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土壤硫

以各种形态存在于土壤中的硫。来源与含量主要来自成土母质,但灌溉水、大气干湿沉降以及施肥等也是土壤硫的补充来源。工业污染造成的酸雨,可能给部分地区土壤带入显著量的硫。一般土壤的硫含量为0.01%~0.50%,平均0.085%,比地壳平均含硫量(0.06%)稍高。在各种成土母质中

以各种形态存在于土壤中的硫。

来源与含量

主要来自成土母质,但灌溉水、大气干湿沉降以及施肥等也是土壤硫的补充来源。工业污染造成的酸雨,可能给部分地区土壤带入显著量的硫。一般土壤的硫含量为0.01%~0.50%,平均0.085%,比地壳平均含硫量(0.06%)稍高。在各种成土母质中,岩浆岩含硫较少(平均0.05%),主要以金属硫化物存在,风化后氧化成硫酸盐,通过淋失向海水或沉积物中聚集,因而沉积岩中的含硫量较岩浆岩中的高(如页岩平均含硫量高达0.26%)。滨海沼泽土盐渍土一般比内陆土壤的含硫量高,如滨海酸性硫酸盐土的含硫量可高达1%。由于硫酸盐容易流动,土壤硫含量受气候与地形影响较大。中国土壤的全硫含量较低,大致在0.01%~0.05%之间。南方高温多雨,硫的流失较重,土壤平均含硫量仅为0.028%;而北方和西北干旱半干旱地区,流失少,除沙化土壤外,含硫量较高。

形态

有机态硫

主要存在于动植物残体和土壤腐殖质中,也存在于经微生物作用后生成的一些比较简单的有机化合物里。在这些有机物中,硫常以C—S键和硫酸脂的形式存在。C—S键包括巯基(R—SH)、二硫基(R—S—S—R)、甲硫基(R—SCH3)、磺酸基(R—SO3H)等,主要存在于各种含硫氨基酸(蛋氨酸、胱氨酸、半胱氨酸等)及其衍生物或中间产物里。这种结合形式的硫通常占土壤全硫量的5%~20%。硫酸脂有胆碱硫酸脂、酚硫酸脂等,其中的硫含量在一般土壤中占全硫的20%~65%。硫酸脂的硫容易水解成硫酸盐,而C—S键的硫则需经过复杂的分解过程才能释放。在土壤有机硫中,约有一半以上存在于腐殖质里,因后者结构复杂,与硫结合较牢固,不易释放。

无机态硫

可分为:①易溶态硫,非盐渍土壤一般含10毫克/千克左右,呈水溶性和弱酸溶性,主要是硫酸盐类。土壤溶液中的与固态硫酸盐及吸附态-之间保持着平衡。②吸附态硫,土壤胶体吸附的高岭石类粘土矿物和铁铝氧化物对的吸附力较强,因此酸性土壤比中性及碱性土壤吸附较多,但总的数量有限,一般仅几个毫克/千克,且容易被其他阴离子交换。用水稀释时,部分吸附态亦可进入溶液。③难溶态(固体矿物态)硫,各种原生或次生矿物,如黄铁矿(FeS2)、闪锌矿(ZnS)等金属硫化物矿物和石膏之类的各种硫酸盐矿物中的硫,在还原条件下可形成硫化物、二硫化物或元素硫,在氧化条件下可形成硫酸盐。有些硫酸盐较易溶解,但有些高价金属硫酸盐则较难溶解。

供给

易溶态硫是植物根系能够直接吸收的主要硫形态,因此,土壤供硫能力主要决定于土壤溶液中的-含量和植物生长季节中可转化为-的硫贮量及其转化速度。在土壤无机态硫中,易溶态硫较少;吸附态硫虽然易转化为土壤溶液中的-,但其贮量很少;难溶态硫释放缓慢,只有在pH和Eh强烈变化的情况下才可能较多地释放供给。因此,在许多土壤中,硫的供给主要决定于有机态硫的矿化,它由活体微生物参与完成;土壤酶及土壤中的纯化学分解反应也可能起部分作用。矿化的速度和强度,主要与微生物的生存条件有关:适宜的温度(20~35℃)、湿度(接近田间持水量)和较好的通气条件有利于矿化作用的进行;提高土壤pH值,尤其在pH7以上时,矿化速率迅速增大。有机态硫的矿化量既和土壤有机质总量有关,也和有机质的成分有关:氮硫比值较高而碳硫比值较低的新鲜有机质矿化快,释放硫的量较多;腐殖质结合的有机态硫则较难矿化。有机质分解过程中产生的某些含硫氨基酸也可能被植物吸收。在生长季节中可供给植物吸收的硫,称为有效硫,它可用各种提取剂提取测定,并按各自的临界值评价。例如,提取无机态有效硫的醋酸铵法的临界值为6~7毫克/千克,磷酸钙法为8~10毫克/千克。也可以用适当方法把可溶性简单有机态硫一并提取出来。为了衡量土壤潜在的供硫能力,可用碳酸钠熔融法或H2O2氧化法测定“潜在硫”含量。一般来说,砂质、有机质含量低、淋溶强烈、强酸性或强烈还原条件的土壤,硫的供给能力低。

补充

土壤硫的供给不足已越来越普遍,这一方面和硫的长期流失和栽培耗竭有关,同时也和近年来尿素、磷酸二铵等缺硫的氮、磷肥料普遍代替了原来的硫酸铵和普通过磷酸钙肥料有关。在中国,由花岗岩、砂岩和河流冲积物发育的土壤,其全硫和有效硫含量一般均较低;丘陵山区低温冷凉或长期淹水的土壤,有效硫含量也偏低,它们都需补充硫。石膏、过磷酸钙和硫酸铵是中国常用的含硫肥料,可以适当选用。中国土壤缺硫有扩展的趋势,南方尤为严重。