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07 第七章 土壤养分.ppt

页数:35页文件大小:696.0 KB来源: 土壤肥料学ppt课件

本课件先界定土壤养分、有效养分与速效养分等概念,随后分别讲解土壤氮素的含量、形态、矿化固持与硝化反硝化及调节,土壤磷的形态、固定机制与调节,土壤钾的形态与有效性,最后归纳保肥供肥性与肥沃土壤特征。

第七章土壤养分导览页,列出氮、磷、钾三要素及钙镁硫、微量元素与保肥性各节
本章要点,依次列出要点、土壤中氮的含量及影响其含量的因素、土壤磷的形态和土壤有效性等要点
土壤养分的基本概念,依次列出概述一、土壤养分的基本概、有效养分能够直接或经过转、速效养分在作物生长季节内等要点
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第1页:第七章 土壤养分导览

  • 第七章土壤养分
  • 概述
  • 第一节土壤氮素养分
  • 第二节土壤磷素养分
  • 第三节土壤钾素养分
  • 第四节土壤中的钙、镁、硫(自学)
  • 第五节土壤中的微量元素(自学)
  • 第六节土壤保肥性和供肥性

第2页:本章要点

  • 要点
  • 土壤中氮的含量及影响其含量的因素,土壤氮素循环、转化及影响转化的因素
  • 土壤磷的形态和土壤有效性,土壤中磷的固定及其机制
  • 土壤中钾的形态及其有效性
  • 土壤中钙、镁、硫、微量元素的形态、转化及影响其有效性的因素
  • 土壤保肥性概念、方式,土壤供肥性概念、表现。

第3页:土壤养分的基本概念

  • 概述一、土壤养分的基本概念
  • 土壤养分指植物所必需的、主要由土壤提供的营养元素。
  • 有效养分能够直接或经过转化被植物吸收利用的土壤养分。
  • 速效养分在作物生长季节内,能够直接、迅速为植物吸收利用的土壤养分,多为矿质养分。不足的1%。
  • 无效养分不能被植物吸收利用的土壤养分。

第4页:土壤养分的分类

  • 二、土壤养分的分类1.依据作物的生理需求及含量分:生物体中含有90余中元素,其中植物必需的元素有16种:
  • 大量元素C、H、O、N、P、K
  • 中量元素Ca、Mg、S
  • 微量元素Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl有益营养元素:Si(甘蔗、水稻)、Na(棉花和甜菜)。
  • C、H、O大约占植株干重的95%。
  • 氮磷钾称土壤养分三要素或肥料三要素。

第5页:土壤养分的来源、转化与消耗

  • 三、土壤养分的来源、转化与消耗
  • 养分形态的转化
  • 养分的有效化过程
  • 养分无效化
  • 固定过程等过程
  • 养分的来源
  • 主要来源于土壤矿物质和土壤有机质
  • 其次是大气降水、坡渗水和地下水。
  • 在耕作土壤中,还来源于施肥和灌溉。
  • 养分的消耗
  • 土壤内部复杂的转化过程
  • 植物吸收利用
  • 淋失
  • 气态化损失
  • 侵蚀流失
  • 人为活动引起的损失

第6页:第一节 土壤氮素养分

  • 第一节土壤氮素养分
  • 一、土壤中氮素的含量及其影响因素
  • (一)土壤中氮素的含量
  • “肥料三要素”之首
  • 耕地全氮0.4-3.8 g kg-1,平均为1.3 g kg-1
  • 自然植被未侵蚀为0.4-7.5 g kg-1,平均2.9 g kg-1。
  • 土壤全氮与有机质含量之间呈正相关。5%

第7页:土壤氮的来源及影响因素

  • (二)土壤氮的来源及影响因素
  • 生物固氮:固氮菌。50-200kg/hm2左右
  • 降水:雷电氮素氧化为NO3-(0.4-1.2kg/年/亩)
  • 灌水:主要是NO3—N(肥水井NO3-+NH4+>10ppm)。
  • 施肥:农田化肥和有机肥。150-450kg/hm2/年来源

第8页:气候对土壤氮含量的影响

  • 气候:温度高,N少;湿度高,N多。
  • 植被:草本植物>木本植物豆科>非豆科阔叶林>针叶林
  • 耕作:耕地土壤一般低于自然土壤,旱地低于水田。
  • 质地:砂土、壤土、粘土,低
  • 高
  • 地形:低平处高于坡地影响因素

第9页:土壤氮素的形态

无机态氮(<5%)土壤全氮二土壤氮素的形态及有效性有机态氮(>95%)NO3-—NNO2-—N(少量)NH4+—N水溶性(含量<5%)水解性(含量50—70%)非水解性含量30—50%氨基酸胺盐酰胺类化合物蛋白质多肽核蛋白杂环态化合物等速效氮碱解氮缓效氮

第10页:土壤氮素养分含量分级与丰缺度

土壤氮素养分含量分级与丰缺度:下表列出课件原表数据。

土壤氮素养分含量分级与丰缺度
级别丰缺度有机质(g·kg⁻¹)全氮(g·kg⁻¹)碱解氮(mg·kg⁻¹)
1丰>40>2.0>150
2稍丰30~401.5~2.0120~150
3中等20~301.0~1.590~120
4稍缺10~200.75~1.060~90
5缺6~100.5~0.7530~60
6极缺<6<0.5<30

第11页:土壤氮素的循环

三、土壤中氮素的循环转化及其调节大气层的气态氮循环和土壤氮的内循环

第12页:土壤氮素的循环转化

  • (一)土壤氮素的循环转化
  • 氮素的矿化与生物固持作用
  • 铵的矿物固定与释放作用
  • 硝化作用与反硝化作用
  • 铵的吸咐与解吸作用
  • 铵—氨平衡与氨的挥发

第13页:有机态氮的矿化

1、有机态氮的矿化:1)氨基化过程(水解过程)水解蛋白质--氨基酸、酰胺等朊酶条件:①好气或嫌气;②真菌、细菌、放线菌等;③在通气良好;④温度较高;⑤水分60-70%;⑥pH值适中;⑦C/N比适当的条件下,矿化作用最强烈,最彻底。

第14页:氨化过程

2)氨化过程微生物氨基酸-RCH2COOH+NH3+E酶条件:①好气或嫌气;②真菌、细菌、放线菌等;③温度较高且特别敏感④水分60-70%;⑤pH值要求在4.8-5.2⑥C/N比适当的条件下,矿化作用最强烈,最彻底。

第15页:氮素的生物固持作用

2、氮素的生物固持作用:是指土壤中的微生物同化无机态氮并将其转化为细胞体有机态氮的过程。3.硝化作用与反硝化作用(1)硝化作用:土壤中的铵或氨,在有氧的条件下,经亚硝化细菌和硝化杆菌的作用氧化为硝酸盐的过程NH4+→NO3-(2)反硝化作用:又称生物脱氮作用,是指在缺氧条件下,NO3-在反硝化细菌作用下还原为气态氮(NO、N2O、N2)的过程。HNO3 → NO↑ → N2O ↑ → N2↑

第16页:铵的吸附与解吸

4.铵的吸咐与解吸是指土壤溶液中的NH4+被土壤颗粒所吸咐及解吸到土液中的过程5.铵的矿物固定与释放铵离子被土壤中的粘土矿物所吸持及解吸的过程。

第17页:铵—氨平衡与氨挥发

  • 6.铵—氨平衡与氨挥发
  • NH4++OH-NH4OHNH3↑+H2O
  • 随着pH值和温度的升高,氨的挥发速率加快。

第18页:土壤氮素的调节

(二)土壤氮素的调节1.有机肥与无机氮肥配合施用。2.粗细有机肥配合使用。(激发效应)3.防止土壤氮的损失:水田不施硝态化肥避免频繁的干湿交替;氮肥要深施覆土;碱性土少施碳铵;应用氮肥增效剂(如硝化作用抑制剂)施用缓控释肥4.避免NO2-的积累:改善土壤通气条件

第19页:土壤中磷素的含量及其影响因素

  • 一、土壤中磷素的含量及其影响因素(一)土壤中磷的含量土壤磷的含量不如氮、钾多。我国土壤全磷(P)含量一般为0.17~1.1 g kg-1,耕地土壤受耕作施肥等人为因素的影响,全磷量的局部变异很大,一般在0.4—2.5 g kg-1之间(二)土壤磷含量的影响因素
  • 土壤含磷量受母质、成土、施肥制度的影响。
  • 我国土壤中全磷含量从南到北、从东到西有逐渐递增的地域变化趋势第二节土壤磷素养分

第20页:土壤中磷的存在形态

二、土壤中磷的存在形态及其有效性土壤全磷有机态磷占全磷30%以上无机态磷占全磷70%以上K~P Na~P Ca~P Mg~P(一代)Ca~P(磷灰石)、Fe~P、Al~P闭蓄态磷有效磷

第21页:土壤磷素养分分级与丰缺度

土壤磷素养分分级与丰缺度:下表列出课件原表数据。

土壤磷素养分含量分级与丰缺度
级别丰缺度全磷(g·kg⁻¹)有效磷(mg·kg⁻¹)
1丰>1.0>40
2稍丰0.81~1.020~40
3中等0.61~0.8010~20
4稍缺0.41~0.605~10
5缺0.20~0.403~5
6极缺<0.20<3

第22页:土壤中磷的转化

土壤中磷的转化土壤溶液H2PO4-HPO42-化肥磷铁铝磷酸盐表面吸收磷磷酸二钙磷酸三钙磷灰石磷作物吸收动植物残体磷土壤有机磷固定固定固定矿化石灰性土壤酸性土壤三、土壤中磷素的循环转化及其调节

第23页:磷的固定

(一)磷的固定:水溶性磷加入土壤后转化成非溶性磷的过程。磷肥在土壤中的生物利用率一般只有10~20%(1)化学沉淀机制:水溶性磷通过化学反应生成难溶性磷。(2)表面反应机制在土壤颗粒表面被吸附。(3)闭蓄机制被不溶性的铁铝质或钙质胶膜所包被,失去其有效性。(4)生物固磷:磷吸收到生物体内暂时被储存。

第24页:土壤磷素的调节

(二)土壤磷素的调节1.调节土壤酸碱度:调节其pH值至6.5~6.82.增加土壤有机质含量:减少固定,增加溶解3.土壤淹水:还原态,增加磷的溶解4.科学施用磷肥:①集中施肥:减少固定②施于近根区(磷的移动性小);③与有机肥配施;④水旱轮作,旱作重,水稻轻;⑤酸性土壤施碱性磷肥(钙镁磷肥),碱性土壤施酸性磷肥(过磷酸钙);⑥施用颗粒状肥料⑦豆科作物以磷增氮。

第25页:土壤中钾素的含量及存在形态

一、土壤中钾素的含量及存在形态(一)土壤钾的含量一般在5-25 g kg-1左右,平均为10 g kg-1,石灰性土壤可高达30 g kg-1以上,而红壤、砖红壤则可低于2 g kg-1。我国土壤全钾量自南向北、自东向西增加。第三节土壤钾素养分

第26页:土壤钾的形态

(二)土壤钾的形态1.矿物钾:占土壤全钾量的92%-98%。为无效钾。2.非交换性钾:粘土矿物钾,占全钾的2%-8%。为缓效钾3.交换性钾:占土壤全钾量的1%~2%。速效钾的主体。4.水溶性钾:浓度一般为2~5 mg L-1,占土壤全钾量的0.1%~0.2%,占土壤速效钾总量的10%左右。

第27页:不同形态钾的平衡关系

土壤中不同形态钾的平衡关系及固定释放矿物钾(无效钾)闭结在长石、白云母类矿物中钾交换性钾(速效钾的主要成分)非交换性钾(缓效钾)(包括伊利石、易风化的黑云母中钾)土壤溶液钾(速效钾的小部分)随水流失植物吸收吸附解吸释放固定风化缓慢风化缓慢风化作用(极微)风化作用(极微)

第28页:土壤有效钾与钾素养分分级

土壤有效钾与钾素养分分级:下表列出课件原表数据。

土壤钾素养分含量分级与丰缺度
级别丰缺度全钾(g·kg⁻¹)速效钾(mg·kg⁻¹)
1丰>25.0>200
2稍丰20.1~25.0150~200
3中等15.1~20.0100~150
4稍缺10.1~15.050~100
5缺5.1~10.030~50
6极缺<5<30

第29页:钙、镁、硫与微量元素

第四节土壤中的钙、镁、硫第五节土壤中的微量元素(自学)

第30页:土壤保肥性

一土壤保肥性土壤保肥性-土壤保储养分的性能,取决于土壤吸收性。土壤吸收性指土壤吸持各种离子、分子、气体和悬浮体的能力。方式:(1)机械吸收:土壤对颗粒物质的机械阻留。(2)物理吸收:靠分子引力吸附于颗粒表面。(3)化学吸收:可溶性盐类生成溶解度很低的化合物,又叫化学固定。(4)物理化学吸收:离子交换。(5)生物吸收:植物根系和微生物选择吸收土壤中的养分。第六节土壤保肥供肥性

第31页:土壤供肥性

  • 二.土壤供肥性-土壤供应养分的数量、强度和持续性。判断:
  • 作物长相:形态、长势、产量、品质
  • 土壤形态:耕作层、土色、质地、结构
  • 施肥效应:砂土“饿不得饱不得”
  • 室内化验结果:有机质,CEC、盐基饱和度、有效养分

第32页:土壤保肥供肥性调节

三.土壤保肥供肥性调节(1)增施有机肥,改善土壤物理、化学、生物性质,提高作物需要的有机无机养分。(2)合理施用化肥,调节阳离子组成,改善养分供应状况(3)建立合理的耕作制度,用地养地相结合,进行合理轮作。(4)合理耕作改土,深耕浅耕相结合(5)合理灌排,以水促肥

第33页:肥沃土壤的特征

肥沃土壤的特征:深厚的耕作层:一般作物20-30cm良好的土体构型:上松下实,保肥保水、扎根好。优良的保肥供肥性能:养分高(碱解氮100mg/kg、有效磷40mg/kg、速效钾150mg/kg、有机质10mg/kg土以上),质地适中,结构好。协调的水气热状况:水含量适宜,孔隙状况好(通气孔隙、保水保肥孔隙)。优良的耕作性能:耕性好,耕后不起坷垃,易耙碎,平坦污染少

第34页:思考题

  • 思考题
  • 1、土壤中氮的形态有哪些?对植物的有效性如何?
  • 2、土壤中氮的转化途径有哪些?哪些属于有效化和无效化途径?
  • 3、有效氮、速效氮、碱解氮有何区别?
  • 4、影响氨化作用、硝化作用、反硝化作用的条件是什么?它们如何产生影响?
  • 5、简述硝化作用的利弊,农业生产上如何控制?
  • 6、土壤中磷化合物主要有哪些?对植物的有效性如何?
  • 7、土壤中无机磷的固定机制有哪些?
  • 8、为什么淹水条件下磷的有效性提高?

第35页:思考题(续)

  • 思考题
  • 9、为什么磷肥的有效性较低?
  • 10、土壤中的钾素有哪些类型?对植物的有效性如何?
  • 11、农业生产中如何减少土壤对钾的固定?
  • 12、土壤钙、镁、硫的形态及其转化。
  • 13、土壤微量元素的形态及影响有效性的因素。
  • 14、什么是土壤保肥性?有哪些方式?
  • 15、什么是土壤供肥性?有什么表现形式?
  • 16、如何调节土壤的保肥性和供肥性?
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