2LS+02-→2H0+2S 2S+302+2H0-→2HS04 硫化作用产生的硫酸与土壤中的盐基物质作用，形成硫酸盐，硫酸盐是植物可吸收的养 分。硫酸还可增加土壤中矿质养分的溶解度，提高其有效性。 细菌在无氧条件下，以S0,作呼吸作用的最终电子受体产生S或LS的硫酸盐还原过程 称反硫化作用。硫化氢对根系有毒害作用，能造成根系腐烂。因此，应排除土壤多余水分， 改善土壤通气条件，抑制反硫化作用进行。 (二)腐殖化 腐殖化指有机质被分解后再合成新的较稳定的复杂的有机化合物，并使有机质和养分保 蓄起来的过程。一般认为腐殖质的形成要经过两个阶段： 第一阶段：微生物将动植物残体转化为腐殖质的组分，如芳香族化合物（多元酚）和含 氮的化合物（氨基酸和多肽）： 第二阶段：在微生物的作用下，各组分通过缩合作用合成腐殖质的过程。在第二阶段中， 微生物分泌的酚氧化酶，将多元酚氧化为醌，醌与其它含氮化合物合成腐殖质。即1)多元 酚氧化为醌：2)醌和氨基酸或肽缩合。 腐殖化系数：单位重量的有机物质碳在土壤中分解一年后的残留碳量。 激发作用：土壤中加入新鲜有机物质会促进土壤原有有机质的降解，这种矿化作用称之 激发作用。激发效应可正可负。 矿质化和腐殖化两个过程互相联系，随条件改变相互转化，矿化的中间产物是形成腐殖 质的原料，腐殖化过程的产物，再经矿化分解释放出养分，通常需调控两者的速度，使其能 供应作物生长的养分同时又使有机质保持在一定的水平。 二、影响有机质转化的因素 微生物是有机质转化的主要驱动力，凡是能够影响微生物活动及其生理作用的因素都会 影响有机质的转化。 (一)植物残体特性 1、物理状态新鲜程度、破碎程度和紧实程度
26 2H2S＋O2-→2H2O＋2S 2S＋3O2＋2H2O－→2H2SO4 硫化作用产生的硫酸与土壤中的盐基物质作用，形成硫酸盐，硫酸盐是植物可吸收的养 分。硫酸还可增加土壤中矿质养分的溶解度，提高其有效性。 细菌在无氧条件下，以 SO4 2－作呼吸作用的最终电子受体产生 S 或 H2S 的硫酸盐还原过程， 称反硫化作用。硫化氢对根系有毒害作用，能造成根系腐烂。因此，应排除土壤多余水分， 改善土壤通气条件，抑制反硫化作用进行。 （二）腐殖化 腐殖化指有机质被分解后再合成新的较稳定的复杂的有机化合物，并使有机质和养分保 蓄起来的过程。一般认为腐殖质的形成要经过两个阶段： 第一阶段：微生物将动植物残体转化为腐殖质的组分，如芳香族化合物（多元酚）和含 氮的化合物（氨基酸和多肽）； 第二阶段：在微生物的作用下，各组分通过缩合作用合成腐殖质的过程。在第二阶段中， 微生物分泌的酚氧化酶，将多元酚氧化为醌，醌与其它含氮化合物合成腐殖质。即 1）多元 酚氧化为醌；2）醌和氨基酸或肽缩合。 腐殖化系数：单位重量的有机物质碳在土壤中分解一年后的残留碳量。 激发作用：土壤中加入新鲜有机物质会促进土壤原有有机质的降解，这种矿化作用称之 激发作用。激发效应可正可负。 矿质化和腐殖化两个过程互相联系，随条件改变相互转化，矿化的中间产物是形成腐殖 质的原料，腐殖化过程的产物，再经矿化分解释放出养分，通常需调控两者的速度，使其能 供应作物生长的养分同时又使有机质保持在一定的水平。 二、影响有机质转化的因素 微生物是有机质转化的主要驱动力，凡是能够影响微生物活动及其生理作用的因素都会 影响有机质的转化。 （一）植物残体特性 1、物理状态 新鲜程度、破碎程度和紧实程度
2、C/N碳氨比不仅影响有机残体分解速度，还影响土壤有效氮的供应，通常以25：1或 30:1较为合适。因为微生物生物体合成需要5份C和1份N,同时需要消耗20份C作为能源， 故C/N<25:1时，微生物活动最旺盛，分解有机质速度较快，释放出大量N素，相反C/N >25:1时，N相对不足，会出现微生物与植物共同争夺士襄中的有效N。 3、化合物组成含易分解有机化合物多的比含难分解化合物多的易分解，如含蛋白质多的比 含木质素多的易分解。 (二)水分、通气性 最适湿度：土壤持水量的50%一80%：低洼、积水有利于有机质的积累。 通气不良利于有机质累积。 在好气条件下，微生物活动旺盛，分解作用可进行较快而彻底，有机物质-一>C0,和H,0, 而N、P、S等则以矿质盐类释放出来。 在嫌气条件下，好氧微生物的活动受到抑制，分解作用进行得既慢又不彻底，同时往往 还产生有机酸、乙醇等中间产物。在极端嫌气的情况下，还产生CH、H等还原物质，其中的 养料和能量释放很少，对植物生长不利。 (三)温度 在0~35℃范围内，有机质的分解随温度升高而加快。土壤微生物活动的最适宜温度大 约为25-35℃。 (四)土壤特性 1、质地粘粒含量越高，有机质含量也越高。有机质与粘粒结合免受微生物破坏。 2、pH值通过影响微生物的活性而影响有机质的分解。各种微生物都有其最适pH范围，多 数细菌的最适H为6.5~7.5，真菌为3~6、，放线菌为略偏向碱性。由于细菌数目最多， 所以p6.5~7.5较适宜，过酸过碱对一般的微生物均不大适宜 第三节土壤腐殖物质的形成和性质
27 2、C／N 碳氮比不仅影响有机残体分解速度，还影响土壤有效氮的供应，通常以 25：1 或 30:1 较为合适。因为微生物生物体合成需要 5 份 C 和１份 N，同时需要消耗 20 份 C 作为能源， 故 C／N＜25:1 时，微生物活动最旺盛，分解有机质速度较快，释放出大量 N 素，相反 C／N ＞25:1 时，Ｎ相对不足，会出现微生物与植物共同争夺土壤中的有效 N。 3、化合物组成 含易分解有机化合物多的比含难分解化合物多的易分解，如含蛋白质多的比 含木质素多的易分解。 （二）水分、通气性 最适湿度：土壤持水量的 50%～80%； 低洼、积水有利于有机质的积累。 通气不良利于有机质累积。 在好气条件下，微生物活动旺盛，分解作用可进行较快而彻底，有机物质->CO2和 H2O， 而 N、P、S 等则以矿质盐类释放出来。 在嫌气条件下，好氧微生物的活动受到抑制，分解作用进行得既慢又不彻底，同时往往 还产生有机酸、乙醇等中间产物。在极端嫌气的情况下，还产生 CH4、H2等还原物质，其中的 养料和能量释放很少，对植物生长不利。 （三）温度 在 0～35℃范围内，有机质的分解随温度升高而加快。土壤微生物活动的最适宜温度大 约为 25-35℃。 （四）土壤特性 1、质地 粘粒含量越高，有机质含量也越高。有机质与粘粒结合免受微生物破坏。 2、pH 值 通过影响微生物的活性而影响有机质的分解。各种微生物都有其最适 pH 范围，多 数细菌的最适 pH 为 6.5～7.5，真菌为 3～6、，放线菌为略偏向碱性。由于细菌数目最多， 所以 pH6.5～7.5 较适宜，过酸过碱对一般的微生物均不大适宜 第三节 土壤腐殖物质的形成和性质
腐殖质是一类以芳香化合物或其聚合物为核心，复合其他有机物的有机复合体，是组成 和结构都很复杂的天然高分子聚合物，非常稳定难溶于水。腐殖质非常稳定对维持土壤有机 质水平，减少氮素等其他养分移动、损失是十分重要的。 一、土裹腐殖质的形成 土壤腐殖化作用是一系列极端复杂过程的总称，是由微生物为主导的生物和生物化学过 程，还有一些纯化学的反应。目前，对土壤腐殖化作用的看法一般分为三个阶段： 植物残体分解产生简单的有机碳化合物： 通过微生物对这些有机化合物的代谢作用及反复的循环，增殖微生物细胞： 通过微生物合成的多酚和醒或来自植物的类木质素，聚合形成高分子多聚化合物，即腐 殖质。 二、土襄腐殖酸的分组 腐殖酸是腐殖质的主要成分，腐殖质主体是腐殖酸与金属离子相结合的盐类，要想研究 腐殖酸，就必须将之从土壤中提取出来，但较为困难，目前常用的方法是：先将土壤中未分 解或部分分解的动植物残体分离，然后用不同的溶剂来浸提土壤。 NaOH 处理 不溶解部分 →胡敏素（黑腐素） 壤 褐色沉淀 →胡敏酸〔褐腐 溶解部分 酸) HC1或H2SO4 儿浅黄色溶解一富里酸（黄腐 处理 部分 酸) 其中胡敏酸和富里酸为主要成分。 三、土壤腐殖质的存在形态 游离状态的腐殖质，土壤中极少： 与盐基化合成稳定的盐类（腐质酸钙镁） 与含水三氧化物化合成复杂的凝胶体： 与粘粒结合成胶质复合体（有机无机复合体）。52%~98%的有机质集中在粘粒部分
28 腐殖质是一类以芳香化合物或其聚合物为核心，复合其他有机物的有机复合体，是组成 和结构都很复杂的天然高分子聚合物，非常稳定难溶于水。腐殖质非常稳定对维持土壤有机 质水平，减少氮素等其他养分移动、损失是十分重要的。 一、土壤腐殖质的形成 土壤腐殖化作用是一系列极端复杂过程的总称，是由微生物为主导的生物和生物化学过 程，还有一些纯化学的反应。目前，对土壤腐殖化作用的看法一般分为三个阶段： 植物残体分解产生简单的有机碳化合物； 通过微生物对这些有机化合物的代谢作用及反复的循环，增殖微生物细胞； 通过微生物合成的多酚和醌或来自植物的类木质素，聚合形成高分子多聚化合物，即腐 殖质。 二、土壤腐殖酸的分组 腐殖酸是腐殖质的主要成分，腐殖质主体是腐殖酸与金属离子相结合的盐类，要想研究 腐殖酸，就必须将之从土壤中提取出来，但较为困难，目前常用的方法是：先将土壤中未分 解或部分分解的动植物残体分离，然后用不同的溶剂来浸提土壤。 其中胡敏酸和富里酸为主要成分。 三、土壤腐殖质的存在形态 游离状态的腐殖质，土壤中极少； 与盐基化合成稳定的盐类(腐质酸钙镁)； 与含水三氧化物化合成复杂的凝胶体； 与粘粒结合成胶质复合体（有机无机复合体）。52%～98%的有机质集中在粘粒部分
四、土桌腐殖质的性质 (一)物理性质 1、颜色 黑褐色，富里酸呈淡黄色，胡敏酸呈褐色 2、溶解性与凝聚性 富里酸溶于水、酸、碱： 胡敏酸不溶于水和酸，但溶于碱： 富里酸的一价、二价盐溶于水，三价盐几乎不溶于水： 胡敏酸的一价盐溶于水，但二价、三价盐几乎不溶于水。 腐殖酸可与铁、铝、铜、锌等形成络合物，其稳定性随pH升高而增大，降低而降低。 在水中为溶胶，增加电解质浓度或高价离子形成凝胶。 3、吸水性 亲水胶体，最大吸水量可以超过500%，粘粒仅为15%~20%。 4、分子结构和分子量 目前还没有完全确定，只明确以芳香核为主体，附以各种功能团。分子量因土壤和组分 的不同而不同，胡敏酸平均为2500~2000，富里酸平均为680~1450. 我国主要土壤腐殖酸的元素组成 元素(%) C 0+S HA 50-60 3.1-5.3 31-41 3.0-5.6 今 45-53 4.0-4.8 40-48 2.5-4.3 (二)化学性质 1、元素组成
29 四、土壤腐殖质的性质 （一）物理性质 1、颜色 黑褐色，富里酸呈淡黄色，胡敏酸呈褐色 2、溶解性与凝聚性 富里酸溶于水、酸、碱； 胡敏酸不溶于水和酸，但溶于碱； 富里酸的一价、二价盐溶于水，三价盐几乎不溶于水； 胡敏酸的一价盐溶于水，但二价、三价盐几乎不溶于水。 腐殖酸可与铁、铝、铜、锌等形成络合物，其稳定性随 pH 升高而增大，降低而降低。 在水中为溶胶，增加电解质浓度或高价离子形成凝胶。 3、吸水性 亲水胶体，最大吸水量可以超过 500%，粘粒仅为 15%～20%。 ４、分子结构和分子量 目前还没有完全确定，只明确以芳香核为主体，附以各种功能团。分子量因土壤和组分 的不同而不同，胡敏酸平均为 2500～2000，富里酸平均为 680～1450。 我国主要土壤腐殖酸的元素组成 元素（%） C H O+S N HA 50-60 3.1-5.3 31-41 3.0-5.6 FA 45-53 4.0-4.8 40-48 2.5-4.3 （二）化学性质 １、元素组成
C、H、0、N和S等，其中C平均为58%，N平均为5.6%。 2、含氧官能团羧基、酚羟基、羰基、醌基、醇羟基、甲氧基等。 腐殖质的含氧官能团含量(m mol M十).kgI 种类羧基酚羟基 醇羟基醌基酮基甲氧基总酸度 HA 15-57 21-57 2-49 1-26 1-5 3-8 67 FA 55-1123-57 26-953-2012-273-12103 3、电性 腐殖酸是一种两性胶体。既可以带负电荷，也可以带正电荷，而通常以带负电荷为主。腐 殖质的负电荷数量随p州质的升高而升高。 (三)腐殖质的稳定性与变异性 1、稳定性 在温带条件下，一殷植物残体的半分解周期少于3个月，植物残体形成的新的有机质的 半分解期为4.7~9年，而胡敏酸的平均停留时间为780~3000年，富里酸的平均停留为200~ 630年。 2、变异性 HA/FA值：表示胡敏酸与富里酸含量的比值，是表示土壤腐殖质成份变异的指标之一。 一般我国北方的土壤，特别干早区与半干早区的土壤腐殖质以胡敏酸为主，A/FA比 大于1.0： 而在温暖潮湿的南方的酸性土壤中，土壤中以富里酸为主，HA/FA比一般小于1.0： 在同一地区，水稻土的腐殖质的HA/FA比大于旱地： 在同一地区，熟化程度高的土壤的HA/FA比较高
30 C 、H 、O、 N 和 S 等，其中 C 平均为 58%，N 平均为 5.6%。 2、含氧官能团羧基、酚羟基、羰基、醌基、醇羟基、甲氧基等。 腐殖质的含氧官能团含量（m mol M＋）.kg-1 种类 羧基 酚羟基 醇羟基 醌基 酮基 甲氧基 总酸度 HA 15-57 21-57 2-49 1-26 1-5 3-8 67 FA 55-112 3-57 26-95 3-20 12-27 3-12 103 3、电性 腐殖酸是一种两性胶体。既可以带负电荷，也可以带正电荷，而通常以带负电荷为主。腐 殖质的负电荷数量随 pH 质的升高而升高。 （三）腐殖质的稳定性与变异性 1、稳定性 在温带条件下，一般植物残体的半分解周期少于 3 个月，植物残体形成的新的有机质的 半分解期为 4.7～9 年，而胡敏酸的平均停留时间为 780～3000 年，富里酸的平均停留为 200～ 630 年。 2、变异性 HA/FA 值：表示胡敏酸与富里酸含量的比值，是表示土壤腐殖质成份变异的指标之一。 一般我国北方的土壤，特别干旱区与半干旱区的土壤腐殖质以胡敏酸为主，HA/FA 比 大于 1.0； 而在温暖潮湿的南方的酸性土壤中，土壤中以富里酸为主，HA/FA 比一般小于 1.0； 在同一地区，水稻土的腐殖质的 HA/FA 比大于旱地； 在同一地区，熟化程度高的土壤的 HA/FA 比较高