“土壤有机质”知识汇编.docx

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1、“土壤有机质”知识汇编目录1 .序言22 .来源和组成23 .存在状态33.1.机械混合状态33.2.生命体31 .3.溶液态（或称游离态）33 .4.有机-无机复合体态34 .影响因素45 .有机残体的物理状态和化学组成45.1. 有机残体本身的物理状态45. 2.有机残体组成中的C/N46. 3.有机质灰分元素含量57. 土壤环境条件56.1.土壤湿度和通气状况56. 2.微生物活动需要一定的湿度和通气条件。在适度湿润而又有通气良好条件的土壤中，好氧微生物活动十分活跃。这时有机质进行好氧分解，其特点为速度快，分解较完全，矿化率高，中间产物很少累积，所释放的矿质养料多，并以氧化物状态存在，有

2、利于植物吸收利用，无毒害作用。但该条件不利于土壤有机质累积。反之，如果土壤的湿度过大，水分充塞了绝大部分土壤孔隙使通气受阻，这时有机质的分解只能在嫌气条件下进行。其特点是分解速度慢，分解不完全，矿化率低，容易积累中间产物。如在高度嫌气条件下往往会产生一系列的有机酸，其中最常见的有乙酸、丙酸和丁酸等，同时还会产生某些还原性气体如HH2S、CH4等，对作物有害。在嫌气条件下，矿化率低，有利于土壤有机质的积累和保存，但有机质质量较差。一般土壤含水量为土壤田间持水量的60%80%时有利于有机质的转化。57. 3.温度68. 4.土壤的酸碱反应67.生态效应与土壤有机质在土壤肥力上的作用67.1. 提供

3、作物养分的作用67. 2.保水、保肥和缓冲作用67. 3.促进团粒结构的形成，改善土壤物理性质77. 4.腐殖酸的生理活性79. 5.减轻或消除土壤中农药的残毒和重金属污染78.耕地土壤有机质的保持与提高78.1. 耕地土壤有机质的平衡810. 2.土壤有机质的调节811. 考资料81 .序百广义上，土壤有机质是指各种形态存在于土壤中的所有含碳的有机物质，包括土壤中的各种动、植物残体，微生物及其分解和合成的各种有机物质。狭义上，土壤有机质一般是指有机残体经微生物作用形成的一类特殊、复杂、性质比较稳定的高分子有机化合物（腐殖酸）。土壤有机质是土壤固相部分的重要组成成分，是植物营养的主要来源之一,

4、能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动,促进土壤中营养元素的分解，提高土壤的保肥性和缓冲性的作用。它与土壤的结构性、通气性、渗透性和吸附性、缓冲性有密切的关系，通常在其他条件相同或相近的情况下，在一定含量范围内，有机质的含量与土壤肥力水平呈正相关。2 .来源和组成土壤有机质主要来源于植物、动物及微生物残体，其中高等植物为主要来源。原始土壤中最早出现在母质中的有机体是微生物。随着生物的进化和成土过程的发展，动、植物残体及其分泌物就成为土壤有机质的基本来源。在自然土壤中，地面植被残落物和根系是土壤有机质的主要来源，如树木、灌丛、草类及其残落物，每年都向土壤提供大量有机

5、残体。在农业土壤中，土壤有机质的来源较广，主要有作物的根茬、还田的秸秆和翻压绿肥；人畜粪尿、工农副产品的下脚料（如酒糟、亚镂造纸废液等）；城市生活垃圾、污水；土壤微生物、动物（如蚯蚓、昆虫等）的遗体及分泌物；人为施用的各种有机肥料（厩肥、腐殖酸肥料、污泥以及土杂肥等其中，耕地土壤中自然植被已不存在，主要来自作物根的分泌物、根茬、枯枝落叶以及人们每年施入的有机肥料（绿肥、堆肥、讴肥和厩肥等）。进入土壤的有机残体，尽管来源不同，但是从化学角度来看，主要有碳水化合物（包括一些简单的糖类及淀粉、纤维素和半纤维素等多糖类）、含氮化合物（主要为蛋白质）、木质素等物质。此外，还有一些脂溶性物质（如树脂、蜡质

6、等）。土壤有机质的基本元素组成是C、0、H、N,其中C占52%58%0占34%39%、H占3.3%4.8%、N占3.7%4.1%。其次是P和S,还有K,Ca,Mg,Si,Fe,Zn,Cu,B,Mo,Mn等灰分元素，C/N一般为1012。上述各有机组分在有机残体中的含量随植物的种类、器官和年龄而异。3 .存在状态土壤有机质通常以下列几种状态存在于土壤之中。3.1.机械混合状态进入土壤中的有机残体处于未分解和半分解状态与土壤矿物质部分机械地混合在一起。处于这种状态的有机质占土壤有机质总量的0.6%48.4%有时为了研究工作的需要,利用重液（比重为1.82.03）将这部分有机质（通常称为轻组）与已和

7、土壤矿物质部分相结合的有机质（通常称为重组）分离开来。并分别对它们的数量、组成、性质进行研究。3.2.生命体生活在土壤中的各种活体（如植物根、土壤动物、微生物等）,可以把它们视为土壤中的一个独立部分，也可以视为土壤有机质的一部分，生命体就是指土壤中各种活体的数量。据JenkinSen的估算，土壤的生命体占土壤有机质总量的0.56%4.6%,平均为2.59%。这部分有机质主要吸附在土壤矿物质表面或其他有机物质的表面上。3.3.溶液态（或称游离态土壤有机质中有极少一部分以溶解状态存在，但这部分有机质一般不会超过土壤有机质总量的1%。处于游离态的有机质有游离单糖、游离氨基酸和游离有机酸等。3.4.有

8、机无机复合体态有机无机复合体态有机质是土壤中与矿物质部分相结合的有机质，腐殖物质属于此类状态。由于有机与无机之间结合方式的不同，它们之间的牢固程度各异。结合态的腐殖物质是土壤有机质的主体。4 .影响因素土壤有机质转化过程中，无论是矿质化过程还是腐殖化过程，都是在微生物直接参与下进行的。因此，有机质的分解和周转都必须受微生物的制约。凡能影响微生物生命活动及其生理作用的一切因素都会影响有机质的分解和周转。这些因素可概括为以下两个方面。5 .有机残体的物理状态和化学组成5.1.有机残体本身的物理状态有机残体本身的物理状态直接影响转化的速率。多汁、幼嫩比干枯老化的植物残体易分解，而且还能活化已衰弱的微

9、生物。粉碎或切细比大块的植物残体易分解。5.2.有机残体组成中的C/N有机质中碳素总量和氮素总量的比率，是影响转化速率的根本原因。同一类植物的C/N亦随植物的组织老嫩而不同。一般禾本科植物的根茬，茎秆的C/N可高达IOo:1,而豆科植物为(1530):1。凡多汁、幼嫩和C/N小的植物残体，矿质化和腐殖化都比较容易进行，分解得快，形成腐殖物质数量较少，释放出的氮素较多。反之干枯老化和C/N大的植物残体,转化较慢,释放的氮素量少。这是因为微生物在分解有机质时，需要同化一定数量的碳和氮来构成本身组织，同时还要分解一定数量的有机碳化合物作为能量的来源。据研究资料表明微生物组成自身的体细胞要吸收5份碳和

10、1份氮，同时还要20份碳作为生命活动的能源。也就是说微生物在生命活动过程中，需要有机质的C/N约为25:1时为适宜。如果有机物质的C/N小于25:1时。由于含氮多它不仅分解得快，而且还能使多余的有机态氮转化为无机态氮留在土壤中为植物利用。如果有机质的C/N大于25:1时。由于碳多氮少，微生物就缺乏氮素营养，其生命活动能力减弱，有机物质分解缓慢，有时微生物还会从土壤中吸取无机有效态氮素营养，造成微生物与作物争夺氮素养分.使作物暂时缺氮，出现黄萎现象。因此，在生产中如施用C/N过高的有机残体时，应适当地补充有效态的氮素（如人粪尿、硫钱等），以加速有机残体的分解，并防止植物缺氮。各种有机残体，无论C

11、/N的大小如何，当它们进入土壤后，在微生物的反复作用下，它们的C/N迟早会稳定在一定的范围内。我国一般耕地土壤这个数值范围为5. 3.有机质灰分元素含量灰分元素含量高，说明营养元素丰富，也易于中和有机质分解时所产生的酸类，从而更有利于有机质的转化。6. 土壤环境条件凡能影响微生物生命活动的环境条件，都会影响有机质的转化。这些因素主要有以下几方面。6.1. 土壤湿度和通气状况6.2.微生物活动需要一定的湿度和通气条件。在适度湿润而又有通气良好条件的土壤中，好氧微生物活动十分活跃。这时有机质进行好氧分解，其特点为速度快，分解较完全，矿化率高，中间产物很少累积，所释放的矿质养料多，并以氧化物状态存在

12、，有利于植物吸收利用，无毒害作用。但该条件不利于土壤有机质累积。反之，如果土壤的湿度过大，水分充塞了绝大部分土壤孔隙使通气受阻，这时有机质的分解只能在嫌气条件下进行。其特点是分解速度慢，分解不完全，矿化率低，容易积累中间产物。如在高度嫌气条件下往往会产生一系列的有机酸,其中最常见的有乙酸、丙酸和丁酸等,同时还会产生某些还原性气体如HH2S、CH4等，对作物有害。在嫌气条件下，矿化率低，有利于土壤有机质的积累和保存，但有机质质量较差。一般土壤含水量为土壤田间持水量的60%80%时有利于有机质的转化。6. 3.温度在035的温度范围内，增高温度能促进有机质的分解，一般土壤微生物最适宜的土壤温度为2

13、535。当温度高于45时，一般的微生物活动受到明显的抑制，有些有机物质可能发生纯化学氧化分解作用或导致挥发。7. 4.土壤的酸碱反应不同的微生物都有适宜活动的PH范围。如大多数细菌最适PH一般在中性附近(pH6.57.5)；而放线菌活动的最适宜PH比细菌略偏碱性；真菌最适于酸性(pH36)条件。因此，土壤的酸碱反应不同，土壤中各类微生物总量、相对比例及活动性等都不一样，而有机质转化的速度、产物也不相同。在农业生产中，中和过酸或过碱的土壤，对促进有机质转化有显著作用。7.生态效应与土壤有机质在土壤肥力上的作用土壤有机质对土壤肥力起着多方面的作用，主要概括为以下几个方面。7.1. 提供作物养分的作

14、用土壤有机质含有作物生长所需要的各种营养成分，随着有机质的矿质化，不断地释放出来供作物和微生物利用，同时释放出微生物生命活动所必需的能量。在有机质分解和转化过程中，还可产生各种低分子有机酸和腐殖酸，对土壤矿物质部分都有一定的溶解作用，促进风化，有利于养分的有效化。此外，土壤有机质还能和一些多价金属离子络合形成络合物进入土壤溶液中，增加了养分的有效性。7.2. 保水、保肥和缓冲作用土壤有机质疏松多孔，又是亲水胶体，能吸持大量水分。据研究资料表明腐殖物质的吸水率为5000-6000gkg,而黏粒的吸水率只有500600gkg,腐殖质的吸水率是黏粒的10倍，能大大地提高土壤的保水能力。土壤有机胶体有

15、巨大的表面能并带有正、负电荷，且以带负电荷为主,所以它吸附的主要是阳离子。其中作为养料离子的主要有K+、Ca2+,Mg2+等。这些离子一旦被吸附后就可避免随水流失，起到保肥作用，而且随时能被根系附近的H+或其他阳离子交换出来，供作物吸收，仍不失其有效性。腐殖质保存阳离子养料的能力,要比矿物质胶体大几十倍。因此，保肥力很弱的沙土增施有机肥料后，不仅增加了土壤中养分的含量，改善了土壤的物理性质，还可提高其保肥能力。腐殖酸是一种含有许多功能团的弱酸，有极高的阳离子交换量，因此它能增加土壤对酸碱变化的缓冲能力，有机质含量高的土壤缓冲能力强。7.3.促进团粒结构的形成，改善土壤物理性质土壤有机质在土壤中主要是以胶膜的形式包被在矿物质土粒的表面上。一方面，腐殖物质胶体的黏结力比沙粒强。因此，有机肥料施入沙土后可增加沙土的黏性，有利于团粒结构的形成。另一方面,由于土壤有机质松软、絮状多孔，而黏结力又不像黏土那么强。所以黏粒被它包被后，就变得松软，易使硬块散碎成团粒。这说明有机质能使沙土变紧，使黏土变松，改善了土壤的通气性、透水性和保水性。7. 4.腐殖酸的生理活性据研究资料表明，腐殖酸分子中含有酚、陵基等各种功能团.因而它们对植物的生理过程产生多方面的影响。腐殖酸能改变植物体内糖代谢，促进还原糖的累积，提高细胞渗透压，从而提高了植物的抗旱能力。腐殖酸能提高酶系统的活性，加速种子发芽