第四章土壤肥力第1頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月一、土壤養(yǎng)分1、土壤養(yǎng)分：由土壤提供的植物生長所必須的營養(yǎng)元素。

2、土壤養(yǎng)分分類：

大量元素和微量元素大量元素、中量元素和微量元素

MnBFeSNCOHCaKPCuClZnMgMoMnBFeSNCOHCaKPCuClZnMgMoNi第2頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月

目前國內外公認的高等植物所必需的營養(yǎng)元素有16種。它們是碳、氫、氧、氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫、鐵、硼、錳、銅、鋅、鉬、氯。鎳MnBFeSNCOHCaKPCuClZnMgMo必需營養(yǎng)元素Ni鎳：1987年，P.H.Brown等第3頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月營養(yǎng)元素的來源Ni第4頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月二、土壤養(yǎng)分來源1、土壤養(yǎng)分的基本來源——礦物巖石風化

P、K、Ca、Mg、Fe、B、Mo、Cu、Mn、S等2、土壤養(yǎng)分的主要來源——土壤有機質分解3、土壤養(yǎng)分的其他來源生物固氮、大氣降水、人工施肥、灌溉等N灰分元素凋落物灌、草、伐根等保存聚集第5頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月三、土壤養(yǎng)分的有關概念

有效養(yǎng)分－能夠直接或經(jīng)過轉化被植物吸收利用的土壤養(yǎng)分

速效養(yǎng)分－在作物生長季節(jié)內，能夠直接、迅速為植物吸收利用的土壤養(yǎng)分。

無效養(yǎng)分－不能被植物直接吸收利用，且較難向速效養(yǎng)分形態(tài)轉化的土壤養(yǎng)分。

土壤養(yǎng)分狀況－是指土壤養(yǎng)分的含量、組成、形態(tài)分布和有效性的高低。

遲效（緩效）養(yǎng)分－

不能直接利用，只有經(jīng)緩慢分解轉化為速效態(tài)才能被植物利用的養(yǎng)分第6頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月

土壤中的大量元素

氮素是構成一切生命體的重要元素

在植物生產(chǎn)中，植物對氮的需要量較大:肥料三要素

氮素肥料施用過剩會造成江湖水體富營養(yǎng)化、地下水硝態(tài)氮（NO3-N)積累及毒害等。一、土壤中的氮第7頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月1、土壤中氮的來源：生物固氮、降水、灌溉、施肥等

土壤氮素的60%來自生物固氮。

降水帶入氮素，據(jù)測定在溫帶隨降水進入土壤的NO3-和NH4+約為15.0kg/公頃/年（一）土壤中氮的來源和含量

地下水中NO3-，高達10mg

L-1，群眾稱為“肥水”。

包括農家有機肥料和化學氮素肥料

第8頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月

土壤中氮素的含量受自然因素（氣候、地形及植被）和林業(yè)措施（耕作、施肥、灌溉及利用方式）的影響，變異性很大。我國耕地土壤含N量一般都在0.02%-0.2%之間，高于0.2%的很少，大部分低于0.1%。而華北、西北大部分地區(qū)土壤耕層含N量不足0.1%；南方土壤的含N量介于二者之間。2、土壤中氮的含量：

含N量>0.2%0.2-0.1%0.1-0.05%<0.05%

等級

高中低極低耕種土壤：0.074%自然土壤：0.115%河北省（一）土壤中氮的來源和含量與有機質含量有密切關系第9頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月分為無機態(tài)和有機態(tài)兩大類

1．無機態(tài)氮

土壤中無機N數(shù)量很少，表土占全氮量的1.0%~2.0%，最多不超過5.0%~8.0

%，表土以下的土層含量更少。

銨態(tài)氮（NH4+）有三種存在形態(tài)：游離態(tài)、交換態(tài)、固定態(tài)硝態(tài)氮（NO3-）能直接被植物吸收利用，易流失，不宜在水田中施用亞硝態(tài)氮（NO2-）主要以游離態(tài)存在

游離氮（NH3）以分子態(tài)存儲在土壤水溶液中（二）土壤中氮的形態(tài)第10頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月2．有機態(tài)氮

土壤中的氮主要以有機態(tài)為主，一般可占全氮量的95%以上。按其溶解度和水解難易程度可分為以下三類：

（1）水溶性有機氮

不超過全氮的5%，很容易水解游離態(tài)氨基酸、胺鹽、酰胺類化合物

（2）水解性有機氮用酸、堿或酶處理能水解成簡單的易溶性氮化合物

約占全氮量的50%~70%①蛋白質及多肽類（30%~50%）——氨基酸和氨基

②核蛋白質類（遲效氮源）

③氨基糖類（約占水解氮的7%-18%）

第11頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）非水解性有機氮(不溶于水，用酸、堿處理不水解

)

雜環(huán)態(tài)氮化物糖與銨的縮合物銨或蛋白質與木質素類物質作用形成復合物。

無機氮NH4+－NNO3-－NNO2-－N水溶性氮5％水解性氮50－70％非水解性氮30－50％有機氮（占全氮的95－98％）土壤氮第12頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）土壤中氮的轉化氮的轉化途徑：土壤有機質的礦質化土壤氨的揮發(fā)硝化和反硝化作用土壤氮素固定第13頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）礦化作用1.定義：在微生物作用下，土壤中的含氮有機質分解形成氨的過程。2.過程：

有機氮

氨基酸

NH4＋－N＋有機酸

異養(yǎng)微生物水解酶

氨化微生物水解、氧化、還原、轉位第14頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）硝化作用1.

定義：土壤中的NH4＋或NH3，在通氣良好的條件下，經(jīng)過微生物的作用下氧化成硝酸鹽的現(xiàn)象2.過程：

NH4＋＋O2

NO2－＋4H＋

2NO2－＋O22NO3－亞硝化細菌硝化細菌第15頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）反硝化作用

(1)定義：嫌氣條件下，將硝酸鹽或亞硝酸鹽還原為氣體分子態(tài)氧化物(2)過程：NO3－

NO2－

N2、N2O、NO(3)最適條件：含氮量5～10％，新鮮有機質豐富

pH5～8，溫度30～35oC，通氣狀況

硝酸鹽還原細菌反硝化細菌第16頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月（四）無機氮的固定作用1.定義：土壤中的銨態(tài)氮和硝態(tài)氮被微生物同化為其軀體的組成成分而被暫時固定的現(xiàn)象，也可被粘土礦物固定或與有機質結合。2.過程：

銨態(tài)氮硝態(tài)氮

生物固定生物固定有機氮

硝化作用硝酸還原作用第17頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月(五）氨的揮發(fā)損失1.定義：在中性或堿性條件下，土壤中的NH4＋轉化為NH3而揮發(fā)的過程2.過程：

NH4＋

NH3

＋H＋3.影響因素：①pH值NH3揮發(fā)60.1%71.0%810.0%950.0%OH－

H＋第18頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月(六）硝酸鹽的淋洗損失

NO3－－N隨水滲漏或流失，可達施入氮量的5～10％結果：氮素損失(無效化),并污染水體(富營養(yǎng)化)第19頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月二、土壤中的磷梨樹缺磷第20頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月

土壤中磷的主要來源于礦物質，在長期的風化和成土過程中，經(jīng)過生物的積累而逐漸聚積到土壤的上層

土壤有機質

開墾后，則主要來源于施用磷肥

1、土壤中磷的來源：（一）土壤中磷的來源和含量2、土壤中磷的含量：我國大多數(shù)土壤表層（0-20cm）的含磷量變動在0.02%-0.11%之間，不同土壤類型變幅很大。第21頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月

從總體看，我國自南而北或自東而西土壤含磷量呈遞增趨勢。以華南的磚紅壤含磷量最低，東北的黑土、黑鈣土和內蒙的栗鈣土含磷量最高，華中的紅、黃壤以及華北的褐土、棕壤介于以上二者之間。（耕作施肥影響）

全磷含量受母質類型和成土過程的雙重影響，但由于土壤磷的遷移率小，因而仍表現(xiàn)出明顯的地帶性分布規(guī)律

第22頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）土壤中磷的形態(tài)1．土壤中的有機磷化合物（簡稱有機磷）

土壤磷素按化學分類可分為兩大類：有機磷

無機磷

一般有機磷含量約占全磷量的25%~56%在侵蝕嚴重的紅壤中不足10%，而東北地區(qū)的黑土有機磷的含量較高，可達70%以上。粘質土有機磷含量比砂質土高

主要有：植素類核酸類磷酯類70~80%左右不明態(tài)有機態(tài)磷

20-30%尚有：來源：動物、植物、微生物和有機肥料第23頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月2．無機磷化合物：含量：占土壤全磷量的50～75％可分為：礦物態(tài)、吸附態(tài)和水溶態(tài)。（1）礦物態(tài)按其所結合主要陽離子性質不同，可分為三類：第24頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月②磷酸鐵和磷酸鋁化合物（Fe—P,Al—P）

在酸性土壤中常見主要有粉紅磷鐵礦Fe(OH)2H2PO4、磷鋁石Al(OH)2H2PO4，它們溶解度極小。在水稻土和沼澤土中，常有藍鐵礦Fe3(PO4)2

8H2O，綠鐵礦Fe3(PO4)2

Fe(OH)2存在。③閉蓄態(tài)磷（O—P）

氧化鐵或氫氧化鐵膠膜包被的磷酸鹽，這種磷在酸性土壤中所占比例很大，往往超過50%。在石灰性土壤中不溶性鈣化合物所包被的難溶性磷酸鹽也多達15-30%。第25頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）吸附態(tài)指受土粒表面引力作用被吸附在土壤固相表面的磷，其中可交換的磷較為重要。（3）水溶態(tài)以H2PO4－和HPO42－為主，溶解態(tài)的磷酸鹽可被植物吸收利用。第26頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月

風化程度較高的南方磚紅壤、紅壤中，以O—P占的比重最大，最高可達90%以上，其次是Fe—P,Al—P;Ca—P很少。

風化程度較低的北方石灰性土壤中，Ca—P所占比例大，約在60%以上，其次是O—P;Al—P和Fe—P極少。

我國主要土壤類型中，一般分布有以下規(guī)律：第27頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月

施肥

有機態(tài)磷(影響礦化率的因素)

H2PO4－無定形磷酸鹽結晶態(tài)磷酸鹽HPO42－閉蓄態(tài)磷(有效性降低)

吸附態(tài)磷礦物礦化Eh交替變化老化生物礦化固定作用化學沉淀釋放作用解吸吸附作用固定（三）土壤中磷的轉化第28頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月活化菌根菌根土壤難溶性無機磷釋放的途徑

土壤難溶磷Ca-PAl-PFe-P可溶性磷50-80%酸化螯合酸化螯合有機肥帶入的微生物分泌物解磷菌生理酸性肥料CO2第29頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月目標：減少土壤有效磷的固定和損失，增加土壤中有效磷的含量1.調節(jié)土環(huán)境，促進磷素釋放（1）調節(jié)土壤酸堿度（2)增加土壤有機質含量（3）土壤淹水2.防止土壤侵蝕，減少磷素損失3.科學施用磷肥，提高磷的利用率（四）土壤供磷能力的調節(jié)第30頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月煙草三、土壤中的鉀三要素品質元素第31頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）土壤中鉀的來源和含量巖石礦物風化施肥1、土壤中鉀的來源：第32頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月2、土壤中鉀的含量：（一）土壤中鉀的來源和含量0.5～2.5%K2O平均為1.2%K2O我國自北向南，自西向東含鉀量是逐漸減少的趨勢

華南地區(qū)，其平均水平<0.3%

（玄武巖、凝灰?guī)r、淺海沉積物——磚紅壤）

紅黃壤地區(qū)為1.2%

長江中下游地區(qū)的水稻土地區(qū)可達1.7%

北方的土壤一般>2%河北：1.92%135和150mg/kg

東北、內蒙的黑土可達2.6%

這主要是和地區(qū)的成土母質、氣候-生物條件、質地、耕作施肥等因素有關第33頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）土壤中鉀的形態(tài)土體里的鉀完全是礦質態(tài)的，沒有有機態(tài)。鉀在土壤里的化學形態(tài)有以下幾種：1．水溶性鉀

存在于土壤水溶液中的K離子，是植物鉀素營養(yǎng)的直接來源。土壤溶液中的K在0.2～10mmol

L-1范圍內，這些K僅夠生長旺盛的作物用1～2天。2．交換性鉀

土壤膠體表面所吸附的鉀，能用醋酸銨、氯化鎂等鹽溶液提取，并在相當短時間內從交換點上被交換下來。是土壤速效K的主體，占90%以上。

這兩者處于動態(tài)的平衡。第34頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月3．非交換性鉀

是存在于層狀硅酸鹽礦物層間和顆粒邊緣上的K，即那些處在強吸附點上不能為上述鹽溶液在短時間內提取的K。是土壤在持續(xù)種植條件下鉀的主要來源（直接貯備庫），也稱緩效態(tài)K。4．礦物態(tài)鉀

又稱難溶性鉀，指含鉀原生礦物，如長石、云母中鉀，不溶于水，不易被溶液中的陽離子所代換，有效性低。（潛在儲備）也稱無效態(tài)K。占全鉀量的90-98%第35頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月

緩慢風化作用（極微）風化作用（極微）（三）土壤中鉀的轉化鉀的固定釋放、固定第36頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月（四）土壤供鉀能力及其調節(jié)1.土壤供鉀能力2.土壤供鉀能力的調節(jié)第37頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月

土壤中的微量元素微量元素：鐵、錳、銅、鋅、硼、氯

、鉬第38頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月一、土壤中微量元素的來源及含量1、土壤中微量元素的來源

土壤中微量元素主要來自巖石和礦物影響因素：成土母質：主導因素。

Fe、Mn、Cu、Zn含量在基性巖漿巖>

酸性巖漿巖母質；沉積巖母質上發(fā)育的土壤，硼元素含量較高，土壤質地：砂質土壤微量元素含量一般都較低。土壤有機質：絡合反應，使微量元素富集。2、土壤中微量元素的含量第39頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）水溶態(tài)

一般含量很低。

（2）交換態(tài)

一般土壤中交換態(tài)微量元素含量不高，少的不足1

g/g，多的可達幾十

g/g。

（3）專性吸附態(tài)Cu2+、Zn

2+、MoO42-、H4BO4-。

（4）