土壤有机质ppt课件

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
稻根
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)
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。
Flaig的胡敏酸模型
Stevenson的胡敏酸模型
Schnitzer和Khan的富里酸模型
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。
---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。
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%。

腐植质
胡敏酸
富里酸
腐植物质 胡敏素
、（85-90%）
土壤氮素 土壤磷素 土壤钾素
高等植物所必需的营养元素，除C，H， O主要来自大气之外，其余元素主要靠土 壤供应，包括： 大量元素：N，P，K，Ca，Mg，S 微量元素：Fe，Mn，Cu，Zn，Mo，B
所谓土壤养分，就是指这些主要靠土壤 提供的植物必需营养元素。
土壤养分的存在形态
水溶态：溶解于土壤溶液中的养分，有效性很 高，很容易被作物吸收。
（一）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）
（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；
3、高海拔土壤高于低海拔土壤
山地草甸土>黄壤>红壤>紫色土>石灰土 >赤红壤>潮土>盐土>风沙土>
4、粘质土壤高于砂质土壤
红壤性水稻土的统计结果表明，不同质 地土壤的有机质含量有明显差异：
粘土>粘壤土>壤质粘土>砂质粘壤土>砂 壤土>壤质砂土
5、熟化度高的土壤有机质含量高， 侵蚀土壤有机质含量低。
1、有机质的年矿化量（Y） =表土有机质总量*矿化率
有机质的矿化率：每年因矿化作用而消 耗的土壤有机质占土壤有机质总量的百 分率。
2、进入土壤的有机物形成的腐植质量(X) =有机物添加量*腐植化系数
进入土壤的有机质包括从土壤外所有 来源进入土壤的有机质的量。
若：Y=X Y<X Y>X
平衡 累积 亏损
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。
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
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
第四节 有机质对土壤肥力的贡献
一、提供植物营养 （一）提供碳素营养
有机质分解释放CO2，释放到大气； 根系可以直接吸收少量CO2。
（二）提供矿质营养
---植物吸收的N， 2/3来自土壤，其中8097%存在于有机质中。
---有机质分解释放出各种大量或微量元素， 各种元素的比例更符合植物的需要。
二、提高土壤保水、保肥能力
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。
1、有机态 2、无机态
有机态氮
是土壤氮素的主要形态，约占土壤全氮 量的95%以上；
按溶解度和水解的难易程度有可以分为 三种：
（1）水溶性有机态N：〈5%，易水解称为 速效N；
（2）水解性有机N：50-70%，可以被酸、 碱、酶水解成为可溶性或无机态N。
（3）非水解性有机N：〉30%，不溶于水， 也不能被酸、碱、酶水解。
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
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%；
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。
三、土壤有机质的管理
大部分耕地的有机质含量仍然偏低； 近年来，偏施化肥，少用有机肥的现象
严重； 因此，有机质管理的主要目标是增加土
壤有机质储量。
土壤有机质管理的主要措施
1、大力发展绿肥 冬季绿肥、水生绿肥、果茶园套种绿肥
2、提倡秸杆还田
3、开辟其他有机肥源 家禽畜粪便、人粪尿等
第六章 土壤养分
---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。
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。
---促进团粒结构的形成，从而改善通透性； ---加深土色，提高土壤吸热能力，增温。
四、促进土壤养分有效化
---有机质分解产生有机酸，有机酸通过络 合作用和溶解作用而提高土壤养分的有 效性。
第五节、 土壤有机质的平衡及管 理
一、土壤有机质的平衡 土壤有机质的平衡取决于有机质的添加 量和有机质的矿化量。
Schulten的胡敏酸低(3)聚物分 子的优化3D结构模型
Schulten的胡敏酸低(10)聚物 分子的优化3D结构模型
（三）电性及阳离子吸附能力
---腐植酸分子上有许多功能团，主要的有 羟基、酚羟基、醇羟基等。这些基团的 解离，是负（正）电荷的主要来源。
---腐植质的负电荷属于可变电荷，CEC在 200-500cmol/kg之间，比无机胶体大。
（一）土壤有机N的矿化作用
包括氨基化、氨化和硝化等三个步骤。 以蛋白质为例：
（1）氨基化作用：蛋白质水解成为肽，最 后变为氨基酸的过程。
（2）氨化作用：氨基酸进一步分解成为 NH3的过程。
（3）硝化作用：氨在亚硝酸细菌和硝酸细 菌的作用下，氧化成为硝酸的过程。
（二）土壤的脱N作用
指土壤氮素从土壤中损失的过程，包括 反硝化作用、硝酸盐的淋失、氨的挥发 等过程。
无机态N
一般只占土壤全N的1-2%，最多不超过58%。
主要是NH4+，NO3-，可以直接被作物吸 收利用
（二）含量
土壤全N量与土壤有机质有显著的相关性， 全N一般占有机质含量的5%左右。
除少数土壤外，我国大部分土壤全N含量 大都在0.2%以下。
二、土壤氮素的转化
三种主要转化过程： --有机N的矿化作用； --脱N作用； --氮素的固定作用。
（四）溶解性
---胡敏酸不溶解于水，但其钾、钠、铵盐 可以溶于水。
---富里酸的水溶性比胡敏酸高的多。
（五）稳定性
稳定性高，不易被分解。 胡敏酸的稳定性高于富里酸。 耕作会大大降低腐植酸的稳定性，加速
其分解。
（六）颜色
腐植酸整体呈黑色； 胡敏酸呈褐色，胡敏素为黑色，富里酸
为黄色。
交换态：被吸附于土壤胶体上的养分离子，有 效性高。
缓效态：存在于某些矿物中，如固定于矿物中 的K，有效性较低。
难溶态：存在于土壤矿物中的养分，难溶解， 难被利用，基本无效。
有机态：主要存在于有机质和微生物中的养分， 经过转化以后，才能被吸收。
第一节、土壤氮素
一、土壤氮素的形态和含量 （一）形态
---腐植质有极强的吸水能力，可以大大提 高土壤的保水能力；
---腐植质的CEC是粘粒的2-3倍，可以明显 提高土壤吸附阳离子的能力。
---通过基团上H+离子的解离或吸附，可以 缓冲土壤酸碱性的变化。
三、改善土壤物理性质
---腐植质的粘结力大于砂粒，小于粘粒， 因此可以改善砂土或粘土的粘结性及耕 性。
二、福建土壤有机质状况
1、林地土壤>水田土壤>农地土壤
林地土壤平均有机质含量=4.28±1.57% 水田土壤平均有机质含量=2.76±0.38% 农地土壤平均有机质含量=1.59±0.57%
2、山区土壤高于平原土壤
建阳、龙岩、三明三市土壤有机质平均 含量为3.94±1.40%;
莆田、厦门、泉州三市土壤有机质平均 含量为2.11±0.48%。
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
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100-120:10:1:1,
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：
-wenku.baidu.com-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；
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。