土壤养分 PPT课件
K P Ca 如正长岩、流纹岩和花岗岩、云母片岩 玄武岩>闪长岩>花岗岩 石灰岩最多,其他如辉长岩、玄武岩、闪长岩等 橄榄岩最多,其次玄武岩、辉长岩等 玄武岩最多
Mg
Fe
2、土壤有机质
有机质分解释放出来的养分.
N、P、S等营养元素绝大部分以有机态积累和贮 藏在土壤中。
3、其他来源
生物固氮 大气降水 含有NO2 、NO 、SO2 NH3Cl2及Mg
来源
C、H、O
大量元素 (0.1%以上)
天然营养元素
非矿质元素
来自空气和水
N、P、K
植物营养三要素 或肥料三要素
Ca、Mg、S
中量元素
矿质元素 来自土壤
微量元素 (0.1%以上)
Fe、Mn、Zn、Cu、 B、Mo、Cl、(Ni)
一、土壤养分的来源
1、矿物质 岩石矿物风化释放出来的养分,是土壤最初的养分来源。
第十章
土壤养分
第11章 土壤养分
主要ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ容提要
土壤所含养分的来源、消耗和循环 大量元素、微量元素的生理功能、存在形态 及其对植物的有效性
第一节 概述
土壤养分:指主要依靠土壤来供给的植物必需营 养元素。
土壤养分的有效性是决定植物生长和土壤生产力 的主要因素之一,是土壤肥力的重要因子之一。
铵的吸附是指土壤液相中的铵被土壤颗粒表面所吸附的 过程 铵的解吸是指土壤固相表面吸附的铵(土壤交换性铵)
自土壤固相表面进入液相的过程
粘土矿物对铵的固定(只有2:1型矿物)才固定铵
原因:NH4+离子半径:0.148 nm, 2∶1型粘土矿物晶层表面六角形孔穴半径:0.140 nm 一旦NH4+陷入层间的孔穴后,转化为固定态铵 暂时失去有效性 在蛭石多的土壤中,固定态氮可占全氮的3~8% 然而 北方土壤:固铵的粘粒矿物较多,但其土壤中铵极少; 南方土壤:水田的铵态氮较多,而能固定铵的粘土矿物少 因此,铵的粘土矿物固定作用在我国的意义不大。
两种类型:微生物反硝化和化学反硝化 微生物反硝化(土壤中反硝化作用的重要形式) 反应式: NO3- NO2- NO N 2O N2
反应产物的影响因素:嫌气的程度、pH和温度。
渍水条件:其产物几乎为氮气;
嫌气条件不太强以及较低的pH和温度下, N2O的 比例明显增加
(4)铵的吸附(adsorption)与固定(fixation)
Na K Ca
施肥:人为地施入有机或无机肥。
二、土壤养分的有效性
土壤中不是所有的养分形态均能被植物吸收的, 这决定于它们的存在形态,能被植物吸收的养分 称为有效养分(available nutrient) 。
土壤养分的分类(根据养分对植物的有效程度)
速效养分
缓效养分 难效养分
第二节 土壤中的大量元素
⑥ C/N比适当。
(2)硝化作用(nitrification)
定义: 硝化作用是指土壤中的铵或氨在微生物的作用下氧化为 硝酸盐的过程(分两个过程进行)
Ⅰ、亚硝化过程
亚硝化细菌
NH4++O2
NO2- + 4H+
条件:亚硝化细菌(专性自养型微生物) 通气:良好 O2 >5% pH 5.5 - 10 (7-9), < 4.5 受抑制! 水分:50~60% 温度:35℃; < 2℃ STOP!
Ⅱ、硝化过程
硝化细菌
2NO2-+O2
2NO3-
条件:除了需要的微生物种类不一样,其 它的同上一过程
硝化作用的结果:
利:为喜硝植物提供氮素
弊:淋失、发生反硝化作用
(3)反硝化作用(denitrification)
定义: 反硝化作用是指硝酸盐或亚硝酸盐还原为气态氮(分子态氨
和氮氧化物)的过程。
一、土壤中的氮
1、氮的功用
蛋白质的重要组分 (蛋白质中平均含氮16%-18%); 核酸的成分 (核酸中的氮约占植株全氮的10%) 叶绿素的组分元素 (叶绿体含蛋白质45~60%,是光合作用的场所) 许多酶的组分 (酶本身就是蛋白质); 多种维生素、植物激素、生物碱的成分
田 间 水 稻 缺 氮
反硝化过程的产物, 一般存在于土壤空气中
(2)有机态氮包括:
有机态氮通常占土壤全氮量的95%以上。 有机态含氮化合物以 蛋白质, 氨基酸和其它复杂的有机氮化合物形态存在。 根据它们的可溶性和分解的难易程度可分为:
可溶性有机氮
水解行有机氮 非水解性有机氮
4、氮素循环
闪电固氮 -降雨 N2 O NO, N2 NH3 NO3 植物吸收 N2 NO3-/NH4+ 粘土矿物固定 NH3 固定 NH4+ 氨化作用 2:1 粘土 矿物 反硝化 NO3硝化 淋失 NO2R-HN2 氨基化 矿质化 豆科植物
2、氮素的来源和分布
土壤表层的含氮量通常为0.02-0.5%。 地球总氮量的 98%存在于地球深处的岩浆岩中, 远离我们所生活的土 壤-植物-大气-水分环境。 因此, 我们将重点讨论生物圈中2%的氮素循环。
土壤中的大部分氮素来源于生物固氮。
3、氮素的形态
土壤中的氮素以两类形态存在: 无机态氮和有机态氮,大部分的 土壤氮以有机态存在。 (1)无机态氮包括:
-
植物动物残体 共生固氮
非共生固氮 土壤有机质 挥发
N2 O
NO
NO2
图中所描述的氮素循环表明, 土壤中氮素的循环过程有以下 几个方面:
(1)有机氮的矿化作用
定义:指含氮的有机化合物在多种微生物的作用下降解为
铵态氮的过程。(分成两个过程进行)
Ⅰ、水解过程
水解 水解
蛋白质 条件
朊酶
多肽
朊酶
氨基酸、酰胺等
1、判断必需元素的依据 (Arnon and Stout,1939提出三条标准)
如缺少该营养元素,植物就不能完成其生活史
(必要性) 该营养元素的功能不能由其它营养元素所能代替 (不可替代性或专一性) 该营养元素直接参与植物代谢作用。如为植物体 的必需成分或参与酶促反应等。 (直接性)
必需营养元素的种类(16+1)
铵态氮(NH4+): 被胶体吸附着,易被植物吸收。 植物直接吸收的两种
硝态氮(NO3-): 存在于土壤溶液中,易流失。
主要氮素形态,称速效 养分,只占全氮的1-2%
亚硝态氮(NO2-): 亚硝态氮对植物生长有害,但一般土壤中含量极少, 因
很快转化为硝态氮,只有在极端厌氧条件下才会积累。
氧化亚氮 : 氧化氮和氮气:
① 真菌、细菌、放线菌等; ②在通气良好; ③ 温度较高; ④ 水分60~70%; ⑥ C/N比适当 ⑤ pH值适中;
Ⅱ、水解过程
铵化微生物
RCHNH2COOH + O2
酶
RCH2COOH + NH3 + E
条件:
① 真菌、细菌、放线菌等;
② 在通气良好; ④ 水分60~70%; ③ 对低温特别敏感; ⑤ pH值要求在4.8~5.2