土壤肥料學：土壤養(yǎng)分

土壤肥力上節(jié)回顧1、名詞解釋：土壤養(yǎng)分、土壤養(yǎng)分形態(tài)、硝化、反硝化2、土壤氮素的形態(tài)及有效性？3、土壤氮素損失的途徑有哪些？4、農業(yè)生產中如何維護土壤氮素平衡？

土壤養(yǎng)分－指植物所必需的，主要是土壤來提供的營養(yǎng)元素就叫做土壤養(yǎng)分。土壤養(yǎng)分是土壤肥力的物質基礎，是土壤肥力的重要組成因素。

土壤養(yǎng)分形態(tài)－速效養(yǎng)分、緩效養(yǎng)分、無效養(yǎng)分。

土壤氮來源1．有機氮的礦化：水解、氨化和硝化2、土壤的脫氮：反硝化、硝酸鹽的淋失、氨的揮發(fā)。3、土壤氮素的固定：微生物的同化固定、有機質的縮合固定、銨的粘土礦物晶層間固定。土壤氮素轉化***反硝化作用N2N的生物化學固定NH3+H+=NH4

銨的晶格固定與釋放NO3N2N2O植物吸收固NNITROGEN硝化細菌亞硝化細菌硝化作用NO2N循環(huán)淋失有機氮的礦化NH4++OH-→NH3↑+H2O氨揮發(fā)1、土壤有機氮的礦質化土壤中的有機氮化合物，在微生物的作用下逐步分解，最終產生銨鹽的過程.土壤氮素轉化***2、硝化作用氨或銨鹽，在通氣良好的條件下，經過微生物氧化生成硝態(tài)氮的過程.2NH4++3O2→2NO2-+2H2O+4H2亞硝化微生物NO2-+O2→2NO3-硝化微生物4、反硝化作用嫌氣條件下，硝酸鹽在反硝化微生物作用下被還原為氮氣和氮氧化物的過程。2HNO32HNO22NO2N2ON2-2H2O+2H2O-H2O-H2O硝酸亞硝酸氧化氮氧化亞氮氮氣條件：①嚴格嫌氣條件，土壤溶液的溶解氧濃度O2<5%

②最適pH7-8.2

③含水量超過田間持水量④有大量易分解的有機質3、土壤氨的揮發(fā)NH4++OH-→NH3↑+H2O5、土壤氮素固定

土壤中各種形態(tài)的氮轉化和遷移，暫時失去生物有效性的過程（1）NH4+晶格固定（2）有機質對亞硝態(tài)氮的化學固定作用（3）無機氮的生物固定土壤氮素轉化***投入支出農田土壤氮平衡土壤氮素的主要調控措施

加強生物固氮用養(yǎng)結合，發(fā)展豆科植物，增加N素來源

提高N素再循環(huán)率秸稈、糞肥等廢棄物還田

提高N肥利用率適宜施用量、施用時期、施肥方法

改變C/N比，協(xié)調供氮第一節(jié)土壤養(yǎng)分之土壤磷素土壤磷含量、來源及影響因素含量土壤磷的形態(tài)及其有效性（重點）土壤磷的轉化（重點難點）土壤供磷能力及其調節(jié)第一節(jié)土壤養(yǎng)分之土壤磷素（一）含量一般來說，土壤的磷素含量都在2.0g/kg以下，紅壤、黃壤含磷只有0.4g/kg。我國土壤全磷的含量在0.2~1.1g/kg之間。從總體來說，自北而南，土壤磷的含量是逐漸降低的。土壤磷含量、來源及影響因素含量（二）來源

土壤中的磷是由巖石風化而來的。原生礦物的含磷量為0.012g/kg左右。土壤磷含量、來源及影響因素含量土壤磷含量、來源及影響因素含量（三）影響土壤磷含量的因素

（1）母質玄武巖發(fā)育的土壤全磷含量較高花崗巖發(fā)育的土壤全磷含量較低

（2）土壤質地

相同母質的土壤，質地黏重>質地輕

（3）土壤有機質

土壤磷素可分為兩大類：有機態(tài)磷和無機態(tài)磷。有機態(tài)磷的含量占全磷的25~56%左右。土壤磷的形態(tài)及其有效性土壤中磷的存在形態(tài)植素類：占有機磷1/5~1/3；來源于植物并經微生物的改造。含量變幅很大，一般占全磷的25-50%。20-30%的有機磷形態(tài)不清楚。核酸類：占有機磷5-10%。直接來源于生物殘體特別是為生物體中的核蛋白質分解物。磷脂類：量很少，<有機磷總量的1%；醇溶性和醚溶性含磷化合物，易分解利用。1、有機態(tài)磷土壤磷的形態(tài)及其有效性2、無機態(tài)磷土壤磷的形態(tài)及其有效性閉蓄態(tài)磷（O-P）：氧化鐵膠膜包被著的磷酸鹽。礦物態(tài)磷：幾乎全為正磷酸鹽。磷酸鐵和磷酸鋁類化合物（Fe-P及Al-P)磷酸鈣（鎂）類化合物(Ca-P)吸附態(tài)磷：吸附在土壤固相表面的磷，可被交換進入溶液中。水溶態(tài)磷：一價磷酸根的鹽類，磷酸一鈣、磷酸二鈣等。土壤磷的形態(tài)及其有效性我國幾種土壤中無機磷形態(tài)組成土壤pH占無機磷的%Al-PFe-PCa-PO-P磚紅壤及赤紅壤4.5~5.50~1.52.5~140.9~5.384~94紅壤4.5~5.50.3~5.715~261.5~1652~83黃棕壤6~73.7~1025~2713~2045~57黃潮土7.5~8.516~410~0.763~6531~35塿土8~8.53.4~6.90~0.561~7112~20我國土壤中無機磷形態(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土壤磷的形態(tài)及其有效性磷的釋放：有機態(tài)磷和難溶性磷酸鹽，在一定條件下轉化為可溶性一價磷酸根和二價磷酸根狀態(tài)，可供生物吸收利用過程固磷作用：土壤中有機磷經礦化后變成無機磷酸鹽，與其他來源的無機磷酸鹽一同隨土壤酸堿度和氧化還原條件變化進行轉化，從可溶狀態(tài)轉化為難溶狀態(tài)土壤磷的轉化土壤磷的固定機制①化學沉淀固定②表面吸附固定

酸性土中Fe、Al氧化物、粘粒礦物表面與H2PO42-發(fā)生專性吸附③閉蓄固定④生物固定土壤磷的轉化土壤磷的轉化——固磷作用機制

①化學沉淀機制酸性土壤：Fe,Mn,Al等離子與土壤可溶性磷酸根形成沉淀。堿性或中性土壤：Ca,Mg等離子與土壤可溶性磷酸根形成沉淀。

非專性吸附：通過靜電引力吸附到土壤膠體表面。

物理吸附

可被其他陰離子代換解吸重新進入土壤溶液中專性吸附：鐵鋁氧化物、層狀硅酸鹽礦物、有機質-Al-Fe復合體和碳酸鈣等。

化學吸附，具有專一性。②表面吸附固定土壤磷的轉化——固磷作用機制土壤磷的轉化——固磷作用機制③閉蓄固定土壤中的磷酸鹽被不溶性的氧化鐵和不溶性鈣質包被而失去有效性，稱為閉蓄固定。

土壤磷的轉化——固磷作用機制④生物固定有機質C/P比為200∶1~300∶1，當微生物的C/P比小于土壤有機質時，就可產生生物固定。當土壤中的磷太少時，對磷素、微生物和作物就會發(fā)生競爭。土壤供磷能力及其調節(jié)***1、調節(jié)土壤環(huán)境，促進磷素釋放酸性土壤施用石灰，調節(jié)其pH至6.5～6.8。增加土壤有機質，減少磷的固定有機酸等螯合劑與Ca、Fe、Al螯合，促使磷的釋放。腐殖質包被鐵、鋁氧化物等膠體表面，減少其對磷的吸附。有機質分解產生的CO2，使Ca-P碳酸化而增加溶解度。土壤淹水還原可明顯提高磷有效性酸性土壤淹水還原pH上升促使活性鐵、鋁氧化物的沉淀，減少磷的固定，堿性土pH降低，增加Ca—P的溶解度。土壤淹水Eh下降，鐵被還原，使部分Fe—P和O—P活化為有效磷。土壤供磷能力及其調節(jié)***2、防止土壤侵蝕，減少磷素損失3、科學施用磷肥，提高磷的利用率集中施用，可葉面噴施，減少P固定與有機肥配合施用選擇適宜的方法和時期施用第一節(jié)土壤養(yǎng)分之土壤鉀素第一節(jié)土壤養(yǎng)分之土壤鉀素土壤鉀含量、來源及影響因素含量土壤鉀的形態(tài)及其有效性（重點）土壤鉀的轉化（重點難點）土壤供鉀能力及其調節(jié)我國土壤全鉀（K2O）含量一般在20gK/kg左右，

石灰性土壤可高達30g/kg以上，而紅壤、磚紅壤可低于2gK/kg。

呈現(xiàn)南低北高、東低西高的趨勢土壤全鉀量比全氮、全磷含量高。土壤鉀含量、來源及影響因素

鉀鹽是鉀肥的主要來源，而鉀鹽的儲量和開采年限有限。據(jù)2008年統(tǒng)計結果，按照年開采250萬t（K2O）的速度，我國現(xiàn)有鉀鹽儲量可開采66年。（王靜康，2008）（1）母質富鉀礦物：①長石類--正長石、鉀微斜長石等，含鉀約7-12%。云母類--白云母、黑云母，含鉀約5-9%。③伊利石類、綠泥石等，紫色土含鉀較豐富土壤鉀含量、來源及影響因素土壤鉀含量、來源及影響因素（2）氣候-生物條件 北方＞南方 高溫多雨地區(qū)<干燥區(qū)（3）質地 粒徑越小，含K越多； 質地越粘，含K越多。（4）耕作施肥

秸稈還田有利于土壤鉀增加土壤鉀形態(tài)(占全鉀%)非交換性鉀（1～10%）礦物鉀(90～98%)交換性鉀（1～2%）水溶性鉀（很少）無效鉀緩效鉀速效鉀土壤鉀的形態(tài)及其有效性原生礦物、次生礦物中占全K量>90%無效黑云母、粘土礦物（水云母等）占全K量<10%緩效膠體表面占全K量<2%占速效鉀90%以上土壤鉀的形態(tài)及其有效性土壤鉀的轉化植物吸收風化風化固定釋放礦物鉀(無效)交換鉀(速效90%)非交換鉀(緩效)溶液鉀(速效10%)解吸吸附隨水流失土壤鉀的釋放：土壤中無效鉀和緩效鉀有效化的

過程，包括礦物鉀的風化釋放和非交換性鉀的釋

放。土壤鉀素的固定：速效性鉀轉化為緩效鉀，甚至

轉化為結構鉀的過程。土壤鉀的轉化1、土壤供K能力土壤供鉀能力取決于土壤中速效鉀和緩效鉀的數(shù)量，各形態(tài)鉀之間的轉化速率也影響土壤供鉀能力土壤供鉀能力及其調節(jié)2、土壤供K能力調節(jié)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K土壤供鉀能力及其調節(jié)思考題

1、影響土壤磷素轉化的因素有哪些？水田和旱地磷肥管理的差別？2、土壤鉀素的轉化與調節(jié)有何措施？第一節(jié)土壤養(yǎng)分之土壤鈣、鎂、硫和微量元素白菜缺鈣一、土壤鈣和鎂1、來源與含量不同土壤母質，鈣鎂含量不同主要受氣候、地表和植物等因素影響Ca微量～40g/kg，Mg1~40g/kg酸性土壤中，鈣鎂溶解度高，淋失強烈2、形態(tài)與有效性無機態(tài)礦物態(tài)：Ca40~90%，Mg70~90%代換態(tài)：Ca20~30%，Mg1~20%水溶態(tài)：濕潤多雨地區(qū)缺乏一、土壤鈣和鎂

包括原生礦物和次生礦物，溶解度變化很大，其中石膏(CaSO4·2H2O)的溶解度較高，橄欖石[(Mg、Fe)2SiO4]等易風化釋放鎂。

兩者均屬有效態(tài)。代換態(tài)是吸附在膠體表面的。一般土壤交換性鹽基以交換性Ca2+為主，其次為交換性Mg2+。水溶態(tài)一般數(shù)量很少，既與交換態(tài)處于交換平衡，也與某些礦物態(tài)處于溶解平衡。

土壤中鈣、鎂形態(tài)礦物態(tài)代換態(tài)水溶態(tài)一、土壤鈣和鎂

華北和西北地區(qū)土壤以及其它地區(qū)的石灰性土壤，富含鈣、鎂碳酸鹽和硫酸鹽，水溶態(tài)鈣、鎂可滿足植物生長的需要。

南方酸性土壤，不僅不含鈣、鎂碳酸鹽，土壤交換性鈣、鎂也較少，有效鈣、鎂不足，應適量施用石灰或鈣、鎂礦質肥料予以補充。土壤鈣、鎂的豐、缺狀況一、土壤鈣和鎂二、土壤硫

1、來源與含量母質、灌溉、大氣沉降、施肥0.18~5.0g/kg，平均為0.85g/kg巖漿巖發(fā)育土壤含硫量低，沉積巖高南方多雨地區(qū)缺乏二、土壤硫

2、形態(tài)無機態(tài)石灰性土壤占40~62%礦物態(tài)、吸附態(tài)、水溶態(tài)有機態(tài)東南濕潤土壤占85~94%主要存在于動植物殘體和腐殖質中二、土壤硫

濕潤地區(qū)，以有機硫為主，南方10省統(tǒng)計，有機硫占全硫86%～94%。北方干旱、半干旱地區(qū)土壤則以無機硫(CaSO4、Na2SO4)為主。

富含有機硫的水田土壤，淹水還原條件下形成H2S、FeS等有害物質；氧化條件下則形成酸性硫酸鹽，如Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3等，導致土壤強烈酸化。難溶態(tài)硫（FeS2、ZnS、等固態(tài)礦物態(tài)）水溶性硫（土壤溶液中的SO42-,有時有S2-）吸附態(tài)硫（膠體吸附SO42-與溶液SO42-平衡）土壤硫的形態(tài)有機態(tài)硫其含量隨土壤有機質增加而增加。無機態(tài)硫

輸入

輸出

轉化大氣無機硫（SO2）的沉降含硫礦物質和有機質的輸入植物吸收（SO42-）SO42-的淋失H2S的揮發(fā)有機硫的礦化和固定：C/S礦質硫（SO42-）的吸附和解吸硫化物和元素硫的氧化：氧化產生H2SO4，導致土壤酸化。Sulfurcyclinginsoils

3、土壤硫的循環(huán)與轉化1.種類主要有:B、Zn、Cu、Mo、Fe、Mn、Cl2.含量

Fe:10-60g/kg(最高)Mn:0.04-5g/kgCu:4-150mg/kgZn:3-700mg/kgB:0-500mg/kgMo:0.1-6mg/kg(最低)三、土壤微量元素主要來源：巖石礦物，土壤微量元素的種類及其含量因母質而異。

其次是大氣和土壤施肥等。主要損失：植物吸收和收獲物帶走，淋洗和侵蝕也造成損失。

三、土壤微量元素土壤中微量元素含量與成土母質有關元素含量（mg/kg）含元素較多的礦物B0~500，平均64粘土、千枚巖、云母片巖Zn0~790，平均100輝綠巖、千枚巖、花崗巖、石英巖、云母片巖Cu3~300，平均22閃長巖、輝綠巖、玄武巖Mn10~9478，平均710玄武巖、輝綠巖Mo0.1~6.0，平均1.7石英片巖三、土壤微量元素根據(jù)全國第二次土壤普查數(shù)據(jù)，結果顯示土壤缺硼面積多在40%以上，缺鋅面積多在20%以上，缺錳、缺鐵、缺銅面積分別為10%、5%、1%左右三、土壤微量元素3．形態(tài)

礦物態(tài)交換態(tài)

Fe3+、Fe2+、Mn