第二章土壤有机质
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第2章 土壤有机质
C/N比：有机质中有机碳和有机氮的重量比 土壤的C/N: 8:1~15:1 中间值为10:1~12:1。在同一气候条件下，C/N变化较小。气 温相同时，干旱气候条件下的C/N比湿润地带低；降雨量相同时，暖温地带 土壤C/N比寒冷地土壤低。底层土壤C/N比表层土壤低。 植物的C/N比：豆科植物20:1~30:1。作物秸秆为80:1~100:1 微生物的C/N比：4:1~9:1 微生物自身的细胞需要吸收 1份氮和 5份碳，同时需要20份碳作为生命 活动的能源，即微生物在生命活动过程中需要有机质的C/N约为25:1。 小于此值N素充足，大于此值N素不足。
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0.5-2.0%
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College of plant science
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表 5-1 不同地区旱地和水田耕层土壤有机质含量 地 东北平原 黄淮海平原 长江中下游平原 南方红壤丘陵
珠江三角区冲积平原 珠江三角源程序平原
区 旱地 4.45 0.99 1.74 1.65 2.01
有机 残体
mineralization 腐殖化作用
humification
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一.有机质的矿化作用 mineralization
（一）矿化作用的概念（Mineralization ）：
有 机物 质在微生物 的作用下分 解成无机营 养元素的过 程 （The conversion of an element from an organic form to an inorganic state as a result of microbial decomposition）。 （二）矿化作用的意义
第二章 土壤有机质
(soil organic matter)
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表 5-1 不同地区旱地和水田耕层土壤有机质含量 地 东北平原 黄淮海平原 长江中下游平原 南方红壤丘陵
珠江三角区冲积平原 珠江三角源程序平原
区 旱地 4.45 0.99 1.74 1.65 2.01
有机 残体
mineralization 腐殖化作用
humification
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一.有机质的矿化作用 mineralization
（一）矿化作用的概念（Mineralization ）：
有 机物 质在微生物 的作用下分 解成无机营 养元素的过 程 （The conversion of an element from an organic form to an inorganic state as a result of microbial decomposition）。 （二）矿化作用的意义
第二章 土壤有机质
(soil organic matter)
第二章 土壤的矿物组成
非晶体石英（蛋白石）
2、正长石和斜长石
－－长石类是最主要的造岩矿物，可占地壳重量的50％
正长石
斜长石
正长石：因为二组解理成90度而得名 斜长石：则因为二组解理成86度而得名
正长石（钾长石）
• 晶体短柱状，肉红色、浅 黄色、浅黄红色等，完全 解理，硬度6.0。正长石在 岩石中呈晶粒，长方形的 小板状，板面具有玻璃光 泽。
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指甲:2-2.5,铜具:3 小刀:5-5.5 钢锉:6-7
注：摩氏硬度计仅是硬度的一种等级，它只表明硬度的相对大小，不表示 其绝对值的高低，根据力学数据,石英的硬度是滑石的3500倍，而金刚石的 硬度是石英的1150倍。
5 解理和断口
解理：矿物受外力作用后，沿一定方向平行裂开的 性能为解理。 裂开后形成的光滑面称解理面。
• 橄榄石呈粒状集合体出现， 橄榄绿色?，玻璃光泽或油 脂光泽。
以上(1-6)介绍的是常见的原生矿物
7 方解石和白云石
• 方解石成分是CaCO3 • 白云石的成分为CaCO3·MgCO3 ✓ 方解石和1:3稀HCl有气泡反应,反应剧烈（此可作为野外
鉴定矿物的简便方法）。 ✓ 白云石遇稀盐酸反应微弱,其粉末加盐酸起泡末反应,这是
闪长岩。
风化比较容易,形成的土壤 一般砂质的,褐色或者红色, 含磷较丰富,钾较少.
(4)安山岩
中性喷出岩，斑状结构(斑晶为 中性斜长石、基质为隐晶质)， 块状或气孔构造，灰、灰绿等。
容易风化,形成的土壤多 为壤土和黏壤土.
（5）正长岩
深成岩，几乎全部由肉红色或灰 白色的正长石组成 ,暗色矿物常有 黑云母、角闪石和辉石，一般无 石英，副矿物有磷灰石、磁铁矿 等。正长岩的颜色多为肉红色、 灰白色，多半是中粒结构，块状 构造。
第二章 土壤的基本物质组成
母质
土壤的形成
土壤的形成是风化作用和成土作用共同 作用的结果。
只有在生物特别是高等绿色植物出现 后，不仅大大加速了风化作用，而且能累积 养分，促进肥力的发展，生物的出现标志着 成土过程的开始。
土壤的形成是多种因素综合作用的结果。
19世纪俄国土壤学家B.B.道库恰耶夫，总结
认为成土因素主要有五个： 母质、气候、
物理风化
岩石风化
（2）化学风化
岩石在水、水溶液和空气中氧、CO2等作 用下由于溶解、水化、水解、碳酸化以及氧 化等作用下发生成分和性质变化的风化作用， 称为化学风化。
主要包括：溶解作用、水解作用、水化作用、 氧化作用等。 其中水解作用能使岩石中的矿物发生彻底分解， 引起岩石内部矿物组成和性质的彻底改变，所以水 解作用被认为是化学风化中最主要的作用。
动物：土壤中的动物从微小的原生动物到高 等脊椎动物在土壤中都有独特的生活方式， 它们参与了一些有机残体的分解破碎作用以 及搬运、疏松土壤和母质的作用，某些动物 还参与土壤结构的形成，有的脊椎动物能够 翻动土壤，改变土壤的剖面层次。
微生物：土壤中的微生物种类多、数量大， 在土壤形成中一方面能促进有机体分解；另 一方面又合成腐殖质，其后再进行分解，这 样就形成了土壤物质的循环。 另外，固氮菌能固定空气中的氮素，有的细 菌能促进矿物的分解、增加养分的有效性。
土壤矿物质是地壳中的化学元素在各种地质
作用下形成的自然产物，是岩石的组成单位 ，约 3000多种。
按照矿物的起源可分为：
原生矿物：在风化过程中没有改变化学组 成而遗留在土壤中的一类矿物。 次生矿物：原生矿物在风化和成土作用下， 新形成的矿物。
成土矿物
第二章 土壤的形成、分类与分布
3．母质透水性对成土作用有显著影响
总而言之，土壤母质与土壤矿物质的矿物组成和化学组成、土壤 机械组成有着先天的关系，同时也影响到土壤成土作用。
土壤的形成过程
(1)岩石风化过程 形成疏松的成土母质 形成原始土壤 形成成熟土壤 高等植物
(2)低等植物着生过程
(3)高等植物生长过程 微生物、低等植物 风化作用 岩石 成土母质
盐化、脱盐过程
盐化过程是指土体中各种易溶性盐类在土壤表层积 聚的过程。发生在滨海区、干旱区、半干旱区，形成具 盐化层的盐渍土。
脱盐化过程是指盐 渍土中可溶性盐在 降水、人为因素等 作用下降低或排出 土体或迁移到下层 的过程。
碱化、脱碱化过程
碱化过程是指土壤胶体上吸持较多交换性钠，使土壤呈碱 性反应，并引起土壤物理性质恶化的过程。结果在土壤底层形 成具碱化层的碱化土，pH值大于9.0。 脱碱化过程是指通过淋洗和化学改良，从土壤吸收性复合 体上除去钠离子的过程。 盐化与碱化相伴随进行。先盐化，发生脱盐化过程，土壤 胶体发生交换性钠吸附，从而产生碱化，即碱化土是盐化、脱 盐化相互交替的结果。
“岩漆”阶段：自养型微生
物
“地衣”阶段：异养型微 生物－原始微生物群落 “苔藓”阶段：生物风化 与成土过程速度升高
有机质聚积过程 是指在各种植物和水、 热等成土因素的综合作用下, 在土体中特别是土层上部大 量积累有机物的过程。
黏化过程
土体中粘土矿物的生成和聚集过 程。可分为残积黏化过程和淀积 黏化过程。 残积黏化：原生矿物进行土内风 化形成黏粒，未经迁移。 淀积黏化：风化作用形成的黏粒 受水份的机械淋洗，迁移到一定 深度的土层聚集，是该层黏粒含 量增加，质地变黏。
处于A层的下面，是物质淀积作用造成的。淀积的 物质可以来自土体的上部，也可来自下部地下水 的上升，可以是粘粒也可以是钙铁锰铝等，淀积 的部位可以是土体的中部也可以是土体的下部。 一个发育完全的土壤剖面必须具备这一个重要的 土层。
（土壤学讲义）第2章土壤有机质
第二章土壤有机质 (Soil Organic Matter)第一节土壤有机质的来源、含量及其组成第二节土壤有机质的分解和转化第三节土壤腐殖物质的形成和性质第四节土壤有机质的作用及管理第一节土壤有机质的来源、含量及其组成一、定义是指土壤中所有含碳的有机化合物。
二、来源动、植物残体和微生物(落叶、死亡茎杆、根系、动物的排泄物、代谢产物等)人工施入土中的有机肥料三、含量耕层含有机质20%以上的土壤—有机质土壤而含有机质20%以下的土壤—矿质土壤但耕作土壤中表层有机质的含量通常在5%以下，一般在1%——3%之间。
四、组成1、元素组成C——52%-58%O——34%-39%H——3.3%-4.8%N——3.7%-4.1%其次为P、S等，C/N比大约在10左右2、化合物组成类木质素蛋白质纤维素半纤维素乙醚和乙醇可溶性化合物第二节土壤有机质的分解和转化一、分解和转化过程 (Decomposition of Organic)（一）矿质化过程1、定义：指在微生物酶的作用下发生氧化反应，彻底分解而最终释放出二氧化碳、水和能量，所含氮、磷、硫等营养元素在一系列特定反应后，释放成为植物可利用的矿质养料，这一过程称为有机质的矿化过程。
2、各种化合物矿质化过程1）碳水化合物好气条件下分解—速度快，中间产物有机酸不易积累，最终产物是CO2和水，并释放出大量的热量。
嫌气条件下分解—速度很慢，并有大量中间产物——有机酸积累，最终产物中除有CO2外，还有大量还原性物质CH4、H2等出现，同时释放的热能也低些。
2) 脂肪、树脂、蜡质、单宁等在好气条件下—除生成CO2和水，并放出能量外，还常产生有机酸在嫌气条件下—则可产生多酚类化合物,氧化可转化为酮类化合物，也可通过聚合、缩合等作用，形成土壤沥青。
3) 木质素类不同植物的木质素，都含芳香核，是一类成分和结构都极复杂的有机化合物，是最不易分解的有机成分。
在好气条件下—主要通过真菌和放线菌的作用，先进行氧化和脱水，再缓慢分解，其芳香核变为醌型化合物在嫌气条件下—分解极漫，在沼泽泥炭地木质素大量累积。
第二章 土壤有机质2
3.含磷有机物质的转化
土壤中含磷有机物主要有核蛋白、 卵磷脂、核酸、核素等，它们在有机磷 细菌的作用下进行分解：
核蛋白质
磷细菌 水解
磷酸
K＋＋Na＋＋Ca2＋
磷酸盐
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：
nC6H12O6＋6O2 6CO2＋6H20＋热量
通气不良的条件下
如果在通气不良的条件下，则在嫌气性 微生物作用下缓慢分解，并形成一些还 原性气体、有机酸，产生的热量少，称 发酵作用。
其反应为： C6H12O6
2CO2
4H2＋CO2
CH3CH2CH2COOH ＋ 2H2 ＋ ＋热量 CH4＋2H2O
土壤腐殖质的分离、提取与组分
土壤(去除有机残体)
用0.1MNaOH提取,过滤
黑色溶液
用HCl调节到pH2
胡敏素残渣
溶液-富里酸
沉淀-胡敏酸
分子结构和分子量 ---腐植酸的核心组成份是芳香族化合物， 此外还有氨基酸、多肽及碳水化合物。 ---富里酸含羧基比胡敏酸多，所以酸性较 强。 ---富里酸的分子比胡敏酸小，结构较简单。
二、土壤有机质的来源
土壤有机质最初来源—微生物。 土壤有机质主要来源（基本来源）为高等 绿色植物的枯枝、落叶、落果、根系等； 其次是土壤中动物、微生物的遗体； 自然土壤→农业土壤 人为施用的有机肥料 （工农业废渣、微生物制品）扩大了土壤 有机质的来源。
三、土壤有机质的类型（组成）
进入土壤中的有机物质呈现三种状态： 新鲜的有机物质---动、植物残体 半分解的动、植物残体 腐殖物质
土壤有机质的概念
土壤有机质的概念土壤有机质是土壤中的重要组成部分，对于土壤的肥力和可持续性起着重要的作用。
本文将介绍土壤有机质的概念、形成过程以及对土壤质量的影响。
一、土壤有机质的定义土壤有机质是由植物和动物的残体及其分解产物形成的具有碳为主要化学元素的有机物质。
它包括三大部分：生物体的残体和分泌物、土壤微生物的生物量和残体、以及土壤胶体和氧化态有机物。
这些有机物质在土壤中发挥着多种重要功能。
二、土壤有机质的形成过程土壤有机质的形成是一个长期的过程。
它可以分为输入、积累和降解三个阶段。
1. 输入阶段输入阶段是指植物和动物的残体进入土壤的过程。
植物通过死亡和腐殖作用，将部分有机物质输入到土壤中。
动物的粪便和尸体也是有机质输入的重要来源。
2. 积累阶段积累阶段是指有机质在土壤中的逐渐积累过程。
在这个过程中，土壤微生物通过分解植物和动物的残体，将有机物质转化为更稳定的有机质，如腐殖酸和腐殖质。
这些稳定的有机质较难被分解，可以在土壤中长期存在。
3. 降解阶段降解阶段是指土壤有机质逐渐分解和降解的过程。
在土壤中存在着各种微生物和酶，它们能够分解土壤有机质，释放出营养物质供植物吸收利用。
这个过程通常较为缓慢，需要一定的时间。
三、土壤有机质对土壤质量的影响土壤有机质对土壤质量有着重要的影响。
它可以改善土壤的物理、化学和生物学特性，提高土壤的肥力和保水能力。
1. 改善土壤物理性质土壤有机质通过增加土壤的胶粒稳定性和结构稳定性，改善土壤的结构，提高土壤的通气性和保水能力。
有机质与土壤胶粒结合形成胶体团聚体，增加土壤的胶体结构稳定性，有利于土壤的根系渗透和水分的保持。
2. 调节土壤化学性质土壤有机质在土壤中能够吸附和释放无机养分，调节土壤的养分供应。
它能够吸附土壤中的钙、镁、钾等离子，防止这些养分流失；同时，当植物需要这些养分时，有机质也能够释放出来供植物吸收。
3. 提供营养物质土壤有机质经过分解和降解可以释放出丰富的有机氮、有机磷、有机硫等营养物质，供植物吸收利用。
第二章 土壤有机质
增加土壤有机质的途径
1.合理耕作制度（退化或熟化） 2. 施用有机肥 3. 发展畜牧业 4. 秸秆还田
施用有机肥
秸秆还田
(一)基本概念
1. 土壤有机质 2.土壤腐殖质 3. 矿化作用 4. 腐殖化作 用 7. 腐殖化系数 8. 矿化率 9. C/N 10. 腐殖酸 11. 激 发效应
( 二）问答题
1.土壤生物的组成与活性 2.土壤特性（土壤的水、气、热、质地、pH等） 3.植物残体的特性
3. 植物残体的特性
新鲜程度
1) 物理状态
破碎程度
紧实程度
2) C/N比
有机物质组成的碳氮比（C/N）对其分解速
度影响很大。 以25或30：1较为合适。
表 2-2 有机物质 云杉锯屑 硬木锯屑 小麦秸秆 玉米禾茎 甘蔗渣 黑麦草（开花期） 草坪禾草 黑麦草（营养期） 成熟苜蓿干草 腐烂畜肥 堆肥 嫩苜蓿干草 毛叶苕子 城市淤泥 土壤微生物 细菌 放线菌 真菌 土壤有机质 软土 Ap 层 老成土 A1 平均 B 层
第二章 土壤有机质
第二节 土壤有机质的转化过程
一、矿化作用
1.不含氮的碳水化合物的转化 2.含氮有机物质的转化
氨化作用 ：有机物质在微生物的作用下，生成氨 （铵）的过程，称为氨化作用。 硝化作用：铵在硝化细菌的作用下氧化为硝酸的 过程，称为硝化作用。
第二章 土壤有机质
第二节 土壤有机质的转化过程
课堂测试
1、土壤有机质是化学中已有的有机化合物( ） )
2、土壤有机质的转化是受微生物控制的一系列生化反应(
3、一般南方土壤有机质的ＨＡ/ＦＡ＜１，而北方大与１ (
4、一般随着土壤熟化度的提高，ＨＡ/ＦＡ也提高( )
)
5、土壤施用的有机肥越多，土壤有机质含量提高的也越高( 6、土壤微生物主要分解碳水化合物，不分解腐殖质( 7、土壤有机质在土壤中是完全独立存在的( ) )
1.合理耕作制度（退化或熟化） 2. 施用有机肥 3. 发展畜牧业 4. 秸秆还田
施用有机肥
秸秆还田
(一)基本概念
1. 土壤有机质 2.土壤腐殖质 3. 矿化作用 4. 腐殖化作 用 7. 腐殖化系数 8. 矿化率 9. C/N 10. 腐殖酸 11. 激 发效应
( 二）问答题
1.土壤生物的组成与活性 2.土壤特性（土壤的水、气、热、质地、pH等） 3.植物残体的特性
3. 植物残体的特性
新鲜程度
1) 物理状态
破碎程度
紧实程度
2) C/N比
有机物质组成的碳氮比（C/N）对其分解速
度影响很大。 以25或30：1较为合适。
表 2-2 有机物质 云杉锯屑 硬木锯屑 小麦秸秆 玉米禾茎 甘蔗渣 黑麦草（开花期） 草坪禾草 黑麦草（营养期） 成熟苜蓿干草 腐烂畜肥 堆肥 嫩苜蓿干草 毛叶苕子 城市淤泥 土壤微生物 细菌 放线菌 真菌 土壤有机质 软土 Ap 层 老成土 A1 平均 B 层
第二章 土壤有机质
第二节 土壤有机质的转化过程
一、矿化作用
1.不含氮的碳水化合物的转化 2.含氮有机物质的转化
氨化作用 ：有机物质在微生物的作用下，生成氨 （铵）的过程，称为氨化作用。 硝化作用：铵在硝化细菌的作用下氧化为硝酸的 过程，称为硝化作用。
第二章 土壤有机质
第二节 土壤有机质的转化过程
课堂测试
1、土壤有机质是化学中已有的有机化合物( ） )
2、土壤有机质的转化是受微生物控制的一系列生化反应(
3、一般南方土壤有机质的ＨＡ/ＦＡ＜１，而北方大与１ (
4、一般随着土壤熟化度的提高，ＨＡ/ＦＡ也提高( )
)
5、土壤施用的有机肥越多，土壤有机质含量提高的也越高( 6、土壤微生物主要分解碳水化合物，不分解腐殖质( 7、土壤有机质在土壤中是完全独立存在的( ) )
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第二章土壤有机质
二、土壤有机质的来源
土壤有机质最初来源—微生物。 土壤有机质主要来源（基本来源）为高等绿
色植物的枯枝、落叶、落果、根系等；其次 是土壤中动物、微生物的遗体； 自然土壤→农业土壤 人为施用的有机肥料 （工农业废渣、微生物制品）扩大了土壤有 机质的来源。
第二章土壤有机质
三、土壤有机质的类型（组成）
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。
第二章土壤有机质
四、 土壤有机质的转化过程
矿质化过程： (Mineralization)*** 就是有机质被分解成简单的无机化合物，释放出矿质营
第二章土壤有机质
3.硝化作用
氨态氮被微生物氧化成亚硝酸，并进一步氧化成 硝酸的过程，称硝化作用。
第一阶段，氨被亚硝酸细菌氧化成亚硝酸； NH2＋3O2 → → 2HNO2＋2H2O＋热量 第二阶段，亚硝酸被硝化细菌氧化成硝酸。 2HNO2 ＋O2 → → 2HNO3＋热量
第二章土壤有机质
叶和半分解的有机残体等可用机械方法把它们 从土壤中分离出，占土壤有机质的10---15%；
腐殖物质 （Humic Substance)而腐殖质与土粒
紧密结合，不能用机械方法把它们从土壤中分 离出，只能用化学方法从土壤中提取，占土壤 有机质的8０％以上，是土壤有机质的主体。
第二章土壤有机质
（二）.土壤有机质的化合物组成
土壤有机质含量高于南方土壤。
第二章土壤有机质
表 中国某些自然土壤中有机质含量
土类 棕色森林土
有机质含量 （g/kg） 26.4～193
统计的标本数 74
褐土
10.3～106.9
22
黄壤
27.1～205
32
红壤
5.2～19.5
47
黑土、黑钙土
21.4～164
29
砖红壤、赤红壤
23.28.1～219.6
第二章 土壤有机质
土壤有机质是指：土壤中所有含碳有机物质的总称，包括所有动、 植物残体，微生物体及其分解合成的各种有机物质（不同分解阶 段的各种产物和合成产物）。
第一节：土壤有机质 第二节：土壤腐殖质 第三节 土壤有机质的作用和调节
第二章土壤有机质
第一节：土壤有机质
一、土壤有机质的含量 二、土壤有机质的来源 三、土壤有机质的组成（类型） 四、土壤有机质的转化
26
高山草原土、亚高山草原土 13.8～66.6
10
黄棕壤、黄褐土
20.7～70.5
32
第二章土壤有机质
第二章土壤有机质
土壤有机质 5%
0.5%
1.0-2.0%
1.5-3.0%
第二章土壤有机质
耕层土壤有机质含量分级指标
1级：高于4%； 2级：3—4% ； 3级：2—3%， 4级：1—2% 5级：0.6—1.0% 6级：低于0.6%
并形成一些还原性气体、有机酸，产生的热量少，称发酵作用。
第二章土壤有机质
糖类的分解
多糖（淀粉和纤维素）
葡萄糖
酒精
醋酸 CO2+H2O （好气分解）
丁酸
甲烷 + CO2 （嫌气分解）
第二章土壤有机质
2.含氮有机物质的转化
含氮有机物是土壤中氮素的主要贮藏状态， 包括蛋白质、氨基酸、腐殖质等。
(1)水解作用 蛋白质在微生物分泌的蛋白质水解酶作用下，
核蛋白质磷水细解菌 磷酸 K＋＋Na＋＋C磷a2＋酸盐
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
在微生物分泌的糖类水解酶的作用下，首先水解为单糖： (C6H10O5)n＋nH2O→nC6H12O6 如果在好气条件下，有好气性微生物分解，最终产物为水和二
氧化碳，放出的热量多，称氧化作用。其反应如下： nC6H12O6＋6O2 → 6CO2＋6H20＋热量 如果在通气不良的条件下，则在嫌气性微生物作用下缓慢分解，
进入土壤中的有机物质呈现三种 状态：
新鲜的有机物质---动、植物残体， 半分解的动、植物残体， 腐殖物质（重新合成的更稳定、
更复杂的有机质—腐殖质）。 土壤有机质的类型包括 （1）非腐殖质物质； （2）腐殖质
第二章土壤有机质
（一）、腐殖质与非腐殖质物质
非腐殖质物质（Non-Humic Substance) 枯枝落
养的过程 腐殖化过程： (Humification)*** 使简单的有机化合物形成新的、较稳定的有机化合物
（腐殖质），使有机质及其养分保蓄起来的过程
第二章土壤有机质
土壤有机质（碳）的转化
第二章土壤有机质
（一）土壤有机质的矿质化过程
1.含碳有机物质的转化 土壤有机质中的碳水化合物如纤维素、半纤维素、淀粉等糖类，
第二章土壤有机质
一、土壤有机质的含量
土壤学中，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,
但耕作土壤中，表层有机质的含量通常在5%以下。 土壤有机质含量与气候、植被、地形、土壤类型、农
耕措施密切相关。不同土壤中含量差异很大。 目前，我国土壤有机质含量普遍偏低。总体而言,北方
（4）反硝化作用
NO3－在无氧或微氧条件 在细菌作用下生成N2O 和N2的过程，称反硝化作用（硝酸盐还原过程）。 其反应如下：
反硝化细菌
C6H12O6＋24KNO3
24KHCO3＋6CO2＋12N2↑＋18H2O
第二章土壤有机质
3.含磷有机物质的转化
土壤中含磷有机物主要有核蛋白、卵磷脂、核酸、 核素等，它们在有机磷细菌的作用下进行分解：
分解成氨基酸的作用称水解作用。 蛋白质 → → 氨基酸
第二章土壤有机质
(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）
二、土壤有机质的来源
土壤有机质最初来源—微生物。 土壤有机质主要来源（基本来源）为高等绿
色植物的枯枝、落叶、落果、根系等；其次 是土壤中动物、微生物的遗体； 自然土壤→农业土壤 人为施用的有机肥料 （工农业废渣、微生物制品）扩大了土壤有 机质的来源。
第二章土壤有机质
三、土壤有机质的类型（组成）
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。
第二章土壤有机质
四、 土壤有机质的转化过程
矿质化过程： (Mineralization)*** 就是有机质被分解成简单的无机化合物，释放出矿质营
第二章土壤有机质
3.硝化作用
氨态氮被微生物氧化成亚硝酸，并进一步氧化成 硝酸的过程，称硝化作用。
第一阶段，氨被亚硝酸细菌氧化成亚硝酸； NH2＋3O2 → → 2HNO2＋2H2O＋热量 第二阶段，亚硝酸被硝化细菌氧化成硝酸。 2HNO2 ＋O2 → → 2HNO3＋热量
第二章土壤有机质
叶和半分解的有机残体等可用机械方法把它们 从土壤中分离出，占土壤有机质的10---15%；
腐殖物质 （Humic Substance)而腐殖质与土粒
紧密结合，不能用机械方法把它们从土壤中分 离出，只能用化学方法从土壤中提取，占土壤 有机质的8０％以上，是土壤有机质的主体。
第二章土壤有机质
（二）.土壤有机质的化合物组成
土壤有机质含量高于南方土壤。
第二章土壤有机质
表 中国某些自然土壤中有机质含量
土类 棕色森林土
有机质含量 （g/kg） 26.4～193
统计的标本数 74
褐土
10.3～106.9
22
黄壤
27.1～205
32
红壤
5.2～19.5
47
黑土、黑钙土
21.4～164
29
砖红壤、赤红壤
23.28.1～219.6
第二章 土壤有机质
土壤有机质是指：土壤中所有含碳有机物质的总称，包括所有动、 植物残体，微生物体及其分解合成的各种有机物质（不同分解阶 段的各种产物和合成产物）。
第一节：土壤有机质 第二节：土壤腐殖质 第三节 土壤有机质的作用和调节
第二章土壤有机质
第一节：土壤有机质
一、土壤有机质的含量 二、土壤有机质的来源 三、土壤有机质的组成（类型） 四、土壤有机质的转化
26
高山草原土、亚高山草原土 13.8～66.6
10
黄棕壤、黄褐土
20.7～70.5
32
第二章土壤有机质
第二章土壤有机质
土壤有机质 5%
0.5%
1.0-2.0%
1.5-3.0%
第二章土壤有机质
耕层土壤有机质含量分级指标
1级：高于4%； 2级：3—4% ； 3级：2—3%， 4级：1—2% 5级：0.6—1.0% 6级：低于0.6%
并形成一些还原性气体、有机酸，产生的热量少，称发酵作用。
第二章土壤有机质
糖类的分解
多糖（淀粉和纤维素）
葡萄糖
酒精
醋酸 CO2+H2O （好气分解）
丁酸
甲烷 + CO2 （嫌气分解）
第二章土壤有机质
2.含氮有机物质的转化
含氮有机物是土壤中氮素的主要贮藏状态， 包括蛋白质、氨基酸、腐殖质等。
(1)水解作用 蛋白质在微生物分泌的蛋白质水解酶作用下，
核蛋白质磷水细解菌 磷酸 K＋＋Na＋＋C磷a2＋酸盐
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
在微生物分泌的糖类水解酶的作用下，首先水解为单糖： (C6H10O5)n＋nH2O→nC6H12O6 如果在好气条件下，有好气性微生物分解，最终产物为水和二
氧化碳，放出的热量多，称氧化作用。其反应如下： nC6H12O6＋6O2 → 6CO2＋6H20＋热量 如果在通气不良的条件下，则在嫌气性微生物作用下缓慢分解，
进入土壤中的有机物质呈现三种 状态：
新鲜的有机物质---动、植物残体， 半分解的动、植物残体， 腐殖物质（重新合成的更稳定、
更复杂的有机质—腐殖质）。 土壤有机质的类型包括 （1）非腐殖质物质； （2）腐殖质
第二章土壤有机质
（一）、腐殖质与非腐殖质物质
非腐殖质物质（Non-Humic Substance) 枯枝落
养的过程 腐殖化过程： (Humification)*** 使简单的有机化合物形成新的、较稳定的有机化合物
（腐殖质），使有机质及其养分保蓄起来的过程
第二章土壤有机质
土壤有机质（碳）的转化
第二章土壤有机质
（一）土壤有机质的矿质化过程
1.含碳有机物质的转化 土壤有机质中的碳水化合物如纤维素、半纤维素、淀粉等糖类，
第二章土壤有机质
一、土壤有机质的含量
土壤学中，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,
但耕作土壤中，表层有机质的含量通常在5%以下。 土壤有机质含量与气候、植被、地形、土壤类型、农
耕措施密切相关。不同土壤中含量差异很大。 目前，我国土壤有机质含量普遍偏低。总体而言,北方
（4）反硝化作用
NO3－在无氧或微氧条件 在细菌作用下生成N2O 和N2的过程，称反硝化作用（硝酸盐还原过程）。 其反应如下：
反硝化细菌
C6H12O6＋24KNO3
24KHCO3＋6CO2＋12N2↑＋18H2O
第二章土壤有机质
3.含磷有机物质的转化
土壤中含磷有机物主要有核蛋白、卵磷脂、核酸、 核素等，它们在有机磷细菌的作用下进行分解：
分解成氨基酸的作用称水解作用。 蛋白质 → → 氨基酸
第二章土壤有机质
(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）