土壤学课件第四章土壤水肥气热四大肥力因素
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紧束缚水达最大时的含水量称最大吸湿量。 16
极性引力 较弱，只有3.1~0.625MPa，由这种力保持的水称 为 膜状水（松束缚水）。为液态水，在土中可稍移动，但具
有较高的粘滞性，有效性低。
土粒 + R+
土粒 H2O
（带电质点）
土粒 H2O H2O H2O H2O
定向排列 土粒 湿度增加 土土粒粒 （水膜加厚）
（二）土壤磷的形态
（1）有机态： （2）无机态：水吸溶附态态
矿物态 Ca-P、Fe-P、Al-P、O-P等 9
（三）土壤中磷的转化
1、有机磷的矿质化作用
2、无机磷的固定作用
化学固定作用 表面吸附固定 闭蓄固定 生物固定
土壤酸碱性 3、影响土壤磷有效性的因素 土壤氧化还原性
土壤有机质含量
10
三、土壤钾素
土壤水存在于土粒的表面的土粒间的孔隙中,是由 土壤中各种力来保持的。
15
一、土壤水分的保持和类型
保持土壤水分的作用力有： 吸附力 范德华力 OH2—O— 胶粒 极性引力
毛管力（弯月面力）
（一）吸附力 是指土粒表面分子与水分子之间的吸附力 (范德 华力)以及 胶体表面电荷对水的极性引力。
范德华力 属短矩离作用力，吸附的水少，但吸附力极强，为 3.1-1000MPa，由这种力吸附的水称之为 吸湿水（紧束缚水）。 具有固态水的性质，为无效水。
紧束缚水和松束缚水的总含量称最大分子持水量。
17
（二）毛管力：实际上是毛管内水气界面上产生的负 压力(向内的力)又叫弯月面力。
P
P0
1
P0 > P1
一般认为 当土壤孔径>8mm,无毛管作用, 直径在8-0.1mm的孔隙才逐渐显现毛管作用, 直径在0.1-0.001mm范围内,毛管作用最明显. 如果直径<0.001mm,则其间为膜状水所填充.
18
依靠毛细管的吸引力而被保持在土壤孔隙中的 水分，称毛管水。
毛管水的上升高度: h = 0.15 / r（cm）
一般只有砂土到细砂和粗粉质土才符合这个规律，而从中、 重壤土开始至粘土，反而是质地愈粘重，毛管水上升高度愈 低。这是因为极细孔隙中的水分为相当强的吸附力所影响， 粘滞度高，很难移动。
h 壤土
四、土壤养分的动态平衡
水溶态
交换态
矿物态 或有机结合态
12
第二节 土壤水分
土壤和母质中的水连同存在于其中的溶液，犹如活 有机体的血液，无水就无土壤，因此在土壤形成中水 文状况应居首要地位。
— T.H.维索茨基《土壤和地下水状况概论》
除经过植物根系从土壤内吸收水分外，任何一滴 水都不能渗入植物的有机体内。
— B.P.威廉斯 《土壤学》
13
水在植物生活中有那些重要作用？
1、作物需水 2、影响作物对养分的吸收和运转 3、调节植物体温 4、影响土壤通气性、土温以及养分形态
14
土壤水：指的是在105~1100C温度下能从土壤中驱逐 出去的水。它不是纯水，而是稀薄溶液。
土壤是一个巨大的贮水库，如果表层 100cm 土壤的含水量 水容 = 26%，则单位面积土壤的水量为 2600 吨 / 公顷，这个 水量能满足一个人每天 475 kg达 15 年之久。
蛋白质和多肽类：占全氮30~50% 核蛋白质类：占全氮的10% 氨基糖：占全氮的5~10%
③非水解性有机态氮 （>30%， 高的达到50%）
此外，土壤中还存在有气态氮，它是土壤空气的组成成分， 也是土壤微生物的直接氮源。
5
（三）土壤氮素转化 1、有机态氮的矿化
有机氮的矿化是指蛋白质、氨基糖、核酸等有机氮 化合物分解并释放无机形态NH4+的过程。 影响有机氮矿化作用的因素：
有机质对亚硝态氮的化学固定作用 7
（四）农田土壤氮平衡
1、土壤氮素的来源
生物固氮 大气沉降 施肥与灌溉
2、土壤氮素的输出
作物吸收 土壤残留 氮的损失
3、我国农田土壤氮素平衡状况
（五）土壤氮素调节
8
二、土壤磷素
（一）土壤磷的含量
自然土壤一般含磷在0. 1 ~ 1.1g/kg之间,平均 0. 5g/kg.土壤中 磷的含量低于地壳的平均含量(1.2g/kg),也低于氮(0.2~5.0g/kg) 和钾(0. 5~50.0g/kg)的含量。
（一）土壤钾素的含量及影响因素
我国土壤钾素含量在0.5~25.0g/kg之间，其影响因素有:
成土母质 生物气候条件 土壤质地 耕作施肥
（二）土壤中钾的形态
（1）水溶态 （2）吸附态
有效钾
（3）固定态 缓效钾
（4）矿物态 难效钾
11
（三）土壤钾素的转化
1、土壤钾素的释放 土壤中交换态钾转变为非交换态钾的过程。 2、土壤钾素的固定 土壤中缓效钾转变为交换性钾和水溶性钾的过程。
（1）土壤有机氮的C/N比 （2）土壤含水量 （3）施肥
6
2、无机态氮的转化
NH3
挥发
硝化作用
NO3-
NH4+=NH3 +H+
无机胶体 表面的铵
粘土矿物固定
生物氮
层状硅酸盐矿 物层间NH4+
有机固相 结合态铵
（1）氨的挥发
（2）硝化作用
（3）反硝化作用 粘粒矿物晶格固定
（4）氮的固定
无机氮的生物固定
砂土
粘土 （Brady 1974）
时间
19
1、毛管悬着水（与地下水无联系）
毛管悬着水是指地下水位较低的旱坡地土壤，在降 水或灌溉后，借毛管力而保持 在土壤上层的水分。
毛管悬着水达最大时的含水量称田间持水量（0.01~0.03 MPa)。
田间持水量是确定旱地土壤灌水量和是否需要灌溉的重要 依据。其大小可反应土壤的孔隙状况，土质砂粘、松紧度以 及有机质含量等，也是鉴定土壤肥力的重要指标之一。
20
2、毛管上升水（与地下水有联系）
毛管上升水是指土壤下层的地下水借毛管作用而上升 并保持在土壤上层毛管孔隙中的水分。
毛 只有很细的毛管上升水能到达，故水量少。 管 水 上 毛管强烈上升高度，上升快，含水量也高。 升 高 度
毛管封闭层，孔隙全部被水充满。
地下水位
毛管上升水达最大时的含水量称毛管持水量。
第四章 土壤肥力因素
1
影响氮素含量的因素：
1、植被
2、气候条件
3、土壤质地 4、地形及地势：
5、耕作利用及其他
(二) 土壤氮素形态
无机态氮
水溶态 NO3- NH4+ NO2交换态NH4+ 、吸附态NO3- （少） 固定态NH4+
有机态氮：土壤氮素的主要形态。
4
土壤有机氮包括：
①水溶性有机态氮（占5%）主Hale Waihona Puke Baidu有氨基酸、酰胺等。 ②水解性有机态氮（50~70%）
极性引力 较弱，只有3.1~0.625MPa，由这种力保持的水称 为 膜状水（松束缚水）。为液态水，在土中可稍移动，但具
有较高的粘滞性，有效性低。
土粒 + R+
土粒 H2O
（带电质点）
土粒 H2O H2O H2O H2O
定向排列 土粒 湿度增加 土土粒粒 （水膜加厚）
（二）土壤磷的形态
（1）有机态： （2）无机态：水吸溶附态态
矿物态 Ca-P、Fe-P、Al-P、O-P等 9
（三）土壤中磷的转化
1、有机磷的矿质化作用
2、无机磷的固定作用
化学固定作用 表面吸附固定 闭蓄固定 生物固定
土壤酸碱性 3、影响土壤磷有效性的因素 土壤氧化还原性
土壤有机质含量
10
三、土壤钾素
土壤水存在于土粒的表面的土粒间的孔隙中,是由 土壤中各种力来保持的。
15
一、土壤水分的保持和类型
保持土壤水分的作用力有： 吸附力 范德华力 OH2—O— 胶粒 极性引力
毛管力（弯月面力）
（一）吸附力 是指土粒表面分子与水分子之间的吸附力 (范德 华力)以及 胶体表面电荷对水的极性引力。
范德华力 属短矩离作用力，吸附的水少，但吸附力极强，为 3.1-1000MPa，由这种力吸附的水称之为 吸湿水（紧束缚水）。 具有固态水的性质，为无效水。
紧束缚水和松束缚水的总含量称最大分子持水量。
17
（二）毛管力：实际上是毛管内水气界面上产生的负 压力(向内的力)又叫弯月面力。
P
P0
1
P0 > P1
一般认为 当土壤孔径>8mm,无毛管作用, 直径在8-0.1mm的孔隙才逐渐显现毛管作用, 直径在0.1-0.001mm范围内,毛管作用最明显. 如果直径<0.001mm,则其间为膜状水所填充.
18
依靠毛细管的吸引力而被保持在土壤孔隙中的 水分，称毛管水。
毛管水的上升高度: h = 0.15 / r（cm）
一般只有砂土到细砂和粗粉质土才符合这个规律，而从中、 重壤土开始至粘土，反而是质地愈粘重，毛管水上升高度愈 低。这是因为极细孔隙中的水分为相当强的吸附力所影响， 粘滞度高，很难移动。
h 壤土
四、土壤养分的动态平衡
水溶态
交换态
矿物态 或有机结合态
12
第二节 土壤水分
土壤和母质中的水连同存在于其中的溶液，犹如活 有机体的血液，无水就无土壤，因此在土壤形成中水 文状况应居首要地位。
— T.H.维索茨基《土壤和地下水状况概论》
除经过植物根系从土壤内吸收水分外，任何一滴 水都不能渗入植物的有机体内。
— B.P.威廉斯 《土壤学》
13
水在植物生活中有那些重要作用？
1、作物需水 2、影响作物对养分的吸收和运转 3、调节植物体温 4、影响土壤通气性、土温以及养分形态
14
土壤水：指的是在105~1100C温度下能从土壤中驱逐 出去的水。它不是纯水，而是稀薄溶液。
土壤是一个巨大的贮水库，如果表层 100cm 土壤的含水量 水容 = 26%，则单位面积土壤的水量为 2600 吨 / 公顷，这个 水量能满足一个人每天 475 kg达 15 年之久。
蛋白质和多肽类：占全氮30~50% 核蛋白质类：占全氮的10% 氨基糖：占全氮的5~10%
③非水解性有机态氮 （>30%， 高的达到50%）
此外，土壤中还存在有气态氮，它是土壤空气的组成成分， 也是土壤微生物的直接氮源。
5
（三）土壤氮素转化 1、有机态氮的矿化
有机氮的矿化是指蛋白质、氨基糖、核酸等有机氮 化合物分解并释放无机形态NH4+的过程。 影响有机氮矿化作用的因素：
有机质对亚硝态氮的化学固定作用 7
（四）农田土壤氮平衡
1、土壤氮素的来源
生物固氮 大气沉降 施肥与灌溉
2、土壤氮素的输出
作物吸收 土壤残留 氮的损失
3、我国农田土壤氮素平衡状况
（五）土壤氮素调节
8
二、土壤磷素
（一）土壤磷的含量
自然土壤一般含磷在0. 1 ~ 1.1g/kg之间,平均 0. 5g/kg.土壤中 磷的含量低于地壳的平均含量(1.2g/kg),也低于氮(0.2~5.0g/kg) 和钾(0. 5~50.0g/kg)的含量。
（一）土壤钾素的含量及影响因素
我国土壤钾素含量在0.5~25.0g/kg之间，其影响因素有:
成土母质 生物气候条件 土壤质地 耕作施肥
（二）土壤中钾的形态
（1）水溶态 （2）吸附态
有效钾
（3）固定态 缓效钾
（4）矿物态 难效钾
11
（三）土壤钾素的转化
1、土壤钾素的释放 土壤中交换态钾转变为非交换态钾的过程。 2、土壤钾素的固定 土壤中缓效钾转变为交换性钾和水溶性钾的过程。
（1）土壤有机氮的C/N比 （2）土壤含水量 （3）施肥
6
2、无机态氮的转化
NH3
挥发
硝化作用
NO3-
NH4+=NH3 +H+
无机胶体 表面的铵
粘土矿物固定
生物氮
层状硅酸盐矿 物层间NH4+
有机固相 结合态铵
（1）氨的挥发
（2）硝化作用
（3）反硝化作用 粘粒矿物晶格固定
（4）氮的固定
无机氮的生物固定
砂土
粘土 （Brady 1974）
时间
19
1、毛管悬着水（与地下水无联系）
毛管悬着水是指地下水位较低的旱坡地土壤，在降 水或灌溉后，借毛管力而保持 在土壤上层的水分。
毛管悬着水达最大时的含水量称田间持水量（0.01~0.03 MPa)。
田间持水量是确定旱地土壤灌水量和是否需要灌溉的重要 依据。其大小可反应土壤的孔隙状况，土质砂粘、松紧度以 及有机质含量等，也是鉴定土壤肥力的重要指标之一。
20
2、毛管上升水（与地下水有联系）
毛管上升水是指土壤下层的地下水借毛管作用而上升 并保持在土壤上层毛管孔隙中的水分。
毛 只有很细的毛管上升水能到达，故水量少。 管 水 上 毛管强烈上升高度，上升快，含水量也高。 升 高 度
毛管封闭层，孔隙全部被水充满。
地下水位
毛管上升水达最大时的含水量称毛管持水量。
第四章 土壤肥力因素
1
影响氮素含量的因素：
1、植被
2、气候条件
3、土壤质地 4、地形及地势：
5、耕作利用及其他
(二) 土壤氮素形态
无机态氮
水溶态 NO3- NH4+ NO2交换态NH4+ 、吸附态NO3- （少） 固定态NH4+
有机态氮：土壤氮素的主要形态。
4
土壤有机氮包括：
①水溶性有机态氮（占5%）主Hale Waihona Puke Baidu有氨基酸、酰胺等。 ②水解性有机态氮（50~70%）