第8章-土壤氮、磷循环与环境效应-环境土壤学(张乃明)
土壤磷循环 ppt课件
度。
4、合理施用磷肥 合理施用磷肥是减少磷对环境影响的主要措施。科学制定
施肥用量；重点施在旱作上；等。
一、土壤磷循环 （一）土壤中磷的含量
地壳中磷的平均含量约为0.12%，自然土壤中的全磷含量决定 于母质类型，而耕作土壤中主要受磷肥施用的影响。
我国土壤全磷含量一般为 0.02-0.11%，从南向北逐 渐增加。
Available P content (Bray II) Pink <30 mg/kg (moderately deficient)
1．土壤有机磷的矿化
土壤中的有机磷除一部分被作物直接吸收利用外，大
部分需经微生物的作用进行矿化转化为无机磷后才能被作
物吸收。
磷酸肌醇
植酸酶 磷酸酶
肌醇+H3PO4
卵磷脂→磷酸甘油+胆碱+脂肪酸
水解
甘油+H3PO4
核蛋白→核酸+蛋白质
核酸酶
核苷酸酶
核苷酸
核苷+H3PO4
有机磷矿化是土壤 微生物、磷酸酶等 共同作用的结果， 其速率受微生物活 性影响。
与土壤有机质含量密切相关二土壤磷的形态核酸类磷脂类除少量水溶态外绝大部分以吸附态或矿物态存在水溶态磷是植物利用的直接磷源磷酸根离子类型和ph由于土壤含磷化合物极复杂直接鉴定较困难人们通常采用化学方法将无机磷进行形态分级
土壤磷循环
1
第十章 土壤元素的生物 地球化学循环
土壤中化学元素以能 量为驱动力，沿土壤-大气进行物质循环传 递的过程称为土壤元 素的生物地球化学循 环。
土壤磷的解吸
吸附状态的磷重新进入土壤溶液的过程，是土壤磷释放作用的 重要机理之一。
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第三节 土壤热性质
一ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ土壤热容量
• 土壤热容量是指单位质量（重量）或 容积的土壤每升高（或降低）1℃所需 要（或放出的）热量。
可分为：容积热容量； 质量热容量。
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三、土壤的热扩散率
第三节
• 土壤热扩散率 (土壤导温率）是指 在标准状况下，在土层垂直方向上 每厘米距离内，1℃的温度梯度下， 每秒流入1cm2土壤断面面积的热量， 使单位体积（1cm3）土壤所发生的 温度变化。其大小等于土壤导热率 /容积热容量之比值。
W1 – W2 —————— ×100
W2
W1 ：湿土质量 W2 ：干土质量
×100
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2.土壤水的再分布
概念：土壤水 入渗过 程结束后，水在重力 和吸力梯度影响下在 土壤中向下移动重新 分布的过程。
土壤水的再分布是 土壤水的不饱和流。
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土中水 的运动
重力作用下土中水的渗流
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A、有益影响 （f）根际微生物产生二氧化碳，使钙增加 可溶性，有利于植物吸收。 （g）根际中自生固氮菌可以固定大量的N2， 给植物提供有机和无机氮。
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B、不利影响
（a）微生物与植物竞争矿质营养，在一定时间内减 少了对植物养分的供应，造成对植物生长的不利。 反消化细菌使含氮物质变成N2，养分损失。
脱落物
死亡根系和脱落的根毛、根冠、根表皮细胞等。
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B. 根系的呼吸作用影响根际土壤的气体组分、 pH值、Eh等；
离根越近，CO2的含量越高，O2的含量越低； O2含量少影响根际范围的Eh，一般偏低； 由于根系分泌有机酸影响根际的pH值，一般偏酸。
土壤学第九章-土壤养分循环ppt课件
土壤学
资源环境学院土地资源与农业化学系
采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在 管材垂 直角切 断管材 ，边剪 边旋转 ，以保 证切口 面的圆 度，保 持熔接 部位干 净无污 物
反硝化的临界Eh约为334mv，最适pH为7.0～8.2， pH小于5.2～5.8的酸性土壤，或高于8.2～9.0的碱性 土壤，反硝化作用显著下降。
有机肥
养分资源
挥
发
淋 洗
地下水
土壤学
资源环境学院土地资源与农业化学系
土壤养分的基本概念
土壤养分－指植物所必需的，主要是土壤来提供的营养元 素就叫做土壤养分。土壤养分是土壤肥力的物质基础，是土 壤肥力的重要组成因素。
有效养分－能够直接或经过转化被植物吸收利用的土壤养 分。
速效养分－在作物生长季节内，能够直接、迅速为植物吸 收利用的土壤养分，称速效养分。
（3）这种养料元素在植物的代谢过程中具有直接 的作用。
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采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在 管材垂 直角切 断管材 ，边剪 边旋转 ，以保 证切口 面的圆 度，保 持熔接 部位干 净无污 物
土壤养分循环是“土壤圈”物质循环的重 要组成部分，也是陆地生态系统中维持生物生 命周期的必要条件。
有机质C/N
＞30
30～15
＜15
氮的固定量＞矿化量 固定量＝矿化量 固定量＜矿化量
补充化肥
补充有机质
（2）应用“激发效应”调节土壤有机质和氮素平 衡
有机质丰富的土壤，施用绿肥等新鲜有机肥 产生正激发效应。
有机质缺乏的土壤，施用富含木质素的粗有
机肥，产生负激发效应。
环境土壤学总结
第一章土壤是历史自然体，是位于地球陆地表面和浅水水域底部的具有生命力、生产力的疏松而不均匀的聚积层，是地球系统的组成部分和调控环境质量的中心要素。
土壤环境问题：土壤污染、土壤荒漠化、盐渍化、侵蚀等退化过程。
土壤污染：是指人为因素有意或无意地将对人类本身和其它生命体有害的物质施加到土壤中，使其某种成分的含量明显高于原有含量、并引起现存的或潜在的土壤环境质量恶化的现象。
土壤环境质量定义：在一定时间和空间范围内，土壤自身性状对其持续利用以及对其他环境要素，特别是对人类或其他生物的生存、繁衍以及社会经济发展的适宜性。
环境土壤学：是研究自然因素和人为条件下土壤环境质量变化、影响及其调控的一门学科。
土壤环境质量的评价包括土壤环境质量现状评价：土壤及其环镜特征、外援物质的种类、数量、来源土壤环境质量影响评价：土壤自身对人和其他生命体以及环境要素的影响拟议的开发行动方案或规划、人为活动等对土壤的影响土壤圈的功能（１）对生物圈：支持和调节生物过程，提供植物生长的养分、水分与适宜的物理条件，决定自然植被的分布与演替。
（２）对大气圈：影响大气圈的化学组成、水分与热量平衡，对全球大气变化有明显的影响。
（３）对水圈：影响降水在陆地和水体的重新分配；影响水分平衡、分异转化及水圈的化学组成；影响元素生物地球化学行为。
（４）对岩石圈：作为地球的“皮肤”，对岩石圈有一定的保护作用，可以减少各种外营力。
土壤污染的特点1隐蔽性和潜伏性水体、大气污染比较直观，土壤污染不易发现，需要对土壤样品的分析化验和对农作等的监测。
2 不可逆性和长期性水体和大气受到污染后，切断污染源通过稀释和自净就可能是污染减轻；但土壤中难降解的污染物积累在土壤环境中很难这样消除。
特别是重金属污染。
环境土壤学主要研究人为条件下和自然因素下引起的土壤质量的变化，以及这种变化对土壤-水-植物-动物-环境-人类这一系统现存的或潜在的冲击、对策与修复。
第二章土壤三相组成：固相、液相和气相土壤有机质：是指土壤中各种含碳有机化合物的总称。
考研-环境保护概论第八章土壤环境污染防治与土壤生态保护
物理化学过程 (1) 吸附与解吸；(2) 氧化 -还原作用
生物过程 土壤的正常功能和生态平衡遭到破坏、生物污染以致使植物产
品的数量和质量下降。
污染土壤的修复 (一) 排土、客土改良 ( 物理改良措施 ) (二) 生物改良措施 (三) 施加抑制剂 ( 化学改良剂 )
第八章 土壤环境污染防治与土壤生态保护
所谓土壤环境指这一位于陆地地表的土壤圈层而言。 土壤是由矿物质、有机质、水分和空气等物质组成 , 是 一个非常复杂的系统。
土壤是自然环境中各种因素相互作用的产物，是地 理环境派生的自然体。土壤作为独立的自然体 , 是指位 于地球陆地地表 , 包括具有浅层水地区的具有肥力、能 生长植物的疏松层。
土壤污染的特点
1. 隐蔽性和潜伏性 土壤污染是污染物在土壤中长期积累过程 , 一般要通过对土 壤污染物、植物产品质量分析监测 , 植物生态效应 , 植物产 品产量 , 以及环境效应监测。其后果要通过长期摄食由污染土 壤生产的植物产品的人体和动物的健康状况才能反映出来。
2. 不可逆性和长期性
土壤环境的自净作用
土壤背景值——是指未受人类污染影响的情况下，土壤 在自然界存在和发展过程中其本身原有的化学组成、化 学元素和化合物的含量，也称本底值。
土壤中污染物的累积量超过土壤背景值即为土壤污染。
所谓土壤环境容量是在人类生存和自然生态不致受害 的前提下 , 土壤环境所能容纳的污染物的最大负荷量。
土壤环境污染物：进入土壤环境中的污染物的种类十 分繁多，我们把进入土壤环境中凡是影响土壤环境正 常功能，恶化土壤质量，降低作物产量，有害生物及 人体健康的物质。
土壤自净作用——在自然因素的作用下，通过土壤自 身的作用，使污染物在土壤环境中的数量、浓度和毒 性降低的过程。 按照自净作用的机理，可划分为物理净化作用、物理 化学净化作用、化学净化作用和生物净化作用。
《环境土壤学》课件
土壤结构包括土壤颗粒大小、孔隙度和团聚体等，影 响水分和空气的流动，以及养分的保持和传递。
土壤生态系统由土壤生物、土壤环境、土壤结 构和土壤养分等组成，具有物质循环、能量流 动和信息传递等功能。
土壤环境包括土壤温度、湿度、酸碱度、氧化还 原电位和土壤气体等，对土壤生物的生存和活动 产生影响。
交通运输
汽车尾气、轮胎磨损等 产生的有害物质进入土
壤。
土壤污染的类型
重金属污染
如铅、汞、镉等重金属元素在土壤中积累。
放射性污染
放射性核素在土壤中的富集。
有机物污染
如石油、农药、多环芳烃等有机化合物污染 土壤。
病原菌和寄生虫污染
污水灌溉和垃圾填埋等导致病原菌和寄生虫 在土壤中滋生。
土壤污染对环境和人体的影响
土壤生态保护与修复
通过生态工程和生物修复等技 术手段，恢复受损土壤生态功 能。
土地资源管理与规划
结合地理信息系统等技术，进 行土地资源调查、评价和规划
。
环境土壤学的发展历程
20世纪初
环境土壤学开始萌芽，主要关注土壤污染问题。
20世纪中叶
随着工业化和城市化加速，土壤污染和退化问题日益严重，环境土 壤学得到快速发展。
土壤生物的种类与分布
土壤生物包括微生物、植物和动物等，其中微 生物包括细菌、真菌、放线菌等，植物包括根 系和地衣等，动物包括蚯蚓、蚂蚁和蜘蛛等。
土壤生物的种类和分布受地理环境、气候条件 、植被类型和土壤类型等多种因素的影响，不 同地区的土壤生物群落存在差异。
土壤生物在土壤形成、物质循环和生态平衡等 方面发挥着重要作用，对人类生产和生活也有 重要影响。
特点
环境土壤学具有跨学科性，涉及环境 科学、土壤学、地理学、生态学等多 个领域；同时，环境土壤学强调实践 应用，旨在解决实际的环境问题。
土壤学土壤养分循环
西南地区 华南、滇南地区
2. 影响土壤氮素含量的因素 （1）有机质含量 氮素主要存在于有机质中，二者呈平行正相关关系。 （2）植被: 归还氮素、固定氮素
（3）气候 主要是水、热条件引起有机质的分解与合成 （4）质地 质地愈粘重、有机质含量愈高 （5）地势
主要是引起水热条件变化
（二）土壤氮素的获取
1. 生物固氮（自生、共生和联合固氮）
无机态氮包括NH4+－N、NO3-－N、 NO2-－N。 旱地土壤无机氮一般以NO3-N较多，淹水土壤
则以NH4-N占优势。
土壤学
资源环境学院土地资源与农业化学系
2. 有机态氮 占全氮92－98%，平均95%。大部分是腐殖物质。 它们需经微生物分解矿化成无机氮后才能为植物吸 收利用。 包括水溶性氮、水解性氮、非水解性氮。 土壤氮的形态及其有效性
主要内容
1.土壤氮素循环 （重点） 2.土壤磷和硫的循环 （重点） 3.土壤中的钾钙镁 4.土壤中的微量元素循环
教学目标 与要求
从养分的来源、含量、形态和转化 过程来掌握各种土壤养分。 1.重点掌握土壤氮、磷的转化过 程，尤其是无效化过程； 2.了解土壤钾、钙、镁的状况以及微 量元素的重要性。
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土壤学
其它养 化肥养 分资源 分资源
沉降、灌溉 生物 固氮
植物需求
废 弃 物
生态 环境 质量
有机肥 养分资源 养分供应
挥 发
淋 洗
土壤养分资源
地下水
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土壤养分的基本概念
土壤养分－指植物所必需的，主要是土壤来提供的营养元 素就叫做土壤养分。土壤养分是土壤肥力的物质基础，是土 壤肥力的重要组成因素。 有效养分－能够直接或经过转化被植物吸收利用的土壤养 分。 速效养分－在作物生长季节内，能够直接、迅速为植物吸 收利用的土壤养分，称速效养分。 无效养分－不能被植物吸收利用的土壤养分，称无效养分。 土壤养分状况－是指土壤养分的含量、组成、形态分布和 有效性的高低。
第八章-土壤养分和土壤肥料
第八章土壤养分和土壤肥料第一节土壤养分一、养分概述1、什么是土壤养分由土壤提供的植物生长所必须的营养元素。
2、养分的分类大量元素和微量元素大量元素、中量元素和微量元素3、养分的形态根据在土壤中存在的化学形态分为（1）水溶态养分：土壤溶液中溶解的离子和少量的低分子有机化合物。
（2）代换态养分：是水溶态养分的来源之一。
（3）矿物态养分：大多数是难溶性养分，有少量是弱酸溶性的（对植物有效）。
（4）有机态养分：矿质化过程的难易强度不同。
根据植物对营养元素吸收利用的难易程度，分为速效性养分和迟效性养分。
一般来说，速效养分仅占很少部分，不足全量的1%，应该注意的是速效养分和迟效养分的划分是相对的，二者总处于动态平衡之中。
4、养分形态的转化包括养分的有效化过程和养分的固定过程。
5、养分的来源在自然土壤中，主要来源于土壤矿物质和土壤有机质、其次是大气降水、坡渗水和地下水。
在耕作土壤中，还来源于施肥和灌溉。
6、养分的消耗土壤内部复杂的转化过程；植物吸收利用；淋失；气态化损失；侵蚀流失；人为活动引起的损失；二、氮的形态与转化1、氮的形态：（全氮含量0.02%——0.3%）（1）无机态氮：铵离子和硝酸根离子，在土壤中的数量变化很大，1——50mg/kg（2）有机态氮：A 、腐殖质和核蛋白，大约占全氮的90%，植物不能利用；B、简单的蛋白质，容易发生矿质化过程；C、氨基酸和酰胺类，是无机态氮的主要来源。
（3）气态氮：2、氮的转化：有机态氮的矿质化过程：氨化作用、硝化作用和反硝化作用；铵的固定：包括 2：1型的粘土矿物（依利石、蒙脱石等）对铵离子的吸附；和微生物吸收、同化为有机态氮两种形式。
三、磷的形态与转化1、形态（土壤全磷 0.01%——0.2%）（1）有机态磷：核蛋白、卵磷脂和植酸盐等，占全磷总量的15%——80%；（2）无机磷：（占全磷20%——85%）根据溶解度分为三类A、水溶性磷：一般是碱金属的各种磷酸盐和碱土金属一代磷酸盐，数量仅为0.01——1mg/kg。