安徽農(nóng)業(yè)大學講義-土壤學11(土壤養(yǎng)分)課件

Chap.11土壤養(yǎng)分營養(yǎng)元素的地質(zhì)大循環(huán)：指營養(yǎng)元素在陸地與海洋之間循環(huán)的過程。地質(zhì)大循環(huán)使營養(yǎng)元素從封閉不溶態(tài)變成可溶態(tài)，實現(xiàn)了營養(yǎng)元素的釋放。營養(yǎng)元素的生物小循環(huán)：指營養(yǎng)元素在生物體和土壤之間循環(huán)變化的過程。生物按其生理需要有選擇地將巖石圈、水圈和大氣圈中分散的營養(yǎng)元素加以富集，使營養(yǎng)元素脫離大循環(huán)的軌道而免于淋失，不斷富集在土壤表面。Chap.11土壤養(yǎng)分營養(yǎng)元素的地質(zhì)大循環(huán)：指營養(yǎng)元素在陸1Chap.11土壤養(yǎng)分營養(yǎng)元素的生物小循環(huán)主要包括以下幾個過程：生物從土壤中吸收養(yǎng)分生物殘體歸還土壤土壤生物分解殘體、釋放養(yǎng)分養(yǎng)分再次被生物吸收Chap.11土壤養(yǎng)分營養(yǎng)元素的生物小循環(huán)主要包括以下幾個2Chap.11土壤養(yǎng)分營養(yǎng)元素：土壤中含有的元素很多，元素周期表中的元素幾乎都能在土壤中發(fā)現(xiàn)，但主要的只有20幾種生物體中含有90多種元素，但植物必須營養(yǎng)元素只有17種：C、H、O；N、P、K；（大量元素：占植物體干重的千分之幾）Ca、Mg、S；（中量元素）Fe、Mn、Cu、Zn、Mo、Ni、B、Cl（微量元素）Chap.11土壤養(yǎng)分營養(yǎng)元素：3Chap.11土壤養(yǎng)分§1土壤氮素土壤氮素的來源：生物固氮生物殘體灌溉水和雨水攜帶施用有機肥和化肥Chap.11土壤養(yǎng)分§1土壤氮素4Chap.11土壤養(yǎng)分土壤氮素的形態(tài)：無機態(tài)氮：NH4+、NO3-、NO2-有效態(tài)氮：堿解性氮、礦質(zhì)態(tài)氮有機態(tài)氮：占土壤全氮的95%以上水溶性有機氮、水解性有機氮和非水解性有機氮土壤全氮一般在2--0.5g/kg之間Chap.11土壤養(yǎng)分土壤氮素的形態(tài)：5Chap.11土壤養(yǎng)分土壤氮素的轉(zhuǎn)化：有機氮的礦化（氨基化作用和氨化作用）銨的硝化2NH4++3O22NO2-+2H2O+4H++660kJ2NO2-+2O22NO3-+167kJ硝化作用是專性微生物（亞硝化菌和硝化菌）完成—自養(yǎng)硝化（中性pH、好氧條件）有異養(yǎng)微生物參與的硝化作用為異養(yǎng)硝化Chap.11土壤養(yǎng)分土壤氮素的轉(zhuǎn)化：6Chap.11土壤養(yǎng)分土壤氮素的轉(zhuǎn)化：反硝化作用2HNO32HNO22NON2ON2(pH微堿性、嚴格厭氣環(huán)境)無機氮生物固定銨離子的礦物固定Chap.11土壤養(yǎng)分土壤氮素的轉(zhuǎn)化：7氮素轉(zhuǎn)化和循環(huán)N2NH4粘粒NO3-NO2-動植物殘體半穩(wěn)定態(tài)有機N穩(wěn)定態(tài)有機N土壤生物揮發(fā)損失化學和生物固氮釋放礦物固定還原硝化還原亞硝化合成作用氨化作用淋失吸收灼燒或生物遺體分解損失化學合成反硝化作用植物生物固定氮素轉(zhuǎn)化和循環(huán)N2NH4粘粒NO3-NO2-動植物殘體揮發(fā)損8Chap.11土壤養(yǎng)分土壤氮素的調(diào)控：C/N比施肥激發(fā)效應（起爆效應）：1.施用新鮮的有機物質(zhì)激發(fā)土壤原來有機質(zhì)的分解；（注意與無機肥的配合施用）2.施用礦質(zhì)氮肥促進原來土壤有機氮的分解和釋放；水田氮素的調(diào)控Chap.11土壤養(yǎng)分土壤氮素的調(diào)控：9Chap.11土壤養(yǎng)分§2土壤磷素土壤磷素的來源：母質(zhì)來源地殼含磷約為0.12%，土壤全磷在0.2~1.1mg/kg之間磷礦石肥料Chap.11土壤養(yǎng)分§2土壤磷素10Chap.11土壤養(yǎng)分土壤磷素的形態(tài)：1.無機磷水溶態(tài)磷H2PO4-、HPO42-

、PO43-吸附態(tài)磷離子交換和配位體吸附Chap.11土壤養(yǎng)分土壤磷素的形態(tài)：11Chap.11土壤養(yǎng)分礦物態(tài)磷土壤中無機磷幾乎99%以上以礦物態(tài)存在磷酸鈣類化合物（Ca-P）氟磷灰石3Ca3(PO4)2

?CaF2碳酸磷灰石3Ca3(PO4)2?CaCO3羥基磷灰石3Ca3(PO4)2?Ca(OH)2氧基磷灰石3Ca3(PO4)2?CaO磷酸三鈣Ca3(PO4)2磷酸二鈣CaHPO4磷酸一鈣Ca(HPO4)2溶解度增加Chap.11土壤養(yǎng)分礦物態(tài)磷溶解度增加12Chap.11土壤養(yǎng)分2）磷酸鐵和磷酸鋁類化合物（Fe-P、Al-P）主要存在于酸性土3）閉蓄態(tài)磷（O-P）閉蓄態(tài)磷是由氧化鐵膠膜包被的磷酸鹽主要存在于酸性土（石灰性土壤中包被的膠膜是難溶性的鈣質(zhì)化合物）Chap.11土壤養(yǎng)分2）磷酸鐵和磷酸鋁類化合物（Fe-P13Chap.11土壤養(yǎng)分土壤磷素的形態(tài)：2.有機磷植酸類核酸類磷脂類Chap.11土壤養(yǎng)分土壤磷素的形態(tài)：14Chap.11土壤養(yǎng)分土壤磷的固定及機制1.化學沉淀機制酸性土壤中：Fe3++H2PO4-+2H2OFe(OH)2?H2PO4+2H+Fe(OH)3+H2PO4-Fe(OH)2

?H2PO4+OH+石灰性土壤中：Ca(H2PO4)2+2Ca2+Ca3(PO4)2+4H+Ca(H2PO4)2+2Ca(HCO3)2Ca3(PO4)2+4H2O

+4CO2Chap.11土壤養(yǎng)分土壤磷的固定及機制15Chap.11土壤養(yǎng)分土壤磷的固定及機制2.膠體表面的專性吸附3.閉蓄機制4.生物固磷Chap.11土壤養(yǎng)分土壤磷的固定及機制16磷素轉(zhuǎn)化與循環(huán)含磷土壤母質(zhì)易溶性磷酸鹽水溶性磷酸鹽江河湖海中的磷酸鹽有機磷化物難溶性磷酸鹽分解溶解固定固定徑流徑流溶解生物吸收分解分解風化沉積分解固定固定生物活化分解巖石海洋磷素轉(zhuǎn)化與循環(huán)含磷土壤母質(zhì)易溶性磷酸鹽水溶性磷酸鹽江河湖海中17Chap.11土壤養(yǎng)分提高土壤磷素有效性的途徑1.調(diào)節(jié)土壤pH2.增加有機質(zhì)有機膠體的被覆作用有機膠體絡合作用有機酸的溶解作用有機陰離子與磷酸根競爭專性吸附點3.土壤淹水4.集中施肥Chap.11土壤養(yǎng)分提高土壤磷素有效性的途徑18Chap.11土壤養(yǎng)分§3土壤鉀素土壤鉀素的來源：母質(zhì)來源地殼含鉀約為2.45%，土壤全鉀在5~25mg/kg之間鉀肥Chap.11土壤養(yǎng)分§3土壤鉀素19Chap.13土壤養(yǎng)分土壤鉀素的形態(tài)：1.按化學組成水溶性鉀交換性鉀非交換性鉀礦物鉀2.按植物營養(yǎng)有效性速效鉀、緩效鉀和無效鉀Chap.13土壤養(yǎng)分土壤鉀素的形態(tài)：20鉀素轉(zhuǎn)化與循環(huán)含鉀母質(zhì)代換性鉀有機體內(nèi)鉀難溶性鉀水溶性鉀固定固定固定固定作用分解分解分解分解溶解吸收分化作用徑流生物吸收代換吸收流失鉀素轉(zhuǎn)化與循環(huán)含鉀母質(zhì)代換性鉀有機體內(nèi)鉀難溶性鉀水溶性鉀固定21Chap.11土壤養(yǎng)分土壤鉀的固定、釋放與影響因素土壤鉀的固定與影響因素土壤鉀的釋放與影響因素Chap.11土壤養(yǎng)分土壤鉀的固定、釋放與影響因素22Chap.11土壤養(yǎng)分營養(yǎng)元素的地質(zhì)大循環(huán)：指營養(yǎng)元素在陸地與海洋之間循環(huán)的過程。地質(zhì)大循環(huán)使營養(yǎng)元素從封閉不溶態(tài)變成可溶態(tài)，實現(xiàn)了營養(yǎng)元素的釋放。營養(yǎng)元素的生物小循環(huán)：指營養(yǎng)元素在生物體和土壤之間循環(huán)變化的過程。生物按其生理需要有選擇地將巖石圈、水圈和大氣圈中分散的營養(yǎng)元素加以富集，使營養(yǎng)元素脫離大循環(huán)的軌道而免于淋失，不斷富集在土壤表面。Chap.11土壤養(yǎng)分營養(yǎng)元素的地質(zhì)大循環(huán)：指營養(yǎng)元素在陸23Chap.11土壤養(yǎng)分營養(yǎng)元素的生物小循環(huán)主要包括以下幾個過程：生物從土壤中吸收養(yǎng)分生物殘體歸還土壤土壤生物分解殘體、釋放養(yǎng)分養(yǎng)分再次被生物吸收Chap.11土壤養(yǎng)分營養(yǎng)元素的生物小循環(huán)主要包括以下幾個24Chap.11土壤養(yǎng)分營養(yǎng)元素：土壤中含有的元素很多，元素周期表中的元素幾乎都能在土壤中發(fā)現(xiàn)，但主要的只有20幾種生物體中含有90多種元素，但植物必須營養(yǎng)元素只有17種：C、H、O；N、P、K；（大量元素：占植物體干重的千分之幾）Ca、Mg、S；（中量元素）Fe、Mn、Cu、Zn、Mo、Ni、B、Cl（微量元素）Chap.11土壤養(yǎng)分營養(yǎng)元素：25Chap.11土壤養(yǎng)分§1土壤氮素土壤氮素的來源：生物固氮生物殘體灌溉水和雨水攜帶施用有機肥和化肥Chap.11土壤養(yǎng)分§1土壤氮素26Chap.11土壤養(yǎng)分土壤氮素的形態(tài)：無機態(tài)氮：NH4+、NO3-、NO2-有效態(tài)氮：堿解性氮、礦質(zhì)態(tài)氮有機態(tài)氮：占土壤全氮的95%以上水溶性有機氮、水解性有機氮和非水解性有機氮土壤全氮一般在2--0.5g/kg之間Chap.11土壤養(yǎng)分土壤氮素的形態(tài)：27Chap.11土壤養(yǎng)分土壤氮素的轉(zhuǎn)化：有機氮的礦化（氨基化作用和氨化作用）銨的硝化2NH4++3O22NO2-+2H2O+4H++660kJ2NO2-+2O22NO3-+167kJ硝化作用是專性微生物（亞硝化菌和硝化菌）完成—自養(yǎng)硝化（中性pH、好氧條件）有異養(yǎng)微生物參與的硝化作用為異養(yǎng)硝化Chap.11土壤養(yǎng)分土壤氮素的轉(zhuǎn)化：28Chap.11土壤養(yǎng)分土壤氮素的轉(zhuǎn)化：反硝化作用2HNO32HNO22NON2ON2(pH微堿性、嚴格厭氣環(huán)境)無機氮生物固定銨離子的礦物固定Chap.11土壤養(yǎng)分土壤氮素的轉(zhuǎn)化：29氮素轉(zhuǎn)化和循環(huán)N2NH4粘粒NO3-NO2-動植物殘體半穩(wěn)定態(tài)有機N穩(wěn)定態(tài)有機N土壤生物揮發(fā)損失化學和生物固氮釋放礦物固定還原硝化還原亞硝化合成作用氨化作用淋失吸收灼燒或生物遺體分解損失化學合成反硝化作用植物生物固定氮素轉(zhuǎn)化和循環(huán)N2NH4粘粒NO3-NO2-動植物殘體揮發(fā)損30Chap.11土壤養(yǎng)分土壤氮素的調(diào)控：C/N比施肥激發(fā)效應（起爆效應）：1.施用新鮮的有機物質(zhì)激發(fā)土壤原來有機質(zhì)的分解；（注意與無機肥的配合施用）2.施用礦質(zhì)氮肥促進原來土壤有機氮的分解和釋放；水田氮素的調(diào)控Chap.11土壤養(yǎng)分土壤氮素的調(diào)控：31Chap.11土壤養(yǎng)分§2土壤磷素土壤磷素的來源：母質(zhì)來源地殼含磷約為0.12%，土壤全磷在0.2~1.1mg/kg之間磷礦石肥料Chap.11土壤養(yǎng)分§2土壤磷素32Chap.11土壤養(yǎng)分土壤磷素的形態(tài)：1.無機磷水溶態(tài)磷H2PO4-、HPO42-

、PO43-吸附態(tài)磷離子交換和配位體吸附Chap.11土壤養(yǎng)分土壤磷素的形態(tài)：33Chap.11土壤養(yǎng)分礦物態(tài)磷土壤中無機磷幾乎99%以上以礦物態(tài)存在磷酸鈣類化合物（Ca-P）氟磷灰石3Ca3(PO4)2

?CaF2碳酸磷灰石3Ca3(PO4)2?CaCO3羥基磷灰石3Ca3(PO4)2?Ca(OH)2氧基磷灰石3Ca3(PO4)2?CaO磷酸三鈣Ca3(PO4)2磷酸二鈣CaHPO4磷酸一鈣Ca(HPO4)2溶解度增加Chap.11土壤養(yǎng)分礦物態(tài)磷溶解度增加34Chap.11土壤養(yǎng)分2）磷酸鐵和磷酸鋁類化合物（Fe-P、Al-P）主要存在于酸性土3）閉蓄態(tài)磷（O-P）閉蓄態(tài)磷是由氧化鐵膠膜包被的磷酸鹽主要存在于酸性土（石灰性土壤中包被的膠膜是難溶性的鈣質(zhì)化合物）Chap.11土壤養(yǎng)分2）磷酸鐵和磷酸鋁類化合物（Fe-P35Chap.11土壤養(yǎng)分土壤磷素的形態(tài)：2.有機磷植酸類核酸類磷脂類Chap.11土壤養(yǎng)分土壤磷素的形態(tài)：36Chap.11土壤養(yǎng)分土壤磷的固定及機制1.化學沉淀機制酸性土壤中：Fe3++H2PO4-+2H2OFe(OH)2?H2PO4+2H+Fe(OH)3+H2PO4-Fe(OH)2

?H2PO4+OH+石灰性土壤中：Ca(H2PO4)2+2Ca2+Ca3(PO4)2+4H+Ca(H2PO4)2+2Ca(HCO3)2Ca3(PO4)2+4H2O

+4CO2Chap.11土壤養(yǎng)分土壤磷的固定及機制37Chap.11土壤養(yǎng)分土壤磷的固定及機制2.膠體表面的專性吸附3.閉蓄機制4.生物固磷Chap.11土壤養(yǎng)分土壤磷的固定及機制38磷素轉(zhuǎn)化與循環(huán)含磷土壤母質(zhì)易溶性磷酸鹽水溶性磷酸鹽江河湖海中的磷