土壤與環(huán)境的質(zhì)能交換PPT課件

1、一）、土壤氮素形態(tài) 1.無(wú)機(jī)態(tài) 無(wú)機(jī)態(tài)氮占13%，氮主要為銨態(tài)氮（NH4+）和硝態(tài)氮（NO3），有時(shí)短期內(nèi)也可能存在亞硝態(tài)氮（NO2）。 土壤中銨態(tài)氮和硝態(tài)氮都是水溶性的，前者主要為交換態(tài)，后者是土壤溶液的主要成分，也是能為植物直接吸收的速效養(yǎng)分。 2.有機(jī)態(tài) 占總量的95%以上，按照溶解度的大小，以及水解的難易分為三類：水溶性有機(jī)態(tài)氮、水解性有機(jī)態(tài)氮和非水解性有機(jī)態(tài)氮 3.氣態(tài)第1頁(yè)/共42頁(yè) 惰性氮：N2 活性氮：氮的氧化物（NO2、N2O、NO） 銨態(tài)氮（NH4-N） 硝態(tài)氮（NO3-N）第2頁(yè)/共42頁(yè)二）、土壤磷素的形態(tài) 1.有機(jī)磷 植素植素 、核酸類、磷脂類、核酸類、磷脂類 2.無(wú)

2、機(jī)磷 a.水溶態(tài)磷H2PO4- 、HPO42- 、PO43- b.吸附態(tài)磷離子交換和配位體吸附 c.礦物態(tài)磷土壤中無(wú)機(jī)磷幾乎99%以上以礦物態(tài)存在 第3頁(yè)/共42頁(yè)1）磷酸鈣類化合物（Ca-P）第4頁(yè)/共42頁(yè)2）磷酸鐵和磷酸鋁類化合物（Fe-P、Al-P） 主要存在于酸性土3）閉蓄態(tài)磷（O-P） 閉蓄態(tài)磷是由氧化鐵膠膜包被的磷酸鹽 主要存在于酸性土（石灰性土壤中包被的膠膜是難溶性的鈣質(zhì)化合物）第5頁(yè)/共42頁(yè)三）、土壤鉀素形態(tài) 1.水溶性鉀 2.代謝交換性鉀 3.緩效性鉀 4.結(jié)構(gòu)鉀第6頁(yè)/共42頁(yè)四）、土壤鈣形態(tài)五）、微量元素（1）無(wú)機(jī)態(tài) 包括礦物態(tài)、交換態(tài)和水溶態(tài)三種，主要形式（2）有機(jī)

3、態(tài) 含量很少，多以絡(luò)合或吸附態(tài)存在，有機(jī)質(zhì)分解、釋放容易被利用 a.銅 b.鐵、錳、鋅 c.鉬 d.硼第7頁(yè)/共42頁(yè)二、土壤養(yǎng)分的循環(huán)一）、土壤中氮素轉(zhuǎn)化 1.有機(jī)氮的礦化 1).氨基化作用 2).氨化作用 2.硝化 1).生物化學(xué)過(guò)程 2).條件 3).結(jié)果第8頁(yè)/共42頁(yè)3.反硝化1).過(guò)程2).條件 (pH微堿性、嚴(yán)格厭氣環(huán)境) 3).結(jié)果4.氨揮發(fā)1).過(guò)程2).條件3).結(jié)果第9頁(yè)/共42頁(yè)5.氮素的生物固定1).過(guò)程2).條件一般認(rèn)為有機(jī)質(zhì)C/N比值大于30：1，將會(huì)使植物缺氮現(xiàn)象更嚴(yán)重；但比值小于15：1時(shí)，則植物可從有機(jī)質(zhì)礦化過(guò)程中獲得有效氮的供應(yīng)3).結(jié)果6.氮循環(huán)第10頁(yè)

4、/共42頁(yè)第11頁(yè)/共42頁(yè)第12頁(yè)/共42頁(yè)第13頁(yè)/共42頁(yè)第14頁(yè)/共42頁(yè)二）、土壤中磷素固定、釋放1、 土壤磷有效性：近似可用溶解度判斷2、 磷的釋放1)有機(jī)磷： C/P=2003002)無(wú)機(jī)磷： 溶解3、土壤磷的固定1)化學(xué)沉淀固定（主要）2)表面化學(xué)固定3)閉蓄固定4)生物固定第15頁(yè)/共42頁(yè)第16頁(yè)/共42頁(yè)提高土壤磷素有效性的途徑： （1）調(diào)節(jié)土壤pH 一般pH值67時(shí)，P有效性最大，但僅有10%30%被利用。 （2）增加有機(jī)質(zhì) 有機(jī)膠體的被覆作用、有機(jī)膠體絡(luò)合作用 有機(jī)酸的溶解作用、有機(jī)陰離子與磷酸根競(jìng)爭(zhēng)專性吸附點(diǎn) （3）土壤淹水 淹水條件可提高閉蓄磷的有效度 （4）集中

5、施肥第17頁(yè)/共42頁(yè)三）、土壤中鉀素轉(zhuǎn)化土壤鉀的固定土壤鉀的固定影響因素：1）粘粒礦物的類型 2）土壤質(zhì)地 3）土壤水分條件 4）土壤酸堿度土壤鉀的釋放土壤鉀的釋放第18頁(yè)/共42頁(yè)第19頁(yè)/共42頁(yè)第二節(jié) 土壤水分及其平衡一、土壤水的數(shù)量和形態(tài)1、土壤含水量質(zhì)量含水率：指土壤中水分重占烘干土重的百分?jǐn)?shù)。容積含水率：指土壤水分的容積占土壤容積的百分?jǐn)?shù)。一定土層中水層厚度：土壤水貯量：一定面積和厚度土壤中含水的絕對(duì)數(shù)量。第20頁(yè)/共42頁(yè)2、形態(tài)1)吸濕水2)膜狀水3)毛管水4)重力水第21頁(yè)/共42頁(yè)吸濕水 固相土?？科浔砻娴姆肿右挽o電引力從大氣和土壤空氣中吸附氣態(tài)水，附著于土粒表面成單

6、分子或多分子層，稱為吸濕水。 第22頁(yè)/共42頁(yè) 吸濕水的特點(diǎn)：水分子呈定向緊密排列、密度1.22.4g/cm3、無(wú)溶解能力、不能以液態(tài)水自由移動(dòng)，也不能被植物吸收。 吸濕水達(dá)到最大值，此時(shí)的土壤吸濕水量就叫做最大吸濕量。 第23頁(yè)/共42頁(yè)膜狀水第24頁(yè)/共42頁(yè) 吸濕水達(dá)到最大后， 土粒還有剩余的引力吸附液態(tài)水，在吸濕水的外圍形成一層水膜，這種水分稱為膜狀水。 當(dāng)膜狀水達(dá)到最大厚度時(shí)的土壤含水量稱為最大分子持水量。 膜狀水能從膜厚的地方向薄的部位移動(dòng)，這部分能移動(dòng)的水可被作物吸收利用。 作物無(wú)法從土壤中吸收水分而呈現(xiàn)永久凋萎，此時(shí)的土壤含水量就稱為凋萎系數(shù)。 第25頁(yè)/共42頁(yè)毛管水、重力

7、水第26頁(yè)/共42頁(yè) 靠毛管力保持在土壤孔隙中的水分稱為土壤毛管水。 毛管水的特點(diǎn)：這種水可以在土壤毛管中上下左右移動(dòng)、具有溶解養(yǎng)分的能力、作物可以吸收利用。 毛管水的數(shù)量主要取決于土壤質(zhì)地、腐殖質(zhì)含量和土壤結(jié)構(gòu)狀況。第27頁(yè)/共42頁(yè) 根據(jù)土層中毛管水與地下水有無(wú)連接，通常將毛管水分為：毛管支持水和毛管懸著水 毛管懸著水達(dá)到最大時(shí)的土壤含水量稱為田間持水量。數(shù)量上田間持水量吸濕水膜狀水毛管懸著水 田間持水量的變化范圍： 砂土為：160220g/kg； 壤土為：220300 g/kg； 粘土為：280350 g/kg。第28頁(yè)/共42頁(yè)土壤毛管水從地下水吸取水分的示意圖.自地下水面向上供水的毛

8、管水的網(wǎng).充水的粗毛管供水土粒細(xì)毛管排除毛管水的大孔隙束縛水占的孔隙充水的大孔隙第29頁(yè)/共42頁(yè) 土壤重力水是指土壤水分含量超過(guò)田間持水量之后，過(guò)量的水分不能被毛管吸持，而在重力的作用下沿著大孔隙向下滲漏成為多余的水。 土壤所有孔隙都充滿水分時(shí)的含水量稱為土壤全蓄水量或飽和持水量。 第30頁(yè)/共42頁(yè)3、土壤水的有效性、土壤水的有效性 是指土壤水能否被植物吸收利用及難易程度。 不能被植物吸收利用的水稱無(wú)效水。 能利用的稱有效水，其中因難易程度不同又可以分為速效水（易效水）和遲效水（難效水）第31頁(yè)/共42頁(yè)土壤萎蔫系數(shù)：土壤有效水的下限土壤萎蔫系數(shù)：土壤有效水的下限 當(dāng)植物因根無(wú)法吸水而發(fā)生

9、永久萎焉時(shí)的土壤含水量，稱為萎焉系數(shù)或萎焉點(diǎn)一般把田間持水量視為土壤有效水上限。土壤有效水最大含量田間持水量萎蔫系數(shù)第32頁(yè)/共42頁(yè)土壤水分有效性綜合示意圖第33頁(yè)/共42頁(yè)表83 土壤質(zhì)地對(duì)有效水范圍的影響土壤質(zhì)地 田間持水量 萎蔫系數(shù) 有效含水范圍 松砂土 4.5 1.8 2.7 砂壤土 12.0 6.6 5.4 中壤土 20.7 7.8 12.9 輕粘土 23.8 17.4 6.4第34頁(yè)/共42頁(yè)二、土壤水的能態(tài)1、土水勢(shì) 土壤植物大氣聯(lián)系體系的水勢(shì)分布2、土壤水吸力是指土壤水承受一定吸力的情況下所處的能態(tài)，是指土壤水的負(fù)壓力。第35頁(yè)/共42頁(yè)三、土壤水分特征曲線 土壤水分特征曲線

10、又稱土壤持水曲線。 它是指土壤水的基質(zhì)勢(shì)或土壤水吸力與含水量的關(guān)系曲線。第36頁(yè)/共42頁(yè)意義：表征土壤持水特性；表示土壤有效水的特征；計(jì)算當(dāng)量孔徑、孔隙度。第37頁(yè)/共42頁(yè)四、土壤水滯后現(xiàn)象土壤的吸水過(guò)程、脫水過(guò)程兩條土壤水分特征曲線不相重合的現(xiàn)象，稱滯后現(xiàn)象。脫水過(guò)程中，水勢(shì)降低超前，水量減少滯后。砂土表現(xiàn)明顯：由濕變干比由干變濕水分含量高。第38頁(yè)/共42頁(yè)五、土壤水運(yùn)動(dòng)一)飽和水運(yùn)動(dòng)飽和土壤中的水流，簡(jiǎn)稱為飽和流，即土壤孔隙全部充滿水時(shí)的水流， 這主要是重力水的運(yùn)動(dòng)。二)不飽和水運(yùn)動(dòng)非飽和土壤中的水流簡(jiǎn)稱為非飽和流或不飽和流，即土壤中只有部分孔隙中有水時(shí)的水流， 這主要是毛管水和膜狀水的運(yùn)動(dòng)。 第39頁(yè)/共42頁(yè)土壤毛管水從地下水吸取水分的示意圖.自地下水面向上供水的毛管水的網(wǎng).充水的粗毛管供水土粒細(xì)毛管