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1、精选优质文档-倾情为你奉上第三节土壤保肥性与供肥性一、土壤的保肥性和供肥性概念（一）土壤保肥性是指土壤将一定数量和种类的有效性养分保留在耕作层的能力。（二）土壤供肥性是指耕作层土壤供应植物生长发育所需要的速效养分的种类和数量的能力。一般而言，供肥能力强的土壤，其保肥能力也强；但保肥能力强的土壤，其供肥能力不一定强。土壤的保肥性和供肥性是评价土壤肥力的重要指标，是农业土壤的重要生产性能。二、土壤吸收性能的类型（一）土壤吸收性能概念是指土壤能吸收和保留土壤 溶液中的分子和离子，悬液中的悬浮颗粒、气体以及微生物的能力。施入到土壤中的肥料，无论是有机的或无机的，还是固体、液体或气体，都会因土壤吸收能力
2、而被较长久地保存在土壤中，可以随时释放供植物利用，所以土壤吸收性与土壤的保肥供肥能力关系非常密切。此外，土壤吸收性能还影响土壤的酸碱度和缓冲能力等化 学性质，土壤结构性、物理机械性、水热状况等也都直接或间接与吸收性能有关。土壤的吸收能力越强，其保肥能力也越强；反之，保肥能力越弱。（二）土壤吸收性类型土壤吸收性能产生的机制，可以分为以下五种类型。1机械吸收性机械吸收性是指土壤对进入其内部的固态物质的机械阻留作用，使这部分物质 保留在表层土壤中。例如施用有机肥时，其中大小不等的颗粒，均可被保留在土壤 中，污水、洪淤灌溉等所含的土粒及其他不溶物，也可因机械吸收性而被保留在土 壤中。这种吸收能力的大小
3、，主要决定于土壤的孔隙状况，孔隙过粗，阻留物少，过细又造成下渗困难，易于形成地面径流和土壤冲刷，故土壤机械吸收性能与土壤 质地、结构、松紧度等状况有关。阻留在土层中的物质可被土壤转化利用，起到保 肥的作用，其保留的养分易被作物吸收利用。2物理吸收性土壤物理吸收性是指由于土粒巨大的表面积对分子态物质的吸附而起到的保肥作用，它表现在某些养分聚集在胶体表面，其浓度比在溶液中大；另一些物质则 是胶体表面吸附较少而溶液中浓度较大，前者称为正吸附，后者称为负吸附。质地 越是黏重的土壤，物理吸收性越明显；反之则弱。许多肥料中的有机分子，如马脲 酸、脲酸、碳水化合物、氨基酸等，都因有物理吸收作用而被保留在土壤
4、中，这种 性能能保持一部分养分，但能力不强。土壤也能吸附水气、CO2、NH3等气体分子。 此外，土壤吸附细菌也是一种物理吸附。生产上很多肥料施用后要立即盖土。3化学吸收性化学吸收性是指水溶性养分在土壤溶液中与其他物质发生反应生成难溶性化 合物而沉淀保存在土壤中的过程。这种吸收作用是以纯化学作用为基础的，所以叫做化学吸收性。通过化学吸收保留的养分一般对当季作物无效，但可缓慢释放出来供以后的作物吸收利用，例如，可溶性磷酸盐可被土壤中的铁、铝、钙等离子所固定，生成难溶性的磷酸铁、磷酸铝或磷酸钙。因此，通常在生产上应尽量避免有效养分的固定作用发生。4物理化学吸收性（离子交换吸收）物理化学吸收性是指土壤
5、对可溶性物质中离子态养分的保持能力，由于土壤胶 体带有正电荷或负电荷，能吸附溶液中带异号电荷的离子，这些被吸附的离子又可 与土壤溶液中的同号电荷的离子交换而达到动态平衡。这一作用是以物理吸附为基 础，而又呈现出与化学反应相似的特性，所以称之为物理化学吸收性或离子交换作用。因土壤大多带负电荷，所以土壤主要吸收的为阳离子。土壤中胶体物质愈多，电性愈强，物理化学吸收性也愈强，则土壤的保肥性和供肥性就愈好。5生物吸收性生物吸收性是指土壤中各种生物将速效性养分吸收保留在其体内的过程，生 物吸收的养分可以通过其残体重新回到土壤中，且经微生物的转化可被植物吸收利 用，所以，这部分养分是缓效性的。不同的土壤，
6、由于生物量的不同，通过生物吸 收保留的养分数量不等。生物吸收作用的特点是有选择性和创造性地吸收，并且具 有累积和集中养分的作用。如上述四种吸收性都不能吸收硝酸盐，只有生物吸收性 才能吸收硝酸盐，生物的这种吸收作用，无论对自然土壤还是农业土壤，在提高土 壤肥力方面都有着重要的意义。总之，上述五种吸收性不是孤立的，而是互相联系、互相影响的，同样都具有 重要意义。三、土壤阳离子交换吸收作用阳离子交换吸收作用是土壤的主要保肥机理，对供给植物养分起着重要作用。阳离子交换作用就是各种阳离子在土壤胶体颗粒表面和土壤溶液之间不断地进行吸 收和解吸的动态过程。（一）阳离子交换作用的特点(1)可逆反应阳离子交换作
7、用是一个可逆反应，一般能迅速达到动态平衡。当 溶液中的离子被土壤胶体吸附到它的表面并与溶液达成平衡后，如果溶液的浓度减小，则胶体上的交换性离子就要与溶液中的离子产生逆向交换，把已被胶体表面吸 附的离子重新归还到溶液中，建立新的平衡。板书：土壤保肥性和供肥性过程。(2)等价交换它是指等量电荷对等量电荷的反应，即等价交换。如一个二价的 阳离子可以交换两个一价的阳离子等。如用质量计算，则20gCa2+可以和23g的Na十或1g的H+或39g的K+进行交换。换句话说，胶粒上吸附一个正电荷，必须等量地解吸一个正电荷。（二）阳离子交换能力1、概念阳离子交换能力是指溶液中一种阳离子将胶体上另一种阳离子交换出
8、来的能4力。土壤中各种阳离子交换能力大小的顺序为： Fe3+A13+H+Ca2+Mg2+NH +K+Na+阳离子交换能力的强弱主要反映了各种阳离子与胶体颗粒的结合强度。交换能 力越强，则该离子与胶粒的结合力越大，反之，结合力弱。随着风化作用和成土作 用的强度增加，交换性强的阳离子在土壤中的含量越来越高。2、影响阳离子交换能力的因素：电荷的数量根据库仑定律，离子的电荷价愈高，受胶体电性的吸持力愈 大，交换能力也愈大。即三价阳离子大于二价阳离子，二价阳离子又大于一价阳离子。3离子半径和离子水化半径同价的离子，离子半径越大，其水化半径趋于减 小，则交换能力越强(表3-9)。其原因是，同价离子的半径增
9、大，则单位表面积的电 荷量(即电荷密度)减小，电场强度减弱，故对极性水分子的吸引力小。离子外围的 水膜薄，水化半径小，因而离负电胶体的距离较近，相互吸引力较大而且具有较强 的交换能力。但是H+的交换能力比两价的Ca2+、Mg2+离子大。因为H+虽是一价，但 水化很弱(一个氢离子与一个水分子结合成H O+离子)，水化半径很小，运动速度大( 离子运动速度愈大，交换力愈强)，故易被胶体吸附。离子浓度阳离子交换作用受质量作用定律支配，交换力弱的离子，若溶液 中浓度增大，也可将交换力强的离子从胶体上交换出来，这就是盐碱土土壤胶体上 Na+能占显著地位的原因。（三）土壤阳离子交换量(cation exch
10、ange capacity，CEC)1、概念阳离子交换量(或吸收容量)是指在一定pH值条件下每千克干土 所能吸附的全部+ 交换性阳离子的厘摩尔数(cmolkg)。2、意义土壤保肥力的指标，阳离子交换量越大，则土壤的保肥性越强；反之，保肥性越弱。3、阳离子交换量评价土壤保肥能力的标准一般而言，阳 离子交换量大于20cmolkg的土壤，保肥性强；1020cmolkg的土壤，保肥性中 等；小于10cmolkg的土壤，保肥性弱。不同地区的土壤由+ 于自然条件和耕作方式 的不同，其阳离子交换量相差很大。思考：在田间如何判断某种土壤的保肥能力？(2)影响阳离子交换量大小的因素不同的土壤，其阳离子交换量是不
11、同的。因为土壤阳离子交换量实际上是土壤所带负电荷的数量。影响土壤所带负电荷的因素 主要有以下3个方面。胶体数量。土壤胶体物质越多(包括矿质胶体、有机胶体和 复合胶体)，则CEC越大。就矿质胶体而言，CEC随着质地黏重程度增加而增加，所以黏质土CEC较砂质土要大得多。胶体类型。不同类型的土壤胶体，所带的负电 荷差异很大，因此阳离子交换量也明显不同。如有机胶体(腐殖质)的CEC远比矿质 胶体要大，而且有机质含量可通过人为措施而加以调控，所以生产中注意增施有机 肥，可以大幅度提高土壤保肥能力。矿质胶体部分的21型矿物的CEC要比11型 大得多，在21型矿物中，蒙脱石类又大于伊利石类，这与蒙脱石类矿物
12、不仅带有 大量的永久负电荷，而且可胀缩的晶层间还有巨大的内表面有关(表3-10)。由于土壤pH是影响可变电荷的重要因素，因此土壤pH的改变会导致土壤阳离子交换量的 变化。在一般情况下，随着土壤pH的升高，土壤可变电荷增加，土壤阳离子交换量 增大(表3-11)。可见，在测定土壤阳离子交换量时，控制pH是很重要的。4土壤的盐基饱和度(base saturation percentage) 4土壤胶体吸附的阳离子分为两类，一类是盐基离子，包括Ca+、Mg2+、K+、 Na+、NH +等；另一类是致酸离子，即H+、A13+。当土壤胶体上吸附的阳离子全部是 盐基离子时，土壤呈盐基饱和状态，称之为盐基饱和
13、的土壤；当土壤胶体吸附的阳 离子仅部分为盐基离子，而其余部分为致酸离子时，该土壤呈盐基不饱和状态，称之为盐基不饱和土壤。盐基饱和的土壤具有中性或碱性反应，而盐基不饱和土壤则呈酸性反应。土壤中盐基饱和程度通常用盐基饱和度来表示。土壤的盐基饱和度指土壤中交换性盐基离子总量占阳离子交换量的百分数，即：例如：测得某土壤的CEC为50cmol/kg，交换性阳离子Ca2+、Mg2+、K+、Na+= 的含量分别为10、5、10、5c mo l / kg ，那么该土壤的盐基饱和度( %) 为？由盐基饱和度的定义可看出，土壤盐基饱和度的高低也反映了土壤中致酸离子的含量，即决定着土壤的酸碱性，一般而言，盐基饱和度
14、大的土壤pH较高，饱和度小的土壤pH较低。从土壤肥力角度来看，以盐基基本饱和(饱和度为70%90%)为较 好。我国土壤的盐基饱和度有自西北、华北往东南和华南逐渐减小的趋势，这与土 壤酸碱性的分布基本上是一致的。在干旱、半干旱和半湿润气候地区，盐基淋溶作 用弱，饱和度大，养分含量较丰富，土壤偏碱性。而在湿热的南方，因盐基淋溶强 烈，多属盐基不饱和土壤，有的红壤和黄壤饱和度低到20%以下，甚至到10%，呈强酸性。土壤盐基饱和度的高低也反映了土壤的保肥能力和成土作用的强度。一般来讲，盐基饱和度高，则土壤的保肥能力强，成土作用的强度弱；反之，保肥能力弱 而成土作用的强度大。5交换性阳离子的有效度由于被
15、土壤胶体表面吸附的养分离子，可以通过离子交换作用回到溶液中，供植物吸收利用，仍不失其对植物的有效性。但被土壤胶体吸附的交换性阳离子的有效度并不完全相同。交换性阳离子对植物的有效性如何，在很大程度上取决于它们从胶体上解吸或交换的难易，影响这些过程的因素主要有以下几种。交换性阳离子的饱和度土壤吸附的某阳离子量占土壤阳离子交换量的百分数叫交换性阳离子的饱和度。植物根主要吸收土壤溶液中的离子态养分(土壤胶体吸附的离子须先解吸到溶液中)，但也可通过根部表面离子与胶体上的离子进行接触交换而直接吸收。交换性离子的有效度，不仅与某一种交换性离子的绝对数量有关，而且与该离子的饱和度的关系较大。某离子的饱和度愈大，被交换而解吸的机会愈多，则有效度愈大 (表3-12)。从表3-11可知：虽然甲土交换性Ca2+数量小于乙土，但其饱和度大，因此钙在甲土的有效度也大于乙土。如果我们把同一种作物以同样的方法种植于甲、乙两种 土壤中，显而易见，乙土更需要施钙肥。这一例子告诉我们，在施肥技术上应采用集中施肥的原则，如将肥料以条施或穴施方法施于植物根系附近，使局部土壤中该 离子浓度较高，饱和度增大，以提高肥效。正如农民群众所说，“施肥一大片，不 如一条线”。另一方面，同样数量的化肥分别施入砂土和黏土中，结果砂土的肥效 快而黏土的肥效慢，这是由于砂土阳离子交换量比黏土小，交换性营养离子饱和度 大，有效度也大，所以施
