第三章土壤有机质

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。 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 范围 平均 稻根 范围 平均 绿肥 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)

甘油
Fra Baidu bibliotek脂肪 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
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。
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%；


腐植物质
（85-90%）
胡敏酸 富里酸 胡敏素
腐植质
简单化合物
10-15%）
多糖类 氨基酸 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
用HCl调节到pH2
胡敏素残渣
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100120:10:1:1, C/N比大约为10:12:1
（二）分子结构和分子量
---腐植酸的核心组成份是芳香族化合物，此外 还有氨基酸、多肽及碳水化合物。 ---富里酸含羧基比胡敏酸多，所以酸性较强。 ---富里酸的分子比胡敏酸小，结构较简单。
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。
（一）糖类的分解

多糖（淀粉和纤维素） 葡萄糖 CO2+H2O 酒精 醋酸 （好气分解）
丁酸
甲烷 + CO2 （嫌气分解）
（二）单宁、脂肪、木质素的分解
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)
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

---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。
---土壤溶液盐分浓度高于0.2%时，有机质分 解受阻； ---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%。
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。
5.其他因素：

含S氨基酸
S 气条件） H2S H2SO4（好
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。 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。
不同有机成分在土壤中的分解速率
3. 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。

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。