第二章土壤有機質

1、第二章第二章 土壤有機質土壤有機質第一節(jié)第一節(jié) 土壤生物土壤生物l土壤是生命的搖籃，生命是土壤的發(fā)動機！土壤是生命的搖籃，生命是土壤的發(fā)動機！l土壤是微生物的大本營土壤是微生物的大本營被忽視的生物王國！被忽視的生物王國！土壤酶土壤酶土壤生物土壤生物土壤微生物土壤動物植物的根系圖2-15 土壤生態(tài)系統(tǒng)組分主要土壤生物圖式（一）（一） 土壤微生物類群及作用土壤微生物類群及作用土壤微生物：土壤微生物：指生活在土壤中借用光學顯微鏡才能看到的指生活在土壤中借用光學顯微鏡才能看到的微小生物。微小生物。 1324l圖圖1：古細菌（產(chǎn)甲烷菌）：古細菌（產(chǎn)甲烷菌）l圖圖2：細菌（金黃色葡萄球菌）：細菌（金黃色葡

2、萄球菌）l圖圖3：真菌（青霉菌）：真菌（青霉菌）l圖圖4 ：病毒（：病毒（T4噬菌體）噬菌體）土壤是微生物生活的土壤是微生物生活的大本營大本營l單體數(shù)量最多單體數(shù)量最多l(xiāng)生物多樣性最復雜生物多樣性最復雜l1公斤土壤可含：l5億個微小動物。l5億個細菌，l近10億個真菌l100億個放線菌土壤微生物土壤微生物主要作用：主要作用： 調節(jié)植物生長的養(yǎng)分循環(huán)；調節(jié)植物生長的養(yǎng)分循環(huán)； 產(chǎn)生并消耗各種氣體，影響全球氣候的變產(chǎn)生并消耗各種氣體，影響全球氣候的變 化；化； 分解有機廢棄物，分解有機廢棄物， 是新物種和基因材料的源和庫。是新物種和基因材料的源和庫。 病原微生物。病原微生物。土壤微生物土壤微生物土

3、壤微生物的營養(yǎng)類型土壤微生物的營養(yǎng)類型 根據(jù)微生物對營養(yǎng)和能源的要求，一般可將其根據(jù)微生物對營養(yǎng)和能源的要求，一般可將其分為四大類型：分為四大類型：1 1、土壤微生物的營養(yǎng)類型和呼吸類型、土壤微生物的營養(yǎng)類型和呼吸類型化能有機營養(yǎng)型光能有機營養(yǎng)型化能無機營養(yǎng)型光能無機營養(yǎng)型異養(yǎng)型自養(yǎng)型土壤微生物的呼吸類型土壤微生物的呼吸類型根據(jù)土壤微生物對氧氣要求的不同，可分為：根據(jù)土壤微生物對氧氣要求的不同，可分為：好氧微生物好氧微生物 在在有氧環(huán)境有氧環(huán)境中生長，以氧分子為呼中生長，以氧分子為呼吸基質氧化時的最終電子受體吸基質氧化時的最終電子受體 兼性微生物兼性微生物 在在有氧和無氧環(huán)境有氧和無氧環(huán)境中均

4、能進行呼吸中均能進行呼吸的土壤微生物的土壤微生物 厭氧微生物厭氧微生物 在在嫌氣條件嫌氣條件下進行無氧呼吸，以無下進行無氧呼吸，以無機氧化物（機氧化物（NO3-、SO42-、CO2）作為最）作為最終電子受體，通過脫氧酶將氫傳遞給其終電子受體，通過脫氧酶將氫傳遞給其它的有機或無機化合物，并使之還原它的有機或無機化合物，并使之還原 l土壤細菌是一類單細胞、無完整細胞核的生物。它占土壤微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)的生物總數(shù)的70%90%70%90%。l細菌的基本形態(tài)有：細菌的基本形態(tài)有：球狀球狀、桿狀桿狀和和螺旋狀螺旋狀 土壤細菌常見屬有：土壤細菌常見屬有：節(jié)桿菌屬

5、、芽孢桿菌屬、節(jié)桿菌屬、芽孢桿菌屬、假單胞菌屬、土壤桿菌假單胞菌屬、土壤桿菌屬、產(chǎn)堿桿菌屬和黃桿屬、產(chǎn)堿桿菌屬和黃桿菌屬。菌屬。 2、土壤細菌、土壤細菌l土壤中存在各種細菌生理群，其中主要的有纖維分土壤中存在各種細菌生理群，其中主要的有纖維分解細菌、固氮細菌、氨化細菌、硝化細菌和反硝化解細菌、固氮細菌、氨化細菌、硝化細菌和反硝化細菌等。細菌等。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嫌氣纖維分解細菌嫌氣纖維分解細菌l生態(tài)習性：生態(tài)習性：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

6、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/NC/N的影響。的影響。C/N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。含氮有機化合物含氮有機化合物多肽、氨基酸等簡單多肽、氨基酸等簡單含氮化合物含氮化合物NH3 生態(tài)習性：生態(tài)習性：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/NC/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

7、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。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 生態(tài)習性：生態(tài)習性：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。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)含氮化合物或分子態(tài)氮的微生物將硝酸鹽還原為還原態(tài)含氮化合物或分子態(tài)氮的過程稱過程稱反硝化過程反硝化過程。 生態(tài)習性：生態(tài)習性：最適最適pH值為值為68；最適溫度為；最適溫度為2

8、5。由微生物推動的氮素循環(huán)由微生物推動的氮素循環(huán)l土壤細菌占土壤微生物總數(shù)的土壤細菌占土壤微生物總數(shù)的70%70%90%90%l特性特性 A、單細胞、單細胞 B、分裂生殖快、分裂生殖快 C、個體小、個體小(4-5u um)，接近于土壤粘粒的大小。，接近于土壤粘粒的大小。 D、以桿菌占優(yōu)勢、以桿菌占優(yōu)勢 E、數(shù)量大，每克有幾億到、數(shù)量大，每克有幾億到30億個億個l10g肥沃土壤的細菌總數(shù)相當于全球人口的總數(shù)肥沃土壤的細菌總數(shù)相當于全球人口的總數(shù) 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。

9、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)習性：生態(tài)習性：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、果膠和木質素等含碳物質分解的是土壤中糖類、纖維類、果膠和木質素等含碳物質分解的 積極參與者。積極參與者。 3、土壤真菌、土壤真菌 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。霉屬、鐮刀菌屬、毛霉屬和根霉屬。真菌在土壤中的作用真菌在土壤中的作用l 是土壤有機質的主要降解者是土壤有機質的主要降解者l 某些真菌和植物的根系產(chǎn)生菌根某些

10、真菌和植物的根系產(chǎn)生菌根l 促進土壤結構的形成，菌絲的穿插促進土壤結構的形成，菌絲的穿插l 對于促進土壤的凝聚有重要的作用對于促進土壤的凝聚有重要的作用4、土壤放線菌、土壤放線菌 土壤放線菌：土壤放線菌：是指生活于土壤中呈絲狀單細胞、革蘭氏是指生活于土壤中呈絲狀單細胞、革蘭氏陽性的原核微生物。陽性的原核微生物。 在自然界分布很廣，絕大多在自然界分布很廣，絕大多數(shù)為腐生，少數(shù)寄生。產(chǎn)生種類數(shù)為腐生，少數(shù)寄生。產(chǎn)生種類繁多的抗生素，據(jù)估計，已發(fā)現(xiàn)繁多的抗生素，據(jù)估計，已發(fā)現(xiàn)的的4000多種抗生素中，有多種抗生素中，有2/3是是放線菌產(chǎn)生的，如鏈霉素、慶大放線菌產(chǎn)生的，如鏈霉素、慶大霉素、利福霉素等

11、。霉素、利福霉素等。 重要的屬有：鏈霉菌屬，小重要的屬有：鏈霉菌屬，小單孢菌屬和諾卡氏菌屬等。單孢菌屬和諾卡氏菌屬等。 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。色素的低等植物。 5、土壤藻類、土壤藻類 地衣地衣是真菌和藻類形成的不可分離的是真菌和藻類形成的不可分離的共生體共生體。地衣廣。地衣廣泛分布在荒涼的巖石、土壤和其他物體表面，地衣通常是泛分布在荒涼的巖石、土壤和其他物體表面，地衣通常是裸露巖石和土壤母質的最早定居者。裸露巖石和土壤母質的最早定居者。 6、地衣、地衣地衣地衣一、殼狀地衣一、殼狀地衣 二、葉狀地衣二、葉狀

12、地衣 三、枝狀三、枝狀地衣地衣l 原生動物是動物中最低級的。原生動物是動物中最低級的。l按運動形式可把原生動物分為三類：按運動形式可把原生動物分為三類：l變形蟲變形蟲（靠假足移動）（靠假足移動）1l鞭毛蟲鞭毛蟲（靠鞭毛移動）（靠鞭毛移動）2（土壤中數(shù)量最多）（土壤中數(shù)量最多）l纖毛蟲纖毛蟲（靠纖毛移動）（靠纖毛移動）3 7、原生動物、原生動物l生活于土壤和苔蘚中的真核單細胞動物，屬原生動物門，生活于土壤和苔蘚中的真核單細胞動物，屬原生動物門，數(shù)量有數(shù)量有68000多種。一般在每平米多種。一般在每平米15厘米深的土壤里有厘米深的土壤里有10-100億個億個(1-10萬個萬個/克土克土)原生動物。

13、原生動物。123土壤動物：土壤動物：長期或一生中大部分時間生活在土壤或地表凋落物長期或一生中大部分時間生活在土壤或地表凋落物層中的動物。層中的動物。它們直接或間接地參與土壤中物質和能量的轉化，它們直接或間接地參與土壤中物質和能量的轉化，是土壤生態(tài)系統(tǒng)中不可分割的組成部分。是土壤生態(tài)系統(tǒng)中不可分割的組成部分。 作用作用1 1、破碎土壤中的生物殘體，為微生物活動和、破碎土壤中的生物殘體，為微生物活動和有機物質進一步分解創(chuàng)造條件有機物質進一步分解創(chuàng)造條件 2 2、改變土壤的物理、化學以及生物學性質，、改變土壤的物理、化學以及生物學性質，對土壤形成及土壤肥力發(fā)展起著重要作用對土壤形成及土壤肥力發(fā)展起著

14、重要作用（二）土壤中的動物及作用（二）土壤中的動物及作用系統(tǒng)分類系統(tǒng)分類 按體型大小分類按體型大小分類小型土壤動物，體長在小型土壤動物，體長在0.20.2毫米以下毫米以下 中型土壤動物，體長中型土壤動物，體長0.2-20.2-2毫米毫米 大型土壤動物，體長大型土壤動物，體長2-202-20毫米毫米 巨型土壤動物，體長大于巨型土壤動物，體長大于2020毫米毫米 按食性分類按食性分類按土壤中生活時期按土壤中生活時期1. 土壤動物的分類土壤動物的分類分為植食性、菌食性、尸食性、糞食性、雜食性分為植食性、菌食性、尸食性、糞食性、雜食性和寄生性土壤動物等。和寄生性土壤動物等。 分為全期土壤動物，周期土壤

15、動物，部分土分為全期土壤動物，周期土壤動物，部分土壤動物等。壤動物等。 土壤線蟲：土壤線蟲：線蟲屬線形動物門的線蟲綱，是一種體形細長（線蟲屬線形動物門的線蟲綱，是一種體形細長（1毫米左右）的白色或半透明無節(jié)動物。線蟲一般喜濕，主要分毫米左右）的白色或半透明無節(jié)動物。線蟲一般喜濕，主要分布在有機質豐富的潮濕土層及植物根系周圍。布在有機質豐富的潮濕土層及植物根系周圍。線蟲可分為線蟲可分為腐生型線蟲腐生型線蟲和和寄生型線蟲寄生型線蟲作用：作用：蚯蚓通過大量取食與排泄活動富集養(yǎng)分，促進土壤團粒蚯蚓通過大量取食與排泄活動富集養(yǎng)分，促進土壤團粒結構的形成，并通過掘穴、穿行改善土壤的通透性，提高土壤結構的形

16、成，并通過掘穴、穿行改善土壤的通透性，提高土壤肥力。肥力。 因此，土壤中蚯蚓的數(shù)量是衡量土壤肥力的重要指標。因此，土壤中蚯蚓的數(shù)量是衡量土壤肥力的重要指標。 蚯蚓：蚯蚓：土壤蚯蚓屬環(huán)節(jié)動物門的寡土壤蚯蚓屬環(huán)節(jié)動物門的寡毛綱，是被研究最早（自毛綱，是被研究最早（自1840年達年達爾文起）和最多的土壤動物。爾文起）和最多的土壤動物。 彈尾和螨目：彈尾和螨目：彈尾（又名跳蟲）和螨目分屬彈尾（又名跳蟲）和螨目分屬節(jié)肢動物門節(jié)肢動物門的昆蟲的昆蟲綱和蛛形綱，是綱和蛛形綱，是土壤中數(shù)量最多的節(jié)肢動物土壤中數(shù)量最多的節(jié)肢動物（分別占土壤動物（分別占土壤動物總數(shù)的總數(shù)的54.9%和和28%），它們是我國森林土

17、壤中中型動物的主），它們是我國森林土壤中中型動物的主要優(yōu)勢類群。要優(yōu)勢類群。 跳蟲跳蟲主要生活于主要生活于土壤表層土壤表層，絕大多數(shù)跳，絕大多數(shù)跳蟲以取食花粉、真菌、細菌為主，少數(shù)蟲以取食花粉、真菌、細菌為主，少數(shù)可危害甘蔗、煙草和蘑菇?？晌：Ω收帷煵莺湍⒐?。 彈尾蟲彈尾蟲甲螨甲螨螨目螨目的主要代表是的主要代表是甲螨甲螨（占土壤螨類的（占土壤螨類的62%94%），主要分），主要分布在表土層中。大多數(shù)甲螨取食真菌、藻類和已分解的植物殘布在表土層中。大多數(shù)甲螨取食真菌、藻類和已分解的植物殘體，在體，在控制微生物數(shù)量控制微生物數(shù)量及及促進有機質分解過程促進有機質分解過程中起著重要作用。中起著重要作

18、用。 l植物根系通過根表細胞或組織脫落物、根系分泌物向土植物根系通過根表細胞或組織脫落物、根系分泌物向土壤輸送有機物質，這些有機物質：壤輸送有機物質，這些有機物質：l一方面對土壤養(yǎng)分循環(huán)、土壤腐殖一方面對土壤養(yǎng)分循環(huán)、土壤腐殖質的積累和土壤結構的改良起著重質的積累和土壤結構的改良起著重要作用；要作用；l另一方面作為微生物的營養(yǎng)物質，另一方面作為微生物的營養(yǎng)物質，大大刺激了根系周圍土壤微生物的大大刺激了根系周圍土壤微生物的生長，使根周圍土壤微生物數(shù)量明生長，使根周圍土壤微生物數(shù)量明顯增加。顯增加。（三）（三） 土壤中高等植物根土壤中高等植物根根際根際是指植物根系直接影響的土壤范圍。通常把根際范圍

19、是指植物根系直接影響的土壤范圍。通常把根際范圍分成根際與根面二個區(qū)，受根系影響最為顯著的區(qū)域分成根際與根面二個區(qū)，受根系影響最為顯著的區(qū)域是距活性根是距活性根1 12 2毫米的土壤和根表面及其粘附的土壤毫米的土壤和根表面及其粘附的土壤（也稱根面）。（也稱根面）。 1、根際與根際效應、根際與根際效應根際效應：根際效應：由于植物根系的細胞組織脫落物和根系分泌物為由于植物根系的細胞組織脫落物和根系分泌物為根際微生物提供了豐富的營養(yǎng)和能量，因此，在植物根際的微生根際微生物提供了豐富的營養(yǎng)和能量，因此，在植物根際的微生物數(shù)量和活性常高于根外土壤，這種現(xiàn)象稱為根際效應。物數(shù)量和活性常高于根外土壤，這種現(xiàn)象

20、稱為根際效應。 l 土壤酶土壤酶是指在土壤中能催化土壤生物學反應的一類蛋白是指在土壤中能催化土壤生物學反應的一類蛋白質，是衡量土壤肥力的重要指標。質，是衡量土壤肥力的重要指標。 l土壤酶來源于土壤微生物和植物根，也來自土壤動物和進土壤酶來源于土壤微生物和植物根，也來自土壤動物和進入土壤的動、植物殘體。入土壤的動、植物殘體。 1、土壤酶的來源與存在狀態(tài)、土壤酶的來源與存在狀態(tài)存在狀態(tài)存在狀態(tài)胞內(nèi)酶胞內(nèi)酶 存在于土壤中微生物和動、植物的活細胞存在于土壤中微生物和動、植物的活細胞及其死亡細胞內(nèi)的酶及其死亡細胞內(nèi)的酶 胞外酶胞外酶 以游離態(tài)存在于土壤溶液中或與土壤有機、以游離態(tài)存在于土壤溶液中或與土壤

21、有機、礦質組分結合的脫離了活細胞和死亡細胞的酶礦質組分結合的脫離了活細胞和死亡細胞的酶 （四）土壤酶（四）土壤酶2、土壤酶的種類、土壤酶的種類氧化還原酶類：氧化還原酶類：脫氫酶脫氫酶葡萄糖氧化酶葡萄糖氧化酶過氧化氫酶過氧化氫酶過氧化物酶過氧化物酶硝酸鹽還原酶硝酸鹽還原酶水解酶類：水解酶類：芳基酯酶芳基酯酶磷酸酯酶磷酸酯酶纖維素酶纖維素酶轉化酶轉化酶脲酶脲酶轉移酶類：轉移酶類：葡聚糖蔗糖酶葡聚糖蔗糖酶果聚糖蔗糖酶果聚糖蔗糖酶氨基轉移酶氨基轉移酶裂解酶類：裂解酶類：天冬氨酸脫羧酶天冬氨酸脫羧酶谷氨酸脫羧酶谷氨酸脫羧酶芳香族氨基酸脫羧酶芳香族氨基酸脫羧酶第二節(jié)第二節(jié) 土壤有機質土壤有機質l 土壤有機

22、質的定義、來源和組成土壤有機質的定義、來源和組成l 土壤有機質的轉化土壤有機質的轉化l 土壤腐殖質土壤腐殖質l 土壤有機質的作用和調節(jié)土壤有機質的作用和調節(jié)內(nèi)容提要內(nèi)容提要土壤有機質的定土壤有機質的定義義? ?l廣義地講廣義地講它包括土壤中各種動、植物殘體和微生物體及它包括土壤中各種動、植物殘體和微生物體及其分解和合成的各種有機化合物。其分解和合成的各種有機化合物。狹義地講狹義地講，它主要是，它主要是指有機物質殘體經(jīng)微生物作用形成的一類特殊的、復雜指有機物質殘體經(jīng)微生物作用形成的一類特殊的、復雜的、性質比較穩(wěn)定的高分子有機化合物，即土壤腐殖質。的、性質比較穩(wěn)定的高分子有機化合物，即土壤腐殖質。

23、l土壤有機質只占土壤質量的土壤有機質只占土壤質量的1%5%，但對土壤的保肥，但對土壤的保肥供肥性、土壤結構的形成和穩(wěn)定性、土壤物理化學過程供肥性、土壤結構的形成和穩(wěn)定性、土壤物理化學過程及重金屬與農(nóng)藥等污染物的降解等及重金屬與農(nóng)藥等污染物的降解等生態(tài)過程起十分重要生態(tài)過程起十分重要的作用的作用。 土壤有機質0.5%5%0.5-2.0%7%（一）土壤有機質的來源（一）土壤有機質的來源植物殘體植物殘體動物、微生物殘體動物、微生物殘體 動物、植物、微生物的排泄物和分泌物動物、植物、微生物的排泄物和分泌物 人為施入土壤中的各種有機肥料人為施入土壤中的各種有機肥料 土壤有機質的來源和組成一、一、 土壤有

24、機質的來源、類型及其組成土壤有機質的來源、類型及其組成（二）土壤有機質的含量（二）土壤有機質的含量l不同類型土壤中含量差異很大，可小于不同類型土壤中含量差異很大，可小于1%或者大于或者大于20%。l根據(jù)耕作層中有機質含量根據(jù)耕作層中有機質含量,可將土壤分為可將土壤分為:有機質土壤有機質土壤20%礦質土壤礦質土壤20%土壤有機質的來源和組成（三）土壤有機質的組成（三）土壤有機質的組成土壤有機質的來源和組成碳水化合物碳水化合物木質素木質素含氮化合物含氮化合物樹脂、蠟質、脂肪、單寧、灰分物質樹脂、蠟質、脂肪、單寧、灰分物質占有機質總量的占有機質總量的15-27%,包括糖類、纖維包括糖類、纖維素、半纖

25、維素、果膠質、甲殼質等素、半纖維素、果膠質、甲殼質等。木質部的主要組成部分，是一種芳香木質部的主要組成部分，是一種芳香族的聚合物。族的聚合物。主要是蛋白質。主要是蛋白質。圖圖2-13 綠色植物鮮組織的成分綠色植物鮮組織的成分(據(jù)據(jù)Brady N C, 1974) 土壤有機質在水分、空氣、土壤動物和土壤有機質在水分、空氣、土壤動物和土壤微生物的作用下，發(fā)生極其復雜的轉土壤微生物的作用下，發(fā)生極其復雜的轉化過程，這些過程綜合起來可歸結為兩個化過程，這些過程綜合起來可歸結為兩個對立的過程，即土壤有機質的對立的過程，即土壤有機質的礦質化過程礦質化過程和和腐殖化過程腐殖化過程。土壤有機質的轉化二、土壤有

26、機質的轉化二、土壤有機質的轉化（一）礦質化過程（一）礦質化過程土壤有機質在微生物作用下，把復雜的有機物質土壤有機質在微生物作用下，把復雜的有機物質分解分解為為簡單的簡單的無機化合物如無機化合物如二氧化碳、水、氨和礦質養(yǎng)分二氧化碳、水、氨和礦質養(yǎng)分（磷、硫、鉀、鈣、鎂等簡單化合物或離子），（磷、硫、鉀、鈣、鎂等簡單化合物或離子），同時同時釋放出能量釋放出能量的過程。的過程?；瘜W的轉化過程化學的轉化過程動物的轉化過程動物的轉化過程微生物的轉化過程微生物的轉化過程土壤有機質的轉化分為分為1. 化學的轉化過程化學的轉化過程水的淋溶作用水的淋溶作用降水可將土壤有機質中可溶性的降水可將土壤有機質中可溶性的

27、物質洗出。這些物質包括簡單的物質洗出。這些物質包括簡單的糖、有機酸及其鹽類、氨基酸、糖、有機酸及其鹽類、氨基酸、蛋白質及無機鹽等。蛋白質及無機鹽等。 酶的作用酶的作用酶在土壤有機質轉化過程中起著巨酶在土壤有機質轉化過程中起著巨大作用，幾乎大部分的生物轉化過大作用，幾乎大部分的生物轉化過程都是在酶的作用下完成的。程都是在酶的作用下完成的。土壤有機質的轉化2. 動物的轉化過程動物的轉化過程l 從原生動物到脊椎動物，大多數(shù)以植物及植物殘體為食。在森從原生動物到脊椎動物，大多數(shù)以植物及植物殘體為食。在森林土壤中，生活著大量的各類動物，如溫帶針闊混交林下每公林土壤中，生活著大量的各類動物，如溫帶針闊混交

28、林下每公頃蚯蚓可達頃蚯蚓可達258258萬條等，可見活動物對有機質的轉化起著極為重萬條等，可見活動物對有機質的轉化起著極為重要的作用。要的作用。機械的轉化機械的轉化土壤有機質的轉化經(jīng)過動物吞食的有機物（植物殘體）未被動經(jīng)過動物吞食的有機物（植物殘體）未被動物吸收部分，經(jīng)過腸道，以排泄物或糞便的物吸收部分，經(jīng)過腸道，以排泄物或糞便的形式排到體外，已經(jīng)經(jīng)過動物體內(nèi)分解或半形式排到體外，已經(jīng)經(jīng)過動物體內(nèi)分解或半分解。分解。 動物將植物或殘體碎解，或將植物殘體進動物將植物或殘體碎解，或將植物殘體進行機械的搬進及與土粒混合，均可促進有行機械的搬進及與土?；旌希纱龠M有機物被微生物分解。機物被微生物分解

29、?；瘜W的轉化化學的轉化3. 微生物的轉化過程微生物的轉化過程l是土壤有機質轉化最重要的最積極的過程，有多種酶是土壤有機質轉化最重要的最積極的過程，有多種酶參與了催化。參與了催化。不含氮的有機物的轉化不含氮的有機物的轉化含氮有機物的轉化含氮有機物的轉化含磷有機物的轉化含磷有機物的轉化含硫有機物的轉化含硫有機物的轉化土壤有機質的轉化(1) 不含氮的有機物的轉化不含氮的有機物的轉化l主要是碳水化合物，如糖類、纖維類、半纖維類、脂肪和木質素等。主要是碳水化合物，如糖類、纖維類、半纖維類、脂肪和木質素等。好氣條件下好氣條件下生成簡單的有機酸、醇、酮類，最后完生成簡單的有機酸、醇、酮類，最后完全分解成全分

30、解成COCO2 2和水和水，同時釋放熱量。，同時釋放熱量。通氣不良條件下通氣不良條件下形成有機酸類中間產(chǎn)物，最后產(chǎn)生甲烷、形成有機酸類中間產(chǎn)物，最后產(chǎn)生甲烷、氫氣等氫氣等還原性物質還原性物質。土壤有機質的轉化微 生 物 作微 生 物 作用用纖維桿菌，粘細纖維桿菌，粘細菌等菌等單糖單糖草酸草酸CO2+H2O+能量能量丁酸等丁酸等纖維素類（脂肪纖維素類（脂肪類、木質素等）類、木質素等）(3(3）過程反應式）過程反應式u (C(C6 6H H1010O O5 5) )n nnHnH2 2OnCOnC6 6H H1212O O6 6 （水解作用）（水解作用）u nCnC6 6H H1212O O6 6

31、6O6O2 2 6CO6CO2 26H6H2 20 0熱量（需好氣條件熱量（需好氣條件, ,稱氧化作稱氧化作用）用）u C C6 6H H1212O O6 6 CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2COOHCOOH2H2H2 22CO2CO2 2熱量熱量u 4H4H2 2COCO2 2 CHCH4 42H2H2 2O O （在通氣不良的條件，稱發(fā)酵作用）（在通氣不良的條件，稱發(fā)酵作用）（2）含氮有機物的轉化）含氮有機物的轉化l 土壤中含氮有機物可分為兩種類型：一是土壤中含氮有機物可分為兩種類型：一是蛋白質類型蛋白質類型，如各種，如各種類型的蛋白質；二類型的蛋白質；二是非蛋白質型是非蛋白質型

32、，如幾丁質、尿素和葉綠素等。，如幾丁質、尿素和葉綠素等。土壤中含氮的有機物在土壤微生物作用下，最終分解為無機態(tài)土壤中含氮的有機物在土壤微生物作用下，最終分解為無機態(tài)氮（氮（NHNH4 4+ +N N和和NONO3 3- -N N）。）。水解過程水解過程蛋白質蛋白質多肽多肽氨基酸氨基酸氨基酸分解產(chǎn)生氨基酸分解產(chǎn)生NH3氨化過程氨化過程硝化過程硝化過程NH3氧化生成硝酸。氧化生成硝酸。反硝化過程反硝化過程硝態(tài)氮還原成氣態(tài)氨的過程。硝態(tài)氮還原成氣態(tài)氨的過程。土壤有機質的轉化蛋 白質 、磷脂、尿 素等水 解作用蛋 白質 水解酶氨基酸氨化作用NH3 或NH4+亞硝酸細菌HNO2HNO3硝酸細菌N2反硝化

33、細菌硝化作用反硝化作用蛋白質蛋白質 氨基酸氨基酸 蛋白質蛋白質 水解酶水解酶 氧化氧化好氣分解好氣分解 還原還原嫌氣分解嫌氣分解 水解水解CHCH2 2NHNH2 2COOHCOOHO O2 2 HCOOHHCOOHCOCO2 2NHNH3 3CHCH2 2NHNH2 2COOHCOOHH H2 2 CHCH3 3COOHCOOHNHNH3 3CHCH2 2NHNH2 2COOHCOOHH H2 2O CHO CH2 2(OH)COOH(OH)COOHNHNH3 3 水解作用（一）水解作用（一）氨化作用（二）氨化作用（二）2NH2NH3 33O3O2 2 2HNO2HNO2 22H2H2 2O

34、 O熱量（第一階段）熱量（第一階段） 2HNO2HNO2 2O O2 2 2HNO2HNO3 3熱量熱量 （第二階段）（第二階段） 硝化作用硝化作用 （三）（三）5C5C6 6H H1212O O6 624KNO24KNO3 3 24KHCO24KHCO3 36CO6CO2 212N12N2 218H18H2 2O O 反硝化作用（四）反硝化作用（四） 反硝化細菌反硝化細菌過程反應式過程反應式（3）含磷有機物的轉化）含磷有機物的轉化l土壤中表層有土壤中表層有26265050是以是以有機磷有機磷狀態(tài)存在，主狀態(tài)存在，主要有要有核蛋白、核酸、磷脂、核素核蛋白、核酸、磷脂、核素等、這些物質在多等、這

35、些物質在多種腐生性微生物作用下，分解的最終產(chǎn)物為種腐生性微生物作用下，分解的最終產(chǎn)物為正磷酸正磷酸及其鹽類及其鹽類，可供植物吸收利用。，可供植物吸收利用。 l 在酸性或石灰性土壤中易與在酸性或石灰性土壤中易與Fe、Al、Ca、Mg等生成難溶性的磷酸等生成難溶性的磷酸鹽，降低其有效性。但在嫌氣條件下，很多嫌氣性土壤微生物能引鹽，降低其有效性。但在嫌氣條件下，很多嫌氣性土壤微生物能引起磷酸還原作用，產(chǎn)生亞磷酸，并進一步還原成起磷酸還原作用，產(chǎn)生亞磷酸，并進一步還原成磷化氫磷化氫。土壤有機質的轉化磷細菌 水解 KNaCa2 （4）含硫有機物的轉化）含硫有機物的轉化土壤中含硫的有機化合物如土壤中含硫的

36、有機化合物如含硫蛋白質、胱氨酸含硫蛋白質、胱氨酸等，等，經(jīng)微生物的腐解作用產(chǎn)生經(jīng)微生物的腐解作用產(chǎn)生硫化氫硫化氫。其反應如下：其反應如下：含硫蛋白質含硫蛋白質 硫氨基酸硫氨基酸 H H2 2S S土壤有機質的轉化l 還原型的無機硫化物被硫化細菌氧化成硫酸的過程，稱還原型的無機硫化物被硫化細菌氧化成硫酸的過程，稱硫化作用。其反應如下：硫化作用。其反應如下：2H2H2 2S SO O2 2 2H2H2 2O O2S+2S+熱量熱量2S2S3O3O2 22H2H2 2O 2HO 2H2 2SOSO4 4+ +熱量熱量l 硫化作用產(chǎn)生的硫酸與土壤中的鹽基物質作用，形成硫硫化作用產(chǎn)生的硫酸與土壤中的鹽基

37、物質作用，形成硫酸鹽，硫酸鹽是植物可吸收的養(yǎng)分。酸鹽，硫酸鹽是植物可吸收的養(yǎng)分。有機殘體有機殘體降解降解CO2（2/3以上）以上）殘留土壤部殘留土壤部分分土壤微生物土壤微生物量量多糖類、有機酸類等多糖類、有機酸類等非腐殖質物質非腐殖質物質腐殖質腐殖質（3%-8%）（10%-30%）（3%-8%）土壤有機質的轉化（二）腐殖化過程（二）腐殖化過程l土壤有機質在微生物作用下，首先分解產(chǎn)生為簡單有機化合土壤有機質在微生物作用下，首先分解產(chǎn)生為簡單有機化合物及中間產(chǎn)物，然后轉化成更復雜的、穩(wěn)定的、特殊的高分物及中間產(chǎn)物，然后轉化成更復雜的、穩(wěn)定的、特殊的高分子有機化合物子有機化合物腐殖質的過程。腐殖質的

38、過程。l 分兩個階段分兩個階段1 1 產(chǎn)生構成腐殖質基本組成的原始材料（主要是芳香族產(chǎn)生構成腐殖質基本組成的原始材料（主要是芳香族的化合物和含的化合物和含N N有機化合物）有機化合物）2 合成階段合成階段 多元酚多元酚氧化氧化醌醌+ +氨基酸或肽氨基酸或肽酶酶腐殖質腐殖質土壤有機質的轉化土壤腐殖質形成過程中的轉化途徑土壤腐殖質形成過程中的轉化途徑 土壤有機質的礦質化過程和腐殖化過程是即互相對立，土壤有機質的礦質化過程和腐殖化過程是即互相對立，又互相聯(lián)系，即互相獨立，又互相滲透的兩個過程。又互相聯(lián)系，即互相獨立，又互相滲透的兩個過程。 礦質化過程是有機質釋放養(yǎng)分的過程礦質化過程是有機質釋放養(yǎng)分的

39、過程，又是為，又是為腐殖質合成提供原料的過程，沒有礦質化過程腐殖質合成提供原料的過程，沒有礦質化過程就沒有腐殖化過程；就沒有腐殖化過程；同時腐殖化過程的產(chǎn)物同時腐殖化過程的產(chǎn)物腐殖質并不是一成不腐殖質并不是一成不變的，它可以再經(jīng)礦質化過程而釋放養(yǎng)分以供變的，它可以再經(jīng)礦質化過程而釋放養(yǎng)分以供植物吸收利用。植物吸收利用。 （三）礦質化和腐殖化過程的關系（三）礦質化和腐殖化過程的關系土壤有機質的轉化三、影響土壤有機質轉化的因素三、影響土壤有機質轉化的因素有機質是土壤中最活躍的物質組成。有機質是土壤中最活躍的物質組成。u一方面一方面，外來有機物質不斷地輸入土壤，并經(jīng)微生物，外來有機物質不斷地輸入土壤

40、，并經(jīng)微生物的分解和轉化形成新的腐殖質；的分解和轉化形成新的腐殖質；u另一方面另一方面，土壤原有有機質不斷地被分解和礦化，離，土壤原有有機質不斷地被分解和礦化，離開土壤。進入土壤的有機物質與有機碳從土壤中損失之開土壤。進入土壤的有機物質與有機碳從土壤中損失之間的平衡決定了土壤有機質的含量。間的平衡決定了土壤有機質的含量。u凡是能影響微生物活動及其生理作用的因素都會影響有凡是能影響微生物活動及其生理作用的因素都會影響有機物質的分解和轉化。機物質的分解和轉化。1. 溫度溫度微生物活動響應于溫度變化：微生物活動響應于溫度變化：l0 :無分解。無分解。l 0-35:分解隨溫度而加強分解隨溫度而加強,每

41、升溫每升溫10 ,分解速分解速 率提高率提高2-3倍。倍。l 25-35 ：最適分解溫度。：最適分解溫度。土壤水分對有機質分解和轉化的影響是復雜的：土壤水分對有機質分解和轉化的影響是復雜的：l 土壤中微生物的活動需要適宜的土壤含水量，但土壤中微生物的活動需要適宜的土壤含水量，但過多的水分導致進入土壤的氧氣減少，從而改變過多的水分導致進入土壤的氧氣減少，從而改變土壤有機物質的分解過程和產(chǎn)物。土壤有機物質的分解過程和產(chǎn)物。l 土壤有機質的分解和轉化也受土壤干濕交替作用的土壤有機質的分解和轉化也受土壤干濕交替作用的影響影響2. 土壤水分與通氣狀況土壤水分與通氣狀況l土壤的通氣狀況影響著有機質轉化的速

42、度和方向。只土壤的通氣狀況影響著有機質轉化的速度和方向。只有當有機質在一定的通氣狀況下，既有利于礦質化，有當有機質在一定的通氣狀況下，既有利于礦質化，又利于腐殖質的累積時，才能保證養(yǎng)分連續(xù)不斷地供又利于腐殖質的累積時，才能保證養(yǎng)分連續(xù)不斷地供應。應。l土壤有機質的來源、種類及其組成和數(shù)量，以至堆積土壤有機質的來源、種類及其組成和數(shù)量，以至堆積（或累積）的方式，都是影響有機質轉化的因素。（或累積）的方式，都是影響有機質轉化的因素。l有機物質的細碎程度有機物質的細碎程度l有機物質組成的碳氮比有機物質組成的碳氮比(C/N)(C/N)l 有機物本身的成分是影響其分解的重要因素之一。有機物含碳素有機物本

43、身的成分是影響其分解的重要因素之一。有機物含碳素總量和氮素總量的比例，叫做總量和氮素總量的比例，叫做C/N。一般來說，微生物生長或者。一般來說，微生物生長或者增加體細胞時每分解增加體細胞時每分解25或或30份碳素需要同化份碳素需要同化1份的氮素，因此，份的氮素，因此，生物殘體的生物殘體的C/N在在25：1或或30：1時，最有利于其分解。時，最有利于其分解。 。3. 植物殘體的特性植物殘體的特性l土壤質地在局部范圍內(nèi)影響土壤有機質的含量土壤質地在局部范圍內(nèi)影響土壤有機質的含量l 土壤土壤pH也也通過影響微生物的活性而影響有機質的降解通過影響微生物的活性而影響有機質的降解4. 土壤特性土壤特性u各

44、種微生物都有其最適宜于活動的各種微生物都有其最適宜于活動的pH范圍，范圍，u pH過低過低(8.5)對一般的微生物都不大適宜對一般的微生物都不大適宜u土壤有機質的含量與其粘粒含量具有極顯著的正相關。土壤有機質的含量與其粘粒含量具有極顯著的正相關。u腐殖質與粘粒膠體結合形成的粘粒一腐殖質復合體，可防腐殖質與粘粒膠體結合形成的粘粒一腐殖質復合體，可防 止有機質遭受分解，免受微生物的破壞。止有機質遭受分解，免受微生物的破壞。l腐殖質是土壤有機質在土壤微生物分解和再合成作用腐殖質是土壤有機質在土壤微生物分解和再合成作用下所形成的一類黑色、褐色或暗褐色的、芳香族結構下所形成的一類黑色、褐色或暗褐色的、芳

45、香族結構的、有機凝膠狀物質，是一類分子量大，具有多價酸的、有機凝膠狀物質，是一類分子量大，具有多價酸根的不均勻的無定形縮聚產(chǎn)物。根的不均勻的無定形縮聚產(chǎn)物。l它是土壤有機質的主要部分，約占有機質總量的它是土壤有機質的主要部分，約占有機質總量的50-50-65%65%，對于土壤的各種理化性質和肥力狀況有極大影響。，對于土壤的各種理化性質和肥力狀況有極大影響。土壤腐殖質第三節(jié)第三節(jié) 土壤腐殖質土壤腐殖質腐殖質分組方法 腐殖質的提取與分組腐殖質的提取與分組土壤腐殖質NaOHNaOH或或NHNH4 4OHOH稀液浸提過濾稀液浸提過濾 不溶解的腐殖質（黑色）不溶解的腐殖質（黑色） 胡敏素胡敏素溶解的暗褐

46、色溶液溶解的暗褐色溶液 褐色沉淀褐色沉淀黃色溶液黃色溶液 富里酸富里酸 土壤土壤腐殖質腐殖質酒精酒精浸提過濾浸提過濾胡敏酸胡敏酸HClHCl或或 H H2 2SOSO4 4浸提過濾浸提過濾 吉瑪多美郎酸吉瑪多美郎酸1 1、腐殖酸的分離、提取與組分、腐殖酸的分離、提取與組分胡敏酸的結構模式富里酸的結構模式2 2、土壤腐殖質的存在狀態(tài)、土壤腐殖質的存在狀態(tài)游離態(tài)腐殖質游離態(tài)腐殖質結合態(tài)腐殖質結合態(tài)腐殖質與礦物成分中的強鹽基化合成穩(wěn)與礦物成分中的強鹽基化合成穩(wěn)定的鹽類，主要為腐殖酸鈣和鎂定的鹽類，主要為腐殖酸鈣和鎂與含水三氧化物與含水三氧化物如如Al2O3XH2OFe2O3yH2O化合成凝膠化合成凝

47、膠體體與土壤黏粒結合成有機無機復合體與土壤黏粒結合成有機無機復合體土壤腐殖質3 3、土壤腐殖酸的性質、土壤腐殖酸的性質（1） 顏色顏色l整體呈黑色或黑褐色，顏色有深淺之分，這和腐殖質分整體呈黑色或黑褐色，顏色有深淺之分，這和腐殖質分子大小和分子芳構化程度成正相關。子大小和分子芳構化程度成正相關。l富里酸呈淡黃色，胡敏酸為褐色。富里酸呈淡黃色，胡敏酸為褐色。土壤腐殖質（2）溶解性）溶解性l富里酸溶于水、酸、堿富里酸溶于水、酸、堿 ，一價，二價和三價鹽類均，一價，二價和三價鹽類均溶于水。因此，富里酸及其鹽類易溶解而不易凝聚，溶于水。因此，富里酸及其鹽類易溶解而不易凝聚，對土壤礦物質有較強的破壞作用

48、，土壤不易形成良好對土壤礦物質有較強的破壞作用，土壤不易形成良好的結構。的結構。l胡敏酸不溶于水和酸，但溶于堿，其鹽類一價鹽類胡敏酸不溶于水和酸，但溶于堿，其鹽類一價鹽類（即鉀、鈉、銨的鹽類）溶于水，二價和三價鹽類（即鉀、鈉、銨的鹽類）溶于水，二價和三價鹽類（即鈣、鎂、鐵、鋁的鹽類）不溶于水，其鹽類易發(fā)（即鈣、鎂、鐵、鋁的鹽類）不溶于水，其鹽類易發(fā)生絮凝，使土壤形成良好的結構。生絮凝，使土壤形成良好的結構。 （3） 元素組成元素組成C、 H 、N 、O、 P、 S，其次其次Fe、 Ca、 Mg 、Si 。 C H O+S N 胡敏酸胡敏酸 50-62 2.8-6.6 31-40 2.0-6.0

49、 富里酸富里酸 45-48 5-6 43-48 1.5l總體來說，一般腐殖質平均含碳為總體來說，一般腐殖質平均含碳為58%，氮，氮5.6%，其，其C/N比為比為10：1-12：1。土壤腐殖質我國主要土壤表土中腐殖物質的元素組成我國主要土壤表土中腐殖物質的元素組成腐殖物質腐殖物質胡敏酸胡敏酸HA（）（）富里酸富里酸FA（）（）范范 圍圍平平 均均范范 圍圍平平 均均C43.959.654.743.452.646.5H3.17.04.84.05.84.8O31.341.836.140.149.845.9N2.85.94.21.64.32.8C/H7.219.211.68.012.69.8土壤腐殖質

50、（4）結構單元）結構單元分子量分子量（5） 分子結構特性分子結構特性腐殖質分子中心是一個稠環(huán)或類似稠環(huán)的芳香核，可借腐殖質分子中心是一個稠環(huán)或類似稠環(huán)的芳香核，可借共價鍵、離子鍵或氫鍵，與下述分子中的數(shù)種結合：共價鍵、離子鍵或氫鍵，與下述分子中的數(shù)種結合：(1)多糖、多糖、(2)多肽、多肽、(3)酚類醌酚類醌 、(4)金屬離子、金屬離子、(5)有機酚類有機酚類腐殖質的分子量很大，可以從十至幾百到大致幾百萬。腐殖質的分子量很大，可以從十至幾百到大致幾百萬。其分子量不僅因土壤和組分的不同而異，即使同一樣品其分子量不僅因土壤和組分的不同而異，即使同一樣品用不同方法測定，其結果也有較大差別。一般情況，

51、胡用不同方法測定，其結果也有較大差別。一般情況，胡敏酸分子量為敏酸分子量為2000100000，富里酸分子量較小，富里酸分子量較小，2752110。分子結構分子結構球形或棒狀，非晶質球形或棒狀，非晶質,比表面積大比表面積大分子外形分子外形土壤腐殖質（6） 電性電性 腐殖質是兩性膠體，但以負電荷為主腐殖質是兩性膠體，但以負電荷為主 。l負電荷來源于負電荷來源于 COOH =C=O -OCHCOOH =C=O -OCH3 3 OH OHl其中羧基是最重要的功能基團；腐殖質的總酸度通常其中羧基是最重要的功能基團；腐殖質的總酸度通常 是指羧基和酚羥基的總和。是指羧基和酚羥基的總和。l總酸度以胡敏素、胡

52、敏酸和富里酸的次序增加?？偹岫纫院羲亍⒑羲岷透焕锼岬拇涡蛟黾?。 土壤腐殖質（7） 吸水性吸水性l 腐殖質是一種腐殖質是一種親水膠體親水膠體，有強大的吸水能力，有強大的吸水能力，最大吸水度最大吸水度達最大吸水度最大吸水度達500，在濕度飽，在濕度飽和的空氣中，其濕度為和的空氣中，其濕度為200。強大的吸水。強大的吸水性使土壤具有較強的持水供水能力。性使土壤具有較強的持水供水能力。 土壤腐殖質（8） 穩(wěn)定性穩(wěn)定性l 抵抗微生物分解能力很強，分解周轉所需時間短的抵抗微生物分解能力很強，分解周轉所需時間短的1010年，年，長的幾百年。其穩(wěn)定性與團粒結構的穩(wěn)定性有關。在溫長的幾百年。其穩(wěn)定性與團粒結

53、構的穩(wěn)定性有關。在溫帶條件下，一般植物殘體的半分解周期少于帶條件下，一般植物殘體的半分解周期少于3 3個月，植物個月，植物殘體形成的新的有機質的半分解期為殘體形成的新的有機質的半分解期為4.7-94.7-9年，而胡敏酸年，而胡敏酸的平均停留時間為的平均停留時間為780-3000780-3000年，富里酸的平均停留為年，富里酸的平均停留為200-630200-630年。年。l 不同土壤的腐殖質其穩(wěn)定性差異很大不同土壤的腐殖質其穩(wěn)定性差異很大, ,一般自然土壤大于一般自然土壤大于耕地土壤。耕地土壤。土壤腐殖質（9）腐殖質的變異性）腐殖質的變異性lHA/FAHA/FA值：表示胡敏酸與富里酸含量的比值

54、。是表示土壤腐殖質值：表示胡敏酸與富里酸含量的比值。是表示土壤腐殖質成份變異的指標之一。成份變異的指標之一。 HA/FA的比值為何可的比值為何可以作為衡量土壤腐殖以作為衡量土壤腐殖質的品質？質的品質？l從胡敏酸和富里酸的化學性質上來考慮從胡敏酸和富里酸的化學性質上來考慮l 胡敏酸及其鹽類在環(huán)境條件發(fā)生變化時，其化胡敏酸及其鹽類在環(huán)境條件發(fā)生變化時，其化學性質不變，成為不溶于水的，較穩(wěn)定的黑色學性質不變，成為不溶于水的，較穩(wěn)定的黑色物質；富里酸在水中溶解度很大，其水溶液呈物質；富里酸在水中溶解度很大，其水溶液呈酸性反應，它的一切鹽類都溶與水，易造成養(yǎng)酸性反應，它的一切鹽類都溶與水，易造成養(yǎng)分流失

55、。分流失。土壤腐殖質胡敏酸和富里酸性質的比較胡敏酸和富里酸性質的比較 酸性酸性鹽類溶鹽類溶解性解性酸堿溶酸堿溶解性解性水溶水溶性性陽離子交換量陽離子交換量胡胡敏敏酸酸較小呈較小呈微酸性微酸性1價溶，價溶，2、3價不溶價不溶溶于堿，溶于堿，不溶于不溶于酸、酒酸、酒精精難溶難溶于水于水較低（較低（300500厘厘mol/kg）富富里里酸酸較大且較大且活性大活性大1、2、3價均價均溶溶溶于酸、溶于酸、堿堿易溶易溶于水于水較高（較高（700厘厘mol/kg）l一般我國北方的土壤，特別一般我國北方的土壤，特別干旱區(qū)與半干旱區(qū)干旱區(qū)與半干旱區(qū)的土壤腐殖質以胡敏酸為主：的土壤腐殖質以胡敏酸為主：HA/FAH

56、A/FA比大于比大于1.01.0 l而在溫暖潮濕的南方的而在溫暖潮濕的南方的酸性土壤酸性土壤中，土壤中以富中，土壤中以富 里酸為主：里酸為主： HA/FA比一般小于比一般小于1l在同一地區(qū)，在同一地區(qū)，水稻土水稻土的腐殖質的的腐殖質的HA/FA HA/FA 比比大于旱地大于旱地。 l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。 土壤腐殖質一、土壤有機質在肥力上的作用一、土壤有機質在肥力上的作用（1）提供植物需要的養(yǎng)分）提供植物需要的養(yǎng)分 l 碳素營養(yǎng)碳素營養(yǎng)：碳素循環(huán)是地球生態(tài)平衡的基礎。土壤每年釋放：碳素循環(huán)是地球生態(tài)平衡的基礎。土壤每年釋放 的的CO

57、2達達1.351011噸，相當于陸地植物的需要量。噸，相當于陸地植物的需要量。l 氮素營養(yǎng)氮素營養(yǎng)：土壤有機質中的氮素占全氮的：土壤有機質中的氮素占全氮的92-98% l磷素營養(yǎng)磷素營養(yǎng)：土壤有機質中的磷素占全磷的：土壤有機質中的磷素占全磷的20-50%l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。第四節(jié)第四節(jié) 土壤有機質的作用和調節(jié)土壤有機質的作用和調節(jié)（2 2）改善土壤的物理性質）改善土壤的物理性質l 腐殖質是土壤團聚體的主要膠結劑，形成團粒狀結構，腐殖質是土壤團聚體的主要膠結劑，形成團粒狀結構，從而增加土壤的疏松性，改善土壤的通氣性和透水性。從而增加土壤的

58、疏松性，改善土壤的通氣性和透水性。l 改良土壤結構，促進團粒結構的形成，增加土壤的疏松改良土壤結構，促進團粒結構的形成，增加土壤的疏松性，改善土壤的通氣性和透水性。性，改善土壤的通氣性和透水性。l 土壤腐殖質是親水膠體，具有巨大的比表面積和親水基團，土壤腐殖質是親水膠體，具有巨大的比表面積和親水基團，能提高土壤的有效持水量。能提高土壤的有效持水量。 l 腐殖質為棕色至褐色或黑色物質，增加了土壤吸熱的能腐殖質為棕色至褐色或黑色物質，增加了土壤吸熱的能力，提高土壤溫度。力，提高土壤溫度。 有機質的作用和調節(jié)（3 3）提高土壤的保肥性和緩沖性）提高土壤的保肥性和緩沖性l土壤腐殖質有著巨大的比表面和表

59、面能，具有較強土壤腐殖質有著巨大的比表面和表面能，具有較強的吸附能力，腐殖質膠體以帶負電荷為主，從而可的吸附能力，腐殖質膠體以帶負電荷為主，從而可吸附土壤溶液中的交換性陽離子，因此，土壤有機吸附土壤溶液中的交換性陽離子，因此，土壤有機質具有巨大的保肥能力。質具有巨大的保肥能力。 l 腐殖酸本身是一種弱酸，腐殖酸和其鹽類可構成腐殖酸本身是一種弱酸，腐殖酸和其鹽類可構成緩沖體系，因此，使土壤具有較強的緩沖性能緩沖體系，因此，使土壤具有較強的緩沖性能 。有機質的作用和調節(jié)（4 4）在生態(tài)環(huán)境上的作用）在生態(tài)環(huán)境上的作用（1）有機質可降低或延緩重金屬污染）有機質可降低或延緩重金屬污染l可以通過靜電吸附和絡合（螯合）、還原作用來實現(xiàn)?？梢酝ㄟ^靜電吸附和絡合（螯合）、還原作用來實現(xiàn)。 l如胡敏酸將如胡敏酸將Cr6+還原為還原為Cr3+，然后形成穩(wěn)定的復合體。，然后形成穩(wěn)定的復合體。（2）有機質對農(nóng)藥等有機污染物具有固定作用）有機質對農(nóng)藥等有機污染物具有固定作用 （3）有機質對全球碳平衡的影響）有機質對全球碳平衡的影響l 土壤有機質對農(nóng)藥等有機污染物有強烈的親和力，對有機污染土壤有機質對農(nóng)藥等有機污染物有強烈的親和力，對有機污染物在土壤中的生物活性、殘留、生物降解、遷移和蒸發(fā)等過程物