重金属在土壤中大量累积必然导致土壤性质发生变化，从而影响到土壤营养元素的供应和肥力特性。氮、磷和钾通常被称为植物生长发育必需的三要素，同时也是非常重要的肥力因子口在土壤重金属大量累积或污染的情况下，土壤有机氮的矿化、磷的吸附和钾的形态都会受到一定程度影响，最终将影响到土壤中氮、磷和钾等元素的保持与供应。

(一)重金属对土壤氮素的影响

土壤中有机氮的有效性主要依赖于有机氮的矿化特征。氮的矿化是指土壤有机态氮经土壤微生物的分解形成铵或氨的过程，它受能源物质的种类和数量(主要是有机物质的化学组成和碳氮比)、水和热条件等的影响很大，因而所谓土壤矿化氮量一般均为表观矿化量。土壤氮的矿化过程受许多因素的影响，一般遵循一级动力学方程：

N_t＝N₀(1-e^-kt)     (5-33)

式中，N₀为土壤氮矿化势(N,mg/kg) ; N_t为时间t(周)时土壤累计矿化氮量(N,mg/kg); k为矿化速率常数(/周)。
重金属污染会影响到土壤氮矿化势N₀和矿化速率常数k₀当土壤被重金属污染后，土壤氮素的矿化势会明显降低，其供氮能力也相应下降。不同重金属元素对土壤氮矿化势的影响不同，在相同摩尔浓度下，单个重金属元素对氮素矿化势的抑制作用为Cd>Cu>Zn＞Pb，即C对土壤氮矿化的抑制作用最大，Pb影响最小。

(二)重金属对土壤磷素的影响

土壤对磷的吸附和解吸是反映土壤磷迁移性的主要指标，外源重金属进入土壤后，它使土壤对磷吸附位的数量和能量均有可能增加，亦可能生成金属磷酸盐沉淀，可导致土壤对磷的吸持固定作用增强，亦即土壤P有效性下降。不同的重金属对土壤磷吸附量的影响不同，一般多个重金属元素复合污染条件下影响的强度大于单个重金属元素。重金属还会影响土壤磷的形态，使土壤可溶性磷、钙结合态磷和闭蓄态磷发生变化。

(三)重金属对土壤钾行为的影响

钾是公认的“品质元素”，因为它是生物体中很多酶的活化剂，与植物体内的许多代谢过程，如光合作用、呼吸作用及碳水化合物、脂肪和蛋白质的合成等密切相关，缺钾会扰乱叶片的新陈代谢，因此钾肥不仅对产量的提高有显著作用，而且亦可改善产品品质。人们发现，耕作实践、施肥、土壤有机质、阳离子和温度等土壤理化性质对K的行为有着很大的影响，然而有关重金属，特别是重金属的复合污染对土壤K行为的影响所知尚少。土壤中的钾通常可分为水溶态、交换态、非交换态及闭蓄态等四种形态。重金属在土壤中的累积会占据部分土壤胶体的吸附位，自然就影响到钾在土壤中的吸附、解吸和形态分配。

有关研究考察了Cu, Pb,Zn和Cd的复合污染对土壤中K的化学形态、吸附、解吸以及Q/I(容量与强度)关系等的影响，表明重金属污染后，一方面导致土壤对K的吸附作用、缓冲能力(PBC_K)以及交换态K的降低；另一方面又使吸附态K的解吸作用、K平衡活度比(AR_K⁰)和水溶态K升高。一般情况下，重金属累积愈多或污染越严重，则水溶态钾上升越多，交换态钾下降也越多。不同种类的重金属对土壤钾形态的影响不同，重金属对土壤K行为影响的大小为Pb>Cu>Zn>Cd，且复合污染效应大于单元素污染效应，在复合污染中存在着交互作用。土壤遭受重金属污染之初，似乎有利于提高K的有效性，然而由于K是一种容易迁移的元素，从长期来讲，重金属污染将导致土壤K素肥力的衰退，特别是我国高温多雨的南方地区。土壤中重金属的大量累积或污染，将导致土壤对K的吸附能力降低，而使土壤溶液K活度增加，加速了K的流失。

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