中小学课件土壤有机质.ppt
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土壤学课件：5第五章 土壤有机质
机械的转化
动物将植物或残体碎解，或将植物残体进 行机械的搬进及与土粒混合，均可促进有 机物被微生物分解。
化学的转化
经过动物吞食的有机物（植物残体）未被动 物吸收部分，经过肠道，以排泄物或粪便的 形式排到体外，已经经过动物体内分解或半 分解。
土壤有机质的转化
3. 微生物的转化过程 是土壤有机质转化最重要的最积极的过程，有多种酶参 与了催化。
酶 R—（C，4H，养分）+ 2O2 CO2 + 2H2O + 能量+养分
氧化
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***
土壤有机质的转化
1. 化学的转化过程 水的淋溶作用
降水可将土壤有机质中可溶性的 物质洗出。这些物质包括简单的 糖、有机酸及其盐类、氨基酸、 蛋白质及无机盐等。
二、土壤有机质含量
1、有机质含量
一般含量在0-5%之间。
泥炭土可高达20%或30%以上 漠境土和砂质土壤不足0.5%
一般把耕层含有机质20%以上的土壤，称为有机质土壤， 在20%以下的土壤，称为矿质土壤(mineral soil)。
目前，我国土壤有机质含量普遍偏低。总体而言,北方 土壤有机质含量高于南方土壤。
2.含氮化合物 动、植物残体中主要的含氮化合物是蛋白质，少量比较简单的
可溶性氨基酸。植物残体中的叶绿素等。 3.单宁、树脂、脂肪、蜡质等
这是一类复杂的有机化合物，除单宁外，其余都不溶于水而溶 于有机溶剂如酒精、苯等物质中，在土壤中分解缓慢而不彻底。 4.本质素
木质素是植物木质部的主要组成成分，是复杂的有机化合物。 5.灰分元素
植物经燃烧后，残留在灰分中的元素称灰分元素。构成灰分的 主要元素为Ca、Mg、K、Na、S、P、S、Fe、AL、Mn，以及微 量元素I、Zn、Mo、B等。其中以Si、Ca、K、Al为最多。
Chap5土壤有机质
Chap. 5 土壤有机质
§5 土壤腐殖质的组成和特性
1）腐殖质的组成
NaOH
处理
土
不溶解部分
壤
溶解部分
胡敏素（黑腐素）
褐色沉淀 胡敏酸（褐腐酸）
HCl或 H2SO4处理
浅黄色溶 解部分
富里酸（黄腐酸）
Chap. 5 土壤有机质
2）腐殖质在土壤中存在的形态 ①游离状态的腐殖质； ②与盐基化合成稳定的盐类(腐质酸钙镁)； ③与含水三氧化物化合成复杂的凝胶体； ④与粘粒结合成胶质复合体（有机无机复
Chap. 5 土壤有机质
2）纤维素、半纤维素
3）木质素
4）含N化合物（蛋白质
氨基酸）
5）脂肪、树脂、蜡质和单宁
6）灰分物质：Ca、Mg、K、Na、Si、P、S、 Fe、Al、Mn
Chap. 5 土壤有机质
§4 土壤有机质的转化 有机质的矿化作用：有机质在生物作用 下分解为简单的无机化合物的过程。 有机质的腐殖化作用：有机质在分解的 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 后转化为腐殖质（干重）的克数，称为 腐殖化系数。
的污染。
Chap. 5 土壤有机质
§8 土壤有机质的积累和调控 1）种植绿肥，增施有机肥料； 2）秸秆还田， 3）调节土壤水热状况
根据在土壤中栖息层次区分： ①真土居动物： ②半土居动物： ③地表土居动物： ④上方土居动物：
Chap. 5 土壤有机质
2）土壤动物
根据食性区分： ①根食者： ②枯食者： ③尸食者： ④粪食者： ⑤菌食者： ⑥捕食者： ⑦杂食者：
Chap. 5 土壤有机质
蚯蚓
Chap. 5 土壤有机质
螨类
Chap. 5 土壤有机质
12土壤有机质.ppt
富啡酸溶于水、酸、碱；胡敏酸不溶于水和酸，但溶于碱； 富啡酸的一价、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。
Байду номын сангаас
6、络合性：络合物的稳定性随pH值的升高而增大。 在pH4.8时能与Fe、Al、Ca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。
7、吸水性：是一种亲水胶体， 最大吸水量可以超过500%
2.土壤腐殖化过程---腐殖质的形成过程（假说阶段）
腐殖化过程是以微生物为主导的生物和生化 过程，还有一些纯化学过程。
土壤腐殖质的形成阶段：
第一阶段：微生物将动植物残体转化为腐殖 质的组成成分；
第二阶段：在微生物的作用下，各组成成分 合成（缩合作用）腐殖质。
（三）影响土壤有机质分解和转化的因素
土壤有机物质分解转化是在微生物的作用下进行的， 属于生物化学反应。 1.温度:在0～35℃范围内，随着温度升高，有机物质分解速 率增加。每上升10℃，土壤有机质分解速率升高2～3倍。温 度高于45℃和低于0℃微生物的活性都会降低，有机物质分 解速率变慢。高于50℃就是纯氧化反应。
（1.724=100/58）。腐殖质含氮约3～6％，平均为5.6％，其
C/N=10:1～12:1，且在不同的腐殖质中均为：胡敏素>胡敏酸
>富啡酸。
我国土壤腐殖质的元素组成（南京土壤研究所）
腐殖酸
胡敏酸 富啡酸
C （%）
50~60 45~53
H （%）
3.1~5.3 4.0~4.8
（O+S） （%）
31~40 40~50
南方土壤有机质含量低于北方土壤原因：温度增加10℃， 有机质分解速率增加2～3倍。
Байду номын сангаас
6、络合性：络合物的稳定性随pH值的升高而增大。 在pH4.8时能与Fe、Al、Ca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。
7、吸水性：是一种亲水胶体， 最大吸水量可以超过500%
2.土壤腐殖化过程---腐殖质的形成过程（假说阶段）
腐殖化过程是以微生物为主导的生物和生化 过程，还有一些纯化学过程。
土壤腐殖质的形成阶段：
第一阶段：微生物将动植物残体转化为腐殖 质的组成成分；
第二阶段：在微生物的作用下，各组成成分 合成（缩合作用）腐殖质。
（三）影响土壤有机质分解和转化的因素
土壤有机物质分解转化是在微生物的作用下进行的， 属于生物化学反应。 1.温度:在0～35℃范围内，随着温度升高，有机物质分解速 率增加。每上升10℃，土壤有机质分解速率升高2～3倍。温 度高于45℃和低于0℃微生物的活性都会降低，有机物质分 解速率变慢。高于50℃就是纯氧化反应。
（1.724=100/58）。腐殖质含氮约3～6％，平均为5.6％，其
C/N=10:1～12:1，且在不同的腐殖质中均为：胡敏素>胡敏酸
>富啡酸。
我国土壤腐殖质的元素组成（南京土壤研究所）
腐殖酸
胡敏酸 富啡酸
C （%）
50~60 45~53
H （%）
3.1~5.3 4.0~4.8
（O+S） （%）
31~40 40~50
南方土壤有机质含量低于北方土壤原因：温度增加10℃， 有机质分解速率增加2～3倍。
[正式版]土壤有机质ppt资料
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29
2.32～2.98
24
4 81～21.96
26
1.38～6.66
10
2.07～7.05
32
一、土壤有机质的来源、类型和组成
1 土壤有机质的来源
生物残体/凋落物 高等植物的枯枝、落叶、落果、 根系等；其次是土壤中动物、微生物的遗体；
生物排泄物/分泌物 高等植物根系分泌物，土壤 动物排泄物，土壤微生物分泌物；
人为施用的有机肥料。
2 土壤有机质的类型
生物有机质（普通有机质）
新鲜有机质 指那些仍保持原来形态，没被分 解的动物植物及微生物遗体或排泄物。
有机残余物和简单有机化合物 有机残余物指 半分解状态的有机物质。简单有机物包括糖类 有机残余、氨基酸、脂肪等有机化合物。
土壤腐殖质 土壤腐殖质是生物有机质在微生物 和酶作用下，经分解再合成作用形成的高分子有 机化合物的总称。由于较难继续分解而易于积累， 所以腐殖质往往构成土壤有机质的主体。
3 有机质的化学组成（生物有机质）
碳水化合物 碳水化合物主要有简单糖类、淀粉、 纤维素、半纤维素等多糖类物质。易分解。
含氮硫磷化合物 动、植物残体中主要的含氮 化合物是蛋白质，少量比较简单的可溶性氨基酸， 植物残体中的叶绿素等。含硫化合物如硫蛋白， 含磷化合物有磷脂、核酸等。易分解。
树脂、脂肪、蜡质 这是一类复杂的有机化合 物，不溶于水而溶于有机溶剂如酒精、苯等物质 中，在土壤中一般分解缓慢。
土壤腐殖质形成过程示意图
2 腐殖质的种类（分组）
腐殖质不是一种单一的化合物，而是一类高分子聚 缩物，其主体为腐殖酸及其盐，占腐殖质的85％～90 ％，称为腐殖物质。其余为微生物代谢所产生的较简 单的化合物，因与腐殖酸紧密结合难以分离，故与腐 殖酸合称为腐殖质。
土壤有机质PPT课件
16
胡敏酸和富里酸是土壤腐殖质的主要部 分，一般在60%左右，胡敏素是与土壤矿物 颗粒紧密结合而不能被稀碱液所提取的腐殖 酸，由于与土壤颗粒结合牢固，对土壤性质 和土壤肥力影响不大。
（三）土壤腐殖酸的性质
1、腐殖酸的元素组成
主要是由C、H、O、N、P、S等元素组成。平均含碳为58%, 含氮平均5.6%。其中胡敏酸与富里酸比较，前者含碳、氮高而富 里酸含氧、硫高，富里酸酸性较强。
28
作业
一、名词
土壤有机质 土壤腐殖质
二、论述题
土壤有机质的作用。
29
个人观点供参考，欢迎讨论！
1、非腐殖物质（非特异性物质）指土壤中动植物微生
物残体和它们不同阶段的分解产物。主要有五类有机化
合物和灰分物质，包括：
1）糖类化合物：
单糖双糖和多糖类 好气条件 CO2+H2O
单糖双糖和多糖类 厌气条件 有机酸H2、CH4
2）纤维素、半纤维素
3）木质素
4）含N化合物（蛋白质、氨基酸）
5）脂肪、树脂、蜡质和单宁
我国部分土壤有机质含量如下表：
4
我国部分自然土壤有机质含量如下表。
土类
有机质含量（％） 统计的标本数
棕色森林土
2.64～19.3
74
褐土
1.03～10.69
22
黄壤
2.71～20.5
32
红壤
0.52～1.95
47
黑土、黑钙土
2.14～16.4
29
砖红壤、赤红壤
2.32～2.98
24
高山草甸土、亚高山草甸土 4.81～21.96
2、 腐殖酸含有多种含氧功能团并带有电荷
含有多种含氧功能团如羧基、酚羟基、羰基、甲氧基、醌基和 醇羟基、胺基、硫醇基等，使腐殖酸具有生理活性，能发生许多 生化反应如离子交换、络合、氧化还原等； 另外腐殖酸还是两性胶体，在不同酸碱度的介质中电性不同，可 以解离使腐殖质分子表面带有电荷。（如—COO－、—NH3＋）
(土壤学教学课件)第二章-土壤有机质
它是土壤有机质的主体，占土壤有机质含 量的60%-80%，也是土壤有机质中最难降 解的部分。
（一）土壤腐殖质的分组
腐殖酸
溶 富里酸
稀HCl 液 Fulvic acids
溶
除去动植 稀NaOH 液
沉
淀 胡敏酸
腐
Humic acids
殖 质
物残体的
细土样
沉淀
胡敏素
Humin
Flaig的胡敏酸(HA)分子结构模型
阳离 子交 换量 大
小
HA/FA比值越大，说明胡敏酸的含量越高， 腐殖酸的结构愈复杂。
我国北方大多数土壤，以胡敏酸为主， HA/FA > 1
南方土壤中，富里酸占优势， HA/FA < 1
四、影响土壤有机质转化的因素
–微生物是土壤有机质分解和周转的驱动力，凡是影 响微生物活动及其生理作用的因素均会影响有机质 的分解和转化。
-提高土壤温度的作用 有机质为暗色物质，一般是棕色到黑褐色，
吸热能力强，可改善土壤热状况。
• 有机质在生态环境上的作用
– 与重金属离子的作用
各种功能团对金属离子的亲和力：
烯醇基 > 胺基 > 偶氮化合物 > 环氮 > 羧基 > 酰基> 羰基
螯合物：两个以上的功能团与金属离子形成 的环状络合物。
腐殖质与金属离子络合的稳定常数：
对农药等有机污染物有很强的亲和力，对有 机污染物在土壤中的生物活性、残留、生物 降解、迁移和蒸发等过程有重要的影响。
– 全球碳平衡 土壤有机质是地球上非常重要的碳库：
全球土壤有机质总C量： 陆地生物总C量：
1415×1017g 5.6×1017g
土壤有机质分解释放到大气的总C量: 68×1015g/年 燃料焚烧释放到大气的总C量： 6×1015g/年
（一）土壤腐殖质的分组
腐殖酸
溶 富里酸
稀HCl 液 Fulvic acids
溶
除去动植 稀NaOH 液
沉
淀 胡敏酸
腐
Humic acids
殖 质
物残体的
细土样
沉淀
胡敏素
Humin
Flaig的胡敏酸(HA)分子结构模型
阳离 子交 换量 大
小
HA/FA比值越大，说明胡敏酸的含量越高， 腐殖酸的结构愈复杂。
我国北方大多数土壤，以胡敏酸为主， HA/FA > 1
南方土壤中，富里酸占优势， HA/FA < 1
四、影响土壤有机质转化的因素
–微生物是土壤有机质分解和周转的驱动力，凡是影 响微生物活动及其生理作用的因素均会影响有机质 的分解和转化。
-提高土壤温度的作用 有机质为暗色物质，一般是棕色到黑褐色，
吸热能力强，可改善土壤热状况。
• 有机质在生态环境上的作用
– 与重金属离子的作用
各种功能团对金属离子的亲和力：
烯醇基 > 胺基 > 偶氮化合物 > 环氮 > 羧基 > 酰基> 羰基
螯合物：两个以上的功能团与金属离子形成 的环状络合物。
腐殖质与金属离子络合的稳定常数：
对农药等有机污染物有很强的亲和力，对有 机污染物在土壤中的生物活性、残留、生物 降解、迁移和蒸发等过程有重要的影响。
– 全球碳平衡 土壤有机质是地球上非常重要的碳库：
全球土壤有机质总C量： 陆地生物总C量：
1415×1017g 5.6×1017g
土壤有机质分解释放到大气的总C量: 68×1015g/年 燃料焚烧释放到大气的总C量： 6×1015g/年
-土壤有机质优秀PPT
1、植被 草本 > 木本；草甸 > 草原 阔叶 > 针叶；常绿 > 落叶
2、气候 潮湿、寒冷有利于积累；干燥炎热有利 于分解。
20
3、地形 地势低洼处，土壤有机质含量高。
4、母质 母质质地粘重，有利于有机质积累。
21
四、土壤有机质的组成
1、碳水化合物和有机酸 ( carbon hydrate and organic acids ) 葡萄糖、淀粉、酒石酸、柠檬酸、草酸、各
45
不论是在好气或厌气条件下，氨基酸 都能进行氨化作用释放出氨，NH3与土壤中 的H+形成NH4+，可被植物吸收利用。NH4+— N
46
3、硝化作用( nitrification )
氨在通气良好的条件下，被氧化成硝酸的 过程，叫硝化作用。
NH3+ O2 亚硝酸细菌 HNO2 + H2O + 能量
动旺盛，有机质由厌气微一些中间 产物如CH4、H2S、H2等，还有一部分变成有 机酸，如乙酸、丙酸、丁酸。
这些中间产物对作物有毒害作用，释放的 养料多是还原状态如PH3、H2S。
59
这种条件有利于有机质的保存和积累，在 低洼过湿的土壤中，常常有这种情况出现，并
腐殖质一词的含义较窄，通常只有专业人员 才用，而有机质是个通俗的名词。
8
二、土壤有机质的来源
在成土过程中，最早出现在母质中的有机质 是微生物及其残体。
随着成土过程的进行，动植物残体加入到土 壤中去，成为土壤有机质最广泛的来源，尤其是 植物残体起到了决定性的作用。
9
各种植物的残体对土壤有机质含量的贡献是 不一样的。森林植物主要以枯枝落叶的形式向土 壤中补充有机质，枯死的根系很少，有机质多集 中在表层0～10cm以内，每年加入有机质4～6吨/ 公顷。
2、气候 潮湿、寒冷有利于积累；干燥炎热有利 于分解。
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3、地形 地势低洼处，土壤有机质含量高。
4、母质 母质质地粘重，有利于有机质积累。
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四、土壤有机质的组成
1、碳水化合物和有机酸 ( carbon hydrate and organic acids ) 葡萄糖、淀粉、酒石酸、柠檬酸、草酸、各
45
不论是在好气或厌气条件下，氨基酸 都能进行氨化作用释放出氨，NH3与土壤中 的H+形成NH4+，可被植物吸收利用。NH4+— N
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3、硝化作用( nitrification )
氨在通气良好的条件下，被氧化成硝酸的 过程，叫硝化作用。
NH3+ O2 亚硝酸细菌 HNO2 + H2O + 能量
动旺盛，有机质由厌气微一些中间 产物如CH4、H2S、H2等，还有一部分变成有 机酸，如乙酸、丙酸、丁酸。
这些中间产物对作物有毒害作用，释放的 养料多是还原状态如PH3、H2S。
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这种条件有利于有机质的保存和积累，在 低洼过湿的土壤中，常常有这种情况出现，并
腐殖质一词的含义较窄，通常只有专业人员 才用，而有机质是个通俗的名词。
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二、土壤有机质的来源
在成土过程中，最早出现在母质中的有机质 是微生物及其残体。
随着成土过程的进行，动植物残体加入到土 壤中去，成为土壤有机质最广泛的来源，尤其是 植物残体起到了决定性的作用。
9
各种植物的残体对土壤有机质含量的贡献是 不一样的。森林植物主要以枯枝落叶的形式向土 壤中补充有机质，枯死的根系很少，有机质多集 中在表层0～10cm以内，每年加入有机质4～6吨/ 公顷。
《土壤有机质》PPT课件
核蛋白质磷细菌 磷酸 K＋＋Na＋＋C磷a2＋酸盐 水解
产生的磷酸盐是植物可吸收的磷素养分，但在酸性或石灰性土壤 中易与Fe、Al、Ca、Mg等生成难溶性的磷酸盐，降低其有效性。
在缺氧条件下磷酸又被还原为磷化氢，其反应如下：
H3PO4 → H3PO3 → H3PO2 → PH3
精选ppt
20
4.含硫有机物质的转化
精选ppt
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土壤有机质（碳）的转化
土壤有机质含 量并非可以无 限提高，在稳 定的生态系统 中最终达到一 个稳定值。
精选ppt
29
第二节 土壤腐殖质
一、腐殖质的分离与组成 二、土壤腐殖质在土壤中存在形态 二、土壤腐殖质的性质 四、我国主要土壤腐殖质的特征
精选ppt
30
土壤腐殖质本身不是一种单一的化合物， 而是由多种化合物形成的聚缩物，其主体 为腐殖酸及其盐，占腐殖质的85％～90 ％，称为腐殖物质。其余为微生物代谢所 产生的较简单的化合物，因与腐殖酸紧密 结合难以分离，故与腐殖酸合称为腐殖质。
分解成氨基酸的作用称水解作用。 蛋白质 → → 氨基酸
精选ppt
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(2)氨化作用
分解含氮有机物产生氨的生物学过程称氨化作用。
CH2NH2COOH＋O2 → → HCOOH＋CO2＋NH3（氧化） CH2NH2COOH＋H2 → → CH3COOH＋NH3 （还原） CH2NH2COOH＋H2O → CH2(OH)COOH＋NH3（水解）
1.糖类、有机酸、醛、醇、酮类以及相近的化合物。 2.纤维素和半纤维素 3.木质素 4.脂肪、蜡脂、树脂和单宁 5.含氮化合物 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比大约在10~12之间。
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第三章、土壤有机质
• 土壤有机质是土壤固相的重要组成部分； • 在一般土壤中，有机质含量在5%以下； • 对土壤肥力具有极其重要的意义。
第一节、土壤有机质的组成与； 性质
• 土壤有机质的来源包括： ---植物残体； ---动物残体； ---微生物的残体； ---有机肥料； ---有机废物； 其中进入土壤的植物残体是最主要的来源。
（四）含硫有机物的分解
• 主要是含硫蛋白质； 含S有机物
含S氨基酸 H2S
S
H2SO4（好气条件）
H2S累积（嫌气条件）
（五）含磷有机物的分解
• 包括蛋白质、核酸、磷脂、植素、腐植质等； • 分解后可以释放出无机磷。
二、土壤有机质的腐植质化过 程
• 进入土壤的有机质在微生物进行的生化过程和一 些纯化学过程的共同作用下，形成腐植质的过程。
3、酸碱度 大多数细菌最适合的pH范围是6.5-7.5，放线菌 略高，真菌略低。过酸或过碱（>8.5, <5.5)都不 利于有机质的分解。
4、土壤质地 质地通过影响土壤的通气状况而影响有机质的 分解。
---砂质土中有机质好气分解旺盛，分解迅速； ---粘质土中有机质分解速度较砂质土慢。
• 其他因素： ---土壤溶液盐分浓度高于0.2%时，有机质分解受
三、影响有机物转化的条件
• 有机残体的组成与状态 • 土壤环境条件
（一）有机残体的组成与状态
1、物理状态 多汁、幼嫩的植物残体比干枯、老化的植物
残体容易分解；
粉碎的植物残体比未粉碎的容易分解。
2、有机物组成 糖、淀粉、蛋白质>半纤维素>纤维素、木质素、 脂肪、腊质
不同有机成分在土壤中的分解速率
• 有机残体的C/N比 • C/N~25：1时，最有利于有机残体的分解 • C/N<25：1时，分解过程会释放部分N供植物吸
收； • C/N>25:1时，微生物会与植物争夺有效N
(二)土壤环境条件
• 土壤条件通过影响土壤微生物活动而影响有机 质的转化.
1、土壤湿度和通气状况： ---在适当湿润而通气良好的条件下，好气微生物 活动强烈，有机质进行好气分解，分解速度快， 矿化率高，中间产物累积少，释放出的矿质养 分多，但腐植化系数低，不利于腐植质的累积。
葡萄糖
酒精 醋酸 CO2+H2O （好气分解）
丁酸 甲烷 + CO2 （嫌气分解）
（二）单宁、脂肪、木质素的 分解
• • 脂肪 •
甘油 脂肪酸
按碳水化合物分解
• 单宁和木质素的分解比脂肪更慢。
（三）含N有机化合物的分解
• 包括蛋白质、氨基酸、核酸、酰胺、有机碱、尿 素、腐植质等；
• 含N有机物在多种微生物的作用下，进行水解、 氨化、硝化等过程，最后转化成无机N素。
一、土壤有机质的矿质化过程
• 有机质的矿化过程是在各种微生物的作用下进行 的，不同的有机组分，由不同的微生物起主要分 解作用。在不同的条件下，分解的速度和产物不 同。
进入土壤的有机质在微生物进行的生化过程和一些纯化 学过程的共同作用下，形成腐植质的过程。
（一）糖类的分解
• 多糖（淀粉和纤维素）
•
胡敏酸
•
富里酸
•
腐植物质 胡敏素
腐植质 、（85-90%）
多糖类
简单化合物 氨基酸
（10-15%）
多糖醛酸苷
一、土壤腐植质的分离、提取与组分
土壤(去除有机残体) 用0.1MNaOH提取,过滤
黑色溶液
胡敏素残渣
用HCl调节到pH2
溶液-富里酸
沉淀-胡敏酸
二、土壤腐植质的组成与性质
（一）元素组成 ---腐植质主要由C、H、O、N、S、P等元素组成， 最多的是C和C。还含有少量Ca，Mg，Fe，Si等 灰分元素。 ---腐植质的C:N:P:S大致为100-120:10:1:1, C/N比大约为10:12:1
一、土壤有机质来源物的组成 分
• 植物残体含水量一般在60-90%； • 干物质中，90%以上为C，H，O三元素，N和灰
分元素约占8%； • 植物残体的有机化合物包括： ---碳水化合物，约占干物质的60%； ---脂肪、腊质、鞣酸等，1-8%； ---木质素：10-30%； ---蛋白质：1-15%；
二、土壤有机质的存在形态
• 土壤有机质可以分为两大类： ---未分解或半分解的植物残体组织，严格地说， 这些只能算土壤有机质的原料； ---土壤腐植质
第二节、有机物质在土壤中的 转化
• 有机质在土壤中经历各种复杂的转化，可以归纳 为两个方向： ---分解过程（矿质化过程）：复杂有机物分解为 简单的物质，最后形成CO2，H2O和无机盐； ---合成过程（腐植化过程）：形成更复杂的有机 物质（腐植质）的过程。
• 腐植质是由土壤有机物质（或原有的腐植质）的 有机分解产物重新合成而成的。其形成是一个复 杂的、多途径的过程。
• 目前关于腐植质形成的主要学说有四：糖-胺缩 合学说、多酚学说、起源于木质素的多酚学说、 木质素学说。这几种途径在土壤中可能都存在， 但在不同条件下的重要性不同。
• 一般以腐植化系数衡量植物残体对土壤有机质 形成量贡献的大小。
---当湿度过大，通气条件不良，有机质以嫌气分 解为主，分解速度慢，矿化率低，有机质分解
不完全，容易累积中间产物，对作物有毒害作 用，腐植化系数高，有利于腐植质的累积。
2、温度状况 ---有机质在0°C时就开始有微弱分解，从0°C到 35°C，有机质分解作用逐渐增强； ---温度进一步升高，微生物活动受到抑制，有机 质分解也减慢。 ---当温度高于35°C，有机质可能发生纯化学的 氧化分解作用。
• 单位重量有机碳在土壤中分解一年后残留碳的 分数，称为腐植化系数。
农田土壤中有机物料的腐植化系数
有机物料 稻杆
稻根
绿肥
ห้องสมุดไป่ตู้
范围 平均 范围 平均 范围 平均
江南地区 0.15-0.26 0.20(27) 0.33-0.51 0.42(27) 0.16-0.37 0.24(33)
华南地区 0.19-0.43 0.24(10) 0.32-0.51 0.38(8) 0.16-0.33 0.23(32)
阻； ---有毒重金属和有机污染物也会阻碍有机质的分
解。
土壤分解速率随时间的变化
第三节、 土壤腐植质
• 通过土壤微生物的作用，在土壤中新合成的一类 分子量很大的、结构复杂的有机化合物，称为腐 植质。
• 腐植质是由多种有机化合物混合而成的混合物， 而不时单一的化合物。
• 腐植质的主体是腐植酸，约占腐植质的85%-90%。
• 土壤有机质是土壤固相的重要组成部分； • 在一般土壤中，有机质含量在5%以下； • 对土壤肥力具有极其重要的意义。
第一节、土壤有机质的组成与； 性质
• 土壤有机质的来源包括： ---植物残体； ---动物残体； ---微生物的残体； ---有机肥料； ---有机废物； 其中进入土壤的植物残体是最主要的来源。
（四）含硫有机物的分解
• 主要是含硫蛋白质； 含S有机物
含S氨基酸 H2S
S
H2SO4（好气条件）
H2S累积（嫌气条件）
（五）含磷有机物的分解
• 包括蛋白质、核酸、磷脂、植素、腐植质等； • 分解后可以释放出无机磷。
二、土壤有机质的腐植质化过 程
• 进入土壤的有机质在微生物进行的生化过程和一 些纯化学过程的共同作用下，形成腐植质的过程。
3、酸碱度 大多数细菌最适合的pH范围是6.5-7.5，放线菌 略高，真菌略低。过酸或过碱（>8.5, <5.5)都不 利于有机质的分解。
4、土壤质地 质地通过影响土壤的通气状况而影响有机质的 分解。
---砂质土中有机质好气分解旺盛，分解迅速； ---粘质土中有机质分解速度较砂质土慢。
• 其他因素： ---土壤溶液盐分浓度高于0.2%时，有机质分解受
三、影响有机物转化的条件
• 有机残体的组成与状态 • 土壤环境条件
（一）有机残体的组成与状态
1、物理状态 多汁、幼嫩的植物残体比干枯、老化的植物
残体容易分解；
粉碎的植物残体比未粉碎的容易分解。
2、有机物组成 糖、淀粉、蛋白质>半纤维素>纤维素、木质素、 脂肪、腊质
不同有机成分在土壤中的分解速率
• 有机残体的C/N比 • C/N~25：1时，最有利于有机残体的分解 • C/N<25：1时，分解过程会释放部分N供植物吸
收； • C/N>25:1时，微生物会与植物争夺有效N
(二)土壤环境条件
• 土壤条件通过影响土壤微生物活动而影响有机 质的转化.
1、土壤湿度和通气状况： ---在适当湿润而通气良好的条件下，好气微生物 活动强烈，有机质进行好气分解，分解速度快， 矿化率高，中间产物累积少，释放出的矿质养 分多，但腐植化系数低，不利于腐植质的累积。
葡萄糖
酒精 醋酸 CO2+H2O （好气分解）
丁酸 甲烷 + CO2 （嫌气分解）
（二）单宁、脂肪、木质素的 分解
• • 脂肪 •
甘油 脂肪酸
按碳水化合物分解
• 单宁和木质素的分解比脂肪更慢。
（三）含N有机化合物的分解
• 包括蛋白质、氨基酸、核酸、酰胺、有机碱、尿 素、腐植质等；
• 含N有机物在多种微生物的作用下，进行水解、 氨化、硝化等过程，最后转化成无机N素。
一、土壤有机质的矿质化过程
• 有机质的矿化过程是在各种微生物的作用下进行 的，不同的有机组分，由不同的微生物起主要分 解作用。在不同的条件下，分解的速度和产物不 同。
进入土壤的有机质在微生物进行的生化过程和一些纯化 学过程的共同作用下，形成腐植质的过程。
（一）糖类的分解
• 多糖（淀粉和纤维素）
•
胡敏酸
•
富里酸
•
腐植物质 胡敏素
腐植质 、（85-90%）
多糖类
简单化合物 氨基酸
（10-15%）
多糖醛酸苷
一、土壤腐植质的分离、提取与组分
土壤(去除有机残体) 用0.1MNaOH提取,过滤
黑色溶液
胡敏素残渣
用HCl调节到pH2
溶液-富里酸
沉淀-胡敏酸
二、土壤腐植质的组成与性质
（一）元素组成 ---腐植质主要由C、H、O、N、S、P等元素组成， 最多的是C和C。还含有少量Ca，Mg，Fe，Si等 灰分元素。 ---腐植质的C:N:P:S大致为100-120:10:1:1, C/N比大约为10:12:1
一、土壤有机质来源物的组成 分
• 植物残体含水量一般在60-90%； • 干物质中，90%以上为C，H，O三元素，N和灰
分元素约占8%； • 植物残体的有机化合物包括： ---碳水化合物，约占干物质的60%； ---脂肪、腊质、鞣酸等，1-8%； ---木质素：10-30%； ---蛋白质：1-15%；
二、土壤有机质的存在形态
• 土壤有机质可以分为两大类： ---未分解或半分解的植物残体组织，严格地说， 这些只能算土壤有机质的原料； ---土壤腐植质
第二节、有机物质在土壤中的 转化
• 有机质在土壤中经历各种复杂的转化，可以归纳 为两个方向： ---分解过程（矿质化过程）：复杂有机物分解为 简单的物质，最后形成CO2，H2O和无机盐； ---合成过程（腐植化过程）：形成更复杂的有机 物质（腐植质）的过程。
• 腐植质是由土壤有机物质（或原有的腐植质）的 有机分解产物重新合成而成的。其形成是一个复 杂的、多途径的过程。
• 目前关于腐植质形成的主要学说有四：糖-胺缩 合学说、多酚学说、起源于木质素的多酚学说、 木质素学说。这几种途径在土壤中可能都存在， 但在不同条件下的重要性不同。
• 一般以腐植化系数衡量植物残体对土壤有机质 形成量贡献的大小。
---当湿度过大，通气条件不良，有机质以嫌气分 解为主，分解速度慢，矿化率低，有机质分解
不完全，容易累积中间产物，对作物有毒害作 用，腐植化系数高，有利于腐植质的累积。
2、温度状况 ---有机质在0°C时就开始有微弱分解，从0°C到 35°C，有机质分解作用逐渐增强； ---温度进一步升高，微生物活动受到抑制，有机 质分解也减慢。 ---当温度高于35°C，有机质可能发生纯化学的 氧化分解作用。
• 单位重量有机碳在土壤中分解一年后残留碳的 分数，称为腐植化系数。
农田土壤中有机物料的腐植化系数
有机物料 稻杆
稻根
绿肥
ห้องสมุดไป่ตู้
范围 平均 范围 平均 范围 平均
江南地区 0.15-0.26 0.20(27) 0.33-0.51 0.42(27) 0.16-0.37 0.24(33)
华南地区 0.19-0.43 0.24(10) 0.32-0.51 0.38(8) 0.16-0.33 0.23(32)
阻； ---有毒重金属和有机污染物也会阻碍有机质的分
解。
土壤分解速率随时间的变化
第三节、 土壤腐植质
• 通过土壤微生物的作用，在土壤中新合成的一类 分子量很大的、结构复杂的有机化合物，称为腐 植质。
• 腐植质是由多种有机化合物混合而成的混合物， 而不时单一的化合物。
• 腐植质的主体是腐植酸，约占腐植质的85%-90%。