第三章 土壤有機(jī)質(zhì)(soil organicmatter)(共21頁(yè))

1、PAGE PAGE 26第三章 土壤(trng)有機(jī)質(zhì)（soil organicmatter）第一節(jié) 土壤(trng)有機(jī)質(zhì)的來(lái)源和組成 一、土壤(trng)中有機(jī)質(zhì)的來(lái)源：1、主要來(lái)源于植物殘?bào)w和動(dòng)物微生物的遺體2、動(dòng)物的排泄物及微生物和植物根系分泌物及排泄物3、施入土壤中的有機(jī)肥料4、工農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品及生活污水廢物等二、土壤中有機(jī)質(zhì)存在狀態(tài)：1、新鮮有機(jī)物：基本上保持動(dòng)植物殘?bào)w原有狀態(tài)，其中有機(jī)質(zhì)尚未分解。2、半分解有機(jī)物：動(dòng)植物殘?bào)w已被分解，原始狀態(tài)已不復(fù)辨認(rèn)的腐爛物質(zhì)，稱為半分解有機(jī)殘余物。3、腐殖質(zhì)：在微生物作用下，有機(jī)質(zhì)經(jīng)過(guò)分解再合成，形成一種褐色或暗褐色的高分子膠體物質(zhì)，稱為腐殘質(zhì)，

2、腐殘質(zhì)是有機(jī)質(zhì)的主要成分，可以改良土壤理化性質(zhì)，是植物營(yíng)養(yǎng)的主要來(lái)源，是土壤肥力水平高低的重要標(biāo)志。土壤有機(jī)質(zhì)的組成：1、種類：土壤有機(jī)質(zhì)可分為兩大類：一類是活的有機(jī)體，土壤微生物生物量；一類是狹義的土壤有機(jī)質(zhì)，它又分為兩大類，一是未分解或部分分解的動(dòng)植物殘?bào)w，二是腐殖質(zhì)，腐殖質(zhì)又分為兩類，一類是組成有機(jī)體的各種有機(jī)化合物，稱為非腐殖質(zhì)，約占土壤有機(jī)質(zhì)總量的20-30，另一類是稱為腐殖質(zhì)的特殊有機(jī)化合物，包括胡敏酸、胡敏素、富里酸等，它們普遍存在于土壤、腐熟的有機(jī)肥料、各種地面水體的底泥以及煤炭之中。土壤腐殖質(zhì)約占土壤有機(jī)質(zhì)總量的85-90。存在于土壤中的所有含碳的有機(jī)化合物。它主要包括土壤中

3、各種動(dòng)物、植物殘?bào)w，微生物體及其分解和合成的各種有機(jī)化合物。2、組成： 非腐殖質(zhì)是生物殘?bào)w的分解產(chǎn)物，包括以下幾個(gè)部分：（1）碳水化合物：是有機(jī)物的主體，占有機(jī)質(zhì)總量1527，占植物殘?bào)w干重的60。有單糖、雙糖、多糖、寡糖、氨基糖、糖醇、糖酸、甲基化糖等。 包括：a、水溶性糖類和淀粉(dinfn)：廣泛存在，可溶于水，被淋洗流失，在好天氣條件下分解成CO和HO，在厭氣條件下分解產(chǎn)生中間(zhngjin)產(chǎn)物H、CH等。 B、纖維素和半纖維素：植物細(xì)胞壁的主要成分，在植物殘?bào)w中含量最高，兩者均不溶于水，但在土壤(trng)微生物作用下緩慢分解。土壤多糖是土壤m(xù)的主要能源，同時(shí)易被粘粒礦物吸附或與

4、K、Mg、Al、Cu、Zn、Fe、Mn等金屬離子形成絡(luò)合物，從而使難溶陰離子釋放，或與腐殖質(zhì)結(jié)合，因此多糖還是形成土壤結(jié)構(gòu)的良好膠結(jié)劑。（2）、含N化合物：主要是蛋白質(zhì)，是構(gòu)成原生質(zhì)和細(xì)胞核的主要成分，占植物殘?bào)w的115，平均10。土壤中95的N素是以有機(jī)態(tài)N素存在的，主要是氨基酸、蛋白質(zhì)和含N的雜環(huán)化合物。蛋白質(zhì)、氨基酸易被分解。土壤中各種狀態(tài)的含N有機(jī)物的穩(wěn)定性是不同的，它們的分解速率的大小順序是：新鮮植物殘?bào)w生物體吸附在膠體上的微生物代謝產(chǎn)物和細(xì)胞壁的成分成熟的極其穩(wěn)定的腐殖質(zhì)。N素在剖面上一般隨深度而降低，但NHN則隨深度而升高（因水解液下滲引起的）。含N化合物在土壤中易被m分解。（3

5、）、脂肪、蠟質(zhì)、樹(shù)脂、單寧：這類物質(zhì)除單寧外不溶于水，除脂肪外分解慢，極難分解，在厭氣條件下進(jìn)行瀝青化過(guò)程。脂肪（種子、果實(shí)），蠟質(zhì)（種皮、外果皮、葉表面），單寧（ 柳、粟的皮層） 樹(shù)脂（當(dāng)針葉樹(shù)皮受傷而溢流出來(lái)的油脂中含有樹(shù)脂，溶于香精油中）（4）木素、木栓質(zhì)、角質(zhì)。較難分解，能在土壤中長(zhǎng)期保存。木素（木質(zhì)部）。木栓質(zhì)、角質(zhì)（植物保護(hù)組織中，如樹(shù)皮、孢子、花粉的內(nèi)膜等）。 分解(fnji)由易到難順序：葡萄糖半纖維素纖維素木素。（5）、有機(jī)(yuj)磷和有機(jī)化合物：含量少，主要(zhyo)是核酸，肌醇磷和磷脂、氨基酸。（6）、灰分物質(zhì)：植物殘?bào)w燃燒后所留下的灰稱為灰分物質(zhì)，約占5，樹(shù)木的木質(zhì)

6、部和苔蘚類灰分含量最低，僅占12，樹(shù)木的葉子和皮層含量45，草本植物達(dá)1012，最多可達(dá)15。它因植物種類、樹(shù)木年齡、土壤類型不同而不同。主要元素：Cu、Mg、K、Na、Si、P、S、Fe、Al、Mn、Cl。微量元素：I、Zn、B、F。上述幾類成分的含量，不同種類植物差異很大，高等植物（尤其木本）富含纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等物質(zhì)，而低等植物和細(xì)菌多含蛋白質(zhì)類物質(zhì)。木素、纖維素和半纖維素的元素組成有機(jī)質(zhì)類別組成元素木素（）纖維素（）半纖維素（）碳 （C）氫 （H）氧 （O）62 695 6.526 39.544.46.249.445.46.148.5（引自北京林業(yè)大學(xué)主編土壤學(xué)1981）不同植

7、物、器官中蛋白質(zhì)含量（） 針葉、闊葉3.5 9.2苔蘚4.5 8.0禾木科植物莖桿3.5 4.7全球土壤0100cm和015cm土層中有機(jī)碳的含量土綱面積（103km2）0100cm土層中的有機(jī)碳015cm土層中有機(jī)碳Mg/hm2 總量1015g 占全球%范圍（） 代表值（）新成土始成土有機(jī)土暗色土變性土旱成土軟土灰化土淋溶土老成土氧化土其它14921215801745255232873174354804878182831133011772764499.148 9 163 352 222045 357 23306 78 558 19 135 110 7131 73 5146 71 569 12

8、7 893 105 7101 119 824 18 10.06 6.0 0.06 6.0 12 57 471.2 10 60.5 1.8 0.90.1 1.0 0.60.9 4.0 2.41.5 5.0 2.00.5 3.8 1.40.9 3.3 1.40.9 3.0 2.0總計(jì)1352151576 100（引自黃昌勇土壤學(xué)2002年）第二節(jié)土壤(trng)有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化土壤有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化(zhunhu)過(guò)程：土壤是生態(tài)系統(tǒng)中能量交流和物質(zhì)循環(huán)的庫(kù)，在這個(gè)庫(kù)中土壤微生物是有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化的重要驅(qū)動(dòng)力，土壤微生物包括細(xì)菌、放線菌、真菌、藻類和原生動(dòng)物等五種重要的微生物類群，它們?cè)诓煌瑮l件下分解轉(zhuǎn)化各種有機(jī)

9、化合物，尤其對(duì)腐殖質(zhì)的合成起著主導(dǎo)作用，土壤動(dòng)物對(duì)有機(jī)質(zhì)分解也起著積極作用，它們對(duì)有機(jī)殘?bào)w進(jìn)行粉碎、攪動(dòng)和搬運(yùn)，并與土壤充分混合，為微生物分解創(chuàng)造有利條件，例如每公頃土壤中蚯蚓的數(shù)量可達(dá)30-500萬(wàn)條，據(jù)日本飯?zhí)锔狙芯?ynji)，一條蚯蚓一天內(nèi)能吃掉與其體重等量的食物，同時(shí)排出食物重量的一半的糞粒，另有資料表明，被蚯蚓改造的有機(jī)質(zhì)可達(dá)1000公斤/公頃年以上。有機(jī)殘?bào)w進(jìn)入(jnr)土壤以后，在以土壤微生物為主導(dǎo)的各種作用綜合影響下，向著兩個(gè)方面轉(zhuǎn)化：（一）、礦質(zhì)化過(guò)程：mineralization 礦化作用m 將復(fù)雜(fz)的有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)楹?jiǎn)單的有機(jī)化合物，最后變成簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物CO、HO、

10、NH4+、H、HPO、SO，同時(shí)釋放出礦質(zhì)養(yǎng)料(ynglio)和能量的過(guò)程。有機(jī)質(zhì)的礦質(zhì)化過(guò)程分為化學(xué)的、活動(dòng)物的及微生物的三種1、化學(xué)轉(zhuǎn)化過(guò)程：水的淋溶作用：降水（降雨和降雪等）將有機(jī)質(zhì)中可溶性物質(zhì)洗出，包括簡(jiǎn)單的糖、有機(jī)酸及其鹽類、氨基酸、蛋白質(zhì)及無(wú)機(jī)鹽等。森林下的下滲水可將地表有機(jī)質(zhì)中的可溶性物質(zhì)帶至地下供植物根部吸收。酶的作用：水解酶的活性變化與有機(jī)質(zhì)分解過(guò)程強(qiáng)度相關(guān)，而氧化酶的活性變化與有機(jī)質(zhì)再合成（腐殖化）過(guò)程相關(guān)（東北紅松林的研究）。來(lái)源于：高等植物的根所分泌及落入土壤的動(dòng)植物殘?bào)w所帶入土壤m(xù)的生命活動(dòng)及其自溶結(jié)果。2、活動(dòng)物的轉(zhuǎn)化過(guò)程：機(jī)械的動(dòng)物將植物或其殘余物碎解，或?qū)⒅参餁?/p>

11、體進(jìn)行機(jī)械的搬運(yùn)及與土粒混合，均可促使其更易被微生物分解?；瘜W(xué)的、通過(guò)動(dòng)物、昆蟲等吞食植物殘余物，未被吸收的部分，經(jīng)過(guò)腸道，以排泄物或糞便的形式排到體外，在腸道內(nèi)因與土粒充分?jǐn)嚭?，更易于?xì)菌分解。據(jù)報(bào)導(dǎo)：蚯蚓在這方面的作用最大。3、微生物的轉(zhuǎn)化過(guò)程：（最主要積極的作用）碳水化合物的分解：淀粉、纖維素等多糖在好氣條件下，在細(xì)菌和真菌作用下水解成單糖(dn tn)，在酵母菌作用下產(chǎn)生乙醇，乙醇在醋酸細(xì)菌作用下，產(chǎn)生醋酸和水，最終醋酸氧化成二氧化碳和水。糖類在好氧條件下分解速度快，不易積累中間產(chǎn)物，分解的最終產(chǎn)物是二氧化碳和水，并釋放出大量(dling)熱能。在厭氧條件下，有機(jī)質(zhì)分解慢，有大量中間產(chǎn)

12、物積累，并產(chǎn)生氫、甲烷等還原性物質(zhì)，如葡萄糖在厭氧條件下分解，最常見(jiàn)的有丁酸發(fā)酵和甲烷發(fā)酵。 （CHO） + nHO nCHO CO+HO+能量(nngling) 單糖 厭氣有機(jī)酸類（如丁酸） 甲烷、氫氣等（2）、含N有機(jī)化合物的分解：土壤中含氮有機(jī)物主要有蛋白、核酸、植素、磷脂、腐殖質(zhì)等。a、水解作用：蛋白質(zhì)多肽肽氨基酸 仍不能被植物吸收利用。b、氨化作用：氨基酸在氨化細(xì)菌的作用下，氨基脫離，產(chǎn)生氨的作用。 R-CH-NHCOOH + O R-COCOOH + NH 氧化脫氨基 R-CH-NHCOOH + H R-CHCOOH + NH 還原脫氨基 R-CH-NHCOOH +HO R-CH-

13、OHCOOH + NH或者R-CHOH + NH + CO水解脫氨基， 氨基酸在多種m及其分泌酶的作用下，進(jìn)一步分解成氨，這種從氨基酸中進(jìn)行脫氨的作用叫做氨化作用。 氨化細(xì)菌在通氣和厭氣條件下，均可活動(dòng)，產(chǎn)生出的氨與酸作用生成的銨鹽，易溶于水，被植物利用或吸附在土壤膠體上，免遭淋洗，氨遇高溫和堿性條件，易揮發(fā)逸失，還有一部分進(jìn)行硝化和反硝化作用。C、硝化作用(zuyng)（nitrification）：氨和銨鹽在硝化細(xì)菌和啞硝細(xì)菌作用下分兩個(gè)階段進(jìn)行，先形成亞硝酸鹽再形成硝酸鹽的過(guò)程。 亞硝化(xio hu)階段：2NH + O2HNO + 2HO + 能量(nngling)硝化階段： HNO

14、NO+ 能量是在好氣條件進(jìn)行。 T2535C，相對(duì)持水量4070，通氣良好。 在中性及微堿性產(chǎn)生硝酸量最大，森林土壤PH5.0,土壤中硝酸鹽含量通常很低,而積累的銨鹽卻比較高. 當(dāng)土壤中存在大量可溶性有機(jī)質(zhì)和高濃度鹽分時(shí),也會(huì)抑制硝化細(xì)菌的活動(dòng).為了促進(jìn)它們的活動(dòng)，在土壤中應(yīng)該保持一定數(shù)量的石灰性物質(zhì)。 在酸性土壤上生長(zhǎng)的針葉樹(shù)及其苗木，比較容易吸收銨態(tài)氮；而生長(zhǎng)在鈣質(zhì)土壤上的闊葉樹(shù)，則需要較多的硝酸鹽。因此，維持適于氨化及硝化的土壤條件，對(duì)于保證林木N素營(yíng)養(yǎng)是很重要的。 （NO鹽毒性大，但NONO速度大于NHNO，所以NO累積少）。D、反硝化作用：在厭氣條件下，尤其當(dāng)土壤中含有較多的有機(jī)質(zhì)時(shí)

15、，硝酸鹽在反硝化細(xì)菌的作用下，轉(zhuǎn)變成還原態(tài)含N化合物或分子態(tài)N，該過(guò)程稱反硝化作用。NO-HNO、NO、 N等 這個(gè)過(guò)程在酸性土壤中發(fā)生較多，在中性或微堿性的潮濕土壤中，氨多被還原成分子態(tài)氮，氮?dú)庖菔г斐傻負(fù)p失，反硝化作用對(duì)低濕泥濘土壤上的林木和幼苗，可能引起生長(zhǎng)不良和表現(xiàn)出缺氮的黃化癥狀。（3）、含磷、含S有機(jī)(yuj)化合物的轉(zhuǎn)化： 含P有機(jī)化合物的轉(zhuǎn)化：表層土有占含P 2550的P是以有機(jī)P狀態(tài)存在的，有核蛋白、核酸(h sun)、磷脂、核素等，這些物質(zhì)在多種腐生性m作用下，分解(fnji)的最終產(chǎn)物為正磷酸及其鹽類，可供林木吸收利用。含P化合物在P細(xì)菌作用下，經(jīng)水解產(chǎn)物磷酸。核蛋白核

16、素核酸有機(jī)堿 + HPONH + CO+HO卵磷脂甘油磷酸脂甘油 + HPO + 脂肪酸 + 有機(jī)堿CO+HO NH+ CO+ HO在厭氣條件下，磷酸 亞磷酸 磷化氫含S有機(jī)化合物分解：含S蛋白質(zhì)，胱氨酸等。在好氣條件下，含S有機(jī)化合物會(huì)經(jīng)m腐解 硫化氫 硫酸 HS含S蛋白質(zhì) 含S氨基酸 HS2HS + O 2S + 2HO + 528KJ2S + 2HO + 3O 2HSO + 1231KJ（4）、脂肪、單寧、樹(shù)脂的轉(zhuǎn)化：脂肪在m分泌的脂肪酶的作用下，分解為甘油和脂肪酸。甘油比較容易被分解成為CO和HO，而長(zhǎng)鏈的脂肪酸則較難分解，只有在通氣很好的條件下，在多種m共同作用下，才能分解成CO和H

17、O，并釋放一定的能量。單寧在真菌作用下可分解成葡萄糖和 沒(méi)食子酸，葡萄糖先氧化成簡(jiǎn)單的有機(jī)酸，最后分解成CO和水，沒(méi)食子酸則較難分解。一般情況下，單寧分解速度緩慢而又不徹底，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生一些酸性物質(zhì)。樹(shù)脂更不易分解，只有在氧氣充足的條件下，經(jīng)多種m作用，才能分解成有機(jī)酸、碳?xì)浠衔锖痛碱?。在嫌氣條件下樹(shù)脂分解速度更慢。在厭氧條件下樹(shù)脂更難分解而聚合成土壤瀝青。A.木質(zhì)素的分解：木質(zhì)素是一類成分(chng fn)和結(jié)構(gòu)都極為復(fù)雜的有機(jī)化合物，也是最不易分解的有機(jī)成分。但都含有芳香核，以多聚體的形式存在于植物組織中。在好氧條件下，主要通過(guò)真菌和放線菌的作用，進(jìn)行氧化和脫水。再逐漸降解，降解的中間產(chǎn)物

18、可參與腐殖質(zhì)的形成，在厭氧條件下，木質(zhì)素分解極慢，所以在沼澤泥炭地中大量累積木質(zhì)素。B.土壤中碳的循環(huán)(xnhun)：碳素在土壤內(nèi)外的種種變化的總稱為碳的循環(huán)。碳是一切有機(jī)質(zhì)的共有成分，也是構(gòu)成生物系統(tǒng)的骨架。碳通過(guò)光合作用進(jìn)入生物圈，又通過(guò)呼吸作用而離去，由此而完成一個(gè)循環(huán)。礦質(zhì)化全過(guò)程分兩個(gè)(lin )階段完成：第一階段：有機(jī)質(zhì)分解階段，即有機(jī)質(zhì)在m分泌的體外酶的作用下，逐步降解，將大分子有機(jī)物降解成為小分子有機(jī)物。例：蛋白質(zhì) 多肽 肽 氨基酸。第二階段：在第一階段分解產(chǎn)生的簡(jiǎn)單有機(jī)化合物（氨基酸、單糖等），被m吸收入體內(nèi)，一部分供建造m自身軀體之用，大部分被氧化成為最終的分解產(chǎn)物，在氧化

19、過(guò)程中，微生物獲得其生命活動(dòng)所必需的能量。條件：要求T適宜2535，小于5和大于55，則停止活動(dòng)。水分適中，為最大水量的4070。一般要求好氣條件，礦質(zhì)速度快，有機(jī)質(zhì)消失得也快，釋放養(yǎng)分也快。礦質(zhì)化作用為腐殖化作用提供原料。（二）、腐殖化過(guò)程：（humification 腐殖化作用）1、概念：m將有機(jī)質(zhì)礦質(zhì)化過(guò)程中形成的中間產(chǎn)物合成為比較復(fù)雜的有機(jī)化合物（腐殖質(zhì)）的過(guò)程 。 腐殖化過(guò)程有別于土壤有機(jī)質(zhì)主要是分解作用，它包括合成和分解兩個(gè)作用，屬動(dòng)力學(xué)過(guò)程，主要是在嫌氣條件下進(jìn)行的。一般認(rèn)為腐殖化過(guò)程是一個(gè)氧化過(guò)程，胡敏酸的羧基含量將隨腐殖化程度的增加而升高。黑土的羧基醇羥基；紅壤則是醇羥基羧基

20、酚羥基。黑土的腐殖化程度顯然比紅壤的高。2、過(guò)程(guchng)：腐質(zhì)化過(guò)程是一系列極復(fù)雜的過(guò)程，以m起主導(dǎo)作用的生化過(guò)程為主，腐殖質(zhì)的形成(xngchng)分為兩個(gè)階段。第一階段：m將有機(jī)殘?bào)w分解轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單(jindn)的有機(jī)化合物，一部分經(jīng)礦質(zhì)化作用轉(zhuǎn)化為最終產(chǎn)物（CO、HS、NH等）。在轉(zhuǎn)化過(guò)程中，諸如木質(zhì)素等成分，由于結(jié)構(gòu)相當(dāng)穩(wěn)定，不易徹底分解，從而保留其原來(lái)芳核結(jié)構(gòu)的降解產(chǎn)物，同時(shí)，m本身的生命活動(dòng)又產(chǎn)生再合成物和代謝產(chǎn)物，其中有芳香族化合物（多元酚），含N化合物（氨基酸或肽）和糖類等物質(zhì)，這些是構(gòu)成腐殖質(zhì)分子的基本成分。第二階段：在m作用下，各組成成分，主要是芳香族物質(zhì)和含N化合物

21、，縮合成腐殖質(zhì)單體分子。在這個(gè)過(guò)程中，m起著重要作用，首先是由許多m群分泌的酚氧化酶，將多元酚氧化成醌，然后再與含N化合物縮合成腐殖質(zhì)。 腐殖質(zhì)主要由三部分構(gòu)成：芳香族核、含N化合物、碳水化合物。 （土壤有機(jī)質(zhì)是由芳香核多聚體、多糖、氨基酸、糖醛酸多聚體和各類有機(jī)磷化合物等組成的不均勻的混合物，分為非腐殖質(zhì)和腐殖質(zhì)兩大類）二、影響(yngxing)有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化的因子：由于(yuy)m在有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程(guchng)中所起作用最大，凡影響m活動(dòng)的因素都會(huì)影響有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化 。1、有機(jī)殘?bào)w的化學(xué)組成及C/N、C/P、C/S比土壤中有機(jī)殘?bào)w由醣和簡(jiǎn)單的蛋白質(zhì)粗蛋白質(zhì)半纖維素木質(zhì)素及脂、蠟等組成（分解順序

22、由易難）如針葉林中的枯枝落葉和稻草、玉米桿等含木質(zhì)素、脂、蠟等難分解組分高，它的礦化作用通常較難、較慢，而對(duì)腐殖化作用較有利。又如豆科綠肥，含醣和蛋白質(zhì)較高，其礦質(zhì)化作用較易，較快，而不利于生成腐殖質(zhì)。有機(jī)殘?bào)w的轉(zhuǎn)化還受本身C/N比的影響。C/N比就是有機(jī)質(zhì)中碳素與N素的總量之比，它的大小因植物殘?bào)w的種類和老嫩程度而異。如老蒿稈C/N6585：1，青草C/N為2545：1。幼嫩豆科綠肥1520：1。一般植物殘?bào)wC/N比為40：1。m分解有機(jī)殘?bào)w時(shí)，氧化大部分的碳水化合物以獲得能量，并利用一部分碳（約為總碳的1/5）建造自己的軀體，故同時(shí)還需要一定數(shù)量的N素（微生物細(xì)胞的C/N在410：1范圍內(nèi)

23、）m分解有機(jī)殘?bào)w時(shí)，要求C/N比要適宜，才能保證m的生命活動(dòng)，如果N素不足，m就從土壤中攝取無(wú)機(jī)N或通過(guò)抑制本身的生長(zhǎng)，降低對(duì)N素需求。 一般m分解25份C素就需要同化1份N素，所以有機(jī)殘?bào)w的C/N為25時(shí)最有利于它的分解，C/N比也高，m就會(huì)感覺(jué)到缺N，有機(jī)質(zhì)的分解速度就要緩慢甚至停頓下來(lái)，同時(shí)腐殖化學(xué)數(shù)也變小。（通常把每克有機(jī)物（干重）分解轉(zhuǎn)化成腐殖質(zhì)的克數(shù)（干重）稱為腐殖化學(xué)數(shù)）。2、有機(jī)殘?bào)w的物理狀況：多汁幼嫩的綠肥(lfi)比干枯的綠肥較易分解。粉碎了的植物殘?bào)w比未粉碎的較易分解，特別是C/N大，枯老的有機(jī)殘?bào)w更是如此。由于粉碎后，暴露的表面積增大，與外界作用的機(jī)會(huì)(j hu)增多；

24、另一方面由于粉碎，把包裹在殘?bào)w中外面的抗m作用的木質(zhì)素、臘質(zhì)等物質(zhì)弄開(kāi)了，使得植物殘?bào)w中的其它成分更易受到酶或其他(qt)因素的作用，加快了腐的過(guò)程。3、土壤水、熱狀況：m生存和分解有機(jī)質(zhì)需要一定的水分和溫度，一般m生活的最適T2035，水分相對(duì)持水量4070，在這種條件下，m活動(dòng)能力量強(qiáng)，有機(jī)質(zhì)分解強(qiáng)度也最大。土壤溫度和溫度低于或高于上述最適點(diǎn)時(shí)，都會(huì)減弱有梵質(zhì)的分解強(qiáng)度。 溫度和濕度中，誰(shuí)偏離最適點(diǎn)，誰(shuí)就成為制約有機(jī)質(zhì)分解強(qiáng)度的限制因素。4、土壤通氣狀況： 在通氣條件下，好氣性細(xì)菌和真菌活躍，有機(jī)物分解迅速，可完全礦質(zhì)化。在嫌氣條件下，嫌氣細(xì)菌活躍，有機(jī)物進(jìn)行嫌氣性分解，分解速度緩慢，而且

25、分解不完全，產(chǎn)生中間產(chǎn)物，并釋放出還原態(tài)物質(zhì)H、HS、CH。 要有適量的腐殖質(zhì)累積，就要求有適量的通氣狀況，一般非毛管孔隙不能10，腐殖化過(guò)程主要是在嫌氣條件、好氣條件交替作用下進(jìn)行的，水熱穩(wěn)勻時(shí)，腐殖質(zhì)易積累；在好氣條件下，腐殖質(zhì)易礦化，所形成的腐殖質(zhì)難于積累。5、土壤pH：細(xì)菌pH57，易形成胡敏酸型腐殖質(zhì)?；钚詮?qiáng)時(shí)是在6.5-7.5中性附近。pH 78.5 效線菌活動(dòng)性強(qiáng)。pH 36 真菌活動(dòng)，易產(chǎn)生富里酸型腐殖質(zhì)。6、礦質(zhì)養(yǎng)分：m生活要求有一定的養(yǎng)分，若養(yǎng)分供應(yīng)缺乏，m生命弱，分解慢，如砂土，反之，分解快。7、人為活動(dòng)：通過(guò)人為措施影響(yngxing)土壤理化性質(zhì)，影響m活動(dòng)通過(guò)(t

26、nggu)灌排等調(diào)節(jié)土壤通透性影響m活動(dòng)，改善(gishn)土壤結(jié)構(gòu)等等。若C/N比太大，可施一些速效N肥，促進(jìn)分解三、土壤腐殖質(zhì)：（soil humus）腐殖質(zhì)是有機(jī)質(zhì)經(jīng)微生物徹底分解轉(zhuǎn)化后重新合成的一類暗色、含氮、芳香性結(jié)構(gòu)的酸性高分子化合物。由于腐殖質(zhì)本身不是單一的化合物，其主體是腐殖質(zhì)和它的鹽類，一般占85-90%。其余為一些簡(jiǎn)單化合物，如多糖類。氨基酸和簡(jiǎn)單化合物合稱為腐殖質(zhì)，而把各種腐殖酸合稱為腐殖物質(zhì)。1、概念：是除未分解和半分解動(dòng)、植物殘?bào)w及微生物體以外的有機(jī)物質(zhì)的總稱。2、腐殖質(zhì)的形成過(guò)程：一般認(rèn)為腐殖質(zhì)是微生物參與的生物化學(xué)過(guò)程的特殊產(chǎn)物。它可以分為兩個(gè)階段:第一階段：產(chǎn)生

27、構(gòu)成腐殖質(zhì)的原始材料。有些成分結(jié)構(gòu)穩(wěn)定難于徹底分解，只能部分降解而保留原來(lái)的芳核結(jié)構(gòu)單位，同時(shí)微生物在生命活動(dòng)中通過(guò)代謝和合成作用也會(huì)產(chǎn)生芳香族化合物和含氮化合物，于是上述所產(chǎn)生的多元酚、醌化合物、肽、氨基酸等都是構(gòu)成腐殖質(zhì)的重要原材料。第二階段：是將上述形成的原材料通過(guò)某種化合機(jī)制（包括縮合等多種酶促反應(yīng)和可能產(chǎn)生的純化學(xué)反應(yīng)）合成為復(fù)雜的腐殖質(zhì)，可分為下面兩步：由許多微生物群分泌的酶將多元酚氧化為醌醌與氨基酸或肽縮合形成腐殖質(zhì)單體分子，腐殖質(zhì)單體分子可以進(jìn)一步聚合成腐殖質(zhì)。3、腐殖質(zhì)分組： 根據(jù)腐殖質(zhì)在酸、堿溶液中的表現(xiàn)，把腐殖質(zhì)分為：（1）、胡敏素：（亦稱黑腐素），色黑，不溶于堿，亦不溶

28、于水，是胡敏酸的同素異物體（也有人認(rèn)為它是胡敏酸一類的物質(zhì)）只是分子量較小，而且與礦質(zhì)部分緊密結(jié)合。（2）、胡敏酸組（亦稱褐腐酸）（3）、富里酸組（亦稱黃腐酸）4、腐殖質(zhì)的性質(zhì) 胡敏酸組 富里酸組分子量較大（平均5000100000），縮合(suh)程度 既溶于水又溶于酸，分子量小（約2000高，酸性較富里酸弱呈酸性，呈褐色，含多種 9000），縮合(suh)程度小，解離度比胡敏酸官能團(tuán)，CEC高為300500cmol(+)/kg上， 大，使之呈強(qiáng)酸性(sun xn)，呈黃色，CEC小。胡敏酸2價(jià)以上的鹽不溶于水，在土壤中形成 富里酸一價(jià)、二價(jià)、三價(jià)鹽都可溶于水，水穩(wěn)定性團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)土壤的吸

29、收性能和 能利用強(qiáng)酸性腐蝕礦物，促進(jìn)未分解的保持養(yǎng)分的能力。 能溶于堿。 礦物分解，在土壤中遷移能力更強(qiáng)。冷暖適中的暖濕帶，有利于胡敏酸的形成。 （比胡敏酸有更多的羧基，較多的氫及氧原子，但碳原子較少）。胡敏酸的碳、氮含量高于富里酸，而氧和硫的含量低于富里酸。胡敏酸含酚羥基較富里酸多，而富里酸的羧基含量比胡敏酸多，羧基和酚羥基的總是稱為腐殖酸總酸度，富里酸的總酸度比胡敏酸大，一般總酸度大的活性強(qiáng)。以上顏色是指在酸溶液中的顏色。胡敏酸和富里酸，通常共占腐殖酸總量的60以上，且H/F比值是土壤發(fā)生學(xué)與肥力特征的重要指標(biāo)之一，它因成土條件而異。例如：我國(guó)黑鈣土的H/F比值為1.52.5，表示腐殖質(zhì)的

30、成分以胡敏酸為主，從黑鈣土往內(nèi)陸干旱地區(qū)過(guò)渡，土壤H/F比值逐漸減小，漠鈣土的H/F比值下降到0.60.8，由黑往南，H/F比值也逐漸減小，磚紅壤的H/F比值降到0.45以下，腐殖質(zhì)的組成以富里酸為主，氣候過(guò)冷的寒溫帶和濕熱的熱帶均不適于胡敏酸的形成，便H/F比值比較小，冷暖適中的暖溫帶較有利于胡敏酸的形成。棕壤分布在山東、遼東半島，濕潤(rùn)溫暖，H/F比值較大。5、土壤腐殖質(zhì)評(píng)價(jià)：指標(biāo)：（1）H/F：南方(nnfng)山地草甸土和草坡土壤的表土H/F1，闊葉林、毛竹林H/F在0.50.7,杉林土壤H/F在0.4以下. (2)用單位面積(min j)林地一定土層貯存腐殖質(zhì)的絕對(duì)量：W=shdom

31、（3）Aoo層厚度及分解狀況和腐殖質(zhì)層厚，養(yǎng)分的儲(chǔ)量及其釋放速度(sd)與土壤肥力水平相關(guān)。 6、森林土壤腐殖質(zhì)類型：分粗腐殖質(zhì)類型， 軟腐殖質(zhì)類型， 熟腐殖質(zhì)類型。 粗腐殖質(zhì)類型：有L、F、H三個(gè)層次，L、F兩都較厚，超過(guò)1cm，菌絲盤結(jié)，十分緊密，H層與其下部的礦質(zhì)土層過(guò)渡明顯，野外易于識(shí)別。一般在以針葉樹(shù)（如松、云杉等）為主的森林植被下，凋落物中含有較多難于分解的木素、脂、蠟等物質(zhì)，而N素和灰分元素含量較少，再加環(huán)境條件對(duì)有機(jī)持分解不利。這類腐殖質(zhì)常出現(xiàn)在高寒地帶，林內(nèi)陰濕而通氣不良，地溫很低，母質(zhì)粘重，缺乏鹽基，土壤通透性差，更加阻滯凋落物的分解轉(zhuǎn)化，造成大量凋落物在地表聚積，便下層由

32、于分解不完全，而導(dǎo)致有機(jī)酸積累，除真菌以外，其它m和低等動(dòng)物的活動(dòng)都受到抑制。過(guò)量的有機(jī)酸向下淋洗的過(guò)程中，又引起土壤礦物的強(qiáng)烈分解，這類森林土壤死的有機(jī)物殘?bào)w多，形成的腐殖質(zhì)少。腐殖質(zhì)中以富里酸為主，屬?gòu)?qiáng)酸性反應(yīng)，C/N值大，不能使土壤形成良好的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。 軟腐殖質(zhì)類型：為中間類型，L、F、H三個(gè)層。F層?？梢?jiàn) 細(xì)根，厚度較粗腐殖質(zhì)類型薄，下部葉層，可見(jiàn)到有機(jī)質(zhì)與礦物質(zhì)層的機(jī)械混合，但不象A層那是有機(jī)無(wú)機(jī)物質(zhì)融合為一體。常為酸性。軟腐殖質(zhì)類型的突出特點(diǎn)是LF層次終年存在，凋落物分解緩慢的原因可能是：土壤水分缺乏；林分郁閉度大，林內(nèi)陰濕；氣候嚴(yán)寒；土壤通氣不良等，致使土壤m(xù) 和低動(dòng)物的活動(dòng)強(qiáng)度

33、減低，凋落物不能全部分解而聚積于地表。下層則因m分解過(guò)程中產(chǎn)生的有機(jī)酸妨礙細(xì)菌類的活動(dòng)，只有真菌在此層大量生長(zhǎng)，菌絲盤繞穿插于半腐狀態(tài)的有機(jī)質(zhì)中。這一類(y li)的土壤m(xù)和動(dòng)物的活動(dòng)量不甚強(qiáng)，但較粗腐殖質(zhì)類型(lixng)中有機(jī)質(zhì)的分解快。熟腐殖質(zhì)類型(lixng)：L層下直接是含有腐殖質(zhì)的土壤礦質(zhì)層（A1層），有時(shí)由于凋落物層分解速度極快，土壤的A1層上見(jiàn)不到L層，只有在落葉的秋季或冬季才能看到。因此L層的出現(xiàn)呈現(xiàn)季節(jié)性變化，林冠下雖有部分分解的樹(shù)枝及小枝條，但不組成層次，L層下即為具有良好團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的A1層，沒(méi)有H層為中性或微酸性，C/N值較小，酸堿性弱。我國(guó)主要土壤表土中腐殖物質(zhì)的元素組

34、成（無(wú)灰干基）腐殖物質(zhì)胡敏酸HA（）富里酸FA（）范 圍平 均范 圍平 均CHONC/H43.959.63.17.031.341.82.85.97.219.254.74.836.14.211.643.452.64.05.840.149.81.64.38.012.646.54.845.92.89.8中國(guó)自然植被下森林土壤的腐殖質(zhì)組成 土類名稱有機(jī)碳（）占全碳（）胡敏酸/富里酸活性胡敏酸（占胡敏酸總量）備注胡敏酸富里酸棕色針葉林土暗 棕 壤白漿化暗棕壤（森林黑灰土）5.285.246.1019.6025.7228.333.2029.6726.40.590.811.079.1871.05據(jù)東北林院1

35、964棕 壤黃 棕 壤黃 壤紅 壤磚 紅 壤4.371.024.470.543.5026.412.413.26.15.823.628.333.741.930.31.120.440.380.150.1932.773.485.493.1據(jù)中國(guó)土壤1977第三節(jié)土壤有機(jī)質(zhì)的作用(zuyng)及調(diào)節(jié)一、土壤(trng)有機(jī)質(zhì)的作用：1、是植物營(yíng)養(yǎng)(yngyng)的主要來(lái)源。 土壤有機(jī)質(zhì)的N素約占土壤全N量的9095。 有機(jī)質(zhì)所含養(yǎng)分比較全面，含N、P、K、Ca、Mg、S、Fe等主要元素，還含有多種微量元素。2、促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育： 有機(jī)質(zhì)中含有一些激素、抗生素，會(huì)刺激植物生長(zhǎng)，增強(qiáng)植物體的抗性。土壤有機(jī)

36、質(zhì)中的胡敏酸，具有含N雜環(huán)嘌呤和嘧啶，可以提高植物的活性，促進(jìn)植物根的呼吸作用和細(xì)胞的滲透壓，提高植物營(yíng)養(yǎng)吸收能力，促進(jìn)有機(jī)物質(zhì)的積累。土壤有機(jī)質(zhì)，尤以其中胡敏酸，具有芳香族的多元酚官能團(tuán)，可以加強(qiáng)植物呼吸過(guò)程，提高細(xì)胞膜的滲透性，促進(jìn)養(yǎng)分迅速進(jìn)入植物體。 胡敏酸的鈉鹽對(duì)植物根系生長(zhǎng)具有促進(jìn)作用，試驗(yàn)(shyn)結(jié)果證明胡敏酸鈉對(duì)玉米等禾本科植物及草類的根系生長(zhǎng)發(fā)育具有極大的促進(jìn)作用。土壤(trng)有機(jī)質(zhì)中還含有維生素B1 B2、吡醇酸和煙堿(yn jin)酸、激素、異生長(zhǎng)素3、促進(jìn)m活動(dòng)： 土壤m(xù)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)大部分來(lái)源于有機(jī)質(zhì)和腐殖質(zhì)，有機(jī)質(zhì)還是m的生活能源。（如因N菌每分解1g碳水化合物，

37、才能固定13g N）。因此，充足的有機(jī)物質(zhì)，才能發(fā)揮微生物最大效能。4、促進(jìn)無(wú)效P轉(zhuǎn)化和釋放： Ca（PO） + R（COOH）= 2CaHPO + R（CQO）Ca不溶性 弱酸 可溶性 R（COO） + FePO=R（COO）Fe + POAlPO Al 固定態(tài)的P 絡(luò)合物 有效態(tài)從而避免了P的固定，施用P肥可以和有機(jī)肥混合施用，減少了P的固定。5、改善土壤物理性狀； 土壤腐殖質(zhì)膠體具有凝聚作用，膠結(jié)作用促進(jìn)水穩(wěn)定性團(tuán)聚體的形成，使土壤疏松，增加通透性。6、增強(qiáng)土壤的保肥性和緩沖性： 土壤中的有機(jī)膠體具有兩性膠體的作用，可以緩沖土壤的酸堿變化。腐殖質(zhì)是一種有機(jī)膠體，含有多種官能團(tuán)，一COOH

38、，一OH等，它能與土壤溶液中的陽(yáng)離子進(jìn)行交換，保存陽(yáng)離子，提高土壤的保肥能力。7、有機(jī)質(zhì)可減少土壤中農(nóng)藥的殘留量和重金屬毒害。二、土壤有機(jī)質(zhì)的平衡及調(diào)節(jié)途徑：（一）土壤有機(jī)質(zhì)的平衡土壤有機(jī)質(zhì)是土壤肥力的一個(gè)重要(zhngyo)指標(biāo)。土壤有機(jī)質(zhì)的平衡決定于它的年生成量與年礦化量相對(duì)大小土壤有機(jī)質(zhì)的年礦化量計(jì)算：土壤有機(jī)質(zhì)的年礦化率是每年因礦化作用(zuyng)而消耗的有機(jī)質(zhì)的量占土壤有機(jī)質(zhì)總量的百分?jǐn)?shù)。例：1公頃土地表土（0-20厘米）重為2 250 000千克(qink)，土壤有機(jī)碳含量為58%，礦化率為2%，則土壤一年礦化的有機(jī)碳量為Y2250000058%2%或者一畝地表土（0-20厘米）

39、重為150000公斤，土壤有機(jī)碳含量為58%，礦化率為2%，則土壤一年礦化的有機(jī)碳量為Y150000*58%*2%有機(jī)肥形成腐殖質(zhì)量計(jì)算:腐殖質(zhì)化系數(shù)是指單位重量的有機(jī)物質(zhì)碳在土壤中分解一年后的殘留碳量。例：每年（1公頃）一畝地有機(jī)肥的施用量為M公斤碳素，有機(jī)肥的腐殖化系數(shù)為C%，則M公斤有機(jī)肥形成的腐殖質(zhì)量ZMC根茬形成的腐殖質(zhì)量計(jì)算：設(shè)根茬含碳量為D%，作物產(chǎn)量為F，根茬腐殖化系數(shù)為G%，產(chǎn)量與根茬殘留量比值為L(zhǎng)，則一年兩熟作物殘留的根茬形成的腐殖質(zhì)量為SD1G1F1L1+D2G2F2L2當(dāng)作物根茬形成的腐殖質(zhì)量加施肥形成的腐殖質(zhì)量等于土壤有機(jī)碳年礦化量時(shí)，土壤有機(jī)質(zhì)處于平衡狀態(tài)，即YZ+S中國(guó)不同地區(qū)耕地土壤有機(jī)物質(zhì)的腐殖化系數(shù) 東北地區(qū)華北地區(qū)江南地區(qū)華南地區(qū)作物秸稈作物根綠肥廄肥范圍平均范圍平均范圍平均范圍0.260.650.42（9