农业生态地球化学调查课件.pptx

1、第十章第十章 农业生态地球化学调查农业生态地球化学调查 农业地球化学调查是指通过地质农业农业地球化学调查是指通过地质农业水文等专家的采样分析和数据处理取水文等专家的采样分析和数据处理取得土壤中化学元素和化合物的地球化学资料得土壤中化学元素和化合物的地球化学资料以此服务于农业环境和资源调查评价的以此服务于农业环境和资源调查评价的综合研究工作。综合研究工作。主要研究内容：主要研究内容：进行农业地球化学扫面，搞清土壤中元素进行农业地球化学扫面，搞清土壤中元素的地理分布；的地理分布；进行农业（大农业）区划；进行农业（大农业）区划；进行农业结构调整。进行农业结构调整。第一节第一节 农业生态地球化学系统农

2、业生态地球化学系统 一、生态学、生态地球化学、农业生态地球化一、生态学、生态地球化学、农业生态地球化学学 1.1.生态学及其基本原理生态学及其基本原理 生态是指生物状态生态是指生物状态，如种群、物种数量、健康状况等。生态学（生态学（EcologyEcology）则是研究生）则是研究生态与其环境之间关系的科学态与其环境之间关系的科学。其基本原理如下：（1）生态位原理生态位原理。生态位又称生态龛或小生境，通常是指生物种群所占据的基本生活单位指生物种群所占据的基本生活单位；对于生物个体与其种群来说，对于生物个体与其种群来说，生态位是指其生生态位是指其生存所必须的或可被其利用的各种生态因子或关存所必须

3、的或可被其利用的各种生态因子或关系的集合。系的集合。（2）限制因子原理限制因子原理。生物的生长发育离不开环境，并适应环境的变化。但生态环境中生态环境中的生态因子如果达不到或超过生物的适应范的生态因子如果达不到或超过生物的适应范围时，对生物有一定的限制作用围时，对生物有一定的限制作用。只有当生物与其居住环境条件高度相适应时，生物才能最大限度地利用环境方面的优越条件并表现出最大的增产潜力。最小因子定律：即植物的生长取决于数量最小因子定律：即植物的生长取决于数量最不足的那一种物质。最不足的那一种物质。耐性定律：某些因子过多影响生物的正耐性定律：某些因子过多影响生物的正常生长发育和繁殖。常生长发育和繁

4、殖。（3）食物链原理食物链原理。在自然生态系统中，由生产者生产者、消费者消费者、分解者分解者所构成的食物链，从生态学原理看它是一条能量转化链、物质传递链，也是一条价值增值链。绿色植物被草食动物所食，草食动物被肉食动物吃掉，植物和动物残体又可为小动物和低等动物分解，以这种吃与被吃吃与被吃而形成了食物链关系。（4）整体效应原理整体效应原理。系统是由相互作用和相互联系的若干组成部分结合而成的具有特定功能的整体。其基本的特性就是集合性，表现在系统各组分间相互联系、依赖、作用、制约的不可分割的整体。整体的作用和效应整体的作用和效应要比各部门之和来得大。要比各部门之和来得大。9、我们的市场行为主要的导向因

5、素，第一个是市场需求的导向，第二个是技术进步的导向，第三大导向是竞争对手的行为导向。22.8.122.8.1Monday,August 01,202210、市场销售中最重要的字就是“问”。13:04:2713:04:2713:048/1/2022 1:04:27 PM11、现今，每个人都在谈论着创意，坦白讲，我害怕我们会假创意之名犯下一切过失。22.8.113:04:2713:04Aug-221-Aug-2212、在购买时，你可以用任何语言；但在销售时，你必须使用购买者的语言。13:04:2713:04:2713:04Monday,August 01,202213、He who seize t

6、he right moment,is the right man.谁把握机遇，谁就心想事成。22.8.122.8.113:04:2713:04:27August 1,202214、市场营销观念：目标市场，顾客需求，协调市场营销，通过满足消费者需求来创造利润。2022年8月1日星期一下午1时4分27秒13:04:2722.8.115、我就像一个厨师，喜欢品尝食物。如果不好吃，我就不要它。2022年8月下午1时4分22.8.113:04August 1,202216、我总是站在顾客的角度看待即将推出的产品或服务，因为我就是顾客。2022年8月1日星期一13时04分27秒13:04:271 Augu

7、st 202217、利人为利已的根基，市场营销上老是为自己着想，而不顾及到他人，他人也不会顾及你。下午1时4分27秒下午1时4分13:04:2722.8.1（5）生物与环境相互适应、协同进化原理生物与环境相互适应、协同进化原理。生物的生存、繁衍不断从环境中摄取能量、物质和信息。生物的生长发育依赖于环境并受环境的强烈影响。外界外界环境中影响生物生命活动的各种能量、物质和信息因环境中影响生物生命活动的各种能量、物质和信息因素称为生态因子素称为生态因子。生态因子既有对生物和生命活动所需的利导因子利导因子，也有限制生物生存和生命活动的限制限制因子因子。利导因子促进生物的生长发育，而限制因子则利导因子促

8、进生物的生长发育，而限制因子则制约生物生长与生产的发展。制约生物生长与生产的发展。因而在当地的生态农业工程建设中，必须充分分析当地利导因子及限制因子的数量和质量，以选择适宜的物种和模式。（6）效益协调统一原理效益协调统一原理。农业生态系统是一个社会-经济-自然复合生态系统，是由自然再生产和经济再生产交织的复合生产过程，具有多种功能与效益。既有自然的生态效益，又有社会的经济效益。只有生只有生态与经济效益相互协调，才能发挥系统的整体综合效态与经济效益相互协调，才能发挥系统的整体综合效益。益。2生态地球化学生态地球化学 生态地球化学是环境地球化学的延伸和拓生态地球化学是环境地球化学的延伸和拓展，是一

9、个崭新的前沿领域，也是地球化学展，是一个崭新的前沿领域，也是地球化学发挥其社会功能的用武之地。它是横跨地质发挥其社会功能的用武之地。它是横跨地质学、生物学、环境学的一门综合性学科。学、生物学、环境学的一门综合性学科。目前主要研究目前主要研究:地球物质组成与生物、生物群落之间的地球物质组成与生物、生物群落之间的关系，相互馈应机理，如各类地质体中化学关系，相互馈应机理，如各类地质体中化学元素组成、迁移、转化对生物生理、生态的元素组成、迁移、转化对生物生理、生态的影响及其毒理学效应；影响及其毒理学效应；金属元素对农作物、人体健康的危害金属元素对农作物、人体健康的危害；生物活动对环境的影响、生态环境恶

10、化生物活动对环境的影响、生态环境恶化机理及其防治对策机理及其防治对策。3农业生态地球化学农业生态地球化学 农业生态地球化学就是以农业生态系农业生态地球化学就是以农业生态系统为对象，研究地球表层介质中化学元统为对象，研究地球表层介质中化学元素及化合物对作物生长发育所产生的影素及化合物对作物生长发育所产生的影响和最终效果响和最终效果（生态效应）。如开展名、优、特农产品地球化学特征如开展名、优、特农产品地球化学特征调查，进行农业地质环境适宜性及农业调查，进行农业地质环境适宜性及农业经济区评价与研究，划分农业土壤安全经济区评价与研究，划分农业土壤安全区、优质区和污染区。区、优质区和污染区。在杭州萧山区

11、圈出在杭州萧山区圈出16万亩万亩“绿色土地绿色土地”。在安吉县圈。在安吉县圈出出20万亩万亩“绿色土地绿色土地”。二、农业生态系统二、农业生态系统 1.1.农业生态系统的概念农业生态系统的概念 农业生态系统是指特定空间农业生物与其环境之农业生态系统是指特定空间农业生物与其环境之间通过互相作用联结成进行能量交换和物质生产的间通过互相作用联结成进行能量交换和物质生产的有机综合体。有机综合体。农业生态系统来自自然生态系统，并经人类改造而兼有两种属性的生态系统。因而，无论是生物组分还是环境组分，都与自然生态系统有很多相似的特征。然而，农业生态系统又是人类对自然生态系统长期改造和调节控制的产物，又明显区

12、别于一般自然生态系统。农业生态系统与自然生态系统交错存在，互相影响，依赖自然生态系统维持其更好的稳定性。生态系统生态系统自然生态系统自然生态系统农业生态系统农业生态系统人工生态系统人工生态系统农田生态系统农田生态系统人工林生态系统人工林生态系统人工草地生态系统人工草地生态系统牧场生态系统牧场生态系统鱼塘生态系统鱼塘生态系统养殖（蜜蜂、蚕）生态系统养殖（蜜蜂、蚕）生态系统微生物（含食用、药用菌）生态系统微生物（含食用、药用菌）生态系统生态系统组成图生态系统组成图（人工系统）（人工系统）2 2农业生态系统的分类和特点农业生态系统的分类和特点 （1 1）农业生态系统的分类）农业生态系统的分类。农业生

13、态系统可以分成如下4类：农田生态系统农田生态系统。森林生态系统森林生态系统。草原生态系统草原生态系统。内陆淡水生态系统内陆淡水生态系统。（2 2）农业生态系统的特点）农业生态系统的特点。农业生态系统与自然生态系统一样，也由生物生物与环境环境两大部分组成。农业生态系统是人类强烈干预下的开放系统，目的是为了更多地获取农畜产品以满足人类的需要。农业生态系统农业生态系统中的农业生物具有较高的净生产力、较高的经济价值中的农业生物具有较高的净生产力、较高的经济价值和较低的抗逆性。生物物种单一、结构简化、系统稳和较低的抗逆性。生物物种单一、结构简化、系统稳定性差、容易遭受自然灾害，需要通过一系列的农业定性差

14、、容易遭受自然灾害，需要通过一系列的农业管理技术的调控来维持和加强其稳定性。管理技术的调控来维持和加强其稳定性。系统内的物种种类大大减少、食物链简化、层次减少，致使系统的自我稳定性明显降低，容易遭受不良因素的破坏。3 3生态农业生态农业 生态学在农业可持续发展中的应用与生态学在农业可持续发展中的应用与实践，最重要的就是生态农业。实践，最重要的就是生态农业。简单他说“生态农业生态农业”就是“生态合理生态合理的现代化农业的现代化农业”。它是运用生态学、生态经济学原理，系它是运用生态学、生态经济学原理，系统工程方法实现高产、优质、高效与可统工程方法实现高产、优质、高效与可持续发展的现代化农业生产体系

15、。持续发展的现代化农业生产体系。三、农业生态地球化学的核心及基本任务三、农业生态地球化学的核心及基本任务 “高产、高效、优质高产、高效、优质”是生态农业发展是生态农业发展之路，是农业地球化学逐渐兴起的根本原因。之路，是农业地球化学逐渐兴起的根本原因。农业生态地球化学已经成为地球化学中有发展前途的新兴分支学科之一。土壤元素是农土壤元素是农业生态地球化学研究的核心业生态地球化学研究的核心。元素丰度、存元素丰度、存在形式和空间分布是地球化学研究的中心内在形式和空间分布是地球化学研究的中心内容，也是农业地球化学研究的关键问题。容，也是农业地球化学研究的关键问题。从本质上讲，农业生态地球化学就是以营养元

16、农业生态地球化学就是以营养元素或对人类有益或有害元素为研究对象，研素或对人类有益或有害元素为研究对象，研究不同地质地球化学系统与农作物之间的相究不同地质地球化学系统与农作物之间的相互关系和相互作用互关系和相互作用。农业生态地球化学的农业生态地球化学的基本任务就是基本任务就是：（1 1）农作物营养元素或有害元素与农作物生）农作物营养元素或有害元素与农作物生长的关系及对农作物产量与质量的影响。长的关系及对农作物产量与质量的影响。（2 2）研究成土母质与土壤的地球化学关系，）研究成土母质与土壤的地球化学关系，土壤中元素全量与有效态的联系和转化及营土壤中元素全量与有效态的联系和转化及营养需求预测。养需

17、求预测。（3 3）土壤营养元素或有害元素的丰度、空间）土壤营养元素或有害元素的丰度、空间分布及赋存状态。分布及赋存状态。（4 4）研究不同地球化学背景的土地利用潜力、）研究不同地球化学背景的土地利用潜力、区域土地资源的地球化学区划和土地整治。区域土地资源的地球化学区划和土地整治。第二节元素、土壤地球化学与农业第二节元素、土壤地球化学与农业 一、植物营养元素与有害元素一、植物营养元素与有害元素 1 1营养元素和必需元素营养元素和必需元素 所谓植物营养元素，一般需具备以下三个条件三个条件：（1 1）植物生长不可或缺的、组成生物机体的、缺）植物生长不可或缺的、组成生物机体的、缺少它不能正常生殖生长的

18、。少它不能正常生殖生长的。（2 2）元素必须直接参与生理作用，起调节平衡作）元素必须直接参与生理作用，起调节平衡作用，如激发酶系统调节体液平衡和酸碱平衡。用，如激发酶系统调节体液平衡和酸碱平衡。（3 3）在一般情况下，每一种元素的作用具有专一）在一般情况下，每一种元素的作用具有专一性，只有供给该元素才能得到改善。性，只有供给该元素才能得到改善。植物必需元素有植物必需元素有1616种，即碳、氢、氧、氮、磷、种，即碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、钙、镁、铁、锰、铜、锌、硼、钼和氯。硫、钾、钙、镁、铁、锰、铜、锌、硼、钼和氯。农作物营养元素的发现和确定时间农作物营养元素的发现和确定时间元素元素发现和确定

19、时间发现和确定时间氢和氧氢和氧早在化学元素发现以前，已知道水是植物必需的营养物质早在化学元素发现以前，已知道水是植物必需的营养物质碳碳1800年由年由senebier和和saussure确定为必需元素，空气中的二氧确定为必需元素，空气中的二氧化碳是植物的主要碳源化碳是植物的主要碳源氮氮1804年由年由Saussure发现了植物对它的必需性发现了植物对它的必需性磷、钾、镁、硫、钙磷、钾、镁、硫、钙在在1838年由年由Sprengel等确定为植物的必需元素等确定为植物的必需元素铁铁1804年由葡萄缺铁黄化而明确了铁是植物有必需元素年由葡萄缺铁黄化而明确了铁是植物有必需元素锰锰1922年由年由McH

20、argue确定为必需元素确定为必需元素硼硼1923年由年由Warington发现为植物必需元素发现为植物必需元素锌锌1926年年Sommer等人发现燕麦灰斑病是由于缺锌所致，并证明等人发现燕麦灰斑病是由于缺锌所致，并证明锌是植物所必需的营养元素锌是植物所必需的营养元素铜铜1931年年Sommer等从番茄和其它作物上证明了植物对它的必需等从番茄和其它作物上证明了植物对它的必需性性钼钼1939年由年由Arnon和和Stout发现发现氯氯发现最晚，发现最晚，1954年由年由Broyer、Cartton、Johnson和和stout证明是证明是高等植物有必需营养元素高等植物有必需营养元素部分化学元素对

21、农作物生长的作用部分化学元素对农作物生长的作用元元素素世 界 土世 界 土壤 平 均壤 平 均含量含量中国土壤中国土壤平均含量平均含量在农作物中的作用在农作物中的作用B2010-66410-6硼对作物根、茎等器官的生长，幼小分生组织的发育及硼对作物根、茎等器官的生长，幼小分生组织的发育及作物的开花结果均有重要作用。缺硼既能使作物的糖、作物的开花结果均有重要作用。缺硼既能使作物的糖、脂肪和蛋白质代谢紊乱，又能使作物细胞器官的结构破脂肪和蛋白质代谢紊乱，又能使作物细胞器官的结构破坏导致作物的病态生长，如缺硼能使麦类雄蕊发育不良，坏导致作物的病态生长，如缺硼能使麦类雄蕊发育不良，雌蕊子房枯萎；棉花叶

22、脉突出呈木质坏死，棉蕾易脱落；雌蕊子房枯萎；棉花叶脉突出呈木质坏死，棉蕾易脱落；油菜心叶卷曲，下部叶片枯萎，主根萎缩，顶芽死亡等。油菜心叶卷曲，下部叶片枯萎，主根萎缩，顶芽死亡等。Zn5010-616310-6锌是作物生长不可缺少的元素，它是作物多种酶的组成部分，锌是作物生长不可缺少的元素，它是作物多种酶的组成部分，也是一些酶的激活剂和抑制剂，而且是氮代谢和蛋白质合成的也是一些酶的激活剂和抑制剂，而且是氮代谢和蛋白质合成的核心。缺锌常使氮化物的转化和蛋白质的合成受阻，严重缺锌核心。缺锌常使氮化物的转化和蛋白质的合成受阻，严重缺锌的土壤上，作物体内氮化物多聚集在营养器官中，影响籽实形的土壤上，作

23、物体内氮化物多聚集在营养器官中，影响籽实形成，直接影响产量。不同作物缺锌的主要症状为：水稻不长苗，成，直接影响产量。不同作物缺锌的主要症状为：水稻不长苗，主脉失绿，植株矮小（或称主脉失绿，植株矮小（或称“僵苗僵苗”），严重时死亡；棉花叶片），严重时死亡；棉花叶片变厚变脆，易破裂，叶缘卷曲，生长停滞，植株矮小，豆类、变厚变脆，易破裂，叶缘卷曲，生长停滞，植株矮小，豆类、水果（苹果、梨）落花、落果等。锌过量时伤害作物根系，根水果（苹果、梨）落花、落果等。锌过量时伤害作物根系，根的生长受阻，老叶坏死；对大豆毒害，叶子卷曲茎轴枯死等。的生长受阻，老叶坏死；对大豆毒害，叶子卷曲茎轴枯死等。Mn10010

24、-684510-6锰是许多酶的活化剂。研究表明有锰是许多酶的活化剂。研究表明有23种金属种金属-酶复酶复合物需要锰激活。锰参与光合作用与氮代谢，锰有合物需要锰激活。锰参与光合作用与氮代谢，锰有维持叶绿体膜正常结构的作用。锰还有调节作物体维持叶绿体膜正常结构的作用。锰还有调节作物体内氧化还原电位的作用，而且能促进和提高作物组内氧化还原电位的作用，而且能促进和提高作物组织的持水能力，降低蒸腾强度。作物缺锰时，叶片织的持水能力，降低蒸腾强度。作物缺锰时，叶片脉间失绿，失绿部分渐变为灰色或局部坏死，叶片脉间失绿，失绿部分渐变为灰色或局部坏死，叶片向内弯曲，形成枯叶。向内弯曲，形成枯叶。Mo1.210-

25、61.7110-6钼是作物的必须元素。是构成作物体内硝酸还原酶钼是作物的必须元素。是构成作物体内硝酸还原酶和氮酶的组成成分，对氮的代谢和果胶酶物质的代和氮酶的组成成分，对氮的代谢和果胶酶物质的代谢有重要影响，适量锰能提高作物对二氧化碳的吸谢有重要影响，适量锰能提高作物对二氧化碳的吸收，促进碳素的同化。作物缺钼时，叶脉间叶色变收，促进碳素的同化。作物缺钼时，叶脉间叶色变谈、发黄，与缺氮和缺硫的病症相似，但缺钼的叶谈、发黄，与缺氮和缺硫的病症相似，但缺钼的叶片易出现斑点，典型缺钼的症状是花椰菜片易出现斑点，典型缺钼的症状是花椰菜“鞭尾病鞭尾病”和柑桔的和柑桔的“黄斑病黄斑病”。Cu3010-627

26、10-6铜主要参与光合作用和作物的氮代谢，它是质体青的必铜主要参与光合作用和作物的氮代谢，它是质体青的必要组分。铜还能增强叶绿蛋白的稳定性，减少在黑暗中要组分。铜还能增强叶绿蛋白的稳定性，减少在黑暗中的叶绿体的降解。铜参与硝酸还原作用，还可能参与豆的叶绿体的降解。铜参与硝酸还原作用，还可能参与豆白红蛋白的合成。铜能调节生长氧化酶的活性和增强作白红蛋白的合成。铜能调节生长氧化酶的活性和增强作物抗性。作物缺铜时，新叶失绿发黄，叶尖发白并卷曲，物抗性。作物缺铜时，新叶失绿发黄，叶尖发白并卷曲，叶脉间出现坏死斑点。叶脉间出现坏死斑点。P0.080.020.l土壤全磷量低于土壤全磷量低于0.044时，施

27、用磷肥对绿肥、油时，施用磷肥对绿肥、油菜、小麦等旱作物有显著增产效果。全磷低于菜、小麦等旱作物有显著增产效果。全磷低于0.02时，磷肥对所有作物都显肥效。时，磷肥对所有作物都显肥效。K1.4 钾是植物的重要营养元素。既是植物体内许多酶的钾是植物的重要营养元素。既是植物体内许多酶的活化剂，又能促进呼吸作用、光合作用和提高植物活化剂，又能促进呼吸作用、光合作用和提高植物对病虫害、干旱和霜冻等不良环境的抵抗力。对病虫害、干旱和霜冻等不良环境的抵抗力。Fe427铁是形成叶绿素不可缺少的元素，也是很多酶的活铁是形成叶绿素不可缺少的元素，也是很多酶的活化剂，它又是光合作用中许多电子传递体的组成成化剂，它又

28、是光合作用中许多电子传递体的组成成分，铁还参与核酸和蛋白质的合成。桃、李、杏、分，铁还参与核酸和蛋白质的合成。桃、李、杏、枣等果树和其它林木需铁较多，豆科植物、高粱、枣等果树和其它林木需铁较多，豆科植物、高粱、甜菜含铁较多，柑桔果树常出现典型的缺铁症状。甜菜含铁较多，柑桔果树常出现典型的缺铁症状。2 2有害元素有害元素 有害元素主要是重金属元素有害元素主要是重金属元素，如Cd、As、Hg等。对农作物产生危害对农作物产生危害:一方面，重金属可以减少土壤微生重金属可以减少土壤微生物，降低土壤酶的活性，从而影响农作物的正常生长物，降低土壤酶的活性，从而影响农作物的正常生长。另一方面，重金属对农作物的

29、危害往往发生在植物吸重金属对农作物的危害往往发生在植物吸收、积聚以后，首先危害根部的生长，进而波及整个收、积聚以后，首先危害根部的生长，进而波及整个农作物。同一种重金属元素对不同农作物的危害程度农作物。同一种重金属元素对不同农作物的危害程度存在较大的差异，同一种农作物对不同浓度、不同种存在较大的差异，同一种农作物对不同浓度、不同种类的重金属的耐受性也不相同。类的重金属的耐受性也不相同。常见的症状：常见的症状：（1 1）根部生长异常（）根部生长异常（2 2）黄化症状。（）黄化症状。（3 3）枯斑症状。）枯斑症状。（4 4）其他症状。）其他症状。需要特别指出的是，有害元素与营养元素之间需要特别指出

30、的是，有害元素与营养元素之间并没有绝对的界线，这涉及一个量的问题。并没有绝对的界线，这涉及一个量的问题。二、土壤地球化学二、土壤地球化学 元素被作物从土壤中吸收、转化、利用的元素被作物从土壤中吸收、转化、利用的整个过程是十分复杂的。这就是元素的存在形整个过程是十分复杂的。这就是元素的存在形式与生态效应的问题，其核心是元素的迁移、式与生态效应的问题，其核心是元素的迁移、转化及生物地球化学循环，也是土壤地球化学转化及生物地球化学循环，也是土壤地球化学的研究重点的研究重点。1.1.土壤的地球化学演化与我国的土壤地球化土壤的地球化学演化与我国的土壤地球化学分区学分区 根据土壤地球化学类型的组合和分布特

31、点，我国可划分为四个土壤地球化学区。自西北至东南分别为盐渍土区、碳酸盐土区、硅铝土区、铁铝土区。由于受地形、成土母质等因素的影响，每一土区的土壤性质、组合仍存在差异。分分9大类大类33个亚类，可为农业区域布局，土地规划，环境评价，个亚类，可为农业区域布局，土地规划，环境评价，地方病治疗，矿产预测和勘探提供依据地方病治疗，矿产预测和勘探提供依据 （1）盐渍土区盐渍土区。分布于我国西部内陆的干旱区，占国上面积的29%。全磷含量较高，但有效性不高，因而土壤总体缺磷(缺磷面积达63%)。较缺乏的元素主要有：磷、锌、铁、锰和碘等。较缺乏的元素主要有：磷、锌、铁、锰和碘等。该区该区80土壤缺有效性锌和锰，

32、土壤缺有效性锌和锰，50%缺铁。缺铁。（2）碳酸盐土区碳酸盐土区。分布于内蒙古高原，向西一直延伸到青藏高原，占全国土地面积的23%。磷的全量虽丰富，但有效性不高，土壤缺磷达磷的全量虽丰富，但有效性不高，土壤缺磷达60%。80%的土壤缺乏有效性锌、铁、锰和水溶的土壤缺乏有效性锌、铁、锰和水溶性硒。性硒。（3）硅铝土区硅铝土区。发育在温带和寒温带湿润、半湿润气候条件下，易溶盐已完全淋失，碳酸钙也基本淋失。缺钾面积可达缺钾面积可达32%。缺。缺磷面积达磷面积达47%。微量元素锌、锰、铁、硒。微量元素锌、锰、铁、硒和碘的有效性有所增加，但缺少有效性硼、和碘的有效性有所增加，但缺少有效性硼、氟的土壤面积

33、增加。氟的土壤面积增加。（4）铁铝土区铁铝土区。分布于长江以南，地处热带亚热带地区，占国上面积的18%。缺磷状缺磷状况很突出，占总面积的况很突出，占总面积的46%。全区。全区60%土壤土壤缺钾，缺钾，90%的土壤缺有效性硼、钼和氟。的土壤缺有效性硼、钼和氟。四类土区元素的丰度有明显的不同。四类土区元素的丰度有明显的不同。2 2土壤中元素的有效性土壤中元素的有效性 有效态：指的是只有能被植物吸收利用的有效态：指的是只有能被植物吸收利用的那一部分元素形态。那一部分元素形态。营养元素的有效性受地带性因素影响，呈现出地带性的特点。不同的实验方法会得出不同的有效态含量，选择合适的提取方法和提取剂是十分关

34、键。衡量提取方法效果的好坏通常要看所提取的有效元素含量与植物吸收量之间相关性的程度。分级分级浸提剂浸提剂极极 缺缺较较 少少中中 等等较较 多多丰富丰富0.2N HCl (5:1)1min200.002N H2SO4+3%(NH4)2SO4(200:1)0.5h250.025N HCl+0.03N NH4F(7:1)1min30)200.5M NaHCO3 (20:1)0.5h22-5510102518250.1N NaOH/0.3N HCl(5:1)2min463HAc+10%NaAc(5:1)5min400.005N HCl+0.025N H2SO4(5:1)5min500.1N HCl

35、(5:1)3min160.1N H2SO4 (5:1)2min40表表10-2 几种浸提剂提取与土壤有效磷的分级（几种浸提剂提取与土壤有效磷的分级（10-6）3影响土壤微量元素有效性的因素影响土壤微量元素有效性的因素 （1）土壤微量元素全量的影响）土壤微量元素全量的影响 土壤微量元素的全量是其有效态的补给来源，尽土壤微量元素的全量是其有效态的补给来源，尽管由于其它因素的影响，土壤微量元素全量与其有管由于其它因素的影响，土壤微量元素全量与其有效数量之间的相关关系并不总是显著，但前者对后效数量之间的相关关系并不总是显著，但前者对后者的影响肯定是存在的。者的影响肯定是存在的。（2）土壤）土壤pH的影

36、响的影响 土壤pH影响土壤中进行的各项化学反应，包括吸附-解吸、氧化-还原、络合-解离及溶解-沉淀等一系列化学平衡都不同程度因pH改变而改变。pH不仅影响溶液中离子组成，而且使有机、无机胶体不仅影响溶液中离子组成，而且使有机、无机胶体上代换性离子组成也很不一样，从而使离子间的相上代换性离子组成也很不一样，从而使离子间的相互作用十分复杂。互作用十分复杂。因此，土壤pH对微量元素的有效性影响最为显著。强碱性强碱性中中碱碱性性弱弱碱碱性性微微碱碱性性微微酸酸性性弱弱酸酸性性中中酸酸性性强酸性强酸性 （3）土壤有机物质的影响）土壤有机物质的影响 土壤有机质对已知的以各种稳定鳌合物存在于土壤和水中的金属

37、离子的积累和运输(以及其伴随发生的淋洗)及其对植物根系供应有重要的影响。（4）土壤质地的影响）土壤质地的影响 土壤质地也是影响土壤微量元素有效性的因素之一，质地较粗的砂土，微量质地较粗的砂土，微量元素有效态含量一般较低元素有效态含量一般较低。虽然其影响有时为其它因素所掩盖，但其对土壤微量元素供给力的影响是客观存在的。（5）土壤水分条件的影响）土壤水分条件的影响 土壤水分条件的改变将导致土壤氧化还原电位、pH、通气和各种离子间相互作用等的变化，并因此对土壤微量元素有效性产生明显的影响。（6）土壤碳酸盐、氧化物的影响）土壤碳酸盐、氧化物的影响 土壤中粘土矿物、铁锰等氧化物、有机质和碳酸盐对土壤微量

38、元素都有吸附作用，是制约微量元至有效性的重要因子，其中以碳酸盐对锌的吸附作用最为显著。（7）营养元素间相互作用的影响）营养元素间相互作用的影响 土壤营养元素之间存在复杂的相互关系，这种关系既发生于土壤中，也发生于植物体内；不仅发生于大量元素之间，也发生于微量元素与微量元素之间，发生于微量元素与大量元素之间。显然，这种相互作用对土壤微量元素的供给将产生很大的影响，有时会产生正效应正效应(协协同作用同作用，提高某种微量元素的有效性)，有时会产生负效应负效应(拮抗作用拮抗作用，降低某微量元素的有效性)（图）。协同作用协同作用:两种或两种以上化学元素共存时所产两种或两种以上化学元素共存时所产生的一种附

39、加增强作用生的一种附加增强作用(或效应或效应)。拮抗作用拮抗作用:一种化学元素的作用被同时存在的另一种化学元素的作用被同时存在的另一种化学元素所抵消的现象。一种化学元素所抵消的现象。元素相互作用元素相互作用（协同作用）（协同作用）第三节第三节 农业生态地球化学调查农业生态地球化学调查 1999年启动的新一轮1：25万国土资源大调查，将覆盖区覆盖区作为重点，以农业生态地球化学调查为中心，为国土规划、农业生产布局、产业结构调整为目标，开创高效、优质的生态农业新局面。我国农业地质调查工作开展五年来，取得了大我国农业地质调查工作开展五年来，取得了大量调查成果。量调查成果。(近近5 5年年)1.1.获得

40、获得5252多种元素和指标的高精度数据多种元素和指标的高精度数据。2.2.发现一批可能对我国生态环境产生重大影响发现一批可能对我国生态环境产生重大影响的异常以及大面积土壤重金属异常等的异常以及大面积土壤重金属异常等。3.3.揭示了自工业化以来各种重金属分布现状及其揭示了自工业化以来各种重金属分布现状及其发展趋势发展趋势。4.4.成为农业种植业区划和结构调整的科学依据成为农业种植业区划和结构调整的科学依据。5.为评估土地环境及综合治理、合理利用提供质为评估土地环境及综合治理、合理利用提供质量指标。量指标。6.丰富了第四纪地质研究内容。丰富了第四纪地质研究内容。7.取得系列地球化学基准值取得系列地

41、球化学基准值（第一环境）。（第一环境）。8.8.为能源资源潜力评价提供资料。为能源资源潜力评价提供资料。9.9.初步形成一套调查与评价技术方法和思路初步形成一套调查与评价技术方法和思路。一、调查的基本内容与组织部署一、调查的基本内容与组织部署 1 1调查的基本内容调查的基本内容 农业生态地球化学调查以1：25万比例尺为精度，对组成农业地质环境的岩石、土壤水、生物进行系统调查，调查的基本内容为：化化学元素储存库学元素储存库(岩石、土壤、河湖沉积物、水岩石、土壤、河湖沉积物、水及生物及生物)中营养元素及有害元素的含量特征，中营养元素及有害元素的含量特征，特别是营养元素的有效态含量特征特别是营养元素

42、的有效态含量特征；营养元素及有害元素含量及赋存形态的空间营养元素及有害元素含量及赋存形态的空间分布特征分布特征；区域农业生态特征，包括农区域农业生态特征，包括农(作物）、林、作物）、林、渔、牧渔、牧(畜、禽畜、禽)的产量、质量，特别是可食部的产量、质量，特别是可食部分分(果实、鱼、肉果实、鱼、肉)有害组分的含量。有害组分的含量。2 2调查组织部署调查组织部署 由于是多介质多介质、多层面多层面、多阶段多阶段的调查研究工作，因此在组织实施中要全面考虑分段实施。全区域的系统基础调查全区域的系统基础调查；在全区域中找出一些典型特殊区如特色农在全区域中找出一些典型特殊区如特色农业经济区、典型地质环境区、

43、特殊生态景观业经济区、典型地质环境区、特殊生态景观区，进行示范性、研究性调查区，进行示范性、研究性调查；对基础调查、区域示范调查中所发现的特对基础调查、区域示范调查中所发现的特殊典型问题，开展专题性应用研究。殊典型问题，开展专题性应用研究。各个阶段根据调查对象特征又可分设若干调查项目，可以用如下框图来说明农业生态地球化学调查的组织部署。（1 1）区域基础调查）区域基础调查。可分为以下几项工作：土壤地球化学调查。水环境地球化学调查。土壤地球化学调查。水环境地球化学调查。河湖底积物调查。环境地质调查。区域生态效河湖底积物调查。环境地质调查。区域生态效应调查。分析项目应调查。分析项目5252项。项。

44、（2 2）局域研究性调查）局域研究性调查。内容与区域基础调查基本相内容与区域基础调查基本相似，更加细微，分析的指标是针对所选范围具体特似，更加细微，分析的指标是针对所选范围具体特征，针对性地分析部分指标。这一层次的研究调查征，针对性地分析部分指标。这一层次的研究调查颇似矿产勘查中的成矿区带普查化探工作。颇似矿产勘查中的成矿区带普查化探工作。（3 3）专题调查研究）专题调查研究。主要是解释性和应用性的，是主要是解释性和应用性的，是对前两个阶段调查中所发现的典型问题开展专题性对前两个阶段调查中所发现的典型问题开展专题性深入研究，达到深入研究，达到“异常异常”解释和各种有利环境的合解释和各种有利环境

45、的合理开发利用的目的。理开发利用的目的。在杭州萧山区圈出在杭州萧山区圈出16万亩万亩“绿色土地绿色土地”。在安吉县圈。在安吉县圈出出20万亩万亩“绿色土地绿色土地”。勘查地球化学元素与人体和农作物的利害统计勘查地球化学元素与人体和农作物的利害统计元素元素对人体对人体对农作物对农作物元素元素对人体对人体对农作物对农作物必需必需有害有害有益有益有害有害非必要非必要必需必需有害有害有益有益有害有害非必要非必要CuAsZnSbVHgCrCdFeBeMoPbSrBaMnZrAlNbNaLaMgBr？KTi？BAgPWCoAuFULiThNiSnCaBiSi 动植物营养元素 人体有益元素 植物有益元素 人

46、体有毒元素 放射性元素 其它元素 *人造元素 A A 1 氢 H 氦 He A A A A A A 2 锂锂 L Li i 铍铍 Be Be 硼硼 B B 碳碳 C C 氮氮 N N 氧 O 氟氟 F F 氖 Ne 3 钠钠 N Na a 镁镁 Mg Mg 铝铝 Al Al 硅硅 Si Si 磷磷 P P 硫硫 S S 氯氯 Cl Cl 氩 Ar B B B B B B B B 4 钾钾 K K 钙钙 CaCa钪钪 Sc Sc 钛钛 Ti Ti 钒钒 V V 铬铬 Cr Cr 锰锰 Mn Mn 铁铁 Fe Fe 钴钴 Co Co 镍镍 Ni Ni 铜铜 Cu Cu 锌锌 Zn Zn 镓镓 Ga

47、 Ga 锗锗 Ge Ge 砷砷 As As 硒硒 Se Se 溴溴 Br Br 氪 Kr 5 铷铷 R Rb b 锶锶 Sr Sr 钇钇 Y Y 锆锆 Zr Zr 铌铌 Nb Nb 钼钼 Mo Mo 锝 Tc 钌 Ru 铑 Rh 钯 Pd 银银 Ag Ag 镉镉 Cd Cd 铟 In 锡锡 Sn Sn 锑锑 Sb Sb 碲碲 Te Te 碘碘 I I 氙 Xe 6 铯 Cs 钡钡 BaBa 镧系 铪 Hf 钽 Ta 钨钨 W W 铼 Re 锇 Os 铱 Ir 铂 Pt 金金 Au Au 汞汞 Hg Hg 铊铊 Tl Tl 铅铅 Pb Pb 铋铋 Bi Bi 钋 Po 砹 At 氡 Rn 7 钫

48、 Fr 镭 Ra 锕系*Rf*Db*Sg*Bh*Hs*Mt 镧 系 镧镧 La La 铈铈 Ce Ce 镨 Pr 钕 Nd 钷 Pm 钐 Sm 铕 Eu 钆 Gd 铽 Tb 镝 Dy 钬 Ho 铒 Er 铥 Tm 镱 Yb 镥 Lu 锕 系 锕 Ac 钍钍 ThTh 镤 Pa 铀铀 U U 镎 Np 钚 Pu 镅*Am 锔*Cm 锫*Bk 锎*Cf 锿*Es镄*Fm 鍆*Md 锘*No铹*Lr 土壤样土壤样测试元测试元素（红素（红色字）色字）表表 二、农业生态地球化学调查方法技术二、农业生态地球化学调查方法技术 1 1土壤地球化学调查土壤地球化学调查 (1)(1)深层土壤地球化学调查深层土壤地

49、球化学调查。目的是为可靠确定土壤元素背景值，了解不受现代目的是为可靠确定土壤元素背景值，了解不受现代人类活动影响的第一环境分布特征。人类活动影响的第一环境分布特征。样品布设以16km2为一采样单元，每4km2采一件样，同一单元的4件样品组合成一件组合样。以1:100万地形图为底图进行样点布设和系统编号，每幅图布设2个重复取样格子，2个重复取样号，4个重复分析样号，8个监控样号。采样深度为1.5m以下，用洛阳铲作取样工具，或直接挖掘，样品原始重量不少于lkg。重复采样由不同采样组在不同时间进行，两次采样点位相距应小于50m。（2 2）表层土壤地球化学调查）表层土壤地球化学调查。目的为了全面系统了

50、解人类活动目的为了全面系统了解人类活动(农业生产、居民生农业生产、居民生活、工业排放等活、工业排放等)综合影响下表层土壤的地球化学特综合影响下表层土壤的地球化学特征。征。样品布设以4km2/单元，1件/km2，4件组合成1件组合样，以1：50万地形图进行样点布设和编号，每幅图布设2个重复取样格子，2个重复取样号，4个重复分析号，8个监控样号。采样深度为020cm，农业区采样点应农业区采样点应选择在农田、林地，不要在水土流失严重或表土被破选择在农田、林地，不要在水土流失严重或表土被破坏处坏处。山地采样应选择在平坦覆盖层厚的地区。山地采样应选择在平坦覆盖层厚的地区。城镇居民区采样应选择原地土，不能