土壤微量元素(土壤肥料科学通论_沈其荣)

⼟壤磷贵州⼟壤磷素肥⼒磷是植物⽣长发育所必需的⼤量营养元素之⼀。

它既是植物体内许多重要有机化合物的组分，同时⼜以多种⽅式参与植物体内各种代谢过程。

⼟壤[1]是植物磷营养的主要来源，⽣产上⼈们通过向⼟壤中施加磷肥来提⾼⼟壤中磷的含量，由于磷是以沉积的形式存在和贮存的，⽽且，在⼟壤中具有特定的化学⾏为，使其在当季作物的利⽤率仅为10%～25% [2]。

为此⼟壤中磷的含量、存在形态及其有效性对作物磷素吸收极为重要，成为当今关注的热点问题。

贵州位于我国西南，居云贵⾼原东部，是介于四川盆地和⼴西丘陵之间的岩溶⾼原⼭区。

省内地带性⼟壤以黄壤为主，还有红壤、黄棕壤等⼟壤呈酸性或强酸性，⼟壤中活性铁、铝含量较⾼，可溶性磷多与铁、铝相结合，转化为难溶性磷酸铁、磷酸铝等形态⽽被固定，其有效磷含量不⾼[3]。

⼈们通过在⼟壤中施加磷肥来提⾼⼟壤中磷的含量，但是，随着磷肥的⼤量施⽤，我国各区耕地⼟壤速效磷含量呈显著增加趋势，部分耕层⼟壤速效磷含量表现为过量累积，导致农⽥⽣态系统⽔体富营养化，给环境带来不利影响，⽂章通过对磷素在⼟壤中存在的状态，⼟壤对磷的固定积累以及提⾼磷的有效性展开综述，以期为提⾼作物对⼟壤磷的吸收利⽤⽅⾯研究提供参考。

1.贵州⼟壤磷素肥⼒利⽤现状贵州位于我国西南，居云贵⾼原东部。

其具有低纬度、⾼海拔，⾃然条件复杂，地貌多种多样，母岩组合复杂，⽓候变化悬殊，⼟壤类型较多，从亚热带的红壤到暖温带的棕壤都有分布的特点。

其中，以黄壤分布⾯积最多，遍及贵州⾼原的主体部分。

贵州⼟壤pH 值在3.1~8.9范围。

通常林草地⼟壤与耕地⼟壤之间有⼀定的差异。

全省耕地⼟壤以微酸性(pH 5.5~6.5) 所占⾯积⽐例最⼤，为35.7%。

由于黄壤地区温暖湿润;地形以低⼭丘陵为主；旱地⾯积分布较⼴;是我国农业⽣产的主要区域之⼀，由于对⼟地资源的不合理利⽤；多数旱地⼟壤侵蚀严重；引起⼟壤养分流失；导致⼟壤退化，在农业⽣产上磷肥施⽤是提⾼作物产量的有效措施之⼀；然⽽当季施⽤磷肥的利⽤率⼀般为10%～25%；⼤量磷肥在⼟壤中积累;当地表径流和⼟壤侵蚀发⽣时；⼟壤磷由陆地向⽔体迁移；这不仅造成磷矿资源的损失与浪费；⽽且会加速附近⽔体富营养化的产⽣。

土壤肥料学试题库与答案一、名词解释（每小题3分）。

1、土壤肥力：土壤能供应与协调植物正常生长发育所需要的养分和水、空气、热的能力。

2、植物营养元素的同等重要律和不可替代律：植物必需的营养元素在植物体内不论数量多少都是同等重要的；任何一种营养元素的特殊功能都不能被其它元素所代替。

3、腐殖化过程：动植物残体被嫌气性微生物分解又合成.从而形成新的、较稳定的、大分子的、复杂的有机化合物（腐殖质）的过程。

4、限制因子律：增加一个因子的供应.可以使作物生长增加.但是遇到另一生长因子不足时.即使增加前一因子也不能使作物生长增加.直到缺乏的因子得到补充.作物才能继续增长。

5、氮肥利用率：氮肥利用率是指氮肥中氮素被当季作物吸收利用的百分率。

6、土壤容重：土壤容重是指单位容积原状土壤（包括孔隙）的烘干重量。

单位g/cm ,t/m。

1、土壤退化：土壤退化是指在各种自然和人为因素影响下.导致土壤生产力、环境调控潜力和可持续发展能力下降甚至完全丧失的过程。

或指土壤数量减少和质量降低的过程。

7、土壤分布的垂直地带性：土壤垂直地带性分布是指山区的土壤随着海拔高度的变化呈现有规律的更替的现象。

9、田间持水量：毛管悬着水的最大量称为田间持水量，是在自然条件下.使土壤孔隙充满水分.当重力水排除后土壤所能保持的最大含水量。

10、养分归还学说：要点是：第一、随着作物的每次收获必然要从土壤中取走一定量的养分。

第二、如果不正确地归还养分于土壤.地力必然会逐渐下降。

第三、要想恢复地力.就必须归还从土壤中取走的全部东西。

第四、为了增加产量.就应该向土壤施加灰分元素。

11、磷的固定：所谓磷的固定是指可溶性磷酸盐转变为难溶性磷酸盐.即有效态磷转化为无效态磷的过程。

其结果导致磷的有效性降低。

12、生理酸性肥料：生理酸性肥料是指化学上是中性的.但由于作物选择性地吸收养分离子.导致有些养分离子残留在土壤中.并使土壤变酸的肥料。

13、土壤沙化：土壤沙化指良好的土壤或可利用的土地.在风蚀和风力堆积作用下.变成含沙很多的土壤或土地甚至变成沙漠的过程。

《土壤肥料学》教学大纲一、大纲说明（一）性质与任务土壤肥料学是植保、园林专业的一门专业基础课。

其主要任务是使学生掌握本专业必需的土壤肥料基础知识和基本理论，为学习各种植物栽培技术和合理施肥打下良好基础。

（二）目的要求通过本课程的学习，要求同学学会鉴别、利用、培肥和改良土壤，掌握合理施肥的技术，为各种植物的丰产栽培奠定基础，具有运用所学知识分析和解决当地有关土壤肥料方面实际问题的能力。

（三）教学内容安排本课程总学时90学时，其中理论课68学时，实验实训课22学时。

（四）选用教材和参考书教材选用：《土壤肥料学通论》沈其荣主编，高等教育出版社《土壤肥料》宋志伟主编，高等教育出版社《土壤材料学》王荫槐主编，农业出版社参考书：《土壤学》黄昌勇主编，农业出版社《肥料学》毛知耘主编，农业出版社《土壤肥料学》（五）教学方法与考核本课程宜采用理论教学与实验实训教学相结合，理论教学与课外习题和答疑相结合的教学方法。

随着学科的建设与发展，逐渐增加和补充视听资料。

成绩考核应以笔试闭卷开始为主，结合平时实验实训及作业成绩进行综合评定。

二、学时分配表三、大纲正文绪论一、土壤肥料在农业生产中的重要性二、土壤及土壤肥力三、土壤肥料科学发展概况四、2l世纪土壤肥料科学的任务及发展前景五、土壤学科体系、研究内容和方法第一章土壤矿物质第一节岩石风化与土壤矿物质地壳的元素组成特点，成土的主要矿物、岩石，岩石风化类型。

第二节母质的性质和类型风化产物的新性质，风化产物的类型第三节土壤的矿物组成和化学组成一、土壤矿物二、土壤矿物的化学组成掌握母质具有的复杂的矿物组成对土壤主要营养关系的供应特点。

第四节土壤的机械组成一、土壤粒级：粒级的概念及划分依据二、土壤质地：颗粒组成和质地概念及意义，质地与土壤肥力的关系，质地改良方法本章重点：土壤的矿物组成，粒级的概念及划分依据，不同质地土壤的肥力表现本章难点：土壤的矿物组成，粒级的划分依据，土壤质地的改良原理第二章土壤有机质第一节有机质的来源、类型、组成一、有机质来源及存在形态二、有机质的组成和性质三、土壤腐殖质的组成和性质第二节有机质的转化一、腐殖化和矿质化过程的概念二、影响有机质转化的因素第三节有机质的作用及调节一、有机质对提高土壤肥力的作用与有关条件二、有机质积累与调节原则本章重点：土壤腐殖质的组成和性质，土壤有机质的转化及其影响因素，有机质在土壤肥力中的作用本章难点：土壤腐殖质的组成和性质，有机质在土壤肥力中的作用第三章土壤的孔性、结构性和耕性第一节土壤孔性一、土壤密度、容重的概念二、孔隙的类型、性质及分布三、影响孔隙性的因素。

《土壤肥料学》教学大纲适用于园林本科专业课程编号：16660407课程总学时：48周学时数：3学分：3课程类型（必修）：开课（系）院：生命科学学院执笔人：杜启兰审核人：一、课程说明1、性质及任务：《土壤肥料学》是农业科学和资源环境科学的应用基础学科，它广泛用于农业生产、环境生态建设、区域治理、资源利用和保护等领域，在人类农业生产和生态环境中极具重要地位。

《土壤肥料学》作为高等农业院校种植类—园艺（含果树、蔬菜、花卉）、园林、农学、农艺、经济林、茶桑和环境科学、土地利用与管理、植物保护等各专业本科必修课程。

它以“土壤、肥料、植物”为中心内容，将土壤学、肥料学、植物营养学有机地结合成一整体，重点研究和探索土壤与肥力的发生发展规律、植物的营养特点，肥料的性质及使用技术，掌握不断提高土壤肥力的技术措施，为合理利用土壤、科学施用肥料和保护生态环境，促进农业可持续发展作贡献；为粮食、蔬菜、桑、茶、果、林木等的丰产栽培奠定基础；为分析和解决农业生产技术问题提供理论上、学术上的支撑。

另外为学生后续课程的学习和考研积淀知识。

2、同其他课程的关系：与无机及分析化学、有机化学和生物化学；气象学、微生物学、生态学、植物学及植物生理学等密切相关，这些学科都为《土壤肥料学》的学习奠定基础。

3、本课程的基本要求：本课程的教学环节主要为课堂讲解，同时加强学生自学。

以“少而精”的原则，精选教材内容。

同时利用多媒体课件，加大课堂信息量。

课堂教学应力求使学生弄清基本概念，掌握基本内容，把土壤性质、植物营养的特性与肥料的施用联系起来，并在此为基础，进行合理施肥，达到高产、稳产、优质、高效和保护生态环境的效果。

4、执行本大纲时应注意的问题：要求理论课与实验课穿插进行。

课堂教学中，采用启发式、问题式及讨论式教学，突出重点内容和难点内容，授课方式上，力求深入浅出、形象生动，贯穿分析、综合的方法，尽可能采用直观教具、图表及多媒体教学手段，以达到简明扼要、直观明了、易于理解的目的。

《土壤肥料学通论》教学大纲一、课程教学大纲说明1.课程性质与任务《土壤肥料学通论》是高等院校植物生产类专业的专业基础课和生命科学专业的专业选修课。

《土壤肥料学通论》的主要任务是通过本课程的学习，使学生获得土壤学、植物营养及肥料学的基本知识，掌握基本的操作技能，以达到对学生解决今后在实际工作遇到的土壤及肥料方面的问题起一定的指导作用。

2.教学目的与要求（1）基本掌握土壤的基本物质组成、土壤水气热状况、土壤的基本理化性质、土壤的发生、分布、分类及我国主要土壤类型的概述和宁夏主要土壤类型的分布、特性及改良利用方向。

了解土壤的培肥、土壤的污染和治理、土壤生态及保护。

（2）了解植物营养发展的动态，植物必需营养元素的营养功能，植物营养元素缺乏与过剩的主要症状。

掌握植物根系和叶片对养分的吸收、运输、分配、同化与再利用，土壤养分的有效性及其影响因素，氮磷钾肥、中量元素肥料、微量元素肥料、复混肥料及固体废弃物的性质与合理施用，施肥对环境及农产品品质的影响。

（3）通过实验和实习使学生掌握并熟练土壤、植物及肥料的基本分析技术和土壤类型的调查及分析方法，提高学生的实际动手能力。

3.适用专业《土壤肥料学通论》适用于农业资源与环境、农学、植物保护、园林、园艺、蔬菜、森林保护、草业科学等植物生产类专业和生命科学专业类专业。

4.前期相关课程要求前期要求具有普通化学、分析化学、植物学及生物化学等学科的一般知识，并与植物学和植物生理学课程相衔接，从而系统地构成植物生产类专业的课程体系。

5.教学方式、主要环节与学时分配教学方式本着课堂教学为主实验实习教学为辅的原则，主要包括课堂讲授、实验、实习和讨论等环节，计划教学总时数86-90学时，其中讲课68-70学时、实验18-20学时、实习半周。

6.考试考核办法以期中和期末考试为主，考核采取闭卷笔试，另外要求计算实验、实习及平时成绩。

二、使用教材及主要参考书教材：《土壤肥料学通论》高等教育出版社出版，沈其荣主编参考书目：《土壤学》中国农业出版社出版，朱祖祥主编《土壤学》中国农业出版社出版，黄昌勇主编《植物营养与肥料》农业出版社出版，浙江农业大学主编《植物营养学》宁夏人民出版社出版，何文寿主编《宁夏土壤》，宁夏人民出版社出版，宁夏农业勘察设计院主编。

沈其荣简介：南京农业大学学术委员会主任，长期从事土壤微生物、有机肥和生物有机肥研究。

提出和建立了土壤微生物区系调控的理论和技术体系，并研发出调控土壤微生物区系的有机（类）肥料系列产品（有机肥、有机无机复混肥、生物有机肥、全元生物有机肥），相关技术工艺已被全国600多家企业采用；研发的土壤熏蒸与生物有机肥联用防治土传病害综合技术效果显著，为中国土壤生物肥力提升和有机（类）肥料产业发展做出了重大贡献。

以第一完成人获国家技术发明二等奖1项、国家科技进步二等奖1项、国家专利金奖1项、国家专利优秀奖1项、国家教学成果二等奖1项以及省部级一等奖8项。

以第一和第二完成人获中国发明专利60多件、国际PCT专利6件，其中50多件专利在企业得到转化。

发表SCI论文400多篇，H指数50，2014年-2018年连续五年入选ELSEVIER中国高被引学者榜单。

获全国创新争先奖状、国家教学名师、全国师德先进个人、全国优秀科技工作者、江苏省劳模和先进工作者、农业部和江苏省突出贡献专家、江苏省十大杰出发明人和江苏省首届发明人奖。

已累计培养硕士研究生121名、博士研究生83名。

目前和曾经兼任：国家973计划首席科学家、国家863计划现代农业领域主题专家、第六届和第七届国家自然科学基金委生命学部专家咨询委员会委员、第七届国务院学位委员会农业资源与环境学科评议组召集人、中国有机（类）肥料产业技术创新联盟理事长、中国土壤学会副理事长、中国植物营养学会生物与有机肥专业委员会主任、农业部耕地质量建设与管理专家组组长、教育部和农业部科技委委员、中国农科院学术委员会委员、江苏省自然科学基金委农业学科组组长等社会职务。

1、主要学习简历：1978.2-1982.1，南京农业大学学习，获学士学位，学位论文：江苏省红旗农场土壤有机质组成研究1982.2-1985.1，南京农业大学学习，获硕士学位，学位论文：不同有机肥氮素矿化特征研究1985.2-1987.12，南京农业大学学习，获博士学位，学位论文：不同土壤氮素形态及其有效性研究1994.6-1995.6，英国London大学高级访问学者，从事根际固氮研究1998.4-1998.10，英国Reading大学高级访问学者，从事土壤微量元素研究2001.7-2001.10，德国Kiel大学高级访问学者，从事土壤氮素研究2、主要工作简历：1988.1：南京农业大学讲师；1992.6：南京农业大学副教授；1995.12：南京农业大学教授。

沈其荣：中国有机（类）肥料的研发和产业发展观点导读调控（根际）土壤微生物区系对作物高产和安全生产能够起到“四两拨千斤”的作用。

就是说微生物对培肥土壤、对作物高产的作用不可估量。

问题是如何来调控土壤微生物区系，帮助我们同时实现当季作物高产优质、又能持续保育土壤的双重目标。

采访人/王见受访人/沈其荣（南京农业大学教授）来源：农业环境科学公号（2017年7月7日）问：沈教授好，您几十年的科研工作一直是从事植物营养与肥料研究？土壤、植物、肥料，像您所说，这其中有您一直在寻找的揭开土壤生命密码的奥秘所在？沈其荣：是的。

我的研究生涯是在围绕土壤肥力提升与植物养分高效利用等方面进行，它们之间紧密相连。

从广义的植物营养概念讲，它包含的内容很多，比如，土壤中的养分转化，土壤肥力培育，施进土壤中的肥料养分转化与肥料制造中的养分转化，根系与土壤微生物互作，根系吸收养分特征，养分在植物体内的同化利用，养分管理与施肥等，内容太多，举不胜举。

土壤学与植物营养学这二个二级学科几十年来就像一对孪生兄弟，他们相互依靠、相互帮助、相互促进，随着国家经济建设的快速发展对农业生产和环境保护提出的要求越来越高，如果老是限定在二级学科层面上，较难解决国家重大需求问题，更需要学科交叉融合，提高学科解决国家重大问题的综合能力，这也是近10年来我们国家为什么一直在强调重视一级学科建设，而淡化二级学科概念。

我的研究重点是在植物根系与土壤微生物的互作方面，尽管全国层面上都知道我是有机（类）肥料领域的代表，但我研发有机（类）肥料为的是调控（根际）土壤微生物区系，所以做有机肥研究是我的途径，而调控根系与微生物互作才是我研究的真正目的。

对于植物根系与土壤微生物互作，我们的目标是希望植物根表栖居的都是有利于植物健康生长的微生物种群，用它们来活化根际土壤养分和产生根系促生物质、降解有机污染物和转化无机污染物形态以及抵抗土壤中病原微生物入侵根系。

这就是最近我提出的“根际微生物群落装配与根际促生、解毒和免疫”新概念的主要内涵（图1），这个概念一提出，得到了国内同行们的认可，国家基金委的相关部处也很重视和关注这一领域的动态进展。