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土壤各种养分的转化

更新时间2019-09-28 15:02:08  点击次数:111次    网址:www.23youhuijuan.com
作物需要的养分绝大部分来自土壤,但是,土壤里的养分绝大部分存在于难溶性的矿物质中和有机质中,为迟效性,作物难以吸收利用。而能被当季作物吸收利用的离子态速效养分,只占土重的0.005—0.1%,存在于水溶液中和被吸附在土壤胶体表面上。不过,这种迟效养分和速效养分在一定条件下能够相互转化。
有机碳化合物的转化
土壤中的纤维素、淀粉、双糖、单糖以及脂肪等有机物,都不含氮。
它们在土壤中转化有两种情况:
一是通气良好时,受好气性细菌和真菌作用,迅速分解,最后产生CO2和H2O,并放出大量的热。这种热是土壤生物化学作用的原动力和土壤微生物生命活动所需能量的来源。CO2是作物进行光合作用的重要原料。
二是通气不良时,受嫌气性细菌作用,缓慢分解,只是放出少量的热和CO2,而累积大量的有机酸(乙酸、丁酸)、甲烷、氢等还原性物质,障碍作物生长发育。
如水稻“翻秋”或“溶蔸”现象,就是丁酸所害。因此,水田翻压绿肥,结合施石灰,就是为了中和有机酸,消除稻田毒害。
土壤中氮素的转化
土壤中有机态氮占99%以上,无机态氮不足1%;水田的全氮含量约为0.1-0.2%,无机态氮更少。作物从土壤中吸收的氮素,绝大部分由有机氮转化而来。其转化形成主要有四种:
A、氨化作用:土壤中含氮的有机物,如蛋白质、尿素和壳糖(几丁质)等在氨化细菌作用下,逐渐分解释放出氨,称之氨化作用。不论通气好坏,此过程都能进行。氨与土壤中的酸根结合成铵盐,为作物吸收利用,或被土壤胶体吸附保存。
B、硝化作用:氨或铵盐在通气良好的条件下,经亚硝酸细菌、硝酸细菌等的作用,转化成硝酸的过程,称为硝化作用。由于这种作用是在通气良好的情况下进行,所以硝态氮存在于旱土中,而水田中很少见。硝态氮是作物良好的有效态养分,但不能被土壤胶体吸附,易于随水流失,故深耕松土,保持土壤湿润,有利硝化作用和防止土壤中氨的散失。
C、反硝化作用:当土壤通气不良,并含有大量新鲜有机质和硝酸盐的土壤中,在反硝化细菌的作用下,将硝酸盐还原成作物不能利用的氮气而损失,这个过程称为反硝化作用。这种作用对作物吸收养分和生长带来不利,务必加以阻止。如稻田采用浅水间灌,露田通气和施用铵态氮肥,旱土雨后中耕松土,均可防止反硝化作用的发生。
D、生物夺氮作用:土壤中的无机态氮(如铵盐、硝酸盐)部分被微生物、杂草、土壤动物吸收利用,合成生物机体,使土壤有效态氮减少,称生物夺氮作用。尤以微生物夺氮最突出,当土壤中施用大量新鲜的、含纤维素多的有机肥和其它环境条件又适宜,微生物就大量活动与繁殖,消耗掉土壤中有效氮素,从而导致作物氮素养分缺乏或严重不足。因此,凡秸秆还田或施用大量未腐熟的含纤维多的有机肥料,必须配合施用适当的速效氮肥,以补充土壤有效氮素,供作物吸收。
但是生物夺氮作用是暂时的,直到有机肥分解就会停止,同时,微生物死亡后,氮素仍就归还给土壤,让作物吸收利用。所以这与反硝化作用造成的氮素损失是完全不同的。

土壤中磷素的转化
一般土壤中磷酸总量(以P2O5计算)约在0.05-0.2%之间。红黄壤仅为0.06%左右,就按此计算,这些磷也够供作物若干年丰收所需要。但是,土壤中能为作物很好吸收利用的水溶性磷(如Na、K、NH4等磷酸盐及磷酸一钙)和弱酸溶性磷(如磷酸二钙)很少;而多数为难溶性磷(磷酸二钙)和极难溶性磷(如磷酸铁、磷酸铝)以及有机态磷。它们需经各种转化,才能被作物吸收利用。
土壤无机磷的转化,主要受土壤反应的影响。在强酸性土壤中,磷与铁、铝离子化合生成难溶性的磷酸铁、磷酸铝沉淀而被土壤固定;在石灰性土壤中,磷则成为磷酸三钙被土壤固定。只有当土壤反应处于中性或接近中性(PH值为6.5-7.5)的条件,磷的有效性才提高。
土壤有机磷的转化:土壤中,有机磷化合物主要有核蛋白、核酸、卵磷脂、植素以及植物体内其他含磷化合物。它们是在土壤微生物的作用下,进行水解释放出磷酸。这种磷酸和水解性磷一样,在土壤中再进行着各种转化,变成有效磷酸盐供作物吸收利用。
土壤中钾素的转化
土壤中钾的含量与成土母质、土壤质地和有机肥料的施用关系极大。据有关资料记载,发育于紫色土、花岗岩的土壤,全钾量为2.5-5.0%;发育于第四纪红色粘土的红壤,全钾量为0.8-1.8%;而发育于石灰岩的土壤,全钾量仅0.68-1.12%。粘质土壤含钾量比砂质土壤高。
土壤中的钾,根据对作物有效性的高低,分为四大类:
一是水溶性钾。如KNO3、KCl、KHCO3等,可以被作物直接吸收,但土壤中的含量却极少;
二是代换性钾。系土壤胶体上吸附的钾,作物亦可以直接利用,但土壤中含量也少,仅占土壤全钾量的0.15-0.5%。
通常说的有效钾,是指水溶性钾与代换性钾的总和。但它只占土壤总钾量的1-2%;
三是微生物活体钾。这类钾存在微生物活体内,但在微生物死亡分解后,可被作物吸收利用;
四是矿物钾。系指矿石(钾云母、正长石)中含的钾,是矿物在钾细菌和各种酸的作用下,释放出的水溶性钾。这类钾在土壤中含量最多,占土壤含钾总量98%以上。
不过,土壤中的钾和氮、磷一样,并不能满足作物生活的需要,亦须依靠施肥来补充。
土壤中各种类型的钾,在一定的条件下,也可相互转化。难溶性含钾矿物,在各种酸类或钾细菌的作用下,可以释放出水溶性钾。但在含粘粒多的土壤中,由于粘土具有湿胀干缩的特性,在土壤干湿交替频繁中,土壤中的水溶性钾或代换性钾被粘土矿物固定起来,成为一种不能移动的钾,使作物根系无法吸收。为避免这一现象,钾肥宜施在干湿变化较少的土层内,即适当深施,或采用集中穴(条)施,最好是叶面喷施。
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