土壤中离子态氮的吸持培训课件.doc

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1、土壤中离子态氮的吸持培训课件NH4+的阳离子本性使其可被土壤胶体吸附和保持。NH4+在氮内部循环中的作用见图5-11，硝态氮则在该循环圈之外。(图：图5-11 氮素内循环和土壤施用矿质氮的关系)铵态氮库的周转很快，异养微生物对NH4+的吸收和此后的微生物合成构成了由活体微生物及其分解产物所组成的活性有机相，一般占土壤全氮的5%15%，也是生育期矿质氮的主要来源。活性有机相中的一小部分逐渐稳定成惰性有机氮。如上所述，秋季温度如在34.4以下的凉爽或干燥气候下，施入细质地土壤的铵态氮肥不致有严重的氮淋失。然而氮以阳离子态存在就不能保证不发生淋失。土壤应具有足够大的交换量，以保持施入的铵态氮，否则铵

2、态氮将随渗漏水流失。砂质土交换量低，相当一部分铵态氮可移入底土。一、硝态氮的移动性肥料中的或铵经硝化而产生的硝态氮易遭淋失。硝态氮可充分移动，在一定限度内随土壤水迁移。降水或灌溉过多使硝态氮淋出土壤表层。在极干旱而有毛管水移动时，硝态氮随水上移，此时有硝态氮积累在土体上层，甚至地表。图5-12为灌溉条件下细砂壤土秋施不同氮肥越冬后硝态氮的分布情况。在硝酸钙处理中，硝态氮淋失很明显，有些硝态氮已淋洗到75180厘米深。硫酸铵和尿素处理中，约45%55%的氮在030厘米土层中以NO3-形式被回收。土壤得到的越冬降水约为10.7厘米。(图：图5-12 秋季施用硝酸钙、硫酸铵和尿素在越冬后硝态氮在Ma

3、ddock细砂壤土上的分布)二、氮的固定氮的固定与矿化相反，当土壤中充斥大量谷物秸秆等低氮作物残体时，分解初期出现氮的固定。碳水化合物含量高的残体使土壤微生物群体增长很快。随着新细胞的形成，氮和其他必需元素被用来构造原生质。这样几乎不可避免地会降低作物可利用无机氮含量。这时应施以足够的氮肥来防止缺氮、补偿固定和满足作物需要。存在大量快速分解的有机质(麦秆)时所施硝态氮的固定情况见图5-13。逸出大量CO2表明了铵解活跃期中施用的氮很快被固定。随着微生物活性减弱，被固定的氮可被逐渐释放。(图：图5-13 施麦秆和硝态氮肥后土壤中氮的固定和释放以及CO2形成的速率)三、铵的固定土壤中NH4+态氮的

4、一种可能去向是被晶格膨胀型粘粒固定。NH4+的固定机理与K+相似，在粘土矿物的膨胀晶格中，NH4+置换出层间阳离子。固定态NH4+可被能使晶格膨胀的Ca2+、Mg2+、Na+、H+阳离子置换出来，但不能被使晶格收缩的K+、Rb+、Cs+离子置换。有些粘土矿物，特别是蛭石和伊利石，是固定NH4+的主要矿物。加拿大农业部的专家Kowalenko和Ross发现，刚施入的NH4+可被粘粒、粉粒和砂粒固定，所有这些颗粒都含有大量的蛭石。粗粘粒(0.22m)固定的NH4+最多，也最重要，固有的固定态NH4+也最多。细粉粒(25m)的重要性仅居其次。 底土中也有数量虽少但很重要的固有固定态NH4+。施入的铵

5、化合物的固定受土壤温度和湿度影响(表5-6)。表中数据表明，至少在供试的土壤类型中，固有固定态NH4+的数量很可观，而且冰冻和干燥会增加固定的数量。(表：表5-6 威斯康星州土壤在湿润、冰冻和烘干条件下对施入铵的平均固定量和土壤固有固定量 )土层分组 平均固有固定态铵(meq/g) 施铵的平均固定量(meq/100g) 湿润 冰冻 烘干 灰棕色灰化土 Ap+A1 0.51 0.08 0.14 0.68 A2+A3 0.41 0.06 0.06 0.35 B1+B2 0.60 0.15 0.25 0.82 湿草原土 Ap+A1 0.64 0.07 0.10 0.56 A3 0.65 0.07 0

6、.11 0.72 B1+B2 0.60 0.15 0.16 0.67 注释：资料来源：Walsh等, Soil Sci., 89: 183 (1960). K+的存在常限制NH4+的固定，这是由于K+也能填入其固定位点。因此，对NH4+固定成为问题的土壤先施钾肥后施NH4+肥可减少NH4+的固定。美国加利福尼亚大学的研究人员对有机质含量高的土壤NH4+固定问题进行的研究表明，施入铵的固定与有机质的含碳量呈线性相关(图5-14)，氮和粘粒对NH4+固定也有影响。尽管有人认为有机质上的羟基可能是与施入的铵进行反应的位点，但这种固定机理并不十分可靠。(图：图5-14 有氧和无氧条件下碳含量和NH4+

7、固定的关系)加拿大东部土壤对肥料中NH4+的固定相当快，而释放较慢。田间条件下，前85天释放的数量很可观，达66%，其后的426天则强烈固定剩余部分。干湿交替和冻融交替可使这些土壤中一些刚固定的NH4+更加稳定(表5-6)。在其他地区，固定态NH4+的有效性极为不同，有的无效，而有的则有效性相当高。粘粒固定的铵可以在某种程度上防止硝化及其后的淋失不至立即发生，这在土壤氮的管理中很重要。业已证实，固定态与交换态NH4+可达成平衡。应用示踪技术查明，刚固定的NH4+中至少有一部分能代换固有固定态NH4+，进而发现，氯啶作为硝化抑制剂可降低刚固定NH4+的植物有效性，这支持了“一些固定态NH4+会变

8、成可交换态而利于硝化作用”的观点。虽然有人认为铵固定对农业意义不大，但它对某些土壤却很重要。世界许多地区对粘粒固定NH4+已给予很大重视。据1958年的报道，在美国华盛顿州中部和东部很多地方发现，某些底土物质能固定NH4+。在俄勒冈州10种土壤和华盛顿州7种土壤上发现，固定的液氨呈非交换态或难交换态，这17种土壤吸持的氨中有1%8%在表层、2%31%在亚表层被矿物组分固定。加拿大东部某些土壤中有相当多的肥料NH4+被粘粒固定，通常表土固定14%60%，亚表层固定量多达70%。这些土壤中固有固定态NH4+也很重要，占总固定量的10%31%。萨斯喀彻温省5种土壤上，1.2米深土层的总固铵量为195345公斤/亩。其中，表土占全氮的7%，1.2米深处占58%。萨斯喀彻温省的研究还表明，3种细质地土壤的大部分NH4+是粘粒和粉粒固定的。