土壤养分循环

第十章土壤养分循环

土壤养分循环：是指在生物参与下，营养元素从土壤到生物，再从生物回到土壤的循环过程，是一个复杂的生物地球化学过程。土壤元素通常可以反复的再循环和利用,典型的再循环过程包括：

（1）生物从土壤中吸收养分

（2）生物的残体归还土壤

（3）在土壤微生物的作用下，分解生物残体，释放养分

（4）养分再次被生物吸收

一、土壤氮素循环

（一）氮素循环由两个重叠循环构成，一是大气层的气态氮循环，几乎所有的气态氮对大多数植物无效，只有若干种微生物或少数与微生物共生的植物可以固定大气中的有效氮。另一个是土壤氮的循环，即在土壤植物系统中，氮在动植物体、微生物体、土壤有机质、土壤矿物质各分室中的转化和迁移，包括有机氮的矿化和无机氮的生物固持作用、粘土对氨的固定和释放作用、硝化和反硝化作用、腐殖质形成和腐殖质稳定化作用。

（二）土壤的氮的获得（来源）

1土壤氮的获得（来源）

（1）土壤母质中的矿质元素

（2）大气中分子氮的生物固定

大气和土壤空气中的分子态氮不能被植物直接吸收、同化，必须经生物固定为

有机氮化合物，直接或间接地进入土壤。

（3）雨水和灌溉水带入的氮

灌溉水带入土壤的氮主要是硝态氮形态，其数量因地区、季节和降雨量而异。

大气层发生自然雷电现象，可使氮氧化成NO2及NO等氮氧化物。

（4）施用有机肥和化学肥料

2土壤N存在形态

土壤无机态氮主要是铵态氮和硝态氮，是植物能直接吸收利用的有效态氮。有机态氮是土壤氮的主要存在形态，一般占土壤全量氮的95%以上，按其溶解度的大小及水解的难易分为水溶性有机氮、水解性有机氮和非水解性有机氮三类。

土壤溶液中的铵、交换性铵和硝态氮因能直接被植物根系所吸收，常总被称为速效态氮。

3土壤中氮的转化

（1）有机态氮的矿化过程

含氮的有机化合物，在多种微生物的作用下降解为简单的铵态氮的过程

矿化过程：

第一阶段：把复杂的含氮化合物的含氮化合物，如蛋白质、核酸、氨基糖及其多聚体等，经过微生物酶的系列作用下，逐级分解而形成简单的氨基化合物，称之为氨基化阶段。

然后在微生物作用下，各种简单的氨化物分解成氨，称为氨化作用，氨化作用可在不同条件下进行。

（2）硝化过程

有机氮矿化释放氨（氨、胺、酰胺）在土壤中转化为铵离子，铵离子通过微生物作

用氧化成亚硝酸盐和硝酸盐，再把亚硝态氮转化为硝态氮的作用称为硝化作用。（3）无机态氮生物的固定

矿化作用生产的铵态氮、硝态氮和某些简单的氨基态氮，通过微生物和植物的吸收同化，成为生物有机体组成部分，称为无机氮的生物固定。

（4）铵离子的矿物固定

指的是离子直径大小与2：1型粘粒矿物晶架表面孔穴大小接近的铵离子，陷入晶架表面的孔穴内，暂时失去了它的生物有效性，转变为固定态铵过程。

4土壤氮的损失

（1）淋洗损失

铵（NH4+）和硝酸盐（NO3-）在水中溶度很大，易被淋洗，随着渗漏水的增加，硝酸盐的淋失增大。土壤氮还可以随地表径流进入河流、湖泊等水体中，由地表水径流带走的氮除硝酸盐外，还有土壤粘粒表面的铵离子和部分的有机氮。通过淋洗或径流进入地下水或河、湖的氮，能引起水体富营养化。

（2）气体损失

土壤氮可通过两个机制形成气体氮逸出进入大气，它们是反硝化作用和氨挥发。

（1）反硝化作用：在嫌氧条件下，硝酸盐在反硝化微生物作用下，还原为N2、N2O或NO的过程称为反硝化作用。

（2）氨挥发：氨挥发易发生在石灰性土壤上，特别表施铵态氮和尿素等化学氮肥时。

（3）土壤中的含氮化合物还可能通过纯化学反应形成气态氮而损失。

5土壤氮的调控

土壤氮素调控是指人为活动的调节管理，即通过科学合理施肥、耕作、灌溉等措施，发挥土壤氮素的潜在作物营养功能，以满足作物高产量、高效益和优良品质的需要。

矿质氮素的纯矿化量：有机氮的矿化量与矿质氮固定量之差。

（1）C/N比

有机营养型微生物在分解有机质使之矿化过程中，需要以有机质中所含的碳作为能源，并利用碳源作为细胞体的构成物质，同时在营养上还需氮的供应，以保持细胞体构成中C/N比例的平衡。氮的来源除由有机质供应外，还可吸取利用土壤中的铵态或硝态氮，以补其不足。如果有机质本身所含C/N比值超过某一定数值，微生物在有机质矿化过程中就会产生氮素营养不足的现象，其结果使土壤原有矿质态有效氮也被微生物吸收而被同化，这样植物不仅不能从有机质矿化过程中获得有效氮的供应，而相反地会使土壤中原来所含的有效氮也暂时失去了植物的有效性，结果产生了土壤有效氮素的所谓微生物同化固定现象。另一方面，如果有机质C/N比值小于某一值，则情况就恰恰相反，这是矿化作用结果产生的纯矿化氮较高，除满足微生物自身在营养上的同化需要外，还可提供给植物吸收利用。在实施秸秆还田时，应同时注意速效氮肥的补充。

（2）施肥的影响

施肥促进土壤有机质的矿化作用表现在：一是施用新鲜的有机物质如秸秆、绿肥等，能激发土壤原来有机质的分解，这称为激发效应。加入新鲜有机能源物质，引发了原来腐殖质的分解，增强了它的矿化作用。二是施用矿质氮肥也能促使原来土壤有机氮的分解、释放，也称为激发效应。

（3）淹水、灌溉的影响

在水田剖面的不同层次上，氮素的形态不同；在水田中无机氮素以铵态氮为主；反

硝化作用明显。

二、土壤磷和硫的循环

（一）土壤磷的形态和数量

（1）无机磷化合物：土壤中无机磷种类较多，成分较复杂，大致可分为：水溶态、吸附态和矿物态。水溶态磷除解离或络合的磷酸盐外，还有部分

聚合态磷酸盐以及某些有机磷化合物。吸附态磷指的是那些通过各种作

用力被土壤固相表面吸附的磷酸根或磷酸阴离子。石灰性土壤中主要是

磷酸钙盐，酸性土壤以磷酸铁和磷酸铝盐为主。

（2）有机磷化合物

土壤有机磷的变幅很大，可占表土全磷的20%-80%。

（二）土壤磷循环与转化

1土壤磷的循环

磷与土壤矿物质紧密结合，除了随土壤侵蚀通过地表径流流失损失外，土壤中

磷的淋失损失几乎可以忽略不记。磷循环主要在土壤、植物和微生物中进行，

其过程为植物吸收土壤有效态磷，动植物残体磷返回土壤再循环；土壤有机磷

（生物残体中磷）矿化；土壤固结态磷的微生物转化；土壤粘粒和铁铝氧化物

对无机磷的吸附解吸，溶解沉淀。

2土壤磷的转化

土壤磷的转化包括一系列复杂的化学和生物化学反应过程，归纳起来主要是沉

淀和溶解反应，吸附和解吸反应，以及有机磷的矿化和无机磷的生物固定。

（1）成土过程中磷的转化

自然成土过程中随着成土时间的推移，矿物风化释放磷被新生矿物吸附、

固定，使土壤钙结合态磷逐渐降低，铁、铝磷酸盐逐渐增加。随着成土

过程的发展、分化程度高的砖红壤铁磷含量最高，其次为铝磷、钙磷的

含量较少。风化程度居中的黄棕壤，无机磷组成属于过度类型。同时在

这转化过程中，有机磷随腐殖质的增加而积聚，成为土壤中磷的重要成

分。

（2）施入耕地土壤中可溶性磷酸盐的转化

可溶性化学磷肥（磷酸二氢钙）施入土壤后，很快转变为不溶性或缓效

磷，称为固磷作用。磷肥在土壤中的生物利用率低。这是因为施如土壤

的可溶性磷与铁、铝氧化物和水化氧化物，层状硅铝酸盐、碳酸钙以及

钙、铁、铝等发生沉淀反应和吸附反应。在石灰性土壤中，通过一系列

的沉淀反应最后称为羟基磷灰石或氟磷灰石。在酸性土壤中最后则称为

磷酸铁、铝。

3土壤磷的调节

（1）活性磷和磷的固定

只有那些不溶性磷化合物和保持在粘粒或有机质中的固持态磷才称为固定态的磷，

又称为非活性磷。土壤中可被植物吸收利用的磷组分称为土壤的有效磷。

（2）提高土壤磷的有效性的途径

（1）调节土壤酸碱度：Ph6.5-6.8之间为宜，可减少磷的固定作用，提高土壤磷的有效性。

（2）增加土壤有机质

a有机阴离子与磷酸根竞争固相表面专性吸附点为，从而减少了土壤对磷的

吸附

b有机物分解产生的有机酸和其它螯合剂的作用，将部分固定态磷释放为可

溶态

c腐殖质可在铁、铝氧化物等胶体表面形成保护膜，减少对磷酸根的吸附

d有机质分解产生CO2,溶于水形成H2CO3,增加钙、镁、磷酸盐的溶解度（3）创造土壤淹水环境：a酸性土壤pH上升促使铁、铝形成氢氧化物沉淀，减少它们对磷的固定；碱性土壤pH有所下降，能增加磷酸钙的溶解度；反之，

若淹水土壤落干，则导致土壤磷的有效性下降。

b土壤氧化电位下降，高价铁还原成低价铁，磷酸低铁的溶解度较高，增加

了磷的有效度

c包被于磷酸表面铁质胶膜还原，提高了闭蓄态磷的有效度。

（三）土壤硫的含量和形态

土壤中的硫可分为无机态硫和有机态硫两类。无机态硫包括：

（1）难溶态硫：黄铁矿、闪锌矿、石膏

（2）水溶性硫：主要为SO42-及游离的硫化物等

（3）吸附态硫：土壤矿物胶体吸附的SO42-，与溶液SO42-保持着平衡，吸附态硫容易被其他阴离子交换。

有机硫：主要存在与动植物残体和腐殖质中，以及一些微生物分解形成的较简

单的有机化合物中。

（四）土壤硫的循环及转化

1土壤硫的输入主要途径有：

（1）大气无机硫的沉降

（2）含硫矿物质和生物有机质

矿物质肥包括过磷酸钙、硫酸铵、硫酸钾、硫酸镁、石膏。含硫的生物

有机质包括各种动植物残体，经过矿化作用释放出无机硫。

2土壤硫的输出：主要是植物吸收和土壤淋洗，土壤在还原条件下形成的硫化

氢易挥发损失。

3土壤S的转化

（1）有机硫的矿化和固定

有机硫的矿化和固定是一个可逆反应，受土壤pH、湿度、温度、通气

状况等多重因素的影响。有机质的C/S<300-400,则有利于有机硫的矿化，

而C/S>300-400,则有可能产生生物固硫。

（2）矿物质的吸附和解吸

在富含铁、铝氧化物和水化氧化物、水铝英石及1：1型粘粒矿物为主

的土壤，硫酸根有可能被带正电荷的土壤胶体所吸附，但容易被其他阴

离子交换。

（3）硫化物和元素硫的氧化

土壤Eh和pH值是影响硫化物氧化的重要因素。排水不良还原性强的土

壤，以及酸度高度土壤，均不利于硫的生物氧化反应进行。但硫化物或

元素硫的氧化结果都产生H2SO4，从而导致土壤酸化。

三、土壤中钾钙镁

土壤钾按化学组成可分为矿物钾、非交换性钾、交换性钾和水溶性钾。按植物营养有效性可分为无效钾、缓效性钾和速效钾。

1矿物钾：土壤中含钾原生矿物和含钾次生矿物的总称。在植物营养上不能为植物吸收

利用，属无效钾。

2非交换性钾：是指存在于膨胀性层状硅酸盐矿物层间和颗粒边缘上的一部分钾。是评价土壤供钾潜力的一个重要指标。

3交换性钾：指吸附在负电荷胶体表面的钾离子。

4水溶性钾（溶液钾）：水溶性钾是以离子形态存在于土壤溶液中的钾，能被植物直接吸收利用。

（二）土壤钾的转化及其调节

1土壤中各种形态钾的转化

（1）矿物钾与其它形态钾的平衡

含钾原生矿物通过风化作用转变为非交换钾、交换钾，或释放出钾离子。在地球陆地表面热力学条件下，含钾矿物的风化作用是一个相当缓慢的过程，通过风化作用直接转化成速效钾（交换性钾+水溶性钾）的贡献是微不足道的。

（2）交换性钾与水溶性钾的平衡

土壤水溶性钾和交换钾在植物营养上统称速效钾。溶液钾与交换性钾处于动态平衡，溶液中钾离子与其它交换性阳离子的比值降低时，部分交换性钾便立即转入土壤溶液中，此平衡可瞬时内完成。

（3）非交换钾与速效钾的平衡

土壤非交换钾，在植物营养上又称为缓效性钾。非交换钾虽很难被植物直接吸收利用，但非交换钾与交换性钾处于平衡之中，当土壤中速效钾被植物吸收利用后，缓效钾可以缓慢地释放补充速效性钾。反过来，当土壤速效钾含量较高、钾离子饱和度较大时，受2：1型层状硅酸盐矿物晶格底面的电荷引力作用，钾离子陷入六角形网眼中，使速效钾转化为缓效性钾，把钾闭蓄起来。

2土壤钾的固定及其影响因子

土壤钾的固定作用主要是交换性钾转变成非交换性钾的过程。在土壤条件变化时，如干湿胶体、冻融交替、灼烧等，被土壤吸附在晶层表面的代换性钾就会掉进晶穴里，当晶层间距变小，钾离子便被封闭在里面。影响土壤钾固定的因素主要有：

（1）粘粒矿物的类型

（2）土壤质地

（3）土壤水分条件

（4）土壤酸碱度等

3土壤钾的释放及影响因素

土壤钾的释放是指土壤中非交换性钾转变为交换性钾和水溶性钾的过程。它关系到土壤中速效钾的供应和补给问题。释放过程首先是由自然因素引起的，但也可用人为措施来调节。（1）释放过程主要是非交换性钾（缓效性钾）转变为交换性钾（速效性钾）的过程（2）只有当土壤交换性钾减少时，非交换性钾才释放为交换性钾，释放量随交换性钾含量下降而增加。

（3）各种土壤的释钾能力不同，主要决定与土壤中非交换性钾的含量水平。

（4）干燥、灼烧和冰冻对土壤中钾的释放有显著影响。

（三）土壤中的钙和镁

我国华北和西北地区土壤因含钙、镁的碳酸盐和硫酸盐丰富，土壤溶液中的钙、镁离子已足够植物生长的需要。华南的酸性土壤则不含碳酸钙、镁，也不含石膏，土壤有效态钙、镁就要依靠含钙、镁的铝硅酸盐矿物的风化来提供，它们所提供的钙、镁离子量比前一种情况少了许多。再加上南方多雨，土壤的阳离子交换量低，风化溶解出来的少量钙、镁离子，将大部分被雨水淋失。所以，对酸性较强的土壤如不适施用石灰或钙、镁矿质肥料，就可能缺钙、

镁。

四、土壤中微量元素循环

1土壤中微量元素主要来自岩石和矿物，还来自大气，耕地土壤施肥是一个重要来源。

此外，大量或中量元素肥料中也含相当数量的微量元素，施用石灰、有机肥、粪肥等都会带相当数量微量元素进入土壤。

微量元素的输出主要由植物吸收和收获物带走，淋洗和侵蚀导致它的损失。

2微量元素转化

成土过程，土壤母质中的微量元素经历一系列的化学和生物化学反应，使其形态和含量发生转化、移动和再分配，构成了土壤微量元素循环。

3土壤中微量元素的形态

水溶态，交换态，专性吸附态，有机态，铁、锰氧化物包被态，矿物态

4土壤中微量元素有效性及其影响因素

土壤中微量元素供给不足有两种情况，一是微量元素全量低；二是总量高，但有效量低。

影响微量元素有效性的因素很多，环境条件如酸碱度、氧化还原电位、质地、有机质含量和微生物活动等。

五、土壤养分平衡及有效性

1土壤养分的动态平衡

（1）土壤溶液与固相土壤胶体表面吸附的离子或分子、土壤有机质及生物有机体，以及土壤空气间相互影响，相互依存，土壤养分始终处在动态的平衡中。

（2）土壤溶液中的养分元素与土壤固相矿物处于平衡状态。土壤矿物经风化、分解、释放的养分元素进入土壤溶液，如果与某种矿物有关的养分浓度变成过饱和时，

那么该矿物就会沉淀，直到保持平衡。否则该矿物就会溶解，知道保持平衡。

（3）土壤溶液中养分元素与土壤胶体表面也保持着平衡。溶液中的养分元素与土壤胶体的相互作用对于养分保持和利用有特殊重要性，土壤胶体表面有吸附、吸

持、吸收、解释、交换等不同反应机理，由于吸附机理很复杂，吸附态养分的

有效性也有较大的差别。

（4）土壤溶液的养分元素与有机质、微生物体之间保持着平衡。有机态养分的矿化和矿化产物的生物同化固定为可逆过程。但矿化与固定两个过程的程度一般是

不等的，当矿化大于固定时土壤有效养分高，反之，土壤的有效养分低。

（5）土壤气体也趋向于同土壤溶液保持平衡

（6）土壤溶液中养分元素与植物生长也趋向保持某种平衡关系。在作物生产中，植物从土壤溶液中吸取矿质营养，养分元素随着农产品源源不断的从土壤中输出，

这就需要对土壤溶液补给“缺乏”的元素，以维持它们之间的某种平衡。

2土壤中养分向植物根的移动

（1）截获

由于根系的发育，穿透土壤伸展至土壤粘粒表面，根系与粘粒表面吸附的离子

接触交换称截流，它是通过接触交换而不经土壤溶液移动直接吸收养分离子。

（2）质流

由植物蒸腾作用引起水分及有效养分向根表的移动称之为质流。质流引起的移

动对于非吸附态离子是非常重要的。

（3）扩散

通过土壤水溶质运动，养分从高浓度向低浓度区域的移动。

3养分位：是把养分的有效性和化学位联系起来，即用化学位来衡量养分的有效度。

第七章 土壤与植物氮素养分及化学氮肥 2

第七章土壤与植物氮素营养及化学氮肥 第一节土壤氮素营养 一、土壤中氮素的来源及其含量 （一）来源 1. 施入土壤中的化学氮肥和有机肥料 2. 动植物残体的归还 3. 生物固氮 4. 雷电降雨带来的NH4＋－N和NO3－－N (二)、土壤氮素的含量 1 土壤氮素的含量 1：不同作物种类含量不同：豆科》禾本科 2：同一作物不同器官含量不同：叶》籽粒》茎 3：同一作物不同发育时期含量不同 4：土壤供氮水平 北增加 西 东增加 增加 (三 )、土壤中氮的形态 （ 1）土壤无机态氮 交换性NH 4+、溶液中 NH 4+和NO3-最易被植物吸收，土壤无机氮还包括NO2-, （2）土壤有机态氮 已分离鉴定出的含氮化合物单体有氨基酸、嘌呤、嘧啶以及微量存在的叶绿素及维生素等。 (四)、土壤中氮的转化 2 、NO、N2O 生物固定 硝态氮 生物固定硝酸还原作用 或固定态铵 （一）有机态氮的矿化作用（氨化作用）与生物固持作用 1：矿化作用：在微生物作用下，土壤中的含氮有机质分解生成氨的过程。 过程： 异养微生物 解蛋白作用 氨化作用 氨化微生物 －N＋有机酸 2：无机态氮的生物固定 以 解 决 吊 顶 层 配 资 料 试 卷 要 求 ， 卷 配 置 技 术 是 指

（1）：定义：土壤中铵态氮和硝态氮被微生物同化为其躯体组成成分而被暂时固定的现象（2）：结果：减缓氮的供应 （3）土壤铵粘土矿物对NH4＋的固定 1;定义 2：晶格固定 （四）硝化作用 1：定义：通气良好条件下，土壤中的NH4＋或NH3在微生物的作用下氧化成硝酸盐的现象 2：影响硝化作用的因素: 土壤通气:，土壤反应，温度， （五）反硝化作用 1. 生物反硝化作用 (1)定义：嫌气条件下，土壤中的硝态氮在反硝化细菌作用下还原为气态氮从土壤中逸失的现象 2. 化学反硝化作用 （六）氨的挥发损失 1. 定义：在中性或碱性条件下，发生在土壤液相中的一种化学平衡，土壤中的NH4＋转化为NH3而挥发的过程 (七)硝酸盐的淋洗损失 第二节作物的氮素营养 一、作物体内氮的含量和分布 影响因素： 植物种类：豆科植物>非豆科植物 品种：高产品种>低产品种 器官：种子>叶>根> 组织：幼嫩组织>成熟组织>衰老组织，生长点>非生长点 生长时期：苗期>旺长期>成熟期>衰老期，营养生长期>生殖生长期 2. 分布： 幼嫩组织>成熟组织>衰老组织， 生长点>非生长点 二、植物体内含氮化合物的种类（氮的生理功能） 1. 氮是蛋白质的重要成分（蛋白质含氮16～18％）－－生命物质 2. 氮是核酸的成分（核酸中的氮约占植株全氮的10％）－－合成蛋白质和决定生物遗传性的物质基础 3. 氮是酶的成分－－生物催化剂 4.氮是叶绿素的成分（叶绿体含蛋白质45～60％）－－光合作用的场所 5. 氮是多种维生素的成分（如维生素B1、B2、B6等）－－辅酶的成分 6. 氮是一些植物激素的成分（如IAA、CK）－－生理活性物质 7. 氮也是生物碱的组分（如烟碱、茶碱、可可碱、咖啡碱、胆碱－－卵磷脂－－生物膜） 氮素通常被称为生命元素 第三节氮肥的种类、性质和施用 一、铵（氨）态氮肥 养分标明量为铵盐（氨）形态氮的单质氮肥称为铵（氨）态氮肥。

土壤取样方法

土壤取样的方法 如何正确判断整个区域的养分充裕状况呢，这需要做正确的取土样进行检测分析，采用统计学方法分析样本测试值的统计量，从而估计整个区域的养分状况。所以这个时候实地取出来的土样非常重要，如何采集的土样是比较具有代表性的呢，是能直接放映和代表整个区域的呢？取土的时候就需要注意一些事项： 1、选择取土区域： 选择样区时首先须考虑样区在整个区域中的典型性和代表性。区域生态系统包括地理景观等时空格局及各要素之间的相互作用过程，在以土壤养分循环为研究目的选择样区时，应以生态学和地理学的区域划分理论为基础，所确定的样区要能代表研究区域的完整地貌单元和生态群落结构.另外，人类活动也是影响区域生态系统中土壤养分循环过程的重要因子，选择样区时还须同时考虑社会经济因素的代表性.从气候特征、地形地貌、生态系统类型、社会经济因素等多个层面选择具有代表性的样区,是由样区研究结果向区域推断的首要条件。2、保证取土样的随机性： 在大尺度上,区域土壤养分受地带性规律和时间性节律的支配,但在小尺度上,由于受土壤母质及耕作施肥非均匀性的影响,它们却表现为/随机分布0的特点.从理论上讲,区域中的样区、样区中的采样单元、采样单元中的样点数都是越密越接近真实值,但在实践中却不可能做到.利用统计学原理的随机性原则,可以用样点来反映其代表的采样单元,以采样单元来反映代表的样区,以样区来反映代表的区域.在选定的样区内按统计学要求设置适当数目的采样单元,根据每个样点都有相同概率的原则进行随机采样. 3、保证取土样的重现性 重现性是指在已定的样区内多次重复采样,结果都能获得相同的规律性.要保证研究区域结果重现性,必须统一区域内各样区的采样标准和方法,并有足够密度的样点,尽可能消除采样方法引起的人为误差.为便于样区内重复采样与样品化验结果的正确分析,在整个采样过程中,有必要对各采样单元的地理位置、土地利用方式、农艺管理措施等实地情况进行详尽的记载,尽可能全面地考虑区域生态系统中影响土壤养分循环的因素. 4、保证取土样的时间统一 由于农业生态系统中的土壤和植物养分含量、植物生物量都存在季节性变化，各样区采样时间不一致易导致样区间结果缺乏可比性，也无法保证样区内土壤养分特征及循环规律与整个研究区域接近。保证各个样区采样时间的相对统一，是样区研究结果拓展到整个区域的关键之一。 土壤养分的状况对植物生长有着直接的关系，测土施肥方案的实施，也充分体现了土壤养分检测的重要性。目前德国STEPS有一款土壤养分速测仪，检测方便快捷，准确度高，是一个值得信赖的产品。 .

土壤养分循环

第十章土壤养分循环 土壤养分循环：是指在生物参与下，营养元素从土壤到生物，再从生物回到土壤的循环过程，是一个复杂的生物地球化学过程。土壤元素通常可以反复的再循环和利用,典型的再循环过程包括： （1）生物从土壤中吸收养分 （2）生物的残体归还土壤 （3）在土壤微生物的作用下，分解生物残体，释放养分 （4）养分再次被生物吸收 一、土壤氮素循环 （一）氮素循环由两个重叠循环构成，一是大气层的气态氮循环，几乎所有的气态氮对大多数植物无效，只有若干种微生物或少数与微生物共生的植物可以固定大气中的有效氮。另一个是土壤氮的循环，即在土壤植物系统中，氮在动植物体、微生物体、土壤有机质、土壤矿物质各分室中的转化和迁移，包括有机氮的矿化和无机氮的生物固持作用、粘土对氨的固定和释放作用、硝化和反硝化作用、腐殖质形成和腐殖质稳定化作用。 （二）土壤的氮的获得（来源） 1土壤氮的获得（来源） （1）土壤母质中的矿质元素 （2）大气中分子氮的生物固定 大气和土壤空气中的分子态氮不能被植物直接吸收、同化，必须经生物固定为 有机氮化合物，直接或间接地进入土壤。 （3）雨水和灌溉水带入的氮 灌溉水带入土壤的氮主要是硝态氮形态，其数量因地区、季节和降雨量而异。 大气层发生自然雷电现象，可使氮氧化成NO2及NO等氮氧化物。 （4）施用有机肥和化学肥料 2土壤N存在形态 土壤无机态氮主要是铵态氮和硝态氮，是植物能直接吸收利用的有效态氮。有机态氮是土壤氮的主要存在形态，一般占土壤全量氮的95%以上，按其溶解度的大小及水解的难易分为水溶性有机氮、水解性有机氮和非水解性有机氮三类。 土壤溶液中的铵、交换性铵和硝态氮因能直接被植物根系所吸收，常总被称为速效态氮。 3土壤中氮的转化 （1）有机态氮的矿化过程 含氮的有机化合物，在多种微生物的作用下降解为简单的铵态氮的过程 矿化过程： 第一阶段：把复杂的含氮化合物的含氮化合物，如蛋白质、核酸、氨基糖及其多聚体等，经过微生物酶的系列作用下，逐级分解而形成简单的氨基化合物，称之为氨基化阶段。 然后在微生物作用下，各种简单的氨化物分解成氨，称为氨化作用，氨化作用可在不同条件下进行。 （2）硝化过程 有机氮矿化释放氨（氨、胺、酰胺）在土壤中转化为铵离子，铵离子通过微生物作

土壤学第九章 土壤养分(英文版)

全文电子教材 土壤与土壤资源学 （上篇：土壤学） 林学专业 2 O 2 SO 2 H 2O O 2 Mineral Nutrients

英文版—土壤养分 Chapter 9. Soil Nutrients Soil nutrient availability is one of the factors that often limit tree growth and soil productivity. Other factors commonly limiting for tree growth can include soil moisture availability, climate (such as temperature and precipitation), soil physical properties (such as drainage and soil compaction), or a combination of the above factors. N is often a nutrient that is most deficient for plant growth. Nitrogen deficiency can be caused by low N content in the soil or by the slow release rate in ecosystems such as the boreal forests or peatlands where low temperature or poor aeration encourages accumulation of organic matter and reduces N mineralization rates. Phosphorus is also frequently deficient in soils where there is very little P in the parent material or where most of the P has been lost through weathering during the soil formation processes, such as in the tropics. There are 16 elements that are considered essential for plant growth. Lack of any of those essential nutrients will hinder the proper growth and functioning of the plants and will prevent the plants from completing their life cycle. Among those 16 essential nutrients, C, H, and O come from the air and water and are usually not deficient, although recent climate change studies using CO2 enriched air showed that increasing atmosphere CO2 concentration can significantly increase forest productivity; however, plants usually acquire the other essential nutrients from the soil. Among the macronutrients (N, P, K, Ca, Mg, and S), Mg and S can also sometimes be deficient for tree growth. Potassium and calcium deficiencies in forests are very rare. In terms of micronutrients (Mn, Zn, Cu, Fe, Mo, B, and Cl), B, Zn, Cu, and Fe deficiencies, especially B deficiency, are most frequently reported. These nutrients are called micronutrients because they usually exist on the earth and are required by plants in very small quantities. In addition to those 16 essential nutrients, cobalt (Co), vanadium (Va), nickel (Ni), silicon (Si), and sodium (Na) have been found to be essential to some plants. For example, nickel has been found to be essential for soybeans and Si for rice. In this chapter, we will discuss the importance of soil nutrients in tree growth, discuss the macronutrients and micronutrients, describe the cycling of nutrients in the soil, and provide an introduction to the mechanisms of plant nutrient uptake. 9.1 Nutrients: available forms, availability and functionality The interaction of numerous physical, chemical, and biological properties in soils controls the availability of soil nutrients for plant uptake. Understanding these processes will enable us to manage selected soil properties to optimize nutrient availability and soil productivity. To understand these interacting processes will require us to have a good knowledge of the soil properties and processes covered in the earlier chapters. Not all nutrients present in the soil are available for plant uptake and different nutrients have different available forms.

第7章+土壤的形成分布

第七章土壤的形成、分类与分布 土壤。土壤作为一个历史自然体和地理体，有其在分布上的地理规律。 笫一节土壤形成因素与过程 19世纪末，俄国土壤学家B．B．道库恰耶夫提出了土壤是地理景观的一面镜子，是一个独立的历史自然体；认为母质、气候、生物、地形和时间是土壤形成的主要因素，土壤是在这五大自然成土因素共同作用下形成的。 自人类利用土壤从事农业生产开始．人为因素就干预了土壤的形成，随着农业生产的发展和科学技术的进步，人为因素对土壤形成的干预日益深刻和广泛，它在农业土壤的发展变化上已成为—个具有特殊重大作用的因素，成为五大自然成土因素之外的成土因素。 (一)母质因素 (一)母质因素 母质是形成土壤的物质基础，母质中的某些性质，如机械性质、渗透性、矿物组成和化学特性等都直接影响成土过程的速度和方向。 如黄土母质出于本身的特点是质地细匀，上下一致，所以在此母质上形成的土壤也必然

保留黄土母质的特点。 如在酸性花岗岩风化物中，由于石英质量分数较高的，而所含的盐基成分(Na2O，K2O，CaO，MgO)较少，在强淋溶下极易完全淋失，使土壤呈酸性反应。 如而富含盐基的基性岩或中性岩，如玄武岩、辉绿岩等风化物形成的土壤则多为中性。 如沙质母质，透水性强，而不易引起母质中的化学风化作用，故其成土作用缓慢，土壤剖面不易发育。壤性母质，有适当的透水性．母质可以充分进行化学分解，分解产物又能随水下移淀积．从而发生较为明显的层次分化。粘质的母质，则由于透水不良，水分在土壤中移动缓慢，土壤物质由上向下的垂直移动现象不显著，而且有时还能出现潜育化现象。 (二)气候因素 气候支配着成土过程的水热条件．水分和热量不但直接参与母质的风化过程和物质的地质淋溶过程，而且更重要的是它们在很大程度控制着植物和微生物的生长，影响土壤有机物质的积累和分解，决定着营养物质的生物学循环的速度和范围。

土壤养分

西南林业大学 本科毕业（设计）论文 （2010届） 题目：澜沧江中游典型植被土壤养分特征研究教学院系环境科学与工程系 专业农业资源与环境2006级 学生姓名 指导教师（副教授） 评阅人

澜沧江中游典型植被土壤养分特征研究 （西南林业大学，昆明，650224) 摘要：土壤养分的分布特征，对于了解森林生态系统的土壤肥力和营养元素循环有重要意义。本文以澜沧江中游典型植被下的土壤为研究对象，通过采样、分析，对该区域4种不同森林类型(针叶林、针阔混交林、落叶阔叶林、常绿阔叶林)土壤养分状况进行了分析测定，研究4种典型的植被群落土壤养分含量的变化特征，采用因子分析方法对各林型土壤养分状况进行了比较。并对不同森林类型植被下土壤养分状况进行测定与分析，在获取大量土壤养分数据的基础上，系统地分析不同典型植被对土壤养分状况的影响。结果表明：四种不同植被类型下的土壤养分存在一定的差异，各种养分的变化规律也不一致；不同海拔同一种森林类型下的土壤养分也存在一定差异；同一海拔不同植被类型土壤差异明显；枯落物对土壤养分有一定的影响等。通过探讨植被类型、海拔、土壤类型等对土壤养分的影响，通过了解不同植被类型土壤养分的变化规律，为进一步改进不同植被类型的相应经营技术，提高林分的生产力提供依据，更为该地区森林资源的科学管理、土地资源的保护和持续利用及其森林生态系统的更新、恢复提供依据。关键词：植被；土壤养分；澜沧江 英文摘要

目录（目录字体太小） 目录 (3) １前言 (4) 1.1 本研究的目的意义 (4) 1.2国内外研究现状及发展趋势 (4) 2 研究区概况与方法 (7) 2.1研究区概况 (7) 2.2 研究方法 (8) 2.2.1样品的采集 (8) 2.2.1测定项目和方法 (10) 3 结果分析 (12) 3.1不同植被类型土壤养分含量 (12) 3.2不同海拔常绿阔叶林的养分状况 (14) 3.3同一海拔不同植被类型的养分状况差异 (15) 3.4 不同植被类型枯落物与土壤养分的关系 (16) 4 结论 (18) 参考文献 (19) 致谢 (21) 指导教师简介................................................................................................. 错误！未定义书签。

植物与土壤微生物在调控生态系统养分循环中的作用

植物生态学报 2010, 34 (8): 979–988 doi: 10.3773/j.issn.1005-264x.2010.08.011 Chinese Journal of Plant Ecology https://www.sodocs.net/doc/2510396910.html, 植物与土壤微生物在调控生态系统养分循环中的作用 蒋婧宋明华* 中国科学院地理科学与资源研究所中国生态系统研究网络综合研究中心, 生态系统网络观测与模拟重点实验室, 北京 100101 摘要陆地生态系统的地上、地下是相互联系的。植物与土壤微生物作为陆地生态系统中的重要组成部分, 它们之间的相互作用是生态系统地上、地下结合的重要纽带。该文首先介绍了植物在养分循环中对营养元素的吸收、积累和归还等作用, 阐述了土壤微生物对养分有效性及土壤质量具有重要的作用。其次, 重点综述了植物与土壤微生物之间相互依存、相互竞争的关系。植物通过其凋落物与分泌物为土壤微生物提供营养, 土壤微生物作为分解者提供植物可吸收的营养元素, 比如共生体菌根真菌即可使植物根与土壤真菌达到互惠。然而, 植物的养分吸收与微生物的养分固持同时存在, 因而两者之间存在对养分的竞争。通过植物多样性对土壤微生物多样性的影响分析, 以及土壤微生物直接或间接作用于植物多样性和生产力的分析, 探讨了植物物种多样性与土壤微生物多样性之间的内在联系。针对当前植物与土壤微生物对养分循环的调控机制的争论, 提出植物凋落物是调节植物与土壤微生物养分循环的良好媒介, 植物与土壤微生物的共同作用对维持整个生态系统的稳定性具有重要意义。也指出了目前在陆地生态系统地上、地下研究中存在的不足和亟待解决的问题。 关键词地上地下, 养分循环, 植物, 土壤微生物 Review of the roles of plants and soil microorganisms in regulating ecosystem nutrient cycling JIANG Jing and SONG Ming-Hua* Key Laboratory of Ecosystem Network Observation and Modeling, Chinese Ecosystem Research Network Synthesis Research Center, Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China Abstract Above- and below-ground are important components of terrestrial ecosystems. Plants and microorganisms are dependent on each other, and they are important in the linkage between above- and below-ground processes. The relationship between plants and soil microorganisms and the fundamental role played by above- and be-low-ground feedbacks are important in controlling ecosystem processes and properties. Plant species play a fun-damental role in nutrient absorption, nutrient accumulation, nutrient distribution and nutrient return. Soil micro-organisms are important in controlling plant nutrient availability and soil quality. Our main objective is to summa-rize the relationships between plants and microbes, such as facilitation and competition. Plants, as producers, pro-vide nutrients for soil microorganisms via leaf litter and root exudation. Soil microorganisms, as decomposers, break down organic matter and provide nutrients to plants. A wide range of soil microbes form intimate symbiotic associations with plants, and this can stimulate plant productivity by delivering limited nutrients to their host plants. However, both plants and microbes compete for nutrients because plant nutrient uptake and microbial im-mobilization occur simultaneously. We provide an integrated analysis of effects of plant diversity on soil microbial diversity, as well as direct and indirect effects of soil microbes on plant diversity and productivity. Previously, the mechanisms of plants and microorganisms in regulating ecosystem nutrient cycling have been controversial. Litter chemical composition and diversity should be considered important functional traits that explain the mechanisms. It is clear that interactions between plants and microbes play a fundamental role in maintaining the stability of natural ecosystems. This review elucidates the linkage between aboveground and belowground processes, which have been treated separately in the past. Key words above- and below-ground, nutrient cycling, plant, soil microorganisms —————————————————— 收稿日期 Received: 2009-12-29 接受日期 Accepted: 2010-04-13 * 通讯作者Author for correspondence (E-mail: songmh@https://www.sodocs.net/doc/2510396910.html,)

食微线虫对植物生长及土壤养分循环的影响

生物多样性 2007, 15 (2): 124–133 doi: 10.1360/biodiv.050291 Biodiversity Science http: //https://www.sodocs.net/doc/2510396910.html, 食微线虫对植物生长及土壤养分循环的影响 吴纪华*宋慈玉陈家宽 (复旦大学生物多样性科学研究所, 生物多样性与生态工程教育部重点实验室, 上海 200433) 摘要:近二十多年来, 土壤动物的生态功能受到广泛重视。越来越多的证据表明, 土壤动物和微生物间的相互作用对土壤生态系统过程和植物生长起着重要的调节作用。本文综述了食细菌线虫和食真菌线虫对土壤微生物、土壤氮矿化和植物生长的影响。大量研究发现, 食细菌线虫和食真菌线虫都有助于土壤氮素等养分矿化, 从而促进植物生长。这种作用主要是线虫通过取食活动加速微生物周转, 并通过代谢分泌和释放微生物所固持的养分而实现的。但这种作用会因不同的线虫、微生物和植物的种类以及土壤基质的C/N营养状况而异, 此外还受线虫的营养类群及其与其他土壤动物之间复杂关系的影响。今后应该加强以下几方面的研究: (1)深入研究线虫、微生物和植物之间相互作用的机制; (2) 增加控制实验系统的复杂性, 研究线虫不同功能群之间及其与其他土壤动物之间的关系; (3)加强长期实验和观察, 在较长的时间尺度上了解线虫的生态功能; (4)加强对不同生态系统的研究, 在更大的空间尺度上综合了解土壤线虫的生态功能; (5)在全球气候变化的背景下了解土壤线虫的响应, 并预测土壤线虫对全球变化的反馈。 关键词: 细菌, 真菌, 生态功能, 全球变化, 反馈, 营养级联 Effect of microbivorous nematodes on plant growth and soil nutrient cy-cling: a review Jihua Wu*, Ciyu Song, Jiakuan Chen Ministry of Education Key Laboratory for Biodiversity Science and Ecological Engineering, Institute of Biodiversity Sci-ence, Fudan University, Shanghai 200433 Abstract: The ecological functions of soil fauna have attracted widespread interest from ecologists during the past two decades. A growing number of evidences show that the soil fauna interact with microorganisms and play important roles in regulating soil ecosystem processes and plant growth. This review addresses the issue of how bacterial- and fungal-feeding nematodes influence soil microorganisms, nitrogen mineralization and plant growth. Most studies suggest that bacterial- and fungal-feeding nematodes stimulated soil nitrogen mineralization and promoted plant growth. The mechanisms underlying these effects are the impact of nematode grazing on microorganisms and the release of nutrients from consumed microbial biomass. How-ever, these effects vary with different nematode species, microorganism species, plant species and C/N ratios of substrates, and are influenced by complex interactions between different trophic groups of nematodes as well as other soil fauna. Future studies should (1) enhance our understanding about the mechanistic basis of the interaction of nematodes, microorganisms and plants; (2) address more complex interactions between different trophic groups of nematodes and other soil fauna; (3) examine the ecological roles of soil nematodes at a longer temporal scale; (4) compare different ecosystems to understand the ecological roles of soil nematodes at a broader spatial scale; and (5) predict the responses and feedbacks of soil nematodes to atmospheric drivers of global changes. Key words: bacteria, fungi, ecological function, global change, feedback, trophic cascade —————————————————— 收稿日期: 2006-11-23; 接受日期: 2007-01-10 基金项目: 国家自然科学基金(30370285)、上海市青年科技启明星计划(04QMX1405)和上海市科委重大项目(04D219301) * 通讯作者Author for correspondence. E-mail: jihuawu@https://www.sodocs.net/doc/2510396910.html,

土壤资源调查与制图：第07章 土壤调查的应用

第七章土壤调查的应用 引言 总的来说，土壤调查的应用可归纳为三大类：即农业耕作、畜牧业和林业的规划和管理，为工程和各种各样专门目的如废水处理的解译，以及要求评价土地用于各种不同用途的适宜性的城市和区域规划。土壤调查得到的主要资料，包括编绘的土壤图、土地利用现状图、土壤改良利用分区图、各种土壤养分图、土壤评价图；编写的土壤调查报告、有关专题报告及图件说明书和各种记载统计表；主要岩石标本、土样标本及分析资料等。这些是土壤调查的基础性资料，土壤调查的作用大小，关键在于对这些资料的应用。 表7-1列出了有关土壤调查应用的一些例子，从中可以看出，土壤调查的应用是十分广泛的，并非长期以来我们了解的那样，只是用于指导农业土地利用及管理，还包括许多非农业的应用。而实际上，近几十年来各种非农用的土壤调查及其资料也确实在显著增加。据凯洛格（Kellogg，1974）报道，早在1972年美国从各种土壤调查取得效益的比例如下：城镇及其郊区的范围规划占50%，公路、管道选线和机场及其他建设项目选址占25%，指导农林、娱乐等土地利用占25%。土壤调查的用处因地而异。发展中国家的土壤调查仍特别集中于改良农业之用；但即使是发展中国家，也常用土壤资料指导建设，诸如道路和废物处理系统等有关设施。 本章将首先讨论一下土壤调查在土壤学学科研究中的应用，然后分别通过几个例子谈一下其在农业和非农业方面的实际应用。但是本章并没有将有关应用的详细说明一一列出，因为从已发表的手册或调查指南中，不难找到这些技术细节。作为教材，我们只尝试对这些基本概念和原理作出概略说明和评述，并通过具体例子供大家参考。 第一节土壤调查在土壤科学研究中的应用 一、土壤调查与土壤分类学科的发展密切关联 土壤调查是土壤分类研究的基本手段与重要基础。土壤分类标志着土壤科学发展水平的高低，而任何一种土壤分类体系的学术水平又与土壤调查积累资料的质量有密切关系。俄罗斯发生分类体系的开创与发展，就是在开展了大面积的野外调查之后，揭示出土壤的发生、发育与气候、地形、母质、生物、时间等因素相关。他们在欧洲大陆开展大量调查之后，发现大陆从北极向南，随着不同纬度生物气候带的变化，出现了冰沼土--黑钙土--栗钙土--漠境土的演替模式。故而提出了土壤发生的成土因素学说。此后威廉斯等土壤学家，经过一系列的土壤调查和研究，又发展为土壤发生的统一形成学说和土壤进化学说。 以诊断层和诊断特性为依据的土壤分类系统，由于更加注视了土壤剖面性态及土壤本身的性质，土壤调查的作用表现得更充分。无论是美国以诊断表层，诊断表下层和诊断特征为依据的分类系统，还是联合国以诊断层和诊断特性为依据的世界土壤图图例，都是经过了大量而广泛的土壤调查之后归纳出来的。至于基层分类中的土系，也是经过大量的调查，发掘出许多新特性而认定的。可以说，任何一种土壤分类体系的修正和发展，都是由于土壤调查工作的深入和发展，这也就是土壤调查成果应用的一个重要方面。 土壤调查与各种土壤分类制修正和发展相关联的例子很多，诸如，美国土壤系统分类新近成立了一个火山灰土纲，就是在火山灰区域发现了这种土壤具有若干火山灰特性，与新成土和始成土不同，才被分异出来的。中国的黄棕壤和黄褐土，原来是属于同一个土类，由于大量调查资料的揭示，而被划分了出来。水稻土中被划分出来的脱潜型类型，则是在低洼的潜育型水稻土中，由于沤改旱，使土壤出现了比较稳定的脱潜性状。新近对脱潜层和其它土层，经过铁的晶胶比研究，又得出了不同层次晶胶率的规则性变化和图式。红壤分类中运用了土壤表层和淀积层的粉砂