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  （一）土壤中氮素形态及对作物的有效性

  土壤中的氮素含量仅在0.1%左右，主要有以下几种形态：

  1.无机含氮化合物。主要是硝态氮（NO3--N）和铵态氮（NH4--N）。这两种形态的氮素最容易被作物吸收利用。但在不同条件下，对不同作物的有效性是不同的。如玉米和甜菜对硝态氮利用率较铵态氮高；而水稻对铵态氮较硝态氮的利用率高。另外，在酸性条件下，硝态氮较铵态氮吸收利用好，而在碱性条件下则相反。

  2.有机态氮化合物。这一类化合物主要是蛋白质和腐殖质、氨基酸等。其中氨基酸可以溶解于水中，容易矿质化为铵态氮（NH4-N），有一部分还可以直接被作物吸收利用；蛋白质在一定的条件下，对作物是有效的；腐殖质和其它的一些复杂的化合物，只有经过微生物的分解作用后，才能被作物吸收利用。

  3.土壤中的氮气（N2）。不能被作物直接吸收利用，只有经过微生物作用转化为有机态氮，然后再被矿质化时，方可被作物吸收利用。

在以上三种氮的形态中，有机态氮化合物是主要的，约占全氮的99%。

  （二）土壤中磷素的形态及对作物的有效性

  土壤中磷素的含量较低，一般含量约0.02%～0.05%，土壤中磷素主要有两大类：

  1.无机磷化合物。在无机磷化合物中有难溶性的磷酸盐，如氢氧磷灰石、含氟磷灰石、磷灰土等，它们都不溶解于水，所以都不能为作物吸收利用。在无机磷化合物中也有可溶性磷酸盐，如过磷酸钠、磷酸二氢钾、磷酸铵、过磷酸钙等它们易于被作物吸收利用。另外，粘土表面也吸附一部分磷，这种磷是不活动的，所以作物不能吸收利用，这部分磷称为固定的磷。

  2.有机磷化合物，它的数量与土壤有机质含量呈正相关。土壤中有机磷化合物主要有核酸及磷脂等，它们只能转变为可溶性磷酸盐后，作物方可吸收利用。

  （三）土壤中钾素的形态及对作物的有效性

  土壤中含的钾速比磷素多得多。一般含有1.0%～1.2%，土壤中钾素的形态主要有四种：

  1.作物难以利用的钾。主要存于斜长石、正长石和白云石中，它是以原生矿物的形态分布在土壤粗粒部分，是土壤全钾量的主体。

  2.缓效性钾。包括层状粘土矿物中所固定的钾和粘土矿物中的水化云母类中的钾，占土壤全钾量的2%以下，高时可达6%。它虽然不能直接为作物吸收利用，但它是速效性钾的贮备。

  3.代换性钾。占土壤中全钾量的0.5%～1.0%，这种钾吸附在土壤胶体的表面，可以和土壤溶液中的其它阳离子进行交换。当它进入到土壤溶液中时，便能为作物吸收利用。

  4.水溶性钾。是指自由存在于土壤溶液中的钾离子，它在土壤中的数量最少。但它是作物最容易吸收利用的钾素养分。

  （四）土壤中的微量元素形态及对作物的有效性

  铁、锰、铜、锌、硼、钼是作物生长所必需的微量元素。其在土壤中的含量以铁为最高，可以百分数计，其次是锰、锌、铜、硼、钼的含量最低。后五种均以百万分数计（ppm）。

  土壤中的微量元素以各种形态存在。土壤有机物中所含的微量元素，其形态大致和作物体内相似。它们在有机体和土壤腐殖质中，多数以络合或吸附态存在，当其分解时，一般比较容易释放出来，所以有效性是比较好的。土壤中存在的无机态微量元素则分为矿物态、交换态及溶解态等几种。

  1.矿物态。指存在于固体矿物中而不能为其它离子交换出来的微量元素。土壤中含微量元素的矿物很多，除原生矿物外，次生粘土矿物和金属氧化物中也常常含有一定量的微量元素。这些矿物一般是很难溶解的。大多数矿物的溶解度在酸性条件下有所增加。但有些微量元素却在碱性条件下较易从矿物中溶解出来。可见，土壤的酸碱度对发挥矿物中微量元素的有效性影响很大。

  2.交换态。指吸附于土壤胶体表面可以为其它离子交换出来的微量元素。一般土壤中的交换态微量元素的含量不高，少的不足11mg/kg(ppm百万份浓度)，多的也不过几十个ppm。

  3.溶解态。是指存在于土壤溶液中的微量元素，大多数以离子形态存在，也有相当数量呈分子态存在，如硼酸分子。离子态和交换态二者之间随时相互转化，彼此之间成动态平衡。