植物生長環(huán)境之土壤調(diào)控-土壤有機質(zhì)的調(diào)控

項目1土壤調(diào)控

任務(wù)1-6土壤有機質(zhì)的調(diào)控《植物生長與環(huán)境》

目錄CONTENTS2.土壤有機質(zhì)的來源、形態(tài)和性質(zhì)3.土壤有機質(zhì)的作用？1.土壤生物的類型和作用？4.土壤有機質(zhì)如何分解和轉(zhuǎn)化？5.增加土壤有機質(zhì)的措施？6.泥炭等有機基質(zhì)的選用1.土壤生物的類型和作用？土壤生物土壤生物15cm表土層生物量(kg/ha)細(xì)菌450~4500真菌560~5600放線菌450~4500藻類56~560原生動物17~170線蟲11~110蚯蚓110~1100其它動物17~170土壤是生命的搖籃，生命是土壤的發(fā)動機！土壤是微生物的大本營—被忽視的生物王國！擬南芥根表可檢測定殖的細(xì)菌1μm20μmMicro-life微小生命:Incrediblysmallbacteria

107～1015in1g

ofsoil土壤中的生命Actinomycetes放線菌Frankia,filamentous纖維狀soilbacteria細(xì)菌bacteriagivesoilitsearthyaroma細(xì)菌給了土壤泥土般的芳香翻譯具有鮮明土壤風(fēng)味和香氣的有機物。這種氣味往往發(fā)生在久旱降雨后或土壤被翻動后由鏈霉菌、放線菌等微生物的活動而產(chǎn)生的。駱駝尋找水源主要依靠這種物質(zhì)。分子式為C12H22O，雙環(huán)癸烷的衍生物、雙環(huán)醇。土腥味素(Geosmin)重要的細(xì)菌病原菌：土傳病害腐生細(xì)菌固氮根瘤菌氨化細(xì)菌硝化細(xì)菌反硝化細(xì)菌硫細(xì)菌Micro-life微型生命fungi真菌–10～1000min1g

ofsoilbacteriacolonizingsurfaceoffungalhyphae在真菌菌絲表面的細(xì)菌

fungalhyphae真菌菌絲

根腫病：植物感染蕓苔根腫真菌，在冷涼而排水不良的酸性至中性土壤中最嚴(yán)重。青菜油菜重要的真菌酵母菌霉菌傘菌菌根真菌分解纖維素及木質(zhì)素耐干旱耐酸性土pH6~7.5塊菌每公斤500—1000美元櫟樹塊菌幼林如何采集塊菌呢？采集塊菌ImpactofMicorrhizaeonTreeSeedlingGrowth菌根對樹苗生長的影響MicorrhizalNon-micorrhizal-AM真菌+AM真菌P根系菌根真菌主題討論：為何土壤接種AM真菌后，三葉草長勢更好？菌根真菌菌根：植物根部與土壤中的真菌發(fā)生共生關(guān)系MicorrhizalAssociationinPineSeedling松樹苗菌根Rootisbrownercolor黃褐色根系whitecolorishyphalnetwork白色菌絲網(wǎng)菌根菌絲stickystuff粘液:

polysaccharides多糖glycoproteins糖蛋白PlantagolancelotaHyphaofectomycorrhizalfungus外生菌根菌絲CornelluniversityPPTMicorrhizalNetworks菌根網(wǎng)絡(luò)Singleorganismcanhaveanetworkofupto1mile(~2km)

菌根網(wǎng)絡(luò)可長達2千米DNA分析確定，20公頃森林的真菌體屬于一個統(tǒng)一的有機體，重1萬多千克，超過1500歲。TwoTypesofMicorrhizalFungi菌根真菌Ectomycorrhizae外生菌根Endomicorrhizae內(nèi)生菌根Forbsandgrasses草本Treesandshrubs木本Lichens地衣

-asymbiosisbetweengreenand/orblue-greenalga(e)

andafungus藻類與真菌的共生體

Micro-life:

變形蟲、纖毛蟲-100～1000,000個/g

土Ciliate纖毛蟲Amoeba變形蟲waterbear水熊蟲

nematoderoundworm線蟲Mid-sizedlife中型生命:(meso-life),but

westillcan'tseethem有機質(zhì)線蟲真菌細(xì)菌節(jié)肢動物線蟲原生動物節(jié)肢動物解釋線蟲在營養(yǎng)級的地位與其他生物的差異。線蟲NematodeseatingnematodesFungustrappinganematode線蟲共10000多種，1000來種生活在土壤中。微型、透明的絲狀動物，一般只有棉線的1/5粗，主要生活在土粒周圍的水膜中和植物的根里。取食——有機質(zhì)其他線蟲、細(xì)菌、真菌、原生動物寄生在高等植物根系線蟲年取食細(xì)菌量可達800kg/ha，相當(dāng)于20-80kgN/ha茶油樹根結(jié)線蟲病Macrolife大型生命:

highlyvisibletothenakedeyeCentipede蜈蚣earthwormsowbugs潮蟲Millipede千足蟲ants屎殼郎蚯蚓螨蟲蚯蚓土壤性質(zhì)蚯蚓排泄物原土粉粒和粘粒(%)3922容重(g/cm3)1.11.3結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性（破壞團聚結(jié)構(gòu)所需雨滴數(shù)）84965陽離子交換量(cmol/kg)13.86.5全氮(%)0.330.12水溶性磷(mg/kg)17.86.1交換性鉀(cmol/kg)0.60.2交換性鈣(cmol/kg)8.92.06個尼日利亞土壤平均值土壤學(xué)與生活Brady2.土壤有機質(zhì)的來源、形態(tài)和性質(zhì)土壤有機質(zhì)的來源和形態(tài)？土壤中含C有機物的總稱(廣義）。未分解的動植物殘體半分解的有機物質(zhì)土壤微生物腐殖質(zhì)（60%~80%)非腐殖物質(zhì)Energyformicrobes糖類、有機酸、蛋白質(zhì)、根分泌物等土壤有機質(zhì)提取液腐殖質(zhì)StableOrganicMatter-Humus腐殖質(zhì)：有機殘體在腐殖化過程中形成的一類高分子有機化合物。Stableendproductofresiduedecomposition

動植物殘體分解的穩(wěn)定產(chǎn)物

Resistsfurthermicrobialdecomposition(1%peryear)

進一步被微生物分解的速度極慢Highsurfacearea比表面積高Humusactslikeasponge(海綿)andcanabsorb6timesitsweightinwater.翻譯高有機質(zhì)土去除大部分有機質(zhì)的土加入同樣的水量腐殖質(zhì)StableOrganicMatter-HumusChargedsitesatmanylocationsonthesurface表面多處帶電荷

氨基酸的兩性解離性質(zhì)及等電點（pI）3.土壤有機質(zhì)的作用？全球碳循環(huán)簡圖（單位

1015g）陸地生態(tài)系統(tǒng)最大的碳庫為（）碳庫。土壤我國土壤表土中大約80％的氮、20～76％的磷、75～95％的硫以有機態(tài)存在，礦化分解后的營養(yǎng)加速了微生物的生長繁殖，進一步加速土壤營養(yǎng)的轉(zhuǎn)化有機酸和腐殖酸可促進土壤礦物的風(fēng)化和難溶養(yǎng)分的有效化鋅、銅、鐵等金屬離子可以通過與有機酸及腐殖酸絡(luò)合而保留在土壤溶液中不至于沉淀，從而增加了這些金屬離子的有效性腐殖質(zhì)的陽離子交換量要比礦質(zhì)膠體大幾倍至幾十倍，能有效地減少速效養(yǎng)分隨水流失有機質(zhì)的作用？（一）提供植物需要的養(yǎng)分團聚作用和土壤有機碳含量

Nativesiter2=0.93Various50yearwheat小麥-pasture牧草-fallow休耕

rotations,AustraliaTisdallandOades,Aust.J.SoilRes.18:423-33,1980水穩(wěn)性團聚體百分比%>2mm（二）促進團粒結(jié)構(gòu)體形成improvessoilstructure土壤結(jié)構(gòu)性andtilth耕性increaseswaterholdingcapacity持水性increasesporosity孔隙度andaeration通氣性（三）Providesanenergysourceformicrobesandfauna為土壤微生物和動物提供能量來源（四）Bufferstemperature緩沖土溫變化（五）BufferspHandmetaltoxicity(Alandheavymetals)

提高土壤pH緩沖性和減輕重金屬毒害有機質(zhì)的作用？4.土壤有機質(zhì)的分解和轉(zhuǎn)化土壤有機質(zhì)如何分解與轉(zhuǎn)化？礦（質(zhì)）化作用mineralization腐殖化作用humification1.糖類有機物質(zhì)礦化：多糖單糖CO2+H2O+heat(多）好氣條件下有機酸+heat（少）半嫌氣條件CH4、H2

+heat（極少）嫌氣水解酶作用易分解程度排名：單糖>淀粉>半纖維素>纖維素糖類的分解是土壤生物活動的主要能源。（4~5千卡熱/克有機物）礦化過程有哪些？請回答：旱地和水田糖類的轉(zhuǎn)化結(jié)果有何差異？2.含氮物質(zhì)的分解蛋白質(zhì)多肽氨基酸氨NH3硝酸根NO3-蛋白酶肽酶氨化細(xì)菌硝化細(xì)菌水解作用hydrolyzation氨化作用ammonification硝化作用nitrification一般條件下好氣條件下思考：旱地和水田含氮化合物的轉(zhuǎn)化結(jié)果有何差異？礦化過程有哪些？礦化率（mineralizationrate)：

每年因礦化而消耗的有機物質(zhì)量占土壤有機質(zhì)總量的百分?jǐn)?shù)。耕作土壤年礦化率為2-5%左右。如何衡量礦化快慢？5%0.5-2.0%7%0.5%影響有機質(zhì)轉(zhuǎn)化的因素？（1）溫度、水分1.0-3.5%Organiccarbonstocksinsoilsacrosstheworld全球土壤有機碳儲量kg/m/m2

Globaltotal=1550Pg-CNRCS,1993用3句話舉例說明地球上哪些地方碳儲量多，哪些地方碳儲量少，為什么？2（1）溫度:在0~35℃內(nèi)，每上升10℃，土壤有機質(zhì)礦化分解速率升高10倍。（2）水分和通氣性：適度濕潤且通氣良好，好氣微生物活動旺盛，礦化分解快且完全，中間產(chǎn)物少，養(yǎng)分釋放多，不易產(chǎn)生有毒物質(zhì)。濕度過大，通氣受阻，嫌氣微生物活動旺盛，礦化分解慢且不徹底，有中間產(chǎn)物累積，釋放還原性氣體，但有利于土壤腐殖質(zhì)的積累。影響有機質(zhì)轉(zhuǎn)化的因素？為何東北土壤有機質(zhì)高于南方？水稻田如何秸稈還田？3.pH：大多數(shù)適合6.0-7.5細(xì)菌—中性放線菌—偏微堿性真菌—酸性影響有機質(zhì)轉(zhuǎn)化的因素？影響有機質(zhì)轉(zhuǎn)化的因素？4.有機殘體特性新鮮程度、細(xì)碎程度有機殘體C/N比：有機碳和有機氮的重量比微生物利用1份氮，大約消耗25份碳植物的C/N比：豆科植物20:1~30:1。作物秸稈為80:1~100:1具有較高C/N的植物殘體進入土壤會引起微生物與植物爭氮現(xiàn)象。有機物質(zhì)C%N%C/N有機物質(zhì)C%N%C/N云杉鋸屑500.11000腐爛畜肥412.120硬木鋸屑460.1460堆肥402.516小麥秸稈380.576細(xì)菌50105黑麥草（開花期）401.136放線菌508.56黑麥草（營養(yǎng)期）401.527真菌50510成熟苜蓿干草401.822玉米禾莖400.757嫩苜蓿干草403.013甘蔗渣400.850一些有機物質(zhì)的碳氮含量及碳氮比5.增加土壤有機質(zhì)的措施？增加土壤有機質(zhì)的措施？①施用有機肥料－生物有機肥、糞肥、廄肥、堆肥、漚肥、餅肥、蠶沙、魚肥等。②種植綠肥田菁、紫云英、紫花苜蓿等③秸稈還田（直接、過腹、堆漚)（沃土計劃）④選用有機基質(zhì)用3句話解釋20世紀(jì)我國肥料的應(yīng)用規(guī)律。有機肥料有機肥：來源于植物和/或動物，經(jīng)發(fā)酵、腐熟后，施于土壤以提供植物養(yǎng)分和改良的含碳物料。農(nóng)家肥：農(nóng)戶根據(jù)傳統(tǒng)經(jīng)驗進行堆制腐熟，如人畜糞尿、綠肥、餅肥等商品有機肥：

將現(xiàn)代養(yǎng)殖業(yè)、種植業(yè)產(chǎn)生的有機廢棄物（如雞、鴨、豬糞，菌渣等）采用工廠化的生產(chǎn)工藝，科學(xué)堆制發(fā)酵而成。經(jīng)過多次高溫?zé)o害化處理，徹底殺滅病原菌、寄生蟲卵、雜草種子，消除惡臭。農(nóng)業(yè)視頻案例分析：橘皮新生專家在處理橘皮時遇到了哪些問題，他們是如何解決的？高溫堆肥生產(chǎn)有機肥有何優(yōu)點？影響高溫堆肥成功的技術(shù)條件有哪些？原料為畜禽糞便，輔料為秸稈

2023/9/14652023/9/14662023/9/1467高溫階段（45-60℃）要持續(xù)10天以上影響高溫堆肥成功的技術(shù)條件？原料起始含水量55-65%C:N25:1pH5.5-8.0顆粒度10-50mm微生物升溫快，擴繁能力強保持氧氣濃度（10-18%），調(diào)節(jié)溫度，散除水分合理堆肥體積高1.5-2.0m，寬1.5-3.0m翻堆底部鋪設(shè)管道強制通風(fēng)朱恩，朱建華，2011高溫堆肥生產(chǎn)有機肥的優(yōu)點？利用發(fā)酵自身產(chǎn)熱使原料脫水干燥，節(jié)能，減少體積，便于有機肥施用；高溫殺菌、殺蟲卵、殺草籽；發(fā)酵進程比自然堆肥快。畜禽糞便與秸稈的營養(yǎng)成分水分%N%C%C/N牛糞802.0-2.540-4515-20豬糞703.0-4.040-5010-15雞糞655.0-6.035-406-10稻草100.5-1.035-4050-60麥秸100.5-1.040-4560-70朱恩，朱建華，20112023/9/1471堆漚，發(fā)酵

翻堆機

塔式發(fā)酵、造粒

商品有機肥腐熟度評分朱恩，朱建華，2011上海市商品有機肥料質(zhì)量要求有機質(zhì)含量（以干基計）總養(yǎng)分含量（N+P2O5+K2O）（以干基計）游離水含量pH老標(biāo)準(zhǔn)≥30%≥4.0%≤32%5.5-8.0新標(biāo)準(zhǔn)≥45%≥5.0%≤30%5.5-8.5上海市2014年度商品有機肥推廣實施方案市農(nóng)委、市財政局聯(lián)合下發(fā)《關(guān)于進一步完善施用商品有機肥補貼政策的通知》。2014年全市商品有機肥補貼推廣數(shù)量為21萬噸。計劃用于糧經(jīng)作物12.45萬噸用于蔬菜作物8.55萬噸市級財政對納入補貼范圍的生產(chǎn)組織或農(nóng)戶施用商品有機肥每噸補貼200元通過推廣商品有機肥，實現(xiàn)畜禽糞便資源化利用，穩(wěn)定提升耕地質(zhì)量，確保農(nóng)民用肥安全和經(jīng)濟效益，促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。綠肥蘿卜青(一年生冬種非豆科)山毛豆(多年生夏種豆科)水浮蓮(多年生水生)紫云英(豆科)綠肥對土壤結(jié)構(gòu)和肥力的影響種綠肥年限土壤容重（克/厘米3）土壤孔隙度（%）>0.25毫米水穩(wěn)性結(jié)構(gòu)(%)土壤有機質(zhì)(%)土壤全氮(%)種綠肥前1.3446.936.570.950.469種綠肥一年1.3347.5110.991.080.513種綠肥二年1.3050.9417.091.130.563種綠肥三年1.2057.2725.531.230.7186.泥炭等有機基質(zhì)的選用有機基質(zhì)無機基質(zhì)基質(zhì)容重g/cm3總孔隙度%通氣孔隙度%毛管孔隙度%大小孔隙比草炭0.278517681:4.0蛭石0.09-0.169530651:2.2珍珠巖0.03-0.169353401:0.75沙1.49313011:0.03菜園土1.106621451:2.1育苗基質(zhì)的質(zhì)量要求：物理性質(zhì)容重：單位體積基質(zhì)的重量0.2～0.6g/cm3總孔隙度>60%透氣孔隙度>15%持水孔隙度>45%大小孔隙比（透氣孔隙/持水孔隙）1:2～1:4粒徑<20mmNT/T2118～2012李斗爭，2006保水、透氣、支撐植物育苗基質(zhì)的質(zhì)量要求：化學(xué)性質(zhì)CEC（陽離子交換量）>15cmol/kgpH5.5～6.5EC(土水體積比1：2）0.4～1.0mS/cm（第1/2階段<0.75mS/cm）有機質(zhì)>35%水解性氮50～500mg/kg硝氮：銨氮4:1～6:1速效磷10～100mg/kg速效鉀50～600mg/kg交換性鈣50～200mg/kg交換性鎂25～100mg/kg基質(zhì)CECcmol/kgpHECS/m有機質(zhì)%堿解氮mg/kg有效磷mg/kg速效鉀mg/kg草炭495.80.104>25125184114蛭石57.0-7.60.0670.06922135珍珠巖17.0-7.50.0070.09151170細(xì)沙07.20.0160.4174414有機肥3266.30.70037.423451137612NT/T2118～2012陳振德等，1996泥炭：半分解的水生或沼澤植物草炭(sedge)：由