土壤有机质.
土壤有机质
土壤有机质土壤有机质含量代表土壤肥力水平。
它可以促进土壤团聚体结构的形成，改善土壤物理，化学和生物过程的条件，并改善土壤的吸收和缓冲性能。
如果土壤有机质过低，土壤免疫力就会降低，容易硬化和酸化，农作物容易生病。
增加土壤有机质可以使根系更多、更健康。
土壤有机质具体指什么呢？土壤有机物（SOM）是指源自土壤中生命的物质。
它主要来自植物，动物和微生物残留，其中高等植物是主要来源。
从狭义上讲，土壤有机质通常是指通过微生物作用形成的一种特殊，复杂和稳定的高分子有机化合物。
土壤有机质不仅是一种具有生命功能的稳定长期物质。
它几乎包含了农作物和微生物所需的所有营养。
土壤有机质可以丰富土壤中的养分并改善土壤物理性质。
在有机物分解过程中会产生二氧化碳，这会导致土壤pH值暂时下降，从而可以提高磷酸盐和某些微量元素的利用率。
有机物分解过程的中间产物，微生物代谢和自溶物质可以在土壤中与多价金属离子形成稳定的络合物，从而增强不溶性物质在土壤中的溶解度，在有机物分解过程中合成的腐殖质和其他有机胶体可以与土壤中的粘土矿物混合形成胶体，从而可以改善土壤结构和理化性质，增加水稳性团聚体和孔隙率，降低堆积密度，改善土壤水肥保持性能，增加土壤缓冲能力，加速盐碱土壤的脱盐，减少红壤中活性铝和游离铁的危害。
有机质包含植物生长发育所需的各种营养元素，尤其是土壤中的氮。
土壤中有机态氮含量超过95％。
除了施用氮肥外，土壤氮的主要来源还来自有机物的分解。
土壤有机物分解产生的二氧化碳可以为绿色植物提供光合作用。
此外，有机物还是土壤中磷，硫，钙，镁和微量元素的重要来源。
因此，有机质含量较高的土壤中的养分含量较高，可以减少化肥的施用。
有机质中的腐殖酸可以增强植物的呼吸作用，提高细胞膜的通透性，并增强养分的吸收。
同时，有机物中的维生素和一些激素可以促进植物的生长发育。
土壤有机质中的有机胶体，带大量负电荷，吸附能力强，能吸附大量的阳离子和水，其阳离子交换能力和吸水率是几十倍甚至几十倍比粘土颗粒大两倍，因此它可以提高土壤保留肥料和水的能力，还可以提高土壤对酸和碱的缓冲能力。
土壤有机质
从广义上讲，土壤有机物是指土壤中各种含碳有机物，包括各种动植物残留物，微生物及其分解和合成的各种有机物质。
从狭义上讲，土壤有机质（SOM）通常是指由有机残留物通过微生物作用而形成的一种特殊，复杂和稳定的大分子有机化合物（腐殖酸）。
土壤有机质是土壤固相的重要组成部分，也是植物营养的主要来源之一。
它可以促进植物的生长发育，改善土壤的物理性质，促进微生物和土壤生物的活性，促进土壤中营养元素的分解，并提高土壤肥力和缓冲作用。
它与土壤的结构，通气，渗透性，吸附和缓冲密切相关。
通常，当其他条件相同或相似时，有机物的含量在一定范围内与土壤肥力成正相关。
土壤有机质主要来自植物，动物和微生物残留，其中高等植物是主要来源。
微生物是最早出现在原始土壤母体材料中的生物。
随着生物的进化和土壤形成过程的发展，动植物残留物及其分泌物已成为土壤有机质的基本来源。
在天然土壤中，土壤有机质的主要来源是地面植被残留物和根，例如树木，灌木，草及其残留物，它们每年为土壤提供大量有机残留物。
在农业土壤中，土壤有机质的来源广泛，主要包括作物残茬，秸秆还田和绿肥。
人畜粪便，工农业副产品的废料（如酒糟，亚硫酸铵造纸废液等）；城市生活垃圾和污水；土壤微生物，动物（例如earth，昆虫等）的残留物和分泌物；人工施用各种有机肥料（肥料，腐殖酸，肥料，污泥，土壤和杂肥等）。
其中，耕种土壤中的自然植被已不存在，主要是人们每年使用的作物根系分泌物，残茬，垃圾和有机肥料（绿肥，堆肥，堆肥和肥料等）。
尽管进入土壤的有机残留物来源不同，但从化学角度来看，它们主要是碳水化合物（包括一些简单的糖和多糖，例如淀粉，纤维素和半纤维素），含氮化合物（主要是蛋白质），木质素和其他物质。
此外，还有一些脂溶性物质（例如树脂，蜡等）。
土壤有机质的基本元素是C，O，h和N，其中C占52％-58％，O占34％-39％，H占3.3％-4.8％，N占3.7。
％-4.1％。
第二个是p和s，其次是K，CA，Mg，Si，Fe，Zn，Cu，B，Mo，Mn和其他灰分元素，C / N通常为10-12。
土壤有机质
第二章土壤有机质一、土壤有机质的来源、含量及其组成1土壤有机质的概念指存在于土壤中所有含碳的有机质。
由生命体和非生命体两大部分组成。
2来源（1）土壤微生物是土壤有机质的最早来源（2）动、植物残体是自然土壤有机质的主要来源（3）作物根茬、有机肥料、工农业和生活废水、废渣、微生物制品、有机农药等有机质3土壤有机质的含量不同土壤有机质含量差异很大，其含量与气候、植被、地形、土壤类型、耕作措施等因素密切相关。
耕层含有机质20%以上的土壤称为有机土壤；20%以下的称为矿质土壤。
4有机质的组成元素组成：主要为C、H、O、N，其次是P和S。
化合物组成：主要是类木质素和蛋白质，其次是半纤维素以及乙醚和乙醇可溶性化合物。
5土壤腐殖质：除未分解和半分解、植物残体及微生物残体以外的有机物质总称。
由非腐殖质物质和腐殖物质组成，占土壤有机质的90%。
（1）非腐殖物质：有特定的物理化学性质、结构已知的有机化合物，包括一些经微生物改变的植物有机化合物，和微生物合成的有机化合物。
如碳水化合物、氨基酸、蛋白质、氨基酸、脂肪、蜡质、木质素、树脂、核酸、有机酸等。
在土壤中存在时间短、易被降解和作为基质被微生物利用，占土壤腐殖质的60%~80%。
（2）腐殖物质：是经土壤微生物作用后，由多酚和多醌类物质聚合而成的含芳香环结构的、新形成的黄色至棕黑色的非晶形高分子有机化合物。
是土壤有机质的主体，也是土壤有机质中最难降解的组分，占土壤有机质的60%~80%二、土壤有机质的分解和转化（一）矿质化过程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和能量的过程。
1单糖的分解：在有氧条件下彻底分解，形成二氧化碳和水，在缺氧条件下，形成有机酸类的中间产物，并产生还原性的甲烷及氢气。
2纤维素的分解：首先分解为单糖，然后进一步分解。
3含氮有机质的分解主要是蛋白质的分解，是土壤氮素循环的主要过程。
包括4个过程：（1）水解过程：蛋白质在水解酶作用下分解成简单的氨基酸（2）氨化作用：在氨化细菌作用下，有机态氮变成无机态氮（即氨或铵）的过程。
土壤有机质
土壤“有机质”首先我们要弄清土壤有机质的含义。
土壤有机质含量的高低，代表者土壤肥力的高低。
是衡量土壤肥力高低的重要指标之一，它能促使土壤形成团粒结构，改善土壤物理、化学及生物学过程的条件，提高土壤的吸收性能和缓冲性能。
土壤有机质过低的土壤免疫力就低，容易板结，酸化，作物容易得病。
土壤有机质是指土壤中来源于生命的物质，它主要来源于植物、动物及微生物残体，其中高等植物为主要来源。
狭义的讲：土壤有机质一般主要是指有机残体经微生物作用形成的一类特殊的、复杂的、性质比较稳定的高分子有机化合物。
有机质本身就是养分的储藏库，同时深刻地影响土壤的物理、化学和生物学性质。
假设某一土壤表土有机质含量4%，有机质氮含量5%，一季作物中有机质分解率2%，则土壤有机质供应之氮可达80kg/公顷，此供应量几乎可满足大部分作物之需求量，据估算，1%的土壤有机质相当于含有18公斤养分/亩。
同时有研究表明，土壤中的有机质从2%降低到1.5%，土壤的保肥能力将下降14%。
此外，土壤有机质深刻影响水分的存储。
一英亩大、一英寸厚、含2%有机质的土壤储水量可达12.1万升，含量5%和8%的土壤分别可储水30.3万和48.5万升。
研究表明，土壤有机质从1%升到3%，土壤的保水能力增加6倍。
当然，土壤有机质也深刻影响着土壤的质地和结构。
丰富的有机质下，土壤可以形成稳定的大量的有机无机复合体，具有良好的土壤结构，不仅抗土壤侵蚀，也为根系提供理想的水分和空气条件。
最主要的是，土壤有机质是土壤中各种大大小小生物的碳源和能源。
丰富的有机质下，土壤中自然形成庞大的食物网，构建健康的生态系统，这个庞大的生态系统是土壤活力的来源，从养分转化直到病虫害控制，都起着极为重要的作用。
目前，我们国家大力提倡增施有机肥的目的主要就是为了提高土壤的有机质。
改善土壤环境。
下面我们来详细了解土壤有机质的作用原理。
1，土壤有机质不仅是一种稳定而长效的涵有生命机能的物质。
而且它几乎含有作物和微生物所需要的各种营养元素。
土壤有机质
壤中分解一年后的残留碳量。
2、土壤腐殖质的形成
第一阶段：有机残体在微生物分解 作用下，其中一部分彻底矿化，最终生 成CO2、H2O、NH3、H2S等无机化合 物。另一部分转化为较简单的有机化合 物（多元酚）和含氮化合物（氨基酸、 肽等），提供了形成腐殖质的材料。
4、工农业副产品及生活污水废物等
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%
表5－1 中国某些自然土壤中有机质含量
土类 棕色森林土 褐土 黄壤 红壤 黑土、黑钙土 砖红壤、赤红壤 高山草甸土、亚高山草甸土 高山草原土、亚高山草原土 黄棕壤、黄褐土
（二）土壤特性
1、质地 粘粒含量越高，有机质含量也越高。
2、pH值 中性、钙质丰富较好，pH6.5-7.5。
3. 水分 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
4. 通气性 通气不良易有机质累积 5. 温度 最适宜温度大约为25-35
（三）植物残体的特性
1、物理状态
2、C/N比***
则以矿质盐类释放出来。
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。
在极端嫌气的情况下，还产生CH4、H2等还原物
质，其中的养料和能量释放很少，对植物生长不利。
三、影响有机物质的分解和转化的因素：
（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
常见的化合物有纤维素、半纤维素、蛋白质、木质素及脂类。
土壤有机质
土壤有机质是指存在于土壤中的所含碳的有机物质，包括各种动植物的残体、微生物体及其会分解和合成的各种有机质。
土壤有机质是土壤固相部分的重要组成成分，尽管土壤有机质的含量只占土壤总量的很小一部分，但它对土壤形成、土壤肥力、环境保护及农林业可持续发展等方面都有着极其重要作用的意义。
来源：土壤有机质是指土壤中含碳的有机化合物。
土壤中有机质的来源十分广泛。
土壤有机质可分成腐殖质和非腐殖质。
微生物是土壤有机质的最早来源。
植物残体：包括各类植物的凋落物、死亡的植物体及根系。
这是自然状态下土壤有机质的主要来源。
对森林土壤尤为重要。
森林土壤相对农业土壤而言具有大量的凋落物和庞大的树木根系等特点。
中国林业土壤每年归还土壤的凋落物干物质量按气候植被带划分，依次为:热带雨林，亚热带常绿阔叶林和落叶阔叶林，暧温带落叶阔时林，温带针阔混交林，寒温带针叶林。
热带雨林凋落物干物质量可达16700Kg/(km2·a)，而荒漠植物群落凋落物干物质量仅为530kg/(nm2·a).动物微生物残体：包括土壤动物和非土壤动物的残体，及各种微生物的残体。
.这部分来源相对较少。
但对原始土壤来说，微生物是土壤有机质的最早来源。
转化反应：土壤有机质的矿质化过程:土壤有机质在微生物作用下，分解为简单的无机化合物的过程。
土壤有机质的矿质化过程分为化学的转化过程、活动物的转化过程和微生物的转化过程。
这一过程使土壤有机质转化为二氧化碳、水、氨和矿质养分(磷、硫、钾、钙、镁等简单化合物或离子)，同时释放出能量。
这一过程为植物和土壤微生物提供了养分和活动能量，并直接或间接地影响着土壤性质，同时也为合成腐殖质提供了物质基础。
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。
3 土壤有机质
(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. C/N 9. 腐殖酸 10. 褐腐酸 11. 黄 腐酸 12. 激发效应
多元酚理论（较为盛行）
（2）支链化合物：一些含氮的有机化合物，如氨基酸、肽类等。 第二阶段：合成阶段：将分解转化的基本材料在微生物作用下经过缩合和聚合
合成结果复杂的腐殖质。
图4-1 有机质的分解与合成示意图
第三节 土壤腐殖物质的形成和性质
一、土壤腐殖质的形成
二、土壤腐殖质-粘土矿物复合体
游离态
第一节 土壤有机质来源、含量及其组成特点
一.土壤有机质来源
（一）来源于数目众多微生物 1.微生物是最早出现在母质中的有机体。成为最早的土壤有机物 质来源 2.微生物数目繁多，生活代谢周期短。1g肥沃的表土含有细菌可 在10亿以上。最多细菌为杆菌，每英亩细菌活质可超过2000磅， 每公顷2000公斤。 3.微生物的代谢产物是土壤有机质来源之一 （二）来源于各种动植物残体及其它们的代谢物 树木、灌丛、草类、和其它植物残体。植物生长量成为土壤有 机质含量的主要依据 土壤动物：蚯蚓、蚂蚁、鼠类、昆虫等的残体及分泌物 （三）来源于施入的各种有机肥。
$$如何提高土壤有机质含量？
（一）、坚持两个原则
平衡原则
经济原则
（二）.提高有机质含量的措施
1、施用有机肥
主要的有机肥源包括： 绿肥、粪肥、厩肥、堆肥、沤肥、饼肥、蚕 沙、鱼肥、河泥、塘泥、 有机、无机肥料配合施用
2.种植绿肥 田菁 紫云英 紫花苜蓿等
休闲绿肥、套作绿肥
养用结合：因地制宜、充分用地、积极养地、养用结合
第二章 土壤有机质 soil organic
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硫化作用产生的硫酸与土壤中的盐基物质作用， 形成硫酸盐，硫酸盐是植物可吸收的养分。
二、土壤有机质的腐殖化过程
1、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。
常见的化合物有纤维素、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 土壤有机质的分解和转化
一、土壤有机质的矿化过程
1、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。
第五章 土壤有机质
概念：土壤有机质(soil organic matter)
土壤有机质是土壤固相的组成成分之一。是土
壤中形成的和外部加入的所有动、植物残体不同分
解阶段的各种产物和合成产物的总称。
土壤有机质
第一节 土壤有机质的来源、类型和组成
一、土壤有机质的来源
1、植物残体（枯枝、落叶、落果、根系等）及分 泌物； 2、动物、微生物残体及分泌物和排泄物；
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。 Nhomakorabea2、土壤腐殖质的形成 第一阶段：有机残体在微生物分 解作用下，其中一部分彻底矿化，最终 生成CO2、H2O、NH3、H2S等无机化合物。 另一部分转化为较简单的有机化合物 （多元酚）和含氮化合物（氨基酸、肽 等），提供了形成腐殖质的材料。
细菌和放线菌可促进碳水化合物的分解
（二）土壤特性
1、质地 粘粒含量越高，有机质含量也越高。
2、pH值 中性、钙质丰富较好，pH6.5-7.5。 3. 水分 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 4. 通气性 通气不良易有机质累积 5. 温度
最适宜温度大约为25-35
（三）植物残体的特性
第二阶段：上述土壤腐殖质的组
成部分，在微生物的作用下经缩合形
成腐殖质的基本单元。先是多元酚在 微生物的作用下氧化为醌，然后醌再
与含氮化合物缩合成原始腐殖质。
5-1 土壤腐殖质形成过程中的转化途径
有机质的分解与合成示意图
注 意
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。
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。
C/N降至大约25：1以下，微生物不再利用土壤 中 的有效氮，相反由于有机质较完全的分解而释放 矿质态氮，
第三节 土壤腐殖物质的形成和性质
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。
在极端嫌气的情况下 ，还产生CH4、H2等还原物
质，其中的养料和能量释放很少，对植物生长不利。
三、影响有机物质的分解和转化的因素：
（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
反硝化作用
硝态氮在通气不良的条件下通过反硝化细菌
的作用还原成气态氮（ N2O 和 N2 ）的过程。其反应 如下：
C6H12O6＋24KNO3
反硝化细菌
24KHCO3＋6CO2＋12N2↑＋18H2O
含硫有机物的分解
蛋白质 硫氨基酸 H2S
还原型的无机硫化物被硫化细菌氧化成硫酸的 过程，称硫化作用。其反应如下： 2H2S＋O2 2S＋3O2＋2H2O 2H2O＋2S 2H2SO4
也称氧化作用。其反应如下： nC6H12O6＋6O2 6CO2＋6H20＋热量
单糖
通气不良的条件下
还原性气体、有机酸
也称发酵作用。其反应为：
C6H12O6 ＋热量
4H2＋CO2
CH3CH2CH2COOH＋2H2＋2CO2
CH4＋2H2O
含氮有机质的分解
水解作用
蛋白质
氨化作用
蛋白质
水解酶
氨基酸
氧化 CH2NH2COOH＋O2 HCOOH＋CO2＋NH3 好气分解 还原
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***
★微生物的转化过程***
碳水化合物的分解
nC6H12O6＋6O2 6CO2＋6H20＋热量
★微生物的转化过程***
碳水化合物的分解
好气条件
单糖
水和二氧化碳
0.5-2.0%
7%
三、土壤有机质的类型
•动、植物残体
•半分解的动、植物残体 •腐殖物质
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比大约在10~12之间。
(2) 化合物组成 可分为:
腐殖物质
（Humic Substance)
非腐殖物质 （Non-Humic Substance)
2.64～19.3 1.03～10.69
2.71～20.5 0.52～1.95 2.14～16.4 2.32～2.98 4 81～21.96 1.38～6.66 2.07～7.05
黑土、黑钙土 砖红壤、赤红壤 高山草甸土、亚高山草甸土 高山草原土、亚高山草原土 黄棕壤、黄褐土
土壤有机质
0.5%
5%
3、人为施用的有机肥料。 4、工农业副产品及生活污水废物等
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%
表5－1 中国某些自然土壤中有机质含量
土 类 棕色森林土 褐 土
黄 红 壤 壤
有机质含量（％）
统计的标本数 74 22
32 47 29 24 26 10 32
CH2NH2COOH＋H2
嫌气分解 CH2NH2COOH＋H2O 水解 CH2(OH)COOH＋NH3
CH3COOH＋NH3
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。分为两个阶段：第一
阶段，氨被亚硝酸细菌氧化成亚硝酸；第二阶段，
亚硝酸被硝化细菌氧化成硝酸。其反应如下： 2NH2＋3O2 2HNO2＋O2 2HNO2＋2H2O＋热量 2HNO3＋热量