(三)土壤硫的矿化

土壤有机硫的矿化是指土壤中含硫的简单有机化合物，在微生物作用下，将有机硫转化成无机硫的过程。在好气情况下，微生物分解上壤有机硫的最终产物是硫酸盐，在嫌气条件下，则为硫化物。土壤中有机态硫矿化可出现下列四种情况：①起始阶段，硫酸盐被固定，随后有SO₄^2-释放；②在整个研究过程中SO₄^2-稳定地呈线性释放；③开始儿天释放很快，随后缓慢地呈线性释放；④随着时间的增加释放速度下降。

在各种有机物的分解过程中，硫的矿化机理尚未完全清楚，许多微生物参与了有机硫化物氧化为SO₄^2-的过程，很难追踪其精确的途径。所以任何影响微生物生长的因素都会改变硫的矿化。影响有机硫矿化的因子有：

(1)有机质中矿物质含量

土壤有机C或N对S的比值过大时土壤中可能出现生物固定硫。C/S比等于或低于200 : 1时只发生硫矿化；高于这一比值，特别当比值大于400 : 1时有利于SO₄^2-生物固定为各种有机形态。生物固定的硫束缚于土壤腐殖质、微生物细胞和微生物合成副产品中。

(2)温度和水分

低温对有机硫的矿化有限制作用，因为温度低大大降低了胞内、胞外酶的活性。土壤湿度影响硫酸酯酶活性、硫矿化速率、有机质释出硫的形态和土壤中硫酸盐的移动。部分土壤有机硫很不稳定，易被加热、风干或研磨等物理处理转化为SO₄^2-。田间持水量和萎蔫点之间湿度的逐渐变化通常很少影响硫的矿化。但一些土壤中水分条件急剧变化能造成一部分有机硫矿化，这种硫主要源自土壤有机质中的硫酸酪。可见大田条件下干湿交替对提高硫的有效性十分重要。

(3)pH

有机硫的矿化量直接与pH成比例，直到pH为7.5已发现一些土壤中生成的SO₄^2-与施用碳酸钙的量成正比，接近中性的pH会刺激微生物活动，促进了土壤中有机硫的矿化。

(4)施肥和作物效应

种植作物可以加速土壤硫的矿化，同时也会影响硫组分之间的相对比例。种植活动可使土壤含硫量趋于下降，但在一段时间后达到平衡。施用无机硫肥可以减少有机硫的转化量；而施用氮肥能增加土壤有机硫的矿化。

(四)土壤硫的循环与迁移

土壤中硫的输人和输出、各种形态硫的互相转化和移动构成了土壤中硫的循环(图3-2)。土壤中硫的输入主要有两种途径：①大气干湿沉降。大气干湿沉降的主要是无机硫(SO₂)，其来源于自然排放(火山爆发、土壤和海洋)和人为排放(化石燃料燃烧)。二氧化硫(SO₂)溶于水形成H₂SO₄，即酸沉降。②含硫矿物质和生物有机质的施用。农业生产中含硫的矿质肥料包括硫酸铵、硫酸钾、硫酸镁和石膏(CaSO₄·2H₂O)等，在整个循环过程中，硫酸盐(SO₄^2-)发挥着特别重要的作用。影响土壤剖面有效硫累积的因素主要有土壤性质、气候与施肥等条件。

图3-2 土壤中硫的循环

硫酸盐的易溶性使它容易发生淋溶和径流损失，通过淋溶损失的量变化很大，主要与淋溶强度、土壤剖面中硫酸盐浓度和土壤的性质等因素有关。对江西76个耕作土样的测试表明，土壤剖面有效硫一般是上层大于下层。对河流冲积物、花岗岩和石英岩等母质发育的土壤由于粗砂粒多，地势又较高，上层土壤有效硫易淋溶，但耕作层上壤经过多年的耕作熟化形成一硬质犁底层，能减缓耕层有效硫的淋溶，从而形成有效硫含量耕层高、底层低的现象。而像变质岩、石灰岩和紫色岩发育的土壤，质地均比较黏重，硫在土壤中的移动就很慢，从而形成耕层低、底层高的现象(胡正义等2002)。樊军等(2002)对黄土高原旱地黑垆土上有效硫的分布与累积进行了长期的研究，结果表明，试验区的降水集中和土壤结构的疏松为SO₄^2-向下淋溶创造了条件，土壤SO₄^2-在剖面中累积峰值在120 cm左右，累积层在80～140 cm土层之间。

相关链接：硫在土壤中的行为 （一）