第十二章 土壤养分循环

土壤学

第十二章土壤养分循环

土壤养分循环 土壤养分循环

是“土壤圈”物质循环的重要组成部分，也 土壤圈”物质循环的重要组成部分， 是陆地生态系统中维持生物生命周期的必要 条件。 条件。 大量营养元素： 、 、 、 、 、 中量营养元素 中量营养元素) 大量营养元素：N、P、K、Ca、Mg、S(中量营养元素 微量营养元素： 、 微量营养元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo、Cl 、 、 、 、 、 生物从土壤吸收无机养分——生物残体归还土壤形成有 生物残体归还 生物从土壤吸收无机养分 吸收无机养分 生物残体归还土壤形成有 机质——土壤微生物分解有机质释放无机养分 土壤微生物分解有机质释放无机养分——养分 机质 土壤微生物分解有机质释放无机养分 养分 再次被生物吸收。 次被生物吸收。 吸收

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第一节氮素

土壤氮素循环

一、陆地及土壤生态系统中的氮循环

重要生命元素，在农业生产中为“肥料三要素”之 重要生命元素，在农业生产中为“肥料三要素” 首。

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二、土壤氮的获取、形态和转化 土壤氮的获取、(一)土壤氮素含量及影响因素 1、土壤氮素含量 、 耕作土壤：耕作层 耕作土壤：耕作层(0.05%-0.5%) - 心土层、底土层 心土层、底土层(0.02%) 草地、林地： 草地、林地：0.5%-0.6%。 - 。 2、影响土壤氮素含量的因素 、 (1) 有机质含量 氮素主要存在于有机质中，二者呈平行正相关关系。 氮素主要存在于有机质中，二者呈平行正相关关系。 (2)植被 归还氮素、固定氮素 植被: 归还氮素、 植被

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(3)气候 ) 主要是水、 主要是水、热条件引起有机质的分解与合成 (4)质地 ) 质地愈粘重、 质地愈粘重、有机质含量愈高 (5)地势 ) 主要是引起水热条件变化 (二)土壤氮素的获取 1、生物固氮(自生和共生固氮菌完成 、生物固氮 自生和共生固氮菌完成 自生和共生固氮菌完成) 2、雨水和灌溉水带入氮 、雨水和灌溉水带入氮 3、施肥(有机肥和化学肥) 、施肥(有机肥和化学肥)

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(三)土壤氮的形态及其有效性 1、土壤全氮 、 其中95%以上为有机态氮，无机态氮一般不超过 以上为有机态氮，无机态氮一般不超过 其中 以上为有机态氮 5%。土壤的全氮和有机质含量之间存在高度正相 。土壤的全氮和有机质含量之间存在高度正相 关系。 关关系。 耕地土壤的全氮量一般低于自然土壤， 耕地土壤的全氮量一般低于自然土壤，其中水田土 低于自然土壤 壤的全氮量又低于旱地土壤。 低于旱地土壤 壤的全氮量又低于旱地土壤。

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据四川第二次土壤普查资料: 据四川第二次土壤普查资料:四川耕地土壤全氮分级面积统计 土壤面 积构成 (%) )

水田土壤 旱地土壤 土 壤 全 氮 分 级 (N,g/kg) , ) 高 (>1.5) > 中等 (1.5~1.0) ~ 较低 (1.0~0.75) ~ 低 (≤0.75)

17.8 14.9

58.4 22.7

20.9 28.2

2.9 34.2

全省水田土壤全氮分级面积是高、低两头小，中等大； 全省水田土壤全氮分级面积是高、低两头小，中等大； 旱地土壤则以低等和较低为主( 62.4%)。 旱地土壤则以低等和较低为主(占62.4%)。

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2、无机态氮 、包括NH4+-N、NO3--N、 NO2--N。旱地土壤无机氮一 包括 、 、 。 般以NO3- - N较多，淹水土壤则以 较多， 占优势。 般以 较多 淹水土壤则以NH4-N占优势。 占优势

3、有机态氮 、包括水溶性氮、水解性氮、非水解性氮。 包括水溶性氮、水解性氮、非水解性氮。大部分是腐殖物 水溶性氮 它们需经微生物分解矿化成无机氮后才能为植物吸收利用。 经微生物分解矿化成无机氮后才能为植物吸收利用 质。它们需经微生物分解矿化成无机氮后才能为植物吸收利用。

土壤氮的形态及其有效性无机氮( 无机氮(NO3-、NH4+) 土 壤 全 氮 (N) )

<5% <5% 50~70% ~ 30~50% ~

有 机 氮

水溶性有机氮 水解性有机氮 难矿化有机氮

速效氮

缓效氮

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(四)土壤中氮的转化 1、有机氮的矿化——氨化过程 、有机氮的矿化 氨化过程 氨基化——复杂的含氮有机化合物 降解 为简单的氨 复杂的含氮有机化合物降解 氨基化 复杂的含氮有机化合物 降解为简单的氨 基化合物。 基化合物。 氨化——简单的氨基化合物分解成氨(NH3/NH4+) 简单的氨基化合物分解成氨( 氨化 简单的氨基化合物分解成氨 2、铵的硝化：NH4+→NO3-分两步 、铵的硝化：亚硝酸微生物

2NH4++3O2 2NO2-+ O2 3、无机态氮的生物固定 、

2NO2-+2H2O+4H+硝酸微生物

2NO3 -

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4、铵离子的矿物固定 离子半径为0.148nm 0.148nm, 2∶1型粘土矿物晶层 NH4+离子半径为0.148nm,与2∶1型粘土矿物晶层 表面六角形孔穴半径0.140nm接近，陷入层间的孔穴后 0.140nm接近 表面六角形孔穴半径0.140nm接近，陷入层间的孔穴后 转化为固定态铵 为固定态铵。 ,转化为固定态铵。

三、土壤氮的损失1、淋洗损失(NO3-的淋失) 、淋洗损失( 的淋失) NH4+、NO3-易溶于水，带负电荷的土壤胶体表面 易溶于水， 正吸附，而保持于土壤中； 对NH4+为正吸附，而保持于土壤中；对NO3-为负吸 附(排斥作用),易被淋失。 排斥作用),易被淋失。 ),易被淋失

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2、反硝化作用，又称生物脱氮作用 、反硝化作用， 缺氧条件下 条 …… 此处隐藏：2235字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……