南京农业大学精品课程--土壤肥料学 土壤与植物中的中、微量元素营养及中、微量元素肥料.docVIP

9 土壤与植物中的中、微量元素营养及中、微量元素肥料 本章摘要：本章主要介绍了土壤中硫、钙、镁、硼、锰、铜、锌、钼的形态及其转化特征，以及上述元素和铁在植物生长发育中的功能及其它们的缺素症状，还阐述了各中、微量元素肥料中的代表型肥料的性质及其在土壤中的转化规律，最后也讨论了施用中、微量元素的注意事项。 9.1 土壤与植物中的中量元素营养及中量元素肥料 9.1.1 土壤中的硫、钙、镁素营养 9.1.1.1 土壤中的硫素营养 土壤硫素含量 土壤全硫含量因土壤形成条件、粘土矿物和有机物含量不同而有很大变化。在温湿条件下，土壤风化及淋溶程度较强，含硫矿物分解淋失，土壤中可溶性硫酸盐很少聚集，土壤硫主要存在于有机质中。而在干旱地区，土壤中的钙、镁、钾、钠的硫酸盐常常大量积累在土层中。含有1:1型粘土矿物及水化氧化铁(铝)的土壤，可以吸收一定量的代换性SO42-。世界耕地全硫含量在0~600mg/kg范围内。富含有机质的土壤中可超过500mg/kg。中国土壤的硫含量在100~500mg/kg之间。在南部和东部湿润地区，有机硫占全硫的比例可达到85%~94%。在干旱的石灰性土壤上，则以无机硫占优势，一般约占全硫的39%~62%，并以易溶性硫酸盐和与碳酸盐共沉淀的硫酸盐为主。中国南方诸省，因高温多雨，土壤硫易分解淋失，是缺硫土壤的主要分布区。北方土壤也有相当大比例的土壤存在缺硫或潜在缺硫现象。 土壤中的硫素形态 土壤中含硫化合物可分为无机态和有机态两种。无机硫是指未与碳结合的含硫物质，主要来自岩石的风化过程。根据其物理和化学性质可将之划分为四种形态：(1)水溶性硫，即溶解于土壤溶液中的硫酸盐；(2)吸附态硫，即吸附于土壤胶体上的硫酸根；(3)与碳酸钙共沉淀的硫酸盐，是指在碳酸钙结晶时混入其中的硫酸盐与之共沉淀而形成的，是石灰性土壤中硫的主要存在形式；(4)硫化物，在淹水情况下，由硫酸根还原而来。有机硫是指土壤中与碳结合的含硫物质。其主要来源是：(1)新鲜的动植物残体；(2)微生物细胞及微生物合成过程中的副产品；(3)土壤腐殖质。土壤有机硫可分为氢碘酸还原硫、碳链硫和惰性硫三类。 土壤中硫素的转化 土壤中的含硫物质在生物和化学作用下发生着一系列的转化作用。无机硫的转化包括无机硫的氧化与还原作用。硫酸盐的还原作用主要通过两种途径进行：一种是生物将SO42-吸收到体内，在体内将之还原并合成细胞物质，如含硫氨基酸；另一种则是硫酸根在硫还原细菌作用下被还原为还原态硫，如硫化物、硫代硫酸盐和元素硫等。无机硫的氧化作用，即还原态硫在硫氧化细菌参与下氧化为硫酸盐的过程。有机硫的转化也是在微生物作用下进行的生物化学过程，在好气条件下，其最终产物是硫酸盐；在嫌气条件下，则生成硫化物。 9.1.1.2 土壤中的钙素营养 土壤钙素含量 地壳中平均含钙如36.4g/kg。土壤全钙含量变化很大，主要受成土母质、风化条件、淋溶强度和耕作利用方式的影响。例如由石灰岩发育的土壤，一般因母质中含有大量的CaCO3而使土壤含钙丰富；而在温湿条件下，高度风化和淋溶的土壤含钙量通常很低。 土壤钙素形态 土壤中含钙物质的化学形态和存在状态可分为矿物态钙、交换态钙和溶液钙三种。矿物态钙存在于土壤矿物晶格中，不溶于水，也不易为溶液中其它阳离子所代换。矿物态钙在全钙中的比例为40%~90%。土壤中的含钙矿物主要是斜长石和方解石等几种，含钙矿物较易风化。交换态钙为吸附于土壤胶体表面的钙离子，是土壤中主要的代换性盐基离子之一，是作物可利用的钙。溶液钙(或水溶态钙)是指存在于土壤溶液中的钙离子。溶液钙与交换态钙之和称为有效态钙。 土壤钙素转化 土壤中含钙硅酸盐矿物较易风化，风化后以钙离子形式进入溶液。其中一部分为胶体所吸附成为交换态钙。含钙碳酸盐矿物如方解石、白云石、石膏等溶解性很大。含钙矿物风化以后，进入溶液中的钙离子可能随排水而损失，或为生物所吸收，或吸附在土壤固相周围，或再沉淀为次生钙化合物。华北及西北地区土壤中含钙的碳酸盐和硫酸盐向土壤溶液提供的钙离子浓度已足够植物生长的需要。而华南的酸性土壤则既不含碳酸钙，又不含硫酸钙，含钙硅酸盐矿物通过风化溶解出来的少量钙离子又被强烈淋溶，造成土壤缺钙。交换态钙与溶液钙处于平衡之中。土壤中交换态钙的绝对数量并不十分重要，而交换态钙对土壤阳离子交换量的比例却很重要，因为该比例对溶液中钙浓度有直接的控制及缓冲作用。溶液钙还与土壤固相钙(尤其是CaSO3和CaSO4等)形成平衡。 9.1.1.3 土壤中镁素营养 土壤镁素含量 地壳平均含镁量为19.3g/kg，而土壤全镁含量平均为5g/kg。土壤镁含量高低主要受成土母质及风化条件等的影响，我国土壤全镁含量地区性差别很大。由于镁大多存在于较细的土粒中，粘粒和粉砂所含的镁占全镁量的95%以上，砂质土