1、2021-5-291 主要内容主要内容 第一节第一节.土壤中氮素转化与环境质量土壤中氮素转化与环境质量 第二节第二节.土壤中磷素的转化与环境质量土壤中磷素的转化与环境质量 第三节第三节.土壤中氮磷流失控制土壤中氮磷流失控制 第一节第一节.土壤中氮素转化与环境质量土壤中氮素转化与环境质量 一一.土壤氮素的含量及其来源土壤氮素的含量及其来源 二二.土壤中氮素的形态土壤中氮素的形态 三三.土壤中氮素的转化土壤中氮素的转化 四四.土壤氮素管理与环境质量土壤氮素管理与环境质量 2021-5-292 2021-5-293 一一.土壤氮素的含量及其来源土壤氮素的含量及其来源 含量含量：一般土壤含量范围：一般土壤含量范围：0.02%0.50%我国耕地含量：我国耕地含量：0.04%0.35%表层高，心、底土低表层高，心、底土低 来源：来源：A 生物固氮：包括自生固氮生物固氮：包括自生固氮、共生固氮和联合固氮；、共生固氮和联合固氮；B 降水：降水：1.5-10.5 kg/hm2.a；C 灌水；灌水；D 施肥；有机肥、无机化肥施肥；有机肥、无机化肥 目前肥料是农田土壤氮肥的主要来源。 目前肥料是usually limiting Increased algae rowth Dissolve Oxygen Fish kill Palatability is reduced and toxins introduced N vs P Behavior Crop Uptake P Runoff/Erosion Leaching N Runoff/Erosion Leaching Volatilization Denitrification Crop Uptake N BehaviorP Behavior The Phosphorus Cycle Animal manures and biosolids Mineral fertilizers Crop harvest Runoff and erosion Leaching(usually minor)Organic phosphorus Microbial Plant residue Humus Primary minerals(apatite)Plant residues Plant uptake Soil solution phos。
2、主要来源。 2021-5-294 氮素是土壤中活跃营养元素，作物需求量大。 和植物氮素是土壤中活跃营养元素，作物需求量大。 和植物 需求相比，全世界大部分土壤缺氮，氮肥的应用有力需求相比，全世界大部分土壤缺氮，氮肥的应用有力 地促进农业生产的发展，开创了农业历史的新纪元。 地促进农业生产的发展，开创了农业历史的新纪元。 土壤中氮可以通过一系列化学反应和物理过程以各种土壤中氮可以通过一系列化学反应和物理过程以各种 形态进入大气和水体，对局部乃至全球环境产生种种形态进入大气和水体，对局部乃至全球环境产生种种 负面影响。 围绕施用氮肥产生的效益与弊端的讨论一负面影响。 围绕施用氮肥产生的效益与弊端的讨论一 直是土壤、肥料、地球物质循环、农产品品质、环境直是土壤、肥料、地球物质循环、农产品品质、环境 科学等多个研究领域密切关注的问题。 科学等多个研究领域密切关注的问题。 2021-5-295 二二.土壤中氮素的形态土壤中氮素的形态 有机态氮 可溶性有机氮5%；水解性有机氮5070%；非水 P,Crop yield&Environment Relationship of soil P(low-optimal),crop response and potential environmental impacts of P Percent Yield Soil Test P(lbs/ac)Potential Environmental Problems Medium Optimal Low 300 0 100 Eutrophication and phosphorus Eutrophication is the term used to describe the process of phosphorus enrichment.It can be defined as:The over-enrichment of lakes and rivers with nutrients,usually phosphorus,leading to excessive growth of algae and other aquatic plants.Eutrophication P is 。
3、机态氮 占全氮的绝大部分，95%以上。 可溶性有机氮可溶性有机氮5%，主要为：游离氨基酸、胺盐及酰胺类化合物；水解性有机氮水解性有机氮5070%，用酸碱或酶处理而得。 包括：蛋白质及肽类、核蛋白类、氨基糖类；非水解性有机氮非水解性有机氮3050%，主要可能是杂环态氮、缩胺类。 2021-5-297 无机态氮无机态氮 数量少、变化大，表土中占全氮12%，最多不超过58%。 铵态氮(NH4+N)：可被土壤胶体吸附，一般不易流失，但在旱田中，铵态氮很少，在水田中较多。 在土壤里有三种存在方式：游离态游离态、交换态交换态、固定态固定态。 硝态氮硝态氮(NO3-N)：移动性大；通气不良时易反硝化损失；在土壤中主要以游离态存在。 亚硝态氮亚硝态氮(NO2-N)：主要在嫌气性条件下才有可能存在，而且数量也极少。 在土壤里主要以游离态存在。 其他其他，氨态氮、氮气及气态氮氧化合物。 速效氮速效氮：土壤溶液中的铵溶液中的铵、交换性铵交换性铵和硝态氮硝态氮因能直接 被植物根系所吸收，常被off:(Dissolved P)Soil Erosion:(Particulate P)Total Surface P Loss:(Particulate&Dissolved P)Release of soluble soil P to runoff Zone of surface soil and runoff interaction(5 cm)Subsurface runoff of P P Leaching P Losses due to Runoff from SERA-IEG 17 P runoff loss from fields with similar soil P test values,varies with a sites slope and vegetation cover Well-Vegetated Soil Bare Soil Land Slope(%)P Runoff Loss Potential P loss related to soil test P Soil Test P Low Potential P Loss HighMedium Soil。
4、岭石高岭石 蒙脱石蒙脱石 方解方解 石非结晶态铁铝氧化物石非结晶态铁铝氧化物 结晶态铁铝氧化物结晶态铁铝氧化物 大多数土壤中，大多数土壤中，pH值在值在6.0-6.5范围内磷的有效性最范围内磷的有效性最 高。 高。 pH值较低值较低(7时，土壤中磷酸钙镁盐的固定，时，土壤中磷酸钙镁盐的固定，又使磷有效性降低。 又使磷有效性降低。 在吸附动力学研究中，在吸附动力学研究中，Langmuir的最大吸附量和的最大吸附量和 Freundlich的吸附常数均与土壤的吸附常数均与土壤pH成显著的负相关。 成显著的负相关。 这是由于在低这是由于在低pH时，铁铝氧化物的活度增大，而且磷时，铁铝氧化物的活度增大，而且磷 酸根离子置换出来的酸根离子置换出来的OH-可以很快被中和，而且随着可以很快被中和，而且随着 pH降低，土壤阴离子交换吸附能力也增强。 降低，土壤阴离子交换吸附能力也增强。 土壤有机质含量高或施用有机肥料可减少磷的吸附固定，从土壤有机质含量高或施用有机肥料可减少磷的吸附固定，从 而提高土壤磷的有效and aquatic plants Limits use of water for drinking,fishing,recreation,etc.PHOSPHORUS AND WATER QUALITY Phosphorusadditionstonaturalwaterscan stimulateweedandalgaegrowth.Vegetativegrowthandoxygendepletion reducewaterquality.Phosphoruslossesfromagriculturecanbea majorsourceofPenteringlakesandstreams.Phosphorus(P)Loss Processes In surface runoff:Soluble(dissolved)P Particulate P(soil particles)By leaching Does phosphorus leach?Soil P to Water:Transport Rainfall:Infiltration&Percolation Surface Run。
5、制胶体对磷的吸附；有机质及其分解产物如胡敏酸、富里酸和有机酸等与磷酸根有机质及其分解产物如胡敏酸、富里酸和有机酸等与磷酸根 竞争吸附位点，从而减少磷的吸附。 其中简单有机酸阴离子的竞竞争吸附位点，从而减少磷的吸附。 其中简单有机酸阴离子的竞 争能力按下列顺序递减：柠檬酸争能力按下列顺序递减：柠檬酸酒石酸酒石酸草酸。 草酸。 但是，也有不少资料表明，酸性土壤中磷吸附与土壤有机质但是，也有不少资料表明，酸性土壤中磷吸附与土壤有机质 含量呈正相关。 含量呈正相关。 有机质能够稳定铁铝氧化物，从而增加其有机质能够稳定铁铝氧化物，从而增加其 对磷的吸附；有机质本身的羟基也可能被磷酸根所取代而产生磷对磷的吸附；有机质本身的羟基也可能被磷酸根所取代而产生磷 的配位吸附。 的配位吸附。 是指吸附状态的磷重新进入土壤溶液的过程。 是吸附是指吸附状态的磷重新进入土壤溶液的过程。 是吸附 的逆过程。 的逆过程。 解吸开始阶段速率较快，以后逐渐变慢。 吸附的种类和性质 4、土壤质地、土壤质地 5、土壤水分、土壤水分 6、土壤温度、土壤温度 5.2 影响供磷能力的土壤因素影响供磷能力的土壤因素 六、土壤磷素循环与环境效应六、土壤磷素循环与环境效应 The Phosphorus Cycle in Soil Solution P Crop harvest Manure P Labile organic P Stable organic P Fertilizer P Labile inorganic P Stable inorganic P Soil test P Runoff Erosion Leaching Phosphorus in the Environment P is an essential element for plants and animals High P is generally non-toxic to plants or animals Relatively immobile in soil P causes accelerated eutrophication Excessive growth of algae 。
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