土壤腐殖质的形成

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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
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
还原型的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:
单糖
还原性气体、有机酸
也称发酵作用。其反Leabharlann Baidu为:
C6H12O6 +热量
CH3CH2CH2COOH+2H2+2CO2
4H2+CO2
CH4+2H2O
含氮有机质的分解
水解作用
蛋白质
蛋白质 水解酶
氨基酸
氨化作用
CH2NH2COOH+O2
氧化 好气分解
HCOOH+CO2+NH3
CH2NH2COOH+H2 还原 CH3COOH+NH3
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。
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
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。
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(%)
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 6CO2+6H20+热量
通气不良的条件下
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
(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
嫌气分解
CH2NH2COOH+H2O 水解 CH2(OH)COOH+NH3
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。分为两个阶段:第一 阶段,氨被亚硝酸细菌氧化成亚硝酸;第二阶段, 亚硝酸被硝化细菌氧化成硝酸。其反应如下:
2NH2+3O2 2HNO2+O2
2HNO2+2H2O+热量 2HNO3+热量
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
•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。
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:
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