第二章土壤有机质46页
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三、土壤腐殖物质的分解和转化
1、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。
2、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。
3、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。
腐植酸不同于土壤中动植物残体的有机组分,它的化学稳定 性很强,对微生物分解的抵抗力较大,因此分解周转需时较 长。
4、土壤腐殖质（soil humus）
土壤腐殖质：是除未分解和半分解动、植物残 体及微生物体以外的有机物质的总称。
由非腐殖物质（Non-humic substances）
（20－30%）和腐殖物质（Humic substances）组
成（70－80％），
土壤腐殖质通常占土壤有机质的90%以上。
矿化率：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。 矿化率一般在1%～3%。
4.含S、P等有机化合物的分解
含P的化合物：
含S的化合物：
矿化结果不仅为微生物提供了能量和营养物质,而且还释放出 有机化合物中含的wk.baidu.com、P、S等矿质营养元素,并可能同时改变
了有些有机物的结构特征和组成
这类有机物的矿质化过程与碳水化合物基本相同，不同之点是在 嫌气条件下产生多酚化合物，这是形成腐殖质的基本材料。它们很难
分解
（四）木质素(xylogen)的矿质化
木质素是芳香环聚合物，含碳量高，在土壤中真菌和放线菌作用下 缓慢的转化,而且转化不完全。 普通化合物分解难易顺序:1单糖,淀粉,简单蛋白质 2粗蛋白质 3半纤维 素4纤维素 5脂肪腊质 6木质素
化学组成(普通化合物)
成分 纤维素 半纤维素 木质素 蛋白质 脂肪、树脂等
土壤有机质: % 2－10 0－2
植物残体:
25-50 10-30
还有少量的有机酸、醛、醇、酮等
30－50 28－35 10-30 1-15
1－8 1-8
土壤中有机质的主要部分是腐殖物质,占土壤有机质的60-80%
腐殖物质, 早期称腐殖质，它是经微生物作用后,在土壤中形 成的一种特殊的高分子化合物,是土壤中特有的.由多酚类和多 醌类聚合而成的含芳香环的化合物,非常稳定
糖类
单糖、淀粉、纤维素和半纤维素等多糖类化合物。 多糖类首先通过酶的作用,水解成为单糖
好气:
嫌气:
各种糖类中,以单糖分解为最快,淀粉次之,半纤维素再 次之,纤维素最慢。
(二)含氮化合物(nitrogen compound)的矿质化
蛋白质 氨基酸
NH4＋
NO3-
N素同化
N素生物固定与有效化过程与有机物C/N比密切相关。 C/N＞25时，产生N素生物固定 C/N＜25时，产生N素有效化。
豆科绿肥（三叶草等） C/N小，施入土壤后能提供N素（N素 有效化）。禾本科作物秸秆C/N大，直接还田易造成微生物与作物 争夺N素，造成N素的生物固定。
秸秆还田应配施化学N肥： 一般亩施秸秆300－400kg，需要配施化学纯N 3－4kg。 微生物的C/N并不是绝对的
(三)脂肪(fattiness)、树脂(pitch)、蜡质(waxiness)、 单宁(tannin)的矿质化
在温带条件下,一般植物残体的半分解期不少于三个月,植 物残体新形成的土壤有机质的半分解期为4.7-9年,而胡敏酸 的平均年龄为1000-2500年,富啡酸为0-500年,土壤中活性的 腐殖质或新形成不久的腐殖质,分解释放养分的能力较强。 平均年周转率1.1%
一是本身难分解,二是与无机胶体形成复合胶体,甚至有些 处于2:1型矿物的层间
四、影响土壤有机质分解和转化的因素
分解转化主要是在微生物作用下完成的,影响微生物活性的因 素都影响有机质的转化
植物残体：与动物残体相反。
二、土壤有机质的含量及组成
1、含量(content) 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)。 土壤有机质含量与气候、植被、地形、土壤类型、农
耕措施密切相关。
目前，我国土壤有机质含量普遍偏低。一般低于5%, 但东北地区高于该值的很多.华北1-2%,西北不足1%,华南水 田1.5-3.5%(为什么)
总结
有机质的分解与土壤条件关系密切,首先是 通气条件,好气条件下,微生物活动旺盛,分解 作用快而彻底,不利于有机质的积累.耕地与自
然土壤相比
嫌气条件下,好气性微生物的活动受到抑制,嫌气微 生物为主,分解慢而不彻底,有中间产物的积累.养分 释放慢,但有利于有机质的积累.
二、植物残体的分解和转化
1、进入土壤的有机化合物开始分解很快 。 2、剩余难分解有机质缓慢分解。 一年降解后,三分之二以上被分解,残留中微生物占3-8%非腐殖质38%,腐殖物质10-30%
植物残体的组成分
化学组成和各组分含量因植物种类、器官、年龄等 的不同而有很大的差异。
➢ 有机化合物种类: ✓ 碳水化合物，含氮化合物 ✓ 纤维素，半纤维素 ✓ 木质素、此外,还有一些脂溶性物质 ➢ 元素组成:C、H、O、N、P、S，K、Ca、Mg、Si、
Fe、Zn、Cu、B、Mo、Mn，Al等。
动物残体：不含木质素和树脂等物质,而脂肪和含 氮化合物等含量则较丰富。
自然土壤与耕地的区别
水田与旱地的区别
2 土壤有机质的组成
(1)、元素组成(elementary composition)
(水%＝75，干物质%＝25)
干物质 C
H
O
%
52-58 3.3-4.8 34-39
C/N大约为10－12左右
校正系数1.724的来源?
土壤有机质分为普通化合物与特殊化合物
N 3.7-4.1
定义是操作是的概念
第二节 土壤有机质的分解和转化
一、普通有机化合物的分解和转化
矿质化过程：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。 (一)碳水化合物(carbohydrate)的矿质化
好气条件下分解迅速彻底, 最终产物是 CO2＋H2O,没 有中间产物的积累.
在低温、嫌气条件下,有机酸变为CO2和H2O的过程受到 阻碍,产生有机酸等中间产物的累积。 有机酸可能对根系生长不利 有机酸对重金属,阴离子的有效性有深刻的影响,除有机酸,还 会有CH4等产生
1、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。
2、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。
3、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。
腐植酸不同于土壤中动植物残体的有机组分,它的化学稳定 性很强,对微生物分解的抵抗力较大,因此分解周转需时较 长。
4、土壤腐殖质（soil humus）
土壤腐殖质：是除未分解和半分解动、植物残 体及微生物体以外的有机物质的总称。
由非腐殖物质（Non-humic substances）
（20－30%）和腐殖物质（Humic substances）组
成（70－80％），
土壤腐殖质通常占土壤有机质的90%以上。
矿化率：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。 矿化率一般在1%～3%。
4.含S、P等有机化合物的分解
含P的化合物：
含S的化合物：
矿化结果不仅为微生物提供了能量和营养物质,而且还释放出 有机化合物中含的wk.baidu.com、P、S等矿质营养元素,并可能同时改变
了有些有机物的结构特征和组成
这类有机物的矿质化过程与碳水化合物基本相同，不同之点是在 嫌气条件下产生多酚化合物，这是形成腐殖质的基本材料。它们很难
分解
（四）木质素(xylogen)的矿质化
木质素是芳香环聚合物，含碳量高，在土壤中真菌和放线菌作用下 缓慢的转化,而且转化不完全。 普通化合物分解难易顺序:1单糖,淀粉,简单蛋白质 2粗蛋白质 3半纤维 素4纤维素 5脂肪腊质 6木质素
化学组成(普通化合物)
成分 纤维素 半纤维素 木质素 蛋白质 脂肪、树脂等
土壤有机质: % 2－10 0－2
植物残体:
25-50 10-30
还有少量的有机酸、醛、醇、酮等
30－50 28－35 10-30 1-15
1－8 1-8
土壤中有机质的主要部分是腐殖物质,占土壤有机质的60-80%
腐殖物质, 早期称腐殖质，它是经微生物作用后,在土壤中形 成的一种特殊的高分子化合物,是土壤中特有的.由多酚类和多 醌类聚合而成的含芳香环的化合物,非常稳定
糖类
单糖、淀粉、纤维素和半纤维素等多糖类化合物。 多糖类首先通过酶的作用,水解成为单糖
好气:
嫌气:
各种糖类中,以单糖分解为最快,淀粉次之,半纤维素再 次之,纤维素最慢。
(二)含氮化合物(nitrogen compound)的矿质化
蛋白质 氨基酸
NH4＋
NO3-
N素同化
N素生物固定与有效化过程与有机物C/N比密切相关。 C/N＞25时，产生N素生物固定 C/N＜25时，产生N素有效化。
豆科绿肥（三叶草等） C/N小，施入土壤后能提供N素（N素 有效化）。禾本科作物秸秆C/N大，直接还田易造成微生物与作物 争夺N素，造成N素的生物固定。
秸秆还田应配施化学N肥： 一般亩施秸秆300－400kg，需要配施化学纯N 3－4kg。 微生物的C/N并不是绝对的
(三)脂肪(fattiness)、树脂(pitch)、蜡质(waxiness)、 单宁(tannin)的矿质化
在温带条件下,一般植物残体的半分解期不少于三个月,植 物残体新形成的土壤有机质的半分解期为4.7-9年,而胡敏酸 的平均年龄为1000-2500年,富啡酸为0-500年,土壤中活性的 腐殖质或新形成不久的腐殖质,分解释放养分的能力较强。 平均年周转率1.1%
一是本身难分解,二是与无机胶体形成复合胶体,甚至有些 处于2:1型矿物的层间
四、影响土壤有机质分解和转化的因素
分解转化主要是在微生物作用下完成的,影响微生物活性的因 素都影响有机质的转化
植物残体：与动物残体相反。
二、土壤有机质的含量及组成
1、含量(content) 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)。 土壤有机质含量与气候、植被、地形、土壤类型、农
耕措施密切相关。
目前，我国土壤有机质含量普遍偏低。一般低于5%, 但东北地区高于该值的很多.华北1-2%,西北不足1%,华南水 田1.5-3.5%(为什么)
总结
有机质的分解与土壤条件关系密切,首先是 通气条件,好气条件下,微生物活动旺盛,分解 作用快而彻底,不利于有机质的积累.耕地与自
然土壤相比
嫌气条件下,好气性微生物的活动受到抑制,嫌气微 生物为主,分解慢而不彻底,有中间产物的积累.养分 释放慢,但有利于有机质的积累.
二、植物残体的分解和转化
1、进入土壤的有机化合物开始分解很快 。 2、剩余难分解有机质缓慢分解。 一年降解后,三分之二以上被分解,残留中微生物占3-8%非腐殖质38%,腐殖物质10-30%
植物残体的组成分
化学组成和各组分含量因植物种类、器官、年龄等 的不同而有很大的差异。
➢ 有机化合物种类: ✓ 碳水化合物，含氮化合物 ✓ 纤维素，半纤维素 ✓ 木质素、此外,还有一些脂溶性物质 ➢ 元素组成:C、H、O、N、P、S，K、Ca、Mg、Si、
Fe、Zn、Cu、B、Mo、Mn，Al等。
动物残体：不含木质素和树脂等物质,而脂肪和含 氮化合物等含量则较丰富。
自然土壤与耕地的区别
水田与旱地的区别
2 土壤有机质的组成
(1)、元素组成(elementary composition)
(水%＝75，干物质%＝25)
干物质 C
H
O
%
52-58 3.3-4.8 34-39
C/N大约为10－12左右
校正系数1.724的来源?
土壤有机质分为普通化合物与特殊化合物
N 3.7-4.1
定义是操作是的概念
第二节 土壤有机质的分解和转化
一、普通有机化合物的分解和转化
矿质化过程：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。 (一)碳水化合物(carbohydrate)的矿质化
好气条件下分解迅速彻底, 最终产物是 CO2＋H2O,没 有中间产物的积累.
在低温、嫌气条件下,有机酸变为CO2和H2O的过程受到 阻碍,产生有机酸等中间产物的累积。 有机酸可能对根系生长不利 有机酸对重金属,阴离子的有效性有深刻的影响,除有机酸,还 会有CH4等产生