《土壤學(xué)》課件第6章 土壤養(yǎng)分

1、1第六章 土壤養(yǎng)分第一節(jié) 土壤養(yǎng)分有關(guān)概念第二節(jié) 土壤氮素第三節(jié) 土壤磷素第四節(jié) 土壤鉀素第五節(jié) 土壤鈣鎂硫和微量元素2本章要求了解土壤養(yǎng)分的有關(guān)概念重點掌握土壤氮、磷、鉀養(yǎng)分3第一節(jié) 土壤養(yǎng)分有關(guān)概念一、植物營養(yǎng)元素（Nutrient element ） 植物體中有90余種元素 1、必需元素的標(biāo)準(zhǔn) 不可缺少起直接營養(yǎng)作用特定的缺素癥狀不可替代4缺氮癥狀柑桔缺氮葉均勻變淡綠色 茶樹缺氮葉張變薄，葉片變小，葉色變草黃或淺黃色；生長緩慢，駐芽出現(xiàn)早、時間長；葉片壽命縮短，提早脫落，產(chǎn)量顯著下降。嚴(yán)重缺氮的茶樹，發(fā)芽輪次凌亂，有的芽長期駐而不發(fā)，生長停滯。5缺磷癥狀茶樹缺磷限制芽葉中的糖分的運轉(zhuǎn)，利

2、于花青素等的形成，芽葉出現(xiàn)暗紅或紫紅色。嚴(yán)重缺磷，生長遲緩，逐步出現(xiàn)褐色，變得枯燥而脆弱。老葉先呈暗綠色，逐漸失去光澤，最后枯黃而脫落。6缺鉀癥狀茶樹缺鉀生長緩慢，落葉增加，“雞爪枝”增多，老葉發(fā)脆，一折即斷，產(chǎn)量嚴(yán)重下降。嚴(yán)重時葉緣焦灼，出現(xiàn)淺褐或淺灰色病變，葉子卷曲，大量誘發(fā)炭疽病和云紋葉枯病等。7第一節(jié) 土壤養(yǎng)分有關(guān)概念 2、必需元素17種必需營養(yǎng)元素碳、氫、氧、氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫、鐵、鋅、銅、錳、鉬、硼、氯、鎳有益營養(yǎng)元素Si、Na、Se、 Co、Al一、植物營養(yǎng)元素（Nutrient element ）8第一節(jié) 土壤養(yǎng)分有關(guān)概念 3、必需營養(yǎng)元素分為3類6 種大量元素C、O、H、

3、N、P、K植物體含量百分之幾 3種中量元素Ca、Mg、S植物體含量千分之幾 8 種微量元素Fe、Cu、Mn、Zn、B、Mo、Cl、Ni植物體含量萬分之幾 一、植物營養(yǎng)元素（Nutrient element ）9植物體中必需營養(yǎng)元素含量(鮮重)營養(yǎng)元素含量營養(yǎng)元素含量氧(O)70鐵(Fe) 0.02碳(C)18氯(Cl) 0.01氫(H)10錳(Mn) 0.001氮(N)0.3鋅(Zn) 0.0003 鈣(Ca)0.3鉬(Mo) 0.0003鉀(K)0.3銅(Cu) 0.0002鎂(Mg) 0.07硼(B) 0.0001磷(P) 0.07鎳（Ni） 0.00005硫(S) 0.0510第一節(jié) 土

4、壤養(yǎng)分有關(guān)概念二、土壤養(yǎng)分（soil nutrient） 1、含義指主要依靠土壤供給植物的必需營養(yǎng)元素除C、H、O外的所有元素 2、根據(jù)相對數(shù)量分為3類 土壤中多，植物需要不多Fe、Ca、Mg，隨意吸收土壤中少，植物需要也少Cu、Mn、Zn、S、B、Mo、Cl、Ni，基本滿足土壤中少，植物需要多N、P、K，需施肥補充稱為肥料三要素11肥料三要素12第一節(jié) 土壤養(yǎng)分有關(guān)概念3、根據(jù)化學(xué)形態(tài)分類礦物態(tài)：一般無效固定態(tài)：遲（緩）效有機態(tài)：緩效，作用多交換態(tài)：土壤中有效養(yǎng)分的主體水溶態(tài)：有效性最高二、土壤養(yǎng)分（soil nutrient）13第一節(jié) 土壤養(yǎng)分有關(guān)概念4、根據(jù)吸收難易分類1）速效養(yǎng)分能為

5、植物直接利用的養(yǎng)分能溶于水，呈離子態(tài)土壤溶液中離子 交換性離子 二、土壤養(yǎng)分（soil nutrient）14第一節(jié) 土壤養(yǎng)分有關(guān)概念2）遲效養(yǎng)分不能直接吸收利用水難溶性包括O.M.、土壤礦物、難溶性無機鹽經(jīng)長時間分解轉(zhuǎn)化后，小部分可利用3）可相互轉(zhuǎn)化全量養(yǎng)分=速效養(yǎng)分+遲效養(yǎng)分二、土壤養(yǎng)分（soil nutrient） 4、根據(jù)吸收難易分類15第一節(jié) 土壤養(yǎng)分有關(guān)概念 5、土壤養(yǎng)分的來源土壤礦物質(zhì)土壤有機質(zhì)大氣降水、坡滲水和地下水施肥和灌溉二、土壤養(yǎng)分（ soil nutrient ）16第一節(jié) 土壤養(yǎng)分有關(guān)概念6、土壤養(yǎng)分含量表示方法養(yǎng)分元素的含量全量養(yǎng)分： g/kg速效養(yǎng)分： mg/kg

6、與化肥養(yǎng)分表示不同化肥采用養(yǎng)分元素氧化物的含量1.0 P g/kg = 2.29 P2O5 g/kg (14662=2.29)1.0 K g/kg =1.2 K2O g/kg （9478=1.2）二、土壤養(yǎng)分（ soil nutrient ）17化肥采用養(yǎng)分元素氧化物表示養(yǎng)分含量18第二節(jié) 土壤N素（Nitrogen）一、土壤氮素的來源與含量 1、來源1）生物固N空氣N2 有機態(tài)N自生、共生、聯(lián)合固氮5300 kg/hm2.a2）大氣、雨水和灌溉水雷電、降水溶解，222 kg/hm2.a3）施肥年使用約3000萬噸4）根系富集表層聚集19土壤氮素的獲得大豆根瘤菌固氮雷電固氮20第二節(jié) 土壤N素

7、（Nitrogen）2、含量與影響因素1.0 g/kg ，0.55.0 g/kg，主要存在于有機質(zhì)中1）氣候與地形溫濕度含N量東北西北，山區(qū)平原2）植被與農(nóng)業(yè)利用草本木本，豆科非豆科，水田旱地3）土壤質(zhì)地與礦物類型粘土砂土 4）耕作與施肥耕翻、輪作、施肥一、土壤氮素來源與含量21土壤氮素與土壤有機質(zhì)分布相關(guān)氮素含量（g/kg）_東 北：1.53.5黃淮海：0.31.0西 北：0.41.0長江中下游： 0.51.9華南： 0.62.1西南： 0.41.9蒙新： 0.52.0青藏： 0.52.722第二節(jié) 土壤N素（Nitrogen）3、形態(tài)1）無機態(tài)N占全N 10%化學(xué)形態(tài)NH4+、NO3-在土

8、壤中的狀態(tài)固定態(tài)銨水溶性與交換性NH4+水溶性 NO3-水田和旱地不同水田以NH4+為主旱地以NO3-為主一、土壤氮素來源與含量速效N，占全N 12% 23第二節(jié) 土壤N素（Nitrogen）3、形態(tài)2）有機態(tài)N占全N 90%成分復(fù)雜蛋白質(zhì)、多肽、核蛋白、氨基酸、氨基糖約一半不清楚：多聚體按水溶性分為3類水溶性：很少，低分子有機物水解性：主體非水解性：用酸堿不能水解，未知有機氮屬于遲效氮堿解氮、速效氮一、土壤氮素來源與含量24第二節(jié) 土壤N素（Nitrogen）二、土壤N素的轉(zhuǎn)化 1、有機氮的礦化（Mineralization） 定義：在微生物作用下有機氮分解轉(zhuǎn)化為無機氮1）氨基化在微生物和酶

9、作用下，將蛋白質(zhì)等逐級分解，最后變?yōu)榘被衔锏倪^程蛋白質(zhì)多肽氨基酸/氨基糖2）氨化氨基化生成的氨基化合物，在酶的作用下進一步分解為氨的過程氨基酸NH3好氣或厭氧條件都能進行年礦化率13%25第二節(jié) 土壤N素（Nitrogen） 2、銨的硝化（Nitrification）銨在亞硝化細菌、硝化細菌參與下轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮兩個過程：亞硝化、硝化NH4+NO2- NO3- 條件是氧化過程，需O2充足土壤水分適宜pH中性附近溫度適宜（2535）引起土壤酸化二、土壤N素的轉(zhuǎn)化26第二節(jié) 土壤N素（Nitrogen）3、無機氮的生物固定（Immobilization）生物固持：NH4+、NO3+、-NH2 生物

10、體植物和微生物競爭利于氮素保存和周轉(zhuǎn)4、銨的礦物固定（Ammonium fixation ）銨離子2:1粘土礦物孔穴影響因素粘土礦物、質(zhì)地、K、干濕交替、pH、NH4+濃度意義二、土壤N素的轉(zhuǎn)化27第二節(jié) 土壤N素（Nitrogen）1、淋失和流失（Leaching and runoff）有效N徑流流失NO3-在多雨地區(qū)淋失水田施NO3-、雨前施NO3- 效果差2、氨的揮發(fā)（Volatilization）NH4+易變成NH3 揮發(fā)受pH控制銨態(tài)N肥在堿性土壤中、與堿性物質(zhì)混施易揮發(fā)防止措施：深施、造粒三、土壤N素的損失28第二節(jié) 土壤N素（Nitrogen） 3、反硝化（Denitrifica

11、tion ）反硝化細菌參與下NO3- 被還原的過程 NO3 NO2NON2ON2發(fā)生條件嚴(yán)重缺氧，含水量高，Eh南，西東母質(zhì)、施肥、有機質(zhì)0.40 g/kg以下，施P肥增產(chǎn)40我國土壤磷分布P2O5含量（g/kg）_平 均：0.42.5東 北：2.02.5黃淮海：1.21.6西 北：1.21.6紅 壤：1.02.5磚紅壤： 0.30.541第三節(jié) 土壤P素（Phosphorus）2、形態(tài)1）無機P占全磷的2/33/4水溶態(tài)磷含量極少，0.0030.3 mg/L以H2PO4- 和HPO42-為主，隨pH變化是有效磷一、含量與形態(tài)42第三節(jié) 土壤P素（Phosphorus）2、形態(tài)1）無機P吸附態(tài)

12、磷含量也很少陰離子（OH-、SO3-、F-）交換吸附配位體交換吸附：專性吸附鐵鋁氧化物（OH，OH2）方解石（CaOH）一、含量與形態(tài)43第三節(jié) 土壤P素（Phosphorus）2、形態(tài)1）無機P礦物態(tài)磷無機P 的99以上石灰性土壤磷灰石：Ca5X(PO4)3其它磷酸鈣鹽：酸性土壤磷酸鐵鹽：粉紅磷鐵礦磷酸鋁鹽：磷鋁石閉蓄態(tài)磷：O-P一、含量與形態(tài)44第三節(jié) 土壤P素（Phosphorus）我國幾種土壤中無機磷形態(tài)與組成紅壤： O-P Fe-P Ca-P、Al-P黃棕壤： O-P Fe -P 、 Ca-P Al-P石灰性土：Ca-P O-P Al-P Fe-P一、含量與形態(tài)土壤pH占無機磷的%A

13、l-PFe-PCa-PO-P磚紅壤及赤紅壤4.55.501.52.5140.95.38494紅壤4.55.50.35.715261.5165283黃棕壤673.710252713204557黃潮土7.58.5164100.763653135塿土88.53.46.900.56171122045第三節(jié) 土壤P素（Phosphorus）2、形態(tài) 2）有機P一般占全P的2550%高者（東北）5080%，低者（紅壤）10%決定于土壤O.M.含量主要成分大部分有機P成分未知植酸，20-50% ，其Ca、Mg鹽為有效態(tài)核酸， 1-10% 磷酯等， 1% 一、含量與形態(tài)46第三節(jié) 土壤P素（Phosphoru

14、s）2、形態(tài) 2）有機P多數(shù)有機P較易轉(zhuǎn)化為有效態(tài)一、含量與形態(tài)核蛋白蛋白質(zhì)核酸磷酸嘌呤嘧啶核糖植物吸收47第三節(jié) 土壤P素（Phosphorus）有效磷的固定（固磷作用）1、化學(xué)沉淀酸性土壤：Fe、Al、Mn中、堿性土壤：Ca、Mg 2、表面吸附吸附靜電引力暫時保存專性吸附酸性土壤：金屬氧化物石灰性土壤：CaCO33、閉蓄固定4、生物固定二、轉(zhuǎn)化與循環(huán)48第三節(jié) 土壤P素（Phosphorus）磷的有效化（磷的釋放）1、有機磷化合物：磷酸植素植酸環(huán)己六醇磷酸核蛋白核酸核苷磷酸磷脂甘油脂肪酸磷酸卵磷脂甘油脂肪酸膽堿磷酸腦磷脂甘油脂肪酸膽胺磷酸2、無機磷酸鹽：易溶磷酸鹽石灰性土壤：磷石灰脫鈣酸性

15、土壤：局部堿性條件下磷鐵礦水解二、轉(zhuǎn)化與循環(huán)49第三節(jié) 土壤P素（Phosphorus）二、轉(zhuǎn)化與循環(huán)土壤溶液磷生物結(jié)合態(tài)磷有效態(tài)有機磷無效態(tài)有機磷吸附態(tài)磷沉淀態(tài)磷肥料磷生物固定礦化吸附解吸沉淀溶解有效磷或活性磷，5%50農(nóng)田系統(tǒng)磷的循環(huán)51第三節(jié) 土壤P素（Phosphorus）三、影響土壤磷素有效性的因素1、土壤pH值影響磷酸離子形態(tài)pH 37，以H2PO4-為主pH 712，以HPO42-為主影響固P物質(zhì)如Ca、Fe、Al的形態(tài)酸性土壤中有大量Fe、Al、Mn離子石灰性土壤中有大量Ca離子影響磷素有效性調(diào)節(jié)pH至中性52土壤pH對磷有效性的影響53第三節(jié) 土壤P素（Phosphorus）

16、2、土壤膠體對P的吸附Fe、Al氧化物、粘粒礦物表面的-OH、-OH2等與H2PO42-發(fā)生配位體交換是酸性土壤P素有效性降低的主要原因3、有機質(zhì)有機P礦化有效P多與H2PO42-等競爭吸附點位P吸附減少有機酸螯合固磷物質(zhì)有效P升高形成Fe、Al氧化物保護膜P吸附減少有機酸、CO2溶解P鹽有效P升高三、影響土壤磷素有效性的因素54第三節(jié) 土壤P素（Phosphorus）4、土壤淹水促進P有效化影響pH酸性土pH上升，F(xiàn)e、Al氧化物沉淀堿性土pH下降，磷酸鈣溶解增加磷酸鐵磷酸亞鐵鐵質(zhì)膠膜破壞5、土壤溫度溫度高，有效P釋放快冷浸田、早稻缺磷四、提高土壤磷有效性的途徑三、影響土壤磷素有效性的因素5

17、5第四節(jié) 土壤K素（Potassium）一、含量與來源平均 10 g/kg變幅大，525 g/kg，遠高于N、P高溫多雨地區(qū)砂粒主要存在于含K礦物中長石、云母伊利石、蛭石56中國土壤K素分布K2O含量（g/kg）_平 均：10東 北：20黃淮海：15西 北：15紅 壤：1磚紅壤： 557第四節(jié) 土壤K素（Potassium）1、水溶性K（Soluble potassium ）土壤溶液中25 mg/L2、交換性K（Exchangeable potassium ）膠體表面K+占全K量2% 40600 mg/kg速效K的主體開墾后降低二、形態(tài)速效鉀58土壤開墾后交換性K降低59第四節(jié) 土壤K素（Po

18、tassium）二、形態(tài)3、非交換性K ( Non-exchangeable / Fixed potassium)次生粘土礦物、部分黑云母占全K量90%無效60可溶性K比交換性K能更好地表示土壤K的有效性61可溶性K隨著作物生長而逐漸降低，緩沖性差的土壤作物生長中后期需要補充K緩沖性好的粘土緩沖性差的砂土水溶性 K62第四節(jié) 土壤K素（Potassium）三、轉(zhuǎn)化與平衡各種形態(tài)K可相互轉(zhuǎn)化礦物K其它K可忽略交換性K 水溶性K瞬間平衡非交換性K 速效K釋放與固定63植物吸收土壤中K素的轉(zhuǎn)化風(fēng)化風(fēng)化固定釋放礦物鉀(無效)交換鉀(速效90%)非交換鉀(緩效)溶液鉀(速效10%)解吸吸附隨水流失64第

19、四節(jié) 土壤K素（Potassium）四、固定與釋放K的固定：交換性K非交換性KK的釋放：非交換性K 交換性K、水溶性K65輕輕地附著在土壤顆粒表面的K非常容易被根系吸收66集約化種植進一步使K解吸，引起K的耗竭67施用K肥時，K會被粘土礦物脫盡K的層間晶格所捕獲68第四節(jié) 土壤K素（Potassium）四、固定與釋放影響土壤K固定的因素粘土礦物類型蛭石伊利石蒙脫石土壤質(zhì)地重質(zhì)地輕質(zhì)地土壤水分條件干濕交替因土壤速效K含量而異土壤酸堿度692:1型粘土礦物有很強的固鉀能力70土壤質(zhì)地影響鉀的固定，從而影響鉀肥的有效性71土壤濕潤條件下固鉀少，根系吸收K多72適宜的水分條件固K減少，干燥和過濕的土壤

20、施K肥效果明顯73第四節(jié) 土壤K素（Potassium）五、調(diào)節(jié)與管理1）主要問題可以被粘土礦物固定水溶性K易流失2）措施因地、因時施K肥分次施用K肥深施、條施、穴施熏土、凍垡、曬垡輪作、休閑緩效K74第五節(jié) 土壤鈣鎂硫和微量元素土壤一般不缺鈣作物需鈣多土壤有效鈣比鎂多施用石灰補充鈣多酸性較強的土壤可能缺鈣土壤鈣以礦物態(tài)和簡單鹽形式存在角閃石、輝石、鈣長石碳酸鹽、硫酸鹽一、土壤鈣75植物缺鈣癥狀黃瓜缺鈣 白菜缺鈣 76第五節(jié) 土壤鈣鎂硫和微量元素土壤鎂比鈣少得多土壤容易缺鎂鎂主要存在于礦物中白云石、角閃石、輝石西北、華北、干旱地區(qū)一般不缺鈣鎂南方酸性較強的土壤需要補充鈣鎂二、土壤鎂77缺鎂癥狀番茄缺鎂白菜缺鎂78第五節(jié) 土壤鈣鎂硫和微量元素1、來源與含量來源母質(zhì)、灌溉、大氣沉降、施肥含量0.10.5 g/kg，與磷相近沉積巖巖漿巖工礦區(qū)較高濱海鹽漬土、沼澤土內(nèi)陸土壤一般不缺硫土壤固硫少補充較多三、土壤硫7