[高等教育]第六章 土壤养分

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(二)形态
可以分为三种形态: 1、矿物态K:指存在于矿物晶格中的K,约占全K 的90%以上。只有在矿物被风化后才有效,属 于无效态K。 2、缓效态K:指被固定在粘粒矿物晶层中的K和 存在于部分黑云母中的K。它们一般不被作物 直接吸收利用,但通过适当的耕作,可以使之 释放出来。 3、速效K:包括水溶性和交换性K,仅占全K的12%。
(2)磷酸铁、铝化合物(Fe-P,Al-P)

存在于酸性和强酸性的土壤中 磷酸铁多于磷酸铝
(3)闭蓄态磷(O-P)



被氧化铁胶膜包被的磷酸盐,称为闭蓄 态磷。 在氧化铁胶膜未去除之前,磷酸盐难以 被利用; 在淹水还原的条件下,氧化铁胶膜因还 原而溶解,其中的磷有效性提高。


闭蓄态磷在红壤中居多,有的可占无机 磷的90%以上。 南方水稻土中的闭蓄态磷约占无机磷的 40-70%。
5、干湿交替: 过分干燥影响K离子向植物根部移动, 植物容易缺K。 干燥往往使部分土壤K被固定。 水份过多也导致土壤的缺K,其主要 原因是水溶性K的淋失。

无机态N


一般只占土壤全N的1-2%,最多不超过 5-8%。 主要是NH4+,NO3-,可以直接被作物吸 收利用
(二)含量

百度文库

土壤全N量与土壤有机质有显著的相关性, 全N一般占有机质含量的5%左右。 除少数土壤外,我国大部分土壤全N含量 大都在0.2%以下。
二、土壤氮素的转化
三种主要转化过程: --有机N的矿化作用; --脱N作用; --氮素的固定作用。

1、pH


在酸性或碱性条件下,磷都遭受强烈的 固定。 pH6-7之间,土壤磷有效性最高。
2、有机质


有机质分解产物可以络合铁、铝等金属, 使被固定的P溶解出来 有机质含量高,土壤磷有效性也高
3、土壤Eh

淹水种稻, Eh降低,磷的有效性高; 但淹水对磷酸钙的溶解度的影响不明显。
4、土壤温度
3、闭蓄机制


指土壤磷酸盐被不溶性的铁(铝)质或 钙质胶膜包被而失去有效性的过程。 胶膜的溶解度低于磷酸盐。
4、生物固定机制


指土壤中的有效磷被微生物吸收利用, 暂时失去有效性的过程。 当有机质分解后,磷又可以重新释放出 来。
三、影响磷素有效性的因素
固磷强度低,有效性高。 主要影响因素: pH值 有机质 Eh值 土壤温度 土壤矿质胶体性质

2、硝酸盐淋失


NO3-易溶于水,又难以被土壤胶体吸附, 所以容易随渗漏水淋失 这是土壤氮素引起地下水硝酸盐污染的 主要途径。
3、氨的挥发


土壤中的NH3,NH4+与土壤中的碱性物 质作用形成的NH3的挥发; 挥发性铵肥(氨水、碳酸氢铵等)自身 分解产生NH3挥发;
质地粘重、腐植质含量高、含水量高、 石灰和碱性物质含量少的土壤,氨的挥 发少。
三、影响土壤有效K的因素
1、全K量: 全K量与有效K没有必然的联系。但在其他性 质相似的情况下,全K量高的土壤,有效K也较 高。 2、母质: 母质是土壤有效K的重要来源。母质含云母、 长石多的,供K能力较强。风化度高的土壤,K 的淋失严重,故K的有效性较低。
3、质地:砂粒供K能力微弱,粉砂粒供K 能力较强,粘粒的含K量和供K潜力都较 强。因此,质地粘重的土壤的供K能力较 强。砂土容易出现缺K现象。 4、土壤吸收性和pH:吸附量高的土壤可 以保存较多的K,因此供K能力较强。 酸性土壤有效K含量比中性和碱性土壤 低。

温度升高,有机P分解加快,有效P升高
5、土壤矿质胶体的性质

无定形氧化物>结晶氧化物>1:1型粘土 矿物>2:1型粘土矿物
第三节、土壤K素
一、形态和含量
(一)含量 土壤K的含量比N,P高。我国多数土壤 全K含量变化在15-20g/kg。最低的为广 西的砖红壤,仅3.6g/kg,最高的为吉林 的风沙土,达26.1g/kg。
(二)含量



我国土壤全磷含量一般在0.02-0.11%(P) 之间。 我国土壤全磷含量从南到北逐渐增高, 砖红壤的全磷量小于0.004%。 全磷含量与磷的有效性之间没有必然联 系。全磷含量高,不等于有效磷含量也 高。
二、土壤的固磷作用及其机制




目前我国一般作物对化学磷肥的利用率 不到30%,最重要的原因是因为土壤对 磷具有强大的固磷能力。 将土壤可溶性或速效磷转变成为不溶或 缓效态磷的过程,称为磷的固定作用。 土壤对磷的固定作用主要有四种: 化学沉淀机制、表面反应机制、闭蓄机 制、生物固定机制。
第六章 土壤养分
土壤氮素 土壤磷素 土壤钾素

高等植物所必需的营养元素,除C,H, O主要来自大气之外,其余元素主要靠土 壤供应,包括: 大量元素:N,P,K,Ca,Mg,S 微量元素:Fe,Mn,Cu,Zn,Mo,B 所谓土壤养分,就是指这些主要靠土壤 提供的植物必需营养元素。
土壤养分的存在形态
二、土壤K的固定
--从速效K变成缓效K或无效K的过程,成为 K的固定。 --粘土矿物晶格的固定是最主要的固定方 式,晶格固定降低了K的有效性。


K的固定主要发生在2:1型粘土矿物中 不同的2:1型矿物对K的固定能力的大小 顺序如下: 蛭石>伊利石>蒙脱石 速效K丰富的土壤,频繁的干湿交替会促 进K的固定;而在速效K很缺乏、固定态K 又较多的条件下,频繁的干湿交替则可 能促进K的释放。
1、有机磷



土壤有机磷占全磷的比例变异很大,从 <10%到80%。 有机磷主要包括核酸类、植素类、和磷 脂类。 有机磷经过水解后可以被植物吸收利用。
2、无机磷
可以分为三类: ---磷酸钙(镁)化合物 ---磷酸铁(铝)化合物 ---闭蓄态磷

(1)磷酸钙(镁)化合物(Ca-P)

主要存在于石灰性、中性或微酸性的土壤中; 这些化合物是(依溶解度大小): 氟磷灰石 羟基磷灰石 磷酸八钙 磷酸三钙 磷酸二钙:弱酸溶性,可利用 磷酸一钙:水溶性,可利用

3、温度


有机质矿化率随温度的升高而升高。 冬季土温低,有机质矿化率较低,土壤 有效N较少。 春季和初夏,矿化率迅速上升,土壤有 效N显著升高。
4、湿度


湿度太高,有机质嫌气分解; 在通气良好而适度适当的情况下,有机 质矿化作用较强,产生的有效N较多。 湿度太高会引起反硝化作用,导致N的损 失。
1、化学沉淀机制

游离磷酸根与Fe2+、Al3+、Ca2+等离子及 其氧化物和氢氧化物形成磷酸铁、铝、 钙等沉淀的过程。 如: Fe3+ + H2PO4- + 2H2O=2H+ +Fe(OH)2H2PO4
2、表面反应机制

在酸性条件下,H2PO4-与土壤固相表面 的OH发生配位体交换反应而被吸附。但 与这种方式而被吸附的磷酸根在碱性条 件下仍然是有效的。

(三)氮素的固定作用



通过矿物的、生物的或化学的作用将土 壤氮素固定为暂时不能被植物利用的状 态的过程,称为氮素的固定过程。 包括微生物对氮素的同化作用、2:1型 矿物对NH4+的晶格固定作用、以及土壤 某些有机质与亚硝酸反应而产生的化学 固定作用。 这种作用是暂时的,在适合的条件下, 可以重新释放。

(一)土壤有机N的矿化作用
包括氨基化、氨化和硝化等三个步骤。 以蛋白质为例: (1)氨基化作用:蛋白质水解成为肽,最 后变为氨基酸的过程。 (2)氨化作用:氨基酸进一步分解成为 NH3的过程。 (3)硝化作用:氨在亚硝酸细菌和硝酸细 菌的作用下,氧化成为硝酸的过程。

(二)土壤的脱N作用

指土壤氮素从土壤中损失的过程,包括 反硝化作用、硝酸盐的淋失、氨的挥发 等过程。





水溶态:溶解于土壤溶液中的养分,有效性很 高,很容易被作物吸收。 交换态:被吸附于土壤胶体上的养分离子,有 效性高。 缓效态:存在于某些矿物中,如固定于矿物中 的K,有效性较低。 难溶态:存在于土壤矿物中的养分,难溶解, 难被利用,基本无效。 有机态:主要存在于有机质和微生物中的养分, 经过转化以后,才能被吸收。
5、酸度


在中性或微酸性的土壤中,有机N的矿化 最强。 酸性土壤施用石灰,能明显增加有机N的 矿化。
6、施肥


施用化肥会促进有机质的分解,有利于 有机N的释放,还能提高土壤N的利用率。 施用新鲜有机肥料,会促进难分解有机N 的矿化。
第二节、土壤磷素
一、形态与含量 (一)形态 1、有机磷 2、无机磷
三、影响土壤有效N的因素


有机质含量和全氮含量 质地 温度 湿度 酸度 施肥
1、有机质含量与全氮量

有机N是土壤全N的主要来源,有效N随 土壤全N和有机质含量的升高而升高;
2、质地

粘质土壤有机质含量高,但有机质的分 解较慢,所产生的有效N也较少。
砂质土壤有机含量较低,但有机质的分 解较快,所产生的有效N较多。
1、反硝化作用
指土壤中的硝酸盐,在反硝化细菌的作 用下,最后还原成为氧化二氮等气体逸 失的过程 2HNO3 2HNO2 N2O N2 2NO

反硝化作用是土壤氮素损失的主要途径,应设 法加以控制。 影响反硝化作用的主要土壤条件有: (1)氧的供应:通气性越差,反硝化作用越强 烈。 (2)土壤反应:强烈影响反硝化作用的速率, 最佳:7.5-8 (3)温度:最适30-35°C (4)有机质:含量高,反硝化作用强。
第一节、土壤氮素
一、土壤氮素的形态和含量 (一)形态 1、有机态 2、无机态
有机态氮
是土壤氮素的主要形态,约占土壤全氮量的 95%以上; 按溶解度和水解的难易程度有可以分为三种: (1)水溶性有机态N:〈5%,易水解称为速效 N; (2)水解性有机N:50-70%,可以被酸、碱、 酶水解成为可溶性或无机态N。 (3)非水解性有机N:〉30%,不溶于水,也不 能被酸、碱、酶水解。
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