植物生长与养分环境.ppt

1、第11章 土壤养分,任务十 植物生长与养分环境,了解营养元素的种类，掌握各种营养元素的作用 大量元素、微量元素的生理功能、存在形态及其对植物的有效性,主要内容提要,任务一 植物生长与营养,土壤养分：指主要依靠土壤来供给的植物必需营养元素。 土壤养分的有效性是决定植物生长和土壤生产力的主要因素之一，是土壤肥力的重要因子之一。,一、植物体内的化学元素,植物组织,7595%水分,525%干物质,105,气体：C H O N S,灰分元素,如缺少该营养元素，植物就不能完成其生活史 （必要性）,该营养元素的功能不能由其它营养元素所能代替 （不可替代性或专一性）,该营养元素直接参与植物代谢作用。如为植物体

2、的必需成分或参与酶促反应等。 （直接性）,1、判断必需元素的依据 （Arnon and Stout，1939提出三条标准）,二、植物生长必需营养元素,必需营养元素的种类(16+1),大量元素 （0.1%以上）,微量元素 （0.1%以上）,C、H、O 天然营养元素 N、P、K 植物营养三要素 或肥料三要素 Ca、Mg、S 中量元素,Fe、Mn、Zn、Cu、 B、Mo、Cl、（Ni）,来源,非矿质元素 来自空气和水,矿质元素 来自土壤,（一）土壤养分的来源,1、矿物质,岩石矿物风化释放出来的养分，是土壤最初的养分来源。,K,如正长岩、流纹岩和花岗岩、云母片岩,P,玄武岩闪长岩花岗岩,Ca,石灰岩最

3、多,其他如辉长岩、玄武岩、闪长岩等,Mg,橄榄岩最多，其次玄武岩、辉长岩等,Fe,玄武岩最多,2、土壤有机质,有机质分解释放出来的养分.,N、P、S等营养元素绝大部分以有机态积累和贮藏在土壤中。,生物固氮 大气降水 含有NO2 、NO 、SO2 NH3Cl2及Mg Na K Ca 施肥：人为地施入有机或无机肥。,3、其他来源,（二）土壤养分的有效性,土壤中不是所有的养分形态均能被植物吸收的，这决定于它们的存在形态，能被植物吸收的养分称为有效养分(available nutrient) 。,土壤养分的分类（根据养分对植物的有效程度）,速效养分 缓效养分 难效养分,养分是植物生长发育的基础，土壤是

4、植物养分的主要来源， 植物正常的生长发育需要从环境中吸收营养物质。植物主要通过根从土壤吸取水分和溶解于土壤溶液中的无机盐类，土壤有机质必须经过自然或微生物的作用分解为溶于水的物质方能被植物吸收利用，植物通过叶片可从空气中吸收CO2 等营养物质。植物根系吸收养分是和吸水同时进行的，但二者是两个不同的生理过程。植物对养分的吸收是有选择性的。植物对营养元素的需要是全方位的，一种离子吸收过多会对植物产生毒害作用，多种离子的综合作用共同促进植物的生长发育。根对养分的吸收受温度、土壤通气状况、土壤水分、土壤酸碱性、和作物营养特性影响，利用叶片的吸收性能亦可进行叶面施肥。,任务二 植物对养分的吸收,根系吸养

5、的部位：分生区 根毛区,一、根对养分的吸收,1. 根系吸收养分的特点,吸收养分的形态： 气 态-CO2、O2、水汽。 离子态-NH4+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Cu2+、Zn2+、 NO3、H2PO4、SO42、MnO42、Cl。 分子态-尿素、氨基酸、酰胺、生长素、维生素、 抗生素。,吸收养分的形态： 气 态-CO2、O2、水汽。 离子态-NH4+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Cu2+、Zn2+、 NO3、H2PO4、SO42、MnO42、Cl。 分子态-尿素、氨基酸、酰胺、生长素、维生素、 抗生素。 根系吸收养分的特点： 吸水与吸肥不成比例 单盐毒害作用和离子间拮抗作用 选择性吸收

6、-生理酸性盐，生理碱性盐，生理中性盐。,2. 根系与土壤养分的接触,截取：根系伸展于土壤中直接获取养分的方式。因土壤 颗粒与根的接触面积有限，截取量约占根系吸收 养分总量的10。 离子扩散：由于根系吸收养分造成根表土壤溶液中养分 浓度相对降低，根表土壤与周围土体之间产生养 分浓度梯度使土壤养分沿着浓度梯度由周围土体 向根表土壤运动。是短距离内补充根表土壤养分 的重要因素。 质流：由于植物蒸腾作用引起的土壤养分随土壤水分由 周围土体向根表土壤运动的养分迁移方式。是长 距离内补充根表土壤养分的重要因素。,3. 根系与土壤养分的吸收,根系吸收养分的过程： 养分进入自由空间 养分通过原生质膜-被动吸收

7、，主动吸收，胞饮作用。 养分进入输导组织 被动吸收：由于膜内外浓度差和电位差的作用而使离子由 膜外向膜内运动的过程 。 主动吸收：在提供能量的前提下，离子逆化学势和浓度梯 度进入细胞的过程 。 胞饮作用：质膜内陷包围营养物质小囊泡脱落游离于细胞 质内的过程 。,（三）影响根系吸收养分的环境条件,温度（1525） 通气（正相关） 土壤酸碱反应 土壤水分 根的营养特性。,二、叶片对养分的吸收,叶部营养（根外营养）： 植物通过叶片或幼茎等器官吸收养分的过程。 叶片吸收液体养分： 角质层-细胞壁-细胞膜-细胞质 叶片吸收CO2： 大气-气孔-细胞间隙-叶绿体 叶部营养的特点： 直接吸收，转化迅速，促进

8、代谢，经济有效。,叶片吸收营养： 溶液组成 浓度反应 叶片湿润（0.51小时） 叶片类型（角质膜厚薄） 喷施部位（新叶）,三、营养元素间的相互关系,离子间的拮抗作用：溶液中一种离子的存在抑制植物 对另一种离子吸收的作用。 原因：位置竞争（K+ Ca2+ Cl- I- OH-） 数量竞争 拮抗：Ca-Mg P-Zn K-Zn K-Fe Ca-B 离子间的协调作用：溶液中一种离子的存在促进植物 对另一种离子吸收的作用。 协调：Ca-K P-Zn K-B P-Mo,植物营养的阶段性： 植物营养期-植物通过根系从土壤中吸收养分的整个时期。 植物营养连续性-植物不间断地从土壤中吸收养分的特性。 植物营养

9、阶段性-植物不同生长阶段对营养的种类、数量 和比例的要求不同。 营养吸收规律：低-高-低。 作物营养关键期： 作物营养临界期-对某种养分缺乏敏感且受损害，即使实 施也很难纠正的时期。 营养最大效率期-植物对营养的需要最多、吸收最快、增 产效率最高的时期。 注意：不同植物、不同营养元素的营养关键期和营养最大效率 期不同。,四、作物各生育期的营养特性,内容三 土壤养分,一、土壤中的氮,1、氮的功用,蛋白质的重要组分 （蛋白质中平均含氮16%-18%）； 核酸的成分 （核酸中的氮约占植株全氮的10） 叶绿素的组分元素 （叶绿体含蛋白质4560，是光合作用的场所） 许多酶的组分 （酶本身就是蛋白质）；

10、 多种维生素、植物激素、生物碱的成分,田 间 水 稻 缺 氮,土壤表层的含氮量通常为0.02-0.5%。 地球总氮量的98%存在于地球深处的岩浆岩中， 远离我们所生活的土壤-植物-大气-水分环境。 因此， 我们将重点讨论生物圈中2%的氮素循环。 土壤中的大部分氮素来源于生物固氮。,2、氮素的来源和分布,土壤中的氮素以两类形态存在: 无机态氮和有机态氮,大部分的土壤氮以有机态存在。,（1）无机态氮包括：,铵态氮(NH4+): 被胶体吸附着，易被植物吸收。 植物直接吸收的两种 主要氮素形态,称速效 硝态氮(NO3-): 存在于土壤溶液中，易流失。 养分，只占全氮的1-2% 亚硝态氮(NO2-)：

11、亚硝态氮对植物生长有害,但一般土壤中含量极少, 因 很快转化为硝态氮，只有在极端厌氧条件下才会积累。 氧化亚氮 ： 反硝化过程的产物, 氧化氮和氮气： 一般存在于土壤空气中,3、氮素的形态,（2）有机态氮包括：,有机态氮通常占土壤全氮量的95%以上。 有机态含氮化合物以蛋白质， 氨基酸和其它复杂的有机氮化合物形态存在。 根据它们的可溶性和分解的难易程度可分为:,可溶性有机氮 水解行有机氮 非水解性有机氮,4、氮素循环,（1）有机氮的矿化作用,定义：指含氮的有机化合物在多种微生物的作用下降解为铵态氮的过程。（分成两个过程进行）,、水解过程,蛋白质 多肽 氨基酸、酰胺等 条件 真菌、细菌、放线菌等

12、； 在通气良好； 温度较高； 水分6070%； pH值适中； C/N比适当,水解,水解,朊酶,朊酶,图中所描述的氮素循环表明， 土壤中氮素的循环过程有以下几个方面:,、水解过程,RCHNH2COOH + O2 RCH2COOH + NH3 + E 条件： 真菌、细菌、放线菌等； 在通气良好； 对低温特别敏感； 水分6070%； pH值要求在4.85.2 C/N比适当。,铵化微生物,酶,（2）硝化作用（nitrification）,定义： 硝化作用是指土壤中的铵或氨在微生物的作用下氧化为硝酸盐的过程（分两个过程进行）,、亚硝化过程,NH4O2 NO2 4H,条件：亚硝化细菌（专性自养型微生物）

13、通气：良好 O2 5% pH 5.5 - 10 (7-9), 4.5 受抑制！ 水分：5060% 温度：35; 2 STOP!,亚硝化细菌,、硝化过程,2NO2O2 2NO3,硝化细菌,条件：除了需要的微生物种类不一样，其它的同上一过程,硝化作用的结果： 利：为喜硝植物提供氮素 弊：淋失、发生反硝化作用,（3）反硝化作用（denitrification）,定义： 反硝化作用是指硝酸盐或亚硝酸盐还原为气态氮（分子态氨和氮氧化物）的过程。 两种类型：微生物反硝化和化学反硝化,微生物反硝化（土壤中反硝化作用的重要形式）,反应式： NO3 NO2 NO N2O N2,反应产物的影响因素：嫌气的程度、p

14、H和温度。,渍水条件：其产物几乎为氮气； 嫌气条件不太强以及较低的pH和温度下， N2O的比例明显增加,（4）铵的吸附（adsorption）与固定（fixation）,铵的吸附是指土壤液相中的铵被土壤颗粒表面所吸附的过程 铵的解吸是指土壤固相表面吸附的铵（土壤交换性铵）自土壤固相表面进入液相的过程,粘土矿物对铵的固定（只有2：1型矿物）才固定铵,原因：NH4+离子半径：0.148 nm， 21型粘土矿物晶层表面六角形孔穴半径：0.140 nm 一旦NH4+陷入层间的孔穴后，转化为固定态铵 暂时失去有效性 在蛭石多的土壤中，固定态氮可占全氮的38% 然而 北方土壤：固铵的粘粒矿物较多，但其土壤

15、中铵极少； 南方土壤：水田的铵态氮较多，而能固定铵的粘土矿物少 因此，铵的粘土矿物固定作用在我国的意义不大。,（5）铵的挥发损失（volatilizaiton）,定义：在中性或碱性条件下，土壤中的NH4转化为NH3而挥发的过程,过程 NH4 NH3 H,OH -,H +,影响因素, pH值 NH3挥发 6 0.1% 7 1.0% 8 10.0% 9 50.0%, 土壤CaCO3含量：呈正相关 温度：呈正相关 施肥深度：挥发量 表施深施 土壤水分含量 土壤中NH4的含量,（6）硝酸还原作用,NO3 NH4,嫌气条件,硝化还原酶,（7）无机氮的生物固定,定义：土壤中的铵态氮和硝态氮被微生物同化为其

16、躯体的组成成分而被暂时固定的现象。 过程： 铵态氮 硝态氮 生物固定 生物固定 有机氮,影响因素：影响条件 土体的C/N比、温度、湿度、pH值,（8）硝酸盐的的淋洗损失,NO3 N 随水渗漏或流失，可达施入氮量的510,二、土壤中的磷,1、磷素的功用,磷是细胞核的成分之一，磷对细胞分裂和植物器官的分化，特别是开花结果起着重要作用。磷对提高植物的抗病性、抗 性和抗旱能力有良好的作用。 植物缺磷抑制体内细胞分裂，使生长缓慢，缺磷体内植物蛋白质合成减慢，有氨基酸积累，同时营养器官内含有大量糖类，有利于叶内合成花青素，使叶子呈紫色、深绿色，根系发育不良，植株表现矮化现象，结实率下降。,自左至右，依次为

17、油菜幼叶至老叶，缺磷油菜叶片从暗紫发展至紫红色。,幼叶 老叶,油菜缺磷,图为缺磷的油菜叶片，缺磷使体内碳水化合物代谢受阻，糖分积累，形成紫红色。,土壤全磷含量低。 通常不超过全氮含量的十分之一到四分之一。 磷化合物在土壤中的难溶性导致它很难被植物吸收利用。 土壤中的速效磷含量与全磷含量很少相关， 所以土壤全磷量不能作为土壤磷素供应水平的确切指标。 当有机或无机磷肥施用后， 可溶性的磷很容易被固定变为不溶性的。 一般每年只有10-20%的磷肥能被植物吸收利用。,土壤缺磷三方面的原因,2、磷素的形态,无机态磷 （占全磷的50-75% ）,（1）水溶态磷,pH7.2 以HPO42-为主。 pH=7.

18、2时 两者相等。,（2）吸附态磷,通过通过各种力被土壤固相表面吸附的磷酸根或磷酸阴离子。 吸附和解吸处于动态平衡，当溶液中磷被移走（如植物吸收）时，吸附态磷就释放到溶液中，同样，溶液中磷增加，则有部分磷被吸附而呈吸附态磷。,（3）矿物态磷,无机磷几乎99%以上以矿物态存在。不同土壤中有不同的含磷矿物存在。 石灰性土壤中主要是磷酸钙盐：氟磷灰石，氢氧磷灰石，碳酸磷灰石。 酸性土壤中以磷酸铁和磷酸铝盐为主：有磷铝石和粉红磷铁矿。,（4）闭蓄态磷,酸性土壤中被水化氧化铁所包裹的磷化合物。,有机态磷,土壤中的有机磷一般占全磷的50%。 表土中有机磷一般占全磷的20-80%。 随着土层深度的增加， 有机

19、磷所占的比例减少而无机磷的比例逐渐增加。,（1）肌醇磷酸盐,这部分占全有机磷全量的10-50%。,（2）核酸,占有机磷全量的0.2-2.5%。,（3）磷脂,占有机磷全量的1-5%。,3、磷素的循环,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，动植物残体磷返还土壤再循环； 土壤有机磷矿化； 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，溶解和沉淀。,4、土壤磷的调节,目的是要提高土壤磷的有效性,（1）调节土壤酸度到中性范围,因为此时磷的固定最少。,（2）提高土壤有机质,矿化释放磷 减少磷的固定 分解产生的有机酸可促进弱酸溶性磷的溶解,（3）土壤淹水

20、,酸性土壤pH升高，而碱性土壤pH 下降，即土壤pH 趋于中性。 土壤氧化还原电位下降，将高价磷酸铁还原成低价铁而提高磷酸铁的溶解度。 闭蓄态磷的包模被还原溶解，内部的磷释放进入溶液。,A、土壤矿物,磷的吸附和解吸将受到矿物表面类型的影响。 铁铝氧化物， 它们的丰度以在高度风化的， 酸性的土壤中最高， 可吸附大量的磷。 非晶质的氧化物由于表面积大， 更容易吸附磷。 1:1型粘土矿物如高岭石比2:1型粘土矿物如伊利石更容易吸附磷， 因为它们含有更多的铁铝氧化物。 石灰性土和钙饱和的粘土含有较低的可溶性磷， 因为磷很容易被沉淀和吸附。 和中性或碱性土相比， 相同表面积的酸性土可固定两倍的磷， 且被

21、固定磷的结合强度比在中性或碱性土中高5倍。,影响土壤中磷固定的因素,B、土壤pH值,在土壤pH极高或极低时， 磷都很容易被固定。 当pH值保持在6.0-7.0时磷被固定的可能性最小， 土壤磷素对植物具有最大的有效性。,C、土壤有机质,通常有机质可阻止磷的固定。,D、土壤中的阴离子和阳离子效应,由于两价的阳离子比一价的阳离子吸附力大， 因而对磷的吸附力也强。 如上所述， 由于无机和有机阴离子都可以和磷竞争吸附电位， 从而导致对土壤溶液中磷的吸附作用降低。 阴离子与矿物表面结合能力越强， 被吸附的可能性就越大。,磷肥施用量需要大于植物的需求量。 注意磷肥的施用方式和深度。 将施入的磷肥集中施于作物

22、可利用的位置， 如采用条施，以减少固定提高磷肥的利用率。 将磷肥和氮肥同时施用， 也可以提高磷肥的利用率。 施用有机肥可提高原有土壤磷的有效性， 施用含于有机肥中的磷素。 对幼苗接种真菌菌株， 可提高磷的利用率。,磷肥的施用应注意的问题,二、土壤中的钾,1、钾素的功用,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,玉米缺钾时，所形成的果穗尖端呈空粒，如能够形成籽粒也不充实，淀粉含量低。,大多数土壤含钾较多， 在0.5-2.5%之间。 质地较粗的砂质或石

23、英质土壤含钾量低于质地较细， 含钾丰富的矿物风化形成的土壤。,土壤溶液中的钾,交换性钾,非交换性钾,矿物中的钾,土壤溶液中的钾一般在4 ppm左右， 土壤饱和提取液 中的钾在3到156 ppm。 在干旱或盐碱地中含钾量可能很高。,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。包括天然层状硅酸盐矿物如黑云母和伊利石中的钾和由交换性钾或水溶性钾转变为层间钾。这部分钾在一定条件下可以逐渐解释，供植物吸收利用。,（占全钾的2-8%）,静电作用带负电的土壤胶体可吸附钾离子（占全钾的1-2%）。,包括白云母，金云母，正长石和微斜长石。 钾长石是土壤中含钾最丰富的矿物， 但矿物钾是被固定在晶格之

24、间的， 因而只能在晶格被破坏后， 钾才能释放出来。,速效钾,缓效钾,无效钾,2、土壤钾的含量,3、土壤钾的形态,钾的输入途径 大气沉降 矿物风化释放 每年降雨可提供每公顷1到5公斤的钾。 在幼年土上， 矿物风化每年可提供每公顷5到10公斤的钾， 而砂质， 老年土风化提供的钾每公顷不到1公斤。,3、土壤钾的循环,植物需吸收利用 植物生长发育需要大量的钾， 其需要量一般是磷的5到10倍， 或和氮的需要量相当。 如果地上部分被收获走， 从土壤里损失的有效钾的量可能很大。,钾的循环和转化的动态性变化很强。 由于植物不断吸收钾以及钾的淋洗， 钾不断地但缓慢地从原生矿物中释放出来， 变成有效态的钾， 以补

25、充土壤溶液中损失的钾。 如果土壤中钾的含量偏高， 那么钾就容易被固定。 四种形态的钾素在土壤中的分布很大程度上与土壤中的粘土矿物种类有关。 如2:1型的粘土矿物比高岭石含钾量高。 土壤溶液中的钾可被植物和微生物吸收利用， 或被吸附在土壤胶体表面， 或从土壤根系区中被淋洗。,土壤中不同钾素形态的转化,其他元素 土壤中的Ca、Mg、S,一、土壤中的钙,1、钙的功用,稳定细胞膜 促进细胞的伸长和根系生长 行使第二信使功能 调节渗透作用 具有酶促作用 影响作物品质,植株缺钙： 生长点坏死,水 稻,番 茄,菠 萝,大白菜缺钙的典型症状：内叶叶尖发黄，呈枯焦状，俗称“干烧心”，又称“心腐病”。,苹果苦陷病

26、,明明没有虫子，怎么会有虫子咬过的痕迹呢？,2、土壤中的钙,一般土壤并不缺钙， 但在土壤淋洗强烈以及未施石灰的酸性土壤上， 也会发生缺钙现象。 湿润地区砂质土壤含钙量较少， 湿润温带地区的非石灰性土壤含钙量在0.7-1.5%左右。 湿润热带地区风化强烈的土壤只含有0.1-0.3%的钙。干旱地区土壤一般含钙量较高。 土壤中的含钙量在15 ppm左右就足以满足植物生长的需求。,3、土壤中钙的形态,水溶性钙,交换态钙,矿物态钙,土壤水溶液中的钙离子。,胶体吸附的可交换性钙离子。,钙长石(CaAl2Si2O3)是土壤中钙最主要的来源。 钙也可来自黑云母、 磷灰石、及黑色硅质土以及石膏(CaSO42H2

27、O)。,速效钙,4、决定土壤钙的有效性的因素,土壤全钙含量： 阳离子交换量低的砂质、酸性土壤全钙含量可能太低而不能满足植物吸收。 土壤pH值： 土壤pH值低(土壤溶液中H+离子含量高)将阻碍钙的吸收。 土壤阳离子交换量和钙的饱和度： 在酸性土壤上， 低饱和度不利于钙的吸收。 钙饱和度高意味着土壤酸度适宜植物的生长和微生物的活动， 或意味着酸性土壤里可交换性的Al含量低， 或在碱土里钠的含量低。 粘土矿物种类 ： 2:1型粘土矿物比1:1型粘土矿物要求钙的饱和度高， 才能提供足够的有效钙。 例如， 蒙脱石钙饱和度达到70%才能提供足够的有效钙， 而高岭石只需40%到50%的钙饱和度就可以提供足够

28、的有效钙; 土壤溶液中钙与其它阳离子的比值: 过量的NH4+， K+， Mg 2+， Mn 2+和 Al 3+等将降低植物对钙的吸收， 但NO3 -的存在可增加植物对钙的吸收。,二、土壤中的镁,1、镁的功用,合成叶绿素并促进光合作用 镁参与蛋白质的合成 活化和调节酶促反应,缺镁症状,由于镁在韧皮部中的移动性较强，缺镁症状首先出现在中、下部老叶上 当植物缺镁时，其突出表现是叶绿素含量下降，并出现失绿症。 失绿症开始于叶尖端和叶缘的脉间部位，颜色由淡绿变黄再变橙红或紫色。 叶脉保持绿色，在叶片上形成清晰的网状脉纹。,水 稻,黄 瓜,玉 米,植物缺镁：中下部叶脉间失绿黄化,2、土壤中镁的含量,土壤中

29、镁的行为与钙相类似, 一般土壤并不缺镁。 但在土壤淋洗强烈的酸性土壤上。在湿润地区的粗质和砂质土壤上， 镁的含量只有0.1%， 而在干旱和半干旱地区的细质土壤上镁的含量可达到4%。 在砂质土壤上， 特别是施KCl 和 K2SO4肥料的土壤， 镁的淋失是一个很严重的问题， 因为可溶性的Cl- 和 SO42-可促使镁的淋失。,3、土壤中镁的形态,水溶性镁,交换态镁,矿物态镁,土壤水溶液中的镁离子。,胶体吸附的可交换性镁离子。,黑云母， 白云石， 蛇纹石等矿物风化可产生镁。 次生矿物如绿泥石， 伊利石， 蒙脱石和蛭石等也含镁。,速效镁,当土壤中的交换性镁低于25-50 ppm时， 土壤可能缺镁； 阳

30、离子交换量低的酸性， 砂质， 和淋洗强烈的土壤， 常常缺镁； 石灰性且含镁量低的土壤， 酸性土施有大量含镁低的石灰的土壤， 经常施用大量铵态氮肥和钾肥的土壤， 以及植物对镁的需求量很高时， 都会产生土壤缺镁的现象； 湿润地区的砂质土出现缺镁的可能性最大， 因为这些土壤中全镁和交换性镁都较低； 在一些强酸性土壤上， 交换性铝的含量高时可限制植物对镁的吸收。,4、易缺镁的土壤,三、土壤中的硫,1、硫的功用,合成蛋白质的必需成分 调节氧化还原状况和传递电子 参与一些酶的活化 影响叶绿素的合成 硫参与固氮过程 合成植物体内挥发性含硫物质 对农产品品质和营养价值的影响,2、土壤硫的形态,土壤中的硫最初来

31、源于岩石中的金属硫化物。 在风化过程中， 矿物中的二价硫(S2-)被氧化为硫酸根。,有机态硫（占90%以上）,无机态硫,土壤溶液中的硫酸根 吸附的硫酸根 不可溶的硫酸盐 还原态的无机硫化合物,3、土壤溶液中硫酸根浓度的影响因素,硫酸根的淋洗 硫酸根的吸附 有机硫的矿质化与固定,硫素的循环比氮素的循环更复杂， 因为硫的循环既部分类似于磷的循环又部分类似于氮的循环。 和磷酸盐相似， 硫酸根离子也被特性吸附， 导致大量的硫酸根变成无效的。 硫酸盐是土壤中硫的唯一普遍存在的游离态。 土壤中硫酸盐的去向和磷酸盐相似: 被植物或微生物吸收， 形成不可溶性盐类沉淀， 产生阴离子吸附， 或从根区被淋洗走。 但

32、不同于磷酸盐的是， 硫酸钙， 硫酸铁， 硫酸铝是可溶性的， 因而土壤中硫酸盐的沉淀对硫的有效性并不起很重要的作用。,4、硫的循环,第四节 土壤中的微量元素,土壤中的7种微量元素为: 铁、 锰、 锌、铜、 硼、钼、 和氯。 它们之所以被称为微量元素是因为植物对它们的需要量很小， 它们在土壤中的含量也极少。 尽管如此， 微量元素对植物的健康生长却起着及其重要的作用， 有时甚至超过大量元素的作用。 植物缺乏微量元素时， 可出现植株矮小， 低产， 早衰或死亡等。 因而， 有时少量微量元素的施用都会明显的影响植物的生长。,一、土壤中的铁,1、铁的功用,叶绿素合成所必需； 参与体内氧化还原反应和电子传递；

33、 参与核酸和蛋白质代谢 还与碳水化合物、有机酸和维生素的合成有关,缺乏症： 顶端或幼叶失绿黄化，由脉间失绿发展到全叶淡黄白色。如果树“黄叶病”；花卉、蔬菜幼叶脉间失绿黄化或白化；禾本科叶片脉间失绿呈条纹花叶 中毒症状： 水稻亚铁中毒“青铜病”,铁的失调症,柑桔缺铁 黄叶病,柑桔缺铁的 叶 序,梨 树,果 树 缺 铁,桃 树,苹果树,番 茄 缺 铁,甜 菜 缺 铁,大 豆 缺 铁,烟 叶 缺 铁,水 稻 缺 铁,水 稻 铁中 毒,2、铁的形态,铁是岩石圈中第四大元素，占地球表层的5%，土壤中大多数铁存在于原生矿物，粘土矿物，氧化物和水化物中。 常见的含铁原生矿物和次生矿物有橄榄石(Mg， Fe)

34、2SiO4，菱铁矿(FeCO3)， 磁铁矿(Fe3O4)， 赤铁矿(Fe2O3)， 针铁矿(FeOOH)， 和褐铁矿FeO(OH)。nH2O + Fe2O3。nH2O等。但植物可利用Fe2+ 和 Fe3+在水里的溶解度极低。,3、影响土壤溶液中铁浓度的因素,有机螯合物 可提高铁的有效性，一般铁螯合剂可提高铁的溶解力达几个数量级。在排水状况良好，氧化性的土壤里，铁以Fe 3+形态存在为主。 土壤积水 由于Fe 2+的溶解力增加。 土壤溶液中 pH pH值增加一个单位， 三价铁的含量将降低1000倍， 二价铁的含量将降低100倍。南方酸性土壤一般不缺铁， 但干旱或半干旱地区的碱性土壤则通常可能出现

35、缺铁。,紧实， 粘重， 石灰性土壤容易缺铁。 在冷湿的气候条件下， 土壤湿度大， 通气不良时， 土壤也会缺铁。 排水良好的土壤， 添加有机质(螯合剂的施用)将改善土壤结构， 提高土壤铁的有效性。,易发生缺铁土壤及其对策：,二、土壤中的硼,1、硼的功用,促进分生组织生长和核酸代谢； 促进碳水化合物运输和代谢； 参与酚代谢和木质素的形成； 与生殖器官的建成和发育有关 .,缺乏症 茎尖、根尖生长停止或萎缩死亡。 油菜“花而不实”、小麦“穗而不实”； 花椰菜“褐心病”、 萝卜“黑心病”等 过多症状： 棉花、油菜“金边叶”,硼的失调症,油菜缺硼花而不实,花椰菜缺硼 褐心病,萝卜缺硼腐心病,玉 米 缺 硼

36、,豌 豆 荚 果,B,B,黄 瓜 硼 毒,棉 花 硼 毒,2、硼的形态,岩石和矿物中的硼,粘土矿物以及铁铝氧化物吸附的硼,与有机质结合的硼以及硼酸,3、硼的有效性,一般在酸性土壤中硼的有效性最高， 但酸性砂质土壤中， 硼很容易被淋洗。 在pH值7到9时， 硼的有效性最低。 施用石灰可能会导致硼的缺乏。 但是， 施用石灰后， 高pH值会促进有机质含量高的土壤中有机质的矿化及硼的释放。在这种情况下， 硼的有效性取决于被固定和矿化的硼的相对量。,三、土壤中的锌,1、锌的功用,作为碳酸酐酶的成分参与光合作用； 作为多种酶的成分参与代谢作用； 参与生长素的合成； 促进生殖器官的发育,缺乏症 植株矮小，节

37、间短，生育期延迟；叶小，簇生；中下部叶片脉间失绿。 水稻“矮缩病”、玉米“白苗病”、柑桔“小叶病”、“簇叶病”等。 过多症状： 叶片黄化，出现褐色斑点,锌的失调症,玉米缺锌 白苗病,水稻缺锌 矮缩病,果树缺锌 簇叶病、小叶病,苹 果,柑 桔,2、锌的形态,土壤含锌量一般在10到300 ppm， 平均为50 ppm。 岩浆岩和沉积岩一般比石灰岩或砂岩含锌高。 含锌的矿物主要有锌铁尖晶石(ZnFe2O4)， 菱锌矿(ZnCO3)和硅锌石(Zn2SiO4)。 土壤溶液中的锌含量范围在5-70 ppb之间， 一半以上的锌被有机物所吸附。,3、影响土壤溶液中锌浓度的因素,土壤pH值： 锌的溶解度与土壤pH值极相关， pH值增加1个单位， 锌的溶解度降低100倍。 与被吸附在粘土矿物和有机胶体表面的锌的量相关 土壤中含锌原生矿物和次生矿物的丰富度 有机物质螯合物 锌盐-螯合剂的结合对锌向根区表面移动及植物对锌的吸附极为重要。,四、土壤中的铜,1、铜的功用,酶的组分； 参与光合作用； 参与氮代谢； 影响花器官发育,缺乏症 生长瘦弱，新叶失绿发黄，叶尖发白卷曲，叶缘灰黄，叶片出现坏死斑点； 禾本科顶端发白枯萎，繁殖器官发育受阻，不结实或只有秕粒