Chap. 5 土壤有机质 §1 土壤有机质的概念土壤有机质：泛指土壤中来源于生命的物质。包括：土壤微生物和土壤动物及其分泌物以及土体中植物残体和植物分泌物。

Chap. 5 Chap. 5 土壤有机质土壤有机质

§1 §1 土壤有机质的概念土壤有机质的概念

土壤有机质：土壤有机质：泛指土壤中来源于生命的物质。泛指土壤中来源于生命的物质。包括：土壤微生物和土壤动物及其分泌物包括：土壤微生物和土壤动物及其分泌物以及土体中植物残体和植物分泌物。以及土体中植物残体和植物分泌物。

有机物质有机物质有机质有机质腐殖质腐殖质


§2 §2 土壤有机质的来源及形态土壤有机质的来源及形态来源：来源： 11 ）高等植物（地上部和地下部））高等植物（地上部和地下部） 22 ）土壤中的动物）土壤中的动物 33 ）土壤中的微生物）土壤中的微生物 44 ）施用的有机肥）施用的有机肥形态：形态： 11 ）新鲜有机质（未分解有机质））新鲜有机质（未分解有机质） 22 ）半分解有机质）半分解有机质 33 ）腐殖质）腐殖质


11 ）高等植物）高等植物森林植被森林植被下有机残体主要来自地上部凋落物，下有机残体主要来自地上部凋落物，

4-54-5 吨吨 // 公顷•年；公顷•年；草本植物草本植物的有机残体主要来自根系，黑土地区的有机残体主要来自根系，黑土地区

达达 9.39.3 吨吨 // 公顷•年（风干根重）；公顷•年（风干根重）；耕作土壤耕作土壤，植物残体主要来源根茬，达，植物残体主要来源根茬，达 2-32-3 吨吨

// 公顷•年。公顷•年。由于各地区的气候条件、植被类型及耕由于各地区的气候条件、植被类型及耕

作管理不同，进入土壤中的植物残体数作管理不同，进入土壤中的植物残体数量和化学组成有很大的差异。量和化学组成有很大的差异。


22 ）土壤动物）土壤动物根据躯体大小根据躯体大小区分：小型、中型和大型土壤动物；区分：小型、中型和大型土壤动物；大型大型：（体长：（体长 >2mm>2mm ）蚯蚓、蚂蚁、甲虫、马）蚯蚓、蚂蚁、甲虫、马

陆、陆、蜈蚣等；蜈蚣等；中型中型：（体长：（体长 0.2-2mm0.2-2mm ）螨类、弹尾虫；）螨类、弹尾虫；小型小型：（体长：（体长 <0.2mm<0.2mm ）原生动物、线虫。）原生动物、线虫。


22 ）土壤动物）土壤动物根据在土壤中滞留时间根据在土壤中滞留时间区分：区分：①①全期土壤动物：全期土壤动物：②②周期土壤动物：周期土壤动物：③③部分土壤动物：部分土壤动物：④④暂时土壤动物：暂时土壤动物：⑤⑤过度土壤动物：过度土壤动物：⑥⑥交替土壤动物：交替土壤动物：


22 ）土壤动物）土壤动物根据在土壤中栖息层次根据在土壤中栖息层次区分：区分：①①真土居动物：真土居动物：②②半半土居动物：土居动物：③③地表土居动物：地表土居动物：④④上方土居动物：上方土居动物：


22 ）土壤动物）土壤动物根据食性根据食性区分：区分：①①根食者根食者：：②②枯食者：枯食者：③③尸食者：尸食者：④④粪食者：粪食者：⑤⑤菌食者：菌食者：⑥⑥捕食者：捕食者：⑦⑦杂食者：杂食者：


蚯蚓蚯蚓


螨类螨类


弹尾虫弹尾虫


线虫线虫


33 ）微生物）微生物

（（ 11 ）微生物类群：细菌、放线菌和真菌。）微生物类群：细菌、放线菌和真菌。（（ 22 ）微生物营养型：）微生物营养型：有机营养型（异样型）有机营养型（异样型） :: 腐生性和寄生性腐生性和寄生性无机营养型（自养型）化能自养性和光能自养无机营养型（自养型）化能自养性和光能自养

性性


§3 §3 土壤有机质的组成土壤有机质的组成主要有五类有机化合物和灰分物质：主要有五类有机化合物和灰分物质：11 ）糖类化合物：）糖类化合物：单糖双糖和多糖类单糖双糖和多糖类好气条件好气条件 COCO22+H+H22O O 单糖双糖和多糖类单糖双糖和多糖类厌气条件厌气条件有机酸有机酸 HH22 、、 CC

HH44


22 ）纤维素、半纤维素）纤维素、半纤维素33 ）木质素）木质素44 ）含）含 NN 化合物（蛋白质氨基化合物（蛋白质氨基

酸）酸）55 ）脂肪、树脂、蜡质和单宁）脂肪、树脂、蜡质和单宁66 ）灰分物质：）灰分物质： CaCa 、、 MgMg 、、 KK 、、 NaNa 、、 SiSi 、、

PP 、、 SS 、、 FeFe 、、 AlAl 、、 MnMn


§4 §4 土壤有机质的转化土壤有机质的转化有机质的矿化作用：有机质的矿化作用：有机质在生物作用有机质在生物作用

下分解为简单的无机化合物的过程。下分解为简单的无机化合物的过程。有机质的腐殖化作用：有机质的腐殖化作用：有机质在分解的有机质在分解的

同时，形成腐殖质的过程。同时，形成腐殖质的过程。通常把每克干重的有机质经过一年分解通常把每克干重的有机质经过一年分解

后转化为腐殖质（干重）的克数，称为后转化为腐殖质（干重）的克数，称为腐殖化系数腐殖化系数。。



腐殖质形成的机理：腐殖质形成的机理：11 ）） 3030 年代：木质素和微生物原生质中的年代：木质素和微生物原生质中的

蛋白质相互作用形成木质素蛋白质相互作用形成木质素 -- 蛋白质复蛋白质复合体。合体。

22 ）） 6060 年代：木质素不能参与腐殖质的形年代：木质素不能参与腐殖质的形成，而是通过降解产生酚、醌型化合物，成，而是通过降解产生酚、醌型化合物，再与氨基酸缩合而成。再与氨基酸缩合而成。


33 ）） 8080 年代及以后：年代及以后：细胞自溶假说细胞自溶假说：死亡细胞释放自溶酶，使：死亡细胞释放自溶酶，使

细胞成分（糖、氨基酸、酚和其他芳香族细胞成分（糖、氨基酸、酚和其他芳香族化合物）形成自由基而迅速缩合成腐殖质。化合物）形成自由基而迅速缩合成腐殖质。

微生物合成学说微生物合成学说：微生物利用植物物质作：微生物利用植物物质作碳源和能源，在细胞内合成各种腐殖质的碳源和能源，在细胞内合成各种腐殖质的高分子化合物，微生物死亡后再释放到土高分子化合物，微生物死亡后再释放到土壤中，在细胞外降解为腐殖质。壤中，在细胞外降解为腐殖质。


§5 §5 土壤腐殖质的组成和特性土壤腐殖质的组成和特性11 ）腐殖质的组成）腐殖质的组成

土壤

NaOH处理

不溶解部分

溶解部分

HCl或 H2SO4处理

褐色沉淀

浅黄色溶解部分

胡敏酸（褐腐酸）

富里酸（黄腐酸）

胡敏素（黑腐素）


22 ）腐殖质在土壤中存在的形态）腐殖质在土壤中存在的形态①① 游离状态的腐殖质；游离状态的腐殖质；②② 与盐基化合成稳定的盐类与盐基化合成稳定的盐类 ((腐质酸钙镁腐质酸钙镁 ))；；③③ 与含水三氧化物化合成复杂的凝胶体；与含水三氧化物化合成复杂的凝胶体；④④ 与粘粒结合成胶质复合体（有机无机复与粘粒结合成胶质复合体（有机无机复

合体）。合体）。


33 ）腐殖质分子结构）腐殖质分子结构包括包括芳香族化合物芳香族化合物、、含氮化合物含氮化合物、和、和碳水碳水

化合物化合物。。官能团（功能团）：官能团（功能团）：羧基、酚羟基、醇羧基、酚羟基、醇羟基、甲氧基、甲基、醌基等羟基、甲氧基、甲基、醌基等

这些官能团使得腐殖质具有：离子吸附这些官能团使得腐殖质具有：离子吸附性、对金属离子的络合性、氧化还原性性、对金属离子的络合性、氧化还原性及生理活性。及生理活性。


44 ）腐殖质具有带电性（可变电荷））腐殖质具有带电性（可变电荷）


55 ）腐殖质的溶解性、分散性和吸水性）腐殖质的溶解性、分散性和吸水性胡敏酸一价盐、二价盐溶于水，胡敏酸一价盐、二价盐溶于水，富啡酸一价盐溶于水、二价盐不溶于水。富啡酸一价盐溶于水、二价盐不溶于水。胡敏酸分子量大，分散性和活动性小，遇少量胡敏酸分子量大，分散性和活动性小，遇少量电解质（如氯化钙）即完全絮凝，絮凝后产生电解质（如氯化钙）即完全絮凝，絮凝后产生的胡敏酸钙凝胶能胶结土粒形成团粒结构。的胡敏酸钙凝胶能胶结土粒形成团粒结构。

富啡酸分子量小，分散性和活动性大，其酸性富啡酸分子量小，分散性和活动性大，其酸性和溶解性强，能强烈地破坏矿物质。和溶解性强，能强烈地破坏矿物质。

腐殖质是亲水胶体，吸水能力强，最大吸水量可腐殖质是亲水胶体，吸水能力强，最大吸水量可达达 500%500%以上。以上。


66 ）腐殖质的稳定性）腐殖质的稳定性腐殖质具有抵抗微生物分解的能力。腐殖质具有抵抗微生物分解的能力。胡敏酸的平均存留时间为胡敏酸的平均存留时间为 780~3000780~3000 年；年；富啡酸的平均存留时间为富啡酸的平均存留时间为 220~630220~630 年；年；新形成土壤的有机质为新形成土壤的有机质为 4.7~94.7~9 年；年；残体易分解组分为残体易分解组分为 0.250.25 年。年。


§6 §6 土壤有机质转化的影响因素土壤有机质转化的影响因素内部因素：内部因素：有机质的碳氮比（有机质的碳氮比（ C/N=25C/N=25 ））物理状态（分散性或致密物理状态（分散性或致密

性）性）外部因素：外部因素：土壤水、热状况土壤水、热状况土壤通气状况土壤通气状况土壤酸碱性土壤酸碱性


§7 §7 土壤有机质对土壤肥力的作用土壤有机质对土壤肥力的作用11 ）是土壤养分的主要来源；）是土壤养分的主要来源；22 ）促进土壤结构形成，改善土壤物理性质；）促进土壤结构形成，改善土壤物理性质；33 ）提高土壤的保肥能力和缓冲性能；）提高土壤的保肥能力和缓冲性能；44 ）腐殖质具有生理活性，能促进作物生长）腐殖质具有生理活性，能促进作物生长发育；发育；55 ）腐殖质具有络合作用，有助于消除土壤）腐殖质具有络合作用，有助于消除土壤的污染。的污染。


§8 §8 土壤有机质的积累和调控土壤有机质的积累和调控11 ）种植绿肥，增施有机肥料；）种植绿肥，增施有机肥料；22 ）秸秆还田，）秸秆还田，33 ）调节土壤水热状况）调节土壤水热状况

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Chap. 5 土壤有机质 §1 土壤有机质的概念 土壤有机质：泛指土壤中来源于生命的物质。 包括：土壤微生物和土壤动物及其分泌物 以及土体中植物残体和植物分泌物。

Chap. 5 土壤有机质 §1 土壤有机质的概念土壤有机质：泛指土壤中来源于生命的物质。包括：土壤微生物和土壤动物及其分泌物以及土体中植物残体和植物分泌物。