1、土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院土地资源与农业化学系第五章土壤养分第五章土壤养分土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院土地资源与农业化学系生态生态环境环境质量质量地下水废废弃弃物物挥挥发发淋淋洗洗有机肥有机肥养分资源养分资源化肥养化肥养分资源分资源植物需求植物需求养分供应养分供应土壤养分资源土壤养分资源其它养其它养分资源分资源沉降、灌溉沉降、灌溉生物生物 固氮固氮土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院土地资源与农业化学系 土壤养分：主要由土壤供给，植物必需的土壤养分：主要由土壤供给，植物必需的 营养元素。营养元素。土壤养分循环是土壤养
2、分循环是“土壤圈土壤圈”物质循环的重物质循环的重要组成部分，也是陆地生态系统中维持生物生要组成部分，也是陆地生态系统中维持生物生命周期的必要条件。命周期的必要条件。大量元素养分：大量元素养分：N、P、K Ca、Mg、S(中量元素养分中量元素养分)微量元素养分：微量元素养分：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo、Cl、Ni土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院土地资源与农业化学系CO2O2H2OO2N、P、K、Ca、Mg、SFe、Mn、Cu、Zn、B、MoCl、Ni土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院土地资源与农业化学系 土壤养分可以反复循环利用，典型的土壤养土
3、壤养分可以反复循环利用，典型的土壤养分再循环过程包括：分再循环过程包括：（1）生物从土壤中吸收养分；）生物从土壤中吸收养分；（2）生物的残体归还土壤；）生物的残体归还土壤；（3）在土壤微生物的作用下，分解生物残体，）在土壤微生物的作用下，分解生物残体，释放养分；释放养分；（4）养分再次被生物吸收。）养分再次被生物吸收。土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院土地资源与农业化学系第一节土壤氮素第一节土壤氮素一、土壤中氮素的来源及含量一、土壤中氮素的来源及含量（一）土壤氮素来源（一）土壤氮素来源 1.生物固氮（自生、共生和联合固氮）生物固氮（自生、共生和联合固氮）2.雨水和灌溉水带
4、入氮雨水和灌溉水带入氮 3.施肥（有机肥和化学氮肥）施肥（有机肥和化学氮肥）土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院土地资源与农业化学系表表5-1 我国不同地区耕层土壤氮素含量状况我国不同地区耕层土壤氮素含量状况地地 区区利用情况利用情况全全 氮氮(g/kgg/kg)地地 区区利用情况利用情况全全 氮氮(g/kgg/kg)东北黑土地区东北黑土地区蒙新地区蒙新地区青藏地区青藏地区黄土高原地区黄土高原地区黄淮海地区黄淮海地区长江中下游地长江中下游地区区旱旱 地地水水 田田旱旱 地地早早 地地早早 地地旱旱 地地水水 田田旱旱 地地茶茶 园园水水 田田1.503.481.503.50
5、0.521.950.522.660.400.970.300.990.400.940.511.150.601.080.801.88华中红壤地区华中红壤地区西南地区西南地区华南、滇南地区华南、滇南地区旱旱 地地茶园、橘园茶园、橘园水水 田田旱旱 地地水水 田田旱旱 地地胶胶 园园水水 田田0.601.190.671.000.701.790.361.330.611.920.701.830.601.560.802.06（二）土壤氮素含量（二）土壤氮素含量 1.土壤氮素含量土壤氮素含量 耕作土壤：耕作层耕作土壤：耕作层(0.05%0.5%)心土层、底土层心土层、底土层(0.02%)草地、林地：草地、林地
6、：0.5%0.6%。土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院土地资源与农业化学系（2）植被）植被:归还氮素、固定氮素归还氮素、固定氮素（3）气候）气候主要是水、热条件引起有机质的分解与合成主要是水、热条件引起有机质的分解与合成（4）质地）质地 质地愈粘重、有机质含量愈高质地愈粘重、有机质含量愈高（5）地势）地势 主要是引起水热条件变化主要是引起水热条件变化 2.影响土壤氮素含量的因素影响土壤氮素含量的因素 （1）有机质含量）有机质含量 氮素主要存在于有机质中，二者呈平行正相关关系。氮素主要存在于有机质中，二者呈平行正相关关系。土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境
7、学院土地资源与农业化学系 二、土壤中氮素的形态二、土壤中氮素的形态 土壤全氮土壤全氮含氮总量，其中含氮总量，其中95%以上为有机态氮。以上为有机态氮。土壤的全氮和有机质含量之间存在高度正相关关系土壤的全氮和有机质含量之间存在高度正相关关系（一）无机态（一）无机态N 表土占表土占12%，最多，最多58%，底土可达，底土可达30%。可。可反映土壤供氮能力。反映土壤供氮能力。无机态氮包括无机态氮包括NH4+N、NO3-N、NO2-N。旱地土壤无机氮一般以旱地土壤无机氮一般以NO3-N较多，淹水土壤则以较多，淹水土壤则以NH4-N占优势。占优势。土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院
8、土地资源与农业化学系 （二）有机态氮（二）有机态氮 占全氮占全氮9298%，平均，平均95%。大部分是腐殖物质。大部分是腐殖物质。它们需经微生物分解矿化成无机氮后才能为植物吸它们需经微生物分解矿化成无机氮后才能为植物吸收利用。收利用。包括水溶性氮、水解性氮、非水解性氮。包括水溶性氮、水解性氮、非水解性氮。土壤氮的形态及其有效性土壤氮的形态及其有效性 土土 壤壤全全 氮氮（N）无机氮（无机氮（NO3-、NH4+）5%速效氮速效氮有有 机机 氮氮水溶性有机氮水溶性有机氮5%水解性有机氮水解性有机氮5070%缓效氮缓效氮难矿化有机氮难矿化有机氮3050%土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资
9、源环境学院土地资源与农业化学系三、土壤中氮素的转化三、土壤中氮素的转化 1.有机氮的矿化（氨化）有机氮的矿化（氨化）氨基化氨基化复杂的含氮有机化合物降解为简单的复杂的含氮有机化合物降解为简单的氨基化合物。氨基化合物。氨化氨化简单的氨基化合物分解成氨简单的氨基化合物分解成氨(NH3/NH4+)2.铵的硝化铵的硝化 NH4+NO3-分两步分两步 亚硝酸微生物亚硝酸微生物 2NH4+3O2 2NO2-+2H2O+4H+硝酸微生物硝酸微生物 2NO2-+O2 2NO3-土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院土地资源与农业化学系 4.无机态氮的生物固定无机态氮的生物固定 无机氮（无机氮
10、（NH4+、NO3-）有机氮（生物有机体）有机氮（生物有机体）3.3.铵离子的矿物固定铵离子的矿物固定 NHNH4 4+离子半径为离子半径为0.148nm0.148nm，与，与2121型粘土矿物晶型粘土矿物晶层表面六角形孔穴半径层表面六角形孔穴半径0.140nm0.140nm接近，陷入层间的接近，陷入层间的孔穴后，转化为固定态铵。孔穴后，转化为固定态铵。土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院土地资源与农业化学系四、土壤中氮素的损失四、土壤中氮素的损失1.淋洗损失（淋洗损失（NO3的淋失）的淋失）NH4+、NO3-易溶于水，带负电荷的土壤胶体表易溶于水，带负电荷的土壤胶体表面对
11、面对NH4+为正吸附，而保持于土壤中；对为正吸附，而保持于土壤中；对NO3-为负为负吸附（排斥作用），易被淋失。吸附（排斥作用），易被淋失。2.反硝化作用，又称生物脱氮作用反硝化作用，又称生物脱氮作用 在缺氧条件下，在缺氧条件下，NONO3 3-在反硝化细菌作用下还原在反硝化细菌作用下还原为为NONO、N N2 2O O、N N2 2的过程。的过程。NONO3 3-NONO2 2-NONNON2 2ONON2 2 土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院土地资源与农业化学系 反硝化的临界反硝化的临界EhEh约为约为334mv334mv，最适，最适pHpH为为7.07.08.28
12、.2，pHpH小于小于5.25.25.85.8的酸性土壤，或高于的酸性土壤，或高于8.28.29.09.0的碱性的碱性土壤，反硝化作用显著下降。土壤，反硝化作用显著下降。土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院土地资源与农业化学系3.化学脱氮化学脱氮（1）双分解作用）双分解作用 NH4NO2 2H2O+N2（2）亚硝酸分解）亚硝酸分解3HNO2 HNO3+2NO+H2O（3）氨挥发）氨挥发 主要发生在碱性土壤中主要发生在碱性土壤中 NH4+OH-NH3H2O土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院土地资源与农业化学系五、土壤中氮素的调控五、土壤中氮素的调控 维持
13、土壤氮素平衡维持土壤氮素平衡防氮损失、提高氮肥利用率防氮损失、提高氮肥利用率 避免有害物质积累避免有害物质积累 1.维持土壤氮素平衡维持土壤氮素平衡 氮以有机态氮为主，有机质平衡是氮素平衡的基础。氮以有机态氮为主，有机质平衡是氮素平衡的基础。（1）有机肥与无机氮肥（化肥）配合施用。）有机肥与无机氮肥（化肥）配合施用。土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院土地资源与农业化学系有机质有机质C/N 30 3015 15氮的固定量矿化量氮的固定量矿化量 固定量矿化量固定量矿化量 固定量矿化量固定量矿化量 补充化肥补充化肥 补充有机质补充有机质（2）应用）应用“激发效应激发效应”调节土
14、壤有机质和氮素平衡调节土壤有机质和氮素平衡 有机质丰富的土壤，施用绿肥等新鲜有机肥产生正有机质丰富的土壤，施用绿肥等新鲜有机肥产生正激发效应。激发效应。有机质缺乏的土壤，施用富含木质素的粗有机肥，有机质缺乏的土壤，施用富含木质素的粗有机肥，产生负激发效应。产生负激发效应。土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院土地资源与农业化学系2.防止土壤氮的损失防止土壤氮的损失 “南铵北硝南铵北硝”。水田土壤不施硝态化肥和避。水田土壤不施硝态化肥和避免频繁的干湿交替。氮肥深施覆土，碱性土少施免频繁的干湿交替。氮肥深施覆土，碱性土少施碳铵。碳铵。应用氮肥增效剂（硝化抑制剂）。应用氮肥增效剂（
15、硝化抑制剂）。3.避免有害物质避免有害物质NO2-的积累的积累 亚硝酸盐是人的致癌物质和植物的有害物质，亚硝酸盐是人的致癌物质和植物的有害物质，其产生和积累条件为：其产生和积累条件为：土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院土地资源与农业化学系（1）Eh NH4+NO2-（亚硝化过程）（亚硝化过程）EO0.345V NO2-NO3-（硝化过程）（硝化过程）EO0.421V 硝化过程要求的通气条件较亚硝化过程高，若通硝化过程要求的通气条件较亚硝化过程高，若通气条件不足以完成硝化过程，即可造成亚硝酸盐的暂气条件不足以完成硝化过程，即可造成亚硝酸盐的暂时积累。时积累。（2）pH 硝化
16、细菌比亚硝化细菌对硝化细菌比亚硝化细菌对pH反应敏感。反应敏感。NO2-易在易在pH7.3的碱性环境积累。的碱性环境积累。土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院土地资源与农业化学系（3）游离）游离NH4+的影响的影响 氨对硝化细菌的抑制作用大于对亚硝化细菌，氨对硝化细菌的抑制作用大于对亚硝化细菌，大量施用铵态氮肥（特别是大量施用铵态氮肥（特别是NH4HCO3），易造成），易造成NO2-积累。积累。旱育秧旱育秧NO2-可使水稻幼苗出现青枯病可使水稻幼苗出现青枯病 当当NO2-5mg/kg时，青枯开始出现时，青枯开始出现 15mg/kg时，青枯很快出现。时，青枯很快出现。NO2-
17、可使小麦、玉米烧种、烂芽、烂根和幼苗死亡可使小麦、玉米烧种、烂芽、烂根和幼苗死亡土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院土地资源与农业化学系第二节第二节 土壤磷素土壤磷素一、土壤中磷的含量及影响因素一、土壤中磷的含量及影响因素 P2O5%=P%2.291 P%=P2O5%0.44 1.含量含量 我国土壤表层（我国土壤表层（0 020cm20cm）全磷（）全磷（P）含量一般为）含量一般为0.42.5g/kg，不同类型土壤变幅较大，并有从南到北，不同类型土壤变幅较大，并有从南到北渐增的地域变化趋势。渐增的地域变化趋势。2.2.影响因素影响因素 母质、土层、施肥母质、土层、施肥 土壤
18、学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院土地资源与农业化学系二、土壤中磷的形态二、土壤中磷的形态（一）有机态磷（一）有机态磷 土壤有机磷含量变化大，一般占土壤表层全土壤有机磷含量变化大，一般占土壤表层全磷的磷的2080%，随土壤有机质含量增加而增加。，随土壤有机质含量增加而增加。1.核酸类核酸类 含磷、氮的复杂有机化合物。多数报道占土壤含磷、氮的复杂有机化合物。多数报道占土壤有机磷总量的有机磷总量的110%。2.植素类植素类 植酸与钙、镁等离子结合而成。一般占土壤有植酸与钙、镁等离子结合而成。一般占土壤有机磷总量的机磷总量的2030%。土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资
19、源环境学院土地资源与农业化学系（二）无机态磷（二）无机态磷 3 3种相互平衡的形态种相互平衡的形态 溶解溶解 吸附吸附 矿物态矿物态 水溶态水溶态 吸附态吸附态 沉淀沉淀 解吸解吸 4.4.未知形态未知形态 土壤有机磷的分解决定于微生物活性及其适宜环土壤有机磷的分解决定于微生物活性及其适宜环境，尤其是土温，低温限制其分解和有效化。境，尤其是土温，低温限制其分解和有效化。3.磷脂类磷脂类 醇、醚溶性的有机磷化合物，一般约占土壤有机醇、醚溶性的有机磷化合物，一般约占土壤有机磷总量的磷总量的1%。容易分解矿化为磷酸。容易分解矿化为磷酸。土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院土地资源
20、与农业化学系1 1.水溶态磷水溶态磷土壤溶液中的磷土壤溶液中的磷 H H2 2POPO4 4-、HPOHPO4 42-2-、POPO4 43-3-，其相对浓度（比例），其相对浓度（比例）随溶液随溶液pHpH而变化。而变化。H2PO4-HPO42-H+，pK27.2 当土壤溶液当土壤溶液pH=7.2时，时，H2PO4和和HPO42各各占一半占一半 pH7.2时以时以H2PO4为主为主 pH7.2时以时以HPO42为主。为主。土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院土地资源与农业化学系 水溶性磷离子是植物根系可直接吸收利用的磷，水溶性磷离子是植物根系可直接吸收利用的磷，但根际微域土
21、壤多呈酸性，主要吸收但根际微域土壤多呈酸性，主要吸收H2PO4离子。离子。水溶态磷还包括部分聚合态磷酸盐和某些有机磷水溶态磷还包括部分聚合态磷酸盐和某些有机磷化合物。化合物。2.吸附态磷吸附态磷 土壤固相表面吸附的磷酸根离子，主要是配位土壤固相表面吸附的磷酸根离子，主要是配位体交换吸附（专性吸附）体交换吸附（专性吸附）酸性土中磷的专性吸附剂主要是铁、铝氧化物酸性土中磷的专性吸附剂主要是铁、铝氧化物及其水合物。及其水合物。石灰性土壤的方解石（石灰性土壤的方解石（CaCO3）对磷的配位交）对磷的配位交换吸附也较为常见。换吸附也较为常见。土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院土地资
22、源与农业化学系3.矿物态磷：占土壤无机态磷的矿物态磷：占土壤无机态磷的99%以上。以上。石灰性土以磷酸钙盐（石灰性土以磷酸钙盐（CaP）为主；）为主；酸性土以磷酸铁盐（酸性土以磷酸铁盐（FeP）和磷酸铝盐（）和磷酸铝盐（AlP）为主。为主。（1 1）CaP（钙磷），以磷灰石为主（钙磷），以磷灰石为主 氟磷灰石氟磷灰石Ca5(PO4)3F 溶度积溶度积10120.9 氢氧磷灰石氢氧磷灰石Ca5(PO4)3OH 溶度积溶度积 10113.7 磷酸八钙磷酸八钙Ca8H2(PO4)6 溶度积溶度积 1046.9土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院土地资源与农业化学系 磷酸三钙磷酸三
23、钙Ca3(PO4)2 溶度积溶度积 1026.0 磷酸二钙磷酸二钙CaHPO4 溶度积溶度积 106.56 溶解度随溶解度随pH降低而增大。降低而增大。（2 2）FeFeP P（铁磷）（铁磷）以粉红磷铁矿以粉红磷铁矿FePOFePO4 42H2H2 2O O为代表，溶度积为代表，溶度积101034.934.9。（3）AlAlP P（铝磷）（铝磷）以磷铝石以磷铝石AlPOAlPO4 42H2H2 2O O为代表，溶度积为代表，溶度积101030.530.5。FeFeP P和和AlAlP P的溶解度随的溶解度随pHpH升高而增大。升高而增大。土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院
24、土地资源与农业化学系（4 4）O OP P（闭蓄态磷）（闭蓄态磷）氧化铁胶膜包被的磷酸盐，无效磷。当氧化铁胶膜包被的磷酸盐，无效磷。当FeFe2 2O O3 3胶膜还原溶解后，磷被释放。胶膜还原溶解后，磷被释放。土土 壤壤pH无无 机机 磷磷 形形 态态 构构 成成 比比 例例（%）AlPFePCaPOP褐褐 土土8.08.53.46.90.00.561711220黄黄 潮潮 土土7.58.51.64.10.00.763653135黄黄 棕棕 壤壤6.07.03.710252713204557红红 壤壤4.55.50.35.715261.5165283砖砖 红红 壤壤4.55.50.01.52
25、.5140.95.38494表表5-2 5-2 我国几种土壤的无机磷形态构成（引自我国几种土壤的无机磷形态构成（引自中国土壤中国土壤）土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院土地资源与农业化学系三、土壤中磷的转化三、土壤中磷的转化土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院土地资源与农业化学系1.磷酸盐的有效化过程磷酸盐的有效化过程（1）有机磷化合物的有效化）有机磷化合物的有效化 植素、核酸和核蛋白、磷脂分解过程如下：植素、核酸和核蛋白、磷脂分解过程如下：土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院土地资源与农业化学系土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农
26、业化学系资源环境学院土地资源与农业化学系（2）无机态磷酸盐的有效化过程）无机态磷酸盐的有效化过程 Ca5(PO4)F+H2CO3 Ca3(PO4)2+2CaCO3+2HF 磷酸三钙（酸溶性）磷酸三钙（酸溶性）Ca3(PO4)2+H2CO3 Ca2HPO4+CaCO3 磷酸二钙（弱酸溶性）磷酸二钙（弱酸溶性）CaHPO4+H2CO3 Ca(H2PO4)2+CaCO3 磷酸一钙（水溶性）磷酸一钙（水溶性）Fe(OH)2H2PO4+OH-Fe(OH)3+H2PO4-土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院土地资源与农业化学系2.有效磷的固定过程有效磷的固定过程（1）化学固定）化学固定
27、（2）生物固定）生物固定 土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院土地资源与农业化学系四、土壤中磷的调节四、土壤中磷的调节（一）土壤有效磷在化学上的意义（一）土壤有效磷在化学上的意义土壤磷可分为活性磷和非活性磷，土壤全磷中，土壤磷可分为活性磷和非活性磷，土壤全磷中，活性磷只占极小部分，且与全磷无相关性，非活性活性磷只占极小部分，且与全磷无相关性，非活性磷则占磷则占95%以上。以上。1.土壤活性磷土壤活性磷有效磷（速效磷）有效磷（速效磷）包括可被植物吸收的水溶态磷，部分或全部包括可被植物吸收的水溶态磷，部分或全部吸附态磷和易矿化有效态有机磷以及某些易溶解吸附态磷和易矿化有效态有机
28、磷以及某些易溶解的沉淀态磷酸盐。的沉淀态磷酸盐。土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院土地资源与农业化学系 2.2.土壤有效磷在化学上的意义土壤有效磷在化学上的意义 土壤有效磷：能与土壤有效磷：能与3232P P进行同位素交换或被某进行同位素交换或被某些化学试剂提取的磷。些化学试剂提取的磷。其实其实“有效磷有效磷”的化学涵义并不确定，因为同的化学涵义并不确定，因为同一土壤用不同化学试剂提取的一土壤用不同化学试剂提取的“有效磷有效磷”含量差异含量差异很大，由此提出的土壤有效磷的丰缺指标也不相同。很大，由此提出的土壤有效磷的丰缺指标也不相同。土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业
29、化学系资源环境学院土地资源与农业化学系不同方法不同方法(提取剂提取剂)测定的土壤有效磷丰缺指标比较测定的土壤有效磷丰缺指标比较(P,mg/kg)有效磷分级有效磷分级碳酸氢钠法碳酸氢钠法盐酸盐酸-氟化铵法氟化铵法施磷肥反应施磷肥反应低低515显显 著著中等中等5101524较显著较显著较高较高10182430不显著不显著高高182530无无 效效注意注意：土壤有效磷须说明测定方法。：土壤有效磷须说明测定方法。四川耕地土壤有效磷（碳酸氢钠法）含量分级面积四川耕地土壤有效磷（碳酸氢钠法）含量分级面积 有效磷有效磷(P，mg/kg)水田土壤水田土壤(%)旱地土壤旱地土壤(%)547.965.15104
30、6.523.2105.611.7土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院土地资源与农业化学系 土壤有效磷缺乏临界值（土壤有效磷缺乏临界值（P，mg/kg）旱地作物一般为旱地作物一般为10，水稻为，水稻为5，因为土壤淹水后，因为土壤淹水后，部分非活性磷将转化为有效磷。部分非活性磷将转化为有效磷。四川水田土壤近四川水田土壤近1/2缺磷，旱地土壤近缺磷，旱地土壤近90%缺磷。缺磷。土壤活性磷与非活性磷在一定条件下相互转化。土壤活性磷与非活性磷在一定条件下相互转化。固定固定 活性磷活性磷 非活性磷非活性磷 有效化有效化 有机质有机质C/P200可分解释放有效无机磷。可分解释放有效无机磷
31、。土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院土地资源与农业化学系（二）影响土壤中磷素有效性的因素（二）影响土壤中磷素有效性的因素1.土壤酸碱度土壤酸碱度 磷的有效性在土壤为中性范围内最高，酸性和磷的有效性在土壤为中性范围内最高，酸性和石灰性土壤中有效性均较低。石灰性土壤中有效性均较低。2.粘土矿物粘土矿物 土壤中氧化物类胶体和土壤中氧化物类胶体和1:1型粘土矿物，具有羟型粘土矿物，具有羟基化表面，可以对磷产生专性吸附，使其有效性降低。基化表面，可以对磷产生专性吸附，使其有效性降低。3.有机质有机质4.水分水分土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院土地资源与农业化
32、学系（三）提高土壤磷有效性的途径（三）提高土壤磷有效性的途径 1.1.调节土壤酸碱性调节土壤酸碱性 酸性土壤施用石灰，调节其酸性土壤施用石灰，调节其pHpH至至6.56.56.86.8，减少土壤对磷的固定。减少土壤对磷的固定。2.2.增加土壤有机质，减少磷的固定增加土壤有机质，减少磷的固定 有机阴离子与磷酸根竞争固相表面专性吸附点位。有机阴离子与磷酸根竞争固相表面专性吸附点位。有机酸等螯合剂与有机酸等螯合剂与Ca、Fe、Al螯合，促使其磷酸盐螯合，促使其磷酸盐中磷的释放。中磷的释放。土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院土地资源与农业化学系 腐殖质包被铁、铝氧化物等胶体表面，
33、减少腐殖质包被铁、铝氧化物等胶体表面，减少其对磷的吸附。其对磷的吸附。有机质分解产生的有机质分解产生的CO2，使，使CaP碳酸化而增碳酸化而增加溶解度。加溶解度。3.3.土壤淹水还原可明显提高磷有效性土壤淹水还原可明显提高磷有效性酸性土壤淹水还原酸性土壤淹水还原pHpH上升促使活性铁、铝氧上升促使活性铁、铝氧化物的沉淀，减少磷的固定，碱性土化物的沉淀，减少磷的固定，碱性土pHpH降低，增降低，增加加CaCaP P的溶解度。的溶解度。土壤淹水土壤淹水Eh下降，铁被还原，使部分下降，铁被还原，使部分FeP和和OP活化为有效磷。活化为有效磷。土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院土
34、地资源与农业化学系 4.合理施用磷肥合理施用磷肥 （1）集中施肥（减少与土壤接触面），与有机肥）集中施肥（减少与土壤接触面），与有机肥配合施用，施用于作物近根区（磷的移动性小）。配合施用，施用于作物近根区（磷的移动性小）。（2）水旱轮作的磷肥施用，旱）水旱轮作的磷肥施用，旱(作作)重，水重，水(稻稻)轻。轻。（3）酸性土壤施碱性磷肥（钙镁磷肥等），碱性）酸性土壤施碱性磷肥（钙镁磷肥等），碱性土施酸性磷肥（过磷酸钙等）。土施酸性磷肥（过磷酸钙等）。（4）氮磷配合）氮磷配合 豆科作物以磷增氮。豆科作物以磷增氮。土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院土地资源与农业化学系第三节第三节
35、 土壤钾素土壤钾素 一、土壤中钾的含量及影响因素一、土壤中钾的含量及影响因素 K2O%=K%1.2 K%=K2O%0.831.1.土壤中钾的含量土壤中钾的含量 土壤全钾（土壤全钾（K2O）含量一般在）含量一般在20g/kg左右。左右。我国土壤全钾量自南向北、自东向西增加。我国土壤全钾量自南向北、自东向西增加。2.2.影响土壤中钾素含量的因素影响土壤中钾素含量的因素（1 1）成土母质）成土母质 钾长石、黑云母和白云母；钾长石、黑云母和白云母；伊利石（水化云母类）、蛭石、蒙脱石伊利石（水化云母类）、蛭石、蒙脱石 土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院土地资源与农业化学系（2）风化
36、发育程度）风化发育程度 母质风化越深，土壤钾素含量越低母质风化越深，土壤钾素含量越低。（3）土壤质地）土壤质地 随着质地由砂质向粘质变化，含钾量增加。随着质地由砂质向粘质变化，含钾量增加。（4）栽培施肥状况）栽培施肥状况 二、土壤中钾素的形态二、土壤中钾素的形态土壤钾的形态（占全钾土壤钾的形态（占全钾%）矿物钾矿物钾(9298%)非交换性钾非交换性钾（28%）交换性钾交换性钾（12%）水溶性钾水溶性钾（很少）（很少）无效钾无效钾 缓效钾缓效钾 速效钾速效钾 土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院土地资源与农业化学系1.矿物钾（无效钾）矿物钾（无效钾）主要指原生矿物钾主要指原生
37、矿物钾结构钾，极难风化。结构钾，极难风化。2.非交换性钾（缓效钾）非交换性钾（缓效钾）包括水云母和黑云母等固有的钾和包括水云母和黑云母等固有的钾和2 1型粘土矿型粘土矿物所固定的钾。可逐渐转化为植物吸收利用的速效钾。物所固定的钾。可逐渐转化为植物吸收利用的速效钾。土壤缓效钾的分级指标：土壤缓效钾的分级指标：K600mg/kg 600300mg/kg 300mg/kg 高高 中中 低低 土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院土地资源与农业化学系3.交换性钾交换性钾 土壤胶体静电吸附的土壤胶体静电吸附的K+,与溶液中与溶液中K+保持保持动态平衡，速效钾的主体。与非交换性钾之动态平
38、衡，速效钾的主体。与非交换性钾之间也有某种平衡关系。间也有某种平衡关系。4.水溶性钾水溶性钾 植物可直接吸收的速效钾植物可直接吸收的速效钾,数量很少。数量很少。土壤速土壤速效钾与全钾含量之间无相关性。效钾与全钾含量之间无相关性。四川耕地土壤速效钾含量大部分为中、高水平四川耕地土壤速效钾含量大部分为中、高水平土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院土地资源与农业化学系四川耕地土壤速效钾分级面积统计（第二次土壤普查资料）四川耕地土壤速效钾分级面积统计（第二次土壤普查资料）耕地土壤耕地土壤面积（面积（%）土壤速效钾（土壤速效钾（K，mg/kg）1501501001005050水田土壤
39、水田土壤1.0528.1161.659.19旱地土壤旱地土壤9.7537.0350.262.96土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院土地资源与农业化学系三、土壤中钾的转化三、土壤中钾的转化（一）土壤中各种形态钾的平衡（一）土壤中各种形态钾的平衡土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院土地资源与农业化学系1.矿物钾与其它形态钾的平衡矿物钾与其它形态钾的平衡 含钾矿物通过风化作用转变为非交换钾、交换含钾矿物通过风化作用转变为非交换钾、交换钾，或释放出钾离子，但大多数含钾矿物都具有很钾，或释放出钾离子，但大多数含钾矿物都具有很强的抗风化能力。强的抗风化能力。2.交
40、换性钾与水溶性钾的平衡交换性钾与水溶性钾的平衡3.非交换性钾与速效钾的平衡非交换性钾与速效钾的平衡土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院土地资源与农业化学系（二）土壤中钾的释放（二）土壤中钾的释放 土壤钾的释放：非交换性钾土壤钾的释放：非交换性钾交换性钾、水溶性钾交换性钾、水溶性钾 1.释放钾主要来自固定态钾和黑云母中易风化钾。释放钾主要来自固定态钾和黑云母中易风化钾。2.钾的释放量随交换性钾含量下降而增加。钾的释放量随交换性钾含量下降而增加。3.土壤释钾能力主要决定于其非交换性钾的含量。土壤释钾能力主要决定于其非交换性钾的含量。土壤非交换性钾（缓效钾）含量可作为评价土壤供土
41、壤非交换性钾（缓效钾）含量可作为评价土壤供钾潜力的指标钾潜力的指标 4.4.干燥、灼烧和冰冻对土壤钾的释放有显著影响。干燥、灼烧和冰冻对土壤钾的释放有显著影响。土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院土地资源与农业化学系（三）土壤钾的固定及影响因子（三）土壤钾的固定及影响因子土壤钾的固定：交换性钾土壤钾的固定：交换性钾非交换性钾非交换性钾1.1.粘粒矿物类型（粘粒矿物类型（21型粘粒矿物）；型粘粒矿物）；2.2.土壤质地（粘粒含量）；土壤质地（粘粒含量）；3.3.土壤的水分条件（强烈干燥和频繁干湿交替有土壤的水分条件（强烈干燥和频繁干湿交替有利于钾的固定）；利于钾的固定）；4.
42、4.土壤酸碱度（酸性土中水化铝离子阻塞晶层表土壤酸碱度（酸性土中水化铝离子阻塞晶层表面六角形孔穴，减少对钾的固定）面六角形孔穴，减少对钾的固定）5.NH5.NH4 4+的影响的影响 土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院土地资源与农业化学系四、土壤中钾素的调节四、土壤中钾素的调节1.化学钾肥应适量、分次适用，避免一次施用过量，化学钾肥应适量、分次适用，避免一次施用过量，以减少钾的淋失和固定。以减少钾的淋失和固定。2.采用条施、穴施等方式集中施肥，以提高土壤胶体采用条施、穴施等方式集中施肥，以提高土壤胶体上交换性钾的饱和度，增加钾的有效性。上交换性钾的饱和度，增加钾的有效性。3
43、.深施覆土以减少钾肥因表土频繁干湿交替引起的固深施覆土以减少钾肥因表土频繁干湿交替引起的固钾量增多。钾量增多。4.增施有机肥料，维持或增加土壤腐殖质的含量，可增施有机肥料，维持或增加土壤腐殖质的含量，可以起到以下作用：以起到以下作用：土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院土地资源与农业化学系（1）提高土壤阳离子交换量，减少交换性钾的固定；）提高土壤阳离子交换量，减少交换性钾的固定；（2）有机质在转化过程中产生的有机酸可促进含钾矿）有机质在转化过程中产生的有机酸可促进含钾矿物的风化；物的风化；（3）土壤有机质含量提高后可减弱蒙脱石类矿物的胀）土壤有机质含量提高后可减弱蒙脱石类矿
44、物的胀缩性，从而减少钾的固定；缩性，从而减少钾的固定；（4）有机胶体以胶膜形式包被于粘粒矿物表面，阻止）有机胶体以胶膜形式包被于粘粒矿物表面，阻止了钾离子与粘粒矿物的直接接触，从而可以减少钾的了钾离子与粘粒矿物的直接接触，从而可以减少钾的固定。固定。土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院土地资源与农业化学系第四节第四节 土壤中的硫、钙、镁土壤中的硫、钙、镁一、土壤中的硫一、土壤中的硫（一）土壤中硫的来源、含量和形态（一）土壤中硫的来源、含量和形态1.土壤中硫的来源和含量土壤中硫的来源和含量（1）土壤中硫的来源）土壤中硫的来源 主要来自母质、灌溉水、大气沉降和施肥等。主要来自母
45、质、灌溉水、大气沉降和施肥等。岩浆岩含硫量较低；岩浆岩含硫量较低；沉积岩含硫量较高。沉积岩含硫量较高。（2 2）土壤中硫的含量）土壤中硫的含量 矿质土壤含硫（矿质土壤含硫（S）量一般在）量一般在0.10.5g/kg之间，随之间，随有机质含量增加而增加。有机质含量增加而增加。表表5-2 中国南方十省土壤全硫和有效硫含量中国南方十省土壤全硫和有效硫含量省区省区全全 硫硫有效硫有效硫有机硫有机硫有机硫有机硫占全硫占全硫(%)(mgkg-1土土)四川四川江西江西广东广东福建福建浙江浙江湖南湖南贵州贵州广西广西海南海南云南云南平均平均207（256）222（295）230（275）366（265）292
46、（318）283（384）480（369）278（447）295（49）294（163）299.2(2821)31.3（834）22.5（803）34.7（762）27.3（578）33.9（623）32.8（895）66.7（736）27.1（903）24.2（150）36.7（634）34.3（6918）178（256）202（294）206（274）343（265）258（317）250（384）419（367）249（445）273（49）262（162）266.8（2813）86.091.089.693.788.488.387.389.692.289.189.2注：括号内数字为样品数
47、注：括号内数字为样品数土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院土地资源与农业化学系2.土壤中硫的形态土壤中硫的形态 土壤中的硫可分为无机态硫和有机态硫两大类。土壤中的硫可分为无机态硫和有机态硫两大类。难溶态难溶态(FeS2、ZnS等固态矿物态等固态矿物态)（1）无机硫）无机硫 水溶性水溶性(土壤溶液中的土壤溶液中的SO42-,有时有有时有S2-)吸附态吸附态(胶体吸附胶体吸附SO42-与溶液与溶液SO42-平衡平衡)（2）有机硫）有机硫 其含量随土壤有机质增加而增加。其含量随土壤有机质增加而增加。在湿润地区，土壤硫以有机硫为主，南方在湿润地区，土壤硫以有机硫为主，南方10省有机
48、省有机硫占全硫硫占全硫86%(四川四川)94%(福建福建)。北方干旱、半干旱地区土壤则以无机硫北方干旱、半干旱地区土壤则以无机硫(CaSO4、Na2SO4)为主。为主。土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院土地资源与农业化学系 3 3.有效硫的含量有效硫的含量 土壤有效硫包括水溶态和吸附态土壤有效硫包括水溶态和吸附态SOSO4 42 2。土壤有效硫（土壤有效硫（S S）分级为）分级为:高：高：303050mg/kg50mg/kg 中：中：161630mg/kg30mg/kg，可满足作物需要，可满足作物需要 低：低：16mg/kg16mg/kg，作物容易出现缺硫现象，作物容易出
49、现缺硫现象 葱、姜、蒜是需硫较多的作物，蒜苔缺硫会导致葱、姜、蒜是需硫较多的作物，蒜苔缺硫会导致抽苔率低。抽苔率低。富含有机硫的水田土壤，在淹水还原条件下形成富含有机硫的水田土壤，在淹水还原条件下形成H2S、FeS等有害物质，在氧化条件下则形成酸性硫酸等有害物质，在氧化条件下则形成酸性硫酸盐，如盐，如Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3等，导致土壤强烈酸化。等，导致土壤强烈酸化。土壤学土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院土地资源与农业化学系（二）土壤中硫的转化（二）土壤中硫的转化 在土壤硫的循环中，硫酸盐（在土壤硫的循环中，硫酸盐（SO42）有特别的地位。）有特别的地位。土壤学
50、土壤学资源环境学院土地资源与农业化学系资源环境学院土地资源与农业化学系1.有机硫的矿化和固定有机硫的矿化和固定 大多数土壤中的硫都以有机态硫为主，需要经大多数土壤中的硫都以有机态硫为主，需要经过微生物的矿化分解，释放出过微生物的矿化分解，释放出SO42-后才能被植物吸后才能被植物吸收利用。收利用。有机硫的矿化和固定受土壤有机硫的矿化和固定受土壤pH、湿度、温度、湿度、温度、通气状况通气状况等多种因素的影响。等多种因素的影响。2.矿物态硫的溶解和无机硫的氧化矿物态硫的溶解和无机硫的氧化 土壤土壤Eh和和pH值是影响硫化物氧化的重要因素。值是影响硫化物氧化的重要因素。土壤学土壤学资源环境学院土地资
