第2章土壤有机质 土壤有机质是土壤固相的组成分之一,尽管土壤有机质仅占士壤重量 的很小-部分,但在土壤肥力、环境保护和农业可持续发展方面鹕 有十分重要的作用和意义。 ·土壤有机质含量变异性大(<0.5%->30%,通常将表层有机质含 量>20%的土壤称为有机质士壤,将表层有机质含量<20%的士壤称 为矿质土壤。 侯光炯教授:土壤是一个活的“有机体”,其中矿物质骨骼,有机质 肌肉,孔隙—血管,水分一血液 I.土壤有机质的来源及组成 ·工.土壤有机质的转化 ·Ⅲ.土壤腐殖物质及其性质 ·Ⅳ.土壤有机质的作用 ·V.土壤有机质的平衡与调控 1.土壤有机质的来源及组成 一、土壤有机质的来源 ·二、土壤有机质的组成 ·土壤有机质的元素组成
第2章 土壤有机质 • 土壤有机质是土壤固相的组成分之一，尽管土壤有机质仅占土壤重量 的很小一部分，但在土壤肥力、环境保护和农业可持续发展方面却具 有十分重要的作用和意义。 • 土壤有机质含量变异性大（<0.5%-->30%)，通常将表层有机质含 量>20%的土壤称为有机质土壤，将表层有机质含量<20%的土壤称 为矿质土壤。 • 侯光炯教授：土壤是一个活的“有机体”，其中矿物质—骨骼，有机质 —肌肉，孔隙—血管，水分—血液。 • Ⅰ. 土壤有机质的来源及组成 • Ⅱ. 土壤有机质的转化 • Ⅲ. 土壤腐殖物质及其性质 • Ⅳ. 土壤有机质的作用 • Ⅴ. 土壤有机质的平衡与调控 Ⅰ. 土壤有机质的来源及组成 • 一、土壤有机质的来源 • 二、土壤有机质的组成 • 土壤有机质的元素组成
·土壤有机质的元素组成 主要元素组成为c(5258%)、O(34-3%%)、H(3.3-4.8%) 利N(374.1%),其次为P和s,CN≈10。 ·土壤有机质的化合物组成 主要化合物组成是木质素和蛋白质,其次是半纤维素、纤维素、乙醚 和乙醇可溶性化合物(其中木质素和蛋白质高于植物组织,半纤维素 和纤维素则明显降低)。 l土壤有机质的转化 基本概念 矿质化作用与矿质化系数 ·矿质化作用(有机质分解过程) 土壤中的有机物质在微生物作用下分解为简单化合物,并释放出矿质 养分和能量的过程。 ·矿质化系数(有机质分解速率) 土壤中每年因矿化作用而分解的有机质数量占土壤有机质总量的百 分数。 ·腐殖化作用与腐殖化系数 ·腐殖化作用(腐殖质形成过程)
• 土壤有机质的元素组成 • 主要元素组成为C（52-58%）、O（34-39%）、H（3.3-4.8% ） 和N（3.7-4.1%），其次为P和S，C/N≈ 10。 • 土壤有机质的化合物组成 • 主要化合物组成是木质素和蛋白质，其次是半纤维素、纤维素、乙醚 和乙醇可溶性化合物（其中木质素和蛋白质高于植物组织，半纤维素 和纤维素则明显降低）。 Ⅱ. 土壤有机质的转化 • 一、基本概念 • 矿质化作用与矿质化系数 • 矿质化作用（有机质分解过程） • 土壤中的有机物质在微生物作用下分解为简单化合物，并释放出矿质 养分和能量的过程。 • 矿质化系数（有机质分解速率） • 土壤中每年因矿化作用而分解的有机质数量占土壤有机质总量的百 分数。 • 腐殖化作用与腐殖化系数 • 腐殖化作用（腐殖质形成过程）
·土壤中的有机质在微生物作用下形成具有复杂结构、高分孑的腐殖质 的过程。 ·腐殖化系数(腐殖质形成速率) 单位重量新鲜有机质加入土壤后在微生物作用下所能形成腐殖质的 重量 ·二、土壤有机质的矿质化 简单有机化合物的矿质化 ·矿质化难易-淀粉、单糖、简单蛋白质>粗蛋白质>半纤维素>纤维 素>脂肪、蜡质等>木质素 ·1.糖类分解 ·单糖>淀粉>半纤维素>纤维素 ·2.脂肪、蜡质、单宁等分解 此类物质较难分解,分解速度较慢且不彻底。 ·3.木质素分解 ·木质素是土壤中最难分解的一类简单有机化合物,在好气条件下,主 要通过真菌和放线菌作用,先氧化脱水,再缓慢降解(降解过程伴随 甲氧基减少、酚基増加、岀现羧基并酸化),嫌气条件下分解极慢 ·4.含氮有机化合物分解
• 土壤中的有机质在微生物作用下形成具有复杂结构、高分子的腐殖质 的过程。 • 腐殖化系数（腐殖质形成速率） • 单位重量新鲜有机质加入土壤后在微生物作用下所能形成腐殖质的 重量。 • 二、土壤有机质的矿质化 • 简单有机化合物的矿质化 • 矿质化难易--淀粉、单糖、简单蛋白质>粗蛋白质>半纤维素>纤维 素>脂肪、蜡质等>木质素 • 1. 糖类分解 • 单糖>淀粉>半纤维素>纤维素 • 2. 脂肪、蜡质、单宁等分解 • 此类物质较难分解，分解速度较慢且不彻底。 • 3. 木质素分解 • 木质素是土壤中最难分解的一类简单有机化合物，在好气条件下，主 要通过真菌和放线菌作用，先氧化脱水，再缓慢降解（降解过程伴随 甲氧基减少、酚基增加、出现羧基并酸化），嫌气条件下分解极慢。 • 4. 含氮有机化合物分解
·除腐殖质外,其它含氮有机化合物(蛋白质、核酸、氨基糖、有机碱 尿素)在土壤中均分解迅速 ·5.含硫有机化合物分解 ·6含磷有机化合物分解 ·三、土壤有机质的腐殖化 ·腐殖化是一系列极其复杂的过程的总称,主要是由微生物为主导的生 物和生物化学过程以及一些纯化学反应的过程,其整个作用过程目前 尚未定论 ·四、影响土壤有机质转化的因素 ·内在因素 1残体的物理状态 ·新鲜多汁孺体>干枯体,幼嫩组织残体>老化組组织残体,粉碎残体> 未粉碎残体 ·2残体的物质组成 ·残体中易分解化合物成分越多,越易于矿质化,但不利腐殖化 ·3残体的c/N比 ·据研究,微生物每同化1份N构成微生物机体,约需24份C (c/N=24/1)
• 除腐殖质外，其它含氮有机化合物（蛋白质、核酸、氨基糖、有机碱、 尿素）在土壤中均分解迅速。 • 5. 含硫有机化合物分解 • 6.含磷有机化合物分解 • 三、土壤有机质的腐殖化 • 腐殖化是一系列极其复杂的过程的总称，主要是由微生物为主导的生 物和生物化学过程以及一些纯化学反应的过程，其整个作用过程目前 尚未定论。 • 四、影响土壤有机质转化的因素 • 内在因素 • 1.残体的物理状态 • 新鲜多汁残体>干枯残体，幼嫩组织残体>老化组织残体，粉碎残体> 未粉碎残体 • 2.残体的物质组成 • 残体中易分解化合物成分越多，越易于矿质化，但不利于腐殖化。 • 3.残体的C/N比 • 据研究，微生物每同化1份 N 构成微生物机体，约需24份 C （C/N=24/1）
·当植物残体的C/N<25/时,微生物降解楦物残体过程中释放的和 N不仅能满足微生物同化机体的需要,而且可释放出多余的矿质N素, 提高土壤速效N含量。 当植物残体的cN>25/1时,微生物降解植物残体过程中释放的素 充足,而N素不能满足微生物同化机体的需要,则要么出现微生物繁 殖和植物残体的分解作用受到抑制,要么出现微生物与植物争夺土壤 中的N素而导致土壤速效N的下降 ·激发效应 土壤中加入新鲜有机物质会促进土壤原有有机质的降解正激发效 应 ·外在(环境)因素 ·1.土壤含水量和通气性 ·土壤含水量适当通气良好,微生物活动旺,有利于有机质的降解。 ·2.土壤温度 土壤微生物活动最适宜的温度为25--30℃,0-30℃范围内,有机 质的分解随温度的升高而加快。 ·3.土壤pH 微生物最适宜的士壤pH:细菌为65-75,放线菌偏碱性,真菌为
• 当植物残体的C/N<25/1时，微生物降解植物残体过程中释放的C和 N不仅能满足微生物同化机体的需要，而且可释放出多余的矿质N素， 提高土壤速效N含量。 • 当植物残体的C/N>25/1时，微生物降解植物残体过程中释放的C素 充足，而N素不能满足微生物同化机体的需要，则要么出现微生物繁 殖和植物残体的分解作用受到抑制，要么出现微生物与植物争夺土壤 中的N素而导致土壤速效N的下降。 • 激发效应 • 土壤中加入新鲜有机物质会促进土壤原有有机质的降解—正激发效 应 • 外在（环境）因素 • 1. 土壤含水量和通气性 • 土壤含水量适当，通气良好，微生物活动旺盛，有利于有机质的降解。 • 2. 土壤温度 • 土壤微生物活动最适宜的温度为25--30℃，0--30 ℃ 范围内，有机 质的分解随温度的升高而加快。 • 3.土壤pH • 微生物最适宜的土壤pH：细菌为6.5--7.5, 放线菌偏碱性，真菌为