任务三认识土壤有机质和土壤生物
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
任务三认识土壤有机质和土壤微生物
授课人：张咪咪
泌阳县中等职业学校 农经组
一、土壤有机质
有机质的定义 广义：存在于土壤中的各种含碳的有机物的总称。它包括各种动 植物残体，微生物体及其分解合成的有机物质。
狭义：专指土壤中的腐殖质，但在测定过程中无法把未分解、半 分解的动植物残体剔除掉，所以测定结果实际上还包括未 分解、半分解的动植物残体在内。
泌阳县中等职业学校 农经组
D：腐殖质分子的结构特征
腐殖质分子的结构非常复杂，属于高分子聚合物。一般认为 含有芳核结构，芳核上有多种取代基，并连接着多肽和脂肪族 侧链，此外还可能连接着氨基酸和糖，有时还存在着含N的杂环 结构。 E：腐殖质分子的性质
分子量：腐殖质的分子量在不同的土壤上有很大的差异，不同 的组分也有很大差异，即使同一样品因测定方法不同也有很大 差异，根据不同方法测定的平均值。胡敏酸的分子量要比富里 酸大HA＞FA。 形状：有关腐殖质分子的形状，研究结果也不尽一致，过去认 为是网状多孔结构，近年来通过电子显微镜拍照和通过粘性特 征的推断，有人认为腐殖酸分子是球形的，有人认为是棒状的 ，也有人认为二者都有。
CH2NH2COOH＋H2 CH2NH2COOH＋H2O
泌阳县中等职业学校 农经组
c：硝化作用：在通气良好的条件下，通过亚硝化细菌和硝化细菌 的作用将NH4+—N氧化为NO3-—N的过程。 2NH3 + 3O2 2HNO2 + O2
亚硝化细菌
2HNO2 +
2H2O
+
158大卡
硝化细菌
2HNO3 +
a、碳水化合物 有单糖、多糖（淀粉纤维素木质素果胶质）等
b、含氮化合物 蛋白质、多肽、氨基酸等 c、含磷化合物 植素、核酸、磷脂等 d、含硫化合物 e、脂溶性物质和木质素 2、腐殖质（特异性物质）是指有机生物残体经土壤微生物分解和 再合成作用重新形成的一类特殊的高分子有机化合物。
泌阳县中等职业学校 农经组
倍，干腐殖质从饱和大气中吸水可达本身重量的1倍。 稳定性
其化学稳定性强，抗微生物分解能力强，因此分解周期长，
在温带植物残体的半分解期为3个月，而新形成的土壤有机物质的 半分解期为4.7-9年，胡敏酸在土壤中平均停留时间780-3000年， 富里酸为200-630年。
泌阳县中等职业学校 农经组
（四）影响土壤有机质转化的因素 1、土壤的湿度和通气状况： 适当的湿度而且通气良好的土壤：好气性微生物活动旺盛，有机 质进行好气分解，分解速度快，而且比较完全，矿化率高，释放 出矿质养分多，而且呈氧化态，有利于植物对养分的吸收，但是 中间产物累积少，不利于土壤OM的累积和保存。
泌阳县中等职业学校 农经组Βιβλιοθήκη Baidu
3、腐殖质的分离、提取、组成和性质 A：腐殖质的分离、提取 腐殖质的性质分离提取面临困难：
a：腐殖质与土壤矿物质部分紧密结合在一起，形成复合体，不易 分离。
b：腐殖质与非腐殖质很难用溶剂来区分，也不可能用通常的物理 方法来分离。
c：用一般的溶剂提取不完全，用剧烈的方法，有可能会引起有机 分子的变性（包括：成分、性质、结构特征的改变）。
（三）土壤中有机质的转化
矿质化：有机质在微生物的作用下分解为简单化合物同 时释放出矿质养分的过程。
腐殖化：有机质在微生物的作用下合成为复杂稳定的腐 殖质的过程。
泌阳县中等职业学校 农经组
1、土壤有机质的矿质化过程 矿化分两个阶段： ①有机物质在微生物分泌出的体外酶的作用下将较复杂的有机 物先分解成构成该物质的基础有机化合物。 ②微生物吸收第一阶段的降解产物，一部分作为建造自身的原 料，一部分则被彻底转化为最终分解产物，如CO2、H2O并释放出 无机盐（如NH4+、SO42－、HPO42－等）。 土壤有机质的分解程度常用矿化率来表示：土壤有机质的 矿化率——土壤每年因矿质化作用所消耗的有机质数量占土壤 有机质总量的百分数。一般农业土壤有机质矿化率在2—5%之 间，自然土壤＜1%。可计算土壤有机质的消耗，例：一亩地表 土重150000公斤，土壤有机质含量为1%，土壤有机质矿化率为 3%，则矿化量为150000×1%×3%＝45公斤。
泌阳县中等职业学校 农经组
（一）土壤有机质的来源 1、死亡的动植物、微生物残体。2、施入的农家肥。3、工业及城 市垃圾废水、废渣。
原始土壤：微生物体是土壤OM的最早来源。
自然土壤：是死亡的动、植物，微生物残体及植物的枯枝落叶，但 基本来源是它上面生长的绿色植物。
耕地土壤：可概括为两个方面：（1）栽培作物的残留物（2）施用 的有机肥。其中后者其主导作用。
CH3COOH
+
2O2
泌阳县中等职业学校 农经组
2CO2
+
2H2O
嫌气条件下分解缓慢，并有大量的中间产物——有机酸的累 积，最终产物除了CO2外，还有大量的还原性物质CH4等产生，同 时释放出少量热量。 C6H12O6 CH3CH2CH2COOH + 2CO2 + 5CH4 H2 + 2CO2
2CH3CH2CH2COOH + 2H2O （2）含N有机物的分解
泌阳县中等职业学校 农经组
溶解度
胡敏酸微溶于水，其一价盐溶于水，多价盐不容于水富
里酸溶于水，其一、二三价盐均溶于水。
络合能力 能与铁、铝、铜锌等高价金属离子形成络合物，其中
羧基与酚羟基是主要参与络合金属离子的功能团，络合物的稳定程
度随pH升高而增大。 吸水性 是亲水胶体，吸水能力强，最大吸水量超过本身重量的5
O + 2NH2RCOOH O
泌阳县中等职业学校 农经组
O—NHRCOOH 【O】
醌氧化酶
OH
+ O—NHRCOOH OH
进入土壤的有机物究竟有多少能够转化为腐殖质可用 腐殖化系数来表示：单位质量的有机物料在土壤中分解一年 后，残留下来的量占施入量的百分数。不同有机物料的腐解 残留率是不同的，同一有机物料在不同土壤上的腐解残留率 也不相同，耕地土壤一般为0.2~0.4之间。
泌阳县中等职业学校 农经组
c：有机物的C/N比：指有机物中C总量与N总量的比。
N是组成微生物体细胞的要素，有机质中的C既是微生物生命 活动的能源，又是构成体细胞的要素，所以微生物对C和N这两种元 素的需要有一定的比例，才能满足微生物的生命活动和构成体细胞 的需要。 不同的微生物在不同的条件下对C/N的要求不一样，一般认为 微生物每分解 25—30 份的 C，大约需要 1 份的 N ，也就是说微生物对 C/N的要求是25—30/1。 有机物的C/N＞25—30/1：有机物中的N素供应不足，微生物就 可能从土壤中吸收有效 N用于构成微生物体细胞，从而产生微生 物与植物竞争土壤有效 N的现象，也有可能抑制微生物的繁殖和 生长，从而使有机物的分解受到抑制。 有机物的C/N＜25—30/1：有机物中的N素供应充足，微生物的 繁殖和生长要快得多，有利于矿质化作用的进行。 实际上大多数有机残体的 C/N 远远大于 25—30/1 ，比如禾本 科作物的秸秆，其C/N80—100：1 远远大于 25—30/1 ，为了促进 它的分解，并防止植物缺N，应该补施一定的化学N肥。
关于腐殖化过程，目前还不是十分清楚，只是了解了它的一 般轮廓，对于其中很多过程还有待于进一步研究,各国土壤学家提 出了多种腐殖质形成假说，有植物物质形成说、化学聚合说、细 胞自溶说、微生物合成说，以原苏联Kononove的化学聚合说较普 遍获得公认，腐殖质的形成过程可分为两个阶段：
泌阳县中等职业学校 农经组
土壤湿度大通气不良的土壤：嫌气性微生物活动旺盛，有机质进行 嫌气分解，分解慢，而且不完全，矿化率低，释放出矿质养分少， 而且呈还原态，不利于植物对养分的吸收利用，同时在还原条件下 会产生一些有机酸（比如乙酸、丙酸、丁酸）和一些还原性气体H2S、 H2等对作物生长有毒害作用，但是在嫌气条件下中间产物累积多， 有利于土壤OM的累积和保存。
我国土壤除了某些草甸土、东北黑土和某些自然土壤外，有机 质含量一般占土壤固相重量的5%以下，由南至北由西至东呈递增 趋势，水田高于旱田，我省有机质含量较低，平均在1%左右，土 壤培肥任务艰巨。
泌阳县中等职业学校 农经组
2.组成
A ：元素组成：主要是 C （ 52-58% ）、 H （ 3.3-4.8% ）、 O （ 3439%）、N（3.7-4.1%）其次是P、S。 B:化学组成 1、非腐殖物质（非特异性物质）指土壤中动植物微生物残体和它 们不同阶段的分解产物。包括：
42大卡
（3）含磷有机物的分解
核蛋白
水解酶
蛋白质 核酸
核酸酶
核苷酸
水解
核苷酸酶
核苷 H3PO4
卵磷脂 卵磷脂
磷酸脂酶
甘油
磷酸甘油 磷酸甘油
H3PO4 甘油
水解
磷酸脂酶
H3PO4
泌阳县中等职业学校 农经组
2、土壤中有机质的腐殖化过程
腐殖化过程是土壤OM在微生物的作用下，合成复杂稳定的腐 殖质的过程，在其中主要是微生物主导的生物化学过程，当然也 可能有一些纯化学过程。
泌阳县中等职业学校 农经组
（二）土壤OM的含量、组成及性质 土壤有机质在自然土壤中差异很大，高的可超过20%，称 1.含量： 为有机质土壤比如某些泥炭土，低于20%以下的土壤称为 矿质土壤，矿质土壤占绝大多数，有些低的不足0.5％， 主要为一些漠境或沙漠土壤。
土壤有机质对土壤肥力和植物生长起到良好的作用，在农业 上常把保持土壤有机质平衡和逐步提高有机质含量作为土壤培肥 的中心环节。
泌阳县中等职业学校 农经组
腐殖质的性质分离提取一般方法：
磨细过筛后 或用比重为1.8-2.0的比重液 的土样
水浮选、手挑、静电吸附法
未分解、半分解 的动植物残体 含腐殖质 的土样
稀NaOH浸提过滤
黑色残余物（胡敏酸） 褐色沉淀
（褐腐酸）
溶液
HCl或H2SO4酸化 过滤
黄色溶液
富里酸（黄腐酸）
泌阳县中等职业学校 农经组
第一个阶段：产生构成腐殖质分子原始材料 木质素降解产物中保留了原来的芳核结构单位. 有些微生物分解有机质 时会产生多元酚类化合 物
微生物分泌的酚氧化酶 氧化
多元醌类化 合物
蛋白质降解
肽类、氨基酸、氨
第二阶段：上述原始材料通过缩合等酶促反应和纯化学反应合成腐 殖质单体分子。比如醌能与氨基酸缩合成腐殖质单体分子：
泌阳县中等职业学校 农经组
带电性 腐殖质是两性胶体，既带负电荷又带正电荷，通常以带 负电荷为主，电性来源主要是分子表面羧基、酚羟基的解 离以及胺基的质子化。
腐殖质 分子结 构核心
COOH OH NH2
解离或质子化
腐殖质 分子结 构核心
COO－
O－ NH3＋
由于羧基、酚羟基的解离，胺基的质子化的程度，都会随周围 pH值的变化而变化，所以腐殖质所带电荷属可变电荷。 颜色 ： 整体呈黑色，不同腐殖酸颜色有差别，与分子量和发色基 团组成比例有关，胡敏酸颜色深富里酸颜色黄
土壤中含N的有机物比如蛋白质、核酸、氨基酸、酰胺等也比 较容易分解转化，我们以土壤中主要的含N化合物——蛋白质为 例来介绍含N有机物的分解。
泌阳县中等职业学校 农经组
a：水解作用：
蛋白质
水解蛋白质
消化蛋白质
氨基酸
多缩氨基酸（多肽）
b：氨化作用： 氨化微生物 氨基酸 NH3+有机酸 氧化、还原、水解等 CH2NH2COOH＋O2 氧化 好气分解 还原 嫌气分解 水解 HCOOH＋CO2＋NH3 CH3COOH＋NH3 CH2(OH)COOH＋NH3
B、腐殖质的组成 化学组成：腐殖质的化学组成中主要是 C、H、O、N、P、S， 还有少量的Ca、Mg、Fe、Si等灰分元素。 功能团组成：腐殖质组分中有许多的功能团，其中最主要的 是含氧功能团，比如：羧基 R—COOH 、酚式羟基（ —OH ）、醇羟基 （R—OH）、甲氧基—OCH3，醌基，正是由于这些功能团的存在，使 腐殖质表现出多种活性，比如离子交换，对金属络合作用，氧化还 原性及生理活性等。 C：腐殖质在土壤中存在形态 a：游离态的腐殖质，只占极少部分 b：有的与盐基化合形成盐类，主要腐殖酸钙、镁盐 c ：有的与含水三氧化物，比如 Al2O3· xH2O 、 Fe2O3· yH2O 化合形 成复杂的凝胶体。 d：与粘粒结合形成胶质复合体。
泌阳县中等职业学校 农经组
（1）碳水化合物的分解 多糖（淀粉、纤维素、半纤维素）首先在微生物分泌的 水解酶的作用下水解为单糖。
(C6H12O5)n
+
nH2O
nC6H12O6
单糖进一步分解为更简单的物质
通气良好的条件下，单糖迅速分解，最终产生CO2 和H2O， 同时释放出大量热量。
C6H12O6 C2H5OH + 2[O] 2C2H5OH + 2CO2 CH3COOH + H2 O
泌阳县中等职业学校 农经组
2、温度
0—35℃：增高温度能促进OM分解 25—35℃：适宜土壤中大多数微生物活动 ≥45℃：微生物的活动就会受到抑制 ≥50℃：有机物可能会发生纯化学的氧化分解而导致挥发。
3、土壤酸碱反应 细菌最适宜酸碱度：PH6.5—7.5的中性环境 放线菌最适宜的酸碱度可能要偏碱一些 真菌最适宜酸碱度PH3—6的酸性条件下活动。 pH＜5.5或pH＞8：大多数的微生物都不太适宜。 4、有机物本身的物理状态和组成 a：物理状态：新鲜、多汁>干枯老化 磨细、粉碎>未磨细粉碎 b：化学组成：单糖、淀粉、水溶性蛋白质>半纤维素、果胶> 纤维素、木质素、脂肪、腊质
授课人：张咪咪
泌阳县中等职业学校 农经组
一、土壤有机质
有机质的定义 广义：存在于土壤中的各种含碳的有机物的总称。它包括各种动 植物残体，微生物体及其分解合成的有机物质。
狭义：专指土壤中的腐殖质，但在测定过程中无法把未分解、半 分解的动植物残体剔除掉，所以测定结果实际上还包括未 分解、半分解的动植物残体在内。
泌阳县中等职业学校 农经组
D：腐殖质分子的结构特征
腐殖质分子的结构非常复杂，属于高分子聚合物。一般认为 含有芳核结构，芳核上有多种取代基，并连接着多肽和脂肪族 侧链，此外还可能连接着氨基酸和糖，有时还存在着含N的杂环 结构。 E：腐殖质分子的性质
分子量：腐殖质的分子量在不同的土壤上有很大的差异，不同 的组分也有很大差异，即使同一样品因测定方法不同也有很大 差异，根据不同方法测定的平均值。胡敏酸的分子量要比富里 酸大HA＞FA。 形状：有关腐殖质分子的形状，研究结果也不尽一致，过去认 为是网状多孔结构，近年来通过电子显微镜拍照和通过粘性特 征的推断，有人认为腐殖酸分子是球形的，有人认为是棒状的 ，也有人认为二者都有。
CH2NH2COOH＋H2 CH2NH2COOH＋H2O
泌阳县中等职业学校 农经组
c：硝化作用：在通气良好的条件下，通过亚硝化细菌和硝化细菌 的作用将NH4+—N氧化为NO3-—N的过程。 2NH3 + 3O2 2HNO2 + O2
亚硝化细菌
2HNO2 +
2H2O
+
158大卡
硝化细菌
2HNO3 +
a、碳水化合物 有单糖、多糖（淀粉纤维素木质素果胶质）等
b、含氮化合物 蛋白质、多肽、氨基酸等 c、含磷化合物 植素、核酸、磷脂等 d、含硫化合物 e、脂溶性物质和木质素 2、腐殖质（特异性物质）是指有机生物残体经土壤微生物分解和 再合成作用重新形成的一类特殊的高分子有机化合物。
泌阳县中等职业学校 农经组
倍，干腐殖质从饱和大气中吸水可达本身重量的1倍。 稳定性
其化学稳定性强，抗微生物分解能力强，因此分解周期长，
在温带植物残体的半分解期为3个月，而新形成的土壤有机物质的 半分解期为4.7-9年，胡敏酸在土壤中平均停留时间780-3000年， 富里酸为200-630年。
泌阳县中等职业学校 农经组
（四）影响土壤有机质转化的因素 1、土壤的湿度和通气状况： 适当的湿度而且通气良好的土壤：好气性微生物活动旺盛，有机 质进行好气分解，分解速度快，而且比较完全，矿化率高，释放 出矿质养分多，而且呈氧化态，有利于植物对养分的吸收，但是 中间产物累积少，不利于土壤OM的累积和保存。
泌阳县中等职业学校 农经组Βιβλιοθήκη Baidu
3、腐殖质的分离、提取、组成和性质 A：腐殖质的分离、提取 腐殖质的性质分离提取面临困难：
a：腐殖质与土壤矿物质部分紧密结合在一起，形成复合体，不易 分离。
b：腐殖质与非腐殖质很难用溶剂来区分，也不可能用通常的物理 方法来分离。
c：用一般的溶剂提取不完全，用剧烈的方法，有可能会引起有机 分子的变性（包括：成分、性质、结构特征的改变）。
（三）土壤中有机质的转化
矿质化：有机质在微生物的作用下分解为简单化合物同 时释放出矿质养分的过程。
腐殖化：有机质在微生物的作用下合成为复杂稳定的腐 殖质的过程。
泌阳县中等职业学校 农经组
1、土壤有机质的矿质化过程 矿化分两个阶段： ①有机物质在微生物分泌出的体外酶的作用下将较复杂的有机 物先分解成构成该物质的基础有机化合物。 ②微生物吸收第一阶段的降解产物，一部分作为建造自身的原 料，一部分则被彻底转化为最终分解产物，如CO2、H2O并释放出 无机盐（如NH4+、SO42－、HPO42－等）。 土壤有机质的分解程度常用矿化率来表示：土壤有机质的 矿化率——土壤每年因矿质化作用所消耗的有机质数量占土壤 有机质总量的百分数。一般农业土壤有机质矿化率在2—5%之 间，自然土壤＜1%。可计算土壤有机质的消耗，例：一亩地表 土重150000公斤，土壤有机质含量为1%，土壤有机质矿化率为 3%，则矿化量为150000×1%×3%＝45公斤。
泌阳县中等职业学校 农经组
（一）土壤有机质的来源 1、死亡的动植物、微生物残体。2、施入的农家肥。3、工业及城 市垃圾废水、废渣。
原始土壤：微生物体是土壤OM的最早来源。
自然土壤：是死亡的动、植物，微生物残体及植物的枯枝落叶，但 基本来源是它上面生长的绿色植物。
耕地土壤：可概括为两个方面：（1）栽培作物的残留物（2）施用 的有机肥。其中后者其主导作用。
CH3COOH
+
2O2
泌阳县中等职业学校 农经组
2CO2
+
2H2O
嫌气条件下分解缓慢，并有大量的中间产物——有机酸的累 积，最终产物除了CO2外，还有大量的还原性物质CH4等产生，同 时释放出少量热量。 C6H12O6 CH3CH2CH2COOH + 2CO2 + 5CH4 H2 + 2CO2
2CH3CH2CH2COOH + 2H2O （2）含N有机物的分解
泌阳县中等职业学校 农经组
溶解度
胡敏酸微溶于水，其一价盐溶于水，多价盐不容于水富
里酸溶于水，其一、二三价盐均溶于水。
络合能力 能与铁、铝、铜锌等高价金属离子形成络合物，其中
羧基与酚羟基是主要参与络合金属离子的功能团，络合物的稳定程
度随pH升高而增大。 吸水性 是亲水胶体，吸水能力强，最大吸水量超过本身重量的5
O + 2NH2RCOOH O
泌阳县中等职业学校 农经组
O—NHRCOOH 【O】
醌氧化酶
OH
+ O—NHRCOOH OH
进入土壤的有机物究竟有多少能够转化为腐殖质可用 腐殖化系数来表示：单位质量的有机物料在土壤中分解一年 后，残留下来的量占施入量的百分数。不同有机物料的腐解 残留率是不同的，同一有机物料在不同土壤上的腐解残留率 也不相同，耕地土壤一般为0.2~0.4之间。
泌阳县中等职业学校 农经组
c：有机物的C/N比：指有机物中C总量与N总量的比。
N是组成微生物体细胞的要素，有机质中的C既是微生物生命 活动的能源，又是构成体细胞的要素，所以微生物对C和N这两种元 素的需要有一定的比例，才能满足微生物的生命活动和构成体细胞 的需要。 不同的微生物在不同的条件下对C/N的要求不一样，一般认为 微生物每分解 25—30 份的 C，大约需要 1 份的 N ，也就是说微生物对 C/N的要求是25—30/1。 有机物的C/N＞25—30/1：有机物中的N素供应不足，微生物就 可能从土壤中吸收有效 N用于构成微生物体细胞，从而产生微生 物与植物竞争土壤有效 N的现象，也有可能抑制微生物的繁殖和 生长，从而使有机物的分解受到抑制。 有机物的C/N＜25—30/1：有机物中的N素供应充足，微生物的 繁殖和生长要快得多，有利于矿质化作用的进行。 实际上大多数有机残体的 C/N 远远大于 25—30/1 ，比如禾本 科作物的秸秆，其C/N80—100：1 远远大于 25—30/1 ，为了促进 它的分解，并防止植物缺N，应该补施一定的化学N肥。
关于腐殖化过程，目前还不是十分清楚，只是了解了它的一 般轮廓，对于其中很多过程还有待于进一步研究,各国土壤学家提 出了多种腐殖质形成假说，有植物物质形成说、化学聚合说、细 胞自溶说、微生物合成说，以原苏联Kononove的化学聚合说较普 遍获得公认，腐殖质的形成过程可分为两个阶段：
泌阳县中等职业学校 农经组
土壤湿度大通气不良的土壤：嫌气性微生物活动旺盛，有机质进行 嫌气分解，分解慢，而且不完全，矿化率低，释放出矿质养分少， 而且呈还原态，不利于植物对养分的吸收利用，同时在还原条件下 会产生一些有机酸（比如乙酸、丙酸、丁酸）和一些还原性气体H2S、 H2等对作物生长有毒害作用，但是在嫌气条件下中间产物累积多， 有利于土壤OM的累积和保存。
我国土壤除了某些草甸土、东北黑土和某些自然土壤外，有机 质含量一般占土壤固相重量的5%以下，由南至北由西至东呈递增 趋势，水田高于旱田，我省有机质含量较低，平均在1%左右，土 壤培肥任务艰巨。
泌阳县中等职业学校 农经组
2.组成
A ：元素组成：主要是 C （ 52-58% ）、 H （ 3.3-4.8% ）、 O （ 3439%）、N（3.7-4.1%）其次是P、S。 B:化学组成 1、非腐殖物质（非特异性物质）指土壤中动植物微生物残体和它 们不同阶段的分解产物。包括：
42大卡
（3）含磷有机物的分解
核蛋白
水解酶
蛋白质 核酸
核酸酶
核苷酸
水解
核苷酸酶
核苷 H3PO4
卵磷脂 卵磷脂
磷酸脂酶
甘油
磷酸甘油 磷酸甘油
H3PO4 甘油
水解
磷酸脂酶
H3PO4
泌阳县中等职业学校 农经组
2、土壤中有机质的腐殖化过程
腐殖化过程是土壤OM在微生物的作用下，合成复杂稳定的腐 殖质的过程，在其中主要是微生物主导的生物化学过程，当然也 可能有一些纯化学过程。
泌阳县中等职业学校 农经组
（二）土壤OM的含量、组成及性质 土壤有机质在自然土壤中差异很大，高的可超过20%，称 1.含量： 为有机质土壤比如某些泥炭土，低于20%以下的土壤称为 矿质土壤，矿质土壤占绝大多数，有些低的不足0.5％， 主要为一些漠境或沙漠土壤。
土壤有机质对土壤肥力和植物生长起到良好的作用，在农业 上常把保持土壤有机质平衡和逐步提高有机质含量作为土壤培肥 的中心环节。
泌阳县中等职业学校 农经组
腐殖质的性质分离提取一般方法：
磨细过筛后 或用比重为1.8-2.0的比重液 的土样
水浮选、手挑、静电吸附法
未分解、半分解 的动植物残体 含腐殖质 的土样
稀NaOH浸提过滤
黑色残余物（胡敏酸） 褐色沉淀
（褐腐酸）
溶液
HCl或H2SO4酸化 过滤
黄色溶液
富里酸（黄腐酸）
泌阳县中等职业学校 农经组
第一个阶段：产生构成腐殖质分子原始材料 木质素降解产物中保留了原来的芳核结构单位. 有些微生物分解有机质 时会产生多元酚类化合 物
微生物分泌的酚氧化酶 氧化
多元醌类化 合物
蛋白质降解
肽类、氨基酸、氨
第二阶段：上述原始材料通过缩合等酶促反应和纯化学反应合成腐 殖质单体分子。比如醌能与氨基酸缩合成腐殖质单体分子：
泌阳县中等职业学校 农经组
带电性 腐殖质是两性胶体，既带负电荷又带正电荷，通常以带 负电荷为主，电性来源主要是分子表面羧基、酚羟基的解 离以及胺基的质子化。
腐殖质 分子结 构核心
COOH OH NH2
解离或质子化
腐殖质 分子结 构核心
COO－
O－ NH3＋
由于羧基、酚羟基的解离，胺基的质子化的程度，都会随周围 pH值的变化而变化，所以腐殖质所带电荷属可变电荷。 颜色 ： 整体呈黑色，不同腐殖酸颜色有差别，与分子量和发色基 团组成比例有关，胡敏酸颜色深富里酸颜色黄
土壤中含N的有机物比如蛋白质、核酸、氨基酸、酰胺等也比 较容易分解转化，我们以土壤中主要的含N化合物——蛋白质为 例来介绍含N有机物的分解。
泌阳县中等职业学校 农经组
a：水解作用：
蛋白质
水解蛋白质
消化蛋白质
氨基酸
多缩氨基酸（多肽）
b：氨化作用： 氨化微生物 氨基酸 NH3+有机酸 氧化、还原、水解等 CH2NH2COOH＋O2 氧化 好气分解 还原 嫌气分解 水解 HCOOH＋CO2＋NH3 CH3COOH＋NH3 CH2(OH)COOH＋NH3
B、腐殖质的组成 化学组成：腐殖质的化学组成中主要是 C、H、O、N、P、S， 还有少量的Ca、Mg、Fe、Si等灰分元素。 功能团组成：腐殖质组分中有许多的功能团，其中最主要的 是含氧功能团，比如：羧基 R—COOH 、酚式羟基（ —OH ）、醇羟基 （R—OH）、甲氧基—OCH3，醌基，正是由于这些功能团的存在，使 腐殖质表现出多种活性，比如离子交换，对金属络合作用，氧化还 原性及生理活性等。 C：腐殖质在土壤中存在形态 a：游离态的腐殖质，只占极少部分 b：有的与盐基化合形成盐类，主要腐殖酸钙、镁盐 c ：有的与含水三氧化物，比如 Al2O3· xH2O 、 Fe2O3· yH2O 化合形 成复杂的凝胶体。 d：与粘粒结合形成胶质复合体。
泌阳县中等职业学校 农经组
（1）碳水化合物的分解 多糖（淀粉、纤维素、半纤维素）首先在微生物分泌的 水解酶的作用下水解为单糖。
(C6H12O5)n
+
nH2O
nC6H12O6
单糖进一步分解为更简单的物质
通气良好的条件下，单糖迅速分解，最终产生CO2 和H2O， 同时释放出大量热量。
C6H12O6 C2H5OH + 2[O] 2C2H5OH + 2CO2 CH3COOH + H2 O
泌阳县中等职业学校 农经组
2、温度
0—35℃：增高温度能促进OM分解 25—35℃：适宜土壤中大多数微生物活动 ≥45℃：微生物的活动就会受到抑制 ≥50℃：有机物可能会发生纯化学的氧化分解而导致挥发。
3、土壤酸碱反应 细菌最适宜酸碱度：PH6.5—7.5的中性环境 放线菌最适宜的酸碱度可能要偏碱一些 真菌最适宜酸碱度PH3—6的酸性条件下活动。 pH＜5.5或pH＞8：大多数的微生物都不太适宜。 4、有机物本身的物理状态和组成 a：物理状态：新鲜、多汁>干枯老化 磨细、粉碎>未磨细粉碎 b：化学组成：单糖、淀粉、水溶性蛋白质>半纤维素、果胶> 纤维素、木质素、脂肪、腊质