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1、Chap.16 土壤养分,营养元素的地质大循环：指营养元素在陆地与海洋之间循环的过程。地质大循环使营养元素从封闭不溶态变成可溶态，实现了营养元素的释放。营养元素的生物小循环：指营养元素在生物体和土壤之间循环变化的过程。生物按其生理需要有选择地将岩石圈、水圈和大气圈中分散的营养元素加以富集，使营养元素脱离大循环的轨道而免于淋失，不断富集在土壤表面。,Chap.16 土壤养分,营养元素的生物小循环主要包括以下几个过程：生物从土壤中吸收养分生物残体归还土壤土壤生物分解残体、释放养分养分再次被生物吸收,Chap.16 土壤养分,营养元素：土壤中含有的元素很多，元素周期表中的元素几乎都能在土壤中发现，但
2、主要的只有20几种生物体中含有90多种元素，但植物必须营养元素只有17种：C、H、O；N、P、K；（大量元素：占植物体干重的千分之几）Ca、Mg、S；（中量元素）Fe、Mn、Cu、Zn、Mo、Ni、B、Cl（微量元素）,Chap.16 土壤养分,1 土壤氮素土壤氮素的来源：生物固氮生物残体灌溉水和雨水携带施用有机肥和化肥,Chap.16 土壤养分,土壤氮素的形态：无机态氮：NH4+、NO3-、NO2-有效态氮：碱解性氮、矿质态氮有机态氮：占土壤全氮的95%以上 水溶性有机氮、水解性有机氮和非水解性有机氮土壤全氮一般在2-0.5g/kg之间,Chap.16 土壤养分,土壤氮素的转化：有机氮的矿化
3、（氨基化作用和氨化作用）铵的硝化2NH4+3O2 2NO2-+2H2O+4H+660kJ2NO2-+2O2 2NO3-+167kJ硝化作用是专性微生物（亚硝化菌和硝化菌）完成自养硝化（中性pH、好氧条件）有异养微生物参与的硝化作用为异养硝化,Chap.16 土壤养分,土壤氮素的转化：反硝化作用2HNO3 2HNO2 2NO N2O N2(pH微碱性、严格厌气环境)无机氮生物固定铵离子的矿物固定,氮素转化和循环,N2,NH4,粘粒,NO3-,NO2-,动植物残体半稳定态有机N稳定态有机N土壤生物,挥发损失,化学和生物固氮,释放,矿物固定,还原,硝化,还原,亚硝化,合成作用,氨化作用,淋失,吸收,
4、灼烧或生物遗体分解,损失,化学合成,反硝化作用,植物,生物固定,Chap.16 土壤养分,土壤氮素的调控：C/N比施肥激发效应（起爆效应）：1.施用新鲜的有机物质激发土壤原来有机质的分解；（注意与无机肥的配合施用）2.施用矿质氮肥促进原来土壤有机氮的分解和释放；水田氮素的调控,Chap.16 土壤养分,2土壤磷素土壤磷素的来源：母质来源地壳含磷约为0.12%，土壤全磷在0.21.1mg/kg之间磷矿石肥料,Chap.16 土壤养分,土壤磷素的形态：1.无机磷水溶态磷H2PO4-、HPO42-、PO43-吸附态磷离子交换和配位体吸附,Chap.16 土壤养分,矿物态磷土壤中无机磷几乎99%以上以
5、矿物态存在磷酸钙类化合物（Ca-P）氟磷灰石 3Ca3(PO4)2 CaF2碳酸磷灰石 3Ca3(PO4)2 CaCO3羟基磷灰石 3Ca3(PO4)2 Ca(OH)2氧基磷灰石 3Ca3(PO4)2 CaO磷酸三钙 Ca3(PO4)2磷酸二钙 CaHPO4磷酸一钙 Ca(HPO4)2,溶解度增加,Chap.16 土壤养分,2）磷酸铁和磷酸铝类化合物（Fe-P、Al-P）主要存在于酸性土3）闭蓄态磷（O-P）闭蓄态磷是由氧化铁胶膜包被的磷酸盐主要存在于酸性土（石灰性土壤中包被的胶膜是难溶性的钙质化合物）,Chap.16 土壤养分,土壤磷素的形态：2.有机磷植酸类核酸类磷脂类,Chap.16 土
6、壤养分,土壤磷的固定及机制1.化学沉淀机制酸性土壤中：Fe3+H2PO4-+2H2O Fe(OH)2H2PO4+2H+Fe(OH)3+H2PO4-Fe(OH)2 H2PO4+OH+石灰性土壤中：Ca(H2PO4)2+2Ca2+Ca3(PO4)2+4H+Ca(H2PO4)2+2Ca(HCO3)2 Ca3(PO4)2+4CO2+4H2O,Chap.16 土壤养分,土壤磷的固定及机制2.胶体表面的专性吸附3.闭蓄机制4.生物固磷,磷素转化与循环,含磷土壤母质,易溶性磷酸盐,水溶性磷酸盐,江河湖海中的磷酸盐,有机磷化物,难溶性磷酸盐,分解,溶解,固定,固定,径流,径流,溶解,生物吸收,分解,分解,风化
7、,沉积,分解,固定,固定,生物活化,分解,岩石,海洋,Chap.16 土壤养分,提高土壤磷素有效性的途径1.调节土壤pH2.增加有机质有机胶体的被覆作用有机胶体络合作用有机酸的溶解作用有机阴离子与磷酸根竞争专性吸附点3.土壤淹水4.集中施肥,Chap.16 土壤养分,3土壤钾素土壤钾素的来源：母质来源 地壳含钾约为2.45%，土壤全钾在525mg/kg 之间钾肥,Chap.16 土壤养分,土壤钾素的形态：1.按化学组成水溶性钾交换性钾非交换性钾矿物钾2.按植物营养有效性速效钾、缓效钾和无效钾,钾素转化与循环,含钾母质,代换性钾,有机体内钾,难溶性钾,水溶性钾,固定,固定,固定,固定作用,分解,分解,分解,分解,溶解,吸收,分化作用,径流,生物吸收,代换,吸收,流失,Chap.16 土壤养分,土壤钾的固定、释放与影响因素土壤钾的固定与影响因素土壤钾的释放与影响因素,
