铜
钼 氯
发现和确定时间
早在化学元素发现以前，已知道水是植物必需的营养物质
1800年由senebier和saussure确定为必需元素，空气中的二氧 化碳是植物的主要碳源
1804年由Saussure发现了植物对它的必需性 在1838年由Sprengel等确定为植物的必需元素 1804年由葡萄缺铁黄化而明确了铁是植物有必需元素 1922年由McHargue确定为必需元素 1923年由Warington发现为植物必需元素 1926年Sommer等人发现燕麦灰斑病是由于缺锌所致，并证明 锌是植物所必需的营养元素
第十章农业生态地球化学调查
• 2．生态地球化学
• 生态地球化学是环境地球化学的延伸和拓 展，是一个崭新的前沿领域，也是地球化学发 挥其社会功能的用武之地。它是横跨地质学、 生物学、环境学的一门综合性学科。
• 目前主要研究:
• ①地球物质组成与生物、生物群落之间的 关系，相互馈应机理，如各类地质体中化学元 素组成、迁移、转化对生物生理、生态的影响 及其毒理学效应；
第十章农业生态地球化学调查
自然生态系统 农田生态系统
人工林生态系统
生
人工草地生态系统
态 农业生态系统 牧场生态系统
系
鱼塘生态系统
统
养殖（蜜蜂、蚕）生态系统
微生物（含食用、药用菌）生态系统
人工生态系统
生态系统组成图
第十章农业生态地球化学调查
第十章农业生态地球化学调（查 人工系统）
第十章农业生态地球化学调查
工程建设中，必须充分分析当地利导因子及限制因子 的数量和质量，以选择适宜的物种和模式。
• （6）效益协调统一原理。农业生态系统是一个社 会-经济-自然复合生态系统，是由自然再生产和经济 再生产交织的复合生产过程，具有多种功能与效益。
既有自然的生态效益，又有社会的经济效益。只有生 态与经济效益相互协调，才能发挥系统的整体综合效 益。
元 素
世界土 壤平均 含量
中国土壤 平均含量
在农作物中的作用
B
20×10-6
64×10-6
硼对作物根、茎等器官的生长，幼小分生组织的发育及 作物的开花结果均有重要作用。缺硼既能使作物的糖、 脂肪和蛋白质代谢紊乱，又能使作物细胞器官的结构破 坏导致作物的病态生长，如缺硼能使麦类雄蕊发育不良， 雌蕊子房枯萎；棉花叶脉突出呈木质坏死，棉蕾易脱落； 油菜心叶卷曲，下部叶片枯萎，主根萎缩，顶芽死亡等。
境，通常是指生物种群所占据的基本生活单位；
对于生物个体与其种群来说，生态位是指其生
存所必须的或可被其利用的各种生态因子或关
系的集合。
第十章农业生态地球化学调查
第十章农业生态地球化学调查
• （2）限制因子原理。生物的生长发育离不 开环境，并适应环境的变化。但生态环境中 的生态因子如果达不到或超过生物的适应范 围时，对生物有一定的限制作用。只有当生 物与其居住环境条件高度相适应时，生物才 能最大限度地利用环境方面的优越条件并表 现出最大的增产潜力。
1931年Sommer等从番茄和其它作物上证明了植物对它的必需 性
1939年由Arnon和Stout发现 发现最晚，1954年由Broyer、Cartton、Johnson和stout证明是 高等植物有必需营养元素
第十章农业生态地球化学调查
第十章农业生态地球化学调查
部分化学元素对农作物生长的作用
第十章农业生态地球化学调查
• 农业生态地球化学的基本任务就是： • （1）农作物营养元素或有害元素与农作物生
长的关系及对农作物产量与质量的影响。 • （2）研究成土母质与土壤的地球化学关系，
土壤中元素全量与有效态的联系和转化及营 养需求预测。 • （3）土壤营养元素或有害元素的丰度、空间 分布及赋存状态。 • （4）研究不同地球化学背景的土地利用潜力、 区域土地资源的地球化学区划和土地整治。
• ③进行农业结构第调十章整农业生。态地球化学调查
第一节 农业生态地球化学系统
• 一、生态学、生态地球化学、农业生态地球化 学
• 1.生态学及其基本原理
• 生态是指生物状态，如种群、物种数量、 健康状况等。生态学（Ecology）则是研究生 态与其环境之间关系的科学。其基本原理如下：
• （1）生态位原理。生态位又称生态龛或小生
解，以这种吃与被吃而形成了食物链关系。
• （4）整体效应原理。系统是由相互作用和 相互联系的若干组成部分结合而成的具有特 定功能的整体。其基本的特性就是集合性， 表现在系统各组分间相互联系、依赖、作用、
制约的不可分割的整体。整体的作用和效应 要比各部门之和来得大。
第十章农业生态地球化学调查
第十章农业生态地球化学调查
• ①最小因子定律：即植物的生长取决于数量 最不足的那一种物质。
• ② 耐性定律：某些因子过多影响生物的正常 生长发育和繁殖。
第十章农业生态地球化学调查
第十章农业生态地球化学调查
第十章农业生态地球化学调查
• （3）食物链原理。在自然生态系统中，由 生产者、消费者、分解者所构成的食物链， 从生态学原理看它是一条能量转化链、物质 传递链，也是一条价值增值链。绿色植物被 草食动物所食，草食动物被肉食动物吃掉， 植物和动物残体又可为小动物和低等动物分
• ②金属元素对农作物、人体健康的危害；
• ③生物活动对环境的影响、生态环境恶化 机理及其防治对第策十章。农业生态地球化学调查
• 3．农业生态地球化学 • 农业生态地球化学就是以农业生态系
统为对象，研究地球表层介质中化学元 素及化合物对作物生长发育所产生的影 响和最终效果（生态效应）。 • 如开展名、优、特农产品地球化学特征 调查，进行农业地质环境适宜性及农业 经济区评价与研究，划分农业土壤安全 区、优质区和污染区。
Zn 50×10-6
163×10-6
锌是作物生长不可缺少的元素，它是作物多种酶的组成部分， 也是一些酶的激活剂和抑制剂，而且是氮代谢和蛋白质合成的 核心。缺锌常使氮化物的转化和蛋白质的合成受阻，严重缺锌 的土壤上，作物体内氮化物多聚集在营养器官中，影响籽实形 成，直接影响产量。不同作物缺锌的主要症状为：水稻不长苗， 主脉失绿，植株矮小（或称“僵苗”），严重时死亡；棉花叶 片变厚变脆，易破裂，叶缘卷曲，生长停滞，植株矮小，豆类、 水果（苹果、梨）落花、落果等。锌过量时伤害作物根系，根 的生长受阻，老叶坏死；对大豆毒害，叶子卷曲茎轴枯死等。
• 3．生态农业 • 生态学在农业可持续发展中的应用与
实践，最重要的就是生态农业。 • 简单他说“生态农业”就是“生态合理
的现代化农业”。 • 它是运用生态学、生态经济学原理，系
统工程方法实现高产、优质、高效与可 持续发展的现代化农业生产体系。
第十章农业生态地球化学调查
• 三、农业生态地球化学的核心及基本任务
第十章农业生态地球化学调查
在杭州萧山区圈出1第6十万章农亩业“生态绿地球色化学土调地查 ”。在安吉县 圈出20万亩“绿色土地”。
• 二、农业生态系统
• 1.农业生态系统的概念
• 农业生态系统是指特定空间农业生物与其环境之 间通过互相作用联结成进行能量交换和物质生产的 有机综合体。
• 农业生态系统来自自然生态系统，并经人类改造而 兼有两种属性的生态系统。因而，无论是生物组分 还是环境组分，都与自然生态系统有很多相似的特 征。然而，农业生态系统又是人类对自然生态系统 长期改造和调节控制的产物，又明显区别于一般自 然生态系统。农业生态系统与自然生态系统交错存 在，互相影响，依赖自然生态系统维持其更好的稳 定性。
钼是作物的必须元素。是构成作物体内硝酸还原酶 和氮酶的组成成分，对氮的代谢和果胶酶物质的代 谢有重要影响，适量锰能提高作物对二氧化碳的吸 收，促进碳素的同化。作物缺钼时，叶脉间叶色变 谈、发黄，与缺氮和缺硫的病症相似，但缺钼的叶 片易出现斑点，典型缺钼的症状是花椰菜“鞭尾病” 和柑桔的“黄斑病”。
铜主要参与光合作用和作物的氮代谢，它是质体青的必 要组分。铜还能增强叶绿蛋白的稳定性，减少在黑暗中 的叶绿体的降解。铜参与硝酸还原作用，还可能参与豆 白红蛋白的合成。铜能调节生长氧化酶的活性和增强作 物抗性。作物缺铜时，新叶失绿发黄，叶尖发白并卷曲， 叶第脉十间章农出业现生坏态地死球斑化点学。调查
• “高产、高效、优质”是生态农业发展 之路，是农业地球化学逐渐兴起的根本原因。 农业生态地球化学已经成为地球化学中有发 展前途的新兴分支学科之一。土壤元素是农 业生态地球化学研究的核心。元素丰度、存 在形式和空间分布是地球化学研究的中心内 容，也是农业地球化学研究的关键问题。从 本质上讲，农业生态地球化学就是以营养元 素或对人类有益或有害元素为研究对象，研 究不地质地球化学系统与农作物之间的相 互关系和相互作用。
• （5）生物与环境相互适应、协同进化原理。生物的 生存、繁衍不断从环境中摄取能量、物质和信息。生 物的生长发育依赖于环境并受环境的强烈影响。外界 环境中影响生物生命活动的各种能量、物质和信息因 素称为生态因子。生态因子既有对生物和生命活动所 需的利导因子，也有限制生物生存和生命活动的限制
因子。利导因子促进生物的生长发育，而限制因子则 制约生物生长与生产的发展。因而在当地的生态农业
第十章 农业生态地球化学调查
• 农业地球化学调查﹐是指通过地质﹑农业 ﹑水文等专家的采样﹑分析和数据处理﹐取得 土壤中化学元素和化合物的地球化学资料﹐以 此服务于农业﹑环境和资源调查评价的综合研 究工作。
• 主要研究内容：
• ①进行农业地球化学扫面，搞清土壤中元素的 地理分布；
• ②进行农业（大农业）区划；
第十章农业生态地球化学调查
第二节元素、土壤地球化学与农业
• 一、植物营养元素与有害元素 • 1．营养元素和必需元素
• 所谓植物营养元素，一般需具备以下三个条件：
• （1）植物生长不可或缺的、组成生物机体的、缺 少它不能正常生殖生长的。