《土壤硫素与环境》PPT课件.ppt

第三章 土壤中C N S P F Se I与土壤环境质量 土壤硫素与环境 主要内容 土壤硫素及其形态生态系统中的S循环土壤硫素的转化及影响因素土壤硫素与环境 土壤硫素含量 土壤全硫含量依土壤形成条件 土壤中粘土矿物和有机质含量不同而有很大变化 世界耕地全硫含量在0 600mg kg的范围内 含有机质多的土壤可达5000mg kg 我国土壤全硫含量大致在100 500mg kg土之间 土壤硫素形态 土壤中含硫化合物主要以无机硫和有机硫两种形态存在 无机硫主要来自岩石或成土矿物的自然风化 土壤中的无机硫按其物理 化学性质又可划分为四种形态 水溶态硫酸盐 吸附态硫 与碳酸钙共沉淀的硫酸盐 硫化物 无机硫也可分为 原生矿物中的硫 元素硫 硫化物 共沉淀的硫酸盐 不溶的硫酸盐 水溶性硫酸盐 吸附性硫酸盐 有机硫是土壤硫素的主要贮备库 作物不能直接利用 需经微生物分解转化成植物有效态的硫酸盐后 才能为作物提供有效的硫营养 土壤有机硫分为三类 氢碘酸还原硫 碳键硫 惰性硫 残余硫 土壤总硫含量只能反映该土壤对作物的供硫潜力 而有效硫才能反映土壤对作物的供硫水平 二者有一定的相关 但也存在很大差异 几种土壤类型有机和无机硫含量 生态系统中的硫循环 在土壤的硫素循环中 主要涉及土壤硫库的输入与输出关系 而土壤硫库不仅对作物生长可作为硫素的重要源 同时也担当硫素循环中硫素淋溶损失的库 而土壤硫库由土壤无机硫库和有机硫库所组成 并经常进行着两库间的物质相互转化而处于动态平衡过程 土壤无机硫库的主要来源 自然状态下 土壤无机硫库的主要来源包括 土壤有机硫的转化 土壤生物硫的分解释放 枯落物及其它有机物腐烂分解的无机硫 降雨使大气SO2或其它无机硫 汽溶胶 SO42 微粒 土壤有机硫向无机硫的转化是土壤无机硫库的最主要来源 其它无机硫的输入量则受植被类型 气候条件 地理位置及大气污染程度等因素的制约 土壤无机硫除通过微生物作用向土壤有机硫转化 植物根系吸收而进入另一硫库 植物硫库 外 土壤硫素的淋溶损失 径流与侵蚀可使大量的硫素流失掉SO42 是硫素最易淋失的形态 影响硫酸盐转化与移动的任何因素都会影响硫素的淋失 为此 许多反应如有机硫矿化 硫酸盐固定 硫化物氧化 硫酸盐还原及吸附等 对促进或阻碍硫的淋失都是重要的 土壤硫酸盐的吸持容量不仅因土壤而异 而且因剖面层次的不同而不同 土壤pH 粘土矿物类型 协同离子与浓度皆影响硫素的吸附 土壤无机硫的主要去向 土壤中硫素的转化 土壤中含硫物质在生物和 或 化学作用下发生无机硫和有机硫的转化 1 无机硫的转化包括硫的还原和氧化作用 无机硫的还原作用 硫酸盐 SO42 还原为H2S的过程无机硫的氧化作用 还原态硫氧化为硫酸盐的过程 2 有机硫的转化 土壤有机硫在各种微生物作用下 经过一系列的生物化学反应 最终转化为元机硫的过程 在好气条件下 其最终产物是硫酸盐 在嫌气条件下 其最终产物则为硫化物 影响土壤有机硫转化的主要因素 1 土壤微生物土壤微生物N C的有效性 植被 土壤温度 湿度 pH值等是影响土壤有机硫素转化的主要因素 如C或S向土壤有机硫库的加入会降低有机硫矿化 尤其是加入N时更为如此 因SO42 向HI 还原态硫的转化固定往往因缺乏足够的N素而受到限制 2 植被土壤有机硫的矿化速率在有植被条件下大于裸地土壤 其原因可能与植物根际的微生物活性较高以及由植物根系和根际微生物所分泌的磺基水解酶活性较高有关 土壤微生物和植物对土壤SO42 的不断摄取也会刺激通过磺基水解酶作用酯键水解而进行的HI还原态硫的生物化学矿化 3 土壤温 湿度田间土壤湿度与温度的波动性变化会造成土壤的干 湿效应 由此可促进土壤有机硫中SO42 的释放 这主要是刺激了土壤微生物活性 促进了土壤有机硫矿化或由于夏季的干燥高温造成酯键的物理断裂所致 4 土壤pH酸性土壤提高pH也会促进有机硫 酯 的水解矿化 此外 植物生长 蚯蚓等土壤动物因土壤pH改善而使活性增强同样会通过增强磺基水解酶活性以及土壤有机质分解而促进土壤有机硫的矿化 土壤硫与环境 土壤中的S对环境的影响主要表现在土壤中大量的气态硫化物进入大气 进而影响全球变化 土壤中气态硫化物的形成对大气酸沉降和环境酸化的发生起一定的作用 威胁到自然生态系统及人类生存环境 另外土壤中S的氧化还原作用对N C循环 对土壤环境也有影响 土壤挥发的气态硫化物对环境的影响 土壤中约有100 1012g a的气态硫化物进入大气 从而影响全球变化 这些气体主要包括H2