中小学课件土壤有机质.ppt
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第三章、土壤有机质
• 土壤有机质是土壤固相的重要组成部分； • 在一般土壤中，有机质含量在5%以下； • 对土壤肥力具有极其重要的意义。
第一节、土壤有机质的组成与； 性质
• 土壤有机质的来源包括： ---植物残体； ---动物残体； ---微生物的残体； ---有机肥料； ---有机废物； 其中进入土壤的植物残体是最主要的来源。
葡萄糖
酒精 醋酸 CO2+H2O （好气分解）
丁酸 甲烷 + CO2 （嫌气分解）
（二）单宁、脂肪、木质素的 分解
• • 脂肪 •
甘油 脂肪酸
按碳水化合物分解
• 单宁和木质素的分解比脂肪更慢。
（三）含N有机化合物的分解
• 包括蛋白质、氨基酸、核酸、酰胺、有机碱、尿 素、腐植质等；
• 含N有机物在多种微生物的作用下，进行水解、 氨化、硝化等过程，最后转化成无机N素。
（四）含硫有机物的分解
• 主要是含硫蛋白质； 含S有机物
含S氨基酸 H2S
S
H2SO4（好气条件）
H2S累积（嫌气条件）
（五）含磷有机物的分解
• 包括蛋白质、核酸、磷脂、植素、腐植质等； • 分解后可以释放出无机磷。
二、土壤有机质的腐植质化过 程
• 进入土壤的有机质在微生物进行的生化过程和一 些纯化学过程的共同作用下，形成腐植质的过程。
二、土壤有机质的存在形态
• 土壤有机质可以分为两大类： ---未分解或半分解的植物残体组织，严格地说， 这些只能算土壤有机质的原料； ---土壤腐植质
第二节、有机物质在土壤中的 转化
• 有机质在土壤中经历各种复杂的转化，可以归纳 为两个方向： ---分解过程（矿质化过程）：复杂有机物分解为 简单的物质，最后形成CO2，H2O和无机盐； ---合成过程（腐植化过程）：形成更复杂的有机 物质（腐植质）的过程。
一、土壤有机质来源物的组成 分
• 植物残体含水量一般在60-90%； • 干物质中，90%以上为C，H，O三元素，N和灰
分元素约占8%； • 植物残体的有机化合物包括： ---碳水化合物，约占干物质的60%； ---脂肪、腊质、鞣酸等，1-8%； ---木质素：10-30%； ---蛋白质：1-15%；
• 腐植质是由土壤有机物质（或原有的腐植质）的 有机分解产物重新合成而成的。其形成是一个复 杂的、多途径的过程。
• 目前关于腐植质形成的主要学说有四：糖-胺缩 合学说、多酚学说、起源于木质素的多酚学说、 木质素学说。这几种途径在土壤中可能都存在， 但在不同条件下的重要性不同。
• 一般以腐植化系数衡量植物残体对土壤有机质 形成量贡献的大小。
---当湿度过大，通气条件不良，有机质以嫌气分 解为主，分解速度慢，矿化率低，有机质分解
不完全，容易累积中间产物，对作物有毒害作 用，腐植化系数高，有利于腐植质的累积。
2、温度状况 ---有机质在0°C时就开始有微弱分解，从0°C到 35°C，有机质分解作用逐渐增强； ---温度进一步升高，微生物活动受到抑制，有机 质分解也减慢。 ---当温度高于35°C，有机质可能发生纯化学的 氧化分解作用。
3、酸碱度 大多数细菌最适合的pH范围是6.5-7.5，放线菌 略高，真菌略低。过酸或过碱（>8.5, <5.5)都不 利于有机质的分解。
4、土壤质地 质地通过影响土壤的通气状况而影响有机质的 分解。
---砂质土中有机质好气分解旺盛，分解迅速； ---粘质土中有机质分解速度较砂质土慢。
• 其他因素： ---土壤溶液盐分浓度高于0.2%时，有机质分解受
• 有机残体的C/N比 • C/N~25：1时，最有利于有机残体的分解 • C/N<25：1时，分解过程会释放部分N供植物吸
收； • C/N>25:1时，微生物会与植物争夺有效N
(二)土壤环境条件
• 土壤条件通过影响土壤微生物活动而影响有机 质的转化.
1、土壤湿度和通气状况： ---在适当湿润而通气良好的条件下，好气微生物 活动强烈，有机质进行好气分解，分解速度快， 矿化率高，中间产物累积少，释放出的矿质养 分多，但腐植化系数低，不利于腐植质的累积。
阻； ---有毒重金属和有机污染物也会阻碍有机质的分
解。
土壤分解速率随时间的变化
第三节、 土壤腐植质
• 通过土壤微生物的作用，在土壤中新合成的一类 分子量很大的、结构复杂的有机化合物，称为腐 植质。
• 腐植质是由多种有机化合物混合而成的混合物， 而不时单一的化合物。
• 腐植质的主体是腐植酸，约占腐植质的85%-90%。
•
胡敏酸
•
富里酸
•
腐植物质 胡敏素
腐植质 、（85-90%）
多糖类
简单化合物 氨基酸
（10-15%）
多糖醛酸苷
一、土壤腐植质的分离、提取与组分
土壤(去除有机残体) 用0.1MNaOH提取,过滤
黑色溶液
胡敏素残渣
用HCl调节到pH2
溶液-富里酸
沉淀-胡敏酸
二、土壤腐植质的组成与性质
（一）元素组成 ---腐植质主要由C、H、O、N、S、P等元素组成， 最多的是C和C。还含有少量Ca，Mg，Fe，Si等 灰分元素。 ---腐植质的C:N:P:S大致为100-120:10:1:1, C/N比大约为10:12:1
• 单位重量有机碳在土壤中分解一年后残留碳的 分数，称为腐植化系数。
农田土壤中有机物料的腐植化系数
有机物料 稻杆
稻根
wk.baidu.com绿肥
范围 平均 范围 平均 范围 平均
江南地区 0.15-0.26 0.20(27) 0.33-0.51 0.42(27) 0.16-0.37 0.24(33)
华南地区 0.19-0.43 0.24(10) 0.32-0.51 0.38(8) 0.16-0.33 0.23(32)
一、土壤有机质的矿质化过程
• 有机质的矿化过程是在各种微生物的作用下进行 的，不同的有机组分，由不同的微生物起主要分 解作用。在不同的条件下，分解的速度和产物不 同。
进入土壤的有机质在微生物进行的生化过程和一些纯化 学过程的共同作用下，形成腐植质的过程。
（一）糖类的分解
• 多糖（淀粉和纤维素）
三、影响有机物转化的条件
• 有机残体的组成与状态 • 土壤环境条件
（一）有机残体的组成与状态
1、物理状态 多汁、幼嫩的植物残体比干枯、老化的植物
残体容易分解；
粉碎的植物残体比未粉碎的容易分解。
2、有机物组成 糖、淀粉、蛋白质>半纤维素>纤维素、木质素、 脂肪、腊质
不同有机成分在土壤中的分解速率
• 土壤有机质是土壤固相的重要组成部分； • 在一般土壤中，有机质含量在5%以下； • 对土壤肥力具有极其重要的意义。
第一节、土壤有机质的组成与； 性质
• 土壤有机质的来源包括： ---植物残体； ---动物残体； ---微生物的残体； ---有机肥料； ---有机废物； 其中进入土壤的植物残体是最主要的来源。
葡萄糖
酒精 醋酸 CO2+H2O （好气分解）
丁酸 甲烷 + CO2 （嫌气分解）
（二）单宁、脂肪、木质素的 分解
• • 脂肪 •
甘油 脂肪酸
按碳水化合物分解
• 单宁和木质素的分解比脂肪更慢。
（三）含N有机化合物的分解
• 包括蛋白质、氨基酸、核酸、酰胺、有机碱、尿 素、腐植质等；
• 含N有机物在多种微生物的作用下，进行水解、 氨化、硝化等过程，最后转化成无机N素。
（四）含硫有机物的分解
• 主要是含硫蛋白质； 含S有机物
含S氨基酸 H2S
S
H2SO4（好气条件）
H2S累积（嫌气条件）
（五）含磷有机物的分解
• 包括蛋白质、核酸、磷脂、植素、腐植质等； • 分解后可以释放出无机磷。
二、土壤有机质的腐植质化过 程
• 进入土壤的有机质在微生物进行的生化过程和一 些纯化学过程的共同作用下，形成腐植质的过程。
二、土壤有机质的存在形态
• 土壤有机质可以分为两大类： ---未分解或半分解的植物残体组织，严格地说， 这些只能算土壤有机质的原料； ---土壤腐植质
第二节、有机物质在土壤中的 转化
• 有机质在土壤中经历各种复杂的转化，可以归纳 为两个方向： ---分解过程（矿质化过程）：复杂有机物分解为 简单的物质，最后形成CO2，H2O和无机盐； ---合成过程（腐植化过程）：形成更复杂的有机 物质（腐植质）的过程。
一、土壤有机质来源物的组成 分
• 植物残体含水量一般在60-90%； • 干物质中，90%以上为C，H，O三元素，N和灰
分元素约占8%； • 植物残体的有机化合物包括： ---碳水化合物，约占干物质的60%； ---脂肪、腊质、鞣酸等，1-8%； ---木质素：10-30%； ---蛋白质：1-15%；
• 腐植质是由土壤有机物质（或原有的腐植质）的 有机分解产物重新合成而成的。其形成是一个复 杂的、多途径的过程。
• 目前关于腐植质形成的主要学说有四：糖-胺缩 合学说、多酚学说、起源于木质素的多酚学说、 木质素学说。这几种途径在土壤中可能都存在， 但在不同条件下的重要性不同。
• 一般以腐植化系数衡量植物残体对土壤有机质 形成量贡献的大小。
---当湿度过大，通气条件不良，有机质以嫌气分 解为主，分解速度慢，矿化率低，有机质分解
不完全，容易累积中间产物，对作物有毒害作 用，腐植化系数高，有利于腐植质的累积。
2、温度状况 ---有机质在0°C时就开始有微弱分解，从0°C到 35°C，有机质分解作用逐渐增强； ---温度进一步升高，微生物活动受到抑制，有机 质分解也减慢。 ---当温度高于35°C，有机质可能发生纯化学的 氧化分解作用。
3、酸碱度 大多数细菌最适合的pH范围是6.5-7.5，放线菌 略高，真菌略低。过酸或过碱（>8.5, <5.5)都不 利于有机质的分解。
4、土壤质地 质地通过影响土壤的通气状况而影响有机质的 分解。
---砂质土中有机质好气分解旺盛，分解迅速； ---粘质土中有机质分解速度较砂质土慢。
• 其他因素： ---土壤溶液盐分浓度高于0.2%时，有机质分解受
• 有机残体的C/N比 • C/N~25：1时，最有利于有机残体的分解 • C/N<25：1时，分解过程会释放部分N供植物吸
收； • C/N>25:1时，微生物会与植物争夺有效N
(二)土壤环境条件
• 土壤条件通过影响土壤微生物活动而影响有机 质的转化.
1、土壤湿度和通气状况： ---在适当湿润而通气良好的条件下，好气微生物 活动强烈，有机质进行好气分解，分解速度快， 矿化率高，中间产物累积少，释放出的矿质养 分多，但腐植化系数低，不利于腐植质的累积。
阻； ---有毒重金属和有机污染物也会阻碍有机质的分
解。
土壤分解速率随时间的变化
第三节、 土壤腐植质
• 通过土壤微生物的作用，在土壤中新合成的一类 分子量很大的、结构复杂的有机化合物，称为腐 植质。
• 腐植质是由多种有机化合物混合而成的混合物， 而不时单一的化合物。
• 腐植质的主体是腐植酸，约占腐植质的85%-90%。
•
胡敏酸
•
富里酸
•
腐植物质 胡敏素
腐植质 、（85-90%）
多糖类
简单化合物 氨基酸
（10-15%）
多糖醛酸苷
一、土壤腐植质的分离、提取与组分
土壤(去除有机残体) 用0.1MNaOH提取,过滤
黑色溶液
胡敏素残渣
用HCl调节到pH2
溶液-富里酸
沉淀-胡敏酸
二、土壤腐植质的组成与性质
（一）元素组成 ---腐植质主要由C、H、O、N、S、P等元素组成， 最多的是C和C。还含有少量Ca，Mg，Fe，Si等 灰分元素。 ---腐植质的C:N:P:S大致为100-120:10:1:1, C/N比大约为10:12:1
• 单位重量有机碳在土壤中分解一年后残留碳的 分数，称为腐植化系数。
农田土壤中有机物料的腐植化系数
有机物料 稻杆
稻根
wk.baidu.com绿肥
范围 平均 范围 平均 范围 平均
江南地区 0.15-0.26 0.20(27) 0.33-0.51 0.42(27) 0.16-0.37 0.24(33)
华南地区 0.19-0.43 0.24(10) 0.32-0.51 0.38(8) 0.16-0.33 0.23(32)
一、土壤有机质的矿质化过程
• 有机质的矿化过程是在各种微生物的作用下进行 的，不同的有机组分，由不同的微生物起主要分 解作用。在不同的条件下，分解的速度和产物不 同。
进入土壤的有机质在微生物进行的生化过程和一些纯化 学过程的共同作用下，形成腐植质的过程。
（一）糖类的分解
• 多糖（淀粉和纤维素）
三、影响有机物转化的条件
• 有机残体的组成与状态 • 土壤环境条件
（一）有机残体的组成与状态
1、物理状态 多汁、幼嫩的植物残体比干枯、老化的植物
残体容易分解；
粉碎的植物残体比未粉碎的容易分解。
2、有机物组成 糖、淀粉、蛋白质>半纤维素>纤维素、木质素、 脂肪、腊质
不同有机成分在土壤中的分解速率