第十章土壤养分状况
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第十土壤养分循环土壤养分的基本概念∆土壤养分-指植物所必需的,主要是土壤来提供的营养元素就叫做土壤养分。
土壤养分是土壤肥力的物质基础,是土壤肥力的重要组成因素。
∆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,称~∆无效养分-不能被植物吸收利用的土壤养分,称~∆土壤养分状况-是指土壤养分的含量、组成、形态分布和有效性的高低。
土壤养分循环指来自土壤的元素通常可以反复的再循环和利用,典型的再循环过程。
包括①生物从土壤中吸收养分;②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,释放养分;④养分再次被生物吸收。
我们对土壤肥力定义:土壤肥力是指在作物生长期间,土壤经常不断地、同时适量地提供并协调作物所必须的扎根条件、水分、养分、空气(氧)、热量(温度)以及不存在毒害物质的性能。
一般认为,土壤的肥力因素至少应该包括水分、养分、空气、和温度四者。
四者简称为水、肥、气、热四大肥力因素。
其中水、肥、气是肥力的物质基础,热是能量条件。
四大因素之间,互有制约作用,综合起来,就构成肥力。
任何一种土壤的肥力特征都无非是水、肥、气、热各肥力因素的综合反映。
作物所需的营养元素一、作物所必需的营养元素亚农(Arnon)1954年对植物“必需”的养料元素定了三条标准:(1)如果缺少这种元素,植物就不能生长或不能完成生命周期(2)这种元素不能被其他元素所代替,它有所具有的营养作用(3)这种养料元素在植物的代谢过程中具有直接的作用。
其中第一条最重要。
但要通过实验来证明这几点往往很困难。
除了C、H、O三元素外,还有九种元素对所有的植物都是必需的:N、P、K、Mg、S、Fe、Mo、Zn、CuMo对全部高等植物及大部分微生物是必需的;Na和Co对藻类、细菌与高等植物是必需的;Ca、B、Cl对高等植物是必需的,但对微生物,特别是真菌的生长则并不必需。
此外,钡、硅、铝、碘与镓几种元素只对少数几种植物必需。
土壤农化分析(教案)第一章:土壤的组成与结构1.1 土壤的组成1.2 土壤的质地1.3 土壤的剖面结构1.4 土壤的分类与分布第二章:土壤肥力与养分2.1 土壤肥力的概念与评价2.2 土壤养分的来源与转化2.3 土壤养分的测定与调控2.4 土壤改良与施肥技术第三章:土壤水分与土壤侵蚀3.1 土壤水分的来源与分布3.2 土壤水分的测定与调控3.3 土壤侵蚀的类型与过程3.4 土壤侵蚀的防治措施第四章:土壤污染与土壤环境质量4.1 土壤污染的类型与来源4.2 土壤污染的测定与评价4.3 土壤污染的防治措施4.4 土壤环境质量的监测与保护第五章:土壤农化分析方法与技术5.1 土壤样品的采集与处理5.2 土壤养分的测定方法5.3 土壤水分的测定方法5.4 土壤污染物的测定方法第六章:土壤生物学与土壤生态学6.1 土壤生物学的概述6.2 土壤生物的分类与作用6.3 土壤生态系统的结构与功能6.4 土壤生物多样性与保护第七章:土壤农化实验设备与操作7.1 土壤农化实验设备介绍7.2 土壤样品处理设备与操作7.3 土壤养分测定设备与操作7.4 土壤污染物测定设备与操作第八章:土壤农化数据处理与分析8.1 土壤农化数据的基本处理方法8.2 土壤养分数据的统计分析8.3 土壤污染数据的的风险评估8.4 土壤农化数据的信息化管理第九章:土壤农化研究方法与进展9.1 土壤农化研究的基本方法9.2 土壤肥力评价方法与进展9.3 土壤污染研究方法与进展9.4 土壤环境质量研究方法与进展第十章:土壤农化分析案例研究10.1 土壤养分状况调查与评价案例10.2 土壤污染调查与修复案例10.3 土壤肥力改良与提升案例10.4 土壤水资源利用与保护案例第十一章:土壤与植物营养的关系11.1 土壤养分的植物吸收与利用11.2 植物营养诊断与土壤测试11.3 土壤-植物系统中营养物质的循环11.4 植物营养的平衡与调控第十二章:土壤改良与农业可持续发展12.1 土壤侵蚀的控制与土壤保持12.2 土壤盐碱化的改良技术与方法12.3 有机农业与土壤有机质管理12.4 农业可持续发展与土壤资源保护第十三章:土壤环境监测与污染防控13.1 土壤环境监测的方法与技术13.2 土壤污染的生物标志物与生物监测13.3 土壤污染的风险评估与管理13.4 土壤环境保护的政策与实践第十四章:土壤农化技术的应用与管理14.1 土壤肥力提升技术及其应用14.2 土壤污染物去除与修复技术14.3 土壤水资源管理技术及其应用14.4 土壤生物多样性保护与应用第十五章:土壤农化分析的未来趋势15.1 土壤组学与土壤生物标志物的研究15.2 土壤与数字土壤地图15.3 土壤纳米技术在土壤农化分析中的应用15.4 土壤农化分析的挑战与创新方向重点和难点解析重点:1. 土壤的组成与结构,包括不同质地的土壤及其剖面结构。
绪论土壤(Soil ):陆地表面由矿物质、有机物质、水、空气和生物组成,具有肥力,能生长植物的未固结层。
物的未固结层。
土壤肥力(soil fertility ):土壤能供应与协调植物正常生长发育所需的养分和水、气、热的能力。
能力。
是土壤的基本属性和质的特征。
是土壤的基本属性和质的特征。
第一章1、同晶替代/同晶代换/同晶置换/同型异质替代/ Isomorphous substitution 组成矿物的中心离子被电性相同、大小相近的离子所替代而晶格构造保持不变的现象。
第二章1、名词解释、名词解释土壤有机质(Soil organic matter ,SOM )是指存在于土壤中的所有含碳的有机物,包括各种动植物残体,微生物体及其分解和合成的各类有机物质。
土壤腐殖质(humus )是除未分解和半分解动、植物残体及微生物体以外的有机物质的总称。
矿化作用(mineralization) 土壤有机质在土壤微生物及其酶的作用下,氧化分解成二氧化碳和水,并释放出其中的矿质养分的过程。
和水,并释放出其中的矿质养分的过程。
冻土效应(effect of soil freezing) 土壤冰冻以后,在其解冻后的最初1~2周内,二氧化碳和氨释放量增多的现象。
释放量增多的现象。
干土效应( effect of soil drying ):土壤经过干燥后,在加水湿润的最初1~2周内,二氧化碳和氨释放量增加的现象。
碳和氨释放量增加的现象。
腐殖化过程:(Humification) 动物、植物、微生物残体在微生物作用下,通过生化和化学作用而形成腐殖质的过程。
激发效应**(Priming effect):投入新鲜有机质或含氮物质而使土壤中原有机物质的分解速率改变的现象。
使分解速率增加的称正激发效应;降低的称负激发效应。
HA/FA 值:表示胡敏酸与富里酸含量的比值。
是表示土壤腐殖质成份变异的指标之一。
第三章 根际效应: 根际土壤与非根际土壤在物理、根际土壤与非根际土壤在物理、化学和生物学特性有明显的不同,化学和生物学特性有明显的不同,化学和生物学特性有明显的不同,这些特征在根这些特征在根际土壤和非根际土壤的比值称为根土比(R/S ratio)。
第十章土壤养分循环第一节土壤氮素循环第二节土壤磷和硫的循环第三节土壤中的钾钙镁第四节土壤中的微量元素循环第五节土壤养分平衡及有效性循环第一节土壤氮素一、陆地及土壤生态系统中的氮循环(一)陆地生态系统中的氮形态大气中氮以分子态氮(N2)和各种氮氧化物(NO2、NO、N2O)等形式存在。
其中N2占78% ,生物作用下转化为土壤和水体生物有效态(铵态氮和硝态氮)(二)氮素循环由两个重叠循环构成:一是大气层的气态氮循环几乎所有的气态氮对大多数高等植物无效,只有若干种微生物或少数与微生物共生的植物可以固定大气中的氮素,使它转化成为生物圈中的有效氮。
二是土壤氮的内循环1-矿化作用 2-生物固氮作用 3-铵的粘土矿物固定作用4-固定态铵的释放作用 5-硝化作用6-腐殖质形成作用 8-腐殖质稳定化作用7-氨和铵的化学固定作用二、土壤氮的获得和转化(一)土壤氮的获得1、大气中分子氮的生物固定2、雨水和灌溉水带入的氮3、施用有机肥和化学肥料(二)土壤中N的转化1、氮的形态---无机态氮和有机态氮(1)土壤无机态氮铵态氮(NH4+-N)硝态氮(NO3--N)(2)有机态氮 --主要存在形态,占全N的95%以上水溶性有机氮按溶解度大小分水解性有机氮非水解性有机氮2、土壤氮素的转化(1)有机氮的矿化矿化过程分两个阶段:第一阶段:氨基化阶段即复杂的含氮化合物(如氨基糖、蛋白质、核酸等)经微生物酶的系列作用下,逐渐分解而形成简单的氨基化合物。
第二阶段:氨化作用即在微生物作用下,各种简单的氨基化合物分解成氨的过程。
氨化作用于可在不同条件下进行:O2 RCOOH +NH3+CO2+QRCHNH2COOH + 2H---RCH2COOH +NH3+QH2O RCHOHCOOH+NH3+Q(2)铵的硝化硝化作用:是指土壤中大部分NH4+通过微生物作用氧化成亚硝酸盐和硝酸盐的过程。
2NH4++3O2-------2NO2-+2H2O+4H++Q2NO2-+O2-------2NO3-+Q(3)无机态氮的生物固定定义:矿化作用生成的铵态氮、硝态氨和某些简单的氨基态氮,通过微生物和植物的吸收同化,成为生物有机体组成部分,称为无机态N的生物固定(又称为生物固持)(4)铵离子的矿物固定定义:是指离子直径大小与2:1型粘土矿物晶架表面孔穴大小接近的铵离子,陷入晶架表面的孔穴内,暂时失去了它的生物有效性,转变为固定态铵的过程。
第十章植物生长养分和生活环境食物、饲料和纤维生产所陛下的全部植物必需营养元素都与环境质量有关。
综合地说,只要充足和平衡地施用,它们就能提高生产潜力和环境和谐一致。
养分促使植物更加茁壮、健康和有生产力,发育出更大的根系、更多地上部残体、更迅速的地面覆盖、更高的水分利用率和对干旱、病虫、低温和播期等作物胁迫条件更强的抗性。
虽然植物必需养分在提供充足食物和保护环境方面起到重要作用,但不合理的管理会造成一些环境危害。
两个最容易管理失误和造成非点源环境污染的养分是氮和磷。
1.氮土壤侵蚀可以造成氮损失。
作物残体、动物粪便和其它土壤有机组分(包括土壤微生物)的土壤氮可遭受表面侵蚀,随水和土壤沉积物运动。
大多数对环境氮的担心是因为未被利用或过量的硝态氮有可能随水穿过土壤剖面运动到地下水中(淋失)。
因其具有负电荷,硝态氮不被各种土壤组分吸引。
相反,游离硝态氮随水淋洗穿过土壤剖面。
图10-1描绘了不同类型土壤中硝态氮的相对运动。
(图:图10-1 硝态氮在砂质土壤中比在粘质土壤中向下运动得更多)所有来源的氮(化肥、豆科植物、作物残体、土壤有机质和动物粪便)在土壤中都易转化为硝态氮(参看第3章)。
因此所有氮都容易被淋洗进入地下水中,除非被生长的作物利用或通过管理措施使其以铵态氮形式保持。
没有科学依据证明一种氮源比另一种对环境好。
有机氮源常在土壤中留下高水平硝态氮,因为按现有技术水平,它们比化肥更难于管理。
如第3章中所讲述,氮经历的土壤转化依赖于几个因素,包括湿度、温度、土壤pH值、土壤通气性等等。
总的结果是,自然界中没有氮的净收获和净损失。
全过程被称作“氮循环”,由图10-2所示。
(图:图10-2 氮循环)栽培措施可以控制农业土壤的大部分氮损失。
这对经济和环境都是理想的。
减少氮损失意味着氮更有效地用于作物生产,更少进入地表水和地下水。
2.磷磷对环境的影响主要通过湖泊、海湾和非流动水体的富营养化过程。
富营养化是水体对过量养分的反应。
《土壤学》课程教学大纲一、课程基本信息1.课程代码:2.课程名称:土壤学3.学时/学分:32/24.开课系(部)、教研室:生命科学系,园林教研室5.先修课程:6.面向对象:园林专业大二学生二、课程性质与目标1.课程性质:专业主干课程2.课程目标:土壤学是论述土壤对生物(特别是植物)及其环境影响的理论和方法的学科。
土壤学作为农业科学的应用基础学科,广泛服务于农业持续发展、环境生态建设、区域治理、资源利用与保护等。
学习本课程的任务是通过向学生讲授土壤基本物质构成及其理化属性、土壤形成的条件、过程、性质和土壤类型特征、我省主要土壤的质量特点及与植物生长的关系以及通过实验和课程实习,使学生掌握土壤学的基本理论和实验技能,培养和训练学生观察认知土壤、分析和研究土壤、保护和利用土壤的知识和技术,同时为后续课程的学习奠定良好的专业基础。
三、教学基本内容及要求绪论(一)具体教学内容1.土壤及土壤科学的发展1.1土壤的概念1.2土壤肥力和土壤生产力1.3近代土壤科学的发展及主要观点2.土壤学科体系、研究内容和方法2.1分支学科及研究内容2.2土壤学与相邻学科的关系2.3土壤学的研究方法(二)教学重点难点土壤在人类农业和自然环境中的重要性、土壤及土壤科学的发展。
(三)学生掌握要点土壤的概念、土壤肥力和土壤生产力(四)思考题1.土壤在植物生长繁育中的特殊作用是什么?2.什么是土壤、土壤肥力和土壤生产力?第一篇土壤组成和性质第一章土壤矿物质(一)具体教学内容1.土壤矿物质的矿物组成和化学组成1.1土壤矿物质的主要组成1.2土壤的矿物组成2.粘土矿物2.1层状硅酸盐粘土矿物2.2非硅酸盐粘土矿物3.我国土壤粘土矿物分布规律3.1风化和成土作用与粘土矿物组成的关系3.2我国土壤粘土矿物分布规律(二)教学重点难点土壤矿物质的矿物组成和化学组成(三)学生掌握要点土壤的矿物组成(四)思考题1.何谓土壤矿物质?2.土壤矿物质的组成。
泽普县土壤养分状况与科学培肥措施1泽蕾县土壤状况1.1基本情况1.1.1泽普县耕地土壤类型有灌淤土、潮土、草甸土、沼泽土、盐土、棕漠土和风沙土等七类。
现有农耕地大部分属灌淤土和潮土两种类型,土层深厚,养分含量较高,结构良好,盐碱含量低,此外,部分耕地为草甸土、盐土、沼泽土等,业经多年改土培肥,脱盐洗碱,降低地下水水位等措施,开垦成为农业用地。
1.1.2部分地块因管理不善甚至进行掠夺式经营,造成次生盐渍化或板结,耕性降低。
1.2土壤养分受耕作影响发生的变化1.2.11980年全县化肥用量仅9kg/667m2,氮磷投入比为1:0.25。
土壤有机质平均含量为8.926g/kg(五级),碱解氮平均含量为41.1mg/kg(五级);速效磷含量为3.9mg/kg(五级);速效钾含量227mg/kg(一级);土壤氮磷比为1:0.09。
在此肥力水平的小麦单产为88.6kg/667m2,皮棉单产为33kg /667m2。
由此确定全县以“狠抓肥源,实行用养结合,恢复和提高土壤肥力”为施肥指导方针,逐步增加氮磷肥用量。
1.2.21999年,全县农田化肥用量为45~50kg/667m2,氮磷投入比达1:0.84。
与1980年相比较,土壤中速效磷含量增加了16.62mg/kg,由五级上升为二级;有机质及碱解氮含量也略有上升,有机质含量增加了0.126g/kg,碱解氮增加了3.92mg/kg;速效钾含量减少了8mg/kg;土壤中氮磷钾三元素比例为1:0.46:3.54。
随施肥量增加,粮棉单产也大幅提高。
1999年,全县小麦单产430kg/667m2,棉花单产93kg/667m2。
根据土壤肥力的新变化,我县提出了“增氮、控磷、有针对性补钾,增施有机肥,提高土壤肥力的”培肥措施。
1.2.32005年,我县氮磷肥总用量为53~55kg/667m2,氮磷投入比为1:0.48。
小麦单产412kg/667m2,皮棉单产114kg/667m2。