土壤养分循环精课件

第十章第十章 土壤养分循环土壤养分循环1精选PPT课件有效养分有效养分能够直接或经过转化被植物吸收利用的能够直接或经过转化被植物吸收利用的 土壤养分土壤养分 速效养分速效养分在作物生长季节内，能够直接、迅速为在作物生长季节内，能够直接、迅速为 植物吸收利用的土壤养分。植物吸收利用的土壤养分。无效养分无效养分不能被植物吸收利用的土壤养分。不能被植物吸收利用的土壤养分。一一、土土壤壤养养分分指指植植物物所所必必需需的的，且且主主要要由土壤提供的营养元素就叫做土壤养分。由土壤提供的营养元素就叫做土壤养分。第一节土壤养分循环第一节土壤养分循环土壤养分状况土壤养分状况是指土壤养分的含量、组成、形态是指土壤养分的含量、组成、形态 分布和有效性的高低。分布和有效性的高低。2精选PPT课件二、植物必需的营养元素二、植物必需的营养元素1、必需元素必需元素(essential elementessential element)植植物物正正常常生生长长发发育育所所必必需需而而不不能能用用其其它它元素代替的植物营养元素。元素代替的植物营养元素。判判断断标标准准（19391939年年,美美国国学学者者阿阿隆隆(Arnon)Arnon)和和斯托德斯托德(Stout)Stout)）：）：必须是完成植物生活周期不可缺少的；必须是完成植物生活周期不可缺少的；缺少时呈现专一的缺素症状；缺少时呈现专一的缺素症状；必须对植物起直接的营养作用。必须对植物起直接的营养作用。3精选PPT课件MoMo对全部高等植物及大部分微生物是必需的；对全部高等植物及大部分微生物是必需的；NaNa和和CoCo对藻类、细菌与高等植物是必需的；对藻类、细菌与高等植物是必需的；CaCa、B B、ClCl对对高高等等植植物物是是必必需需的的，但但对对微微生生物物，特别是真菌的生长则并不必需。特别是真菌的生长则并不必需。此此外外，钡钡、硅硅、铝铝、碘碘与与镓镓几几种种元元素素只只对对少少数数几种植物必需。几种植物必需。高等植物所必需的营养元素一般有高等植物所必需的营养元素一般有1616个：个：C、O、H、N、K、P、S、Ca、Mg、Fe、B、Mn、Cu、Zn、Mo、Cl4精选PPT课件 路密斯（Loomis）和许尔（Shull）于1973年首先使用的名称。大大量量元元素素：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。微微量量元元素素：植物对这种元素的需要小于植物干重的0.1%。2、大量元素和微量元素、大量元素和微量元素5精选PPT课件土壤养分三要素在植物所必需的营养元素中，C、H、O大约占植株干重的95%。碳主要来自与大气中的二氧化碳，而H、O则来自与土壤中的水分，氧可来自空气。氮则除豆科作物外大部分取源于土壤。氮氮磷磷钾钾三三要要素素，简简称称土土壤壤养养分分三三要要素素。其其所所以以重重要要就就在在于于必必需需经经常常调调节节其其供供不不应应求求的的状状况况，而而不不是是指指它它们们在在植植物物营营养养中所起的作用。中所起的作用。6精选PPT课件 土壤养分循环土壤养分循环指来自土壤的元素通常可以反复的再循环和利用指来自土壤的元素通常可以反复的再循环和利用,典型的再典型的再循环过程。包括循环过程。包括 生物从土壤中吸收养分；生物从土壤中吸收养分；生物的残体归还土壤；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；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。养分再次被生物吸收。7精选PPT课件 土壤系统中的养分循环过程土壤系统中的养分循环过程8精选PPT课件第二节第二节 土壤氮素循环土壤氮素循环一一般般把把土土壤壤含含氮氮量量 0.2%者者为为“高高”；0.2%0.1%之之间间者者为为“中中”；0.1%0.05%者者为为“低低”，0.05%者者为为“极极低低”。一一般般把把作作物物在在不不施施氮氮区区的的全全年年生生长长期期所所吸吸收收的的氮氮量量为为土土壤壤供供氮氮能力的良好指标。能力的良好指标。1、氮素在自然界的分布岩石圈 1.636*1011Tg(1012g)陆地土壤:有机质2.2*105 粘土矿物2*104大气圈 3.86*109水圈 2.3*107生物圈 2.8*1059精选PPT课件 固氮作用主要是靠微生物，固氮微生物分共生和自生两类。（1）与豆科作物共生的固氮菌，其固氮能力很强。1020斤/亩（2）自生固氮菌，有分为好气和嫌气两类。好气性固氮能力强，在热带林地，可达1030斤/亩2土壤氮的来源土壤氮的来源土土壤壤中中的的氮氮素素并并非非来来源源于于土土壤壤矿矿物物质质。是是生生物物固固氮氮作作用用产产生生的。的。10精选PPT课件 对对于于农农地地来来说说，土土壤壤氮氮素素的的来来源源不不止止以以上上两两种种途径，包括：途径，包括：（1 1）固氮作用；自生固氮）固氮作用；自生固氮 、共生固氮和联合固氮、共生固氮和联合固氮 （2 2）降水；）降水；（3 3）灌水；）灌水；（4 4）施施肥肥；有有机机肥肥；无无机机化化肥肥；它它们们是是土土壤壤氮氮肥的主要来源。肥的主要来源。11精选PPT课件3、土壤氮的损失土壤氮的损失氨的挥发 NH4+（代换态）NH4+（液相）NH3（液相）NH3（气相）NH3（大气）反硝化 生物反硝化：化学反硝化：NO3-的淋失12精选PPT课件 土壤氮素养分循环土壤氮素养分循环13精选PPT课件土壤氮素转化土壤氮素转化14精选PPT课件1植被与气候植被与气候一般：一般：草本植物草本植物 木本植物木本植物 草本植物：豆科草本植物：豆科 非豆科非豆科木本植物：阔叶林针叶林木本植物：阔叶林针叶林 二、二、影响土壤氮素含量的因素影响土壤氮素含量的因素一般而言：一般而言：温度愈高，有机质分解愈快，温度愈高，有机质分解愈快，OM含量低，含量低，N少；少；湿度愈高，有机质分解愈慢，湿度愈高，有机质分解愈慢，OM积累的多，积累的多，N多。多。15精选PPT课件3质地质地质地质地 砂性土砂性土 壤性土壤性土 粘性土粘性土N%低低 高高 4地形及地势地形及地势 2土壤有机质含量土壤有机质含量土土壤壤氮氮素素和和土土壤壤有有机机质质二二者者呈呈正正相相关关关关系系。土土壤壤氮氮素素的的含含量大致占土壤有量大致占土壤有机质含量的机质含量的5%左右。左右。16精选PPT课件1有机态氮占全氮的绝大部分，9298%。有机氮的矿化 率只有36%。（1）可溶性有机氮 5%，主要为：游离氨基酸、胺盐 （速 效 氮）及酰胺类化合物（2）水解性有机氮5070%，用酸碱或酶处理而得。包 括：蛋白质及肽类、核蛋白类、氨基糖类（3）非水解性有机氮3050%，主要可能是杂环态氮、缩胺类 二二土壤氮素的存在形态土壤氮素的存在形态17精选PPT课件2无机态氮无机态氮 土壤无机氮占全氮 12%(150ppm)。最多不超过58%；（1）铵铵态态氮氮(NH4)在土壤里有三种存在方式：游离态、交换态、固定态。（2）硝态氮硝态氮（NO3-N）在土壤主要以游离态存在。（3）亚亚硝硝态态氮氮（NO2-N）主要在嫌气性条件下才有可能存在，而且数量也极少。在土壤里主要以游离态存在。3游离态氮（游离态氮（N2）18精选PPT课件三三土壤中氮素的转化土壤中氮素的转化（1）水解过程 水解 水解 蛋白质 多肽 氨基酸、酰胺等朊酶 肽酶 条件：真菌、细菌、放线菌等；在通气良好；温度较高；水分6070%；pH值适中；C/N比适当一）土壤氮素的有效化过程一）土壤氮素的有效化过程1有机态氮的矿化过程有机态氮的矿化过程 含含氮氮的的有有机机合合化化物物，在在多多种种微微物物物物的的作作用用下下降降解解为为简简单单的的氨氨态氮的过程。态氮的过程。19精选PPT课件（2）氨化过程）氨化过程RCHNH2COOH+O2 RCH2COOH+NH3+E 酶酶条件：条件：真菌、细菌、放线菌等；真菌、细菌、放线菌等；在通气良好；在通气良好；对低温对低温特别敏感；特别敏感；水分水分6070%；pH值要求在值要求在4.85.2C/N比适当。比适当。氨化微生物氨化微生物20精选PPT课件（1）亚硝化作用 亚硝化微生物 2HN4+3O2 2NO2-+2H2O+4H+158千卡 以(Nitrosonas为主)条件：亚硝化细菌（专性自养型微生物）通气：良好 O2 5%pH 5.5-10(7-9),4.5 受抑制！受抑制！水分：5060%温度：35 2 STOP!养分：Cu，Mo等促进硝化作用的进行。缺钙，不利。2硝化过程硝化过程 氨、胺、酰胺 硝态氮化合物21精选PPT课件（2）硝化作用 硝化微生物 2NO2-+O2 2NO3-+40千卡 以(硝化细菌Nitrobacter为主)在通气良好的条件下，硝化作用的速率亚硝化在通气良好的条件下，硝化作用的速率亚硝化作用铵化作用，因此，在正常土壤中，很少有亚硝作用铵化作用，因此，在正常土壤中，很少有亚硝态氮和铵态氮及氨的积累。态氮和铵态氮及氨的积累。22精选PPT课件23精选PPT课件反硝化作用的条件是反硝化作用的条件是1）具具反反硝硝化化能能力力的的细细菌菌，反反硝硝化化细细菌菌现现已已知知有有33个个属属，多多数数是是异异养养型型，也也有有几几种种是是化化学学自自养养型型，但但在在多多数数农农田田都都不不重重要要；2）合合适适的的电电子子供供体体，如如有有机机C化化合合物物、还还原原性性硫硫化化合合物物或或分分子态氢；有效态子态氢；有效态碳碳的影响最大的影响最大;3）厌氧条件，与田间持水量大小密切相关；厌氧条件，与田间持水量大小密切相关；嫌气状态嫌气状态 O2 5%或土壤溶液中或土壤溶液中 O2 4 10-6MEh 344mv(pH=5时时)4）有硝态氮存在有硝态氮存在5）pH 7-8.2 pH 8.2-9时时，反反硝硝化化作用减弱。作用减弱。24精选PPT课件（1）亚硝酸分解反应）亚硝酸分解反应 3HNO2 HNO3+2NO +H2O条件：酸性愈强，分解愈快。条件：酸性愈强，分解愈快。（2）氨态氮的挥发）氨态氮的挥发在碱性条件下，在碱性条件下，NH4+OH-NH3 +H2O土土壤壤中中的的铵铵态态氮氮在在碱碱性性条条件件下下，很很容容易易以以NH3的的形形式式直直接接从土壤表面从土壤表面损失掉。损失掉。2化学脱氮过程化学脱氮过程 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氮的过程 25精选PPT课件3粘粒矿物对铵的固定粘粒矿物对铵的固定 我我国国北北方方的的土土壤壤中中，能能固固铵铵的的粘粘粒粒矿矿物物较较多多，但但其其土土壤壤中中铵铵极极少少，而而南南方方水水田田的的铵铵态态较较多多，而而能能固固定定铵铵的的粘粘土土矿矿物物不不多多。因因此此，铵铵的的粘粘土土矿矿物物固固定定在在我我国国的的意意义义不大。不大。4生物固定生物固定5、硝酸盐的淋洗、硝酸盐的淋洗26精选PPT课件四、土壤氮素的调控四、土壤氮素的调控27精选PPT课件（一）（一）C/N比影响比影响28精选PPT课件（二）施肥的影响（二）施肥的影响29精选PPT课件第三节第三节 土壤磷的循环土壤磷的循环一、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0.12%左右。二、土壤磷的含量及影响因素二、土壤磷的含量及影响因素 1土壤磷的含量土壤磷的含量 一一般般来来说说，土土壤壤的的磷磷素素含含量量都都在在0.2%以以下下，红红壤壤、黄黄壤壤含含磷磷只只有有0.04%。我我国国土土壤壤全全磷磷的的含含量量在在0.02%0.11%之之间。间。从总体来说，自北而南，土壤磷的含量是逐渐降低的从总体来说，自北而南，土壤磷的含量是逐渐降低的。30精选PPT课件2影响土壤磷含量的因素影响