土壤腐殖质的形成
腐殖质
【百科】腐殖质（英文称Humus)定义：已死的生物体在土壤中经微生物分解而形成的有机物质。
是土壤有机质在微生物作用下形成的复杂而较稳定的大分子有机化合物。
腐殖质是土壤有机质的主要组成部分，一般占有机质总量的50～70%。
腐殖质的主要组成元素为碳、氢、氧、氮、硫、磷等。
腐殖质并非单一的有机化合物，而是在组成、结构及性质上既有共性又有差别的一系列有机化合物的混合物，其中以胡敏酸与富里酸为主。
腐殖质虽是较稳定的化合物，但可被缓慢的分解，为植物生长提供有效的养分。
其分解速度与温度、湿度和通气状况等因素密切相关。
陆地生态系统中，通常纬度高、湿度小的地区，分解速度就越慢，有利于有机物的积累。
如，热带稀树草原的分解速率比温带草原快得多，一般看不到凋落层，土壤中也很少有腐殖质的积累。
（夏老师例说生态学几则疑点)罗吧“动物粪便和动植物遗体残骸,经过细菌、真菌的分解而变为土壤中的腐殖质，使土壤更肥沃，为植物根系的发育提供各种营养物质”教材中的这段话没有错。
腐殖质的形成一定是要经分解者的作用。
但是分解者的分解作用是有强有弱之分，太强了就无法形成腐殖质的中间产物状态，而是直接形成水、二氧化碳和无机盐。
1、动物粪便和动植物遗体残骸—→腐殖质→水、二氧化碳和无机盐。
2、动物粪便和动植物遗体残骸—→水、二氧化碳和无机盐。
分解者的分解作用的强弱又与水分和温度两个条件十分密切，必需两者都适应才能发挥最佳效果。
土壤有机质通过微生物作用形成复杂、较稳定的大分子有机化合物——腐殖质的过程。
基本上分为两个阶段，第一阶段产生构成腐殖质主要成分的原始材料，即由各种形态和状态的有机物质组成的混合物，在微生物作用下分解为各种简单的化合物；第二阶段为合成阶段，即由微生物为主导的生化过程，将原始材料合成腐殖质的单体分子，进而再通过聚合作用形成不同分子量的复杂环状化合物。
也就是说，腐殖质是有机物。
分解作用强，有机物积累少，腐殖质少。
[2003·北京春季高考理综试题]单位面积计，热带雨林中残枝落叶较温带森林的多，土壤中有机物的积累量一般是A．热带雨林小于温带森林B．热带雨林大于温带森林C．热带雨林等于温带森林D．热带雨林与温带森林无法比分析：热带雨林的分解者活动活跃，所以分解作用快，有机物积累量少。
土壤腐殖质层的成因
土壤腐殖质层的成因
土壤腐殖质的形成分为两个过程：1.矿质化过程：进入土壤的动植物残体在土壤微生物的参与下把复杂的有机物质分解为简单化合物的过程。
在通风良好条件下生成二氧化碳、水、二氧化氮、氮气、氨气和其他矿质养分，分解速度快，彻底，放出大量热能，不产生有毒物质。
在通风不良条件下分解速度慢，不彻底，释放能量少，除产生植物营养物质外，还产生有毒物质。
2.腐殖质化过程：进入土壤的动植物残体，在土壤微生物的作用下分解后再缩合和聚合成一系列黑褐色高分子有机化合物的过程。
土壤腐殖质的形成
统计的标本数 74 22 32 47 29 24 26 10 32
土壤有机质 5%
0.5%
0.5-2.0% 7%
三、土壤有机质的类型
第二阶段：上述土壤腐殖质的组成 部分，在微生物的作用下经缩合形成 腐殖质的基本单元。先是多元酚在微 生物的作用下氧化为醌，然后醌再与 含氮化合物缩合成原始腐殖质。
土壤腐殖质的形 成.swf
5-1 土壤腐殖质形成过程中的转化途径
有机质的分解与合成示意图
注意
在好氧条件下，微生物活动旺盛，分解作用可进
（2）化学的转化：经过动物吞食的有机物 （植物残体）未被动物吸收部分，经过肠道， 以排泄物或粪便的形式排到体外，已经经过 动物体内分解或半分解。
★微生物的转化过程***
碳水化合物的分解
单糖
好气条件
水和二氧化碳
也称氧化作用。其反应如下：
nC6H12O6＋6O2 ＋热量
6CO2＋6H20
通气不良的条件下
单糖
还原性气体、有机酸
也称发酵作用。其反应为：
C6H12O6 2H2＋2CO2
4H2＋CO2
CH3CH2CH2COOH ＋ ＋热量
CH4＋2H2O
含氮有机质的分解
水解作用
蛋白质Leabharlann 蛋白氨质基酸水解酶
氨化作用 NHC3H2NH2COOH＋好O氧还气2 化原分解
CH2NH2COOH嫌＋气H2分解
NH3
水解
决定土壤有机质含量的因素： 进入土壤的有机物质数量 土壤有机质的损失量 土壤有机碳的平衡
环境腐殖质及腐殖化过程ppt课件
腐殖质形成的机理：
（1）30年代：木质素和微生物原生质中的蛋白质相互 作用形成木质素-蛋白质复合体。
（2）60年代：木质素不能参与腐殖质的形成，而是通 过降解产生酚、醌型化合物，再与氨基酸缩合而成。
（3）80年代及以后：
● 细胞自溶假说：死亡细胞释放自溶酶，使细胞成分 （糖、氨基酸、酚和其他芳香族化合物）形成自由基而 迅速缩合成腐殖质。
第五章 环境腐殖质 及腐殖化过程
1
第一节 环境腐殖质的来源与特性
有机物质的腐殖化，是在微生物的直接参与下， 重新合成一类新的物质，这种新物质称为腐殖质。
即：腐殖化过程就是使简单的有机化合物形成新 的、较稳定的有机化合物，使有机质及其养分保蓄起 来的过程。
一、环境腐殖质的来源：
土壤85－90％) 2
●微生物合成学说：微生物利用植物物质作碳源和能源，
在细胞内合成各种腐殖质的高分子化合物，微生物死亡
后再释放到土壤中，在细胞外降解为腐殖质。
3
eg：土壤腐殖质的形成是一个复杂的过程，大致
可分为两个阶段。
第一阶段：有机残体在微生物分解作用下，其 中一部分被彻底矿化，最终生成CO2、H2O、NH3、H2S 等无机化合物。另一部分转化为较简单的有机化合物 （多元酚）和含氮化合物（氨基酸、肽等），提供了 形成腐殖质的材料。
15
第二节 腐殖质与金属离子的反应
腐殖质与金属离子之间的反应主要有：离子交 换、表面吸附、螯合作用、凝结和胶溶作用等。
络合作用和螯合作用可用下式表示:
M－金属离子 A－络合剂 A－A螯合剂
金属络合物和金属螯合物的主要区别是，在螯合物 中给予体原子不但结合金属原子，而且互相结合。 16
按照与金属离子亲合力降低的顺序，将最重要的螯 合基团排列如下:
腐殖质的基本特征
腐殖质的基本特征全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：腐殖质是土壤中一个重要且复杂的有机成分，其在土壤形成和植物生长中扮演着重要角色。
腐殖质是一种由有机物质经过微生物降解而形成的物质，其主要来源于植物残体、微生物体、生物土壤结构和土壤中各种有机物的降解产物。
腐殖质具有多种基本特征，以下将详细介绍：1. 形态多样性腐殖质在土壤中呈现出多样的形态，包括颗粒状、膏糊状、膜状等。
这些不同形态的腐殖质对土壤的结构、通气性和水分保持起着重要作用。
2. 颜色深黑腐殖质的颜色通常为深黑色或深褐色，这是由于其富含的芳香族化合物和具有强烈吸收波长的结构基团。
这种深色使腐殖质具有良好的吸热性和保温性能，有助于提高土壤温度和促进微生物活动。
3. 残炭含量高腐殖质中的残炭含量较高，通常在50%以上。
这种残炭主要来源于植物残体和微生物体的降解产物，具有较好的化学稳定性和生物惰性，对土壤肥力和水分保持具有重要影响。
4. 富含功能基团腐殖质中富含多种功能基团，如羧基、羟基、酚基、胺基等，这些基团可以与矿质物质和微生物相互作用，参与土壤养分的转化和固定。
腐殖质中的功能基团还能够吸附水分和营养物质，提高土壤的保水保肥性能。
5. 吸附性强腐殖质具有较强的吸附性能，能够吸附有机物质、微量元素和重金属等，减少其在土壤中的迁移和转化。
腐殖质的吸附还能够促进有机物质的微生物降解，提高土壤的肥力。
6. 对植物生长的影响腐殖质中含有丰富的养分和生长调节物质，如有机氮、有机磷、维生素等，对植物生长和发育起着重要作用。
腐殖质中的腐殃质和植物激素也能够促进根系生长和植物抗逆性的提高。
腐殖质作为土壤中的重要有机组分，具有多种基本特征，对土壤肥力、植物生长和环境质量具有重要影响。
深入研究腐殖质的形成过程和功能特性，有助于提高土壤养分利用效率，促进农业可持续发展。
【信息来源：科研文章，农业专业知识】。
第二篇示例：腐殖质是一种在土壤、水体和大气中普遍存在的有机物质，具有极其重要的生态功能和环境影响。
土壤有机质腐殖化作用名词解释
土壤有机质腐殖化作用名词解释
土壤有机质腐殖化作用是指有机质在土壤中转化为腐殖质的过程，这一过程对土壤的健康和肥力至关重要。
首先，土壤有机质是土壤中含有的各种动植物残骸和微生物的分解产物。
这些有机物质通过进一步分解和转化，最终形成了腐殖质。
腐殖质是土壤中一种非常重要的成分，它为植物提供了许多必需的营养元素，如氮、磷、钾等大量元素以及一些微量元素。
腐殖质在土壤中以有机胶体的形式存在，它具有强大的吸水保肥能力，可以吸收并储存植物生长所需的大量离子，如钾、钙、镁等。
同时，腐殖质还能促进土壤微生物的活动，为微生物提供丰富的养分和能量，进而促进土壤养分的转化。
此外，腐殖质还能刺激作物的生长发育。
在分解过程中，腐殖质会释放出一些对作物生长有益的物质，如腐殖酸、有机酸、维生素和一些激素等，这些物质对作物的生育有良好的促进作用，可以增强作物的呼吸作用和对养分的吸收，促进细胞的分裂，从而加速根系和地上部分的生长。
总的来说，土壤有机质的腐殖化过程对于维护土壤的肥力和健康状态至关重要。
它不仅为植物提供了养分，还提高了土壤的保水性和透气性，促进了土壤微生物的活动和养分的转化，进而刺激了作物的生长发育。
《土壤肥料学》第二章 土壤有机质 思考题解析
《土壤肥料学》第二章土壤有机质课后思考题解析1、什么是矿质土壤和有机质土壤？矿质土壤简称矿质土,主要是由矿物质组成的、其特性主要由矿物质所决定的土壤.通常含有不到20％的有机质,具有30厘米厚的有机质表土层.有机质土壤是指在土壤学中，一般把耕层含有机质20%以上的土壤。
2、不同土壤中的有机质的来源途径有哪些？对于原始土壤来说，微生物是土壤有机质的最早来源；自然植被条件下，土壤有机质主要来源于地面植物残落物、根系残体和根系分泌物，其次来源于生活在土内的动物和微生物。
农业土壤的有机质主要来源于施入土壤的各种有机肥料，植物遗留的根茬、还田的秸秆以及翻压的绿肥等有机物质。
3、什么是土壤有机质的矿质化过程和腐殖化过程？土壤有机质的矿化过程是指在微生物作用下，复杂的有机物质分解成为简单无机化合物的过程。
土壤腐殖化过程是指土壤有机质在微生物作用下，不仅可以分解成为简单的无机物，同时经过生物化学作用，又可以重新合成更为复杂而且比较稳定的特殊的高分子有机物，即腐殖质。
4、含氮有机物的矿质化过程分为哪几个阶段？具体阶段的条件、过程、结果如何？含氮有机物的矿质化过程可分为4个阶段，水解过程、氨化过程、硝化过程和反硝化过程。
水解过程是，蛋白质在微生物所分泌的蛋白质水解酶的作用下，分解成为简单的氨基酸类含氮化合物。
氨化过程是经水解生成的氨基酸在多种微生物的作用下，产生氨气的过程，条件是在好气、厌氧条件下均可进行，只是不同种类微生物的作用不同。
硝化过程是在通气良好的条件下，氨化作用产生的氨气在土壤微生物的作用下，可经过亚硝酸的中间阶段，进一步氧化成硝酸。
反硝化过程是硝态氮在土壤通气条件不良的情况下，受反硝化细菌作用还原成气态氮（N2,N2O)的过程.5、土壤腐殖质的形成经历哪几个阶段?土壤腐殖质的形成经历两个阶段，为动植物残体分解阶段和新高分子有机物合成阶段。
6、土壤腐殖质酸的组分和性质如何？腐殖酸的主要组成是胡敏酸和富里酸，通常占腐殖酸总量的60%左右。
腐殖质与生命活动的关系
腐殖质与生命活动的关系腐殖质是一种在土壤和水中广泛存在的有机物质，它对维持生命活动具有重要意义。
腐殖质的形成过程主要涉及植物、微生物和环境因素的相互作用。
首先，腐殖质的形成始于植物。
植物通过光合作用吸收二氧化碳，并将其转化为有机物质。
当植物死亡或腐烂时，其残骸中的有机物质会进一步分解和转化，最终形成腐殖质。
由此可见，植物是腐殖质形成的最初推动力。
其次，微生物在腐殖质的生成中发挥着重要作用。
微生物包括细菌和真菌，它们能分解有机物质并释放出二氧化碳和水。
这个过程被称为腐殖质的矿化作用，通过这个作用，有机物质被分解成更简单、更易被植物吸收的形式，促进植物的生长和发育。
在这个过程中，微生物还能分解一些植物无法分解的复杂有机物质，使得这些物质重新进入循环，为植物提供养分。
此外，环境因素也会对腐殖质的形成产生影响。
光照、温度、湿度等因素都会影响腐殖质的形成速度和质量。
光照不足时，植物的生长会受到限制，从而影响腐殖质的形成。
温度适宜时，微生物的代谢活动会加快，有助于腐殖质的形成。
湿度条件适宜时，微生物的生长繁殖得以维持，有利于腐殖质的产生。
腐殖质对生命活动具有重要的指导意义。
首先，它是土壤肥力的关键因素之一。
腐殖质可以增加土壤的保水能力，促进土壤通气性，并提供大量的养分供植物吸收利用。
其次，腐殖质对土壤的保持和改良有重要作用。
腐殖质能增加土壤的持水性，减少水土流失，防止土壤侵蚀。
此外，腐殖质还能改善土壤结构，增加土壤的肥力，为生物提供良好的生存环境。
综上所述，腐殖质与生命活动密不可分。
它是植物、微生物和环境因素相互作用的结果，对维持土壤肥力、促进植物生长和改善土壤质地具有重要的作用。
因此，我们在进行农业、园艺和环境保护等活动时，需要重视腐殖质的积累和保护，以确保生态系统的持续健康发展。
土壤腐殖质对作物生长及土壤环境的影响
土壤腐殖质对作物生长及土壤环境的影响解丽萍土壤腐殖质作为土壤的一种有机质，主要是植物残体在微生物的作用下分解和转化形成的，在保持土壤肥力与结构方面起着重要的作用，从而影响作物生长与产量。
随着现代农业的不断发展，土壤退化、腐殖质流失等现象日趋严重，气候变化对土壤管理提出了新挑战。
探讨土壤腐殖质的有效管理与优化策略对确保粮食安全与农业可持续发展有着十分重要的意义。
1土壤腐殖质的组成与土壤结构的关系1.1土壤腐殖质及其组成土壤腐殖质是一种由植物、动物和微生物分解生成的有机物质，在土壤中形成一种从深褐色到黑色的复合物，富含碳、氢、氧以及少量的氮、磷、硫等元素，也含有微生物和土壤动物的生物组分。
1.2土壤腐殖质与土壤结构之间的关系土壤腐殖质因富含有机质成分而能在土壤内形成胶体，增强土壤持水性和保肥性，改良土壤结构[1]。
腐殖质含有羧基和酚羟基等官能团，能在土壤胶体颗粒表面与铝离子、铁离子等结合，生成稳定的腐殖质/矿物配合物，利于土壤团粒稳定及结构改良。
另外，土壤腐殖质微生物代谢产物及其分解产物还能促进土壤团聚体形成，强化土壤结构稳定性，提高土壤通气性、渗透性等。
2土壤腐殖质对作物生长及土壤环境的影响2.1供给营养土壤腐殖质由有机物质经分解而成，富含氮、磷、钾等营养元素，为作物的生长提供养分。
腐殖质中的氮作为植物生长最主要的营养元素，能增加土壤中氮含量，有利于作物生长发育。
氮素在植物生长期间对蛋白质及叶绿素的合成起着重要作用，所以腐殖质中的氮素对植物养分需求非常关键。
腐殖质中的磷、钾及其他微量元素在作物生长过程中同样起着举足轻重的作用。
其中的磷在植物生长发育过程中起着至关重要的作用，参与调控能量代谢、DNA 合成等过程；钾元素能增强作物抵抗逆境的能力，有利于生长、开花及结果。
所以，土壤中丰富的腐殖质能有效供给这些营养元素以满足作物生长发育所需，并促进作物产量与品质的提升。
2.2改良土壤结构腐殖质具有保水、保肥等性能，能显著强化土壤质地与性质，对作物健康成长提供必要支撑。
土壤腐殖物质
第二节 土壤有机质的分解和转化
一、简单有机化合物的分解和转化
Mineralization（矿质化)：指复杂的有机质在微生物的作 用下，转化为简单的无机物的过程。
R(C ,4H )2O 2 酶 、 氧 C O 化 22H 2O能量
含 碳碳和氢的化合
土壤有机质因矿质化作用每年损失的量占土壤有机质总 量的百分数称有机质的矿化率(mineralization percent)。
腐殖物质在土壤中很稳定，抗微生物分解能力很强， 主要与其本身的化学结构及其与金属离子和粘土矿物之 间的相互作用、团聚体内部的夹杂有关。
它是一类以芳香化合物或其聚合物为核心，符合 了其他类型有机物质的有机复合体。 它与土壤中粘土矿物紧密结合，以有机—无机复 合体方式存在。 能存在与蒙脱石、蛭石等膨胀型矿物的层间，不 与微生物接触。 土壤腐殖质的年周转量为1.1%。
施用的有 机肥
Forest soil（森林土壤)：酸性有机质(acid organic mater) Steppe soil（草原土壤)：中性有机质(neutral organic mater)
二、 土壤有机质的含量和组成
1. 土壤有机质含量
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(mineral soil)。 耕作土壤中，表层SOM的含量通常在5%以下。
土壤微生物生物量 3~8% 多糖、多糖醛酸苷、有机酸等非腐殖物质 3~8% 腐殖物质 10~30%
三、土壤腐殖物质的分解和转化
第一阶段：腐殖质经过物理化学作用和生物降解，使 其芳香结构核心与其复合的简单有机物分离，或是整个 复合体解体。 第二阶段：释放的简单有机物质被分解（矿化）和转 化，酚类聚合物被氧化。 第三阶段：脂肪酸(fatty acid)被分解，被释放的芳香 族化合物（如酚类）参与新腐殖质的形成。
土壤腐殖质与腐植酸的区别与关系
土壤腐殖质与腐植酸的区别与关系“土壤腐殖质”。
土壤有机质的主要部分。
是黑色的无定形的有机胶体。
腐殖质是具有酸性、含氮量很高的胶体状的高分子有机化合物。
腐殖质在土壤中，在一定条件下缓慢地分解，释放出以氮和硫为主的养分来供给植物吸收，同时放出二氧化碳加强植物的光合作用。
土壤有机质在微生物作用下形成的复杂而较稳定的大分子有机化合物。
腐殖质是土壤有机质的主要组成部分，一般占有机质总量的50～70％。
腐殖质的主要组成元素为碳、氢、氧、氮、硫、磷等。
腐殖质并非单一的有机化合物，而是在组成、结构及性质上既有共性又有差别的一系列有机化合物的混合物，其中以胡敏酸与富里酸为主。
胡敏酸是一类能溶于碱溶液而被酸溶液所沉淀的腐殖质物质，其分子量比富里酸大，分子组成中各元素的百分含量分别是：C50～60，H2.8～6.6，O 31～40，N2.6～6.0。
胡敏酸比富里酸的酸度小，呈微酸性，吸收容量较高，它的一价盐类溶于水，二价和三价盐类不溶于水，这对土壤养分的保持及土壤结构的形成都具有意义。
富里酸是一类既溶于碱溶液又溶于酸溶液的腐殖质物质，其分子量比胡敏酸小，分子组成中各元素的百分含量分别是：C40～52，H4～6，O 40～48，N2～6。
富里酸呈强酸性，移动性大，吸收性比胡敏酸低，它的一价、二价、三价盐类均溶于水，因此富里酸对促进矿物的分解和养分的释放具有重要作用。
腐殖质在土壤中可以呈游离的腐殖酸和腐殖酸盐类状态存在，也可以呈凝胶状与矿质粘粒紧密结合，成为重要的胶体物质。
腐殖质不仅是土壤养分的主要来源，而且对土壤的物理、化学、生物学性质都有重要影响，是土壤肥力指标之一。
腐植酸（Humic Acid，简写HA）腐植酸（Humic Acid，简写HA）是动植物遗骸，主要是植物的遗骸，经过微生物的分解和转化，以及一系列的化学过程和积累起来的一类有机物质。
第二章+土壤有机质
一、含量及组成
1、有机质含量
一般含量在0.5-5%之间。 泥炭土可高达20%或30%以上 漠境土和砂质土壤不足0.5%
表 5-1 不同地区旱地和水田耕层土壤有机质含量 地 东北平原 黄淮海平原 长江中下游平原 南方红壤丘陵 珠江三角源程序平原 区 旱地 4.45 0.99 1.74 1.65 2.01 有机质含量（%） 水田 4.96 1.27 2.74 2.52 2.73
第三节 土壤腐殖物质的形成和性质
一、土壤腐殖物质的形成
土壤腐殖质形成的两个阶段
第一个阶段是植物残体分解产生简单的有机碳化 合物； 第二阶段是通过微生物对这些有机化合物的代谢 作用和反复的循环利用，合成的多元酚和醌，或 来自植物的类木质素，聚合形成高分子的多聚化 合物，即腐殖质。
土壤腐殖质形成的四种途径
分子量大小与单体分子的缩合度有关 腐植酸结构松散，含有大量的微细孔隙
（2）腐殖酸的分子形状 pH 2-3 4-7 8-9 纤维、纤维束状 网状、海绵状 页状
>10
粒状
5.胶体特性 土壤有机胶体的主要组成部分
（二）腐殖酸的化学性质
1.
多元素组成化合物
主要有C、N、O、H、S等，还有P、K、Ca、Mg等灰分元 素；腐殖酸主要由酚醌化合物，含氮化合物组成；富里酸的碳、 氮含量比胡敏酸低，氧比胡敏酸高。
腐殖化系数***：单位重量的有机物质碳在
土壤中分解一年后的残留碳量。
选定一年为期限的原因，是因为进入土壤中的有 机物质在第1—3个月分解速率最快，以后逐渐变慢， 一年以后趋于稳定。 土壤有机质的腐殖化系数一般在0.2—0.5之间， 旱地土壤较低，多为0.2—0.25，水田较高，为 0.25—0.4。
2、溶解性 富里酸溶于水、酸、碱； 胡敏酸不溶于水和酸，但溶于碱； 富里酸的一价、二价盐溶于水，三价盐几乎不溶于水； 胡敏酸的一价盐溶于水，但二价、三价盐几乎不溶于水。
土壤有机质与腐殖质：了解土壤中有机质和腐殖质的形成与作用
的生态平衡
土壤有机质与腐殖质对作物生长
的影响
促进作物生长
• 土壤有机质和腐殖质可以提供作物生长
所需的养分
• 改善土壤结构，提高土壤的通气性和渗
透性，有利于作物根系的生长
பைடு நூலகம்
提高作物产量
• 土壤有机质和腐殖质可以提高作物的抗
性，如抗旱、抗病、抗虫等
• 有利于作物光合作用，提高作物的产量
和品质
04
提高土壤有机质与腐殖质含量的方法
土壤有机质与腐殖质：形成与作用解析
01
土壤有机质与腐殖质的基本概念
土壤有机质的定义与来源
土壤有机质的来源主要有以下几个方面
• 植物残体：包括根系、叶片、果实等
• 动物粪便：包括家畜、家禽、昆虫等
• 微生物及其分泌物：包括细菌、真菌、放线菌等
• 人为输入：如施肥、农药等
土壤有机质是指土壤中有机物质的总和
• 如石灰、石膏、沸石等，可以改善土
• 可以采用混合施、表层施、深施等方
壤酸碱度，有利于有机质和腐殖质的形
式，提高改良剂的利用率
成
• 改良剂的施用要根据土壤类型、气候
• 如秸秆、木炭等，可以提高土壤的通
条件、作物需求等因素综合考虑
气性和渗透性，有利于有机质和腐殖质
的形成
05
土壤有机质与腐殖质的研究进展与展望
• 有机质可以改善土壤结构，
旱性
提高土壤的通气性和渗透性
腐殖质对土壤肥力的影响
提高土壤肥力
• 腐殖质中含有丰富的养分，如氮、磷、
钾等
• 腐殖质可以改善土壤结构，提高土壤的
通气性和渗透性
保持土壤水分
• 腐殖质具有保水作用，可以保持土壤水
什么是腐殖化与腐殖质？腐殖质的基本认识
什么是腐殖化与腐殖质？腐殖质的基本认识
1）产生构成腐殖质主要成分的原始材料（醌类、氨基酸、蛋白质、芳香族、多酚、苯醌等）；
2）将原始材料合成腐殖质的单体分子（初生腐殖质），再通过聚合作用形成不同分子量的最终腐殖酸（如下图所示简单流程）
腐殖质主要由碳、氢、氧、氮、硫、磷等营养元素组成，其主要种类有胡敏酸和富里酸(也称富丽酸)。
3.为何腐殖质呈黑色？
腐殖质整体呈黑褐色，这与其主要成分胡敏酸有关。
胡敏酸是土壤腐殖质的主要组成成分，呈褐色。
4.腐殖质有何作用？
1.作物养分的主要来源
腐殖质既含有氮、磷、钾、疏、钙等大量元素，还有微量元素，经微生物分解可以释放出来供作物吸收利用。
2.增强土壤的吸水、保肥能力
腐殖质是一种有机胶体，吸水保肥能力很强，一般粘粒的吸水率为50—60%，而腐殖质的吸水率高达400-600%；保肥能力是粘粒的6一10倍，
3.改良土壤物理性质
腐殖质是形成团粒结构的良好胶结剂，可以提高粘重土壤的疏松度和通气性，改变砂土的松散状态。
同时，由于它的颜色较深，有利吸收阳光，提高土壤温度。
4.促进土壤微生物的活动
腐殖质为微生物活动提供了丰富的养分和能量，又能调节土壤酸碱反应，因而有利微生物活动，促进土壤养分的转化。
5.刺激作物生长发育
有机质在分解过程中产生的腐殖酸、有机酸、维生素及一些激素，对作物生育有良好的促进作用，可以增强呼吸和对养分的吸收，促进细胞分裂，从而加速根系和地上部分的生长。
腐殖土层描述
腐殖土层描述
腐殖土层（Humus layer）是指土壤表面富含有机质的一层，主要由植物残体、动物粪便、微生物等有机物经过分解和腐殖化过程形成。
腐殖土层对于土壤肥力和生态系统具有重要意义，因为它能够提供养分、保持水分、促进微生物活动等。
腐殖土层的特点如下：
1. 富含有机质：腐殖土层含有大量的有机质，如腐殖酸、纤维素、蛋白质等，这些有机质是植物生长所需的重要养分来源。
2. 结构疏松：腐殖土层的结构通常较为疏松，有利于根系的生长和扩展，同时也有利于水分和空气的渗透。
3. 保水性能好：腐殖土层具有较高的保水性能，能够在一定程度上保持土壤的湿润，有利于植物生长。
4. 微生物活动旺盛：腐殖土层中含有丰富的微生物，如细菌、真菌、放线菌等，这些微生物能够分解有机质，释放出植物可吸收的养分，同时也有助于提高土壤的肥力。
5. 酸碱度适中：腐殖土层通常具有适中的酸碱度，有利于植物
生长和微生物活动。
6. 颜色较深：由于含有大量的有机质，腐殖土层的颜色通常较深，呈黑色或暗褐色。
环境腐殖质及腐殖化过程
02 腐殖质概述
定义与分类
定义
腐殖质是土壤中有机物经过微生物分 解转化后的产物，主要由碳、氢、氧、 氮等元素组成。
分类
根据来源和性质，腐殖质可分为胡敏 酸、富里酸和胡敏素等类型。
形成与分布
形成
腐殖质的形成是一个复杂的过程，包 括微生物的分解、转化和聚合等作用 。
分布
腐殖质主要分布在土壤表层，尤其是 森林土壤中含量较高。
性质与功能
性质
腐殖质具有酸性、多孔性和高电荷密度等性质，能够与土壤颗粒结合形成团聚 体，改善土壤结构。
功能
腐殖质对土壤肥力、植物生长和环境质量等方面具有重要影响，能够提供植物 所需的养分、提高土壤透气性和持水能力，同时对土壤污染治理和生态修复也 有积极作用。
03 腐殖化过程
定义与类型
定义
腐殖化过程是指有机物质在微生物的作用下，经过一系列生物化学反应，转化为 更稳定的腐殖质的过程。
环境腐殖质及腐殖化过程Fra bibliotekcontents
目录
• 引言 • 腐殖质概述 • 腐殖化过程 • 环境腐殖质的环境影响 • 腐殖质的环境应用 • 研究展望
01 引言
主题简介
腐殖质是土壤和沉积物中有机物质经 过微生物分解、再聚合形成的复杂有 机化合物，是土壤肥力的重要来源。
腐殖化过程是指有机物质在微生物的 作用下，经过一系列生物化学反应， 逐渐转化为腐殖质的过程。
研发利用腐殖质生产生物燃料、生物 塑料和其他生物材料的技术，实现废 弃物的资源化利用。
探索腐殖质在农业、林业和园艺等领 域的应用，提高土壤肥力和植物生长。
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对水体的影响
污染水源
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决定土壤有机质含量的因素： 进入土壤的有机物质数量 土壤有机质的损失量 土壤有机碳的平衡
第二节 土壤有机质的分解和转化
一、土壤有机质的矿化过程
1、矿化作用(Mineralization)*** 土壤有机质在土壤微生物及其酶的作用下，
分解成二氧化碳和水，并释放出其中的矿质养分 的过程。
酶 R—（C，4H，养分）+ 2O2 CO2 + 2H2O + 能量+养分
行较快而彻底，有机物质---->CO2和H2O，而N、P、S等
则以矿质盐类释放出来。
在嫌气条件下，好氧微生物的活动受到抑制，分解
作用进行得既慢又不彻底，同时往往还产生有机酸、乙 醇等中间产物。
在极端嫌气的情况下，还产生CH4、H2等还原物
质，其中的养料和能量释放很少，对植物生长不利。
三、影响有机物质的分解和转化的因素：
2H2S＋O2 2H2O＋2S
2S＋3O2＋2H2O
2H2SO4
硫化作用产生的硫酸与土壤中的盐基物质作用，
形成硫酸盐，硫酸盐是植物可吸收的养分。
二、土壤有机质的腐殖化过程
1、概念：腐殖化过程:(Humification)*** 各种有机化合物通过微生物的合成或在原植物组
织中的聚合转变为组成和结构比原来有机化合物更为 复杂的新的有机化合物，这一过程称为腐殖化过程。
第二阶段：上述土壤腐殖质的组成 部分，在微生物的作用下经缩合形成 腐殖质的基本单元。先是多元酚在微 生物的作用下氧化为醌，然后醌再与 含氮化合物缩合成原始腐殖质。
土壤腐殖质的形 成.swf
5-1 土壤腐殖质形成过程中的转化途径
有机质的分解与合成示意图
注意
在好氧条件下，微生物活动旺盛，分解作用可进
2.64～19.3 1.03～10.69 2.71～20.5 0.52～1.95 2.14～16.4 2.32～2.98 4 81～21.96 1.38～6.66 2.07～7.05
统计的标本数 74 22 32 47 29 24 26 10 32
土壤有机质 5%
0.5%
0.5-2.0% 7%
三、土壤有机质的类型
第五章 土壤有机质
概念：土壤有机质(soil organic matter)
土壤有机质是土壤固相的组成成分之一。是土壤 中形成的和外部加入的所有动、植物残体不同分解阶 段的各种产物和合成产物的总称。
土壤有机质
第一节 土壤有机质的来源、类型和组成
一、土壤有机质的来源
1、植物残体（枯枝、落叶、落果、根系等） 及分泌物； 2、动物、微生物残体及分泌物和排泄物； 3、人为施用的有机肥料。 4、工农业副产品及生活污水废物等
第三节 土壤腐殖物质的形成和性质
一、土壤腐殖质的分组及存在形态
二、土壤腐殖质的存在形态
腐殖质
游离态 结合态
很少
52%-98%
土壤有机无机复合体示意图
三、土壤腐殖酸的性质
（一）物理性质 1、颜色
黑褐色，富里酸呈淡黄色，胡敏酸呈褐色
2、溶解性
富里酸溶于水、酸、碱； 胡敏酸不溶于水和酸，但溶于碱； 富里酸的一价、二价盐溶于水，三价盐几乎不溶于水； 胡敏酸的一价盐溶于水，但二价、三价盐几乎不溶于水。
（一）土壤生物的组成与活性 土壤动物促进植物残体的破碎和运输 真菌可促进木质素的分解 细菌和放线菌可促进碳水化合物的分解
（二）土壤特性
1、质地 粘粒含量越高，有机质含量也越高。
2、pH值 中性、钙质丰富较好，pH6.5-7.5。
3. 水分 最适湿度：土壤持水量的50-80% 低洼、积水有利于有机质的积累
（二）保留树木凋落物
树木凋落物是林地（园林绿化）土壤 有机质的主要来源之一，如果能采取有 效措施，效果是不错的。
（三）调节土壤水、气、热等状况
土壤微生物的生活条件得到正常满 足时，有机质才能正常转化，矿化和腐 殖化才能得以协调。
（四）调节C/N 有机物本身的成分是影响其分解
的重要因素之一。有机物含碳素总量 和氮素总量的比例，叫做C/N。
腐殖质的含氧官能团含量（m mol M＋）.kg-1
种类 羧基 酚羟基 醇羟基 醌基 酮基 甲氧基 总酸度
HA 15-57 21-57 2-49 1-26 1-5 3-8
67
FA 55-112 3-57 26-95 3-20 12-27 3-12 103
4、腐殖酸的络合性
络合物的稳定性随pH值的升高而增大。 在Ph4.8时能与Fe、Al、Ca等离子形成可溶性络 合物，但在中性或碱性条件下会产生沉淀。
腐殖化系数***：单位重量的有机物质碳在土
壤中分解一年后的残留碳量。
2、土壤腐殖质的形成
第一阶段：有机残体在微生物分解 作用下，其中一部分彻底矿化，最终生 成CO2、H2O、NH3、H2S等无机化合 物。另一部分转化为较简单的有机化合 物（多元酚）和含氮化合物（氨基酸、 肽等），提供了形成腐殖质的材料。
本章重点
(一)基本概念
1. 土壤有机质 2.土壤腐殖质 3. 矿化作用 4. 腐殖化作 用 7. 腐殖化系数 8. C/N
( 二）思考题
1. 什么叫土壤有机质?包括哪些形态?其中哪种最重要?
2. 增加土壤有机质的方法有哪些?你认为最有效是哪种?
3. 叙述土壤有机质在土壤肥力上的意义和作用? 4. 森林土壤有机质的特点及调节措施。
二、土壤有机质含量
1、有机质含量
一般含量在0-5%之间。
泥炭土可高达20%或30%以上 漠境土和砂质土壤不足0.5%
表5－1 中国某些自然土壤中有机质含量
土类 棕色森林土 褐土 黄壤 红壤 黑土、黑钙土 砖红壤、赤红壤 高山草甸土、亚高山草甸土 高山草原土、亚高山草原土 黄棕壤、黄褐土
有机质含量（％）
一个碳原子的旅程
据Garrels等（1975)计算： •在大气圈中停留4年； •在生物圈中停留11年； •在海洋上层水域停留385年； •在深海中停留10万年； •在地壳中停留3.42×108
二、土壤有机质的调节
（一）增施有机肥料、种植绿肥
对苗圃土壤和瘠薄的园林绿化地、 果园等增施有机肥料是增加有机质的基 本方法，据研究，施入土壤中的有机质， 一般能有2／3～3／4被分解，其余的则 转化为腐殖质积累在土壤中。
（2）化学的转化：经过动物吞食的有机物 （植物残体）未被动物吸收部分，经过肠道， 以排泄物或粪便的形式排到体外，已经经过 动物体内分解或半分解。
★微生物的转化过程***
碳水化合物的分解
单糖
好气条件
水和二氧化碳
也称氧化作用。其反应如下：
nC6H12O6＋6O2 ＋热量
6CO2＋6H20
通气不良的条件下
氧化
2、矿化过程
★水的淋溶过程 ★动物转化过程 ★微生物的转化过程***
★水的淋溶过程
降水可将土壤有机质中可溶性的 物质洗出。这些物质包括简单的糖、 有机酸及其盐类、氨基酸、蛋白质及 无机盐等。
淋溶淀积作用.swf
★动物转化过程
（1）机械的转化：动物将植物或残体碎解， 或将植物残体进行机械的搬进及与土粒混合， 均可促进有机物被微生物分解。
•动、植物残体 •半分解的动、植物残体 •腐殖物质
四、有机质的组成
(1) 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。
(2) 化合物组成 可分为:
腐殖物质 （Humic Substance) 非腐殖物质 （Non-Humic Substance)
常见的化合物有纤维素、半纤维素、蛋白质、木质素及脂类。
3、吸水性 最大吸水量可以超过500%
4、腐殖质的分子结构
（1）腐殖酸的分子量有较大的差异。
（2）腐殖酸的分子形状
pH 2-3
纤维、纤维束状
4-7
网状、海绵状
8-9
页状
>10
粒状
5.胶体特性 土壤有机胶体的主要组成部分
HA的3D优化结构模型
（二）腐殖酸的化学性质
１、腐殖质的组成
胡敏酸
腐殖质
富里酸
2、腐殖质的变异性
HA/FA值***：表示胡敏酸与富里酸含
量的比值。是表示土壤腐殖质成份变异的 指标之一。
一般我国北方的土壤，特别干旱区与 半干旱区的土壤腐殖质以胡敏酸为主， HA/FA比大于1.0
而在温暖潮湿的南方的酸性土壤中， 土壤中以富里酸为主，HA/FA比一般小于1.
第四节 土壤有机质的作用和调节
4. 通气性 通气不良易有机质累积 5. 温度 最适宜温度大约为25-35
（三）植物残体的特性
1、物理状态
2、C/N比***
新鲜程度 破碎程度 紧实程度
有机物质组成的碳氮比（C/N）对其分解速
度影响很大。 以25或30：1较为合适。
C/N降至大约25：1以下，微生物不再利用土壤 中 的有效氮，相反由于有机质较完全的分解而释放 矿质态氮，
5. 影响土壤有机质转化的条件是什么?其中最主要的条 件是哪一种?为什么?
【教学目标】 1. 土壤有机质概述 2.土壤有机质的转化 3.土壤腐殖质的形成 4.土壤有机质对土壤肥力的影响
5.提高土壤有机质的原则和途径
反硝化作用 硝态氮在通气不良的条件下通过反硝化细菌
的作用还原成气态氮（N2O和N2）的过程。其反 应如下：
C6H12O6＋24KNO3反硝化细菌 24KHCO3＋6CO2＋12N2↑＋18H2O
含硫有机物的分解
蛋白质 硫氨基酸 H2S还原型ຫໍສະໝຸດ 无机硫化物被硫化细菌氧化成硫酸的过
程，称硫化作用。其反应如下：
一、土壤有机质对提高土壤肥力的作用
★提供植物需要的养分 ★促进土壤养分的有效化 ★提高土壤的保肥性和对酸、碱的缓冲性 ★减轻重金属和农药的危害 ★改善土壤结构，增强土壤蓄水通气性。