第二章土壤有机质
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并形成一些还原性气体、有机酸，产生的热量少，称发酵作用。
第二章土壤有机质
糖类的分解
多糖（淀粉和纤维素）
葡萄糖
酒精
醋酸 CO2+H2O （好气分解）
丁酸
甲烷 + CO2 （嫌气分解）
第二章土壤有机质
2.含氮有机物质的转化
含氮有机物是土壤中氮素的主要贮藏状态， 包括蛋白质、氨基酸、腐殖质等。
(1)水解作用 蛋白质在微生物分泌的蛋白质水解酶作用下，
进入土壤中的有机物质呈现三种 状态：
新鲜的有机物质---动、植物残体， 半分解的动、植物残体， 腐殖物质（重新合成的更稳定、
更复杂的有机质—腐殖质）。 土壤有机质的类型包括 （1）非腐殖质物质； （2）腐殖质
第二章土壤有机质
（一）、腐殖质与非腐殖质物质
非腐殖质物质（Non-Humic Substance) 枯枝落
第二章土壤有机质
二、土壤有机质的来源
土壤有机质最初来源—微生物。 土壤有机质主要来源（基本来源）为高等绿
色植物的枯枝、落叶、落果、根系等；其次 是土壤中动物、微生物的遗体； 自然土壤→农业土壤 人为施用的有机肥料 （工农业废渣、微生物制品）扩大了土壤有 机质的来源。
第二章土壤有机质
三、土壤有机质的类型（组成）
（4）反硝化作用
NO3－在无氧或微氧条件 在细菌作用下生成N2O 和N2的过程，称反硝化作用（硝酸盐还原过程）。 其反应如下：
反硝化细菌
C6H12O6＋24KNO3
24KHCO3＋6CO2＋12N2↑＋18H2O
第二章土壤有机质
3.含磷有机物质的转化
土壤中含磷有机物主要有核蛋白、卵磷脂、核酸、 核素等，它们在有机磷细菌的作用下进行分解：
分解成氨基酸的作用称水解作用。 蛋白质 → → 氨基酸
第二章土壤有机质
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(2)氨化作用
分解含氮有机物产生氨的生物学过程称氨化作用。
CH2NH2COOH＋O2 → → HCOOH＋CO2＋NH3（氧化） CH2NH2COOH＋H2 → → CH3COOH＋NH3 （还原） CH2NH2COOH＋H2O → CH2(OH)COOH＋NH3（水解）
养的过程 腐殖化过程： (Humification)*** 使简单的有机化合物形成新的、较稳定的有机化合物
（腐殖质），使有机质及其养分保蓄起来的过程
第二章土壤有机质
土壤有机质（碳）的转化
第二章土壤有机质
（一）土壤有机质的矿质化过程
1.含碳有机物质的转化 土壤有机质中的碳水化合物如纤维素、半纤维素、淀粉等糖类，
1.糖类、有机酸、醛、醇、酮类以及相近的化合物。 2.纤维素和半纤维素 3.木质素 4.脂肪、蜡脂、树脂和单宁 5.含氮化合物 化学元素组成： 土壤有机质的基本元素组成是C、H、O、N， C/N比大约在10~12之间。
第二章土壤有机质
四、 土壤有机质的转化过程
矿质化过程： (Mineralization)*** 就是有机质被分解成简单的无机化合物，释放出矿质营
第二章土壤有机质
一、土壤有机质的含量
土壤学中，一般把耕层含有机质20%以上的土壤,称为 有机质土壤，在20%以下的土壤，称为矿质土壤,
但耕作土壤中，表层有机质的含量通常在5%以下。 土壤有机质含量与气候、植被、地形、土壤类型、农
耕措施密切相关。不同土壤中含量差异很大。 目前，我国土壤有机质含量普遍偏低。总体而言,北方
核蛋白质磷水细解菌 磷酸 K＋＋Na＋＋C磷a2＋酸盐
产生的磷酸盐是植物可吸收的磷素养分，但在酸性或石灰性土壤 中易与Fe、Al、Ca、Mg等生成难溶性的磷酸盐，降低其有效性。
在缺氧条件下磷酸又被还原为磷化氢，其反应如下： H3PO4 → H3PO3 → H3PO2 → PH3
土壤有机质含量高于南方土壤。
第二章土壤有机质
表 中国某些自然土壤中有机质含量
土类 棕色森林土
有机质含量 （g/kg） 26.4～193
统计的标本数 74
褐土
10.3～106.9
22
黄壤
27.1～205
32
红壤
5.2～19.5
47
黑土、黑钙土
21.4～164
29
砖红壤、赤红壤
23.2～29.8
24
高山草甸土、亚高山草甸土 48.1～219.6
26
高山草原土、亚高山草原土 13.8～66.6
10
黄棕壤、黄褐土
20.7～70.5
32
第二章土壤有机质
第二章土壤有机质
土壤有机质 5%
0.5%
1.0-2.0%
1.5-3.0%
第二章土壤有机质
耕层土壤有机质含量分级指标
1级：高于4%； 2级：3—4% ； 3级：2—3%， 4级：1—2% 5级：0.6—1.0% 6级：低于0.6%
叶和半分解的有机残体等可用机械方法把它们 从土壤中分离出，占土壤有机质的10---15%；
腐殖物质 （Humic Substance)而腐殖质与土粒
紧密结合，不能用机械方法把它们从土壤中分 离出，只能用化学方法从土壤中提取，占土壤 有机质的8０％以上，是土壤有机质的主体。
第二章土壤有机质
（二）.土壤有机质的化合物组成
在微生物分泌的糖类水解酶的作用下，首先水解为单糖： (C6H10O5)n＋nH2O→nC6H12O6 如果在好气条件下，有好气性微生物分解，最终产物为水和二
氧化碳，放出的热量多，称氧化作用。其反应如下： nC6H12O6＋6O2 → 6CO2＋6H20＋热量 如果在通气不良的条件下，则在嫌气性微生物作用下缓慢分解，
第二章土壤有机质
3.硝化作用
氨态氮被微生物氧化成亚硝酸，并进一步氧化成 硝酸的过程，称硝化作用。
第一阶段，氨被亚硝酸细菌氧化成亚硝酸； NH2＋3O2 → → 2HNO2＋2H2O＋热量 第二阶段，亚硝酸被硝化细菌氧化成硝酸。 2HNO2 ＋O2 → → 2HNO3＋热量
第二章土壤有机质
第二章 土壤有机质
土壤有机质是指：土壤中所有含碳有机物质的总称，包括所有动、 植物残体，微生物体及其分解合成的各种有机物质（不同分解阶 段的各种产物和合成产物）。
第一节：土壤有机质 第二节：土壤腐殖质 第三节 土壤有机质的作用和调节
第二章土壤有机质
第一节：土壤有机质
一、土壤有机质的含量 二、土壤有机质的来源 三、土壤有机质的组成（类型） 四、土壤有机质的转化
第二章土壤有机质
糖类的分解
多糖（淀粉和纤维素）
葡萄糖
酒精
醋酸 CO2+H2O （好气分解）
丁酸
甲烷 + CO2 （嫌气分解）
第二章土壤有机质
2.含氮有机物质的转化
含氮有机物是土壤中氮素的主要贮藏状态， 包括蛋白质、氨基酸、腐殖质等。
(1)水解作用 蛋白质在微生物分泌的蛋白质水解酶作用下，
进入土壤中的有机物质呈现三种 状态：
新鲜的有机物质---动、植物残体， 半分解的动、植物残体， 腐殖物质（重新合成的更稳定、
更复杂的有机质—腐殖质）。 土壤有机质的类型包括 （1）非腐殖质物质； （2）腐殖质
第二章土壤有机质
（一）、腐殖质与非腐殖质物质
非腐殖质物质（Non-Humic Substance) 枯枝落
第二章土壤有机质
二、土壤有机质的来源
土壤有机质最初来源—微生物。 土壤有机质主要来源（基本来源）为高等绿
色植物的枯枝、落叶、落果、根系等；其次 是土壤中动物、微生物的遗体； 自然土壤→农业土壤 人为施用的有机肥料 （工农业废渣、微生物制品）扩大了土壤有 机质的来源。
第二章土壤有机质
三、土壤有机质的类型（组成）
（4）反硝化作用
NO3－在无氧或微氧条件 在细菌作用下生成N2O 和N2的过程，称反硝化作用（硝酸盐还原过程）。 其反应如下：
反硝化细菌
C6H12O6＋24KNO3
24KHCO3＋6CO2＋12N2↑＋18H2O
第二章土壤有机质
3.含磷有机物质的转化
土壤中含磷有机物主要有核蛋白、卵磷脂、核酸、 核素等，它们在有机磷细菌的作用下进行分解：
分解成氨基酸的作用称水解作用。 蛋白质 → → 氨基酸
第二章土壤有机质
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(2)氨化作用
分解含氮有机物产生氨的生物学过程称氨化作用。
CH2NH2COOH＋O2 → → HCOOH＋CO2＋NH3（氧化） CH2NH2COOH＋H2 → → CH3COOH＋NH3 （还原） CH2NH2COOH＋H2O → CH2(OH)COOH＋NH3（水解）
养的过程 腐殖化过程： (Humification)*** 使简单的有机化合物形成新的、较稳定的有机化合物
（腐殖质），使有机质及其养分保蓄起来的过程
第二章土壤有机质
土壤有机质（碳）的转化
第二章土壤有机质
（一）土壤有机质的矿质化过程
1.含碳有机物质的转化 土壤有机质中的碳水化合物如纤维素、半纤维素、淀粉等糖类，
1.糖类、有机酸、醛、醇、酮类以及相近的化合物。 2.纤维素和半纤维素 3.木质素 4.脂肪、蜡脂、树脂和单宁 5.含氮化合物 化学元素组成： 土壤有机质的基本元素组成是C、H、O、N， C/N比大约在10~12之间。
第二章土壤有机质
四、 土壤有机质的转化过程
矿质化过程： (Mineralization)*** 就是有机质被分解成简单的无机化合物，释放出矿质营
第二章土壤有机质
一、土壤有机质的含量
土壤学中，一般把耕层含有机质20%以上的土壤,称为 有机质土壤，在20%以下的土壤，称为矿质土壤,
但耕作土壤中，表层有机质的含量通常在5%以下。 土壤有机质含量与气候、植被、地形、土壤类型、农
耕措施密切相关。不同土壤中含量差异很大。 目前，我国土壤有机质含量普遍偏低。总体而言,北方
核蛋白质磷水细解菌 磷酸 K＋＋Na＋＋C磷a2＋酸盐
产生的磷酸盐是植物可吸收的磷素养分，但在酸性或石灰性土壤 中易与Fe、Al、Ca、Mg等生成难溶性的磷酸盐，降低其有效性。
在缺氧条件下磷酸又被还原为磷化氢，其反应如下： H3PO4 → H3PO3 → H3PO2 → PH3
土壤有机质含量高于南方土壤。
第二章土壤有机质
表 中国某些自然土壤中有机质含量
土类 棕色森林土
有机质含量 （g/kg） 26.4～193
统计的标本数 74
褐土
10.3～106.9
22
黄壤
27.1～205
32
红壤
5.2～19.5
47
黑土、黑钙土
21.4～164
29
砖红壤、赤红壤
23.2～29.8
24
高山草甸土、亚高山草甸土 48.1～219.6
26
高山草原土、亚高山草原土 13.8～66.6
10
黄棕壤、黄褐土
20.7～70.5
32
第二章土壤有机质
第二章土壤有机质
土壤有机质 5%
0.5%
1.0-2.0%
1.5-3.0%
第二章土壤有机质
耕层土壤有机质含量分级指标
1级：高于4%； 2级：3—4% ； 3级：2—3%， 4级：1—2% 5级：0.6—1.0% 6级：低于0.6%
叶和半分解的有机残体等可用机械方法把它们 从土壤中分离出，占土壤有机质的10---15%；
腐殖物质 （Humic Substance)而腐殖质与土粒
紧密结合，不能用机械方法把它们从土壤中分 离出，只能用化学方法从土壤中提取，占土壤 有机质的8０％以上，是土壤有机质的主体。
第二章土壤有机质
（二）.土壤有机质的化合物组成
在微生物分泌的糖类水解酶的作用下，首先水解为单糖： (C6H10O5)n＋nH2O→nC6H12O6 如果在好气条件下，有好气性微生物分解，最终产物为水和二
氧化碳，放出的热量多，称氧化作用。其反应如下： nC6H12O6＋6O2 → 6CO2＋6H20＋热量 如果在通气不良的条件下，则在嫌气性微生物作用下缓慢分解，
第二章土壤有机质
3.硝化作用
氨态氮被微生物氧化成亚硝酸，并进一步氧化成 硝酸的过程，称硝化作用。
第一阶段，氨被亚硝酸细菌氧化成亚硝酸； NH2＋3O2 → → 2HNO2＋2H2O＋热量 第二阶段，亚硝酸被硝化细菌氧化成硝酸。 2HNO2 ＋O2 → → 2HNO3＋热量
第二章土壤有机质
第二章 土壤有机质
土壤有机质是指：土壤中所有含碳有机物质的总称，包括所有动、 植物残体，微生物体及其分解合成的各种有机物质（不同分解阶 段的各种产物和合成产物）。
第一节：土壤有机质 第二节：土壤腐殖质 第三节 土壤有机质的作用和调节
第二章土壤有机质
第一节：土壤有机质
一、土壤有机质的含量 二、土壤有机质的来源 三、土壤有机质的组成（类型） 四、土壤有机质的转化