1、 土壤有机质土壤有机质概念：概念：土壤有机质土壤有机质(soil organic matter)二、土壤有机质含量二、土壤有机质含量1 1、有机质含量有机质含量 一般含量在一般含量在0-5%0-5%之间。之间。泥炭土可高达泥炭土可高达20%20%或或30%30%以上以上 漠境土和砂质土壤不足漠境土和砂质土壤不足0.5%0.5%土壤有机质0.5%5%0.5-2.0%7%三、土壤有机质的类型三、土壤有机质的类型动、植物残体动、植物残体 半分解的动、植物残体半分解的动、植物残体 腐殖物质腐殖物质 四、有机质的组成四、有机质的组成(1)化学元素组成土壤有机质的基本元素组成是C、H、O、N，C/N比大约
2、在1012之间。(2)(2)化合物组成化合物组成 可分为可分为:腐殖物质腐殖物质 （HumicHumic Substance)Substance)非腐殖物质非腐殖物质 （Non-HumicNon-Humic Substance)Substance)常见的化合物有常见的化合物有纤维素、半纤维素、蛋白质、木质素及脂类纤维素、半纤维素、蛋白质、木质素及脂类。决定土壤有机质含量的因素：进入土壤的有机物质数量 土壤有机质的损失量 土壤有机碳的平衡 第二节第二节 土壤有机质的分解和转化土壤有机质的分解和转化R（C，4H，养分）+2O2 CO2+2H2O+能量+养分 酶氧化一、土壤有机质的矿化过程一、土壤有
3、机质的矿化过程1、矿化作用矿化作用(Mineralization)*土壤有机质在土壤微生物及其酶的作用下，分解成二氧化碳和水，并释放出其中的矿质养分的过程。2、矿化过程水的淋溶过程动物转化过程微生物的转化过程*微生物的转化过程*好气条件好气条件微生物的转化过程*二、土壤有机质的腐殖化过程二、土壤有机质的腐殖化过程1、概念：腐殖化过程、概念：腐殖化过程:(Humification)*各种有机化合物通过微生物的合成或在原植物组织中的聚合转变为组成和结构比原来有机化合物更为复杂的新的有机化合物，这一过程称为腐殖化过程腐殖化过程。腐殖化系数腐殖化系数*：单位重量的有机物质碳在土壤中分解一年后的残留碳量
4、。有机质的分解与合成示意图有机质的分解与合成示意图 在好氧条件下在好氧条件下，微生物活动旺盛，分解作用可进行较快而彻底，有机物质-CO2和H2O，而N、P、S等则以矿质盐类释放出来。在嫌气条件下在嫌气条件下，好氧微生物的活动受到抑制，分解作用进行得既慢又不彻底，同时往往还产生有机酸、乙醇等中间产物中间产物。在极端嫌气的情况下在极端嫌气的情况下，还产生CHCH4 4、H H2 2等还原物等还原物质质，其中的养料和能量释放很少，对植物生长不利。注 意（一）土壤生物的组成与活性 土壤动物促进植物残体的破碎和运输 真菌可促进木质素的分解 细菌和放线菌可促进碳水化合物的分解 三、影响有机物质的分解和转化
5、的因素：三、影响有机物质的分解和转化的因素：（二）土壤特性（二）土壤特性 1 1、质地、质地 粘粒含量越高，有机质含量也越高。粘粒含量越高，有机质含量也越高。2 2、pHpH值值 中性、钙质丰富较好，中性、钙质丰富较好，pH6.5-7.5pH6.5-7.5。3.3.水分水分 最适湿度：土壤持水量的最适湿度：土壤持水量的50-80%低洼、积水有利于有机质的积累低洼、积水有利于有机质的积累 4.4.通气性通气性 通气不良易有机质累积通气不良易有机质累积 5.5.温度温度 最适宜温度大约为最适宜温度大约为25-3525-35 有机物质组成的碳氮比（有机物质组成的碳氮比（C/NC/N）对其分解速）对其
6、分解速度影响很大。度影响很大。以以2525或或3030：1 1较为合适。较为合适。C/N C/N降至大约降至大约2525：1 1以下，微生物不再利用土壤以下，微生物不再利用土壤中中 的有效氮，相反由于有机质较完全的分解而释放的有效氮，相反由于有机质较完全的分解而释放矿质态氮，矿质态氮，2、C/N比*新鲜程度 破碎程度 紧实程度（三）植物残体的特性（三）植物残体的特性 1 1、物理状态、物理状态第三节第三节 土壤腐殖物质的形成和性质土壤腐殖物质的形成和性质 二、土壤腐殖质的存在形态二、土壤腐殖质的存在形态游离态 很少结合态 52%-98%腐殖质土壤有机无机复合体示意图土壤有机无机复合体示意图三、
7、土壤腐殖酸的性质三、土壤腐殖酸的性质（一）物理性质（一）物理性质1、颜色 黑褐色，富里酸呈淡黄色，胡敏酸呈褐色2、溶解性 富里酸溶于水、酸、碱；胡敏酸不溶于水和酸，但溶于碱；富里酸的一价、二价盐溶于水，三价盐几乎不溶于水；胡敏酸的一价盐溶于水，但二价、三价盐几乎不溶于水。3、吸水性 最大吸水量可以超过500%4 4、腐殖质的分子结构、腐殖质的分子结构（1 1）腐殖酸的分子量有较大的差异。）腐殖酸的分子量有较大的差异。（2 2）腐殖酸的分子形状）腐殖酸的分子形状 pH 2-3 pH 2-3 纤维、纤维束状纤维、纤维束状 4-7 4-7 网状、海绵状网状、海绵状 8-9 8-9 页状页状 10 1
8、0 粒状粒状5.5.胶体特性胶体特性 土壤有机胶体的主要组成部分土壤有机胶体的主要组成部分HAHA的的3D3D优化结构模型优化结构模型（二）腐殖酸的化学性质（二）腐殖酸的化学性质、腐殖质的组成胡敏素胡敏酸富里酸腐殖质、化学组成 我国主要土壤腐殖酸的元素组成元素（%）CHO+SNHA50-603.1-5.331-413.0-5.6FA45-534.0-4.840-482.5-4.3习惯上以58%为其平均值，故计算有机质的含量时，一般以1.724为折算系数。3、含氧官能团羧基、酚羟基、羰基、醌基、醇羟基、甲氧基等。种类种类 羧基羧基 酚羟基酚羟基 醇羟基醇羟基 醌基醌基 酮基酮基 甲氧基甲氧基 总
9、酸度总酸度 HA 15-57 21-57 2-49 1-26 1-5 3-8 67FA 55-112 3-57 26-95 3-20 12-27 3-12 103腐殖质的含氧官能团含量（m mol M）.kg-14、腐殖酸的络合性络合物的稳定性随络合物的稳定性随pHpH值的升高而增大。值的升高而增大。在在Ph4.8Ph4.8时能与时能与FeFe、AlAl、CaCa等离子形成可溶性络等离子形成可溶性络合物，但在中性或碱性条件下会产生沉淀。合物，但在中性或碱性条件下会产生沉淀。5、腐殖酸的电性腐殖酸是一种腐殖酸是一种两性胶体两性胶体。即可以带负电荷，。即可以带负电荷，也可以带正电荷。而通常以带负电
10、荷为主。也可以带正电荷。而通常以带负电荷为主。腐殖质的负电荷数量随腐殖质的负电荷数量随pHpH质的升高而升高。质的升高而升高。（三）腐殖质的稳定性与变异性1 1、稳定性、稳定性在温带条件下，一般植物残体的在温带条件下，一般植物残体的半分解周期半分解周期少于少于3 3个个月，植物残体形成的新的有机质的月，植物残体形成的新的有机质的半分解期半分解期为为4.7-94.7-9年，而胡敏酸的年，而胡敏酸的平均停留平均停留时间为时间为780-3000780-3000年，富里年，富里酸的酸的平均停留平均停留为为200-630200-630年。年。2 2、腐殖质的变异性、腐殖质的变异性 HA/FAHA/FA值
11、值*：表示胡敏酸与富里酸含表示胡敏酸与富里酸含量的比值。是表示土壤腐殖质成份变异的量的比值。是表示土壤腐殖质成份变异的指标之一指标之一。一般我国一般我国北方北方的土壤，特别干旱区与的土壤，特别干旱区与半干旱区的土壤腐殖质以胡敏酸为主，半干旱区的土壤腐殖质以胡敏酸为主，HA/FAHA/FA比大于比大于1.01.0 而在温暖潮湿的而在温暖潮湿的南方南方的酸性土壤中，的酸性土壤中，土壤中以富里酸为主，土壤中以富里酸为主，HA/FAHA/FA比一般小于比一般小于1 1.有机质在生态环境上的作用有机质在生态环境上的作用（一）有机质对重金属污染的影响（一）有机质对重金属污染的影响 腐殖酸是重金属离子的络合
12、剂。腐殖酸是重金属离子的络合剂。（二）有机物质对农药污染的影响（二）有机物质对农药污染的影响（三（三）土壤有机质对全球碳平衡的影响土壤有机质对全球碳平衡的影响一个碳原子的旅程一个碳原子的旅程据Garrels等（1975)计算：在大气圈中停留4年；在生物圈中停留11年；在海洋上层水域停留385年；在深海中停留10万年；在地壳中停留3.42108第五节第五节 森林土壤有机质森林土壤有机质 一、森林土壤有机质的特点主要体现在森林中绝大部分的有机残余物都累积在土壤表面且含有较多的不易分解的木素、树脂和单宁等物质，极易形成腐殖质，这就是森林植物对土壤的生物自肥作用。森林土壤有机质森林土壤有机质二、改善森
13、林土壤有机质分解营林措施：二、改善森林土壤有机质分解营林措施：1、通过主伐、疏伐等营林手段，降低林分郁闭度，增加林内光照，提高地温，促进分解。2、改变林分的树种组成，改善森林凋落物的组成分，以加速有机质的分解。3、进行适当的土壤改良措施，如挖设排水沟，清除部分凋落物，施用石灰或硫磺以调整土壤反应，耕松土壤等。1.1.土壤有机质土壤有机质 2.2.土壤腐殖质土壤腐殖质 3.3.矿化作用矿化作用 4.4.腐殖化作腐殖化作用用 7.7.腐殖化系数腐殖化系数 8.C/N8.C/N1.1.什么叫土壤有机质什么叫土壤有机质?包括哪些形态包括哪些形态?其中哪种最重要其中哪种最重要?2.2.增加土壤有机质的方法有哪些增加土壤有机质的方法有哪些?你认为最有效是哪种你认为最有效是哪种?3.3.叙述土壤有机质在土壤肥力上的意义和作用叙述土壤有机质在土壤肥力上的意义和作用?4.4.森林土壤有机质的特点及调节措施。森林土壤有机质的特点及调节措施。5.5.影响土壤有机质转化的条件是什么影响土壤有机质转化的条件是什么?其中最主要的条其中最主要的条件是哪一种件是哪一种?为什么为什么?(一一)基本概念基本概念(二）思考题二）思考题本章重点本章重点【教学目标【教学目标】1.土壤有机质概述 2 2.土壤有机质的转化 3 3.土壤腐殖质的形成 4 4.土壤有机质对土壤肥力的影响 5 5.提高土壤有机质的原则和途径
