第二章 土壤有机质

动旺盛，有机质由厌气微生物分解。

分解速度慢，不彻底，并且产生一些中间
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。

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 可相当稳定地存在。
（四）影响土壤有机质含量的因素
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。
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。
四、土壤有机质的组成
1、碳水化合物和有机酸
( carbon hydrate and organic acids )
5、木质素 ( lignin ) 是化学构造上更复杂的一类高分子化合 物，抵抗化学作用和微生物分解的能力更强。
6、含氮化合物 ( nitrogenous substances )
主要是蛋白质及其衍生物，蛋白质含氮
平均为16%，含硫0.3～2.4%，含磷0.8%。
大部分蛋白质不溶于水，在碱液中形成

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 是土壤有效氮的形态之一。
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。
亚硝酸细菌
NH3+ O2
HNO2 + H2O + 能量
有芳香核。
木质素是各类有机化合物中最难分解的，
不仅自身不易分解，而且会影响蛋白质、多
糖类的分解。

在好气条件下，它主要通过真菌和放线菌的
作用，先氧化和脱水，再缓慢地降解。
在厌气条件下分解缓慢。
五、含氮化合物的分解
土壤中含氮物质主要是蛋白质和缩氨酸， 属于容易分解的有机化合物，分解过程如下： 1、水解过程（hydrolysis, hydrolytic decomposition）： 蛋白质→分解蛋白质→消化蛋白质→多胺酸→ 氨基酸。
第二章 土壤有机质
土壤有机质（soil organic matter，SOM，
O.M）是土壤固相的重要组成部分。不同土壤的有
机质含量有很大的差别。
一般来说，土壤有机质的含量与矿质部分相
比都不多，但对土壤的物理性质、化学性质、生
物学性质以及肥力状况都有重要的影响。
有机质的存在形态： • 动植物残体 • 半分解的动植物残体
这两个概念，有时不加区别地混用，有时含 义不尽相同。 当人们说土壤有机质含量时，通常指的是前 一种，即各种有机物的总量，但在分析有机质含 量时，处理土样的过程中，往往要尽可能除去看 得见的植物残体。
当人们提到有机质对土壤肥力的作用时，指 的是其中的腐殖质。
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。
一、土壤水分和通气状况

1、土壤水分适宜，通气状况良好 此时土壤中好气微生物活动十分活跃， 有机质进行好气性分解，其特点是分解速度快， 分解完全彻底，中间产物很少积累，释放的矿 质养料多，呈氧化状态。
这种土壤条件有利于植物营养，无毒害影 响，但不利于土壤有机质的保存和积累。
2、土壤水分过多，通气状况不良 好气性微生物活动受阻，而厌气微生物活

在浓酸、浓碱作用下, 会变成葡萄糖，在微 生物作用下比较容易分解。
3、脂肪、蜡质和树脂 ( fat, wax and resin ) 不溶于水而溶于酒精及苯等有机溶剂 中，性质比较稳定，不易遭受化学分解和 生物分解。
4、 丹宁 ( tannin ) 主要是多元酚的衍生物，易溶于水，氧 化后呈棕色。与蛋白质结合成不溶性的、不 易分解的稳定化合物。
2HNO2 + O2
硝酸细菌
2HNO3 + 能量
生成的硝酸与土壤中的盐基作用，形成
硝酸盐。NO3-—N是作物可利用氮素的另一种
形态，是旱地中有效氮的主要存在方式。
有的蛋白质除含氮外，还含有S、P等植物营
养元素。在通气良好的条件下，通过微生物的作
用，可分别氧化成SO4=和H2PO4-、HPO4=，这两种形
胶体溶液。各种蛋白质均易被微生物分解成
各种氨基酸。
7、土壤腐殖质 ( humus )
主要包括胡敏酸类和富里酸类。一般土壤有
机质中，腐殖质占85～90%以上，而普通有机化
合物只占10～15%，尽管这一比例有时会更大一
些，但腐殖质总是土壤有机质的主要部分。
第二节 土壤中有机物 料的分解
进入土壤中的各种有机物料，无论是
态是对植物有效的形态。 在厌气条件下，能形成一些有毒或有害的物 质。
第三节 影响土壤中有机质 转化的因素

土壤中的有机物料在分解过程中，有一部 分彻底分解，变为最简单的化合物，同时释放 出能量，其余的部分则通过腐殖化过程，转变 为腐殖酸。
加入土壤中的有机物料，经过微生物的分 解，在一定条件下，在数量上和质量上，大体 上可以达到相对稳定的状态，不再随时间的推 移而产生较大的变动，这种稳定状态是有机质 大体完成了腐殖化过程的标志。
葡萄糖、淀粉、酒石酸、柠檬酸、草酸、各 种氨基酸，其中部分是植物根系分泌到土壤中的， 有的是植物残体的分解产物。
其特点是，不稳定，不断加入，不断转化， 分解消失。
2、纤维素和半纤维素
( cellulose and hemicellulose )
这是有机残余物中含量最多的一种，其化 学成分相当复杂，分子式可用(C6H10O5)n表示， n的数目大约为5～10,000。
（二）土壤有机质含量的变化范围
有机质的含量在不同土壤中差异很大， 高的可达30%以上，低的不足0.5%。 表层含有机质20%以上的土壤，称为有 机质土壤，含有机质20%以下的土壤，称为 矿质土壤。
全国土壤有机质含量大致范围
5%
0.5% 0.5-2.0%
7%
2-1 表 5-1 不同地区旱地和水田耕层土壤有机质含量
表 2-5 表2-2 中国不同地区耕地土壤中有机物质的腐殖化系数 东北地区 作物秸杆 范围 平均 作物根 范围 平均 绿肥 范围 平均 厩肥 范围 平均 0.26-0.65 0.42 (9) 0.30-0.96 0.60 (5) 0.16-0.43 0.28(14) 0.28-0.72 0.46(11) 华北地区 0.17-0.37 0.26(33) 0.19-0.58 0.40(14) 0.13-0.37 0.21(46) 0.28-0.53 0.40(21) 江南地区 0.15-0.28 0.21(53) 0.31-0.51 0.40(54) 0.16-0.37 0.24(33) 0.30-0.63 0.40(38) 华南地区 0.19-0.43 0.34(18) 0.32-0.51 0.38(14) 0.16-0.33 0.23(31) 0.20-0.52 0.31(8)
• 腐殖物质
第一节 土壤有机质的来源 含量及组成
一、土壤有机质的概念
土壤有机质的概念有广义和狭义之分。 广义的土壤有机质概念，指的是土壤中除矿
质部分以外所有的有机部分，如各种动植物残体，
各种微生物及其代谢产物，植物根系的分泌物， 以及这些物料分解以后，形成的腐殖质。
狭义的土壤有机质，主要指的是土壤中的腐 殖质。从这个意义上说，有机质的定义是： 土壤中的各种动植物残体，在土壤微生物的 作用下，形成的一类特殊的高分子化合物。
地 东北平原 黄淮海平原
区 旱地 4.45 0.99 1.74 1.65 2.01
有机质含量（%） 水田 4.96 1.27 2.74 2.52 2.73
长江中下游平原 南方红壤丘陵
珠江三角洲平原 珠江三角源程序平原
（三）决定土壤有机质含量的因素 进入土壤的有机物质数量
土壤有机质损失的数量
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。
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
“洋垃圾”进口，其中也含有五花八门的有机成
分。
三、土壤有机质的含量
（一）土壤有机质的含量表示方法 有机质的含量通常用“%”来表示，近年 来，有人开始用“g/kg” 表示。
三、土壤有机质的含量
（一）土壤有机质的含量表示方法 国外往往习惯用土壤有机C%表示。有机 质平均含碳58%，有机C%乘以1.724，即为土 壤有机质% 。
淀粉、纤维素及半纤维素，在淀粉分解酶
和纤维素分解酶的作用下，先形成单糖，然后
再进一步分解。
二、树脂、蜡质、丹宁的分解
这些化合物很难分解，分解的速度慢
且不彻底。

三、脂肪的分解
在脂肪水解酶的作用下水解，再进一
步分解。
四、木质素的分解
不同种类植物的木质素，其化学组成和
结构并不完全相同，但共同的特点是，都含
动植物残体，还是施入的有机肥料，在土
壤中，都要产生一系列的变化。
这些变化可以归纳为两个方面，即分
解作用和合成作用。
参与有机物料分解的因素有： 1、土壤动物的作用，使有机物料变得更细 碎，与微生物掺混更充分。 2、微生物及其分泌的酶的作用，这是有机 物料分解的主要因素。 3、各种人为活动，耕作、施肥、灌水和其 他栽培管理措施等。