土壤生態(tài)學(xué)課件 第四章 農(nóng)田土壤生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)通則

1、l第一節(jié) 土壤生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)l第二節(jié) 稻田土壤生態(tài)系統(tǒng)中養(yǎng)分循環(huán)特點(diǎn)l第三節(jié) 土壤生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)與土壤生產(chǎn)力l一、相關(guān)概念l1、土壤生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)：土壤生態(tài)系統(tǒng)中，以能量傳遞為驅(qū)動力，沿著土壤-生物-大氣進(jìn)行物質(zhì)循環(huán)傳遞的過程。l物質(zhì)循環(huán)包括營養(yǎng)元素的循環(huán)、水循環(huán)和與之相關(guān)的部分元素的生物地球化學(xué)過程。l2、營養(yǎng)元素在土壤-植物間的循環(huán)過程稱為生物小循環(huán)l3、整個生物圈內(nèi)，化學(xué)元素沿著土壤圈-水圈-大氣圈之間的循環(huán)過程稱為生物地球化學(xué)循環(huán)，是一定區(qū)域或整個生物圈內(nèi)大范圍、長時間的循環(huán)過程，被認(rèn)為是土壤生態(tài)系統(tǒng)與生物圈其他部分的有機(jī)疊加。l4、土壤生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分循環(huán)過程，界于生物小循環(huán)與生

2、物地球化學(xué)循環(huán)之間，具有循環(huán)周期短，涉及范圍較小的特點(diǎn)，是生物地球化學(xué)循環(huán)的基礎(chǔ)。l1、養(yǎng)分庫：土壤生態(tài)系統(tǒng)中養(yǎng)分儲存或固定的場所。主要有土壤庫、植物庫與大氣庫l2、養(yǎng)分流或養(yǎng)分通道：養(yǎng)分庫之間的營養(yǎng)元素的遷移途徑。土壤養(yǎng)分在庫間進(jìn)行循環(huán)流動，并通過物理、化學(xué)及生物過程與環(huán)境進(jìn)行營養(yǎng)元素交換。l3、土壤生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分流的概況：l（1）植物-土壤l土壤 植物：植物養(yǎng)分吸收；l植物 土壤 ：凋落物、殘?bào)w、根系分泌物、種子、秧苗。l（2）植物-大氣l大氣 植物：植物固氮及植物對其他及對來自大氣營養(yǎng)物質(zhì)的吸收l植物 大氣：氣體物質(zhì)揮發(fā)，水分蒸騰、植物呼吸l（3）大氣-土壤l大氣 土壤：微生物固氮、大氣干

3、濕沉降l土壤 大氣：土壤中物質(zhì)揮發(fā)及氣化l（4）土壤生態(tài)系統(tǒng)-環(huán)境l地表徑流、地下水遷移引起的養(yǎng)分流失，濕引起水環(huán)境富營養(yǎng)化的主要原因。l在人工土壤生態(tài)系統(tǒng)中，人為施肥灌溉等措施也是土壤生態(tài)系統(tǒng)的一個主要來源。l一、養(yǎng)分輸入：以太湖地區(qū)兩種耕作制度與兩種施肥方式為例：l以太湖地區(qū)兩種耕作制度與兩種施肥方式為例：l土壤生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分平衡狀況以輸入量與輸出量之差表示：l用Bk表示；大于0時表養(yǎng)分盈余。l目前考慮了主要養(yǎng)分流，所以時不完全養(yǎng)分平衡l完全養(yǎng)分平衡還應(yīng)考慮：l輸入方面：生物固氮大氣干濕沉降灌溉水帶入l輸出方面： 農(nóng)田排水和地表徑流滲漏損失氣態(tài)損失（氨揮發(fā)、氧化亞氮）l見圖表說明：l一、土壤

4、生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)與土壤生產(chǎn)力l土壤生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分是土壤生產(chǎn)力的物質(zhì)基礎(chǔ)，系統(tǒng)的凈初級生物量是生態(tài)系統(tǒng)能量流動和物質(zhì)循環(huán)的共同結(jié)晶。l在一定的生物氣候條件下，土壤生態(tài)系統(tǒng)中，養(yǎng)分流的大小直接制約著土壤生產(chǎn)力，而養(yǎng)分庫是養(yǎng)分流的來源之一。l所以，充足、穩(wěn)定的庫源與高通量的養(yǎng)分流，是土壤生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力提高的根本保證。l傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)土壤生態(tài)系統(tǒng)，物質(zhì)流和能量流都指向單一的方向產(chǎn)品；l現(xiàn)代農(nóng)業(yè)土壤生態(tài)系統(tǒng)，功能指向更新的方向生產(chǎn)單一或多樣化高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)與高經(jīng)濟(jì)效益的生物產(chǎn)品，而實(shí)現(xiàn)這一功能的物質(zhì)保證之一就是人為增加或補(bǔ)充土壤自然養(yǎng)分流，而人為流加強(qiáng)就是通過化肥施用實(shí)現(xiàn)的。l1、穩(wěn)定庫容，提高土壤養(yǎng)分的緩沖容量必

5、須合理調(diào)節(jié)有機(jī)無機(jī)肥的比例結(jié)構(gòu)。無機(jī)化肥能很快增加土壤中速效養(yǎng)分的含量，在作物需肥閥值內(nèi)容易產(chǎn)生良好效果，但高濃度易溶性養(yǎng)分的存在容易因?yàn)楣潭ā⑵B漏等因素而造成不必要的損失而有機(jī)肥不但含有作物所需的養(yǎng)分，且能穩(wěn)定庫容，提高土壤養(yǎng)分的緩沖容量，改善土壤結(jié)構(gòu)和透氣性，養(yǎng)分作用周期長、損失少；但有機(jī)肥養(yǎng)分釋放慢，難以很快見效。l2、調(diào)節(jié)輸入輸出平衡，維持養(yǎng)分循環(huán)持續(xù)性短期養(yǎng)分虧損可利用庫容的緩沖性維持生產(chǎn)力，但長期虧損則不然。過多的養(yǎng)分贏余不僅會影響經(jīng)濟(jì)效益，也會影響環(huán)境污染。l3、調(diào)節(jié)養(yǎng)分比例平衡根據(jù)最小限制因子定理是指當(dāng)土壤生態(tài)系統(tǒng)中土壤有效態(tài)養(yǎng)分含量不能滿足植物生長而又缺乏有效人為補(bǔ)充時，作物的生物、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量受到限制。l4、合理的管理措施注意做好耕作方式的優(yōu)化；底肥與追肥的關(guān)系；營養(yǎng)生長與生殖生長間養(yǎng)分的調(diào)節(jié)；水肥管理要協(xié)調(diào)等l施入土壤的養(yǎng)分，以產(chǎn)品形式輸出的僅僅是一部分，大部分則通過徑流、滲漏和氣體揮發(fā)形