植物营养元素的土壤化学土壤中的微量元素

植物营养元素的土壤化学土壤中的微量元素第一页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日高等植物必需的营养元素（16+1或+2）C,H,O,N,P,K,Ca,Mg,S,Cu,Zn,Mn,Fe,B,Mo,CI,Ni，Co大量元素微量元素Otherelements,suchassilicon(Si),vanadium(V),andsodium(Na),appearstoimprovethegrowthofatleastcertainplantspecies.Animals,includinghumans,alsorequiresmostiodine(I),andfluorine(F),havebeenshowntobeessentialforanimalgrowthbutareapparentlynotrequiredbyplants.第二页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日Intensiveplantproductionpracticeshaveincreasedcropyields,resultingingreaterremovalofmicronutrientsfromsoils.Thetrendtowardhigh-analysisfertilizershasreducedtheuseofimpuresaltsandorganicmanures,whichformerlysuppliedsignificantamountsofmicronutrients.Increasedknowledgeofplantnutritionandimprovedmethodsofanalysisinthelaboratoryarehelpinginthediagnosisofmicronutrientdeficienciesthatmightformerlyhavegoneunnoticed.Increasingevidenceindicatesthatfoodgrownonsoilswithlowlevelsoftraceelementsmayprovideinsufficienthumandietarylevelsofcertainelements,eventhoughthecropplantsshownosignsofdeficiencythemselves.为何微量元素营养问题越来越重要？第三页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日Theextentofmicronutrient-deficientsoilsarecomparabletothatofnitrogen-,phosphorus-,andpotassium-deficientsoils.Summarydata(Table1)fromanextensiveeffortthatexamined190soilsamplesfrom15countriesrevealedthat49%ofthesesoilswerelowinzincand31%lowinboron(Sillanpaa,1990).第四页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日Today,thereareover3.7billion

iron-deficientindividualsandabout1billionpeoplethatareorareatriskofdevelopingiodinedeficiencydisorders.Additionally,thereareover200millionpeoplethatarevitaminAdeficient(WorldHealthOrganization,1999).Othermicronutrientdeficiencies(e.g.,Zn,Se,vitaminC,vitaminD,andfolicaciddeficiencies)maybeaswidespreadasiron,iodineandvitaminAdeficiencies,buttherearenoreliabledatatoconfirmthisalthoughcircumstantialevidencesuggeststhatthismaybeso(Combsetal.,1996;WorldHealthOrganization,1999).Welch

RM.Theimpactofmineralnutrientsinfoodcropsonglobalhumanhealth.PlantandSoil247:83–90,2002.对人体健康的影响？第五页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日Figure1.GlobaldistributionofFe,vitaminAandIdeficiencies(mapmodifiedfromSanghvi,1996).第六页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日Toxicityofsomemicronutrientinsoils.Expandinginterestsinthefieldofheavymetalresearchwereassociatedwithincreasingworld-productionofmetalsandtheircommonusageinthepastcentury,andconsequently,withtheirincreasingemissionsintotheenvironment.Thisresultedingrowinghazardtohuman’shealthposedbyelevatedmetalconcentrationsinair,water,andfood.第七页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日Themostimportantsourcesofheavymetalsinsoilsarethoseconnectedwithanthropogenicactivities,suchasmetalminingandsmelting,productionandusageofpesticidesandwoodpreservatives,wasteprocessinganddisposal,etc.第八页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日Characteristicsofmicronutrientnutrition

需要量少，但不可替代缺乏多呈一定的区域性适宜浓度范围较窄第九页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日微量元素的生物地球化学循环土壤中不同微量元素的含量、形态、转化及有效性土壤微量元素与地方病微量元素污染及治理第十页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日1.微量元素的生物地球化学循环生物地球化学循环(Biogeochemicalcycle)生态系统从大气、水体及土壤等环境中获得营养物质，通过绿色植物吸收，进入生态系统，被其它生物重复利用，最后再归还于环境的过程。第十一页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日生物地球化学循环的过程研究主要是在生态系统水平和生物圈水平上进行的。生产者消费者分解者非生物环境（无机环境）第十二页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日生物地球化学循环的类型植物消费者落叶层土壤土壤溶液沉积型循环消费者落叶层微型分解者土壤溶液植物微生物大气气体型循环气体型循环沉积型循环第十三页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日气体型循环沉积型循环微量元素的生物地球化学循环氯，溴，氟等循环。铁，锰，铜，锌等循环第十四页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日HumanshavelonginfluencedZninputstosoils.Twothousandyearsago,approx.10000tonesZnyr−1wereemittedasaresultofminingandsmeltingactivities.

Since1850,emissionshaveincreased10-fold,peakingat3.4MtZnyr−1intheearly1980s,andthendecliningto2.7MtZnyr−1bytheearly1990s.TheratioofZnemissionsarisingfromanthropogenicandnaturalinputsisestimatedtobe>20:1.人类活动对微量元素循环的影响第十五页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日OtheranthropogenicinputsofZntosoils：fossilfuelcombustion,minewaste,phosphaticfertilizers(typically50–1450μgZng−1),limestone(10–450μgZng−1),manure(15–250μgZng−1),sewagesludge(91–49000μgZng−1),otheragrochemicalsparticlesfromgalvanized(Zn-plated)surfacesandrubbermulches.第十六页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日土壤中微量元素的循环PlantuptakeM+nMChe(Soilsolution)RemovalinharvestBiomassResiduesInsolubleformOrganicchelatesM+nCO2Decay第十七页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日2.Contents,formsandavailabilityofmicronutrientsinsoilsTheinitialtraceelementcontentofsoilsreflectsthematerialsfromwhichtheyform,butpedogenicprocessesandlandscapeageintroducemuchvariation.第十八页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日Iron,Zn,Mn,andCuaresomewhatmoreabundantinbasalt;BandMoaremoreconcentratedingranite.花岗岩玄武岩页岩石灰石砂岩辉长岩斜长石辉石橄榄石第十九页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日Advancesincludingtheglobalpositioningsystem(GPS),geographicinformationsystems(GIS),inductivelycoupledplasma(ICP)spectrometry,geostatistics,andprecisionagriculturefacilitatesoilmicronutrientmappingandprovidequantitativesupportfordecisionandpolicymakingtoimproveagriculturalapproachestobalancedmicronutrientnutrition.MappingsoilmicronutrientsFieldCropsResearch,60(1999)11-26第二十页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日ExampleFig.5.MapofkrigedestimatesoftotalsoilzincfortheconterminousUSAclassedbydecilesusingdatafromUSGSandUSEPAsoilstudies(Whiteetal.,1997).Crossesindicatesitesofthreehigh-zincoutliersexcludedfromtheUSGSdataset.第二十一页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日ExampleFig.3.Geographicdistributionoflow-,variable-,andadequate-seleniumareasintheUSA(afterKubotaandAllaway,1972).第二十二页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日Weatheringofunderlyingparentmaterials,Naturalprocesses(e.g.,gasesfromvolcaniceruption,rain/snow,marineaerosols,continentaldust,forestfiresAnthropogenicprocesses(industrialandautomobiledischarges,additionoffertilizers,lime,pesticides,manures,sewagesludges).Availablemicronutrientsinsoilarederivedfrom:第二十三页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日ContentsofdifferentmicronutrientsinsoilsofChina（mg/kg）MicronutrientBZnMnFeCuMoRange0-5003-79042-300010000-1000003-3000.1-6Mean64100710221.7第二十四页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日FormsofmicronutrientsdominantinthesoilsolutionBZnMnFeCuMoCICoNiH3BO3,H2BO3-Zn2+，Zn(OH)+Mn2+Fe2+,Fe(OH)2+,Fe(OH)2+,Fe3+Cu2+,Cu(OH)+MoO42-,HMoO4-CI-Co2+Ni2+,Ni3+第二十五页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日Itisbio-availablemetalspeciespresentinsoilsolutionratherthanhighamountsofmetalsinsolidphasethatcauseadversebiologicaleffectsonsoilbiota,controltheuptakeofmetalsbyhigherplants,andtheirinputintothefoodchain.第二十六页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日SpeciationoftracemetalsSpeciation(inthecontextofsoils)referstoboththeprocessandthequantificationofthedifferentdefinedspecies,formsandphasesofatraceelement.Thespeciationoftracemetalsinsoilsisrelatedtotheirbiogeochemicalreactivityandtoseveralphysicochemicalconditionsofthesoil.第二十七页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日Water-solubleAsfreecationAscomplexeswithorganicandinorganicligandsOnexchangesitesofclayminerals(canbeextractedwithaweakexchanger,suchasNH4+)Specificallyadsorbed

(Sometraceelements(e.g.,Cu2+)areretainedbyclaymineralsand/orFeandMnoxidesinthepresenceofalargeexcessofCa2+orsomeotherelectrostaticallyboundedcation)AdsorbedorcomplexedbyorganicmattersAsinsolubleprecipitates,includingocclusionbyFeandMnoxidesAstheprimarymineralsFormsofmicronutrientsinsoil第二十八页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日FractionationofmicronutrientsinsoilThesequentialfractionationscheme:Basedontheabilityofcertainsolventstoremovespecificboundformsofthemetal.FormsofCopper1.Soilsolution2.Exchangeable3.Specificallyadsorbed-4.Oxideoccluded5.Biologicallyoccluded6.MinerallatticeOnClayOnO.M.OnOxidesCaCl2AceticacidK.pyrophosphateOxalate+UVHFStevensonFJ,1986.pp-342第二十九页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日土壤中一些金属离子可与土壤中存在的有机物，如腐殖质、蛋白质、有机酸等络合。有机物中具有络合作用的基团?羟基–OH羧基–COOH羰基=CO氨基–NH2亚氨基=NH第三十页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日金属离子+络合物金属离子-络合物Metalion+chelateMetalion-chelate稳定常数（K,stabilityconstant）K=[Metalion–chelate][Metalion][chelate]稳定常数越大，金属离子与络合剂结合的能力越强，形成的络合物越稳定。Nutrientsinchelateforms第三十一页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日Nutrientsinchelateforms甘氨酸酒石酸EDTAEDTA:乙二胺四乙酸HEDTA:羟乙基乙二胺三乙酸EDDHA:乙二胺二邻位苯酚乙酸第三十二页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日TableStabilityconstants(LogK)forselectedchelatingagentsandnutrientcationsChelatingagentFe3+Fe2+Zn2+Cu2+Mn2+Ca2+RelativecostEDTA25.014.2714.8718.7013.8111.04.4EDDHA33.914.316.823.94-7.243HEEDTA19.612.214.517.410.78.05.5Citrate11.24.84.865.93.74.68-Gluconate37.21.01.736.6-1.211.0BradyNC,WellRR.1996第三十三页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日AvailabilityofmicronutrientsinsoilUptakeofmicronutrientsbyplantislargelydependentontheavailabilityoftheseelementsinsoils.Theavailabilityofmicronutrientsisnotonlyrelatedtothetotalcontentsoftheseelementsinsoil,butalsotosoilproperties,suchassoilpH,Eh,andtexture,etc.第三十四页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日Highlyleached,acid,sandysoilsOrganicsoilsSoilsofveryhighpHSoilsthathavebeenveryintensivelycroppedandheavilyfertilizedwithmacronutrientonlyMicronutrientsaremostapttolimitcropgrowthin第三十五页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日黄土高原地区土壤多数微量元素含量分布具有明显的从西北向东南逐渐增加的趋势。(其中B、Mo由西北向东南含量增加的趋势不明显)黄土高原地区不同微量元素的含量水平：锌、锰含量中等偏低铜、硼中等钼的含量很低原因？第三十六页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日1)CK(对照,N60kg/hm2+P26.4kg/hm2);2)Zn(NP,施Zn,ZnSO415kg/hm2);3)Mn(NP,施Mn,MnSO422.5kg/hm2)4)Cu(NP,施Cu,CuSO415kg/hm2)处理有效Cu有效Zn有效MnCK0.7760.561151.2Zn-2.568-Mn--191.3Cu5.240--长期施用微量元素肥料对土壤微量元素有效性的影响（mg/kg）1984-2003陕西长武(郝明德等,2006)第三十七页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日基性火成岩发育的土壤含锌量高于酸性岩

矿质态锌交换态锌水溶性锌含锌的矿物有：闪锌矿、红锌矿、菱锌矿等。>90%2.1Zinc(Zn)(1)Content(2)FormsExchangeableZntypicallyrangesfrom0.1to2μgZng−1Concentrationsofwater-solubleZninthebulksoil

solutionarelow,typicallybetween4×10−10and

4×10−6M(Barber,1995),第三十八页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日SoilZnfractionsinthesolidphasecanbequantifiedusingsequentialextractionsorisotopicdilutiontechniques(Youngetal.,2006).FormsExtractantWatersolubleH2OExchangeableKNO3OrganicallyboundNa4P2O7Carbonate/noncrystallineironoccludedEDTAManganeseoxideoccludedNH2OHCrystallineironoxideoccludedNa2S2O4SulphidesHNO3ResidualHNO3+H2O2%oftotalsoilZnSoilfromIndiana,USA0.210.032.57.97.27.53.332.3%(Miller&McFee,1983).第三十九页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日soilpHorganicmatterothers(Pinsoil)一般认为，土壤有机质水平与有效锌含量间呈正相关。但有机质含量过高的土壤如泥炭土，锌的有效性会降低。(3)FactorsaffectingZnavailabilityinsoil第四十页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日pH值大于6-6.5时，锌主要以Zn(OH)2形态存在，溶解度小。因此，土壤pH>6.5,土壤可能缺锌。石灰性土壤上，锌可与碳酸盐反应，形成沉淀。随土壤pH值的变化,土壤中锌的存在形态Zn2+Zn(OH)+Zn(OH)2Zn(OH)3-pH值3-46-8>8第四十一页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日表不同碳酸钙含量塿土对锌的吸附强度余存祖等，1984土壤施锌量mg/kgDTPA提取的锌含量(mg/kg)吸附强度(%)第一次第二次第三次合计中钙土壤(CaCO373g/kg,OM11.5g/kg)01.340.700.532.62102.701.921.205.8268.010021.408.005.1034.5068.2高钙土壤(CaCO3160g/kg,OM4.1g/kg)01.121.170.582.87101.561.360.903.8790.51007.402.962.1612.5290.4第四十二页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日锌的吸附可用Langmuir方程描述式中：x表示吸附平衡时的吸附量

xm表示最大吸附量

Kl为Langmuir吸附常数

C平衡时溶液中吸附物的浓度Langmuir吸附常数xm、Kl被用于评价土壤对锌的吸附特性第四十三页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日整理Langmuir方程得：CC/x1/xm1/Klxm第四十四页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日表不同质地土壤对锌吸附的Langmuir方程参数土壤颗粒组成%最大吸附量（Xm）吸附常数K土壤吸持性Xm.K<0.01mm<0.001mm坝富黏层64.7331.205.7510.2161.243坡红黏土60.6833.855.0670.1460.740坝轻壤层28.6413.443.8400.0980.377坝轻壤层26.4613.413.7830.0990.375毕银丽等，1997第四十五页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日石灰性土壤多采用DTPA浸提，临界指标为0.5mg/kg,酸性土壤用0.1M盐酸浸提，临界指标为1.5mg/kg<1.01.0-1.51.6-3.03.1-5.0>5.0很低低中高很高酸性土壤石灰性及中性土壤<0.50.5-1.01.1-2.02.1-4.0>4.0(4)HowtoevaluateZnavailabilityinsoil?第四十六页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日我国缺锌土壤的分布主要分布在我国北方，与石灰性土壤的分布模式基本一致。包括黄潮土、棕壤、褐土、栗钙土、灰钙土、黄绵土和漠境土等。南方长江冲积物和南方石灰岩母质发育的土壤亦易发生缺锌。第四十七页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日表锌肥在土壤(塿土)中的残留(mg/kg)施锌量1981.8.10不同时期土壤有效锌含量锌在土壤中残留率（%）1981.8.101982.9.131983.9.231984.9.2801.250.841.101.20-105.527.808.504.7035.010042.630.619.021.019.8余存祖等，1986第四十八页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日土壤中含量较高南方土壤高于北方土壤2.2Manganese(Mn)

矿质态锰易还原态锰交换态锰水溶性锰(1)Content(2)Forms与铁镁矿物共生，风化释放易还原态锰为高价锰（通常为三价）；西北干旱及半干旱区土壤含量19-254mg/kg易还原态锰、交换态锰和水溶性锰总和称为活性锰黄土高原区交换性锰含量,<3mg/kg第四十九页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日Manganese（Mn）锰在土壤中的转化示意图Mn2+Mn3+Mn2O3.nH2OMn4+MnO2.nH2OMnO2ReductionOxidation第五十页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日SoilpHSoilEh土壤pH值在4-9范围内，pH值每上升1个单位，土壤可给态锰会降低100倍。故缺锰多发生在pH值高的土壤上。(3)FactorsaffectingMnavailabilityinsoil第五十一页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日多采用DTPA浸提，临界指标为7mg/kg,或活性锰（1M醋酸铵+0.2%的对苯二酚），100mg/kg<5050-100100-200200-300>300很低低中丰富过量活性锰DTPA浸提锰<44-77-99-15>15(4)HowtoevaluateMnavailabilityinsoil?第五十二页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日ProblemsoilsofMndeficiencyManganesedeficienciesaremostcommoninsands,organicsoils,high-pHcalcareoussoils,andinsoilgrowingfruits,smallgrains,andleafyvegetables.第五十三页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日ProblemsoilsinChina在我国，缺锰土壤主要为北方石灰性土壤，如黄潮土、棕壤、褐土、栗钙土、灰钙土、黄绵土和漠境土等。南方酸性土壤大量施用石灰后，交换态锰减少，有时会导致“诱发性缺锰”。第五十四页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日表锰在土壤(塿土)中的残效施锰量1981.5.23土壤有效锰含量（mg/kg）198119821985013.010.47.42026.016.210.820032.525.027.3余存祖等，1986第五十五页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日(1)Content基性火成岩发育的土壤含铜量高于酸性岩含硫矿物中铜的含量高

矿质态铜交换态铜水溶性铜(2)Forms含铜的矿物有：孔雀石、黄铜矿、辉铜矿等2.3Copper(Cu)第五十六页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日organicmattersoilpH一般认为，土壤有机质水平与有效铜含量间呈负相关。铜可被有机质牢牢吸附或络合。相对于锌、锰来说，土壤pH对铜有效性的影响较小。(3)FactorsaffectingCuavailabilityinsoilThegeneralorderofaffinityformetalcationscomplexedbyorganicmatterfollows:Cu2+>Cd2+>Fe2+>Pb2+>Ni2+>Co2+>Mn2+>Zn2+第五十七页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日石灰性土壤多采用DTPA浸提，临界指标为1.mg/kg,酸性土壤用0.1M盐酸浸提，临界指标为1.9mg/kg(4)HowtoevaluateCuavailabilityinsoil?第五十八页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日ProblemsoilsofCudeficiencyNewlycultivatedorganicsoils(reclamationdisease)SandysoilsCalcareoussoilswiththehighpHCompetitionofcopperwithothermetals(Al,Zn,Fe)第五十九页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日我国缺铜土壤的分布从目前资料看，我国多数土壤有效铜含量较丰富或适中，但黄土区土壤有效铜含量较低。据水保所彭琳等研究，该区约有1/3土壤有效铜不足。特别是质地较粗、肥力低的土壤。另外，沼泽土、泥炭土易发生缺铜问题。第六十页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日表铜在土壤(黑垆土)中的残效施铜量（mg/kg）1984.5土壤有效铜（1985.7）小麦籽粒含铜00.863.711.133.852.375.7104.317.03011.597.5余存祖等，1986第六十一页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日(1)Content是土壤含量最低的微量元素之一；含量与成土母质关系密切。2.4钼(Molybdenum,Mo)花岗岩母质发育的土壤含钼量高黄土母质发育的土壤含钼量低黄土和黄土状母质发育的土壤全钼含量为0.21-1.45mg/kg,平均为0.62mg/kg，远远低于全国平均水平（1.7mg/kg）(2)FormAsanionicform（MoO42-,HMoO4-）Itsbehaviorinsoilresemblesphosphateorsulfate第六十二页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日SoilpHTotalMocontentinsoilMoavailabilityinsoilincreaseswithsoilpH土壤pH3-6：钼的吸附量最大；土壤pH>6:钼的吸附量减弱；土壤pH>8:土壤胶体几乎不再吸附钼酸盐。(3)FactorsaffectingMoavailabilityinsoilpH每增加一个单位，钼酸根离子的浓度增大100倍！H2MoO4HMoO4-+H2OMoO42-+H2O+H++H++OH-+OH-第六十三页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日多采用草酸-草酸铵浸提，临界指标为0.15mg/kg,(4)HowtoevaluateMoavailabilityinsoil?第六十四页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日ProblemsoilsofModeficiencyMolybdenumdeficiencieswillbemostcommoninacidicsandysoils,whereleachinglosses,strongmolybdateadsorption,andfewmolybdenummineralsexist.第六十五页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日我国缺钼土壤的分布

北方缺钼，主要是由于成土母质含钼量极低；

南方土壤全钼含量并不低，但由于钼的有效性低，故土壤有效钼含量不足。华北及黄土高原地区是我著名的低钼区，估计约有2/3耕地土壤钼供应不足(余存祖，2004)第六十六页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日MotoxicitySoilswhicharehighinMoandgiverisetoherbagecontaininghighlevelsofMocausingmolybdenosisincattleandsheep.第六十七页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日(1)Content是岩石和土壤中含量最高的四个元素（O,Si,AI,Fe）之一。土壤Fe2O3含量可达3.8%

矿质态有机结合态交换态水溶性(2)Forms含铁的矿物有：磁铁矿、赤铁矿、针铁矿等2.5Iron(Fe)第六十八页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日SoilpHSoilEhorganicmatterSoilmoistureothers(3)FactorsaffectingFeavailabilityinsoil土壤pH每增加一个单位，溶液中活性铁减少约1000倍。

Fe2++3OH-1

Fe(OH)3Fe3+

Fe(OH)2+

Fe(OH)2+Fe(OH)3OH-1OH-1OH-1Simplecation(Soluble)Hydroxymetalcations(Soluble)Hydroxide(Insoluble)第六十九页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日SoilpHandFeavailability第七十页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日SoilEh淹水后三价铁可以还原为二价铁Fe(OH)3+e-1+3H+Fe2++3H2OSoilorganicmatter有机质可以增加土壤中铁的有效性（why？）（有机酸的络合、酸化作用以及还原性物质）第七十一页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日Soilmoisture石灰性土壤通气不良易发生缺铁失绿症（limeinducedchlorosis）(原因？)HCO3-affectstheuptakeandtranslocationofFeCaCO3+H2O+CO2

Ca2++HCO3-Howtosolvetheproblem?ImprovesoilstructureSoilwatermanagementApplicationoforganicmanures第七十二页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日石灰性土壤多采用DTPA浸提，临界指标为2.5mg/kg,缺乏临界适量石灰性土壤<2.52.5-4.5>4.5(4)HowtoevaluateFeavailabilityinsoil?第七十三页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日SoilsdeficientinFeIrondeficienciesaremostcommonincalcareoussoils,inaridsoilscroppedtohigh-iron-demandplants.Highlevelsofbicarbonateandphosphatesalsolowerironavailabilityofplant.第七十四页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日我国缺铁土壤的分布主要分布在我国北方，与石灰性土壤的分布模式基本一致。南方土壤上常常会发生铁中毒现象。第七十五页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日(1)Content2.6Boron(B)花岗岩及其他酸性火成岩、片麻岩、红砂岩等成土母质发育的土壤，全硼及水溶性硼含量往往偏低。沉积物发育的土壤>火成岩发育的土壤干旱地区>湿润地区我国主要土壤硼含量的一般规律：有由北向南、由西向东逐渐降低的趋势。西部内陆地区土壤含硼较高，东南部红壤含硼低。第七十六页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日Mineral-BOrganic-BAdsorbed-BB-insolution(2)FormsofBinsoil矿质态硼存在于矿物晶格内，经过风化后才可释放。土壤中含硼的矿物以电气石为主，含B3%左右有机态硼包括含硼的有机化合物和被有机物吸附的硼SoilcolloidOOBOH第七十七页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日SoilpHClaytypesOrganiccontents(3)FactorsaffectingBavailabilityinsoil土壤pH值在4.7-6.7范围内，水溶性硼随pH值上升而增加，但当pH值>7,水溶性硼随pH值上升而降低(原因？)（专性吸附增强，与钙、镁等形成沉淀）Illite>Kaolinite(伊利石>高岭石)有机质对硼有效性的影响，看法不一第七十八页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日(4)HowtoevaluateBavailabilityinsoil?我国多采用沸水浸提、姜黄素比色法测定土壤有效性硼的含量。一般以0.5mg/kg作为临界指标<0.250.25-0.50.50-1.001.00-2.002.00-2.50>2.50很低低适量丰富过量中毒第七十九页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日ProblemsoilsofBdeficiencyStronglyweatheredcoarsetexturedsoilwithlowbaseexchangedevelopingunderhumidconditions.Sandysoils(verylowinBandpronetoleaching)第八十页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日SoilspotentiallydeficientofBinChina包括红壤、砖红壤、赤红壤和紫色土等。分布于广东、福建、江西南部、浙江西部和南部和四川等地。土壤全硼和水溶性硼含量均较低。南方缺硼红壤区北方缺硼土壤主要是黄土和黄河冲积物发育的各种土壤，包括塿土、黄绵土和黄潮土等。第八十一页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日新建及河西走廊地区气候干旱，蒸发量大于降水量，盐分在土壤表层累积，是我国的高硼区。而东北、华北及黄土高原地区有大面积的缺硼土壤。估计缺硼及可能缺硼的土壤占耕地面积的70%左右(余存祖等，2004)。第八十二页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日EffectsofsoilpHonavailabilityofmicronutrients第八十三页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日Transformationofmicronutrientsinsoil第八十四页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日我国土壤缺乏微量元素的面积种类ZnBMoMnCuFe亿亩7.294.926.683.040.980.71占耕地%51.534.546.521.36.95.0土壤临界值（mg/kg）<0.5<0.5<0.15<5<0.2<4.5低于临界值面积鲁如坤，1998第八十五页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日第八十六页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日3.土壤微量元素与地方病地方病亦称生物地球化学性疾病:

系指在自然环境中由于一些元素分配失衡而直接或间接的引起生物体内微量元素平衡严重失调时产生的特殊性疾病。克山病大骨节病地方性缺碘病(甲状腺肿大病)地方性氟中毒在我国较常见的地方病有:第八十七页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日克山病是以心肌坏死为症状的地方病，因1935年首见于我国黑龙江克山县而得名。大骨节病以关节疼痛、增粗、关节畸形、软骨坏死为特征，最终瘫痪和残疾的疾病。(1)克山病及大骨节病腿部患者心脏增大第八十八页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日克山病和大骨节病流行于我国黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、河北、山东、山西、河南、陕西、甘肃、四川西藏及青海(只有大骨节病)和云南(只有克山病)等14个省区。克山病及大骨节病病带的地球化学环境以低硒为其特点，故又称为我国的低硒地球化学带。该地带土壤硒含量平均为0.10mg/kg，而东南及西北非病带土壤硒含量分别为0.30和0.20mg/kg.第八十九页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日大骨节病的发生集中在陕西渭北高原及甘肃的陇东一带，其中以陕西的麟游、永寿最高。克山病以陕北南部的黄龙山-崂山-陕甘交界的子午岭和关山一带病情最为严重。黄土高原地处我国低硒带的中心，是我国克山病及大骨节病的重发区,其中:第九十页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日图黄土高原地方病分布图（田均良等，1994）第九十一页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日硒在地壳中的含量为0.09mg/kg土壤中硒的含量与形态一些地区富硒土壤中硒的含量为在1-1200mg/kg黄土母质系低硒母质。这一地区土壤硒含量在38-324μg/kg，平均108μg/kg。第九十二页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日表黄土高原病区及非病区硒含量的比较(μg/kg)项目重病区中等病区轻病区病区总计非病区土壤全硒75.6±9.888.0±12.1101.2±14.687.8±16.3145.5±36.7土壤水溶性硒1.51±0.271.98±0.352.27±0.371.90±0.453.83±1.62小麦硒6.13±1.39.53±2.0811.75±1.279.14±3.1633.7±18.3人发硒57±2174±1898±1773±23229±73田均良等，1994提出的黄土高原病区与非病区土壤全硒含量缺乏的阈值为110μg/kg，水溶性硒的阈值为2.4μg/kg第九十三页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日微域的变化项目北门村（病区）蒋家山（非病区）土壤全硒13.3126.4土壤水溶性硒1.852.90小麦硒5.218.7人发硒46131水源(相同)0.060.06土壤类型发育差的黄绵土黑板渣土李继云等，1979-1983表永寿县发病程度不同的相邻两个村土壤等硒含量(μg/kg)比较第九十四页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日预防措施：口服亚硒酸钠增加粮食中的硒增加饮水中的硒第九十五页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日硒中毒土壤和饲草中的硒含量过高(>5ppm)，会引起牲畜中毒，患“碱质病(alkalidisease)”和“盲跚病”。第九十六页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日世界上约有110多个国家的10亿人口患有此病。我国患病人口分布在20多个省市区，人口约4.25亿。（2）地方性缺碘病(甲状腺肿大病)地方性甲状腺肿是世界上流行最广泛的一种地方病俗称“大粗脖”，以甲状腺肿大为主要特征。我国贵州的都匀市、黔西县属高度缺碘地区,发病率相当高。第九十七页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日碘由陆地进入海洋，由海洋逸出进入大气，再通过降水进入陆地，形成了一个大循环。土壤植物人体水大气动物岩石图碘的生物地化循环碘的生物地化循环第九十八页，共一百一十二页，编辑于2023年，星期日碘非常活泼，迁移性强。土壤中的碘易随水迁移。碘分布特性：“山区少于平原，平原少于沿海，沿海少于海洋”我国自然土壤碘含量平均4.22ppm，在世界土壤正常范围(1-5ppm)