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第八章 土壤养分与土壤肥料

第八章 土壤养分与土壤肥料. 教学目标 掌握土壤养分的形态与转化； 理解植物营养诊断与施肥的基本理论； 了解主要矿质肥料、有机肥料的品种、特征及施用方法。. 第一节 土壤养分 (Nutrients). 一、土壤养分概述 1. 定义 由土壤提供的植物生长发育所必需的营养元素。 2. 分类 大量元素和微量元素 (macroelement, microelement/trace element) 大量元素、中量元素和微量元素. 3. 形态 土壤中存在的化学形态 (1) 水溶态：土壤溶液中的离子和少量的低分子

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第八章 土壤养分与土壤肥料

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Presentation Transcript

  1. 第八章 土壤养分与土壤肥料 教学目标 • 掌握土壤养分的形态与转化； • 理解植物营养诊断与施肥的基本理论； • 了解主要矿质肥料、有机肥料的品种、特征及施用方法。

  2. 第一节 土壤养分(Nutrients) 一、土壤养分概述 1.定义 由土壤提供的植物生长发育所必需的营养元素。 2.分类 大量元素和微量元素 (macroelement, microelement/trace element) 大量元素、中量元素和微量元素

  3. 3.形态 土壤中存在的化学形态 (1) 水溶态：土壤溶液中的离子和少量的低分子 有机化合物。 (2) 代换态：水溶态养分的来源之一。 (3) 矿物态：大多数是难溶性养分，有少量是弱酸 溶性的(对植物有效)。 (4) 有机态：矿质化过程的难易强度不同。

  4. 根据植物对营养元素吸收利用的难易程度 (1) 速效性养分：不足全量的1% (2) 迟效性养分 ＊划分的相对性，二者总处于动态平衡之中。

  5. 4.养分的来源 • 自然土壤，主要来源于土壤矿物质风化和有机质分解、其次是大气降水、坡渗水和地下水。 • 耕作土壤，还来源于施肥和灌溉。 5.养分的消耗 土壤内部复杂的转化过程；植物吸收利用；淋失；气态化损失；侵蚀流失；人为活动引起的损失

  6. 第二节 大量元素 一、N (Nitrogen) 1.生理功能 • 蛋白质的基本成分－“生命元素” • 加强光合作用 • N过多，茎叶徒长，减弱植物对干旱、低温和病害的抗性 • 缺素症状：首先出现在老叶上(失绿) 2.植物吸收形态：NH4+-N/NO3--N/NO2--N

  7. 3.来源 • 有机质的矿化 • 生物固氮(N-fixation) • 大气降水/闪电 • 施肥 4.N素循环的主要过程与条件

  8. 氨化过程：有机质→CO2+NH3+其它产物+E 硝化过程：NH4+ + 3/2 O2 → NO3- + 4 H+ + E 反硝化过程：NO3- →NON2ON2 NH4+的固定：土壤溶液中的NH4+与土壤胶体吸附的阳离子进行交换。 NH3的挥发：NH4+ + OH- → NH3 + H2O 影响微生物活动的环境条件：通气性、温度、湿度、pH值、有机质的C/N和肥料等因素，决定着氮素的积累和供应。

  9. 二、P (Phosphorus) 1.生理功能 • 细胞核的重要成分 • 细胞膜(磷脂) • ATP (腺三磷) • 对细胞分裂和植物各器官组织的分化发育(开花结实)具重要作用 • 可提高植物的抗逆性以及对外界环境的适应性 • 缺素症状：首先出现在老叶上

  10. 2.植物吸收形态 H2PO4-/HPO42-/PO43- 闭蓄态P：氧化铁膜包被的磷酸盐 有效P：水溶性磷化合物和弱酸溶性磷化合物，是衡量土壤P素供应状况的较好指标 3.P素的循环

  11. 土壤中磷素循环

  12. 三、K (Potassium) 1.生理功能 • 加速CO2同化、碳水化合物合成 • 调节细胞渗透压(细胞膜透性降低) • 酶活性 • 增加抗性(抗病虫、抗旱、抗寒)－“抗逆元素” • 果品的品质(含糖量和Vc的含量)－“品质元素” • 缺素症状：从下部老叶开始

  13. 2.植物吸收形态：K+ 全K－土壤钾素的潜在供应能力 无效态K－矿物晶格中 缓效态K－胶体固定部分→保K和供K起调节作用 速效态K－水溶性+胶体表面易交换部分；土壤钾素的现实供应指标 3.K素的循环

  14. 土壤中钾素循环

  15. 第三节 微量元素 一、形态 • 矿质态 • 交换性离子态 • 溶解态 • 络合态 二、有效性 • 与土壤的pH值有关 • 在石灰性土壤中，铁、锌、锰、铜、硼容易形成难溶性的盐类，有效性低，在酸性土壤中有效性较高。

  16. 第四节 植物对养分的吸收 一、根系对养分的吸收 • 吸收形态主要是离子态 • 养分吸收机制：养分通过根系截获、质流和扩散三种方式到达根系表面，然后通过主动和被动吸收进入到根系细胞的内部。 二、叶片对养分的吸收－根外营养 • 主要是分子态、离子态 • 特点：吸收快、利用率高、效果明显，但持续的时间短。

  17. 第五节 土壤肥料(Fertilizer) 一、肥料概述 1. 定义 施入土壤中，或是用它处理植物的地上部分，能够改善植物的营养状况和土壤条件的一切有机物和无机物。 2.分类 • 肥料的性质：有机、矿质/无机、生物肥料 • 化学成分的多少：单一、复合、完全肥料 • 有效性快慢：速效性、迟效性肥料 • 肥料来源：自然、工业肥料

  18. 3.矿质肥料与有机肥料的区别

  19. 微生物肥料：辅助性肥料 • 不含养分，通过微生物的活动来改善土壤的营养条件； • 分泌激素，刺激根系生长发育，同时还可抑制有害生物的活动； • 肥料的贮存和运输需要一定的环境条件，施用时需较高的技术条件。不可单独做基肥，须配施有机肥。

  20. 4.施肥原则 • 明确施肥目的 • 联系环境条件和树木/植物特性 看天施肥 看土施肥 看树施肥 • 因肥施用、适量施肥、肥料的配合施用 • 经济施肥 • 其他措施的配合 精耕细作，灌溉排水，抚育管理，防治病虫等

  21. 5.施肥方式(时期) • 基肥(底肥) 播种或定植前结合土壤耕作或整地而施用的肥料。 • 追肥 在植物生长发育期中所进行的施肥，目的是及时补给代谢旺盛时对养分的大量需要。 • 种肥 在播种或幼苗扦插时施用的肥料，主要目的是供给幼苗初期生长发育对养分的需要。

  22. 6.施肥方法 • 撒施-将肥料均匀铺撒在地面上，翻耕时翻入土中，耙匀 • 条施-先开沟，施肥后盖土 • 穴施-比条施的肥料更集中 • 轮施-以树木为圆心，沿树冠边际内对应的地面挖轮状的施肥沟，施肥后盖土 • 放射状施 • 灌施 • 叶面喷施 • 埋干和树干注射

  23. 二、氮肥 铵态：如硫酸铵、氯化铵、碳酸氢铵。不能和碱性肥料(如石灰、钙镁磷肥)混合施用。 硝态：如硝酸铵。由于吸湿性强和存在易燃爆的危险，而影响了使用。 酰胺态：尿素

  24. 常见的包膜氮肥 （1）硫衣尿素（SCU）：即在尿素颗粒表面涂上硫黄，再用石蜡之类涂封起来，就形成了硫衣尿素，含氮约34%。施入土壤后，石蜡涂层被微生物缓慢降解，尿素就通过硫黄涂层上的孔隙扩散出来。低温、干旱时释放非常缓慢。 （2）长效碳铵：首先将碳铵制成颗粒，再在颗粒的表面涂上一层钙镁磷肥，并用少量沥青、石蜡等作封闭物。这种包膜肥料含氮为14~15 %，含磷（P2O5）约3~5 %，其中80 %属有效磷，肥效可持续两个多月。

  25. 合成的有机长效氮肥 主要是尿素与醛反应所形成的水溶性低的聚合物。进入土壤后，在化学的或微生物的作用下，逐渐分解并释放出尿素。 脲甲醛(UF)：又名尿素甲醛，是尿素与甲醛反应所形成的聚合物，尿素与甲醛的分子比例、反应条件等决定聚合物分子的大小，也就决定聚合物的溶解度和氮素释放的快慢。脲甲醛为白色无味的粒状或粉状固体，含氮量38~40％。

  26. 三、磷肥 1.主要品种 过磷酸钙(普钙)：水溶性磷肥。有吸湿性和腐蚀性。含P2O5 14-20 %，主要成分为Ca(H2PO4)2.H2O和CaSO4.2H2O。适合所有土壤，可作基肥、追肥和种肥。 重过磷酸钙(重钙)：水溶性磷肥。呈酸性反应。含P2O5 36-52 %，主要成分为Ca(H2PO4)2.H2O。适合所有土壤，可作基肥和追肥，用量比普钙减半。 2.肥效 当季的利用率低。连续施用5-10年，磷肥的肥效将趋于稳定，达到30-40%。

  27. 在土壤中的转化 (1) 溶解过程与化学沉淀(固定)作用 ① 溶解过程：异成分溶解 反应式：Ca(H2PO4)2•H2O+H2O CaHPO4•2H2O+H3PO4 特点： 1mol1mol1mol 性质：① 灰白色粉末或颗粒状 ② 磷酸一钙为水溶性 ③ 呈酸性反应（化学酸性） ④ 具有吸湿性和腐蚀性 ⑤ 会发生“磷酸退化作用” 普 钙

  28. ② 磷酸沉淀作用（或化学固定作用） 含义：过磷酸钙异成分溶解过程产生的磷酸具有很强的酸性，在向周围扩散时，能溶解土壤中的铁、铝、锰或钙、镁等，当这些阳离子达到一定浓度后，就会产生相应的磷酸盐沉淀。 反应式： + Ca(H2PO4)2•H2O + Ca(OH)2 + 5H2O 2Fe(OH)32Al(OH)3 2FePO42AlPO4

  29. 过磷酸钙的异成分溶解及化学沉淀作用

  30. 四、钾肥 主要品种：氯化钾(K2O含量为60%)、硫酸钾、硝酸钾、草木灰等。 氯化钾可作基肥或追肥，不能作种肥和根外追肥。对烟草、葡萄、薯类等忌氯植物原则上不使用。 磷酸二氢钾可对任何植物与土壤施用。浸种或根外追肥。

  31. ★ 在中性与石灰性土上： K+与胶体上的 Ca2+产生代换作用，形成CaCl2 反应式： 结果： 多雨地区或季节，钙易淋失 措施：中性土——土壤脱钙板结配施石 缓冲性小的土壤，逐渐酸化灰肥料 石灰性土：生理酸性可被中和，土壤不会酸化， 且会释放有效钙，利于植物吸收 K+ + CaCl2 [土壤胶粒] [土壤胶粒] Ca2+ +2KCl K+

  32. K+ H+ + HCl [土壤胶粒] [土壤胶粒] +2KCl K+ H+ ★ 酸性土壤： K+与胶体上的H+、Al3+、Ca2+产生离子交换 反应式： 结果： ①使土壤pH值迅速下降(土壤活性酸增 加、且肥料为生理酸性盐)； ②易对植物产生铝毒(大量Al3+存在)； ③使钙淋失(K+与Ca2+代换产生CaCl2) 措施：应配施石灰和有机肥料

  33. 五、微量元素肥料 1.主要的微肥种类 硫酸亚铁、硫酸锌、硫酸锰、钼酸铵、硼砂和硼酸；络合铁或铁的螯合物等。 2.施用 采用条施或穴施；根外追肥常用浓度0.01%-0.1%；种子处理或沾根施用。 应注意的问题： • 必须在可靠的诊断基础上施用； • 控制适宜的用量； • 掌握有效的施用技术。

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