A
1400 1200 1000 800 600 400 200 0 N
养分元素
B
元素盈亏量/[kg/(hm2.a)]
200 150 100 50 0 -50 -100 -150 N P K Ca Mg Fe Mn Si 两熟 三熟
P
K
Ca Mg Fe 养分元素
Mn
Si
图6－2 各养分元素在两种施肥条件下的平衡图（A.常规施肥；B.施用有机肥）
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第三部分 土壤生态系统养分循环与土壤生产力
1、稳定库容，提高土壤养分的缓冲容量
无机化肥的优点：能快速增加土壤中速效养分的含量。 缺点：高浓度易溶性养分可能由于固定、汽化、渗漏等因素 造成损失；造成土壤紧实，通透性差。
有机肥的优点：含有作物需要的大部分养分；能稳定库容；提高
土壤养分的缓冲容量；改善土壤结构和透气性（土壤大孔隙增多， 容重变轻，收缩率和破碎系数变小）；养分作用周期长、损失少。
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三、养分平衡状况
土壤生态系统养分平衡状况以输入量与输出量之差表示，即：
Bk=∑Ii- ∑Oj
i=1 j=1 式中，Ii为某输入途径的养分输入量； Oj为某输出途径的养分输出量； m和n分别表示输入、输出途径数； Bk为养分平衡数值。
m
n
☻
9
250
2 元素盈亏量/[kg/(hm .a)]
两熟
三熟
素的生物地球化学过程。
2
生物小循环：指营养元素在土壤—生物体间的循环 过程。 生物地球化学循环：指物质在一定区域内乃至整个
生物圈内的传递和转化过程，即化学元素沿着土壤
圈—水圈—大气圈之间的循环过程。 养分循环：是界于生物小循环与生物地球化学循环 之间的循环过程。
3
二、养分循环的库与流
养分库：土壤生态系统中储存或固定养分的场所。
缺点：养分释放慢，难以很快见效。
因此，必须合理调整有机无机肥的比例结构。
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2、调节输入输出平衡，维持养分循环持续性
基础地力是指在特定区域内特定的土壤本身对作物的供肥能力， 是影响土壤生态系统生产力的基本因素。它受土壤本身属性和地形、 水热状况及其他环境要素、养分库的输入输出平衡的影响。
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3、调节养分比例平衡
养分流：养分库之间营养元素的迁移途径，又称养分通道。
大气库 养 分 库
植被库
土壤库
土壤活动库 生物固定库 土壤固定库 有机无机复合体 固定库
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土壤活动库 根 系 土壤固定库
土壤环境 （地表水、地下 水、大气等）
图6－1 土壤生态系统养分循环中土壤库组成示意图
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土壤生态系统中的养分在三个库和几个通道间循环
第六讲 农田土壤生态系统 养分循环通则
第一部分 土壤生态系统养分循环 第二部分 稻田土壤生态系统中养分循环特点 第三部分 土壤生态系统养分循环与土壤生产力
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第一部分 土壤生态系统养分循环
一、什么是养分循环？
物质循环：土壤生态系统中，以能量传递为驱动力， 物质沿着土壤—生物—大气进行循环传递的过程。 包括营养元素的循环、水循环和与之相关的部分元
最小限制因子定理：指当土壤生态系统中土壤有效养分
含量不能满足植物生长需求而又缺乏有效人为补充时， 作物的生物量、经济产量往往取决于那些处于最少量状态的
营养元素，低于某种生物需要的最小量的任何特定因子是决定 该种生物பைடு நூலகம்存和分布的根本因素。
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4、合理的管理措施
耕作方式通过影响土壤水、热、气环境因素作用于养分循环，
进而影响土壤生态系统生产力，而豆科作物的混、套、间作则通过 增加生物固氮来提高土壤库氮素含量。
在作物肥料运筹上，必须注意：
(1) 适时、适量； (2) 合理调整好基肥、追肥的比例； (3) 营养生长与生殖生长间养分的调节。
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5、土壤生态系统养分循环与生态环境
施入土壤的养分，以产品形式输出的仅仅是一部分，大部 分通过径流、渗漏和气体挥发形式进入地表水和大气，不但造 成养分损失，而且带来诸多环境问题。最典型的两个问题是： (1)农业施肥引起的面源污染加剧了水体的富营养化； (2)温室气体CH4和氮氧化物(N2O)的释放造成了全球变暖。
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二、养分输出
表6－3 作物收获（茎秆和籽粒）从土壤生态系统中带出的养分量（引自：同上） 熟制和施肥 常规施肥 有机肥 熟制 两熟 三熟 两熟 三熟 N 192.0 264.0 163.5 208.5 P 36.3 48.6 35.9 44.3 K 163.5 192.0 159.0 198.0 Ca 55.1 67.8 48.2 59.9 Mg 27.5 37.1 24.3 34.2 Fe 4.4 8.0 3.4 5.8 Mn 6.1 12.5 5.5 11.4 Si 384.0 480.0 366.0 430.5
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（一）不完全的养分平衡状况（如上） 以上养分平衡由于研究目的及研究手段的限制，只考虑
了主要养分流，还有一些重要途径没能得到反映。
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（二）完全的养分平衡状况
1、输入途径（在不完全的养分平衡基础上）还包括：
A、生物固氮
B、大气干湿沉降和灌溉水带入
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2、输出途径（在不完全的养分平衡基础上）还需考虑 三种损失： A、农田排水和地表径流 B、渗漏损失 C、气态损失
1、植物－土壤
土壤 植物：植物养分吸收； 植物 土壤：凋落物、残体、根系分泌物、种子、秧苗。
2、植物－大气
大气 植物：植物固氮及植物对其他来自大气营养物质的吸收； 植物 大气：气态物质挥发，水分蒸腾、植物呼吸。
3、大气－土壤
大气 土壤：微生物固氮、大气干湿沉降； 土壤 大气：土壤中物质挥发及气化。
4、土壤生态系统－环境
表6－2 两种耕作制度及在两种施肥方式下施入土壤生态系统的养分量（引自：同上） 熟制和施肥 常规化肥 有机肥 熟制 两熟 三熟 两熟 三熟 N 412.5 534.0 316.5 384.0 P 102.8 95.9 252.0 309.0 K 64.1 61.4 208.5 264.0 Ca 143.9 137.6 183.0 232.5 Mg 37.5 36.2 116.7 141.9 Fe 24.2 24.3 68.6 93.9 Mn 4.0 3.8 16.7 15.0 Si 448.5 426.0 1390.5 1686.0
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第二部分 稻田土壤生态系统中养分循环特点
一、养分输入
表6－1 种子或秧苗带入系统的养分平均量 （引自：刘元昌，1999） 耕作制度 两熟制 三熟制 N 9.53 29.6 P 1.37 4.74 K 5.93 22.70 Ca 2.16 6.23 Mg 1.28 4.35 Fe 1.68 6.38 Mn 0.24 1.28 Si 14.1 56.1
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面源污染引起蓝藻水华暴发
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全球变暖引起雪山退缩
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