第三章土壤有機質(zhì)和生物

1、第三章第三章 土壤有機質(zhì)土壤有機質(zhì) 和生物和生物 什么是有機質(zhì)什么是有機質(zhì) 以各種形態(tài)存在于土壤中的各種含碳有機化合物。以各種形態(tài)存在于土壤中的各種含碳有機化合物。 廣義：包括一切生物體及其分解或合成的各種產(chǎn)物。廣義：包括一切生物體及其分解或合成的各種產(chǎn)物。 狹義：通過微生物轉(zhuǎn)化合成的有機物質(zhì)即腐殖質(zhì)。狹義：通過微生物轉(zhuǎn)化合成的有機物質(zhì)即腐殖質(zhì)。 概念：概念：土壤有機質(zhì)土壤有機質(zhì)(soil organic matter) 土壤中的各種動植物殘體，在土壤生物的作用下形成的一土壤中的各種動植物殘體，在土壤生物的作用下形成的一 類特殊的、復(fù)雜的、性質(zhì)比較穩(wěn)定的高分子化合物類特殊的、復(fù)雜的、性質(zhì)比較穩(wěn)

2、定的高分子化合物(腐殖質(zhì)腐殖質(zhì))。 第一節(jié)第一節(jié) 土壤有機質(zhì)的來源、組成和類型土壤有機質(zhì)的來源、組成和類型 一、土壤有機質(zhì)的來源一、土壤有機質(zhì)的來源 土壤土壤有機質(zhì)來源有機質(zhì)來源特點特點 自自 然然 土土 壤壤 森林土森林土 壤壤 枯枝落葉枯枝落葉 數(shù)量少；累積于地表：從上到下數(shù)量少；累積于地表：從上到下 銳減；富含木質(zhì)素，形成的有機銳減；富含木質(zhì)素，形成的有機 質(zhì)疏松、有彈性；質(zhì)疏松、有彈性；形成富含單寧形成富含單寧 的的酸性有機質(zhì)酸性有機質(zhì)（適于真菌活動）（適于真菌活動） 草原土草原土 壤壤 地上部地上部和和地地 下部根系下部根系 數(shù)量多；分布較深，從上到下逐數(shù)量多；分布較深，從上到下逐

3、漸減少；木質(zhì)素少，纖維素多，漸減少；木質(zhì)素少，纖維素多， 累積緊實，無彈性；形成累積緊實，無彈性；形成中性有中性有 機質(zhì)機質(zhì)（適于細菌活動）（適于細菌活動） 耕作土壤耕作土壤 施有機肥，施有機肥， 作物根茬作物根茬 數(shù)量少，累積于耕作層；受人為數(shù)量少，累積于耕作層；受人為 培肥措施影響大。培肥措施影響大。 二、二、土壤有機質(zhì)的存在形態(tài)土壤有機質(zhì)的存在形態(tài) 存在形態(tài)：存在形態(tài)： 動、植物殘體動、植物殘體 半分解的動、植物殘體半分解的動、植物殘體 腐殖物質(zhì)（腐殖物質(zhì)（85-90%） 三、土壤有機質(zhì)的含量和組成三、土壤有機質(zhì)的含量和組成 1.含量含量 一般把耕層含有機質(zhì)一般把耕層含有機質(zhì)20%以上的

4、土壤，稱為以上的土壤，稱為有機質(zhì)土壤有機質(zhì)土壤，在，在20%以下的以下的 土壤，稱為土壤，稱為礦質(zhì)土壤礦質(zhì)土壤(mineral soil)。耕作土壤表層有機質(zhì)通常在。耕作土壤表層有機質(zhì)通常在5% 以下。以下。 土壤有機質(zhì)含量與土壤有機質(zhì)含量與氣候、植被、地形、土壤類型、農(nóng)耕措施氣候、植被、地形、土壤類型、農(nóng)耕措施密切相關(guān)。密切相關(guān)。 目前，我國土壤有機質(zhì)含量普遍偏低?？傮w而言，北方土壤有機質(zhì)含量目前，我國土壤有機質(zhì)含量普遍偏低?？傮w而言，北方土壤有機質(zhì)含量 高于南方土壤。高于南方土壤。 土壤有機質(zhì) 0.5% 5% 0.5-2.0% 7% 四川土壤有機質(zhì)含量（四川土壤有機質(zhì)含量（%） om%4.

5、00 3.014.00 2.013.00 1.012.00 0.611.00 0.60 水田水田% 1.296.19 39.9 51.99 0.630.004 旱地旱地% 3.145.52 18.7246.26 24.66 1.10 2.組成組成 動植物殘體及微生物體動植物殘體及微生物體 土壤有機質(zhì)土壤有機質(zhì) 上二類的分泌物、排泄物及中間分解產(chǎn)物上二類的分泌物、排泄物及中間分解產(chǎn)物 腐殖質(zhì)（穩(wěn)定的高分子化合物）：主體。腐殖質(zhì)（穩(wěn)定的高分子化合物）：主體。 土壤腐殖質(zhì)（土壤腐殖質(zhì)（soil humus） 是除未分解和半分解動、植物殘體及微生物體以外的有機是除未分解和半分解動、植物殘體及微生物體以

6、外的有機 物質(zhì)的總稱。物質(zhì)的總稱。 由非腐殖物質(zhì)由非腐殖物質(zhì)（non-humic substances）和腐殖物質(zhì)和腐殖物質(zhì)（humic substances）組成，通常占土壤有機質(zhì)的組成，通常占土壤有機質(zhì)的90%以上。以上。 腐殖物質(zhì)腐殖物質(zhì)：由多酚和多醌類物質(zhì)聚合而成；：由多酚和多醌類物質(zhì)聚合而成； 含芳香環(huán)結(jié)構(gòu)，黃色至棕黑色，非晶形高分子含芳香環(huán)結(jié)構(gòu)，黃色至棕黑色，非晶形高分子 有機化合物；有機化合物； 最難降解，一般占土壤有機質(zhì)的最難降解，一般占土壤有機質(zhì)的60-80%。 非腐殖物質(zhì)非腐殖物質(zhì)：有特定理化性質(zhì)、：有特定理化性質(zhì)、結(jié)構(gòu)已知結(jié)構(gòu)已知； 約占土壤腐殖質(zhì)的約占土壤腐殖質(zhì)的20-

7、30%； 碳水化合物、蛋白質(zhì)和氨基酸、脂肪、蠟碳水化合物、蛋白質(zhì)和氨基酸、脂肪、蠟 質(zhì)、木質(zhì)素、核酸等；質(zhì)、木質(zhì)素、核酸等； 相對容易被降解，存在時間短；相對容易被降解，存在時間短； 氮、磷、硫營養(yǎng)重要。氮、磷、硫營養(yǎng)重要。 (1)元素組成元素組成(elementary composition) 有機質(zhì)水分占有機質(zhì)水分占75%，干物質(zhì)占，干物質(zhì)占25%。 干物質(zhì)中元素組成干物質(zhì)中元素組成(%) : c h o n和灰分元素和灰分元素 44 8 40 8 （c/n為為10左右）左右） (2)化學(xué)組成化學(xué)組成(chemical composition) 有機物料的化學(xué)組成：有機物料的化學(xué)組成： 碳

8、水化合物碳水化合物：約占：約占60%，纖維素和半纖維素為主，少，纖維素和半纖維素為主，少 量淀粉和糖類。量淀粉和糖類。 木質(zhì)素木質(zhì)素：占：占10%30%，平均，平均25%，木本植物較多，草，木本植物較多，草 本植物較少，難分解，腐殖質(zhì)的主要來源。本植物較少，難分解，腐殖質(zhì)的主要來源。 蛋白質(zhì)等含氮化合物蛋白質(zhì)等含氮化合物：占：占115%，平均，平均10%。 脂蠟質(zhì)、單寧等脂蠟質(zhì)、單寧等：占：占18%，平均，平均5%。 灰分灰分：燃燒后留下的灰，草本多于木本，占：燃燒后留下的灰，草本多于木本，占27% 。 土壤有機質(zhì)的化學(xué)成分土壤有機質(zhì)的化學(xué)成分: 纖維素纖維素 半纖維素半纖維素 木質(zhì)素木質(zhì)素

9、蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 脂肪、樹脂等脂肪、樹脂等 % 210 02 3050 283518 第二節(jié)第二節(jié) 土壤有機質(zhì)的分解和轉(zhuǎn)化土壤有機質(zhì)的分解和轉(zhuǎn)化 礦質(zhì)化過程（礦質(zhì)化過程（mineralization） 指復(fù)雜的有機質(zhì)在微生物的作用下，轉(zhuǎn)化為簡單的無指復(fù)雜的有機質(zhì)在微生物的作用下，轉(zhuǎn)化為簡單的無 機物機物(h2o；co2等等)并釋放出能量的過程。并釋放出能量的過程。 能量 礦質(zhì)養(yǎng)分 和 無機物有機質(zhì) 微生物 酶 ohco 22 一、碳水化合物的礦質(zhì)化一、碳水化合物的礦質(zhì)化 多糖單糖 co2+h2o+heat(多）多） 好氣條件下好氣條件下 有機酸有機酸heat（少）（少） 半嫌氣條件半嫌氣條件 ch

10、4、h2、h2s+heat（極少）嫌氣（極少）嫌氣 水解酶作用 己糖己糖淀粉淀粉半纖維素半纖維素纖維素；纖維素；糖類物質(zhì)的分解是土壤中糖類物質(zhì)的分解是土壤中 生物活動的主要能源（生物熱）生物活動的主要能源（生物熱）。（。（45千卡熱千卡熱/g有機物）有機物） 危害：危害：在低溫、嫌氣條件下在低溫、嫌氣條件下,有機酸變?yōu)橛袡C酸變?yōu)閏o2和和h2o的過程受的過程受 到阻礙到阻礙,產(chǎn)生有機酸的累積產(chǎn)生有機酸的累積,從而造成植物根系萎縮、腐爛。從而造成植物根系萎縮、腐爛。 如：如：甲酸甲酸3.210-3 m、乙酸、乙酸4.610-3 m、 正丁酸正丁酸710-4 m， 就會對植物根系產(chǎn)生較嚴重的危害。

11、就會對植物根系產(chǎn)生較嚴重的危害。 解決辦法：解決辦法：排水曬田、施草木灰（中和酸、補充排水曬田、施草木灰（中和酸、補充k素）素） 有機肥施用前進行堆漚。有機肥施用前進行堆漚。 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)多肽多肽 氨基酸氨基酸氨氨nh3硝酸根硝酸根no3- 蛋白酶蛋白酶肽酶肽酶 氨化細菌氨化細菌硝化細菌硝化細菌 水解作用水解作用 （hydrolyzation) 氨化作用（氨化作用（ ammonification) 硝化作用（硝化作用（ nitrification) 任何條件下任何條件下好氣好氣條件下條件下 二、含氮化合物的礦質(zhì)化二、含氮化合物的礦質(zhì)化 同化吸收同化吸收 n素的生物固定或有效化過程與有機物素的生

12、物固定或有效化過程與有機物c/n比密切相關(guān)比密切相關(guān): c/n25時，產(chǎn)生時，產(chǎn)生n素生物固定素生物固定 c/n25時，產(chǎn)生時，產(chǎn)生n素有效化。素有效化。 豆科綠肥（三葉草等）豆科綠肥（三葉草等） c/n小，施入土壤后能提供小，施入土壤后能提供n素（素（ n素有效化）。素有效化）。 禾本科作物秸稈禾本科作物秸稈c/n大，直接還田易造成大，直接還田易造成m與作物爭奪與作物爭奪n 素，造成素，造成n素的生物固定。素的生物固定。 秸稈還田應(yīng)配施化學(xué)秸稈還田應(yīng)配施化學(xué)n肥：一般畝施秸稈肥：一般畝施秸稈300400kg，需，需 要配施化學(xué)純要配施化學(xué)純n 34kg。 含磷和硫含磷和硫 化合物的分解化合物

13、的分解 正磷酸鹽正磷酸鹽h2po4-、hpo4=、po4+3、 正硫酸鹽正硫酸鹽 hso4-、so4= 好氣條件好氣條件 偏磷酸鹽和次磷酸鹽偏磷酸鹽和次磷酸鹽h3po3、 h3po2 、h3po4 正硫酸鹽、正硫酸鹽、 h2s (黑根、毒害）黑根、毒害） 嫌氣條件嫌氣條件 三、含磷和硫化合物的分解三、含磷和硫化合物的分解 四、四、 植物殘體植物殘體(dead plant part)的分解和轉(zhuǎn)化的分解和轉(zhuǎn)化 可溶性有機化合物以及部分類似有機物進入土壤后的可溶性有機化合物以及部分類似有機物進入土壤后的 頭幾個月頭幾個月很快礦化很快礦化 。殘留在土壤中的木質(zhì)素、蠟質(zhì)以及。殘留在土壤中的木質(zhì)素、蠟質(zhì)以

14、及 第一階段未被礦化的植物殘體碳相對緩慢分解。第一階段未被礦化的植物殘體碳相對緩慢分解。 五、五、 土壤腐殖物質(zhì)土壤腐殖物質(zhì)(humic substances)的分解和轉(zhuǎn)化的分解和轉(zhuǎn)化 腐殖質(zhì)經(jīng)過腐殖質(zhì)經(jīng)過物理化學(xué)作用物理化學(xué)作用和和生物降解生物降解，使其芳香結(jié)構(gòu)核心與其，使其芳香結(jié)構(gòu)核心與其 復(fù)合的簡單有機物復(fù)合的簡單有機物分離分離，或是整個復(fù)合體，或是整個復(fù)合體解體解體。 釋放的簡單有機物質(zhì)被分解（礦化）、轉(zhuǎn)化，酚類聚合物被氧釋放的簡單有機物質(zhì)被分解（礦化）、轉(zhuǎn)化，酚類聚合物被氧 化。被釋放的芳香族化合物（如酚類）參與新腐殖質(zhì)的形成?；１会尫诺姆枷阕寤衔铮ㄈ绶宇悾﹨⑴c新腐殖質(zhì)的形成。

15、有機質(zhì)的礦化率：有機質(zhì)的礦化率：土壤有機質(zhì)每年礦質(zhì)化作用損失的量占土壤有機質(zhì)每年礦質(zhì)化作用損失的量占 土壤有機質(zhì)總量的百分數(shù)。土壤有機質(zhì)總量的百分數(shù)。 礦化率一般在礦化率一般在1%3%。由于土壤有機質(zhì)的礦化率與有由于土壤有機質(zhì)的礦化率與有 機氮的礦化率同步，因而可通過測定土壤有機氮的礦化率來機氮的礦化率同步，因而可通過測定土壤有機氮的礦化率來 代表有機質(zhì)的礦化率。代表有機質(zhì)的礦化率。 有機質(zhì)礦化結(jié)果有機質(zhì)礦化結(jié)果：為植物和土壤微生物提供養(yǎng)分為植物和土壤微生物提供養(yǎng)分 及活動能量；及活動能量； 為合成腐殖質(zhì)提供物質(zhì)能源。為合成腐殖質(zhì)提供物質(zhì)能源。 六、影響土壤有機質(zhì)轉(zhuǎn)化的因素六、影響土壤有機質(zhì)轉(zhuǎn)

16、化的因素 1、植物有機殘體的特性（內(nèi)在性質(zhì)）、植物有機殘體的特性（內(nèi)在性質(zhì)） (1)物理狀態(tài)：物理狀態(tài)：多汁、幼嫩殘體，粉碎殘體易于分解（秸稈還多汁、幼嫩殘體，粉碎殘體易于分解（秸稈還 田注意粉碎）。田注意粉碎）。 (2)化學(xué)性質(zhì)（有機組分）化學(xué)性質(zhì)（有機組分） 糖類、淀粉、蛋白質(zhì)等易分解；木質(zhì)素、纖維素、脂蠟質(zhì)糖類、淀粉、蛋白質(zhì)等易分解；木質(zhì)素、纖維素、脂蠟質(zhì) 、單寧等難分解；半纖維素、果膠介于中間。、單寧等難分解；半纖維素、果膠介于中間。 富含蛋白質(zhì)的殘體利于礦化；富含木質(zhì)素的殘體利于生成富含蛋白質(zhì)的殘體利于礦化；富含木質(zhì)素的殘體利于生成 腐殖物質(zhì)。腐殖物質(zhì)。 使用富含木質(zhì)素的有機肥，生成

17、腐殖質(zhì)較多，改土效果好使用富含木質(zhì)素的有機肥，生成腐殖質(zhì)較多，改土效果好 （豬糞與牛糞的改土區(qū)別）。（豬糞與牛糞的改土區(qū)別）。 豬糞：豬糞：豬糞質(zhì)地較細密，氨化細菌較多，豬糞質(zhì)地較細密，氨化細菌較多，易分解，肥效快，利易分解，肥效快，利 于形成腐殖質(zhì)，改土作用好于形成腐殖質(zhì)，改土作用好。豬糞肥性柔和，后勁足，屬溫。豬糞肥性柔和，后勁足，屬溫 性肥料。適于各種農(nóng)作物和土壤、腐熟后的豬糞可用于稻田性肥料。適于各種農(nóng)作物和土壤、腐熟后的豬糞可用于稻田 ，也可用于旱土，也可用于旱土，可作基肥使用，也可作追肥使用可作基肥使用，也可作追肥使用。 牛糞：牛糞：牛糞質(zhì)地細密，含水量高，牛糞質(zhì)地細密，含水量高，

18、通氣性差，腐熟緩慢，肥效通氣性差，腐熟緩慢，肥效 遲緩遲緩，發(fā)酵溫度低，屬冷性肥料。為加速分解，可將鮮牛糞，發(fā)酵溫度低，屬冷性肥料。為加速分解，可將鮮牛糞 稍加曬干，再加馬糞或羊糞混合堆漚，可得疏松優(yōu)質(zhì)的肥料稍加曬干，再加馬糞或羊糞混合堆漚，可得疏松優(yōu)質(zhì)的肥料 。如混入鈣鎂磷肥或磷礦粉，肥料質(zhì)量更高。牛糞中碳素含。如混入鈣鎂磷肥或磷礦粉，肥料質(zhì)量更高。牛糞中碳素含 量高、氮素含量低，量高、氮素含量低，碳氮比大碳氮比大，施用時要注意配合使用速效，施用時要注意配合使用速效 氮肥。氮肥。牛糞一般只作基肥使用牛糞一般只作基肥使用。 (3)植物殘體的碳氮比（植物殘體的碳氮比（c/n） 土壤微生物的土壤微

19、生物的c/n比值平均為比值平均為8:1，即吸收，即吸收1份份n需要需要8份份c， 但微生物代謝的但微生物代謝的c只有只有1/3進入微生物細胞，其余的以進入微生物細胞，其余的以co2釋釋 放因此，微生物同化放因此，微生物同化1份份n到體內(nèi)，須要約到體內(nèi)，須要約24份的份的c。 當有機殘體的當有機殘體的c/n25:1時，其時，其n源不足，須從土壤中吸收無源不足，須從土壤中吸收無 機機n來補充（氮的生物固定），造成與植物對來補充（氮的生物固定），造成與植物對n源的暫時性源的暫時性 競爭，有機質(zhì)分解慢。競爭，有機質(zhì)分解慢。 當有機質(zhì)當有機質(zhì)c/n降至降至25:1以下，分解加快，同時釋放出無機以下，分解

20、加快，同時釋放出無機n。 植物殘體植物殘體c/n變化大，禾本科秸桿變化大，禾本科秸桿c/n多大于多大于30:1。施用。施用 水稻、玉米、麥類等高水稻、玉米、麥類等高c/n秸桿，分解初期應(yīng)避免氮秸桿，分解初期應(yīng)避免氮 的的“生物固定生物固定”。方法是：。方法是： 1）堆腐一段時期再施用堆腐一段時期再施用； 2）配施適量氮化肥配施適量氮化肥（一般秸桿（一般秸桿300-400kg/mu，配施，配施 n 3-4kg/畝）畝） 。 氮因素值：氮因素值：100克有機質(zhì)分解時固定無機氮的克數(shù)?？擞袡C質(zhì)分解時固定無機氮的克數(shù)。 激發(fā)作用激發(fā)作用* * *（ priming effect)priming eff

21、ect)：土壤土壤 中加入新鮮有機物質(zhì)會促進土壤原有中加入新鮮有機物質(zhì)會促進土壤原有 有機質(zhì)的降解，這種礦化作用稱之有機質(zhì)的降解，這種礦化作用稱之激激 發(fā)作用發(fā)作用。 激發(fā)效應(yīng)可以是激發(fā)效應(yīng)可以是正正、也可以是也可以是負。負。 2.土壤環(huán)境條件（微生物活動條件）土壤環(huán)境條件（微生物活動條件） (1)土壤溫度土壤溫度(temperature) 2535條件下，條件下，m活動最為旺盛，利于活動最為旺盛，利于om礦質(zhì)化礦質(zhì)化 分解，提供作物所需養(yǎng)分。分解，提供作物所需養(yǎng)分。 (2)土壤濕度和通氣狀況土壤濕度和通氣狀況(soil humidity and aeration status) 要求水分充足

22、而通氣良好。要求水分充足而通氣良好。 水少氣多水少氣多:好氣好氣, m活動旺盛活動旺盛,om礦質(zhì)化分解礦質(zhì)化分解,釋放養(yǎng)分釋放養(yǎng)分 水多氣少水多氣少:嫌氣嫌氣, m活動受抑制活動受抑制, om腐殖化合成腐殖質(zhì)腐殖化合成腐殖質(zhì) 最適水氣狀況為：即田間持水量的最適水氣狀況為：即田間持水量的6080%，按土水勢按土水勢-300- 1000hpa（百帕）或（百帕）或mbar（毫巴）。（毫巴）。 干濕交替干濕交替(wetting and drying cycle)有利于有機質(zhì)的分解與轉(zhuǎn)化。有利于有機質(zhì)的分解與轉(zhuǎn)化。 (3)土壤土壤ph 細菌最適細菌最適ph 6.57.5，放線菌稍高，真菌較低。，放線菌稍

23、高，真菌較低。 ph 低于低于5.5，高于，高于8.5，一般微生物都不太適宜。，一般微生物都不太適宜。 (4)質(zhì)地質(zhì)地 ：質(zhì)地愈粘重，愈難分解，腐殖化系數(shù)愈高。：質(zhì)地愈粘重，愈難分解，腐殖化系數(shù)愈高。 (5)其它條件其它條件：土壤鹽濃度低于：土壤鹽濃度低于0.2%，無重金屬污染等。，無重金屬污染等。 第三節(jié)第三節(jié) 土壤腐殖物質(zhì)的形成和性質(zhì)土壤腐殖物質(zhì)的形成和性質(zhì) 一、土壤腐殖質(zhì)形成一、土壤腐殖質(zhì)形成 （一）腐殖化作用（一）腐殖化作用(humification) 腐殖質(zhì)腐殖質(zhì)(humus) ：土壤腐殖質(zhì)是土壤中一類性質(zhì)穩(wěn)定，成：土壤腐殖質(zhì)是土壤中一類性質(zhì)穩(wěn)定，成 分、結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜的高分子化合物。

24、分、結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜的高分子化合物。 腐殖化作用腐殖化作用(humification)：進入土壤中的有機質(zhì)：進入土壤中的有機質(zhì)又重新合又重新合 成成腐殖質(zhì)的過程。腐殖質(zhì)的過程。 腐殖化過程也就是有機碳從一種有機碳形式轉(zhuǎn)化為另一種腐殖化過程也就是有機碳從一種有機碳形式轉(zhuǎn)化為另一種 有機碳形式，也叫有機碳形式，也叫有機碳的周轉(zhuǎn)有機碳的周轉(zhuǎn)。它是一種極端復(fù)雜的。它是一種極端復(fù)雜的 生物過程。生物過程。 土壤腐殖質(zhì)形成途徑土壤腐殖質(zhì)形成途徑 （二）土壤腐殖化過程（二）土壤腐殖化過程-腐殖質(zhì)的形成過程（假說階段）腐殖質(zhì)的形成過程（假說階段） 腐殖化過程是以微生物為主導(dǎo)的生物和生化過程，還有一腐殖化過程是以微

25、生物為主導(dǎo)的生物和生化過程，還有一 些純化學(xué)過程。些純化學(xué)過程。 有機質(zhì)的形成分為兩個階段：有機質(zhì)的形成分為兩個階段： 第一階段：第一階段：分解階段分解階段：有機殘體降解產(chǎn)生有機殘體降解產(chǎn)生產(chǎn)生了合成腐殖產(chǎn)生了合成腐殖 質(zhì)質(zhì)原始材料原始材料： （1）芳香核：主要由）芳香核：主要由木質(zhì)素降解所產(chǎn)生木質(zhì)素降解所產(chǎn)生。 酚類氧化成醌所產(chǎn)生。酚類氧化成醌所產(chǎn)生。 （2）支鏈化合物：一些含氮的有機化合物，如氨基酸、肽）支鏈化合物：一些含氮的有機化合物，如氨基酸、肽 類等。類等。 第二階段：第二階段：合成階段合成階段：將分解轉(zhuǎn)化的基本材料在微生物作：將分解轉(zhuǎn)化的基本材料在微生物作 用下經(jīng)過縮合和聚合合成結(jié)

26、構(gòu)復(fù)雜的腐殖質(zhì)。用下經(jīng)過縮合和聚合合成結(jié)構(gòu)復(fù)雜的腐殖質(zhì)。 多元酚理論多元酚理論 （較為盛行）（較為盛行） （三）（三）腐殖化系數(shù)腐殖化系數(shù)（humification coecient）：單位重量的）：單位重量的 有機碳有機碳在土壤中在土壤中分解一年后殘留的碳量分解一年后殘留的碳量。與有機殘體的。與有機殘體的 木質(zhì)素木質(zhì)素含量呈正相關(guān)。含量呈正相關(guān)。 土壤腐殖物質(zhì)分解速率小，周轉(zhuǎn)速度慢（年周轉(zhuǎn)量為土壤腐殖物質(zhì)分解速率小，周轉(zhuǎn)速度慢（年周轉(zhuǎn)量為 1.1%），從而能較長時間維持土壤有機質(zhì)水平。），從而能較長時間維持土壤有機質(zhì)水平。 富里酸（富里酸（fulvic acid）的）的c14年齡年齡0500

27、年；年； 胡敏酸（胡敏酸（humic acid）的）的c14年齡年齡10002500年；年； 胡敏素（胡敏素（humin）平均）平均c14年齡在年齡在1000年以上。年以上。 二、土壤腐殖質(zhì)二、土壤腐殖質(zhì)- -粘土礦物復(fù)合體粘土礦物復(fù)合體 游離態(tài)游離態(tài) 很少很少 結(jié)合態(tài)結(jié)合態(tài) 占絕大多數(shù)占絕大多數(shù) 腐殖質(zhì)腐殖質(zhì) 有機質(zhì)與粘粒礦物和陽離子結(jié)合，形成有機質(zhì)與粘粒礦物和陽離子結(jié)合，形成有機無機復(fù)合體有機無機復(fù)合體； 52-98%的土壤有機質(zhì)集中在粘粒部分的土壤有機質(zhì)集中在粘粒部分。 粘土礦物粘土礦物- -腐殖質(zhì)復(fù)合體腐殖質(zhì)復(fù)合體 土壤土壤 用稀堿用稀堿 （naoh） 去除了動植物去除了動植物 殘體細

28、土樣殘體細土樣 溶液溶液 （可溶性腐質(zhì)物質(zhì)）（可溶性腐質(zhì)物質(zhì)） humic acids 黑色殘余物黑色殘余物 黑腐素黑腐素 （胡敏素）（胡敏素） humin 酸化酸化 （hcl） 黃色溶液黃色溶液 （黃腐酸、富啡酸（黃腐酸、富啡酸 富里酸）富里酸） fulvic acid，fa 褐色沉淀褐色沉淀 褐腐酸褐腐酸 胡敏酸胡敏酸 humic acid，ha 用乙醇用乙醇 溶解溶解 溶解溶解 吉瑪多吉瑪多 美朗酸美朗酸 堿溶后加電堿溶后加電 解質(zhì)解質(zhì)nacl 沉淀沉淀 灰色腐殖酸灰色腐殖酸 溶液溶液 棕色腐殖酸棕色腐殖酸 水浮選、手挑、靜水浮選、手挑、靜 電吸附或采用比重電吸附或采用比重 1.8或或2

29、.0重液浮選重液浮選 （輕組）（輕組） 三、土壤腐殖酸的分組三、土壤腐殖酸的分組 四、土壤腐殖酸的性質(zhì)四、土壤腐殖酸的性質(zhì) 1. 物理性質(zhì)物理性質(zhì)(physical property) (1) 分子量、形狀、顏色分子量、形狀、顏色 a、分子量分子量：很大，幾至幾百萬。分子量大小與單體和聚合度有關(guān)。很大，幾至幾百萬。分子量大小與單體和聚合度有關(guān)。 humin ha fa。 b、形狀形狀：短棒形，短棒形，疏松多孔，似海棉疏松多孔，似海棉；比表面積遠比粘土礦物和金；比表面積遠比粘土礦物和金 屬氧化物的大。屬氧化物的大。 c、顏色顏色：分子量愈大，顏色愈深（分子量愈大，顏色愈深（ha分子量大，褐色；分

30、子量大，褐色；fa 分子量分子量 小，呈淡黃色）小，呈淡黃色） a、溶解性溶解性(dissolution) fa:水水（呈強酸性反應(yīng)）、（呈強酸性反應(yīng)）、酸、堿都可溶酸、堿都可溶（它的一切鹽類（它的一切鹽類 都能溶于水）都能溶于水）； ha:水和酸不溶，堿可溶（一價金屬離子的鹽類易水和酸不溶，堿可溶（一價金屬離子的鹽類易 溶于水，兩價離子的鹽類難溶于水，三價離子的鹽類不溶于水，兩價離子的鹽類難溶于水，三價離子的鹽類不 溶于水）；溶于水）； humin:水、酸、堿都不溶。水、酸、堿都不溶。 (2) 溶解性與吸水性溶解性與吸水性 b、吸水性吸水性 親水膠體親水膠體，吸水能力是硅酸鹽粘土礦物的，吸水

31、能力是硅酸鹽粘土礦物的4-5倍，最大倍，最大 吸水量可達其重量的吸水量可達其重量的500%。 2. 化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)(chemical property) (1) 元素組成元素組成(elementary composition) c、h、o、n、p、s為主，為主，及少量及少量ca、mg、fe、si等等 灰分。灰分。 含含c量為量為55 60%，平均，平均58%，100/581.724（實驗測（實驗測 定土壤有機質(zhì)時，測出含定土壤有機質(zhì)時，測出含c量后量后1.724即得土壤有機質(zhì)含即得土壤有機質(zhì)含 量量om%c% 1.724） c:n:p:s100:10:1:1120:10:1:1 (c/n為為

32、10:112:1) (2) 功能團功能團(functional group) 含有含有羧基羧基、醇羥基、羰基、醇基、氨基、醇羥基、羰基、醇基、氨基及酚羥基等多種及酚羥基等多種 功能團功能團 功能團的解離導(dǎo)致腐殖酸帶電。如：功能團的解離導(dǎo)致腐殖酸帶電。如： rcooh rcoo h roh ro h 腐殖酸總酸度：羧基和酚羥基的總量。總酸度越大，分子活性越強。 一般較高的總酸度意味著有較高的陽離子交換量和絡(luò)合容量。 (3) 帶電性帶電性 由于含多種官能團，官能團發(fā)生解離，在一般土壤由于含多種官能團，官能團發(fā)生解離，在一般土壤ph條條 件下帶負電荷，從而可吸附其它陽離子（件下帶負電荷，從而可吸附其

33、它陽離子（有機質(zhì)保肥性的機有機質(zhì)保肥性的機 制所在制所在）。）。 腐殖酸的陽離子吸附量腐殖酸的陽離子吸附量5001200cmol(+)/kg，遠高于硅酸，遠高于硅酸 鹽粘土礦物。鹽粘土礦物。 (4) 腐殖酸具弱酸特征腐殖酸具弱酸特征 能能緩沖酸、堿；緩沖酸、堿； 與與ca2+、fe3+、al3+及鐵、鋁氧化物及鐵、鋁氧化物絡(luò)合（螯合）絡(luò)合（螯合）形成復(fù)形成復(fù) 合體。合體。 3. 分子結(jié)構(gòu)特征分子結(jié)構(gòu)特征(character of molecular structure) 由由脂肪族脂肪族和和芳香族芳香族結(jié)構(gòu)組成分聚合而成的，分子結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)組成分聚合而成的，分子結(jié)構(gòu) 極其復(fù)雜的極其復(fù)雜的有機高分子

34、化合物有機高分子化合物。 單體中有芳核結(jié)構(gòu)物質(zhì)，芳核上有多種取代基。單體中有芳核結(jié)構(gòu)物質(zhì)，芳核上有多種取代基。 4.4.腐殖酸的絡(luò)合性腐殖酸的絡(luò)合性 絡(luò)合物的穩(wěn)定性隨絡(luò)合物的穩(wěn)定性隨phph值的升高而增大。值的升高而增大。 在在ph4.8ph4.8時能與時能與fefe、alal、caca等離子形成可溶性絡(luò)等離子形成可溶性絡(luò) 合物，但在中性或堿性條件下會產(chǎn)生沉淀。合物，但在中性或堿性條件下會產(chǎn)生沉淀。 5.腐殖質(zhì)的穩(wěn)定性與變異性腐殖質(zhì)的穩(wěn)定性與變異性 （1）穩(wěn)定性）穩(wěn)定性 在溫帶條件下，一般植物殘體的在溫帶條件下，一般植物殘體的半分解周期半分解周期少于少于3個月，個月， 植物殘體形成的新的有機質(zhì)

35、的植物殘體形成的新的有機質(zhì)的半分解期半分解期為為4.7-9年，而胡年，而胡 敏酸的敏酸的平均停留平均停留時間為時間為780-3000年，富里酸的年，富里酸的平均停留平均停留為為 200-630年。年。 （2）腐殖質(zhì)的變異性）腐殖質(zhì)的變異性 ha/fa值值*：表示胡敏酸與富里酸含量的比值。是表示胡敏酸與富里酸含量的比值。是 表示土壤腐殖質(zhì)成份變異的指標之一表示土壤腐殖質(zhì)成份變異的指標之一。 一般我國一般我國北方北方的土壤，特別干旱區(qū)與半干旱區(qū)的土壤的土壤，特別干旱區(qū)與半干旱區(qū)的土壤 腐殖質(zhì)以胡敏酸為主，腐殖質(zhì)以胡敏酸為主，ha/fa比大于比大于1.0 而在溫暖潮濕的而在溫暖潮濕的南方南方的酸性土

36、壤中，土壤中以富里酸的酸性土壤中，土壤中以富里酸 為主，為主，ha/fa比一般小于比一般小于1. 在同一地區(qū)，在同一地區(qū)，水稻土水稻土的腐殖質(zhì)的的腐殖質(zhì)的ha/fa 比比大于旱地。大于旱地。 在同一地區(qū)，在同一地區(qū)，熟化程度高熟化程度高的土壤的的土壤的ha/fa比較高。比較高。 第四節(jié)第四節(jié) 土壤有機質(zhì)的作用及管理土壤有機質(zhì)的作用及管理 （一）（一） 提供植物養(yǎng)分提供植物養(yǎng)分 有機質(zhì)有機質(zhì)養(yǎng)分完全，養(yǎng)分完全，是植物吸收是植物吸收c、n、p、s和微量元素的主要來源和微量元素的主要來源 ，且且肥效穩(wěn)而持久肥效穩(wěn)而持久。 土壤每年釋放的土壤每年釋放的co2達達1.351011噸，相當于陸地植物的需要

37、量；噸，相當于陸地植物的需要量； 植物所需養(yǎng)分中植物所需養(yǎng)分中 n 95%以上，以上，p 20-50% ，s 38-94%是由有機質(zhì)分是由有機質(zhì)分 解供給的解供給的促進有機物質(zhì)礦質(zhì)化。促進有機物質(zhì)礦質(zhì)化。 其他營養(yǎng)：其他營養(yǎng)：k、na、ca、mg、s、fe、si等營養(yǎng)元素。等營養(yǎng)元素。 一、一、 土壤有機質(zhì)在土壤肥力方面的作用土壤有機質(zhì)在土壤肥力方面的作用 （二）（二） 促進養(yǎng)分有效化促進養(yǎng)分有效化(effectuation) om礦質(zhì)化和腐殖化過程中產(chǎn)生的礦質(zhì)化和腐殖化過程中產(chǎn)生的有機酸和腐殖酸，有機酸和腐殖酸， 增加土壤中礦質(zhì)養(yǎng)分的溶解度；增加土壤中礦質(zhì)養(yǎng)分的溶解度； 有機酸和富啡酸有機酸

38、和富啡酸絡(luò)合絡(luò)合某些金屬離子（如某些金屬離子（如fe），使其保留），使其保留 于土壤溶液中不致沉淀，而提高其有效度。同時于土壤溶液中不致沉淀，而提高其有效度。同時減少金減少金 屬離子對屬離子對p的固定，提高的固定，提高p的有效性。的有效性。 通過絡(luò)合，減輕強酸性土的鐵、鋁毒害。通過絡(luò)合，減輕強酸性土的鐵、鋁毒害。 （三）改善土壤肥力特性（三）改善土壤肥力特性 1、物理性質(zhì)、物理性質(zhì)： 促進良好結(jié)構(gòu)體形成促進良好結(jié)構(gòu)體形成 (膠結(jié)劑膠結(jié)劑-胡敏酸胡敏酸多糖）多糖） 降低土壤粘性、粘著性、脹縮性和可塑性，改善土壤耕性；降低土壤粘性、粘著性、脹縮性和可塑性，改善土壤耕性； 降低土壤砂性，提高保蓄性；

39、降低土壤砂性，提高保蓄性； 促進土壤升溫。機理如下促進土壤升溫。機理如下 1. 進入土壤的植物組織，每千克干物質(zhì)大約有進入土壤的植物組織，每千克干物質(zhì)大約有16.745220.9320kj的的 熱。含有機熱。含有機4%土壤每英畝耕層土壤有機物質(zhì)潛能為土壤每英畝耕層土壤有機物質(zhì)潛能為6.28109 6.9888109kj;相當于相當于2050噸無煙煤熱量。（土壤參與了能量的傳噸無煙煤熱量。（土壤參與了能量的傳 遞）應(yīng)用實例：保護地蔬菜育秧和越冬遞）應(yīng)用實例：保護地蔬菜育秧和越冬 2.腐殖質(zhì)黑色有利于吸熱增溫腐殖質(zhì)黑色有利于吸熱增溫 3.導(dǎo)熱性較大導(dǎo)熱性較大 （1）影響土壤的表面性質(zhì)）影響土壤的表

40、面性質(zhì) （2）影響土壤的電荷性質(zhì)）影響土壤的電荷性質(zhì) 可變電荷可變電荷 （3）影響土壤）影響土壤保肥性保肥性 （4）影響土壤的絡(luò)合性質(zhì)）影響土壤的絡(luò)合性質(zhì) （5）影響土壤）影響土壤緩沖性緩沖性（弱酸和弱酸鹽）（弱酸和弱酸鹽） 3、生物性質(zhì)、生物性質(zhì)(腐殖酸被認為是一種生理活性物質(zhì)腐殖酸被認為是一種生理活性物質(zhì)) （1）影響根系的生長）影響根系的生長 （2）影響植物的抗旱性）影響植物的抗旱性(增強了細胞滲透性和刺激根系下增強了細胞滲透性和刺激根系下 扎）扎） （3）影響植物的物質(zhì)合成與運輸）影響植物的物質(zhì)合成與運輸 （4）藥用作用。）藥用作用。 不良作用：有機物質(zhì)分解的中間產(chǎn)物如各種有機酸的毒害

41、問題不良作用：有機物質(zhì)分解的中間產(chǎn)物如各種有機酸的毒害問題 應(yīng)當注意應(yīng)當注意 二、有機質(zhì)在生態(tài)環(huán)境上的作用二、有機質(zhì)在生態(tài)環(huán)境上的作用 （一）有機質(zhì)對重金屬污染的影響（一）有機質(zhì)對重金屬污染的影響 (1)絡(luò)合作用絡(luò)合作用 形成不溶性的螯合物，阻滯其在土壤中的遷移形成不溶性的螯合物，阻滯其在土壤中的遷移 和向水體轉(zhuǎn)移，減輕重金屬和向水體轉(zhuǎn)移，減輕重金屬(heavymetal)污染。例如，胡污染。例如，胡 敏酸對金屬離子的鍵合總?cè)萘繛槊羲釋饘匐x子的鍵合總?cè)萘繛?00600mol/g。 (2)腐殖酸通過腐殖酸通過絡(luò)合和還原作用絡(luò)合和還原作用影響重金屬離子的存在形態(tài)影響重金屬離子的存在形態(tài) 。胡敏酸

42、將有毒的。胡敏酸將有毒的cr 6+還原為還原為cr 3+ ，并與之形成穩(wěn)定的螯，并與之形成穩(wěn)定的螯 合物而限制動植物對其吸收。合物而限制動植物對其吸收。 (3)腐殖酸對礦物有一定腐殖酸對礦物有一定溶解作用溶解作用。 （二）（二） 有機質(zhì)對農(nóng)藥等有機污染物的固定作用有機質(zhì)對農(nóng)藥等有機污染物的固定作用 腐殖質(zhì)中的腐殖酸可腐殖質(zhì)中的腐殖酸可溶解、吸附溶解、吸附農(nóng)藥，如農(nóng)藥，如ddt易溶于易溶于 ha；富啡酸能增加農(nóng)藥從土壤向地下水的遷移。從而富啡酸能增加農(nóng)藥從土壤向地下水的遷移。從而 降低或消除農(nóng)藥的殘留及毒害降低或消除農(nóng)藥的殘留及毒害(toxicity of pesticide residue)

43、（三）土壤有機質(zhì)對全球碳平衡的影響（三）土壤有機質(zhì)對全球碳平衡的影響 土壤有機質(zhì)是全球碳平衡的土壤有機質(zhì)是全球碳平衡的重要碳庫重要碳庫。全球土壤有機質(zhì)。全球土壤有機質(zhì) 的總碳量大約是陸地生物總碳量的的總碳量大約是陸地生物總碳量的2.53倍。倍。 每年土壤有機質(zhì)生物分解（呼吸作用）向大氣釋放每年土壤有機質(zhì)生物分解（呼吸作用）向大氣釋放co2 的總碳量遠遠高于焚燒燃料釋放的碳量。的總碳量遠遠高于焚燒燃料釋放的碳量。 土壤有機質(zhì)水平的不斷下降，對全球氣候變化的影響將土壤有機質(zhì)水平的不斷下降，對全球氣候變化的影響將 不亞于人類活動向大氣排放不亞于人類活動向大氣排放co2的影響。的影響。 （四）對環(huán)境不

44、良影響（四）對環(huán)境不良影響 還原氣體的產(chǎn)生還原氣體的產(chǎn)生 ch4、h2s等等 一個碳原子的旅程一個碳原子的旅程 據(jù)據(jù)garrels等（等（1975)計算：計算： 在大氣圈中停留在大氣圈中停留4年；年； 在生物圈中停留在生物圈中停留11年；年； 在海洋上層水域停留在海洋上層水域停留385年；年； 在深海中停留在深海中停留10萬年；萬年； 在地殼中停留在地殼中停留3.42108 三、土壤有機質(zhì)的管理三、土壤有機質(zhì)的管理 土壤有機質(zhì)（碳）的動態(tài)平衡土壤有機質(zhì)（碳）的動態(tài)平衡 土壤有機質(zhì)含土壤有機質(zhì)含 量并非可以無量并非可以無 限提高，在穩(wěn)限提高，在穩(wěn) 定的生態(tài)系統(tǒng)定的生態(tài)系統(tǒng) 中最終達到一中最終達到

45、一 個穩(wěn)定值。個穩(wěn)定值。 $如何提高土壤有機質(zhì)含量？如何提高土壤有機質(zhì)含量？ 1 1、堅持兩個原則、堅持兩個原則 平衡原則平衡原則 經(jīng)濟原則經(jīng)濟原則 2.2.提高有機質(zhì)含量的措施提高有機質(zhì)含量的措施 （1) 1)合理耕作制度（退化或熟化）合理耕作制度（退化或熟化） 合理的耕作制度可促進土壤有機質(zhì)含量的提高并維持較高合理的耕作制度可促進土壤有機質(zhì)含量的提高并維持較高 的水平。的水平。 主要的有機肥源包括：主要的有機肥源包括： 綠肥、糞肥、廄肥、堆肥、漚肥、餅肥、蠶沙、魚綠肥、糞肥、廄肥、堆肥、漚肥、餅肥、蠶沙、魚 肥、河泥、塘泥肥、河泥、塘泥、 有機、無機肥料配合施用有機、無機肥料配合施用 （2

46、 2）施用有機肥）施用有機肥 （3 3）種植綠肥）種植綠肥 田菁田菁 紫云英紫云英 紫花苜蓿等紫花苜蓿等 休閑綠肥、套作綠肥休閑綠肥、套作綠肥 養(yǎng)用結(jié)合：因地制宜、充分用地、積極養(yǎng)地、養(yǎng)用結(jié)合養(yǎng)用結(jié)合：因地制宜、充分用地、積極養(yǎng)地、養(yǎng)用結(jié)合 （4 4）秸稈還田）秸稈還田 要注意秸稈的要注意秸稈的c/n比、破碎度、埋壓深度以及土壤墑情、比、破碎度、埋壓深度以及土壤墑情、 播種期遠近、化肥施用量等播種期遠近、化肥施用量等 什么叫有機農(nóng)業(yè)？什么叫有機農(nóng)業(yè)？ 歐洲把有機農(nóng)業(yè)描述為，一種通過使用歐洲把有機農(nóng)業(yè)描述為，一種通過使用有機肥料和適當?shù)母饔袡C肥料和適當?shù)母?和養(yǎng)殖措施和養(yǎng)殖措施，以達到提高土

47、壤的長效肥力的系統(tǒng)。有機農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，以達到提高土壤的長效肥力的系統(tǒng)。有機農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中 仍然可以使用有限的礦物物質(zhì)，但仍然可以使用有限的礦物物質(zhì)，但不允許使用化學(xué)肥料不允許使用化學(xué)肥料。通過自然。通過自然 的方法而不是通過化學(xué)物質(zhì)控制雜草和病蟲害。的方法而不是通過化學(xué)物質(zhì)控制雜草和病蟲害。 “ “有機農(nóng)業(yè)有機農(nóng)業(yè)”是指遵照有機農(nóng)業(yè)生產(chǎn)指標，在生產(chǎn)中是指遵照有機農(nóng)業(yè)生產(chǎn)指標，在生產(chǎn)中不采用基不采用基 因工程獲得的生物及其產(chǎn)物，不使用化學(xué)合成的農(nóng)藥、化肥、生長因工程獲得的生物及其產(chǎn)物，不使用化學(xué)合成的農(nóng)藥、化肥、生長 調(diào)節(jié)劑、飼料添加劑等物質(zhì)調(diào)節(jié)劑、飼料添加劑等物質(zhì)，而是遵循自然規(guī)律和生物學(xué)原理，協(xié)，

48、而是遵循自然規(guī)律和生物學(xué)原理，協(xié) 調(diào)種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的平衡調(diào)種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的平衡 ，采用一系列可持續(xù)發(fā)展的農(nóng)業(yè)技術(shù)，采用一系列可持續(xù)發(fā)展的農(nóng)業(yè)技術(shù)， 維持持續(xù)穩(wěn)定的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程。維持持續(xù)穩(wěn)定的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程。 ( (一一) )基本概念基本概念 ( ( 二）問答題二）問答題 1. 土壤有機質(zhì)土壤有機質(zhì) 2.土壤腐殖質(zhì)、腐殖酸土壤腐殖質(zhì)、腐殖酸 3. 礦化作礦化作 用用 4. 腐殖化作用腐殖化作用 1. 1. 什么叫土壤有機質(zhì)什么叫土壤有機質(zhì)? ?包括哪些形態(tài)包括哪些形態(tài)? ?其中哪種最重要其中哪種最重要? ? 2. 2. 增加土壤有機質(zhì)的方法有哪些增加土壤有機質(zhì)的方法有哪些? ?你認為最有效是哪種你

49、認為最有效是哪種? ? 3. 3. 敘述土壤有機質(zhì)在土壤肥力上的意義和作用敘述土壤有機質(zhì)在土壤肥力上的意義和作用? ? 4. 4. 水田的腐殖質(zhì)含量一般比旱地高水田的腐殖質(zhì)含量一般比旱地高? ?為什么為什么? ? 5. 5. 影響土壤有機質(zhì)轉(zhuǎn)化的條件是什么影響土壤有機質(zhì)轉(zhuǎn)化的條件是什么? ?其中最主要的條件是哪一其中最主要的條件是哪一 種種? ?為什么為什么? ? 6. c/n6. c/n意義意義 重點掌握重點掌握 掌握土壤有機質(zhì)與土壤腐殖質(zhì)概念，二者有何異同。掌握土壤有機質(zhì)與土壤腐殖質(zhì)概念，二者有何異同。 掌握碳水化合物、含掌握碳水化合物、含nn化合物的轉(zhuǎn)化過程及產(chǎn)物，重點掌握化合物的轉(zhuǎn)化過

50、程及產(chǎn)物，重點掌握 影響轉(zhuǎn)化因素中的影響轉(zhuǎn)化因素中的c/nc/n的詳細內(nèi)容和基本原理。的詳細內(nèi)容和基本原理。 掌握土壤有機質(zhì)對土壤肥力、農(nóng)作物產(chǎn)量、品質(zhì)以及環(huán)境掌握土壤有機質(zhì)對土壤肥力、農(nóng)作物產(chǎn)量、品質(zhì)以及環(huán)境 保護所產(chǎn)生的影響。保護所產(chǎn)生的影響。 了解提高土壤有機質(zhì)的原則和途徑，以及為什么一再強調(diào)了解提高土壤有機質(zhì)的原則和途徑，以及為什么一再強調(diào) 增施有機肥，以培肥土壤的科學(xué)道理。增施有機肥，以培肥土壤的科學(xué)道理。 (soil organism) 微生物微生物 微生物與植物的共生體微生物與植物的共生體 原生動物原生動物 大型動物大型動物 土壤生物的種類土壤生物的種類 一、一、 土壤微生物土壤

51、微生物 土壤微生物土壤微生物(soil microorganisms)是指生活是指生活在土壤中借在土壤中借 用光學(xué)顯微鏡才能看到的微小生物。用光學(xué)顯微鏡才能看到的微小生物。 土壤微生物參與土壤物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程，在土壤形成和發(fā)土壤微生物參與土壤物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程，在土壤形成和發(fā) 育、土壤肥力演變、養(yǎng)分有效化和有毒物質(zhì)降解等方面育、土壤肥力演變、養(yǎng)分有效化和有毒物質(zhì)降解等方面 起著重要作用。起著重要作用。 1 3 2 4 圖圖1：古細菌（產(chǎn)甲烷菌）：古細菌（產(chǎn)甲烷菌） 圖圖2：細菌（金黃色葡萄球菌）：細菌（金黃色葡萄球菌） 圖圖3：真菌（青霉菌）：真菌（青霉菌） 圖圖4 ：病毒（：病毒（t4噬菌體）噬菌體）

52、 （一）土壤微生物種群的類型（一）土壤微生物種群的類型 節(jié)桿菌屬（節(jié)桿菌屬（arthrobacter） 芽孢桿菌屬（芽孢桿菌屬（bacillus） 假單胞菌屬（假單胞菌屬（pseudomonas） 土壤桿菌屬（土壤桿菌屬（agrobacterium） 產(chǎn)堿桿菌屬（產(chǎn)堿桿菌屬（alcaligenes） 黃桿菌屬（黃桿菌屬（flavobacterium） 1.1.原核微生物原核微生物( (procaryotes) ) (1)(1)古細菌古細菌( (archaea) ) (2)(2)細菌細菌 ( (bacteria) ) (3)放線菌放線菌(actinomyces) (4)藍細菌（藍細菌（cyano

53、bacterium）是光合微生物，行光能）是光合微生物，行光能 無機營養(yǎng)，過去稱為藍（綠）藻，由于原核特征現(xiàn)改無機營養(yǎng)，過去稱為藍（綠）藻，由于原核特征現(xiàn)改 稱為藍細菌，與真核藻類區(qū)分開來。稱為藍細菌，與真核藻類區(qū)分開來。 (5)粘細菌粘細菌(myxomycota) 土壤細菌土壤細菌 土壤細菌是一類單細胞、無完整細胞核的生物。它占土壤微生物土壤細菌是一類單細胞、無完整細胞核的生物。它占土壤微生物 總數(shù)的總數(shù)的70%-90%。 細菌的基本形態(tài)有：細菌的基本形態(tài)有：球狀、桿狀球狀、桿狀和和螺旋狀。螺旋狀。 土壤細菌常見屬有：節(jié)桿土壤細菌常見屬有：節(jié)桿 菌屬、芽孢桿菌屬、假單胞菌屬、芽孢桿菌屬、假單

54、胞 菌屬、土壤桿菌屬、產(chǎn)堿桿菌屬、土壤桿菌屬、產(chǎn)堿桿 菌屬和黃桿菌屬。菌屬和黃桿菌屬。 土壤中的細菌生理群：土壤中的細菌生理群： 纖維分解細菌纖維分解細菌 好氣纖維分解細菌好氣纖維分解細菌 主要有生孢噬纖維菌屬、噬纖維菌屬、多主要有生孢噬纖維菌屬、噬纖維菌屬、多 囊菌屬和鐮狀纖維菌屬（要求最適溫度為囊菌屬和鐮狀纖維菌屬（要求最適溫度為22-30，通氣良好），通氣良好） 嫌氣纖維分解細菌嫌氣纖維分解細菌 主要是好熱性嫌氣纖維分解芽孢細菌，包主要是好熱性嫌氣纖維分解芽孢細菌，包 括熱纖梭菌、溶解梭菌及高溫溶解梭菌等。好熱性纖維分解菌括熱纖梭菌、溶解梭菌及高溫溶解梭菌等。好熱性纖維分解菌 活動適宜溫

55、度達活動適宜溫度達60-65，最高活動溫度可達，最高活動溫度可達80。 生態(tài)習(xí)性生態(tài)習(xí)性：纖維分解細菌適宜中性至微堿性環(huán)境，在酸性土壤中纖纖維分解細菌適宜中性至微堿性環(huán)境，在酸性土壤中纖 維素分解菌活性明顯減弱維素分解菌活性明顯減弱；纖維分解細菌的活動也受到分解物料纖維分解細菌的活動也受到分解物料 c/n的影響。的影響。 c/n 固氮細菌固氮細菌 自生固氮細菌自生固氮細菌 共生固氮細菌共生固氮細菌 自生固氮細菌自生固氮細菌是指獨自生活時能將分子態(tài)氮還原成氨，是指獨自生活時能將分子態(tài)氮還原成氨， 并營養(yǎng)自給的細菌類群。并營養(yǎng)自給的細菌類群。 主要有好氣性、嫌氣性和兼性三種。主要有好氣性、嫌氣性和

56、兼性三種。 共生固氮細菌共生固氮細菌是指兩種生物相互依存生活在一起時，是指兩種生物相互依存生活在一起時， 由固氮微生物進行固氮的作用。由固氮微生物進行固氮的作用。 固氮菌固氮菌 根瘤菌根瘤菌與豆科植物的共生固氮作用最為重要。與豆科植物的共生固氮作用最為重要。 根瘤菌根瘤菌是指與豆科植物共生，形成根瘤，能固定大氣中分子是指與豆科植物共生，形成根瘤，能固定大氣中分子 態(tài)氮，向植物提供氮營養(yǎng)的一類桿狀細菌。態(tài)氮，向植物提供氮營養(yǎng)的一類桿狀細菌。 根瘤根瘤 根瘤菌根瘤菌 根瘤菌與豆科植物形成根瘤可分根瘤菌與豆科植物形成根瘤可分 為兩個階段：為兩個階段： 侵染土壤階段侵染土壤階段根瘤形成階段根瘤形成階段

57、 氨化細菌氨化細菌 微生物分解含氮有機化合物釋放氨的過程稱為微生物分解含氮有機化合物釋放氨的過程稱為氨化過程氨化過程 含氮有機含氮有機 化合物化合物 多肽、氨基酸等多肽、氨基酸等 簡單含氮化合物簡單含氮化合物 nh3 生態(tài)習(xí)性：生態(tài)習(xí)性：最適土壤含水量最適土壤含水量為田間持水量的為田間持水量的50%75%； 最適溫度最適溫度為為2535；適宜適宜ph為中性環(huán)境。為中性環(huán)境。 物料物料c/n比對氨化細菌活動強度和氨化過程的影響比對氨化細菌活動強度和氨化過程的影響 硝化細菌硝化細菌 微生物氧化氨為硝酸并從中獲得能量的過程稱為微生物氧化氨為硝酸并從中獲得能量的過程稱為硝化過程硝化過程 生態(tài)習(xí)性：生態(tài)

58、習(xí)性：屬化能無機營養(yǎng)型，適宜在屬化能無機營養(yǎng)型，適宜在ph6.68.8或更高的范圍內(nèi)或更高的范圍內(nèi) 生活；好氣性細菌；最適溫度為生活；好氣性細菌；最適溫度為30。 nh3 亞硝酸亞硝酸 亞硝酸細菌亞硝酸細菌 硝酸硝酸 硝酸細菌硝酸細菌 參與硝化過程的土壤參與硝化過程的土壤 微生物為微生物為硝化細菌硝化細菌 反硝化細菌反硝化細菌 微生物將硝酸鹽還原為還原態(tài)含氮化合物或微生物將硝酸鹽還原為還原態(tài)含氮化合物或 分子態(tài)氮的過程稱分子態(tài)氮的過程稱反硝化過程反硝化過程 生態(tài)習(xí)性：生態(tài)習(xí)性：最適最適ph值為值為68；最適溫度為；最適溫度為25。 由微生物推動由微生物推動 的氮素循環(huán)的氮素循環(huán) 2.真核微生物

59、真核微生物(eukaryotic microorganisms) 真菌真菌(eumycota) 藻類藻類(alga) 地衣地衣( (lichens) ) 3.非細胞型生物即分子生物非細胞型生物即分子生物病毒病毒(virus) 土壤真菌土壤真菌 土壤真菌：土壤真菌：是指生活在土壤中菌體多呈分枝絲狀菌絲體，是指生活在土壤中菌體多呈分枝絲狀菌絲體， 少數(shù)菌絲不發(fā)達或缺乏菌絲的具真正細胞核的一類微生物。少數(shù)菌絲不發(fā)達或缺乏菌絲的具真正細胞核的一類微生物。 生態(tài)習(xí)性：生態(tài)習(xí)性：適宜酸性；好氣性微生物；化能有機營養(yǎng)型適宜酸性；好氣性微生物；化能有機營養(yǎng)型 。 作用：作用：是土壤中糖類、纖維類、果膠和木質(zhì)素

60、等含碳物質(zhì)分解的是土壤中糖類、纖維類、果膠和木質(zhì)素等含碳物質(zhì)分解的 積極參與者。積極參與者。 主要的土壤真菌：主要的土壤真菌：分布最廣的是青霉屬、曲霉屬、木霉屬、鐮刀分布最廣的是青霉屬、曲霉屬、木霉屬、鐮刀 菌屬、毛霉屬和根霉屬。菌屬、毛霉屬和根霉屬。 土壤藻類土壤藻類 土壤藻類土壤藻類是指土壤中的一類單細胞或多細胞、含有各種色素是指土壤中的一類單細胞或多細胞、含有各種色素 的低等植物。的低等植物。 蘇州市河道里的藍藻蘇州市河道里的藍藻 巢湖里的藍藻巢湖里的藍藻 藻類是含葉綠素的低等植物，藻類是含葉綠素的低等植物， 有些能進行光合作用，自身合有些能進行光合作用，自身合 成有機質(zhì)，它們主要生活在