1、*第第11章章 土壤养分土壤养分任务十任务十 植物生长与养分环境植物生长与养分环境*l 了解营养元素的种类，掌握各种营养元素了解营养元素的种类，掌握各种营养元素的作用的作用l 大量元素、微量元素的生理功能、存在形大量元素、微量元素的生理功能、存在形态及其对植物的有效性态及其对植物的有效性主要内容提要主要内容提要*任务一任务一 植物生长与营养植物生长与营养*l 土壤养分：土壤养分：指主要依靠土壤来供给的植物必需营指主要依靠土壤来供给的植物必需营养元素。养元素。l 土壤养分的有效性土壤养分的有效性是决定植物生长和土壤生产力是决定植物生长和土壤生产力的主要因素之一，是土壤肥力的重要因子之一的主要因素
2、之一，是土壤肥力的重要因子之一。*植物体内元素（植物体内元素（60种）：种）：C H O N P K Ca Mg S Fe Cu Zn Mn B Mo Cl Na 600一、植物体内的化学元素一、植物体内的化学元素植物组织植物组织 7595%水分水分525%干物质干物质 105气体：气体：C H O N S灰分元素灰分元素*l 如缺少该营养元素，植物就不能完成其生活史如缺少该营养元素，植物就不能完成其生活史 （必要性）（必要性）l 该营养元素的功能不能由其它营养元素所能代替该营养元素的功能不能由其它营养元素所能代替 （不可替代性或专一性）（不可替代性或专一性）l 该营养元素直接参与植物代谢作用
3、。如该营养元素直接参与植物代谢作用。如为植物体为植物体的必需成分或参与酶促反应等的必需成分或参与酶促反应等。（直接性）（直接性）1、判断必需元素的依据、判断必需元素的依据（Arnon and Stout，1939提出三条标准）提出三条标准）二、植物生长必需营养元素二、植物生长必需营养元素*必需营养元素必需营养元素的种类的种类(16+1)大量元素大量元素（0.1%以上）以上）微量元素微量元素（0.1%以上）以上）C、H、O 天然营养元素天然营养元素N、P、K 植物营养三要素植物营养三要素 或肥料三要素或肥料三要素Ca、Mg、S 中量元素中量元素Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo、Cl、（Ni）来源
4、来源非矿质元素非矿质元素来自空气和水来自空气和水矿质元素矿质元素来自土壤来自土壤*（一）土壤养分的来源（一）土壤养分的来源1、矿物质、矿物质岩石矿物风化释放出来的养分，是土壤最初的养分来源。岩石矿物风化释放出来的养分，是土壤最初的养分来源。K如正长岩、流纹岩和花岗岩、云母片岩如正长岩、流纹岩和花岗岩、云母片岩P玄武岩玄武岩闪长岩闪长岩花岗岩花岗岩Ca石灰岩最多石灰岩最多,其他如辉长岩、玄武岩、闪长岩等其他如辉长岩、玄武岩、闪长岩等Mg橄榄岩最多，其次玄武岩、辉长岩等橄榄岩最多，其次玄武岩、辉长岩等Fe玄武岩最多玄武岩最多*2、土壤有机质、土壤有机质l 有机质分解有机质分解释放出来的养分释放出来
5、的养分.l N、P、S等营养元素绝大部分以有机态等营养元素绝大部分以有机态积累和贮积累和贮藏藏在土壤中。在土壤中。*生物固氮生物固氮 大气降水大气降水 含有含有NO2、NO、SO2 NH3Cl2及及Mg Na K Ca 施肥：人为地施入有机或无机肥。施肥：人为地施入有机或无机肥。3、其他来源、其他来源*（二）土壤养分的有效性（二）土壤养分的有效性l 土壤中不是所有的养分形态均能被植物吸收的，土壤中不是所有的养分形态均能被植物吸收的，这决定于它们的存在形态，能被植物吸收的养分这决定于它们的存在形态，能被植物吸收的养分称为称为有效养分有效养分(available nutrient)。土壤养分的分类
6、（根据养分对植物的有效程度）土壤养分的分类（根据养分对植物的有效程度）l 速效养分速效养分l 缓效养分缓效养分l 难效养分难效养分*养分是植物生长发育的基础，土壤是植物养分的主要来源，养分是植物生长发育的基础，土壤是植物养分的主要来源，植物正常的生长发育需要从环境中吸收营养物质。植物主要通过根植物正常的生长发育需要从环境中吸收营养物质。植物主要通过根从土壤吸取水分和溶解于土壤溶液中的无机盐类，土壤有机质必须从土壤吸取水分和溶解于土壤溶液中的无机盐类，土壤有机质必须经过自然或微生物的作用分解为溶于水的物质方能被植物吸收利用，经过自然或微生物的作用分解为溶于水的物质方能被植物吸收利用，植物通过叶片
7、可从空气中吸收植物通过叶片可从空气中吸收CO2 等营养物质。植物根系吸收养分等营养物质。植物根系吸收养分是和吸水同时进行的，但二者是两个不同的生理过程。植物对养分是和吸水同时进行的，但二者是两个不同的生理过程。植物对养分的吸收是有选择性的。植物对营养元素的需要是全方位的，一种离的吸收是有选择性的。植物对营养元素的需要是全方位的，一种离子吸收过多会对植物产生毒害作用，多种离子的综合作用共同促进子吸收过多会对植物产生毒害作用，多种离子的综合作用共同促进植物的生长发育。根对养分的吸收受温度、土壤通气状况、土壤水植物的生长发育。根对养分的吸收受温度、土壤通气状况、土壤水分、土壤酸碱性、和作物营养特性影
8、响，利用叶片的吸收性能亦可分、土壤酸碱性、和作物营养特性影响，利用叶片的吸收性能亦可进行叶面施肥。进行叶面施肥。任务二任务二 植物对养分的吸收植物对养分的吸收*根系吸养的部位：分生区根系吸养的部位：分生区 根毛区根毛区一、根对养分的吸收一、根对养分的吸收*1.根系吸收养分的特点根系吸收养分的特点吸收养分的形态：吸收养分的形态：气气 态态-CO2、O2、水汽。、水汽。离子态离子态-NH4+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Cu2+、Zn2+、NO3、H2PO4、SO42、MnO42、Cl。分子态分子态-尿素、氨基酸、酰胺、生长素、维生素、尿素、氨基酸、酰胺、生长素、维生素、抗生素。抗生素。吸收养分
9、的形态：吸收养分的形态：气气 态态-CO2、O2、水汽。、水汽。离子态离子态-NH4+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Cu2+、Zn2+、NO3、H2PO4、SO42、MnO42、Cl。分子态分子态-尿素、氨基酸、酰胺、生长素、维生素、尿素、氨基酸、酰胺、生长素、维生素、抗生素。抗生素。根系吸收养分的特点：根系吸收养分的特点：吸水与吸肥不成比例吸水与吸肥不成比例 单盐毒害作用和离子间拮抗作用单盐毒害作用和离子间拮抗作用 选择性吸收选择性吸收-生理酸性盐，生理碱性盐，生理中性盐。生理酸性盐，生理碱性盐，生理中性盐。*2.根系与土壤养分的接触根系与土壤养分的接触截取：根系伸展于土壤中直接获取养分的
10、方式。因土壤截取：根系伸展于土壤中直接获取养分的方式。因土壤 颗粒与根的接触面积有限，截取量约占根系吸收颗粒与根的接触面积有限，截取量约占根系吸收 养分总量的养分总量的10。离子扩散：由于根系吸收养分造成根表土壤溶液中养分离子扩散：由于根系吸收养分造成根表土壤溶液中养分 浓度相对降低，根表土壤与周围土体之间产生养浓度相对降低，根表土壤与周围土体之间产生养 分浓度梯度使土壤养分沿着浓度梯度由周围土体分浓度梯度使土壤养分沿着浓度梯度由周围土体 向根表土壤运动。是短距离内补充根表土壤养分向根表土壤运动。是短距离内补充根表土壤养分 的重要因素。的重要因素。质流：由于植物蒸腾作用引起的土壤养分随土壤水分
11、由质流：由于植物蒸腾作用引起的土壤养分随土壤水分由 周围土体向根表土壤运动的养分迁移方式。是长周围土体向根表土壤运动的养分迁移方式。是长 距离内补充根表土壤养分的重要因素。距离内补充根表土壤养分的重要因素。*3.根系与土壤养分的吸收根系与土壤养分的吸收根系吸收养分的过程：根系吸收养分的过程：养分进入自由空间 养分通过原生质膜-被动吸收，主动吸收，胞饮作用。养分进入输导组织被动吸收：被动吸收：由于膜内外浓度差和电位差的作用而使离子由 膜外向膜内运动的过程。主动吸收：主动吸收：在提供能量的前提下，离子逆化学势和浓度梯 度进入细胞的过程。胞饮作用：胞饮作用：质膜内陷包围营养物质小囊泡脱落游离于细胞
12、质内的过程。*（三）影响根系吸收养分（三）影响根系吸收养分的环境条件的环境条件 温度（温度（1525）通气（正相关）通气（正相关）土壤酸碱反应土壤酸碱反应 土壤水分土壤水分 根的营养特性。根的营养特性。*二、叶片对养分的吸收二、叶片对养分的吸收叶部营养（根外营养）：叶部营养（根外营养）：植物通过叶片或幼茎等器官吸收养分的过程。植物通过叶片或幼茎等器官吸收养分的过程。叶片吸收液体养分：叶片吸收液体养分：角质层角质层-细胞壁细胞壁-细胞膜细胞膜-细胞质细胞质叶片吸收叶片吸收CO2：大气大气-气孔气孔-细胞间隙细胞间隙-叶绿体叶绿体叶部营养的特点：叶部营养的特点：直接吸收，转化迅速，促进代谢，经济有
13、效。直接吸收，转化迅速，促进代谢，经济有效。*叶片吸收营养：叶片吸收营养：溶液组成溶液组成 浓度反应浓度反应 叶片湿润（叶片湿润（0.51小时）小时）叶片类型（角质膜厚薄）叶片类型（角质膜厚薄）喷施部位（新叶）喷施部位（新叶）*三、营养元素间的相互关系三、营养元素间的相互关系离子间的拮抗作用：溶液中一种离子的存在抑制植物离子间的拮抗作用：溶液中一种离子的存在抑制植物 对另一种离子吸收的作用。对另一种离子吸收的作用。原因：位置竞争（原因：位置竞争（K+Ca2+Cl-I-OH-）数量竞争数量竞争 拮抗：拮抗：Ca-Mg P-Zn K-Zn K-Fe Ca-B离子间的协调作用：溶液中一种离子的存在促
14、进植物离子间的协调作用：溶液中一种离子的存在促进植物 对另一种离子吸收的作用。对另一种离子吸收的作用。协调：协调：Ca-K P-Zn K-B P-Mo*植物营养的阶段性：植物营养的阶段性：植物营养期-植物通过根系从土壤中吸收养分的整个时期。植物营养连续性-植物不间断地从土壤中吸收养分的特性。植物营养阶段性-植物不同生长阶段对营养的种类、数量 和比例的要求不同。营养吸收规律：营养吸收规律：低-高-低。作物营养关键期：作物营养关键期：作物营养临界期-对某种养分缺乏敏感且受损害，即使实 施也很难纠正的时期。营养最大效率期-植物对营养的需要最多、吸收最快、增 产效率最高的时期。注意：注意：不同植物、不
15、同营养元素的营养关键期和营养最大效率 期不同。四、作物各生育期的营养特性四、作物各生育期的营养特性*内容三内容三 土壤养分土壤养分*一、土壤中的氮一、土壤中的氮1、氮的功用、氮的功用l 蛋白质的重要组分蛋白质的重要组分 （蛋白质中平均含氮（蛋白质中平均含氮16%-18%）；）；l 核酸的成分核酸的成分 （核酸中的氮约占植株全氮的（核酸中的氮约占植株全氮的10）l 叶绿素的组分元素叶绿素的组分元素 （叶绿体含蛋白质（叶绿体含蛋白质4560，是光合作用的场所），是光合作用的场所）l 许多酶的组分许多酶的组分 （酶本身就是蛋白质）；（酶本身就是蛋白质）；l 多种维生素、植物激素、生物碱的成分多种维生
16、素、植物激素、生物碱的成分*田田 间间 水水 稻稻 缺缺 氮氮*l土壤表层的含氮量通常为土壤表层的含氮量通常为0.02-0.5%。地球总氮量的地球总氮量的98%存在于地球深处的岩浆岩中，存在于地球深处的岩浆岩中，远离我们所生活的土远离我们所生活的土壤壤-植物植物-大气大气-水分环境。水分环境。因此，因此，我们将重点讨论生物圈中我们将重点讨论生物圈中2%的氮素循环。的氮素循环。l土壤中的大部分氮素来源于生物固氮。土壤中的大部分氮素来源于生物固氮。2、氮素的来源和分布、氮素的来源和分布*土壤中的氮素以两类形态存在土壤中的氮素以两类形态存在:无机态氮和有机态氮无机态氮和有机态氮,大部分的大部分的土壤
17、氮以有机态存在。土壤氮以有机态存在。（1）无机态氮包括：）无机态氮包括：铵态氮铵态氮(NH4+):被胶体吸附着，易被植物吸收。被胶体吸附着，易被植物吸收。植物直接吸收的两种植物直接吸收的两种 主要氮素形态主要氮素形态,称速效称速效硝态氮硝态氮(NO3-):存在于土壤溶液中，易流失。存在于土壤溶液中，易流失。养分，只占全氮的养分，只占全氮的1-2%亚硝态氮亚硝态氮(NO2-)：亚硝态氮对植物生长有害亚硝态氮对植物生长有害,但一般土壤中含量极少但一般土壤中含量极少,因因 很快转化为硝态氮，只有在极端厌氧条件下才会积累。很快转化为硝态氮，只有在极端厌氧条件下才会积累。氧化亚氮氧化亚氮：反硝化过程的产
18、物反硝化过程的产物,氧化氮和氮气：氧化氮和氮气：一般存在于土壤空气中一般存在于土壤空气中3、氮素的形态、氮素的形态*（2）有机态氮包括）有机态氮包括：有机态氮通常占土壤全氮量的有机态氮通常占土壤全氮量的95%以上。以上。有机态含氮化合物以有机态含氮化合物以蛋白质，蛋白质，氨基酸和其它复杂的有机氮化合物形态存在。氨基酸和其它复杂的有机氮化合物形态存在。根据它们的可溶性和分解的难易程度可分为根据它们的可溶性和分解的难易程度可分为:l 可溶性有机氮可溶性有机氮l 水解行有机氮水解行有机氮l 非水解性有机氮非水解性有机氮*4、氮素循环、氮素循环*（1）有机氮的矿化作用）有机氮的矿化作用l 定义：指定义
19、：指含氮的有机化合物含氮的有机化合物在多种微生物的作用下降解为在多种微生物的作用下降解为铵态氮铵态氮的过程。（分成两个过程进行）的过程。（分成两个过程进行）、水解过程、水解过程 蛋白质蛋白质 多肽多肽 氨基酸、酰胺等氨基酸、酰胺等条件条件 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；温度较高；温度较高；水分水分6070%；pH值适中；值适中；C/N比适当比适当 水解水解水解水解朊酶朊酶朊酶朊酶图中所描述的氮素循环表明，图中所描述的氮素循环表明，土壤中氮素的循环过程有以下土壤中氮素的循环过程有以下几个方面几个方面:*、水解过程、水解过程RCHNH2COOH+O2 RCH2
20、COOH+NH3+E 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4.85.2 C/N比适当。比适当。铵化微生物铵化微生物酶酶*（2）硝化作用（）硝化作用（nitrification）l 定义：定义：硝化作用是指土壤中的硝化作用是指土壤中的铵或氨铵或氨在微生物的作用下氧化为在微生物的作用下氧化为硝酸盐硝酸盐的过程（分两个过程进行）的过程（分两个过程进行）、亚硝化过程、亚硝化过程 NH4O2 NO2 4H 条件：亚硝化细菌（专性自养型微生物）条件：亚硝化细菌（专性自养型微生物）通气：良好通
21、气：良好 O2 5%pH 5.5-10(7-9),深施深施 土壤水分含量土壤水分含量 土壤中土壤中NH4的含量的含量*（6）硝酸还原作用）硝酸还原作用NO3 NH4嫌气条件嫌气条件硝化还原酶硝化还原酶*（7）无机氮的生物固定）无机氮的生物固定l 定义：土壤中的定义：土壤中的铵态氮和硝态氮铵态氮和硝态氮被微生物同化为其躯体被微生物同化为其躯体的组成成分而被暂时固定的现象。的组成成分而被暂时固定的现象。l 过程：过程：铵态氮铵态氮 硝态氮硝态氮 生物固定生物固定 生物固定生物固定 有机氮有机氮 l 影响因素：影响条件影响因素：影响条件 土体的土体的C/N比、温度、湿度、比、温度、湿度、pH值值*（
22、8）硝酸盐的的淋洗损失）硝酸盐的的淋洗损失l NO3 N 随水渗漏或流失，可达施入随水渗漏或流失，可达施入氮量的氮量的510*二、土壤中的磷二、土壤中的磷1、磷素的功用、磷素的功用l 磷是细胞核的成分之一，磷对细胞分裂和植物器官的分磷是细胞核的成分之一，磷对细胞分裂和植物器官的分化，特别是开花结果起着重要作用。磷对提高植物的抗病化，特别是开花结果起着重要作用。磷对提高植物的抗病性、抗性、抗 性和抗旱能力有良好的作用。性和抗旱能力有良好的作用。l 植物缺磷抑制体内细胞分裂，使生长缓慢，缺磷体内植植物缺磷抑制体内细胞分裂，使生长缓慢，缺磷体内植物蛋白质合成减慢，有氨基酸积累，同时营养器官内含有物蛋
23、白质合成减慢，有氨基酸积累，同时营养器官内含有大量糖类，有利于叶内合成花青素，使叶子呈紫色、深绿大量糖类，有利于叶内合成花青素，使叶子呈紫色、深绿色，根系发育不良，植株表现矮化现象，结实率下降。色，根系发育不良，植株表现矮化现象，结实率下降。*自左至右，依次为油菜幼叶至老叶，缺磷油菜叶片从暗紫发展至紫红色。幼叶 老叶油菜缺磷油菜缺磷图为缺磷的油菜叶片，缺磷使体内碳水图为缺磷的油菜叶片，缺磷使体内碳水化合物代谢受阻，糖分积累，形成紫红色。化合物代谢受阻，糖分积累，形成紫红色。*l 土壤全磷含量低土壤全磷含量低。通常不超过全氮含量的十分之一到四分之一。通常不超过全氮含量的十分之一到四分之一。l 磷
24、化合物在土壤中的难溶性导致它很难被植物吸收利用。磷化合物在土壤中的难溶性导致它很难被植物吸收利用。土壤中的速效磷含量与全磷含量很少相关，土壤中的速效磷含量与全磷含量很少相关，所以土壤全磷所以土壤全磷量不能作为土壤磷素供应水平的确切指标。量不能作为土壤磷素供应水平的确切指标。l 当有机或无机磷肥施用后，当有机或无机磷肥施用后，可溶性的磷很容易被固定变为可溶性的磷很容易被固定变为不溶性的。不溶性的。一般每年只有一般每年只有10-20%的磷肥能被植物吸收利用。的磷肥能被植物吸收利用。土壤缺磷三方面的原因土壤缺磷三方面的原因*2、磷素的形态、磷素的形态无机态磷无机态磷（占全磷的占全磷的50-75%）（
25、1）水溶态磷）水溶态磷 l pH7.2 以以HPO42-为主。为主。l pH=7.2时时 两者相等。两者相等。*（2）吸附态磷）吸附态磷 通过通过各种力被土壤固相表面吸附的磷酸根或磷酸阴离子。通过通过各种力被土壤固相表面吸附的磷酸根或磷酸阴离子。吸附和解吸处于动态平衡，当溶液中磷被移走（如植物吸收）吸附和解吸处于动态平衡，当溶液中磷被移走（如植物吸收）时，吸附态磷就释放到溶液中，同样，溶液中磷增加，则有部分时，吸附态磷就释放到溶液中，同样，溶液中磷增加，则有部分磷被吸附而呈吸附态磷。磷被吸附而呈吸附态磷。（3）矿物态磷）矿物态磷 无机磷几乎无机磷几乎99%以上以矿物态存在。不同土壤中有不同的含
26、磷矿物存在。以上以矿物态存在。不同土壤中有不同的含磷矿物存在。石灰性土壤中主要是磷酸钙盐：氟磷灰石，氢氧磷灰石，碳酸磷灰石。石灰性土壤中主要是磷酸钙盐：氟磷灰石，氢氧磷灰石，碳酸磷灰石。酸性土壤中以磷酸铁和磷酸铝盐为主：有磷铝石和粉红磷铁矿。酸性土壤中以磷酸铁和磷酸铝盐为主：有磷铝石和粉红磷铁矿。（4）闭蓄态磷）闭蓄态磷 酸性土壤中被水化氧化铁所包裹的磷化合物。酸性土壤中被水化氧化铁所包裹的磷化合物。*有机态磷有机态磷 土壤中的有机磷一般占全磷的土壤中的有机磷一般占全磷的50%。表土中有机磷一表土中有机磷一般占全磷的般占全磷的20-80%。随着土层深度的增加，随着土层深度的增加，有机磷所有机磷
27、所占的比例减少而无机磷的比例逐渐增加。占的比例减少而无机磷的比例逐渐增加。（1）肌醇磷酸盐）肌醇磷酸盐 这部分占全有机磷全量的这部分占全有机磷全量的10-50%。（2）核酸）核酸占有机磷全量的占有机磷全量的0.2-2.5%。（3）磷脂）磷脂 占有机磷全量的占有机磷全量的1-5%。*3、磷素的循环、磷素的循环*磷循环主要在土壤磷循环主要在土壤-植物和微生物中进行，其过程为植物和微生物中进行，其过程为l 植物吸收土壤有效态磷，动植物残体磷返还土壤植物吸收土壤有效态磷，动植物残体磷返还土壤再循环；再循环；l土壤有机磷矿化；土壤有机磷矿化；l土壤固结态磷的微生物转化；土壤固结态磷的微生物转化；l土壤粘
28、粒和铁铝氧化物对无机磷的吸附解吸，溶土壤粘粒和铁铝氧化物对无机磷的吸附解吸，溶解和沉淀。解和沉淀。*4、土壤磷的调节、土壤磷的调节目的是要提高土壤磷的有效性目的是要提高土壤磷的有效性（1）调节土壤酸度到中性范围）调节土壤酸度到中性范围 因为此时磷的固定最少。因为此时磷的固定最少。（2）提高土壤有机质）提高土壤有机质 矿化释放磷矿化释放磷减少磷的固定减少磷的固定分解产生的有机酸可促进弱酸溶性磷的溶解分解产生的有机酸可促进弱酸溶性磷的溶解（3）土壤淹水）土壤淹水酸性土壤酸性土壤pH升高，而碱性土壤升高，而碱性土壤pH 下降，即土壤下降，即土壤pH 趋于趋于中性。中性。土壤氧化还原电位下降，将高价磷
29、酸铁还原成低价铁而提土壤氧化还原电位下降，将高价磷酸铁还原成低价铁而提高磷酸铁的溶解度。高磷酸铁的溶解度。闭蓄态磷的包模被还原溶解，内部的磷释放进入溶液。闭蓄态磷的包模被还原溶解，内部的磷释放进入溶液。*A、土壤矿物、土壤矿物 l 磷的吸附和解吸将受到矿物表面类型的影响。磷的吸附和解吸将受到矿物表面类型的影响。l 铁铝氧化物，铁铝氧化物，它们的丰度以在高度风化的，它们的丰度以在高度风化的，酸性的土壤中最酸性的土壤中最高，高，可吸附大量的磷。可吸附大量的磷。l 非晶质的氧化物由于表面积大，非晶质的氧化物由于表面积大，更容易吸附磷。更容易吸附磷。l 1:1型粘土矿物如高岭石比型粘土矿物如高岭石比2
30、:1型粘土矿物如伊利石更容易吸附型粘土矿物如伊利石更容易吸附磷，磷，因为它们含有更多的铁铝氧化物。因为它们含有更多的铁铝氧化物。l 石灰性土和钙饱和的粘土含有较低的可溶性磷，石灰性土和钙饱和的粘土含有较低的可溶性磷，因为磷很容因为磷很容易被沉淀和吸附。易被沉淀和吸附。l 和中性或碱性土相比，和中性或碱性土相比，相同表面积的酸性土可固定两倍的磷，相同表面积的酸性土可固定两倍的磷，且被固定磷的结合强度比在中性或碱性土中高且被固定磷的结合强度比在中性或碱性土中高5倍。倍。影响土壤中磷固定的因素影响土壤中磷固定的因素*B、土壤、土壤pH值值 在土壤在土壤pH极高或极低时，极高或极低时，磷都很容易被固定
31、。磷都很容易被固定。当当pH值保值保持在持在6.0-7.0时磷被固定的可能性最小，时磷被固定的可能性最小，土壤磷素对植物土壤磷素对植物具有最大的有效性。具有最大的有效性。C、土壤有机质、土壤有机质 通常有机质可阻止磷的固定。通常有机质可阻止磷的固定。D、土壤中的阴离子和阳离子效应、土壤中的阴离子和阳离子效应 由于两价的阳离子比一价的阳离子吸附力大，由于两价的阳离子比一价的阳离子吸附力大，因而对磷的吸附因而对磷的吸附力也强。力也强。如上所述，如上所述，由于无机和有机阴离子都可以和磷竞争吸由于无机和有机阴离子都可以和磷竞争吸附电位，附电位，从而导致对土壤溶液中磷的吸附作用降低。从而导致对土壤溶液中
32、磷的吸附作用降低。阴离子与阴离子与矿物表面结合能力越强，矿物表面结合能力越强，被吸附的可能性就越大。被吸附的可能性就越大。*l 磷肥施用量需要大于植物的需求量。磷肥施用量需要大于植物的需求量。l 注意磷肥的施用方式和深度。注意磷肥的施用方式和深度。将施入的磷肥集中施于作物可利用的位置，将施入的磷肥集中施于作物可利用的位置，如采用如采用条施，以减少固定提高磷肥的利用率。条施，以减少固定提高磷肥的利用率。将磷肥和氮肥将磷肥和氮肥同时施用，同时施用，也可以提高磷肥的利用率。也可以提高磷肥的利用率。施用有机肥可施用有机肥可提高原有土壤磷的有效性，提高原有土壤磷的有效性，l 施用含于有机肥中的磷素。施用
33、含于有机肥中的磷素。l 对幼苗接种真菌菌株，对幼苗接种真菌菌株，可提高磷的利用率。可提高磷的利用率。磷肥的施用应注意的问题磷肥的施用应注意的问题*二、土壤中的钾二、土壤中的钾1、钾素的功用、钾素的功用l 加速加速CO2同化、碳水化合物合成同化、碳水化合物合成l调节细胞渗透压调节细胞渗透压(细胞膜透性降低细胞膜透性降低)l酶活性酶活性l增加抗性增加抗性(抗病虫、抗旱、抗寒抗病虫、抗旱、抗寒)“抗逆元素抗逆元素”l果品的品质果品的品质(含糖量和含糖量和Vc的含量的含量)“品质元素品质元素”l缺素症状：从下部老叶开始缺素症状：从下部老叶开始*玉米缺钾玉米缺钾时，所形成的时，所形成的果穗尖端呈空粒果穗
34、尖端呈空粒，如能够形，如能够形成籽粒也不充实，淀粉含量低。成籽粒也不充实，淀粉含量低。*大多数土壤含钾较多，大多数土壤含钾较多，在在0.5-2.5%之间。之间。质地较粗的砂质或石英质地较粗的砂质或石英质土壤含钾量低于质地较细，质土壤含钾量低于质地较细，含钾丰富的矿物风化形成的土壤。含钾丰富的矿物风化形成的土壤。土壤溶液中的钾土壤溶液中的钾交换性钾交换性钾非交换性钾非交换性钾矿物中的钾矿物中的钾 土壤溶液中的钾一般在土壤溶液中的钾一般在4 ppm左右，左右，土壤饱和提取液土壤饱和提取液 中的中的钾在钾在3到到156 ppm。在干旱或盐碱地中含钾量可能很高。在干旱或盐碱地中含钾量可能很高。是指存在
35、于膨胀性层状硅酸盐矿物层间和颗粒边缘上的一部是指存在于膨胀性层状硅酸盐矿物层间和颗粒边缘上的一部分钾。包括天然层状硅酸盐矿物如黑云母和伊利石中的钾和分钾。包括天然层状硅酸盐矿物如黑云母和伊利石中的钾和由交换性钾或水溶性钾转变为层间钾。这部分钾在一定条件由交换性钾或水溶性钾转变为层间钾。这部分钾在一定条件下可以逐渐解释，供植物吸收利用。下可以逐渐解释，供植物吸收利用。（占全钾（占全钾的的2-8%）静电作用带负电的土壤胶体可吸附钾离子（占全钾的静电作用带负电的土壤胶体可吸附钾离子（占全钾的1-2%）。）。包括白云母，金云母，正长石和微斜长石。包括白云母，金云母，正长石和微斜长石。钾长石是土钾长石是
36、土壤中含钾最丰富的矿物，壤中含钾最丰富的矿物，但矿物钾是被固定在晶格之间但矿物钾是被固定在晶格之间的，的，因而只能在晶格被破坏后，因而只能在晶格被破坏后，钾才能释放出来。钾才能释放出来。速效钾速效钾缓效钾缓效钾无效钾无效钾2、土壤钾的含量、土壤钾的含量3、土壤钾的形态、土壤钾的形态*钾的输入途径钾的输入途径l 大气沉降大气沉降l 矿物风化释放矿物风化释放 每年降雨可提供每公顷每年降雨可提供每公顷1到到5公斤的钾。公斤的钾。在幼年土上，在幼年土上，矿物风化每年可提供每公顷矿物风化每年可提供每公顷5到到10公斤的钾，公斤的钾，而而砂质，砂质，老年土风化提供的钾每公顷不到老年土风化提供的钾每公顷不到
37、1公斤。公斤。3、土壤钾的循环、土壤钾的循环l 植物需吸收利用植物需吸收利用植物生长发育需要大量的钾，植物生长发育需要大量的钾，其需要量一般是磷的其需要量一般是磷的5到到10倍，倍，或和氮的需要量相当。或和氮的需要量相当。如果地上部分被收获走，如果地上部分被收获走，从土壤里从土壤里损失的有效钾的量可能很大。损失的有效钾的量可能很大。*l 钾的循环和转化的动态性变化很强。钾的循环和转化的动态性变化很强。由于植物不断吸收钾以及钾的淋洗，由于植物不断吸收钾以及钾的淋洗，钾不断地但缓慢地钾不断地但缓慢地从原生矿物中释放出来，从原生矿物中释放出来，变成有效态的钾，变成有效态的钾，以补充土壤溶以补充土壤溶
38、液中损失的钾。液中损失的钾。如果土壤中钾的含量偏高，如果土壤中钾的含量偏高，那么钾就容易那么钾就容易被固定。被固定。l 四种形态的钾素在土壤中的分布很大程度上与土壤中的四种形态的钾素在土壤中的分布很大程度上与土壤中的粘土矿物种类有关。粘土矿物种类有关。如如2:1型的粘土矿物比高岭石含钾量高。型的粘土矿物比高岭石含钾量高。l 土壤溶液中的钾可被植物和微生物吸收利用，土壤溶液中的钾可被植物和微生物吸收利用，或被吸附或被吸附在土壤胶体表面，在土壤胶体表面，或从土壤根系区中被淋洗。或从土壤根系区中被淋洗。土壤中不同钾素形态的转化土壤中不同钾素形态的转化*其他元素其他元素 土壤中的土壤中的Ca、Mg、S
39、*一、土壤中的钙一、土壤中的钙1、钙的功用、钙的功用l 稳定细胞膜稳定细胞膜l 促进细胞的伸长和根系生长促进细胞的伸长和根系生长l 行使第二信使功能行使第二信使功能l 调节渗透作用调节渗透作用l 具有酶促作用具有酶促作用l 影响作物品质影响作物品质*植株缺钙：植株缺钙：生长点坏死生长点坏死水水 稻稻番番 茄茄菠菠 萝萝*大白菜大白菜缺钙的典型症状：内叶叶尖发黄，缺钙的典型症状：内叶叶尖发黄，呈枯焦状，俗称呈枯焦状，俗称“干烧心干烧心”，又称，又称“心腐病心腐病”。*苹果苦陷病苹果苦陷病明明没有虫子，怎么会明明没有虫子，怎么会有虫子咬过的痕迹呢？有虫子咬过的痕迹呢？*2、土壤中的钙、土壤中的钙l
40、 一般土壤并不缺钙，一般土壤并不缺钙，但在土壤淋洗强烈以及未施石但在土壤淋洗强烈以及未施石灰的酸性土壤上，灰的酸性土壤上，也会发生缺钙现象。也会发生缺钙现象。l 湿润地区砂质土壤含钙量较少，湿润地区砂质土壤含钙量较少，湿润温带地区的非湿润温带地区的非石灰性土壤含钙量在石灰性土壤含钙量在0.7-1.5%左右。左右。湿润热带地区风化湿润热带地区风化强烈的土壤只含有强烈的土壤只含有0.1-0.3%的钙。干旱地区土壤一般含的钙。干旱地区土壤一般含钙量较高。钙量较高。l 土壤中的含钙量在土壤中的含钙量在15 ppm左右就足以满足植物生长左右就足以满足植物生长的需求。的需求。*3、土壤中钙的形态、土壤中钙
41、的形态水溶性钙水溶性钙 交换态钙交换态钙 矿物态钙矿物态钙 土壤水溶液中的钙离子。土壤水溶液中的钙离子。胶体吸附的可交换性钙离子。胶体吸附的可交换性钙离子。钙长石钙长石(CaAl2Si2O3)是土壤中钙最主要的是土壤中钙最主要的来源。来源。钙也可来自黑云母、钙也可来自黑云母、磷灰石、及磷灰石、及黑色硅质土以及石膏黑色硅质土以及石膏(CaSO42H2O)。速效钙速效钙*4、决定土壤钙的有效性的因素决定土壤钙的有效性的因素l 土壤全钙含量：土壤全钙含量：阳离子交换量低的砂质、酸性土壤全钙含量可能太低而阳离子交换量低的砂质、酸性土壤全钙含量可能太低而不能满足植物吸收。不能满足植物吸收。l 土壤土壤p
42、H值：值：土壤土壤pH值低值低(土壤溶液中土壤溶液中H+离子含量高离子含量高)将阻碍钙的吸收。将阻碍钙的吸收。l 土壤阳离子交换量和钙的饱和度：土壤阳离子交换量和钙的饱和度：在酸性土壤上，在酸性土壤上，低饱和度不利于钙的低饱和度不利于钙的吸收。吸收。钙饱和度高意味着土壤酸度适宜植物的生长和微生物的活动，钙饱和度高意味着土壤酸度适宜植物的生长和微生物的活动，或意或意味着酸性土壤里可交换性的味着酸性土壤里可交换性的Al含量低，含量低，或在碱土里钠的含量低。或在碱土里钠的含量低。l 粘土矿物种类粘土矿物种类：2:1型粘土矿物比型粘土矿物比1:1型粘土矿物要求钙的饱和度高，型粘土矿物要求钙的饱和度高，
43、才才能提供足够的有效钙。能提供足够的有效钙。例如，例如，蒙脱石钙饱和度达到蒙脱石钙饱和度达到70%才能提供足够的有才能提供足够的有效钙，效钙，而高岭石只需而高岭石只需40%到到50%的钙饱和度就可以提供足够的有效钙的钙饱和度就可以提供足够的有效钙;l 土壤溶液中钙与其它阳离子的比值土壤溶液中钙与其它阳离子的比值:过量的过量的NH4+，K+，Mg 2+，Mn 2+和和 Al 3+等将降低植物对钙的吸收，等将降低植物对钙的吸收，但但NO3-的存在可增加植物对钙的吸收。的存在可增加植物对钙的吸收。*二、土壤中的镁二、土壤中的镁1、镁的功用、镁的功用l 合成叶绿素并促进光合作用合成叶绿素并促进光合作用
44、l 镁参与蛋白质的合成镁参与蛋白质的合成l 活化和调节酶促反应活化和调节酶促反应*缺镁症状缺镁症状l 由于镁在韧皮部中的移动性较强，由于镁在韧皮部中的移动性较强，缺镁症状首先出现在缺镁症状首先出现在中、下部老叶上中、下部老叶上l 当植物缺镁时，其突出表现是叶绿素含量下降，并出现当植物缺镁时，其突出表现是叶绿素含量下降，并出现失绿症。失绿症。l 失绿症开始于失绿症开始于叶尖端和叶缘的脉间部位叶尖端和叶缘的脉间部位，颜色由淡绿变，颜色由淡绿变黄再变橙红或紫色。黄再变橙红或紫色。l 叶脉保持绿色，在叶片上形成清晰的叶脉保持绿色，在叶片上形成清晰的网状脉纹网状脉纹。*水水 稻稻黄黄 瓜瓜玉玉 米米植物
45、缺镁：中下部叶脉间失绿黄化植物缺镁：中下部叶脉间失绿黄化*2、土壤中镁的含量、土壤中镁的含量l 土壤中镁的行为与钙相类似土壤中镁的行为与钙相类似,一般土壤并不缺镁一般土壤并不缺镁。l 但在土壤淋洗强烈的但在土壤淋洗强烈的酸性土壤酸性土壤上。在湿润地区的粗质和砂上。在湿润地区的粗质和砂质土壤上，质土壤上，镁的含量只有镁的含量只有0.1%，而在干旱和半干旱地区的而在干旱和半干旱地区的细质土壤上镁的含量可达到细质土壤上镁的含量可达到4%。l 在砂质土壤上，在砂质土壤上，特别是施特别是施KCl 和和 K2SO4肥料的土壤，肥料的土壤，镁镁的淋失是一个很严重的问题，的淋失是一个很严重的问题，因为可溶性的
46、因为可溶性的Cl-和和 SO42-可促可促使镁的淋失。使镁的淋失。*3、土壤中镁的形态、土壤中镁的形态水溶性镁水溶性镁 交换态镁交换态镁 矿物态镁矿物态镁 土壤水溶液中的镁离子。土壤水溶液中的镁离子。胶体吸附的可交换性镁离胶体吸附的可交换性镁离子。子。黑云母，黑云母，白云石，白云石，蛇纹石等矿物蛇纹石等矿物风化可产生镁。风化可产生镁。次生矿物如绿泥次生矿物如绿泥石，石，伊利石，伊利石，蒙脱石和蛭石等也蒙脱石和蛭石等也含镁。含镁。速效镁速效镁*l 当土壤中的交换性镁低于当土壤中的交换性镁低于25-50 ppm时，时，土壤可能缺镁；土壤可能缺镁；l 阳离子交换量低的酸性，阳离子交换量低的酸性，砂质
47、，砂质，和淋洗强烈的土壤，和淋洗强烈的土壤，常常常缺镁；常缺镁；l 石灰性且含镁量低的土壤，石灰性且含镁量低的土壤，酸性土施有大量含镁低的石灰酸性土施有大量含镁低的石灰的土壤，的土壤，经常施用大量铵态氮肥和钾肥的土壤，经常施用大量铵态氮肥和钾肥的土壤，以及植物对以及植物对镁的需求量很高时，镁的需求量很高时，都会产生土壤缺镁的现象；都会产生土壤缺镁的现象；l 湿润地区的砂质土出现缺镁的可能性最大，湿润地区的砂质土出现缺镁的可能性最大，因为这些土壤因为这些土壤中全镁和交换性镁都较低；中全镁和交换性镁都较低；l 在一些强酸性土壤上，在一些强酸性土壤上，交换性铝的含量高时可限制植物对交换性铝的含量高时
48、可限制植物对镁的吸收。镁的吸收。4、易缺镁的土壤、易缺镁的土壤*三、土壤中的硫三、土壤中的硫1、硫的功用、硫的功用l 合成蛋白质的必需成分合成蛋白质的必需成分l 调节氧化还原状况和传递电子调节氧化还原状况和传递电子l 参与一些酶的活化参与一些酶的活化l 影响叶绿素的合成影响叶绿素的合成l 硫参与固氮过程硫参与固氮过程l 合成植物体内挥发性含硫物质合成植物体内挥发性含硫物质l 对农产品品质和营养价值的影响对农产品品质和营养价值的影响*2、土壤硫的形态、土壤硫的形态土壤中的硫最初来源于岩石中的金属硫化物。土壤中的硫最初来源于岩石中的金属硫化物。在风化在风化过程中，过程中，矿物中的二价硫矿物中的二价
49、硫(S2-)被氧化为硫酸根。被氧化为硫酸根。有机态硫（占有机态硫（占90%以上）以上）无机态硫无机态硫 l土壤溶液中的硫酸根土壤溶液中的硫酸根l吸附的硫酸根吸附的硫酸根l不可溶的硫酸盐不可溶的硫酸盐l还原态的无机硫化合物还原态的无机硫化合物*3、土壤溶液中硫酸根浓度的影响因素、土壤溶液中硫酸根浓度的影响因素l 硫酸根的淋洗硫酸根的淋洗l 硫酸根的吸附硫酸根的吸附l 有机硫的矿质化与固定有机硫的矿质化与固定*l 硫素的循环比氮素的循环更复杂，硫素的循环比氮素的循环更复杂，因为硫的循环既部分类因为硫的循环既部分类似于磷的循环又部分类似于氮的循环。似于磷的循环又部分类似于氮的循环。l 和磷酸盐相似，
50、和磷酸盐相似，硫酸根离子也被特性吸附，硫酸根离子也被特性吸附，导致大量的硫导致大量的硫酸根变成无效的。酸根变成无效的。硫酸盐是土壤中硫的唯一普遍存在的游离态。硫酸盐是土壤中硫的唯一普遍存在的游离态。土壤中硫酸盐的去向和磷酸盐相似土壤中硫酸盐的去向和磷酸盐相似:被植物或微生物吸收，被植物或微生物吸收，形形成不可溶性盐类沉淀，成不可溶性盐类沉淀，产生阴离子吸附，产生阴离子吸附，或从根区被淋洗走。或从根区被淋洗走。但不同于磷酸盐的是但不同于磷酸盐的是，硫酸钙，硫酸钙，硫酸铁，硫酸铁，硫酸铝是可溶性的，硫酸铝是可溶性的，因而土壤中硫酸盐的沉淀对硫的有效性并不起很重要的作用。因而土壤中硫酸盐的沉淀对硫的
