第六章土壤保肥性與供肥性

1、 第一節(jié) 土壤保肥性與供肥性的含義土壤保肥性：土壤吸持、保存植物養(yǎng)分的能力。土壤供肥性：土壤向植物提供有效養(yǎng)分的能力。 第二節(jié) 土壤膠體及其基本特性一、土壤膠體的概念及種類(lèi)一、土壤膠體的概念及種類(lèi) 的土壤固體顆粒。分三種類(lèi)型：的土壤固體顆粒。分三種類(lèi)型：（一）土壤無(wú)機(jī)膠體（一）土壤無(wú)機(jī)膠體 1、層狀硅酸鹽粘土礦物（、層狀硅酸鹽粘土礦物（2：1型和型和1：1型等粘土礦物）型等粘土礦物） 2、氧化物及其水合物、氧化物及其水合物（二）土壤有機(jī)膠體（二）土壤有機(jī)膠體 （三）土壤有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合體（三）土壤有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合體 二、土壤膠體的基本構(gòu)造土壤膠體分散系膠體微粒土壤溶液膠核雙電層決定電位離子層補(bǔ)償離子層

2、非活性層擴(kuò)散層膠粒三、土壤膠體的性質(zhì)三、土壤膠體的性質(zhì)同晶置換是指鋁硅酸鹽礦物中硅氧片或水鋁片中的配位中心離子，被與其大小相近而電性符號(hào)相同的離子所取代，但其晶層結(jié)構(gòu)未變，這種現(xiàn)象稱為同晶置換。由于置換中低價(jià)離子取代高價(jià)離子，使晶層產(chǎn)生剩余負(fù)電荷，它不受外界環(huán)境的影響，故稱為永久電荷。2 2土壤吸附的類(lèi)型土壤吸附的類(lèi)型（1 1）交換性吸附是土壤膠粒帶有電荷借靜電引力從溶液）交換性吸附是土壤膠粒帶有電荷借靜電引力從溶液中吸附帶異號(hào)電荷的離子或極性分子。土壤固相從溶液中吸附帶異號(hào)電荷的離子或極性分子。土壤固相從溶液中吸附離子的同時(shí)，也伴隨著固相表面上交換離子的解中吸附離子的同時(shí)，也伴隨著固相表面上

3、交換離子的解吸。吸。（2 2）專性吸附是非靜電因素引起的土壤對(duì)離子的吸附作）專性吸附是非靜電因素引起的土壤對(duì)離子的吸附作用。它是指離子通過(guò)表面交換與晶體的陽(yáng)離子共用用。它是指離子通過(guò)表面交換與晶體的陽(yáng)離子共用1個(gè)個(gè)或或2個(gè)氧原子，形成共價(jià)鍵而被土壤吸附的現(xiàn)象。個(gè)氧原子，形成共價(jià)鍵而被土壤吸附的現(xiàn)象。（3 3）負(fù)吸附是指土粒表面的離子或分子濃度低于整體溶）負(fù)吸附是指土粒表面的離子或分子濃度低于整體溶液中該離子或分子的濃度的現(xiàn)象。液中該離子或分子的濃度的現(xiàn)象。二、土壤陽(yáng)離子吸附與交換作用二、土壤陽(yáng)離子吸附與交換作用1陽(yáng)離子的靜電吸附 一般而言，土壤膠體表面帶負(fù)電荷越多，吸附陽(yáng)離子的數(shù)量也越多。土壤

4、膠體表面的電荷密度越大，陽(yáng)離子所帶電荷越多，則離子吸附的越牢。2陽(yáng)離子的交換作用概念 是指土壤膠體表面能吸附的陽(yáng)離子（主要是擴(kuò)散層中的陽(yáng)離子）與土壤溶液中的陽(yáng)離子相互交換的作用。陽(yáng)離子的交換能力 是指一種陽(yáng)離子將膠體另一種陽(yáng)離子交換出來(lái)的能力。 影響陽(yáng)離子交換能力的因素：a. 離子電荷數(shù)量的影響 在離子濃度相同的情況下，溶液中離子的電荷價(jià)越高，陽(yáng)離子受膠體的吸附能力越大。b. 離子的半徑及水化程度 對(duì)于同價(jià)離子而言，原子量越低，離子半徑越小，單位面積上的電荷密度越大，對(duì)水的吸引力在增加，水化程度越高，在陽(yáng)離子周?chē)恢喈?dāng)厚度的水膜，增加了陽(yáng)離子與膠粒表面的距離，減弱了膠粒與離子的引力，而離子

5、半徑大的，水化膜薄，易于膠粒接近，所以彼此的引力較大。所以一價(jià)陽(yáng)離子交換能力大小為Rb+NH4+、K+、Na+Li+。c. 離子濃度 由于陽(yáng)離子交換作用受質(zhì)量作用定律的支配，所以能力較弱的離子，如果有較高的濃度， NH4+ 、K+等，也可將交換能力強(qiáng)的Ca2+、Mg2+離子從土壤中交換下來(lái)。所以根據(jù)這一原理，酸性土壤通過(guò)試用石灰，從而改良土壤酸性的目的。土壤的陽(yáng)離子交換量 是指pH值為7時(shí)每kg干土所吸收的全部交換性陽(yáng)離子的厘摩爾數(shù)，以cmol（+）/kg表示。一般用CEC表示。它直接反映了土壤的保肥性、供肥性能和緩沖能力。鹽基飽和度 土壤中交換性鹽基離子總量占陽(yáng)離子交換量的百分?jǐn)?shù)稱為鹽基飽和

6、度。鹽基飽和度80%的土壤, 一般認(rèn)為是肥沃土壤。鹽基飽和度在50%80%為肥力中等的土壤。鹽基飽和度50%的土壤被認(rèn)為是肥力較低的土壤。3. 陽(yáng)離子專性吸附 發(fā)生專性吸附的陽(yáng)離子主要是過(guò)渡金屬離子，因?yàn)檫@些離子具有較高的水合熱，較易水解成羥基陽(yáng)離子，致使離子在向吸附劑表面接近時(shí)所需克服的障礙（阻力）降低，從而有利于與表面的相互作用。三、土壤對(duì)陰離子的吸附與交換作用（一）土壤中的陰離子與土壤溶液中的陰離子相互交換作用。 （二）特點(diǎn)：發(fā)生在雙電層外層，吸持松，易解吸。主要離子有Cl-、NO3-、ClO4-等，但Cl-、NO3-不易被膠體吸附；陰離子濃度、離子價(jià)、互補(bǔ)離子等對(duì)陰離子交換作用的影響和

7、陽(yáng)離子的吸附與交換相似；陰離子吸附數(shù)量與土壤pH值有關(guān)。（三）陰離子的負(fù)吸附 大多數(shù)土壤主要帶負(fù)電荷，對(duì)土壤中的陰離子有排斥作用，表現(xiàn)出較強(qiáng)的負(fù)吸附。 重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)和難點(diǎn)：土壤保肥性與供肥性的概念及與土壤養(yǎng)分的緩沖容量的關(guān)系；土壤膠體及性質(zhì)；土壤膠體的基本構(gòu)造；土壤吸附保肥性及陽(yáng)離子的交換作用；專性吸附 。第四節(jié)第四節(jié) 土壤的土壤的供肥性一、一、土壤的供肥性 土壤的供肥性是指土壤供應(yīng)作物所必須的各種速效養(yǎng)分的能力土壤供肥能力 土壤供肥能力可以反映土壤供肥性的強(qiáng)弱，土壤供肥能力表現(xiàn)的主要內(nèi)容有：1土壤供應(yīng)速效養(yǎng)分的數(shù)量 土壤中各種速效養(yǎng)分的數(shù)量可反映農(nóng)作物根系直接吸收利用養(yǎng)分?jǐn)?shù)量。 土壤的供肥

8、容量（供應(yīng)容量）是指持續(xù)地供應(yīng)某種養(yǎng)分的基礎(chǔ)，反映出土壤供應(yīng)某種養(yǎng)分潛在能力的大小，一般指全量養(yǎng)分。速效養(yǎng)分占全量養(yǎng)分的比值稱為供應(yīng)強(qiáng)度，表明養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和供應(yīng)能力的強(qiáng)弱。 如果養(yǎng)分的供應(yīng)容量大，供應(yīng)強(qiáng)度也大，表明在一般時(shí)間內(nèi)養(yǎng)分供應(yīng)充足而不至于脫肥；如果二者均小，表明土壤的供肥能力都很弱，必須考慮及時(shí)施肥。2緩效養(yǎng)分轉(zhuǎn)變?yōu)樗傩юB(yǎng)分的速率3速效養(yǎng)分持續(xù)供應(yīng)供應(yīng)的時(shí)間二、土壤養(yǎng)分的有效化過(guò)程二、土壤養(yǎng)分的有效化過(guò)程 土壤養(yǎng)分的有效化過(guò)程是一個(gè)對(duì)立矛盾的發(fā)展過(guò)程。影響土壤膠體吸附離子有效性，應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面： 1離子的飽和度 2互補(bǔ)離子的影響 3粘土礦物的種類(lèi)三、土壤供肥性的調(diào)節(jié) 土壤供肥性的調(diào)節(jié)包

9、括增加速效養(yǎng)分的數(shù)量，加強(qiáng)供肥速度，延長(zhǎng)供肥時(shí)間，使作物所需的各種養(yǎng)分能夠全面、充分、持續(xù)地供應(yīng)，以保證作物的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)，具體措施如下：1合理施肥，提高供肥性能建立有機(jī)肥料為基礎(chǔ)，有機(jī)無(wú)機(jī)相結(jié)合，并配合各種肥料的施肥體系，對(duì)土壤供肥性和保肥性的調(diào)節(jié)均是有意義的。2合理耕作和灌溉，促進(jìn)養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化供應(yīng)精耕細(xì)作，疏松耕層，以耕促肥 合理灌排，調(diào)節(jié)水、熱、氣狀態(tài)，達(dá)到以水促肥的目的3用養(yǎng)結(jié)合，進(jìn)行合理的輪、間、套作4消除有害物質(zhì)，改善養(yǎng)分的供應(yīng)狀況 土壤中有害物質(zhì)的存在，會(huì)降低土壤微生物的活性并影響到土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化及作物對(duì)養(yǎng)分的吸收，消除土壤有害物質(zhì)以及改善植物生長(zhǎng)環(huán)境，對(duì)養(yǎng)分的調(diào)節(jié)起重要的作用。 具

10、體包括：消除酸害和堿害；消除鹽害；消除還原性物質(zhì)毒害；消除污染的毒害。重點(diǎn)：重點(diǎn)：掌握土壤供肥能力表現(xiàn)的方面及土壤供肥性的調(diào)節(jié)第五節(jié) 影響土壤供肥性的化學(xué)因素一、土壤酸堿反應(yīng)一、土壤酸堿反應(yīng)1土壤酸性反應(yīng)活性酸土壤活性酸是由土壤溶液中游離的H+所表現(xiàn)出的酸度。土壤潛性酸是由于土壤膠體上吸附的H+和Al3+所引起的酸度。分為交換性酸和水解性酸。 2土壤堿性反應(yīng)土壤堿性的來(lái)源除了用平衡溶液的pH值表示以外，還可用土壤中堿性鹽類(lèi)特別是Na2CO3和NaHCO3來(lái)表示。堿性土壤中氫氧離子的來(lái)源主要是弱酸強(qiáng)堿鹽水解的結(jié)果。土壤中常見(jiàn)的弱酸強(qiáng)堿鹽有磷酸根及重磷酸根的鉀、鈉、鈣、鎂鹽。堿性的表示方法 土壤堿

11、性可用pH 值、總堿度和堿化度表示。堿化度（鈉堿化度：ESP）：交換性鈉離子占陽(yáng)離子交換量的百分?jǐn)?shù)。 3影響土壤酸堿性的因素 氣候；地形；母質(zhì)；植被； 人類(lèi)活動(dòng)；鹽基飽和度；氧化還原條件 4土壤酸堿性對(duì)土壤養(yǎng)分和作物生長(zhǎng)的影響土壤酸堿性和土壤養(yǎng)分 土壤中的有機(jī)態(tài)養(yǎng)分要經(jīng)過(guò)微生物參與活動(dòng)，才能轉(zhuǎn)化為速效養(yǎng)分以供植物吸收，而適合大多數(shù)微生物生長(zhǎng)發(fā)育的土壤酸堿度微弱酸性至弱堿性，因此土壤養(yǎng)分的有效性一般以pH6-8的范圍內(nèi)有效性最高。土壤酸堿性與作物生長(zhǎng)的影響 5土壤酸堿反應(yīng)的調(diào)節(jié) 對(duì)于不適應(yīng)作物生長(zhǎng)的過(guò)酸或過(guò)堿的土壤，應(yīng)該因地制宜采用適當(dāng)?shù)拇胧┻M(jìn)行調(diào)節(jié)，使其適應(yīng)高產(chǎn)作物發(fā)育的要求。酸性土通常用石灰

12、進(jìn)行改良；草木灰可以作為鉀肥來(lái)施用，同時(shí)有可起到中和土壤酸性的作用；對(duì)于堿性土壤，可用石膏、硫磺或明礬（硫酸鋁鉀）來(lái)改良。三、土壤的緩沖性三、土壤的緩沖性1土壤的緩沖作用及其重要性 土壤的緩沖性（緩沖作用）是指將酸或酸性鹽，堿或堿性鹽施入土壤后，在一定限度內(nèi)土壤具有抵抗這些物質(zhì)改變土壤酸堿反應(yīng)的能力。 重要性：由于土壤具有緩沖性，使它可以穩(wěn)定土壤溶液的反應(yīng)，使土壤的酸堿變化保持在一定的范圍內(nèi)。2土壤緩沖作用的機(jī)制 土壤膠體的陽(yáng)離子交換作用是土壤具有緩沖性能的主要原因。 土壤溶液中弱酸及其鹽類(lèi)的存在也是土壤具有緩沖性能的原因。 土壤中兩性物質(zhì)的存在 土壤中存在的兩性物質(zhì)包括蛋白質(zhì)、氨基酸、胡敏酸（有機(jī)磷酸）等，這些物質(zhì)對(duì)酸堿均具有緩沖能力。四、土壤氧化還原反應(yīng)四、土壤氧化還原反應(yīng)1土壤的氧化還原電位體系 氧化還原反應(yīng)中氧化劑（電子供體）和還原劑（電子受體）構(gòu)成了氧化還原體系。2土壤氧化還原電位 土壤中氧化物質(zhì)和還原物質(zhì)的相對(duì)比例，決定著土壤的氧化還原狀況。氧化還原電位可以作為土壤通氣的指標(biāo)。3氧化還原電位與土壤養(yǎng)分有效性和作物生長(zhǎng)的關(guān)系 作物所需的礦質(zhì)養(yǎng)分有些需要是呈氧化態(tài)是才能被植物吸收。如磷以H2PO4-或HPO4-形態(tài)被吸收，硫以SO4 2 -形態(tài)被吸收。有效養(yǎng)分則需要還原態(tài)才能被吸收，如鐵、錳分別以Fe2