-第四章1-土壤养分N共85张课件.ppt

1、华中农业大学上节回顾上节回顾1、名词解释：、名词解释：地质大循环、生物小循环地质大循环、生物小循环2、土壤形成的因素？、土壤形成的因素？3、主要成土过程包括哪些？、主要成土过程包括哪些？4、土壤分类、土壤分类?华中农业大学 地质大循环：地质大循环：裸露地表的岩石矿物风化后，其风化产物经裸露地表的岩石矿物风化后，其风化产物经淋溶、搬运、沉积，最后又形成岩石的循环过程淋溶、搬运、沉积，最后又形成岩石的循环过程.生物小循环：生物小循环：生物在地质大循环的基础上，得到岩石风化生物在地质大循环的基础上，得到岩石风化产物中的养分，以构成生物有机体，生物死亡后经微生物产物中的养分，以构成生物有机体，生物死亡

2、后经微生物的分解又重新释放出养分，再供下一代生物吸收利用的循的分解又重新释放出养分，再供下一代生物吸收利用的循环过程环过程.上节回顾上节回顾华中农业大学 土壤形成的因素？土壤形成的因素？上节回顾上节回顾母质、气候、生物、地形、时间母质、气候、生物、地形、时间1.气候气候是决定因素，决定是决定因素，决定土壤类型的分布规律；土壤类型的分布规律；2.生物生物是主导因素，影响是主导因素，影响土壤肥力的发育；土壤肥力的发育；3.地形地形是调节因素，影响是调节因素，影响土壤成土的强度；土壤成土的强度；4.母质母质是遗传因素，影响是遗传因素，影响土壤本底特性；土壤本底特性；5.时间时间是发展因素，影响是发展

3、因素，影响土壤的发育阶段；土壤的发育阶段；华中农业大学1 1）原始成土过程）原始成土过程2 2）有机质积聚过程）有机质积聚过程3 3）粘化过程）粘化过程4 4）钙积和脱钙过程）钙积和脱钙过程5 5）盐化脱盐过程）盐化脱盐过程6 6）碱化与脱碱过程）碱化与脱碱过程7 7）富铝化过程）富铝化过程8 8）灰化过程）灰化过程9 9）潜育化和潴育化过程）潜育化和潴育化过程1010）白浆化过程）白浆化过程1111）熟化过程）熟化过程1212）退化过程）退化过程 主要成土过程主要成土过程(p53-56)(p53-56)上节回顾上节回顾华中农业大学脱硅富铝化过程脱硅富铝化过程黄棕壤粘膜黄棕壤粘膜灰化层灰化层黑

4、钙土钙积层黑钙土钙积层上节回顾上节回顾华中农业大学潴育化水稻土潴育化水稻土潜育化潜育化水位下降后出现水位下降后出现“红棕色锈层红棕色锈层”水水位上升后形成位上升后形成“兰灰色层兰灰色层”静水浸泡静水浸泡 强还原强还原上节回顾上节回顾华中农业大学华中农业大学华中农业大学土壤的发生层次土壤的发生层次一般岩石风化或地质沉积物一般岩石风化或地质沉积物林地的枯枝落叶层，林地的枯枝落叶层，A层之上层之上上节回顾上节回顾华中农业大学土壤分类土壤分类华中农业大学砖红壤砖红壤p 砖红壤是我国最南端热带湿润气候条件下，强富铁铝化过程形成的地带性砖红壤是我国最南端热带湿润气候条件下，强富铁铝化过程形成的地带性土壤。

5、土壤。p 主要分布区在雷州半岛南部、海南岛、南沙、西沙群岛、云南西双版纳的主要分布区在雷州半岛南部、海南岛、南沙、西沙群岛、云南西双版纳的中低山和丘陵地带中低山和丘陵地带。p 因富含氧化铁而呈砖红色，因富含氧化铁而呈砖红色，但不同母质上发育的砖红壤其红色鲜艳程度不但不同母质上发育的砖红壤其红色鲜艳程度不同。同。发育在海岸堆积物上的砖红壤发育在海岸堆积物上的砖红壤发育在花岗岩上的砖红壤发育在花岗岩上的砖红壤发育在玄武岩上的砖红壤发育在玄武岩上的砖红壤华中农业大学砖红壤特性砖红壤特性：砖红壤的粘粒含量很高，质地粘重，但由于氧化铁和氧化铝：砖红壤的粘粒含量很高，质地粘重，但由于氧化铁和氧化铝胶体形成

6、的结构体，致使土壤的渗透性还比较好，滞水现象不严重；由于胶体形成的结构体，致使土壤的渗透性还比较好，滞水现象不严重；由于高度风化，土壤呈强酸性（高度风化，土壤呈强酸性（pH 4.55.0），植物养分贫瘠。），植物养分贫瘠。砖红壤的透水土壤结构砖红壤的透水土壤结构砖红壤内的蚂蚁巢穴砖红壤内的蚂蚁巢穴华中农业大学砖红壤利用砖红壤利用：砖红壤热量条件最：砖红壤热量条件最好，是我国唯一能够生产橡胶和咖好，是我国唯一能够生产橡胶和咖啡的地区；粮食作物一年两熟到三啡的地区；粮食作物一年两熟到三熟；荔枝、龙眼、香蕉、杨桃、菠熟；荔枝、龙眼、香蕉、杨桃、菠萝密等热带水果、花卉和冬季蔬菜萝密等热带水果、花卉和冬

7、季蔬菜是优势作物。是优势作物。上图为砖红壤区的农作物香蕉和上图为砖红壤区的农作物香蕉和甘蔗甘蔗上图砖红壤区的荔枝，左图菠萝密，上图砖红壤区的荔枝，左图菠萝密，右图橡胶林右图橡胶林华中农业大学赤红壤赤红壤赤红壤发生与分布赤红壤发生与分布：赤红壤是南亚热带湿热：赤红壤是南亚热带湿热气候条件下，较强富铁铝化过程形成的地带气候条件下，较强富铁铝化过程形成的地带性土壤。其富铁铝化过程强度、土壤养分和性土壤。其富铁铝化过程强度、土壤养分和酸性介于红壤和砖红壤之间。赤红壤主要分酸性介于红壤和砖红壤之间。赤红壤主要分布在南岭以南至雷州半岛北段。布在南岭以南至雷州半岛北段。赤红壤特性赤红壤特性：赤红壤的粘粒含量

8、很高，质地：赤红壤的粘粒含量很高，质地粘重，但由于氧化铁和氧化铝胶体形成的结粘重，但由于氧化铁和氧化铝胶体形成的结构体，致使土壤的渗透性还比较好，滞水现构体，致使土壤的渗透性还比较好，滞水现象不严重；由于高度风化度高，土壤呈较强象不严重；由于高度风化度高，土壤呈较强酸性，酸性，pH 5.0左右，植物养分贫瘠。左右，植物养分贫瘠。右上角图为赤红壤断面右上角图为赤红壤断面左图为林下赤红壤左图为林下赤红壤右图为侵蚀的赤红壤剖面右图为侵蚀的赤红壤剖面华中农业大学赤红壤天然植被赤红壤天然植被：赤红壤为常绿季雨：赤红壤为常绿季雨林，主要有荷木、榕树、杜英等，地林，主要有荷木、榕树、杜英等，地被植物多被植物

9、多厥类厥类。赤红壤地区赤红壤地区榕树榕树华中农业大学赤红壤利用赤红壤利用：赤红壤区可种植：赤红壤区可种植龙眼、荔枝、甘蔗、洋桃、香龙眼、荔枝、甘蔗、洋桃、香蕉、芒果等，还可以种植药蕉、芒果等，还可以种植药材，首乌、杜仲、灵芝、三七材，首乌、杜仲、灵芝、三七等，大田作物一年两熟到三等，大田作物一年两熟到三熟，为我国冬季蔬菜的产地。熟，为我国冬季蔬菜的产地。赤红壤旱地种赤红壤旱地种杜仲杜仲赤红壤区荔枝林赤红壤区荔枝林赤红壤旱地种赤红壤旱地种杨桃杨桃华中农业大学红壤红壤红壤发生与分布红壤发生与分布：红壤为中亚热带湿润季风气候，：红壤为中亚热带湿润季风气候，富铁铝化作用下形成的地带性土壤富铁铝化作用下

10、形成的地带性土壤。主要分布于。主要分布于北纬北纬2531的中亚热带低山丘陵区，大约北起的中亚热带低山丘陵区，大约北起长江，南至南岭，包括云南高原的广大地区和贵州长江，南至南岭，包括云南高原的广大地区和贵州高原的低山区。高原的低山区。红壤特性红壤特性：红壤的粘粒含量很高，质地粘重，但由：红壤的粘粒含量很高，质地粘重，但由于氧化铁和氧化铝胶体形成的结构体，致使土壤的于氧化铁和氧化铝胶体形成的结构体，致使土壤的渗透性还比较好，滞水现象不严重；土壤风化度渗透性还比较好，滞水现象不严重；土壤风化度高，酸性到强酸性（高，酸性到强酸性（pH 5.05.5），植物养分贫，植物养分贫瘠。瘠。华中农业大学上图：红

11、壤区油茶上图：红壤区油茶红壤利用：红壤区以稻麦棉为红壤利用：红壤区以稻麦棉为主，一年两熟或一年三熟，并广主，一年两熟或一年三熟，并广泛栽培有毛竹、油茶、油桐、柑泛栽培有毛竹、油茶、油桐、柑桔等人工林，是重要的粮、棉、桔等人工林，是重要的粮、棉、油、茶、柑枯和蚕丝的生产基地。油、茶、柑枯和蚕丝的生产基地。上图：红壤区柑橘园上图：红壤区柑橘园下图红壤茶园下图红壤茶园华中农业大学黑土黑土黑土发生与分布黑土发生与分布：黑土是温带湿润或半湿润季风气候下、腐殖质化形成的：黑土是温带湿润或半湿润季风气候下、腐殖质化形成的具有深厚的黑色腐殖质层的地带性土壤。黑土主要分布于小兴安岭西南麓、具有深厚的黑色腐殖质层

12、的地带性土壤。黑土主要分布于小兴安岭西南麓、长白山西麓，长白山西麓，即嫩江、哈尔滨、长春一线即嫩江、哈尔滨、长春一线；年均气温约；年均气温约3.56，降水量，降水量500600mm。黑土特性黑土特性：黑土具有深厚的松软的腐殖质表层，该层有机质含量很高，开：黑土具有深厚的松软的腐殖质表层，该层有机质含量很高，开垦前达垦前达58%，水稳性微团粒结构，疏松多孔；土壤中性到微酸性，水稳性微团粒结构，疏松多孔；土壤中性到微酸性，pH6.57.0，植物养分水平高。，植物养分水平高。左图黑土剖面，左图黑土剖面，腐殖质层明显与腐殖质层明显与下面的土层过下面的土层过渡渡右图黑土剖面的右图黑土剖面的腐殖质层与下面

13、腐殖质层与下面的土层过渡不明的土层过渡不明显，腐殖质淋溶显，腐殖质淋溶深深华中农业大学黑土利用黑土利用：目前，黑土基本都已开垦为农：目前，黑土基本都已开垦为农田，盛产大豆、田，盛产大豆、高粱高粱、玉米、小麦，是我国、玉米、小麦，是我国的主要商品粮基地。黑土开垦以后，在施肥的主要商品粮基地。黑土开垦以后，在施肥不足的情况下，有机质含量下降，农业生产不足的情况下，有机质含量下降，农业生产障碍主要是春旱和早霜问题。障碍主要是春旱和早霜问题。华中农业大学灰漠土灰漠土灰漠土发生、特性与分布灰漠土发生、特性与分布：灰漠土是温带荒漠或荒漠草原区形成的地带性土壤，成土：灰漠土是温带荒漠或荒漠草原区形成的地带性

14、土壤，成土母质多为黄土状冲积物，地表有孔状结皮，土壤质地为粉砂壤或砂壤；土壤淋洗微弱，母质多为黄土状冲积物，地表有孔状结皮，土壤质地为粉砂壤或砂壤；土壤淋洗微弱，因此石膏和易溶盐在剖面中分异不明显，因此石膏和易溶盐在剖面中分异不明显，pH 8.49 。灰漠土分布在温带干旱（降水量灰漠土分布在温带干旱（降水量100200mm）的准葛尔盆地南部、天山北麓山前倾的准葛尔盆地南部、天山北麓山前倾斜平原与古老冲积平原、甘肃的河西走廊中，西段的祁连山山前平原和阿拉善高原斜平原与古老冲积平原、甘肃的河西走廊中，西段的祁连山山前平原和阿拉善高原。灰漠土植被灰漠土植被：灰漠土区天然植被为旱生和超旱生的灌木与半灌

15、木，如假木贼、琵芭柴、：灰漠土区天然植被为旱生和超旱生的灌木与半灌木，如假木贼、琵芭柴、蒿、猪毛菜等，覆盖度一般小于蒿、猪毛菜等，覆盖度一般小于5 10。灰漠土景观灰漠土景观华中农业大学上图为灰漠土区新疆生产建设兵团上图为灰漠土区新疆生产建设兵团种植棉花种植棉花灰漠土利用灰漠土利用：灰漠土只有在利用引水（雪：灰漠土只有在利用引水（雪山融水与地下水）灌溉时，才能种植作山融水与地下水）灌溉时，才能种植作物，是典型的绿州农业。农业生产应利用物，是典型的绿州农业。农业生产应利用气候资源优势，气候资源优势，种植经济瓜果和棉花种植经济瓜果和棉花，但，但要防止次生盐渍化。对于大部分灰漠土来要防止次生盐渍化。

16、对于大部分灰漠土来说，土地利用主要还是说，土地利用主要还是放牧业放牧业，但生产力，但生产力也很低，要防止超载过牧、造成风蚀沙化也很低，要防止超载过牧、造成风蚀沙化与草场退化。与草场退化。灰漠土区新疆生产建设兵团垦荒种植的雕塑灰漠土区新疆生产建设兵团垦荒种植的雕塑灰漠土区维族农民种植的哈密瓜灰漠土区维族农民种植的哈密瓜华中农业大学棕漠土棕漠土棕漠土发生、特性与分布棕漠土发生、特性与分布：棕漠土是暖温带荒漠景观下形成的土壤。母质多是戈壁：棕漠土是暖温带荒漠景观下形成的土壤。母质多是戈壁滩，地表砾石覆盖，砾石下有多孔状结皮鳞片层，土壤中多砾石，某些棕漠土有滩，地表砾石覆盖，砾石下有多孔状结皮鳞片层，

17、土壤中多砾石，某些棕漠土有盐分积累，甚至有盐磐。棕漠土主要分布在盐分积累，甚至有盐磐。棕漠土主要分布在塔里木盆地四周山前倾斜平原与古老冲塔里木盆地四周山前倾斜平原与古老冲积平原，河西走廊的最西段积平原，河西走廊的最西段。棕漠土植被棕漠土植被：棕漠土区天然植被为超旱生的肉汁、深根的小半灌木与灌木，如琵芭：棕漠土区天然植被为超旱生的肉汁、深根的小半灌木与灌木，如琵芭柴、假木贼、麻黄、戈壁黎等，覆盖度不到柴、假木贼、麻黄、戈壁黎等，覆盖度不到1。棕漠土剖面棕漠土剖面盐磐棕漠土剖面，盐磐棕漠土剖面，剖面中有两层盐磐剖面中有两层盐磐上图为棕漠土景观上图为棕漠土景观华中农业大学上图为在戈壁上打坎儿井，利用

18、地上图为在戈壁上打坎儿井，利用地下水进行灌溉下水进行灌溉左图为灰漠土种植葡萄左图为灰漠土种植葡萄棕漠土利用棕漠土利用：棕漠土区气候极端：棕漠土区气候极端干旱（降水量干旱（降水量 2.0 g/kg者为者为“高高”1.0-2.0 g/kg之间者为之间者为“中中”0.5-1.0 g/kg者为者为“低低”0.5g/kg者为者为“极低极低”一一土壤氮含量、来源及影响因素含量土壤氮含量、来源及影响因素含量土壤氮含量土壤氮含量华中农业大学地区地区变化范围变化范围（g/kg）地区地区变化范围变化范围（g/kg）东北黑土区东北黑土区1.5-3.5华南地区华南地区0.6-2.1黄淮海地区黄淮海地区0.3-1.0西

19、南地区西南地区0.4-1.9西北黄土区西北黄土区0.4-1.0内蒙古新疆干旱地区内蒙古新疆干旱地区0.5-2.0长江中下游地区长江中下游地区0.5-1.9青藏高寒地区青藏高寒地区0.5-2.7我国主要地区表层土壤平均氮含量我国主要地区表层土壤平均氮含量一一土壤氮含量、来源及影响因素含量土壤氮含量、来源及影响因素含量土壤氮含量土壤氮含量华中农业大学一一土壤氮含量、来源及影响因素含量土壤氮含量、来源及影响因素含量土壤氮来源土壤氮来源华中农业大学太湖地区大气干湿沉降和灌溉水输入农田的氮素数量太湖地区大气干湿沉降和灌溉水输入农田的氮素数量华中农业大学1植被与气候植被与气候 一一般：草本植物般：草本植物

20、 木本植物木本植物 草本植物：豆草本植物：豆 科科 非豆科非豆科木本植物：阔木本植物：阔 叶叶 林针叶林林针叶林 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。一一土壤氮含量、来源及影响因素含量土壤氮含量、来源及影响因素含量土壤氮影响因素土壤氮影响因素华中农业大学2土壤有机质含量土壤有机质含量 土壤氮素和土壤有机质二者呈正相关关系。土壤氮素土壤氮素和土壤有机质二者呈正相关关系。土壤氮素的含量大致占土壤有的含量大致占土壤有 机质含量的机质含量的5%左右。左右

21、。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 5.耕作利用方式：耕作利用方式：土壤氮影响因素土壤氮影响因素华中农业大学1、有机氮（占全氮的、有机氮（占全氮的95%以上）以上）水溶性有机氮水溶性有机氮（5%）游离氨基酸、铵盐、酰胺类化合物 水解性有机氮水解性有机氮（50%-70%）在酸、碱或酶作用下能水解成简单的易溶性氮化合物的有机物 主要有蛋白质、多肽类蛋白质、多肽类、核蛋白类和氨基糖类二二土壤氮素形态及其有效性土壤氮素形态及其有效性华中农业大学 非水解性有机氮（非水解性有机氮（30%-50%）Y 不溶于水、用酸、碱处理也不能水解，对植物

22、是无效的不溶于水、用酸、碱处理也不能水解，对植物是无效的Y 杂环态氮化物、糖与胺的缩合物以及木质素类物质等复杂环态氮化物、糖与胺的缩合物以及木质素类物质等复 杂结构的含氮有机化合物杂结构的含氮有机化合物二二土壤氮素形态及其有效性土壤氮素形态及其有效性1、有机氮（占全氮的、有机氮（占全氮的95%以上）以上）华中农业大学2、无机氮（占全氮的、无机氮（占全氮的1.0%-2.0%）主要是主要是NH4+，NO3-（或（或NO2-）NH4+和和NO3-均易溶于水，能直接被植物吸收利用均易溶于水，能直接被植物吸收利用 旱地以旱地以NO3-为主，水田以为主，水田以NH4+为主为主 NH4+还可以固定态存在于矿

23、物晶格中还可以固定态存在于矿物晶格中二二土壤氮素形态及其有效性土壤氮素形态及其有效性华中农业大学3 3、气态氮、气态氮只有经过微生物的固定才能转化为植物只有经过微生物的固定才能转化为植物N N源源二二土壤氮素形态及其有效性土壤氮素形态及其有效性华中农业大学481有机氮的矿化：水解、氨化和硝化有机氮的矿化：水解、氨化和硝化2、土壤的脱氮：反硝化、硝酸盐的淋失、氨的挥发。、土壤的脱氮：反硝化、硝酸盐的淋失、氨的挥发。3、土壤氮素的固定：微生物的同化固定、有机质、土壤氮素的固定：微生物的同化固定、有机质的缩合固定、铵的粘土矿物晶层间固定。的缩合固定、铵的粘土矿物晶层间固定。三三土壤氮素转化土壤氮素转

24、化49 DenitrificationN2Biological and Chemical FixationAtmospheric Nitrogen,78%NH3+H+=NH4ClayFixationandReleaseNO3LeachingN2N2OImmobilization(use by the plant)N statesNO3NitrateionNO2NitriteionNONitric oxideoxideN2ONitrous oxideoxideN2DinitrogengasVarious states of N50 DenitrificationN2BiologicalandCh

25、emicalFixationAtmosphericNitrogen,78%NH3+H+=NH4ClayFixationandReleaseNO3LeachingN2N2OImmobilization(use by the plant)N from air is fixed by microbes and lightning.NFixationNITROGENNitrogen Fixation51 DenitrificationN2BiologicalandChemicalFixationAtmosphericNitrogen,78%NH3+H+=NH4ClayFixationandReleas

26、eNO3LeachingN2N2OImmobilization(use by the plant)Nisreleasedfromorganicmatterdecomposition.MineralizationMineralization华中农业大学土壤有机氮的矿质化土壤有机氮的矿质化*土壤中的有机氮化合物，在微生物的作用下逐步土壤中的有机氮化合物，在微生物的作用下逐步分解，最终产生铵盐的过程。分解，最终产生铵盐的过程。三三土壤氮素转化土壤氮素转化53氨基化氨基化 aminization 蛋白质蛋白质 R-NH2+CO2+其它产物十能量其它产物十能量(蛋白水解酶蛋白水解酶)多肽多肽氨化作用氨化

27、作用ammonification R-NH2+H2O NH3+R-OH+能量能量好气、嫌气条件均可进行，偏酸性土壤环境。好气、嫌气条件均可进行，偏酸性土壤环境。好气分解速度快，累积的中间产物（有机酸）少。好气分解速度快，累积的中间产物（有机酸）少。54DenitrificationN2BiologicalandChemicalFixationNH3+H+=NH4ClayFixationandReleaseNO3N2N2OImmobilization(use by the plant)Oxidation of NH4 to NO3 is nitrification.NitrobactorNitr

28、osomonasNitrificationNO2Two kinds of bacteria are involved in two steps.硝化作用（硝化作用（nitrification)华中农业大学硝化作用（硝化作用（nitrification）*氨或铵盐，在通气良好的条件下，经过微生物氧氨或铵盐，在通气良好的条件下，经过微生物氧化生成硝态氮的过程化生成硝态氮的过程三三土壤氮素转化土壤氮素转化56硝化作用硝化作用(nitrification)亚硝化微生物亚硝化微生物2NH4+3O2 2NO2-+2H2O+4H+能量（亚硝化）能量（亚硝化）硝化微生物硝化微生物2NO2-+O2 2NO3-+

29、能量（硝能量（硝 化）化）要求：要求：土壤通气条件良好。土壤通气条件良好。最适最适pH值值7-8(偏碱偏碱)温度温度35左右。左右。硝化作用可作为旱地土壤熟化程度的标志。硝化作用可作为旱地土壤熟化程度的标志。57三 土壤氮素的转化1、有机氮的矿化：水解、氨化和硝化、有机氮的矿化：水解、氨化和硝化2、土壤的脱氮：反硝化、硝酸盐的淋失、氨的挥发。、土壤的脱氮：反硝化、硝酸盐的淋失、氨的挥发。3、土壤氮素的固定：微生物的同化固定、有机质、土壤氮素的固定：微生物的同化固定、有机质的缩合固定、铵的粘土矿物晶层间固定。的缩合固定、铵的粘土矿物晶层间固定。58DenitrificationN2Biologi

30、calandChemicalFixationNH3+H+=NH4ClayFixationandReleaseNO3N2N2OImmobilization(use by the plant)In water-logged soil,NO3 transforms to gaseous N,and this loss to air is denitrification.NitrobactorNitrosomonasNitrificationNO2Steps:NO2-NO-N2O and N2华中农业大学反硝化作用（反硝化作用（denitrification）*嫌气条件下，硝酸盐在反硝化微生物作用下被

31、还嫌气条件下，硝酸盐在反硝化微生物作用下被还原为氮气和氮氧化物的过程原为氮气和氮氧化物的过程三三土壤氮素转化土壤氮素转化60反硝化作用反硝化作用 denitrification -2H2O+2H+4H+4H+N22HNO3 2HNO2 H2N2O2 +2H+-H2O -2H2O -2H2O（次亚硝酸）（次亚硝酸）N2O 2NO -H2O +2H2O-4H+即即NO3-N转化为转化为N2、N2O、NO等而逸失的过程。等而逸失的过程。(反硝化细菌反硝化细菌)条件条件：严格嫌气条件，最适：严格嫌气条件，最适pH 7-8.2（偏碱性）（偏碱性）Soil air，O25%含水量超过田间持水量含水量超过田

32、间持水量 有大量易分解的有机质有大量易分解的有机质61 DenitrificationN2BiologicalandChemicalFixationAtmosphericNitrogen,78%NH3+H+=NH4ClayFixationandReleaseNO3LeachingN2N2OImmobilization(use by the plant)硝态氮的淋失硝态氮的淋失华中农业大学土壤氮素淋洗土壤氮素淋洗三三土壤氮素转化土壤氮素转化华中农业大学土壤氨的挥发土壤氨的挥发NH4+OH-NH3+H2O pH6时，时，以以NH4+形态存在；形态存在；pH7时，时，6%NH3；pH 9.29.3时

33、，时，NH3与与NH4+各各50%；三三土壤氮素转化土壤氮素转化64（三）土壤氮素的转化（三）土壤氮素的转化1、有机氮的矿化：水解、氨化和硝化、有机氮的矿化：水解、氨化和硝化2、土壤的脱氮：反硝化、硝酸盐的淋失、氨的挥发。、土壤的脱氮：反硝化、硝酸盐的淋失、氨的挥发。3、土壤氮素的固定：微生物的同化固定、有机质、土壤氮素的固定：微生物的同化固定、有机质的缩合固定、铵的粘土矿物晶层间固定。的缩合固定、铵的粘土矿物晶层间固定。65 DenitrificationN2BiologicalandChemicalFixationAtmosphericNitrogen,78%NH3+H+=NH4ClayF

34、ixationandReleaseNO3LeachingN2N2OImmobilization(use by the plant)WhentheprocessreverseswithplantandmicrobialusesImmobilizationMineralization66 DenitrificationN2BiologicalandChemicalFixationAtmosphericNitrogen,78%NH3+H+=NH4ClayFixationandReleaseNO3LeachingN2N2OImmobilization(use by the plant)Clay Fix

35、ation of NH4粘土矿物晶层间固定粘土矿物晶层间固定华中农业大学5、土壤氮素固定、土壤氮素固定 土壤中各种形态的氮转化和迁移，暂时失去生物土壤中各种形态的氮转化和迁移，暂时失去生物有效性的过程。有效性的过程。（1）NH4+晶格固定晶格固定（2）有机质对亚硝态氮的化学固定作用）有机质对亚硝态氮的化学固定作用（3）无机氮的生物固定）无机氮的生物固定三三土壤氮素转化土壤氮素转化华中农业大学投入投入支出支出四四农田土壤氮平衡农田土壤氮平衡华中农业大学我国农田土壤氮平衡状况我国农田土壤氮平衡状况四四农田土壤氮平衡农田土壤氮平衡华中农业大学1、目前土壤、目前土壤N素存在的主要问题素存在的主要问题五

36、五土壤氮素调节土壤氮素调节化肥化肥N多，有机多，有机N少；少；农田有机农田有机N少，菜田多；少，菜田多；利用率低；利用率低；环境危害环境危害 华中农业大学2 2、土壤氮素调节的方向、土壤氮素调节的方向p 增加贮备增加贮备p 控制供应强度控制供应强度p 减少损失减少损失p 提高利用率提高利用率五五土壤氮素调节土壤氮素调节华中农业大学3、土壤氮素的主要调控措施、土壤氮素的主要调控措施u 加强生物固氮加强生物固氮 用养结合，发展豆科植物，增加用养结合，发展豆科植物，增加N素来源素来源u 提高提高N素再循环率素再循环率秸秆、粪肥等废弃物还田秸秆、粪肥等废弃物还田u 提高提高N肥利用率肥利用率 适宜施用

37、量、施用时期、施肥方法适宜施用量、施用时期、施肥方法u 改变改变C/N比，协调供氮比，协调供氮五五土壤氮素调节土壤氮素调节减少氨挥发损失的途径减少氨挥发损失的途径1 1、改进施肥技术、改进施肥技术（1 1）深施）深施 通过减少表层土壤或田面水中肥料氮的浓度来减少氮素损通过减少表层土壤或田面水中肥料氮的浓度来减少氮素损失，尤其是粒肥深施效果最好。失，尤其是粒肥深施效果最好。（2 2）以水带氮法）以水带氮法 把氮肥表施后，再灌水使氮肥随水下移到土层中而达到部把氮肥表施后，再灌水使氮肥随水下移到土层中而达到部分深施的目的。分深施的目的。（3 3）平衡施肥）平衡施肥 配合施用磷、钾肥和微量元素肥料，保

38、持养分平衡，可有配合施用磷、钾肥和微量元素肥料，保持养分平衡，可有效地促进作物对氮肥的吸收利用。效地促进作物对氮肥的吸收利用。减少氨挥发损失的途径减少氨挥发损失的途径2 2、改进肥料剂型、改进肥料剂型 施用缓释或控释性氮肥，使氮素缓慢释放供给植物吸收施用缓释或控释性氮肥，使氮素缓慢释放供给植物吸收，可减少氮的损失。，可减少氮的损失。3 3、添加生物抑制剂、添加生物抑制剂（1 1）添加脲酶抑制剂）添加脲酶抑制剂 延缓尿素水解，使尿素随着水下移到深层土壤中，从而延缓尿素水解，使尿素随着水下移到深层土壤中，从而降低土壤表面和水面中铵态氮浓度，减少氨挥发损失。降低土壤表面和水面中铵态氮浓度，减少氨挥发

39、损失。（2 2）杀藻剂）杀藻剂 通过抑制藻类生长，降低田面水的通过抑制藻类生长，降低田面水的pHpH，可在一定程度上，可在一定程度上减少氨挥发损失。减少氨挥发损失。减少氨挥发损失的途径减少氨挥发损失的途径4 4、应用表面膜技术、应用表面膜技术近年，我国和澳大利亚的学者在探索施用十六烷醇（近年，我国和澳大利亚的学者在探索施用十六烷醇（C16H33OH)C16H33OH)和十八烷醇和十八烷醇(C18H37OH)(C18H37OH)的乙醇溶液于稻田水的乙醇溶液于稻田水面，形成单分子膜，可有效地减少氨挥发损失。面，形成单分子膜，可有效地减少氨挥发损失。但是，十六烷醇等表面膜易被微生物分解，而且也易被大

40、风但是，十六烷醇等表面膜易被微生物分解，而且也易被大风吹向一边，所以需要定期加入表面膜物质，其覆盖效果才吹向一边，所以需要定期加入表面膜物质，其覆盖效果才能长期维持。能长期维持。因此，进一步研究更加稳定、廉价的有机化合物表面膜，除因此，进一步研究更加稳定、廉价的有机化合物表面膜，除了减少氨挥发外，还可能阻止水了减少氨挥发外，还可能阻止水-土体系与大气中氧气的土体系与大气中氧气的交换而减弱硝化交换而减弱硝化-反硝化作用。反硝化作用。华中农业大学华中农业大学华中农业大学思考题思考题 1 1、名词解释：、名词解释：土壤养分、土壤养分形态、硝化、反硝化土壤养分、土壤养分形态、硝化、反硝化2 2、土壤氮

41、素的形态及有效性？、土壤氮素的形态及有效性？3 3、土壤氮素损失的途径有哪些？、土壤氮素损失的途径有哪些？4 4、农业生产中如何维护土壤氮素平衡？、农业生产中如何维护土壤氮素平衡？华中农业大学上节回顾上节回顾 1 1、名词解释：、名词解释：土壤养分、土壤养分形态、硝化、反硝化土壤养分、土壤养分形态、硝化、反硝化2 2、土壤氮素的形态及有效性？、土壤氮素的形态及有效性？华中农业大学土壤养分土壤养分指植物所必需的，主要是土壤来提供的营养指植物所必需的，主要是土壤来提供的营养元素就叫做土壤养分。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壤肥力的重要组成因素。土壤养分形态土壤养分形态速效养分、缓效养分、无效养分速效养分、缓效养分、无效养分。华中农业大学土壤氮来源土壤氮来源华中农业大学