土壤养分的生物有效性.ppt
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
根系深度 较深的根系有助于利用土壤深层 养分,是植物适应多种养分缺乏的重要途径
根系密度 单位土壤体积中根的总长度
2、影响根系生长的环境因素
土壤物理因素 土壤容重与根系生长 土壤养分状况 养分局部供应与根系生长养
分胁迫与根系生长 土壤pH值 在酸性土壤中，铝和重金属元
素的浓度很高，对根尖产生极强的毒害作 用。盐碱土 有机物 土壤中有机物分解过程中产生的化 感物质、乙烯等对根系生长有抑制作用。
土壤养分的生物有效性
第四章
土壤中各种营养元素的全量是很丰富的，但 其中绝大部分对植物是无效的，只有少部分 在短期内能被植物吸收的土壤养分才是植物 的有效养分。
土壤中的生物有效养分具有两个基本特点：
一是以矿质养分为主；
二是位置接近植物根表或短期内可以迁移到 根表的有效养分。
“土壤养分生物有效性”的含义有三方面：
截获是指根直接从所接触的土壤中获取养分 而不经过运输。截获所得的养分实际是根系 所占据土壤容积中的养分，它主要决定于根 系容积大小和土壤中有效养分的浓度。
土壤养分向根表的迁移有两种方式：即质流 和扩散。
（一）质流
植物的蒸腾作用和根系吸水造成根表土壤 与土体之间出现明显水势差，土壤溶液中 的养分随水流向根表迁移。其特点是运输 养分数量多，养分迁移的距离长。养分通 过质流到达根部的数量取决于植物的蒸腾 率和土壤溶液中该养分的浓度。
不同浸提剂提取15种土壤 所测得有效磷的平均含量
二 、养分的强度因素与容量因素
（一）养分的强度因素（I） 是指土壤溶液中养分的浓度。强度因素是土壤 养分内供应的主要因子。
（二）养分的容量因素（Q） 是指土壤中有效养分的数量，也就是不断补充强 度因子的库容量。 容量因素对强度因素的补充不仅取决于养分库容 里浪的大小，还决定于储存养分释放的难易程度。 这要受到土壤、水分、温度、通气等土壤条件以 及植物根系生长的影响。
根际
是指受植物根系活动的影响，在物理、化 学和生物学性质上不同于土体的那部分微 域土区。根际的范围很小，一般在离根轴 表面数毫米之内。根际的许多的化学条件 和生物化学过程不同于原土体。其中最明 显的就是根际pH、氧化还原电位和微生物 活性的变化。
1、根际养分
累积 亏缺 持平 累积：当土壤溶液中养分浓度，植物蒸腾量大， 根对水分的吸收速率高于对养分的吸收速率， 导致养分在根际累积。如：Ca2+, NO3-, SO42-,Mg2+ 等。 玉米的水分吸收与根际钠、氯累积的关系
（二）扩散
当根系截获和质流作用不能想植物提供足 够的养分时，根系不断的吸收可使根表有 效养分的浓度明显降低，并在根表垂直方 向上出现养分浓度梯度差，从而引起土壤 养分顺浓度梯度向根表运输。土壤养分的 扩散作用具有速度慢距离短的特点。扩散 速率主要取决于扩散系数。
1、植物根的特性
形态结构 直根系 须根系 根毛
影响根际pH变化的因素：氮素形态 共生 固氮作用[根瘤] 养分胁迫 根际微生物
根际pH值变化与养分有效性：提高难溶性 养分的有效性
3、根际氧化还原电位
小麦、玉米等旱地作物：根际Eh一般降低 50-100mV。
水稻：根际Eh增高上根的通气组织。
4、根分泌物
概念：植物生长过程中根向生长基质中释 放的有机物质的总称。
两种不同容量土壤对K+缓冲力比较的图示
一、养分位置与有效性
土壤中有效养分只有达到根系表面才能为 植物吸收，成为实际有效养分。对于整个 土体来说，植物根系仅占据极少部分空间， 平均根系土壤容积百分数大约为3%。因而。 养分的迁移对提高土壤养分的空间有效性 是十分重要的。
土壤中养分到达根表有两种机理：其一是根 对土壤养分的主动截获；其二是在植物生长 与代谢活动（如蒸腾、吸收等）的影响下， 土壤养分向根表的迁移。
1.38 2.28 3.79 5.02
亏缺
当土壤养分浓度低，植物蒸腾强度小，根 系吸收土壤溶液中养分的速率大于吸收水 分的速率时，根际即出现养分亏缺区。
玉米根际磷的亏缺
玉米根际磷的亏缺
2、根际pH值
根际pH变化的原因：根系及根际微生物的 呼吸 根分泌质子及有机酸 阴阳离子吸收 不平衡
（1）土壤中矿质态养分的浓度、容量与动 态变化；
（2）根对养分的获取与养分向根表迁移的 方式与速度；
（3）在根系生长与吸收的作用下，土壤中 养分的有效化过程以及环境因素对养分有 效化的影响。
第一节 土壤养分化学有效性
化学有效养分是指土壤中存在的矿质态养 分，主要包括可溶性的离子态与简单分子 态养分，易分解态和交换吸附态养分内以 及某些气态养分。化学有效养分通常可以 采用不同的化学方法从土壤中提取出来。
水分吸收 蒸腾 (ml/cmx10)
氯离子(mg/kg)
土体
根际
0.38
310
410
0.46
360
430
0.82
430
660
0.94
440
640
根表
580 650 970 1280
钠离子(mg/kg)
土体
根际
220
340
280
330
360
490
380
570
根表
410 450 680 900
根表电导率 (uS/cm)
一、 化学浸提的有效养分
（一）化学有效养分的提取 提取土壤有效养分的化学浸提剂因营养元 素和土类型的不同而异。提取原理在化学 法之外，还有物理化学方法（如电超滤 法）。
（二）化学有效养分测定值的相对性 不同化学浸提方法所测出的“有效养分” 的数值在很大程度上取决于浸提剂的类型， 不同方法间缺乏相互比较的基础。
土壤养分供应强度与容量的示意图
（三）缓冲因素(缓冲容量)
表示土壤保持一定养分强度的能力。它关 系着养分供应的速度，反映强度随数量变 化的关系。可以用△Q/△I 的比率来表示， 比率越大，土壤养分的缓冲力就越强。
应用强度/容量关系描述土壤养分有效性， 可以从养分转化的动态过程来考虑养分的 有效性。
根分泌物的组成：渗出物， 分泌物， 粘 胶质，脱落物。
根系分泌物的影响因素：养分胁迫，根际 微生物，植物种类。
根分泌物对养分的活化作用：还原作 用 Biblioteka Baidu合作用
粘胶质
根系密度 单位土壤体积中根的总长度
2、影响根系生长的环境因素
土壤物理因素 土壤容重与根系生长 土壤养分状况 养分局部供应与根系生长养
分胁迫与根系生长 土壤pH值 在酸性土壤中，铝和重金属元
素的浓度很高，对根尖产生极强的毒害作 用。盐碱土 有机物 土壤中有机物分解过程中产生的化 感物质、乙烯等对根系生长有抑制作用。
土壤养分的生物有效性
第四章
土壤中各种营养元素的全量是很丰富的，但 其中绝大部分对植物是无效的，只有少部分 在短期内能被植物吸收的土壤养分才是植物 的有效养分。
土壤中的生物有效养分具有两个基本特点：
一是以矿质养分为主；
二是位置接近植物根表或短期内可以迁移到 根表的有效养分。
“土壤养分生物有效性”的含义有三方面：
截获是指根直接从所接触的土壤中获取养分 而不经过运输。截获所得的养分实际是根系 所占据土壤容积中的养分，它主要决定于根 系容积大小和土壤中有效养分的浓度。
土壤养分向根表的迁移有两种方式：即质流 和扩散。
（一）质流
植物的蒸腾作用和根系吸水造成根表土壤 与土体之间出现明显水势差，土壤溶液中 的养分随水流向根表迁移。其特点是运输 养分数量多，养分迁移的距离长。养分通 过质流到达根部的数量取决于植物的蒸腾 率和土壤溶液中该养分的浓度。
不同浸提剂提取15种土壤 所测得有效磷的平均含量
二 、养分的强度因素与容量因素
（一）养分的强度因素（I） 是指土壤溶液中养分的浓度。强度因素是土壤 养分内供应的主要因子。
（二）养分的容量因素（Q） 是指土壤中有效养分的数量，也就是不断补充强 度因子的库容量。 容量因素对强度因素的补充不仅取决于养分库容 里浪的大小，还决定于储存养分释放的难易程度。 这要受到土壤、水分、温度、通气等土壤条件以 及植物根系生长的影响。
根际
是指受植物根系活动的影响，在物理、化 学和生物学性质上不同于土体的那部分微 域土区。根际的范围很小，一般在离根轴 表面数毫米之内。根际的许多的化学条件 和生物化学过程不同于原土体。其中最明 显的就是根际pH、氧化还原电位和微生物 活性的变化。
1、根际养分
累积 亏缺 持平 累积：当土壤溶液中养分浓度，植物蒸腾量大， 根对水分的吸收速率高于对养分的吸收速率， 导致养分在根际累积。如：Ca2+, NO3-, SO42-,Mg2+ 等。 玉米的水分吸收与根际钠、氯累积的关系
（二）扩散
当根系截获和质流作用不能想植物提供足 够的养分时，根系不断的吸收可使根表有 效养分的浓度明显降低，并在根表垂直方 向上出现养分浓度梯度差，从而引起土壤 养分顺浓度梯度向根表运输。土壤养分的 扩散作用具有速度慢距离短的特点。扩散 速率主要取决于扩散系数。
1、植物根的特性
形态结构 直根系 须根系 根毛
影响根际pH变化的因素：氮素形态 共生 固氮作用[根瘤] 养分胁迫 根际微生物
根际pH值变化与养分有效性：提高难溶性 养分的有效性
3、根际氧化还原电位
小麦、玉米等旱地作物：根际Eh一般降低 50-100mV。
水稻：根际Eh增高上根的通气组织。
4、根分泌物
概念：植物生长过程中根向生长基质中释 放的有机物质的总称。
两种不同容量土壤对K+缓冲力比较的图示
一、养分位置与有效性
土壤中有效养分只有达到根系表面才能为 植物吸收，成为实际有效养分。对于整个 土体来说，植物根系仅占据极少部分空间， 平均根系土壤容积百分数大约为3%。因而。 养分的迁移对提高土壤养分的空间有效性 是十分重要的。
土壤中养分到达根表有两种机理：其一是根 对土壤养分的主动截获；其二是在植物生长 与代谢活动（如蒸腾、吸收等）的影响下， 土壤养分向根表的迁移。
1.38 2.28 3.79 5.02
亏缺
当土壤养分浓度低，植物蒸腾强度小，根 系吸收土壤溶液中养分的速率大于吸收水 分的速率时，根际即出现养分亏缺区。
玉米根际磷的亏缺
玉米根际磷的亏缺
2、根际pH值
根际pH变化的原因：根系及根际微生物的 呼吸 根分泌质子及有机酸 阴阳离子吸收 不平衡
（1）土壤中矿质态养分的浓度、容量与动 态变化；
（2）根对养分的获取与养分向根表迁移的 方式与速度；
（3）在根系生长与吸收的作用下，土壤中 养分的有效化过程以及环境因素对养分有 效化的影响。
第一节 土壤养分化学有效性
化学有效养分是指土壤中存在的矿质态养 分，主要包括可溶性的离子态与简单分子 态养分，易分解态和交换吸附态养分内以 及某些气态养分。化学有效养分通常可以 采用不同的化学方法从土壤中提取出来。
水分吸收 蒸腾 (ml/cmx10)
氯离子(mg/kg)
土体
根际
0.38
310
410
0.46
360
430
0.82
430
660
0.94
440
640
根表
580 650 970 1280
钠离子(mg/kg)
土体
根际
220
340
280
330
360
490
380
570
根表
410 450 680 900
根表电导率 (uS/cm)
一、 化学浸提的有效养分
（一）化学有效养分的提取 提取土壤有效养分的化学浸提剂因营养元 素和土类型的不同而异。提取原理在化学 法之外，还有物理化学方法（如电超滤 法）。
（二）化学有效养分测定值的相对性 不同化学浸提方法所测出的“有效养分” 的数值在很大程度上取决于浸提剂的类型， 不同方法间缺乏相互比较的基础。
土壤养分供应强度与容量的示意图
（三）缓冲因素(缓冲容量)
表示土壤保持一定养分强度的能力。它关 系着养分供应的速度，反映强度随数量变 化的关系。可以用△Q/△I 的比率来表示， 比率越大，土壤养分的缓冲力就越强。
应用强度/容量关系描述土壤养分有效性， 可以从养分转化的动态过程来考虑养分的 有效性。
根分泌物的组成：渗出物， 分泌物， 粘 胶质，脱落物。
根系分泌物的影响因素：养分胁迫，根际 微生物，植物种类。
根分泌物对养分的活化作用：还原作 用 Biblioteka Baidu合作用
粘胶质