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1、第十章 土壤养分循环 主要内容 (重点 )： 教学目标与要求： 教学方式与手段： 课时安排与进度： （重点） （重点） 从养分的来源、含量、形态和转化过程来掌握 各种土壤养分。重点掌握土壤氮、磷的转化过 程，尤其是无效化过程；了解土壤钾、钙、镁 的状况以及微量元素的重要性。 幻灯，动画演示；举例分析； 课时数： 4课时 有效养分 能够直接或经过转化被植物吸收利用的 土壤养分 速效养分 在作物生长季节内 ， 能够直接 、 迅速为 植物吸收利用的土壤养分 ， 称 无效养分 不能被植物吸收利用的土壤养分 ， 称 土壤养分状况 是指土壤养分的含量、组成、形态 分布和有效性的高低。 土壤养分 指植物所必
2、需的 ， 主要是土壤来提供的营养元素就叫做土壤养分 。 土壤养分是土壤肥力的物质基础 ， 是土壤肥力的重要组成因素 。 土壤养分的基本概念 指来自土壤的元素通常可以反复的再循环和利用 ,典型的再循环过程。包括 生物从土壤中吸收养分； 生物的残体归还土壤； 在土壤微生物的作用下，分解生物残体，释放养分； 养分再次被生物吸收。 土壤养分循环 一 、 作物所必需的营养元素 作物所需的营养元素 亚农（ 1954年对植物“必需”的养料元素定了三 条标准： （ 1）如果缺少这种元素，植物就不能生长或不能完成生 命周期 （ 2）这种元素不能被其他元素所代替，它有所具有的营 养作用 （ 3）这种养料元素在植物
3、的代谢过程中具有直接的作用。 细菌与高等植物是必需的； B、 但对微生物 ， 特别是真菌的生长则并不必需 。 此外 ， 钡 、 硅 、 铝 、 碘与镓几种元素只对少数几种植物必需 。 农作物多数属于高等植物 ， 所以其必需的营养元素一般有 16个： C、 O、 H、 N、 K、 P、 S、 B、 n、 中第一条最重要 。 但要通过实验来证明这几点往往很困难 。 除了 C、 H、 还有九种元素对所有的植物都是必需的： N、 P、 K、 S、 这是路密斯 （ 和许尔 （ 于 1973年首先使用的名称 。 按习惯标准： 大量元素： 植物对这种元素的需要量超过 1%。 前九种属之 。 前九个占干体重的
4、绝大多数 ， 即植物吸收的数量大 ，通常占植物干重千分几到百分之几十 。 微量元素： 大量元素和微量元素 土壤养分三要素 在植物所必需的营养元素中 ， C、 H、 5%。 碳主要来自与大气中的二氧化碳 ，而 H、 氧可来自空气 。氮则除豆科作物外大部分取源于土壤 。 氮磷钾三要素 ， 简称 土壤养分三要素 。其所以重要就在于必需经常调节其供不应求的状况 ， 而不是指它们在作物营养中所起的作用 。 第一节 土壤氮素循环 1 含量 我国耕地土壤含氮一般在 间；很少 ， 大部分低于 而华北 、 西北大部分地区土壤耕层发含氮量不足 南方土壤的含氮量介于二者之间 。 一般把土壤含氮量 为 “ 高 ” ；
5、间者为 “ 中 ” ； 为“ 低 ” ， 9时 ， 反硝化作用减弱 。 （ 1） 亚硝酸分解反应 3 2 + 件：酸性愈强 ， 分解愈快 。 （ 2） 氨态氮的挥发 在碱性条件下 ， + + 壤中的铵态氮在碱性条件下 ， 很容易以 失掉 。 2 化学脱氮过程 主要是指在一些特殊的情况下，如强酸反应，温度较高和水分含量很低等，亚硝酸协与一些其他化合物（包括有机化合物）进行化学反应而生成分子态氮或氧化亚氮的过程 3 粘粒矿物对铵的固定 我国北方的土壤中 ， 能固铵的粘粒矿物较多 ， 但其土壤中铵极少 ， 而南方水田的铵态较多 ， 而能固定铵的粘土矿物不多 。 因此 ， 铵的粘土矿物固定在我国的意义
6、不大 。 4 生物固定 5、 硝酸盐的淋洗 四、土壤氮素的调控 （一） C/（二）施肥的影响 （三）淹水、灌溉的影响 1、在水田剖面的不同层次上，氮素的形态不同； 2、在水田中无机氮素以铵态氮为主； 3、反硝化作用明显； 第三节 土壤磷和硫的循环 （ 一 ） 土壤中磷素的来源 土壤中的磷是由岩石风化而来的 。 原生矿物的含磷量为 右 。 （ 二 ） 土壤磷的含量及影响因素 1 土壤磷的含量 一般来说 ， 土壤的磷素含量都在 下 ， 红壤 、 黄壤含磷只有 我国土壤全磷的含量在 间 。 从总体来说 ， 自北而南 ， 土壤磷的含量是逐渐降低的 。 2 影响土壤磷含量的因素 （ 1） 母质中矿物成分
7、的不同； 基性岩 酸性岩 碱性沉积体酸性沉积体 如 ， 由石灰性风化体形成的红壤的含磷量比由的 红壤多得多 。 （ 2） 土壤质地的差别 土壤细粒部分所含的磷主要是次生的磷化合物 。 （ 3） 从上到下 ， 磷的含量逐渐降低 。 原因 磷的迁移率很低； 植物根系的富积； 有机胶体或无机胶体对磷酸根的吸附作用 ，上层较强 。 耕作制度和施肥的影响； 三 ） 土壤中磷的存在形态 土壤磷素可分为两大类：有机态磷和机 态磷 。 有机态磷的含量占全磷的 1020%左右 。 1 有机磷化合物 主要是植素 （ 肌醇六磷酸 ） 或植酸 类 ， 核蛋白或核酸以及磷类化合物 。 易溶性磷酸盐 包括水溶性和弱酸溶性
8、两种 。 易溶磷酸盐 ， 一方面来自与化肥 ， 另一方面来自于难溶磷酸盐的溶解 。 一般来说 ， 根据磷酸盐的溶解性 ， 可分为： 难溶性磷酸盐 如氟磷灰石 、 羟基磷灰石等存在于石灰性土壤中；粉红磷铁矿和磷铝石在酸性土壤中较多 。 1 土壤磷的有效化过程 有机态磷和难溶性磷酸盐在一定条件 下，转化为植物可以吸收利用的水溶性的 磷酸盐或弱酸溶性的磷酸盐的过程是其有 效性提高的过程，通常称之为 磷的释放 。 （ 四 ） 土壤磷的转化 易溶性或速效态磷酸盐转化为难溶性迟效态和缓效态的过程 ， 通常称之为 磷的固定 。 土壤中磷的固定是非常普遍的。 2 土壤磷的无效化过程 （ 1） 化学沉淀机制 该
9、固磷作用发生在土壤固相的表面 。 具体可分为： 表面交换反应 （ 通过土壤固相表面的 表面上次生化学反应 在土壤 阳离子吸附机制 （ 中性土壤 ） （ 2） 表面反应机制 （ 3） 闭蓄机制 当磷在土壤中固定为粉红磷铁矿后 ， 若土壤局部的 可粉红磷铁矿的表面形成一层无定形的氧化铁薄膜 ， 把原有的磷包被起来 ， 这种机制叫闭蓄机制 。 H)3 3738 粉红磷铁矿： 3335 胶膜有铁铝质的 、 钙质的 。 （ 4） 生物固定 有机质 C/00 1300 1， 当微生物的 C/ 就可产生生物固定 。 当土壤中的磷太少时 ， 对磷素 、 微生物和作物就会发生竞争 。 特点： 表聚性； 暂时无效
10、； 把无机磷 有机磷 。 （ 五）土壤磷的调节 1、活性磷和磷的固定 只有那些不溶性磷化合物和保持在粘粒或有 机质中的固持态磷才称为固定态的磷，这部分磷 占土壤全磷的 95%以上，又称为 非活性磷。 土壤中可被植物吸收的磷组分称为 土壤的有效磷 2、提高土壤磷有效性的途径。 （ 1） 土壤酸碱度 减少磷的固定作用，提高土壤磷的有效性。 （ 2） 土壤有机质 有机阴离子与磷酸根竞争固相表面专性吸附点位，从而减少了土壤对磷的吸附。 有机物分解产生的有机酸和其它螯合剂的作用，将部分固定态磷释放为可溶态。 腐殖质可在铁、铝氧化物等胶体表面形成保护膜，减少对磷酸根的吸附。 有机质分解产生的 于水形成 加
11、钙、镁、磷酸盐的溶解度。 （ 3） 土壤淹水 酸生土壤 形成氢氧化物沉 淀，减少了它们对磷的固定；碱性土壤 下降，能增加磷酸钙的溶解度；反之，若淹水 土壤落干，则导致土壤磷的有效性下降。 土壤氧化还原电位 (降，高价铁还原成低 价铁 ,磷酸低铁的溶解度较高，增加了磷的有效 度。 包被于磷酸表面铁质胶膜还原，提高了闭蓄 态磷的有效度。 第四节 土壤中的钾 一、土壤中钾的形态和含量 （ 一 ） 土壤钾素的来源 土壤钾的来源于岩石的风化 。 在地壳岩石中 ， 钾的含量比磷高得多 ， 整个岩石界 含钾量平均为 因此在氮 、 磷 、 外三要素中 ， 钾 在土 壤中的含量最高 。 （二）钾素的形态 1 矿
12、物钾 土壤矿物中的钾一般称为 结构钾 ，占全钾量的 92 钾长石 （ 钾 微斜长石（ 钾 白云母（ K(）含钾量 2、非交换态钾 又 称 缓效钾 ，是指存在于膨胀性粘土矿物层间和 边缘上的一部分钾。占全钾量的 2 3、 交换态钾 指吸附在土壤胶体表面的钾离子。在土壤中的 含量一般为 40土壤全钾量的 1 4、 水溶性钾（溶液钾） 是指以离子形态存在于土壤溶液中的钾。浓度 一般为 2. 土壤全钾量一般在 5均为 10g/ 1 土壤中钾的含量远远超过氮 、 磷 ， 大体不超高 3% （ 。 我国自南向北含钾量是逐渐增加的 ， 如华南 地区 ， 其平均水平 2%， 东北 、 内蒙的黑土可达 这主要是和地区的 风化 、 成土条件不同有关 。 （ 三 ） 土壤钾的含量及影响因素 （ 1） 母质 富钾矿物： 长石类 正长石 钾微斜长石等 含钾量约在 7- 12%之间 。 云母类 白云母 黑云母
