【正文】 第七章 土壤養(yǎng)分 教 學(xué) 目 標(biāo) 了解土壤養(yǎng)分的概念及分類 重點(diǎn)學(xué)習(xí)土壤氮、磷、鉀的養(yǎng)分形態(tài)、 轉(zhuǎn)化過(guò)程及調(diào)控。 了解影響土壤養(yǎng)分含量及有效性的各種因素 了解土壤微量元素種類、含量及微肥的作用。 ? 有效養(yǎng)分 － 能夠直接或經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化被植物吸收利用的 土壤養(yǎng)分 ? 速效養(yǎng)分 － 在作物生長(zhǎng)季節(jié)內(nèi) ， 能夠直接 、 迅速為 植物吸收利用的土壤養(yǎng)分 。 ? 無(wú)效養(yǎng)分 － 不能被植物吸收利用的土壤養(yǎng)分 。 ? 土壤養(yǎng)分狀況 － 是指土壤養(yǎng)分的含量、組成、形態(tài) 分布和有效性的高低。 ? 土壤養(yǎng)分 － 指植物所必需的 ， 主要是土壤來(lái)提供的營(yíng)養(yǎng)元素就叫做土壤養(yǎng)分 。 土壤養(yǎng)分是土壤肥力的物質(zhì)基礎(chǔ) ， 是土壤肥力的重要組成因素 。 土壤養(yǎng)分的基本概念 作物所需的營(yíng)養(yǎng)元素的標(biāo)準(zhǔn) 亞農(nóng) （ Arnon） 1954年對(duì)植物 “ 必需 ” 的營(yíng)養(yǎng)元素定了三條標(biāo)準(zhǔn)： （ 1） 如果缺少這種元素 ， 植物就不能生長(zhǎng)或不能完成生命 周期 。 （ 2） 這種元素不能被其他元素所代替 ， 它有自己的營(yíng)養(yǎng)作用 。 （ 3） 這種養(yǎng)料元素在植物的代謝過(guò)程中具有直接的作用 。 農(nóng)作物多數(shù)屬于高等植物 ， 所以其必需的營(yíng)養(yǎng)元素一般有 16個(gè)： C、 O、 H、 N、 K、 P、 S、 Ca、 Mg、 Fe、 B、 Mn、 Cu、Zn、 Mo、 Cl 此外： Na和 Co對(duì)藻類 、 細(xì)菌與高等植物是必需的；鋇 、硅 、 鋁 、 碘與鎵幾種元素只對(duì)少數(shù)幾種植物必需 。 這是路密斯 （ Loomis） 和許爾 （ Shull） 于 1973年首先使用的名稱 。 按習(xí)慣標(biāo)準(zhǔn)： 大量元素： 植物對(duì)這種元素的需要量超過(guò) 1ppm。 前九種屬之 。 前九個(gè)占干體重的絕大多數(shù) ， 即植物吸收的數(shù)量大 ，通常占植物干重千分幾到百分之幾十 。 微量元素： 植物對(duì)這種元素的需要量小于 1ppm。通常其總量小于植物干重的 %。 大量元素和微量元素 土壤養(yǎng)分三要素： 在植物所必需的營(yíng)養(yǎng)元素中 ， C、 H、 O大約占植株干重的 95%。 碳主要來(lái)自與大氣中的二氧化碳 ， 而 H、 O則來(lái)自與土壤中的水分 ， 氧可來(lái)自空氣 。 氮?jiǎng)t除豆科作物外大部分取源于土壤 。 氮磷鉀三要素 ， 簡(jiǎn)稱 土壤養(yǎng)分三要素 。 其所以重要就在于必需經(jīng)常調(diào)節(jié)其供不應(yīng)求的狀況 ， 而不是指它們?cè)谧魑餇I(yíng)養(yǎng)中所起的作用 。 第一節(jié) 土壤氮素 一 、 陸地及土壤生態(tài)系統(tǒng)中的氮循環(huán) 陸地生態(tài)系統(tǒng)中：氮以不同形態(tài)存在與土壤 、 大氣 、生物 、 水圈中 。 循環(huán)過(guò)程： 大氣氮 → 土壤氮 → 植物和水體氮 → 大氣氮 。 氮的整體循環(huán)中有兩個(gè)重要的重疊循環(huán)： 的氣態(tài)氮循環(huán)； 土壤中氮的內(nèi)循環(huán) 。 土壤氮含量 : 耕地 2g/kg，大多數(shù)在 1g/kg， 以有機(jī)氮為主。氮不足，影響產(chǎn)量，氮過(guò)剩，增加成本，污染環(huán)境。 本節(jié)要求掌握的主要內(nèi)容：氮循環(huán)、土壤氮的來(lái)源、形態(tài)、轉(zhuǎn)化等內(nèi)容。 指 氮在動(dòng)植物體、微生物體、土壤有機(jī)質(zhì)、土壤礦物各分室中的轉(zhuǎn)化和遷移，包括有機(jī)氮的礦化和無(wú)機(jī)氮的生物固持作用，粘土對(duì)銨的固定和釋放作用，硝化和反硝化作用、腐殖質(zhì)形成和腐殖質(zhì)穩(wěn)定化作用等。 土壤氮的內(nèi)循環(huán) 二 、 土壤氮的獲得和轉(zhuǎn)化 （ 一 ） 土壤氮的獲得 大氣中分子氮的生物固定 大氣和土壤空氣中的分子態(tài)氮不能被植物直接吸收 、 同化 ， 必須經(jīng)生物固定為有機(jī)氮化合物 ， 直接或間接地進(jìn)入土壤 。 土壤中有固氮作用的微生物可分為三大類 。 即：非共生 （ 自生 ） 固氮菌 、 共生固氮菌 、 聯(lián)合固氮菌 。 自生固氮菌類主要有兩種 ： 一種為好氣性的細(xì)菌 ，Azotobater。 另一種為嫌氣性細(xì)菌 ,Clostridiam， 都需要有機(jī)質(zhì)作為能源 。 另外具有光合作用能力的藍(lán)綠藻也能自生固氮 ， 但固氮能力不高 。 共生固氮菌類： 包括根瘤菌和一些放線菌 、 蘭藻等 ，以和豆科共生為主 ， 固氮能力比自生固氮菌大得多 。 如豆科作物共生的固氮菌 ， 其固氮能力很強(qiáng) 。 可達(dá) 10~20斤 /畝 。 聯(lián)合固氮菌類： 指某些固氮微生物與植物根系有密切關(guān)系 ， 有一定的專一性 ， 但不如共生關(guān)系那樣嚴(yán)格的一類微生物 。 如：固氮螺菌與玉米 、 多粘桿菌與小麥具有較強(qiáng)的親和性 ， 能進(jìn)行聯(lián)合固氮 。 雨水和灌溉水帶入的氮 氣態(tài)氮通過(guò)雷電氮氧化 NO NO及通過(guò)降水溶解進(jìn)入土壤 。根據(jù)估計(jì) ， 每年由大氣降水進(jìn)入土壤的氮有 222kg。 施肥帶入的氮 ① 有機(jī)肥； ② 無(wú)機(jī)化肥；它們是土壤氮肥的主要來(lái)源 。 （二）土壤中氮的轉(zhuǎn)化 土壤全氮量有 95%以上是有機(jī)氮，其余為無(wú)機(jī)氮。有機(jī)氮必須經(jīng)微生物的礦化作用才能轉(zhuǎn)化為 NH4+N，進(jìn)而通過(guò)硝化作用轉(zhuǎn)化為 NO3N。 有機(jī)氮的礦化 有機(jī)氮可分為： 水溶性、水解性和非水解 性三類，其礦化過(guò)程主要分兩個(gè)階段： 第一階段為 氨基化階段 。復(fù)雜的含氮化合物（如蛋白蛋、核酸、氨基糖及其多聚體等）經(jīng)過(guò)微生物酶的系列作用下，逐級(jí)分解而形成簡(jiǎn)單的氨基化合物的過(guò)程，稱之為 氨基化作用?？捎孟率奖硎荆? 蛋白質(zhì) → RCHNH2COOH(或 RNH2)+CO2+中間產(chǎn)物 +能量 氨基化作用形成的各種簡(jiǎn)單氨基化合物 ， 在微生物作用下 , 可進(jìn)一步再分解成氨 （ 稱為 氨化作用 ） ,氨化作用可在不同條件下進(jìn)行： （ 1） 在充分通氣條件下 : RCHNH2COOH + O2→RCOOH + NH3 +CO2 + 能量 （ 2） 在嫌氣條件下 : RCHNH2COOH +2H→RCH 2COOH + NH3 + 能量 或 RCHNH2COOH + 2H → RCH3 +CO2 +NH3 + 能量 （ 3） 一般水解作用 : RCHNH2COOH + H2O → RCH 2OH + NH3 +CO3 + 能量 或 RCHNH2COOH + H2O → RCHOHCOOH + NH 3 + 能量 （兩個(gè)反應(yīng)都是酶促反應(yīng)） 水解過(guò)程 水解 水解 蛋白質(zhì) 多肽 氨基酸 、 酰胺等 朊酶 肽酶 條件： ① 好氣或嫌氣； ② 真菌 、 細(xì)菌 、 放線菌等； ③ 在通氣良好； ④ 溫度較高； ⑤ 水分 60~70%； ⑥ pH值適中； ⑦ C/N比適當(dāng)?shù)臈l件下 ， 礦化作用最強(qiáng)烈 ， 最徹底 。 銨的硝化 有機(jī)氮礦化釋放的氨在土壤中轉(zhuǎn)化為銨 (NH4+)離子 ， 可進(jìn)一步被土壤膠體吸附 ， 或被植物吸收 。 或通過(guò)微生物作用氧化成亞硝酸鹽和硝酸鹽 。 銨態(tài)氮在亞硝化微生物的作用下 ，轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮的作用稱之為硝化作用 。 （ 1） 亞硝化作用 亞硝化微生物 2HN+4 + 3O2 —————— ? 2NO2 + 2H2O + 4H+ + 158千卡 以 (