷与非活性磷在一定条件下相互转化。,固定,活性磷 非活性磷,有效化,有机质,C/P,200,可分解释放有效无机磷。,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,（二）影响土壤中磷素有效性的因素,1.,土壤酸碱度,磷的有效性在土壤为中性范围内最高，酸性和石灰性土壤中有效性均较低。,2.,粘土矿物,土壤中氧化物类胶体和,1:1,型粘土矿物，具有羟基化表面，可以对磷产生专性吸附，使其有效性降低。,3.,有机质,4.,水分,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,（三）提高土壤磷有效性的途径,1.,调节土壤酸碱性,酸性土壤施用石灰，调节其,pH,至,6.5,6.8,，减少土壤对磷的固定。,2.,增加土壤有机质，减少磷的固定,有机阴离子与磷酸根竞争固相表面专性吸附点位。,有机酸等螯合剂与,Ca,、,Fe,、,Al,螯合，促使其磷酸盐中磷的释放。,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,腐殖质包被铁、铝氧化物等胶体表面，减少其对磷的吸附。,有机质分解产生的,CO,2,，使,CaP,碳酸化而增加溶解度。,3.,土壤淹水还原可明显提高磷有效性,酸性土壤淹水还原,pH,上升促使活性铁、铝氧化物的沉淀，减少磷的固定，碱性土,pH,降低，增加,Ca,P,的溶解度。,土壤淹水,Eh,下降，铁被还原，使部分,FeP,和,OP,活化为有效磷。,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,4.,合理施用磷肥,（,1,）集中施肥（减少与土壤接触面），与有机肥配合施用，施用于作物近根区（磷的移动性小）。,（,2,）水旱轮作的磷肥施用，旱,(,作,),重，水,(,稻,),轻。,（,3,）酸性土壤施碱性磷肥（钙镁磷肥等），碱性土施酸性磷肥（过磷酸钙等）。,（,4,）氮磷配合,豆科作物以磷增氮。,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,第三节 土壤钾素,一、土壤中钾的含量及影响因素,K,2,O%=K%1.2 K% = K,2,O% 0.83,1.,土壤中钾的含量,土壤全钾（,K,2,O,）含量一般在,20g/kg,左右。,我国土壤全钾量自南向北、自东向西增加。,2.,影响土壤中钾素含量的因素,（,1,）成土母质,钾长石、黑云母和白云母；,伊利石（水化云母类）、蛭石、蒙脱石,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,（,2,）风化发育程度,母质风化越深，土壤钾素含量越低,。,（,3,）土壤质地,随着质地由砂质向粘质变化，含钾量增加。,（,4,）栽培施肥状况,二、土壤中钾素的形态,土壤钾的形态（占全钾,%,）,矿物钾,(,92,98%,),非交换性钾（,2,8%,）,交换性钾,（,1,2%,）,水溶性钾（很少）,无效钾,缓效钾,速效钾,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,1.,矿物钾（无效钾）,主要指原生矿物钾,结构钾，极难风化。,2.,非交换性钾（缓效钾）,包括水云母和黑云母等固有的钾和,21,型粘土矿物所固定的钾。可逐渐转化为植物吸收利用的速效钾。,土壤缓效钾的分级指标：,K,600mg/kg 600,300mg/kg,300mg/kg,高 中 低,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,3.,交换性钾,土壤胶体静电吸附的,K,+,与溶液中,K,+,保持动态平衡，速效钾的主体。与非交换性钾之间也有某种平衡关系。,4.,水溶性钾,植物可直接吸收的速效钾,数量很少。,土壤速效钾与全钾含量之间无相关性。,四川耕地土壤速效钾含量大部分为中、高水平,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,四川耕地土壤速效钾分级面积统计（第二次土壤普查资料）,耕地土壤面积（,%,）,土壤速效钾（,K,，,mg/kg,）,150,150,100,100,50,50,水田土壤,1.05,28.11,61.65,9.19,旱地土壤,9.75,37.03,50.26,2.96,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,三、土壤中钾的转化,（一）土壤中各种形态钾的平衡,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,1.,矿物钾与其它形态钾的平衡,含钾矿物通过风化作用转变为非交换钾、交换钾，或释放出钾离子，但大多数含钾矿物都具有很强的抗风化能力。,2.,交换性钾与水溶性钾的平衡,3.,非交换性钾与速效钾的平衡,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,（二）土壤中钾的释放,土壤钾的释放：非交换性钾交换性钾、水溶性钾,1.,释放钾主要来自固定态钾和黑云母中易风化钾。,2.,钾的释放量随交换性钾含量下降而增加。,3.,土壤释钾能力主要决定于其非交换性钾的含量。,土壤非交换性钾（缓效钾）含量可作为评价土壤供钾潜力的指标,4.,干燥、灼烧和冰冻对土壤钾的释放有显著影响。,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,（三）土壤钾的固定及影响因子,土壤钾的固定：交换性钾非交换性钾,1.,粘粒矿物类型（,2,1,型粘粒矿物）；,2.,土壤质地（粘粒含量）；,3.,土壤的水分条件（强烈干燥和频繁干湿交替有利于钾的固定）；,4.,土壤酸碱度（酸性土中水化铝离子阻塞晶层表面六角形孔穴，减少对钾的固定）,5. NH,4,+,的影响,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,四、土壤中钾素的调节,1.,化学钾肥应适量、分次适用，避免一次施用过量，以减少钾的淋失和固定。,2.,采用条施、穴施等方式集中施肥，以提高土壤胶体上交换性钾的饱和度，增加钾的有效性。,3.,深施覆土以减少钾肥因表土频繁干湿交替引起的固钾量增多。,4.,增施有机肥料，维持或增加土壤腐殖质的含量，可以起到以下作用：,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,（,1,）提高土壤阳离子交换量，减少交换性钾的固定；,（,2,）有机质在转化过程中产生的有机酸可促进含钾矿物的风化；,（,3,）土壤有机质含量提高后可减弱蒙脱石类矿物的胀缩性，从而减少钾的固定；,（,4,）有机胶体以胶膜形式包被于粘粒矿物表面，阻止了钾离子与粘粒矿物的直接接触，从而可以减少钾的固定。,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,第四节 土壤中的硫、钙、镁,一、土壤中的硫,（一）土壤中硫的来源、含量和形态,1.,土壤中硫的来源和含量,（,1,）土壤中硫的来源,主要来自母质、灌溉水、大气沉降和施肥等。,岩浆岩含硫量较低； 沉积岩含硫量较高。,（,2,）土壤中硫的含量,矿质土壤含硫（,S,）量一般在,0.10.5g/kg,之间，随有机质含量增加而增加。,土壤学资源环境学院土地资源与,表,5-2,中国南方十省土壤全硫和有效硫含量,省区,全 硫,有效硫,有机硫,有机硫占全硫,(%),(mgkg,-1,土,),四川,江西,广东,福建,浙江,湖南,贵州,广西,海南,云南,平均,207,（,256,）,222,（,295,）,230,（,275,）,366,（,265,）,292,（,318,）,283,（,384,）,480,（,369,）,278,（,447,）,295,（,49,）,294,（,163,）,299.2(2821),31.3,（,834,）,22.5,（,803,）,34.7,（,762,）,27.3,（,578,）,33.9,（,623,）,32.8,（,895,）,66.7,（,736,）,27.1,（,903,）,24.2,（,150,）,36.7,（,634,）,34.3,（,6918,）,178,（,256,）,202,（,294,）,206,（,274,）,343,（,265,）,258,（,317,）,250,（,384,）,419,（,367,）,249,（,445,）,273,（,49,）,262,（,162,）,266.8,（,2813,）,86.0,91.0,89.6,93.7,88.4,88.3,87.3,89.6,92.2,89.1,89.2,注：括号内数字为样品数,表5-2 中国南方十省土壤全硫和有效硫含量省区全 硫,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,2.,土壤中硫的形态,土壤中的硫可分为无机态硫和有机态硫两大类。,难溶态,(FeS,2,、,ZnS,等固态矿物态,),（,1,）无机硫,水溶性,(,土壤溶液中的,SO,4,2-,有时有,S,2-,),吸附态,(,胶体吸附,SO,4,2,-,与溶液,SO,4,2,-,平衡,),（,2,）有机硫,其含量随土壤有机质增加而增加。,在湿润地区，土壤硫以有机硫为主，南方,10,省有机硫占全硫,86%,(,四川,),94%,(,福建,),。,北方干旱、半干旱地区土壤则以无机硫,(,CaSO,4,、,Na,2,SO,4,),为主。,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,3,.,有效硫的含量,土壤有效硫包括水溶态和吸附态,SO,4,2,。,土壤有效硫（,S,）分级为,:,高：,30,50mg/kg,中：,16,30mg/kg,，可满足作物需要,低：,16mg/kg,，作物容易出现缺硫现象,葱、姜、蒜是需硫较多的作物，蒜苔缺硫会导致抽苔率低。,富含有机硫的水田土壤，在淹水还原条件下形成,H,2,S,、,FeS,等有害物质，在氧化条件下则形成酸性硫酸盐，如,Fe,2,(SO,4,),3,、,Al,2,(SO,4,),3,等，导致土壤强烈酸化。,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,（二）土壤中硫的转化,在土壤硫的循环中，硫酸盐（,SO,4,2,）有特别的地位。,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,1.,有机硫的矿化和固定,大多数土壤中的硫都以有机态硫为主，需要经过微生物的矿化分解，释放出,SO,4,2-,后才能被植物吸收利用。,有机硫的矿化和固定受土壤,pH,、湿度、温度、通气状况,等多种因素的影响。,2.,矿物态硫的溶解和无机硫的氧化,土壤,Eh,和,pH,值是影响硫化物氧化的重要因素。,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,二、土壤中的钙和镁,土壤中钙和镁来源,土壤中钙镁含量受母质、气候、地表植物等因素的影响。,2.,土壤中钙和镁的含量,土壤中全钙含量可从微量到,40.0g/kg,，全镁一般为,1.0,40.0g/kg,，多数在,3.0,25.0g/kg,之间。,华北和西北地区土壤以及其它地区的石灰性土壤，富含钙、镁碳酸盐和硫酸盐，水溶态钙、镁可满足植物生长的需要。,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,3.,土壤中钙、镁形态,（,1,）矿物态,包括原生矿物和次生矿物，溶解度变化很大，其中石膏（,CaSO,4,2H,2,O,）的溶解度较高，橄榄石,(Mg,、,Fe),2,SiO,4,等易风化释放镁。,南方酸性土壤，不仅不含钙、镁碳酸盐，土壤交换性钙、镁也较少，有效钙、镁不足，应适量施用石灰或钙、镁矿质肥料予以补充。,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,（,2,）交换态和水溶态,两者均属有效态。一般土壤交换性盐基以交换性,Ca,2+,为主，次为交换性,Mg,2+,。水溶态一般数量很少，既与交换态处于交换平衡，也与某些矿物态处于溶解平衡，如水溶态,Ca,2+,与,CaCO,3,、,CaSO,4,等的平衡。,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,第五节 土壤中的微量元素,一、土壤中微量元素的含量,植物必需的微量元素有,铁、锰、铜、锌、硼、钼、氯和镍,，它们在土壤中的含量通常在百万分之几到十万分之几。,土壤中微量元素的含量主要受,土壤母质、成土过程、土壤质地、土壤有机质,的影响。,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,二、土壤中微量元素的来源及转化,（一）,土壤中微量元素的来源与损失,1.,土壤中微量元素的来源,主要来源于岩石矿物，土壤微量元素的种类及其含量因母质而异。其次是大气和土壤施肥等。,2,.,土壤中微量元素的损失,主要损失是植物吸收和收获物带走，淋洗和侵蚀也造成损失。,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,（二）,微量元素转化,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,三、土壤中微量元素的形态,1.,水溶态,存在于土壤溶液中或可用水提取的微量元素离子或分子（主要是离子态），含量一般,5mg/L,。,2,.,交换态,吸附于胶体表面可为其他离子交换出来的微量元素。含量一般,1,10mg/L,。,阳离子,Fe,3+,、,Fe,2+,、,Mn,2+,、,Zn,2+,、,Cu,2+,，水解离子,Fe(OH),+,、,Fe(OH),2+,、,Zn(OH),+,、,Mn(OH),+,、,Cu(OH),+,等,Mo,和,B,以,HMoO,4,-,、,MoO,4,2,-,、,H,4,BO,4,-,等形式存在,。,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,3.,专性吸附态,在有机或无机双电层内层通过共价键结合而被吸附的微量元素，不能和另一种交换性离子进行交换，但比晶格中矿物态的易释放。,Cu,2+,、,Zn,2+,、,MoO,4,、,H,4,BO,4,等较易发生专性吸附。,4.,有机结合态,存在于土壤有机质中呈络合或吸附态。当有机质分解时，较易释放，故有效性较高。,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,5,.,铁、锰氧化物包被态,主要是亲铁元素（,Mo,）常与铁共存，当铁从原生矿物中风化释放出来，形成非晶形含水氧化铁，逐渐结晶时，便被包裹在氧化铁的结晶里。只有包膜破坏后才能释放，故近于矿物态。,6.,矿物态,存在于固体矿物中不能被其他离子交换出来的微量元素。在酸性条件下，多数矿物溶解度增大。,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,四、影响土壤中微量元素有效性的因素,1.,酸碱度,阳离子型微量元素,Fe,、,Mn,、,Cu,、,Zn,的溶解度随,pH,下降而增大，故在酸性条件下有效性高，阴离子型的,Mo,在碱性下有效性高，而,B,则在微酸和中性的有效性较高。,2,.,Eh,Fe,、,Mn,氧化态的溶解度降低，还原态溶解度较高。在强还原条件下，,Zn,、,Cu,可能因形成,ZnS,、,Cu,2,S,而降低有效性。,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,3.,固定作用,氧化物类胶体专性吸附、沉淀作用,4.,有机质,过渡金属离子与有机化合物络合，简单的络合物可直接为植物吸收，但复杂的络合物一般不能被植物吸收；如泥炭土中的铜、锌络合物。,5,.,土壤质地,与粘粒的吸附作用有关，粘质土壤微量元素的有效含量一般高于砂质土壤。,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,复习思考题,一、名词解释,1.,土壤养分,2.,氨基化作用,3.,反硝化作用,二、思考题,1.,典型的养分循环包括哪些方面？,2.,影响土壤氮素含量的因素有哪些？,3.,简述土壤氮素形态及其有效性。,4.,试述氮素在土壤中的转化途径。,土壤学资源环境学院土地资源与,土壤学,资源环境学院土地资源与农业化学系,5.,试述氮素在土壤中的损失途径及防治措施。,6.,为什么磷肥在土壤中有效性很低？在中性条件下有效性最高？,7.,如何提高磷肥有效性？,8.,土壤中钾的固定及释放主要受哪些因子的影响？,9.,简述我国土壤钾素平衡状况及其调节途径。,10.,土壤中微量元素有效性主要受哪些因素影响？,土壤学资源环境学院土地资源与,