6.氮磷肥料在土壤中的迁移转 化 61氮素在土壤中的迁移转化 62磷素在土壤中的迁移转化 ·6.3氮、磷肥料对环境的影响 7.固体废弃物对土壤环境的影 响 7.1固体废弃物的概念与分类 7.2固体废弃物对七壤环境的影响 7.3固体废弃物的处理与处置
• 6. 氮磷肥料在土壤中的迁移转 化 • 6.1 氮素在土壤中的迁移转化 • 6.2 磷素在土壤中的迁移转化 • 6.3 氮、磷肥料对环境的影响 • 7. 固体废弃物对土壤环境的影 响 • 7.1 固体废弃物的概念与分类 • 7.2 固体废弃物对土壤环境的影响 • 7.3 固体废弃物的处理与处置
6.1.1土壤氮素的来源 大气中存在大量的氮素来源(3.86×10%吨),每年回到地球表面 的大气氮总量为194吨,通过生物固定的氮为175吨,其中约一半 是豆科作物固氮的结果。这些作物具有能从大气固氮的根部细 菌——根瘤菌。固氮杄菌是根瘤菌属细菌,能独立存在,但是若 不与植物共生结合就不能固氮。 人类的活动使固氮量大大增加,现在估计约占全部固氮的30~40% 这些活动包括肥料的制造、燃料的燃烧、增加豆科植物的耕种等。 ·大气中发生的自然雷电现象,可以使氮、氧转化成氮氧化物,最 后随雨水带入土中,成为土壤中氮的经常来源之一 人为源主要来自化肥及有机肥(包括粪肥、堆肥、绿肥等)的施 用。死亡的动植物的生物降解产物也是有机氮的主要来源
• 6.1.1 土壤氮素的来源 • 大气中存在大量的氮素来源（3.86×109吨），每年回到地球表面 的大气氮总量为194吨，通过生物固定的氮为175吨，其中约一半 是豆科作物固氮的结果。这些作物具有能从大气固氮的根部细 菌——根瘤菌。固氮杆菌是根瘤菌属细菌，能独立存在，但是若 不与植物共生结合就不能固氮。 • 人类的活动使固氮量大大增加，现在估计约占全部固氮的30~40%。 这些活动包括肥料的制造、燃料的燃烧、增加豆科植物的耕种等。 • 大气中发生的自然雷电现象，可以使氮、氧转化成氮氧化物，最 后随雨水带入土中，成为土壤中氮的经常来源之一。 • 人为源主要来自化肥及有机肥（包括粪肥、堆肥、绿肥等）的施 用。死亡的动植物的生物降解产物也是有机氮的主要来源
·6.1.2土壤中氮的形态 表层土的氮大部分是有机氮,约占总氮的90%以上。尽管某些植 物也能直接利用氨基酸,但植物摄取氮几乎都是无机氮,说明氮 绝大多数是以有机氮贮存而以无机氮被植物吸收。 ·6.1.2.1无机氮 土壤中无机氮主要是铵态氮(NH+)和硝态氮(NO3),是植物 摄取的主要形态。 铵态氮是由土壤有机质通过微生物的铵化作用而生成,能被带负电荷 的土壤胶体所吸附,成为交换性离子,也不易流失,在水田中比较稳 定而有可能积累。 硝态氮能直接被植物吸收,由于是阴离孑,不能被土壤吸附而易流失。 亚硝态氮、N2O、NO、NO2等在土壤中停留时间短,只是在特殊条件 下作为微生物转化氮的中间物而存在,如硝化、反硝化过程及硝酸盐 还原。 一还有一些量不大且化学上不稳定仅以过渡态存在,如NH2OH
• 6.1.2 土壤中氮的形态 • 表层土的氮大部分是有机氮，约占总氮的90%以上。尽管某些植 物也能直接利用氨基酸，但植物摄取氮几乎都是无机氮，说明氮 绝大多数是以有机氮贮存而以无机氮被植物吸收。 • 6.1.2.1 无机氮 • 土壤中无机氮主要是铵态氮（NH4 +）和硝态氮（NO3 -），是植物 摄取的主要形态。 – 铵态氮是由土壤有机质通过微生物的铵化作用而生成，能被带负电荷 的土壤胶体所吸附，成为交换性离子，也不易流失，在水田中比较稳 定而有可能积累。 – 硝态氮能直接被植物吸收，由于是阴离子，不能被土壤吸附而易流失。 – 亚硝态氮、N2O、NO、NO2等在土壤中停留时间短，只是在特殊条件 下作为微生物转化氮的中间物而存在，如硝化、反硝化过程及硝酸盐 还原。 – 还有一些量不大且化学上不稳定仅以过渡态存在，如NH2OH
·61.22有机氮 土壤中的有机态氮可按其溶解度大小及水解难易分为三类 水溶性有机态氮主要是一些较简单的游离氨基酸、胺盐及酰胺类化合物 般不超过全氮量的5%,这类有机氮化合物不能直接被植物吸收,但很容 易水解放出NH4+,从而成为植物的速效性氮源。 水解性有机态氮用酸、碱或酶处理时,能水解成为简单的易溶性化合物或 直接生成铵化合物的有机态氮属于此类化合物。水溶性有机态氮也包括在 本类,其总量约占总氮量的50~70% 若按化学组成分类,蛋白质及多肽类是土壤氮素的最主要形态,一般占总氮的 1乃3到1/。水解后主要生成多种氨基酸及数量不等的游离氨基,在植物营养上的 有效性相当大。 ·其次是核蛋白类,一般认为核酸态氮是土壤氮素的主要形态之一,水解后生成核 糖(戊糖)、磷酸及含氮的有机碱基衍生物,化学性质比氨基酸稳定得多,因此 作为植物营养的氮源,与蛋白质和多肽类相比属于比较迟效性的。这种形态的氮 般只占总氮的10%以下。 ·另外是氨基糖,主要为葡萄糖胺,在土壤微生物的作用下,可进一步分解而产生 铵。此类化合物约占总氮量的5~10%左右。 非水解性有机态氮这种形态的氮既非水溶也不能用一般的酸碱处理来促使 其水解,主要包括杂环氮化合物、糖类和铵类的缩合物以及铵或蛋白质和 木素类物质作用而成的复杂环状结构物质。这类化合物占土壤总氮量的 30~50%左右
• 6.1.2.2 有机氮 • 土壤中的有机态氮可按其溶解度大小及水解难易分为三类。 – 水溶性有机态氮 主要是一些较简单的游离氨基酸、胺盐及酰胺类化合物， 一般不超过全氮量的5%，这类有机氮化合物不能直接被植物吸收，但很容 易水解放出NH4 + ，从而成为植物的速效性氮源。 – 水解性有机态氮 用酸、碱或酶处理时，能水解成为简单的易溶性化合物或 直接生成铵化合物的有机态氮属于此类化合物。水溶性有机态氮也包括在 本类，其总量约占总氮量的50~70%。 • 若按化学组成分类，蛋白质及多肽类是土壤氮素的最主要形态，一般占总氮的 1/3到1/2。水解后主要生成多种氨基酸及数量不等的游离氨基，在植物营养上的 有效性相当大。 • 其次是核蛋白类，一般认为核酸态氮是土壤氮素的主要形态之一，水解后生成核 糖（戊糖）、磷酸及含氮的有机碱基衍生物，化学性质比氨基酸稳定得多，因此 作为植物营养的氮源，与蛋白质和多肽类相比属于比较迟效性的。这种形态的氮 一般只占总氮的10%以下。 • 另外是氨基糖，主要为葡萄糖胺，在土壤微生物的作用下，可进一步分解而产生 铵。此类化合物约占总氮量的5~10%左右。 – 非水解性有机态氮 这种形态的氮既非水溶也不能用一般的酸碱处理来促使 其水解，主要包括杂环氮化合物、糖类和铵类的缩合物以及铵或蛋白质和 木素类物质作用而成的复杂环状结构物质。这类化合物占土壤总氮量的 30~50%左右
土壤中有机态氮和无机态氮之间可以转化。土壤中的有效氮通过微生物 的吸收同化,把无机态氮转化为有机态氮,从而可以避免淋失,起到保 肥作用。相反地,有机态氮转化为无机态氮的过程称为矿化过程,提供 植物所需的氮素。这两种过程都是通过微生物作用进行的,其平衡结果 决定了土壤有效氮的供给量。 61.3氮素的流失 我国目前氮肥品种主要是碳酸氢铵(碳铵)和尿素,另外还有少量硫铵 氯化铵等。旱地土壤上,化学肥料施入土壤后,氮损失33.3~73.6%;水 田土壤损失357~62.0%。不同的氮肥损失量也各不相同。一般的流失途 径包括以下几种:通过挥发损失约20%左右、淋溶损失10%左右,反硝 化脱氮损失15%左右,地表径流、冲刷和随水流失15%左右,总损失量 达60%左右 全世界有1200~1500万吨氮素通过硝化作用损失,反硝化作用损失同样 数量的氮素。氮素损失量等于世界上全部氮肥的一半,价值60多亿美元 根据IFAC(国际农业生产联盟)和IRRI(国际稻米研究所)的测定,三 袋尿素施用于水稻田,损失两袋,仅有一袋被作物利用
• 土壤中有机态氮和无机态氮之间可以转化。土壤中的有效氮通过微生物 的吸收同化，把无机态氮转化为有机态氮，从而可以避免淋失，起到保 肥作用。相反地，有机态氮转化为无机态氮的过程称为矿化过程，提供 植物所需的氮素。这两种过程都是通过微生物作用进行的，其平衡结果 决定了土壤有效氮的供给量。 • 6.1.3 氮素的流失 • 我国目前氮肥品种主要是碳酸氢铵（碳铵）和尿素，另外还有少量硫铵、 氯化铵等。旱地土壤上，化学肥料施入土壤后，氮损失33.3~73.6%；水 田土壤损失35.7~62.0%。不同的氮肥损失量也各不相同。一般的流失途 径包括以下几种：通过挥发损失约20%左右、淋溶损失10%左右，反硝 化脱氮损失15%左右，地表径流、冲刷和随水流失15%左右，总损失量 达60%左右。 • 全世界有1200~1500万吨氮素通过硝化作用损失，反硝化作用损失同样 数量的氮素。氮素损失量等于世界上全部氮肥的一半，价值60多亿美元， 根据IFAC（国际农业生产联盟）和IRRI（国际稻米研究所）的测定，三 袋尿素施用于水稻田，损失两袋，仅有一袋被作物利用