02 第二章 有机质课件.ppt

第1页：第二章 土壤有机质导览

第二章土壤有机质主要掌握内容：一土壤有机质的来源、含量及其组成二土壤有机质的分解和转化三土壤腐殖质的形成和性质四土壤有机质的作用和管理

第2页：第一节 土壤有机质的来源、含量及其组成

第一节土壤有机质的来源、含量及其组成一、概念：土壤有机质是指土壤中的所有含碳的有机物质。包括土壤中各种动、植物残体，微生物体及其分解和合成的各种有机物质。

第3页：土壤有机质的来源、含量与组成

二、来源、含量、组成土壤有机质来源：1.作物、动植物、微生物遗体及残落物；2.人们施入的各种有机肥广义的土壤有机质：过2cm筛再磨细（0.25mm）测定的有机物总量。狭义的土壤有机质(腐殖质)：是挑出异源有机物质、未腐烂或半腐烂的动植物残体后，过2mm筛孔后，再磨细（0.25mm）测定的有机物总量。

第4页：含量及组成

• 含量及组成
• 一般把耕作层含有机质20％以上称为有机土壤；小于20％为矿质土壤。山东省大田土壤有机质含量为0.8－1.5%
• 东北2%－5%,个别50%；华北西北1 %；华南1.5 %－3.5 %高较高中等较低低肥力水平>1.51.2~1.51.0~1.20.5~1.0<0.5%OM（%）

第5页：土壤有机质的组成

土壤有机质的组成1.元素组成是C、O、H、N、P、S、K、Na、Ca、Mg等有机质的含碳量平均为58％，故土壤有机质的含量大致是有机含碳量的1.724倍。2.化合物组成碳水化合物（糖、淀粉、纤维素和半纤维素）、含氮化合物（主要为蛋白质）、木质素、脂肪、树脂、蜡质、单宁。

第6页：土壤有机质的存在状态

三、土壤有机质的存在状态吸附态游离态有机无机复合态

第7页：土壤微生物的种类

一、土壤微生物的种类原核微生物真核微生物单细胞的原生动物无细胞结构的分子生物真菌（酵母、霉菌）、藻类和地衣纤毛虫、鞭毛虫、根足虫病毒细菌、放线菌和蓝细菌第二节土壤微生物

第8页：原核微生物1、古细菌

（一）原核微生物1、古细菌2、细菌3、放线菌4、蓝细菌5、粘细菌

第9页：古细菌

• 1、古细菌
• 甲烷产生菌
• 极端嗜酸热菌
• 极端嗜盐菌。

第10页：细菌

• 2、细菌
• 占土壤微生物总数的70％－90％，
• 能分解各种有机质
• 个体小、代谢强、繁殖快
• 主要有：节杆菌属、芽孢杆菌属、土壤杆菌属、产碱杆军属、黄杆菌属。
• 土壤中细菌生理群：纤维分解细菌、固氮细菌、硝化细菌、亚硝化细菌、硫化细菌、氮化细菌等，在土壤碳、氮、磷、硫循环中担当重要的角色。

第11页：细菌（续）

细菌

第12页：放线菌

• 3、放线菌
• 能转化土壤有机质
• 产生抗生素，对其他有害菌能起拮抗作用
• 高温型的放线菌在堆肥中对其养分转化起着重要作用。

第13页：蓝细菌

4、蓝细菌又称蓝（绿）藻。淡水、海水和土壤是它们的主要场所，可进行光合作用。

第14页：粘细菌

5、粘细菌在土壤中的数量不多，抗旱性强，在干旱、低温和贫瘠的土壤中存活。

第15页：真菌

• 1、真菌
• 有许多土壤真菌是重要的植物病原菌
• 还有与植物共生的菌根菌，它们对植树造林起着重要作用
• 参与动、植物残体的分解，成为土壤中氮、碳循环不可缺少的动力，特别是在植物有机体分解的早期阶段，真菌比细菌和放线菌更为活跃。
• 主要有青霉属、曲霉属、镰刀菌属、木霉属、毛霉属、根霉属。（二）真核微生物

第16页：藻类

• 2．藻类
• 主要由硅藻、绿藻、黄藻组成。
• 藻类是土壤生物的先行者，对土壤的形成和熟化起重要作用，它凭借光能自养的能力，成为土壤有机质的最先制造者。

第17页：地衣

3、地衣是真菌和藻类形成的不可分离的共生体。通常是裸露岩石和土壤母质的最早定居者，在土壤发生早期起重要的作用

第18页：土壤微生物营养类型的多样性

三、土壤微生物营养类型的多样性（一）化能有机营养型（二）化能无机营养型（三）光能有机营养型（四）光能无机营养型

第19页：土壤微生物呼吸类型的多样性

• 四、土壤微生物呼吸类型的多样性
• 有氧呼吸：为好氧性微生物，如固氮菌、硝酸化细菌、硫化细菌、藻类等
• 无氧呼吸（发酵）：为厌氧性微生物，如梭菌、产甲烷细菌、和脱硫弧细菌等
• 有氧呼吸（无氧呼吸）：为兼厌氧性微生物，如酵母菌和大肠杆菌

第20页：第二节 影响土壤微生物活性的环境因素

• 第二节影响土壤微生物活性的环境因素一、影响因素
• 温度：低温型（零下-20度）中温型（0-50度）高温型（30-100以上）
• 水分及其有效性
• pH：大多数细菌、藻类最适宜的pH为6.5－7.5，在pH4.0－10.0也可以生长；放线菌pH7.5－8.0最适宜；真菌适宜于pH5.0－6.0的酸性环境，而生存范围可在pH5.0－9.0之间。大多数土壤pH为4－9，能维持各类微生物生长发育。
• 氧气和EH值
• 生物因素
• 土壤管理措施

第21页：土壤中微生物的分布

土壤中微生物的分布

二、土壤中微生物的分布|土壤类型暗棕壤砖红壤肥力水平高低剖面分布数量减少多少

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第22页：土壤后生动物种类

• 简单介绍：
• 种类：后生动物有小的土居性的多细胞的动物，主要包括线虫、蚯蚓、蜗牛、千足虫的等
• 作用：对植物残体的破碎作用，使得这些物质有利于原生动物得取食和微生物得进一步分解。后生动物：

第23页：原生动物

• 原生动物
• 种类：单细胞真核生物
• 作用：1、调节细菌数量2、增进某些土壤生物的活性3、参与土壤植物的分解草履虫

第24页：土壤酶

• 土壤酶
• 土壤酶：土壤中产生专一生物化学反应的生物催化剂。
• 土壤酶一般吸附在土壤胶体表面或呈复合体存在，部分存在于土壤溶液中。
• 土壤酶参与土壤中各种生物化学过程，如腐殖质的分解与合成；动植残体和微生物残体的分解，及其合成有机化合物的水解与转化；某些无机化合物的氧化、还原反应。

第25页：第三节 土壤有机质的分解和转化

第三节土壤简单有机质的分解和转化有两个过程：有机质的矿化作用和腐殖化作用一、土壤有机质的矿化作用定义：土壤有机质在微生物作用下，最终分解为简单化合物释放矿质养料，并释放能量的过程。（释放养分过程）

第26页：有机质分解的微生物条件

• 有机化合物只有在微生物的作用下才能分解成为简单化合物。
• 在好气条件下易形成有益物质；在嫌气条件下形成NO、CH4、H2S等对作物有害气体。因此提高土壤通气性很重要。
• 矿化作用的快慢为矿化率——年消耗的有机质占土壤全部有机质的百分数。矿化率一般2－5％有机氮矿化：水解过程：蛋白质→氨基酸氨化过程：氨基酸
• 水解
• NH3

第27页：有机质的腐殖化过程

• 二、有机质的腐殖化过程
• 定义：有机残体在微生物的作用下将矿化过程的中间产物转化成腐殖质的过程。（储存养分）
• 快慢用腐殖质系数：年加入到土壤中的有机物质转化成土壤腐殖质的百分数。腐殖质系数一般为20－40％

第28页：土壤有机质矿质化、腐殖化的关系

• 土壤有机质矿质化、腐殖化的关系
• 矿化作用
• 有机残体简单盐类＋能量
• 腐殖化矿质化
• 腐殖质植物
• 动物

第29页：影响土壤有机质分解和转化的因素

三、影响土壤有机质分解和转化的因素（1）有机物种类：草本－木本（2）老嫩程度：老化－鲜嫩（3）破碎程度：破碎的易分解（4）组成：糖、淀粉、蛋白质﹥粗蛋白﹥半纤维素、纤维素﹥木质素、脂肪（5）元素组成：C：N＝25：1

第30页：有机物质的C/N与氮碳含量

有机物质的C/N与氮碳含量：下表列出课件原表数据。

第31页：讨论：秸秆还田或堆肥时为何经常要加入适量

讨论：秸秆还田或堆肥时为何经常要加入适量的速效氮肥？

第32页：温度对有机质分解的影响

(6)温度：土壤微生物活动的最适宜的温度大约范围为25－35摄氏度（7）土壤水分和通气状况：土壤相对含水量为60－100％时，水、气都较合适。（8）土壤酸碱度：中性土壤转化快

第33页：土壤有机质与植物组织成分含量

土壤有机质与植物组织成分含量：下表列出课件原表数据。

第34页：非腐殖物质的组成

一、非腐殖物质主要包括碳水化合物含氮有机物含磷有机物含硫有机物

第35页：腐殖物质

• 二、腐殖物质
• 腐殖质：微生物将矿化过程的中间产物转化成更复杂、难分解、深色胶体高分子有机化合物。
• 腐殖物质一般占有机质总量的50~90%
• 腐殖酸：胡敏酸和富里酸（黄腐酸）的总称。

第36页：腐殖质组分的分离和提取

（一）腐殖质组分的分离和提取土壤样品非腐殖质未分解或部分分解的动植物残体土壤腐殖质用碱液提取可溶性腐殖物质黑色残余物，即胡敏素，黑腐素用酸酸化至pH1溶液即富里酸黄腐酸沉淀物即胡敏酸褐腐酸用比重液（比重2.0）分离

第37页：腐殖酸的性质

• （二）腐殖酸的性质
• 1、腐殖酸分子量大，变动范围在几至几百万之间。我国几种主要土壤胡敏酸和富里酸的平均分子量分别在890－2550和675－1450之间。
• 2、腐殖酸具有较大的比表面积，高达2000平方米每克，远大于金属氧化物和粘土矿物的表面积。
• 3、腐殖酸是一种亲水胶体，最大吸水量可以超过其本身重量的五倍。

第38页：腐殖酸的颜色特征

• 4、腐殖物质整体呈黑色，富里酸颜色较淡，黄色至棕红色，而胡敏酸的颜色较深，棕黑色至黑色。
• 5、腐殖酸的元素组成多：有C、H、O、D、S、Ca、Mg、Fe、Si等灰分元素。
• 6.腐殖酸结构复杂，抗分解能力强。
• 在温带条件下，一般植物残体的半分解周期少于3个月
• 有机质的半分解期为5-9年
• 胡敏酸的平均停留时间为780-3000年
• 富里酸的平均停留为200-630年。

第39页：有机质在土壤肥力等方面上的作用

一、有机质在土壤肥力等方面上的作用（一）提供植物需要的养分土壤有机质是作物所需的氮、磷、硫、微量元素等各种养分的主要来源。第五节土壤有机质的作用和管理

第40页：促进团粒结构的形成

（1）促进团粒结构的形成：通过功能团以胶膜形式包被在矿质土粒的外表。（2）改善土壤通气、透水及持水性。（3）改善耕性，延长适耕期，提高耕作质量。（4）有利于土壤增温（二）改善物理性质

第41页：改善土壤化学性质

（三）、改善土壤化学性质（1）提高保肥能力。（2）降低重金属毒害。（3）提高土壤磷的有效性（4）提高对酸碱度的缓冲性能。

第42页：改善生物性质

（四）、改善生物性质（1）提高微生物活性和数量。（2）增加土壤养分转化。（3）促进植物和生物生长发育。

第43页：改善土壤生态环境

（五）、改善土壤生态环境（1）减少重金属污染：吸附、包被、络合、螯合、溶解排出等。（2）加速对农药等有机污染物的降解。（3）对全球碳平衡产生影响：土壤碳大气碳

第44页：提高土壤有机质的措施

二、提高土壤有机质的措施1.施用有机肥：绿肥、粪肥、厩肥、堆肥、沤肥、饼肥、蚕沙、鱼肥、河泥、塘泥2.秸秆还田：

第45页：苜蓿三叶草

苜蓿三叶草

第46页：苕子田菁

苕子田菁

第47页：免耕对土壤有机质的保护

3.免耕：减少了有机质的氧化降解。也减少水土流失。免耕播种机4.各种有机化合物配合施用。