浙江大学土壤学第4章课件.ppt

1、第三章第三章 土壤有机质土壤有机质Soil organic matter泛指以各种形态存在于土壤中的各种含碳有机化合物。泛指以各种形态存在于土壤中的各种含碳有机化合物。包括：土壤中各种动、植物残体，微生物体及其分解和包括：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。合成的各种有机物质。土壤有机质的概念土壤有机质的概念新鲜的有机质新鲜的有机质已经发生变化的半分解有机残余物已经发生变化的半分解有机残余物腐殖质腐殖质 85%90%10%15%分分解解程程度度 0.5%5%0.5-2.0%7%耕地有机质含量 一般20%称有机质土壤，20%称矿质土壤含量：含量：我国一般我国一般5%5%

2、以下。东北最高，不少超过此数。华北、西北以下。东北最高，不少超过此数。华北、西北1%1%成土年龄，植被及气候影响为主；地形、粘粒含量。成土年龄，植被及气候影响为主；地形、粘粒含量。有机质土壤：含有机质有机质土壤：含有机质20%20%以上以上矿质土壤：含有机质矿质土壤：含有机质20%20%以下以下*土壤有机质含量作为土壤肥力高低的指标，许多方面是土壤有机质含量作为土壤肥力高低的指标，许多方面是化学肥料所代替不了的，农民施用有机肥已有几千年的重化学肥料所代替不了的，农民施用有机肥已有几千年的重要经验。要经验。*土壤有机质的一个重要特点是不断变化着，消耗着，必土壤有机质的一个重要特点是不断变化着，消

3、耗着，必须不断补给，以维持土壤的生产力。须不断补给，以维持土壤的生产力。农业土壤农业土壤-人为培肥影响。人为培肥影响。作用：作用：多数在多数在1-5%1-5%之间，集中在表土之间，集中在表土25cm25cm以内，但在肥力上所起的以内，但在肥力上所起的 作用却很大，含各种营养元素，微生物生命活动能源，对土壤物理作用却很大，含各种营养元素，微生物生命活动能源，对土壤物理性质，水、气、热调节，结构，耕性重要影响。性质，水、气、热调节，结构，耕性重要影响。第一节第一节 土壤有机质的来源及其组成土壤有机质的来源及其组成来来源源高等植物（地上部和地下部）高等植物（地上部和地下部）土壤中的动物土壤中的动物土

4、壤中的微生物土壤中的微生物施用的有机肥施用的有机肥 土土壤壤有有机机质质的的组组成成糖类化合物糖类化合物 纤维素、半纤维素纤维素、半纤维素木质素木质素 脂肪、树脂、蜡质和单宁脂肪、树脂、蜡质和单宁灰分物质：灰分物质：CaCa、MgMg、K K、NaNa、SiSi、P P、S S、FeFe、AlAl、MnMn 含氮化合物（蛋白质含氮化合物（蛋白质 氨基酸）氨基酸）以以C C、H H、O O、N N为主，含有灰分元素。为主，含有灰分元素。C C、H H、O O、N N占占90%90%以上，多种灰分元素共占以上，多种灰分元素共占8%8%，Ca,Mg,K Na,Ca,Mg,K Na,Si,P,SSi,

5、P,S等，以等，以Ca,K,SiCa,K,Si含量最丰富，还含含量最丰富，还含Fe,Fe,Zn,Cu,B,Mo,MnZn,Cu,B,Mo,Mn等微量元素。等微量元素。土壤有机质元素组成土壤有机质元素组成以化学的观点来看，自然界物质的转化有两种方式：以化学的观点来看，自然界物质的转化有两种方式：第二节第二节 动植物残体在土壤中的转化动植物残体在土壤中的转化复杂的物质简单复杂的物质简单 分解方式分解方式 矿质化（方式）过程矿质化（方式）过程简单的物质复杂简单的物质复杂 合成方式合成方式 腐殖化（方式）过程腐殖化（方式）过程一、矿质化过程简称矿化作用一、矿质化过程简称矿化作用概念概念：土壤有机质在微

6、生物的作用下，被分解为：土壤有机质在微生物的作用下，被分解为COCO2 2和和H H2 2O O，并释放矿质养料（并释放矿质养料（NHNH4 4+、H H2 2POPO4 4、SOSO4 42-2-、K K+）的过程）的过程 。特点特点：矿化作用是分阶段进行：矿化作用是分阶段进行 成为成为 进入进入 自然因素自然因素 人为因素人为因素生物死亡后生物残体土壤破碎残体土壤充分混合生物死亡后生物残体土壤破碎残体土壤充分混合 风霜雨雪风霜雨雪 耕作栽培耕作栽培 比表面增大比表面增大 微生物分泌胞外酶微生物分泌胞外酶 微生物吸入体内部分建造机体部分氧化微生物吸入体内部分建造机体部分氧化土壤有机质中间产物

7、土壤有机质中间产物 第一阶段第一阶段 （简单的糖类、有机酸类）（简单的糖类、有机酸类）第二阶段第二阶段 CO2、H2O、NH4、K+、H2PO4-（最终产物阶段）（最终产物阶段）不含不含N N有机质的矿化有机质的矿化碳水化合物中，简单的碳水化合物中，简单的糖类糖类容易分解，而多糖则较难分解。尤容易分解，而多糖则较难分解。尤其是与黏粒矿物结合的多糖，抗分解力较强。其是与黏粒矿物结合的多糖，抗分解力较强。纤维素、半纤维纤维素、半纤维素、脂肪、蜡质分解缓慢素、脂肪、蜡质分解缓慢，最难分解的是，最难分解的是木质素木质素，但在其专性，但在其专性细菌作用下，也能缓慢分解。细菌作用下，也能缓慢分解。多糖分解

8、过程可用下式表示：多糖分解过程可用下式表示：好气：好气：厌气：厌气：C6H12O6CO2+H2O+W微生物O2(C6H10O5)n+nH2O(纤维素、淀粉）nC6H12O6（葡萄糖）水解酶C6H12O6CH3CH2CH2COOH+2H2+CO2+W丁酸细菌缺氧H2+CO2CH4+2H2O甲烷细菌缺氧含含N N有机物的矿化有机物的矿化 含含N N有机物的矿化在土壤中一般较易进行，如：有机物的矿化在土壤中一般较易进行，如：蛋白酶蛋白酶 水解水解 氨化酶氨化氨化酶氨化 硝化作用硝化作用 蛋白质氨基酸蛋白质氨基酸NHNH4 4+NONO3 3 微生物酶微生物酶 微生物微生物几丁质氨基葡萄糖几丁质氨基葡

9、萄糖NHNH4 4+葡萄糖葡萄糖1有机态氮的矿化过程有机态氮的矿化过程 含氮的有机合化物，在多种微生物的作用下降解为简单的氨含氮的有机合化物，在多种微生物的作用下降解为简单的氨态氮的过程。态氮的过程。（1）水解过程 水解 水解 蛋白质 多肽 氨基酸、酰胺等朊酶 肽酶 条件：好气或嫌气；真菌、细菌、放线菌等；在通气良好；温度较高；水分6070%；pH值适中；C/N比适当的条件下，矿化作用最强烈，最彻底。（2）氨化过程）氨化过程RCHNH2COOH+O2 RCH2COOH+NH3+E 酶酶条件：好气或嫌气；真菌、细菌、放线菌等；在通气良好；温度较高且特别敏感；特别敏感；水分6070%；pH值要求在

10、值要求在4.85.2 C/N比适当的条件下，矿化作用最强烈，最彻底。氨化微生物氨化微生物（1）亚硝化作用 亚硝化微生物 2NH4+3O2 2NO2-+2H2O+4H+158千卡 以(Nitrosonas为主)条件：亚硝化细菌（专性自养型微生物）通气：良好 O2 5%pH 5.5-10(7-9),4.5 受抑制！受抑制！水分：5060%温度：35 2 STOP!养分：Cu，Mo等促进硝化作用的进行。缺钙，不利。2硝化过程硝化过程 氨、胺、酰胺 硝态氮化合物（2）硝化作用 硝化微生物 2NO2-+O2 2NO3-+40千卡 以(Nitrobacter为主)条件：硝化细菌（以Nitrobacter为

11、主）其它同上在通气良好的条件下，硝化作用的速率亚硝化在通气良好的条件下，硝化作用的速率亚硝化作用铵化作用，因此，在正常土壤中，很少有亚硝作用铵化作用，因此，在正常土壤中，很少有亚硝态氮和铵态氮及氨的积累。态氮和铵态氮及氨的积累。反硝化作用的条件是反硝化作用的条件是1）具反硝化能力的细菌，反硝化细菌现已知有具反硝化能力的细菌，反硝化细菌现已知有33个属，多数个属，多数是异养型，也有几种是化学自养型，但在多数农田都不重要；是异养型，也有几种是化学自养型，但在多数农田都不重要；2）合适的电子供体，如有机合适的电子供体，如有机C化合物、还原性硫化合物或分化合物、还原性硫化合物或分子态氢；有效态子态氢；

12、有效态碳碳的影响最大的影响最大;3）厌氧条件，与田间持水量大小密切相关；厌氧条件，与田间持水量大小密切相关；嫌气状态嫌气状态 O2 5%或土壤溶液中或土壤溶液中Eh 344mv(pH=5时时)4）有硝态氮存在有硝态氮存在5）pH 7-8.2 pH 8.2-9时，反硝化时，反硝化作用减弱。作用减弱。（1）亚硝酸分解反应）亚硝酸分解反应 3HNO2 HNO3+2NO +H2O条件：酸性愈强，分解愈快。条件：酸性愈强，分解愈快。（2）氨态氮的挥发）氨态氮的挥发在碱性条件下，在碱性条件下，NH4+OH-NH3 +H2O土壤中的铵态氮在碱性条件下，很容易以土壤中的铵态氮在碱性条件下，很容易以NH3的形式

13、直接的形式直接从土壤表面从土壤表面损失掉。损失掉。2化学脱氮过程化学脱氮过程 主要是指在一些特殊的情况下，如强酸反应，温度较主要是指在一些特殊的情况下，如强酸反应，温度较高和水分含量很低等，亚硝酸协与一些其他化合物（包高和水分含量很低等，亚硝酸协与一些其他化合物（包括有机化合物）进行化学反应而生成分子态氮或氧化亚括有机化合物）进行化学反应而生成分子态氮或氧化亚氮的过程氮的过程 二、腐殖化过程简称腐化作用二、腐殖化过程简称腐化作用 概念：微生物分解有机质产生的中间产物再经微生物作用而合概念：微生物分解有机质产生的中间产物再经微生物作用而合成腐殖质的过程。成腐殖质的过程。腐殖质的合成机制还不完全清

14、楚，目前，主要有以下几种说法腐殖质的合成机制还不完全清楚，目前，主要有以下几种说法：植物成分形成学说：植物成分形成学说：腐殖质是植物成分（木质素）稍加改变而成。腐殖质是植物成分（木质素）稍加改变而成。细胞自溶学说：细胞自溶学说：生物死亡后，细胞自溶产生的残体经缩合、聚合而形成。生物死亡后，细胞自溶产生的残体经缩合、聚合而形成。微生物合成学说：微生物合成学说：微生物在体内合成类似腐殖质的高分子化合物，死亡后微生物在体内合成类似腐殖质的高分子化合物，死亡后 释放在土壤中而形成。释放在土壤中而形成。生物化学学说：生物化学学说：目前，讨论最多的方式，重点掌握。目前，讨论最多的方式，重点掌握。腐化作用的

15、机制目前还不完全清楚，比较公认的说法是生物化学学说。腐化作用的机制目前还不完全清楚，比较公认的说法是生物化学学说。该学说认为，腐殖质是分两个阶段来完成的：该学说认为，腐殖质是分两个阶段来完成的：第一阶段中间产物形成阶段第一阶段中间产物形成阶段：微生物酶微生物酶 微生物酶微生物酶 有机残体多元酚、糖类、氨基酸有机残体多元酚、糖类、氨基酸COCO2 2、H H2 2O O、NHNH4 4、H H2 2POPO4 4、K K 能量能量第二阶段合成腐殖质的阶段：（该阶段分第二阶段合成腐殖质的阶段：（该阶段分4 4个步骤）个步骤）酚氧化酶酚氧化酶 a.a.多元酚化合物醌类化合物多元酚化合物醌类化合物 酶

16、催化或纯化学反应（缩合作用）酶催化或纯化学反应（缩合作用）b.b.醌类化合物腐殖质的单体分子醌类化合物腐殖质的单体分子 聚合作用聚合作用 c.nc.n个腐殖质的单体分子复杂的环状化合物个腐殖质的单体分子复杂的环状化合物 缩合作用缩合作用 d.d.复杂的环状化合物侧链（糖类、氨基酸类）腐殖质复杂的环状化合物侧链（糖类、氨基酸类）腐殖质木质素木质素纤维素和其它纤维素和其它非木质素物质非木质素物质多元酚多元酚醌醌胡敏酸胡敏酸富富啡啡酸酸微生物分解微生物分解被微生物利用被微生物利用酚氧化酶酚氧化酶氨基化合物氨基化合物氨基化合物氨基化合物微 生 物 再 利微 生 物 再 利用氧化成用氧化成COCO2 2

17、 形成腐殖质的多元酚理论示意图形成腐殖质的多元酚理论示意图 F.J.Stevenson F.J.Stevenson 编编 P.197 P.197 合成可以在细胞内产生，也可能在细胞外产生，主要属于微生物控合成可以在细胞内产生，也可能在细胞外产生，主要属于微生物控制的多种酶促反应，也可能有纯化学的合成反应，在纯化学反应中，粘粒制的多种酶促反应，也可能有纯化学的合成反应，在纯化学反应中，粘粒矿物可能起重要催化作用。木质素和蛋白质分解产物的重要作用。矿物可能起重要催化作用。木质素和蛋白质分解产物的重要作用。特点特点特点：整个过程都有微生物的参与，微生物是土壤中合成腐殖特点：整个过程都有微生物的参与，

18、微生物是土壤中合成腐殖质的根本动力；凡是影响微生物生命活动的因素最终都将影响质的根本动力；凡是影响微生物生命活动的因素最终都将影响腐殖质的合成。腐殖质的合成。一般来说，厌气的条件下，中间产物积累多，形成的腐殖一般来说，厌气的条件下，中间产物积累多，形成的腐殖质也多。质也多。：有机物质施入土壤中后，形成腐殖质的数：有机物质施入土壤中后，形成腐殖质的数量与其原来数量的比值。通常把每克干重的有机质经过量与其原来数量的比值。通常把每克干重的有机质经过一年分解后转化为腐殖质（干重）的克数一年分解后转化为腐殖质（干重）的克数 来表示，一来表示，一般在般在0.2-0.50.2-0.5范围内，例如稻田紫云英每

19、亩施范围内，例如稻田紫云英每亩施500500公斤公斤(干物干物)，可使腐殖质增加，可使腐殖质增加100-250100-250公斤。公斤。三、影响有机质分解和转化的因素三、影响有机质分解和转化的因素（一）（一）影响有机质转化的环境因素影响有机质转化的环境因素(有机质分解与环境条件的关系有机质分解与环境条件的关系)凡是影响微生物活动的环境因素均影响有机质的分解和转化凡是影响微生物活动的环境因素均影响有机质的分解和转化 1）湿度与通气湿度与通气 适当：分解快、分解完全、释放养料多，无毒害，利于植物生长；但不利累积；过湿、不通气：分解慢，产生毒害物质；利于积累。水田矿化率不比旱地低；微生物处在一种特异

20、的生态环境中 2）温度：适宜温度：适宜25352535C C 025 温度越高分解越快；45 温度越高分解越慢 3 3）质地：）质地：越粘重越难分解 质地通气、持水分解转化 粘粒吸附酶及胶结有机物质使其难分解 4 4）pHpH值值：细菌适宜pH 6.57.5 放线菌稍偏碱 真菌pH 365 5）含盐量：含盐量：盐多（0.2%）时微生物活动减弱分解慢6 6）污染物：）污染物：重金属污染物、有机污染物毒害微生物 可消除污染，但有一定限度（二）（二）有机残体本身的理化性状与分解速度的关系有机残体本身的理化性状与分解速度的关系 1 1、有机残体的物理状态、有机残体的物理状态 鲜嫩多汁鲜嫩多汁干枯；干枯

21、；粉碎后粉碎后整株。整株。2 2、有机残体的组成、有机残体的组成有机化合物组成不同，分解速度不同。分解从易到难的顺序为：有机化合物组成不同，分解速度不同。分解从易到难的顺序为：葡萄糖葡萄糖-淀粉淀粉-半纤维素，果胶半纤维素，果胶-纤维素纤维素-脂肪，蜡质，树脂，脂肪，蜡质，树脂，木质素，单宁。木质素，单宁。如：一半如：一半C C变化变化CO2CO2，葡萄糖仅需，葡萄糖仅需3 3天，而松针需天，而松针需500500天，蛋白质较易分解。天，蛋白质较易分解。有机残体的有机残体的C/NC/N比比若加入的有机质残体的C/N比过大，如禾本科秸秆类的C/N比高达80-90，则能源充足，N素缺乏，微生物活动繁

22、殖受限制，有机质分解慢；还会造成CCO2损失和与“与植物争N”的局面。在这种情况下，如施用少量速效N肥，可以大大促进有机质的分解，如制造堆肥时，适当浇些人粪尿，稻草还田，还应配合施用化学N肥。如果有机残体的C/N较小，如豆科植物(20：1-30：1)则对微生物活动显著有利，有机残体分解快。对作物供N。其它养分缺乏也影响有机残体的分解，如P，K很重要，微生物原生质灰分中含高达25%的P和10%的K。不论施入土壤的有机质的C/N比如何，最终得到的土壤有机质的C/N比相对稳定，平均为10-12：1，这个比值相当稳定。C/NC/N比：有机物质中碳素总量和比：有机物质中碳素总量和N N素总量的比值。素总

23、量的比值。碳是微生物活动的能源，又是构成微生物细胞的材料，N是构成微生物细胞中蛋白质的主要成分，如果土壤OM中C、N丰富，则微生物活动旺盛，有机质分解快。细菌本身的C/N比为45：1，即为了组成自身的细胞，需要5份C和1份N，同时，每吸收一份C，还要消耗4份C获得能量，因此，细菌在其生命活动中，总共要求C/N比等于20-25：1。真菌本身C/N比高，要求的C/N比要高一些，一般微生物要求25-30：1。一、腐殖质的概念和类型一、腐殖质的概念和类型 土壤腐殖质是通过微生物的作用，在土壤中新合成的一类土壤腐殖质是通过微生物的作用，在土壤中新合成的一类含含N N的、具有芳香核复杂结构的高分子化合物。

24、的、具有芳香核复杂结构的高分子化合物。（1 1）按）按颜色颜色分：黄色腐殖质、棕色腐殖质和黑色腐殖质三大类型，分：黄色腐殖质、棕色腐殖质和黑色腐殖质三大类型，颜色越深，品质越好。颜色越深，品质越好。（2 2）按）按溶解性差异溶解性差异分：分：胡敏酸（胡敏酸（Humic acidHumic acid）：溶于碱但不溶于酸的那部分腐殖质；）：溶于碱但不溶于酸的那部分腐殖质；富里酸（富里酸（Fulvic acidFulvic acid）：既溶于碱也溶于酸的那部分腐殖质）：既溶于碱也溶于酸的那部分腐殖质；胡敏素（胡敏素（Humin):Humin):是与矿物质紧密结合的腐殖质。是与矿物质紧密结合的腐殖质。

25、任何一种土壤中，即有胡敏酸，也有富里酸，所以土壤腐殖质实质上是胡敏酸和富里酸的混合物胡敏酸和富里酸的混合物。第三节第三节 土壤腐殖质土壤腐殖质土样磨碎过筛后的土样黑色残余物（胡敏素Humus）溶液褐色沉淀（胡敏酸Humic Acid）黄色溶液（富里酸Fulvic Acid）除去动植物残体碎屑用NaOH稀液浸提过滤酸化过滤分子量大、芳化度分子量大、芳化度高、不溶于水、高、不溶于水、C C、N N多、稳定性高多、稳定性高分子量小、芳化度低、分子量小、芳化度低、可溶于水、可溶于水、O O、S S多、多、活性强活性强所占比所占比例很小例很小土壤腐殖质的分离提取和分组分离步骤：分离步骤：HF/FAHF/

26、FA：从东西：从东西 黑土黑钙土栗钙土灰钙土漠土黑土黑钙土栗钙土灰钙土漠土 从北南从北南 暗棕壤棕壤黄棕壤红、黄壤砖红壤暗棕壤棕壤黄棕壤红、黄壤砖红壤 水田水田 旱地旱地 自然土壤自然土壤 这两种腐殖酸这两种腐殖酸 在品质上有很大的差异：在品质上有很大的差异：胡敏酸（胡敏酸（HAHA）富里酸富里酸(FA)(FA)颜色不同颜色不同 黑色或棕色 黄色分子量和功能团不同分子量和功能团不同 大多 小少带电量和酸不同带电量和酸不同 多弱 少强 二、腐殖质的理化特征二、腐殖质的理化特征 1 1、腐殖质的元素组成、腐殖质的元素组成 骨干元素：骨干元素：C C、H H、O O其余元素：其余元素：N N、P P

27、、S S、Ca Ca、Mg Mg、Fe Fe、Mn Mn、Zn Zn、Cu Cu、Mo Mo、Co.Co.等，含除等，含除K K外的全部植物生长发育所需的养分（因为外的全部植物生长发育所需的养分（因为 K K不不能形成有机化合物的稳定成分，故腐殖质中也不含能形成有机化合物的稳定成分，故腐殖质中也不含K K，但它可吸附，但它可吸附K K离离子，所以，它带有全部植物生长发育所需的养分元素）。子，所以，它带有全部植物生长发育所需的养分元素）。主要包括三大部分：主要包括三大部分：1.1.中心为中心为C C网结构网结构：以醌型芳香核物质为核心所构成的。：以醌型芳香核物质为核心所构成的。2.2.表面带有许

28、多功能团表面带有许多功能团：带有甲氧基（：带有甲氧基（OCHOCH3 3）、羧基（）、羧基（COOHCOOH）、羟基（）、羟基（OHOH）、氨基（）、氨基（NHNH2 2）、羰基（）、羰基（C CO O）等功能团。等功能团。3.3.连有多肽或脂肪族侧链，氨基糖及多糖，杂环态连有多肽或脂肪族侧链，氨基糖及多糖，杂环态N N等等 所以，腐殖质的分子量很大（达几千几万），分子形状所以，腐殖质的分子量很大（达几千几万），分子形状呈球形或短柱形，内部为呈球形或短柱形，内部为C C网的交联构造。网的交联构造。2 2、分子结构：、分子结构：胡敏酸分子结构模型胡敏酸分子结构模型腐殖酸组分中有多种含氧功能团，重

29、要的有羧基、酚羟基、醇羟基，羰基，腐殖酸组分中有多种含氧功能团，重要的有羧基、酚羟基、醇羟基，羰基，甲氧基等，还有胺基，使腐殖酸具有各种活性，如离子交换、络合、电性甲氧基等，还有胺基，使腐殖酸具有各种活性，如离子交换、络合、电性等。等。3 3、腐殖酸的活性功能团和电性、腐殖酸的活性功能团和电性电荷数量随土壤电荷数量随土壤pH而变，属两性电荷而变，属两性电荷:羧基羧基 R-COOH R-COOH=R-COO-+H+氨基氨基 R-NH2 R-NH2+H+=R-NH+亚氨基亚氨基 R-CHNH RNH+H+=RNH2+R R酸度：酸度：羧基和酚羟基是造成酸性的主要功能团，占总酸度羧基和酚羟基是造成酸

30、性的主要功能团，占总酸度90%，富里酸的，富里酸的羧基含量显著高于胡敏酸，而酚羟基含量相近，所以富里酸的总酸羧基含量显著高于胡敏酸，而酚羟基含量相近，所以富里酸的总酸度（度（640-1420cmol/kg），比胡敏酸（），比胡敏酸（580-890cmol/kg）大。）大。电性：电性：羧基和酚羟基的解离，以及胺基的质子化，使腐殖酸成为两性胶体，羧基和酚羟基的解离，以及胺基的质子化，使腐殖酸成为两性胶体，在一般情况下，以带负电为主，在一般情况下，以带负电为主，每每kg能吸附阳离子能吸附阳离子150-450cmol，保肥力强。保肥力强。4 4、溶解度、颜色和吸水性、溶解度、颜色和吸水性胡敏酸不溶于水

31、，其一价盐溶于水，多价盐如胡敏酸不溶于水，其一价盐溶于水，多价盐如Ca、Mg、Fe、Al等等盐类溶解度低。盐类溶解度低。富里酸溶于水，其一价、二价盐也溶于水，富里酸溶于水，其一价、二价盐也溶于水，Fe3+、Al3+盐在中性条盐在中性条件下沉淀。件下沉淀。腐殖酸整体呈黑色，胡敏酸及盐类棕腐殖酸整体呈黑色，胡敏酸及盐类棕-黑，富里酸黄黑，富里酸黄-淡棕色。淡棕色。有强大的吸水性，最大吸水量可超过有强大的吸水性，最大吸水量可超过500%，在饱和水气中吸水量，在饱和水气中吸水量可达本身重一倍以上，比表面可达可达本身重一倍以上，比表面可达2000m2/g。胡敏素，它与土壤矿物质部分（尤其是蒙脱石）结合非

32、常紧密，胡敏素，它与土壤矿物质部分（尤其是蒙脱石）结合非常紧密，难以分离，基本上也是由胡敏酸和富里酸组成（含有碳粒），只难以分离，基本上也是由胡敏酸和富里酸组成（含有碳粒），只是结合非常牢固。是结合非常牢固。5 5、稳定性、稳定性生物化学稳定性强，有强烈的抵抗微生物分解的能力，温带土生物化学稳定性强，有强烈的抵抗微生物分解的能力，温带土壤腐殖质寿命一般几百年到几千年，每年矿化率不到，自壤腐殖质寿命一般几百年到几千年，每年矿化率不到，自然土壤经开垦后，分解加速。然土壤经开垦后，分解加速。胡敏酸与富里酸二者之间无截然分界线，本质上也无区别，有过胡敏酸与富里酸二者之间无截然分界线，本质上也无区别，有

33、过渡组分混合物。渡组分混合物。土壤类型与腐殖质的组成和性质土壤类型与腐殖质的组成和性质地带性变异，东北黑土，向东，向南，地带性变异，东北黑土，向东，向南，HA/FAHA/FA比降低，芳构化降低。比降低，芳构化降低。例如北方黑土，以胡敏酸为主，例如北方黑土，以胡敏酸为主，HA/FA=1.5HA/FA=1.52.52.5；南方砖红壤中，以富里酸为主，南方砖红壤中，以富里酸为主，HA/FA0.45HA/FA0.45；耕作土壤，如红壤旱地，耕作土壤，如红壤旱地，HA/FAHA/FA比自然土壤高，胡敏酸含量较高，比自然土壤高，胡敏酸含量较高，接近富里酸。水稻土，接近富里酸。水稻土，HA/FAHA/FA比

34、自然土壤（旱地）高，但胡敏酸芳构比自然土壤（旱地）高，但胡敏酸芳构化和分子量较小。化和分子量较小。母质，石灰岩母质的土壤母质，石灰岩母质的土壤HA/FAHA/FA比值比非石灰性土壤高，胡敏酸比值比非石灰性土壤高，胡敏酸芳构化较高。芳构化较高。6 6、地带性变异：组成和地带性变异：组成和HA/FAHA/FA的比例的比例一、提供作物需要的养分一、提供作物需要的养分矿化：养分释放，稳定而长效，自然土样几乎提供所有的矿化：养分释放，稳定而长效，自然土样几乎提供所有的N素，素，50-60%的的P，80%的的S，B、Mo及其它微量元素。含及其它微量元素。含N多的组分（氨基酸、多的组分（氨基酸、多肽）矿化较

35、高，氮素矿化率高达多肽）矿化较高，氮素矿化率高达4-6%，作物，作物N素的主要来源。素的主要来源。提供交换性养分离子，螯合微量元素。提供交换性养分离子，螯合微量元素。有机酸增加矿物质溶解能力，提高养分有效性。有机酸增加矿物质溶解能力，提高养分有效性。微量元素，碱性土壤，与微量元素，碱性土壤，与Fe、Zn、Cu络合，增加有效性；络合，增加有效性；酸性土壤，络合作用控制酸性土壤，络合作用控制Cd2+，Hg2+等阳离子中毒。等阳离子中毒。第四节第四节 土壤有机质在肥力上的作用土壤有机质在肥力上的作用二、增加土壤保肥性二、增加土壤保肥性 其吸附阳离子的能力是矿质胶体的其吸附阳离子的能力是矿质胶体的2-

36、30倍，倍，150-450cmol/kg有机质。有机质。一般占矿质土壤吸附能力的一般占矿质土壤吸附能力的20-70%，保肥力强，使免于淋失。，保肥力强，使免于淋失。酸性功能团起酸性功能团起缓冲作用缓冲作用，提高土壤对酸碱变化的缓冲能力，有利，提高土壤对酸碱变化的缓冲能力，有利于保持一个稳定的酸碱环境。于保持一个稳定的酸碱环境。三、促进团粒结构的形成，改善土壤物理性质三、促进团粒结构的形成，改善土壤物理性质 腐殖质为有机胶体，它和它的盐类具有腐殖质为有机胶体，它和它的盐类具有 1、胶结性，可将分散的土粒胶结成大小不同的团粒，这些团粒具、胶结性，可将分散的土粒胶结成大小不同的团粒，这些团粒具有水稳

37、性，一方面可以防止侵蚀，另一方面可解决水和空气之间的矛盾，有水稳性，一方面可以防止侵蚀，另一方面可解决水和空气之间的矛盾，形成有机无机复合体。粘结力比砂粒强，故有机质多的土壤，通透性好，形成有机无机复合体。粘结力比砂粒强，故有机质多的土壤，通透性好，耕作轻松，耕性良好。耕作轻松，耕性良好。2、吸水性强，能保持大量水分，防止干时收缩，提高砂土保水力。、吸水性强，能保持大量水分，防止干时收缩，提高砂土保水力。3、色深，吸热，使土壤升温快，有利于春播作物早发。、色深，吸热，使土壤升温快，有利于春播作物早发。1.1.减轻和消除土壤中农药残毒及重金属危害。吸附作用和络合作用减轻和消除土壤中农药残毒及重金

38、属危害。吸附作用和络合作用2.2.为微生物提供养分和能源。为微生物提供养分和能源。3.3.促进微生物和植物的生理活性，增强植物抗逆性。促进微生物和植物的生理活性，增强植物抗逆性。四、其它四、其它 较高水平的有机质含量较高水平的有机质含量+化学肥料化学肥料 高产高产 调节土壤有机质的积累和分解的关系是农业生产管理调节土壤有机质的积累和分解的关系是农业生产管理的一个重要课题。的一个重要课题。一对矛盾，动态平衡。一对矛盾，动态平衡。本省土壤有机质含量一般本省土壤有机质含量一般2%2%左右，高者可达左右，高者可达5%5%，低者，低者1%1%也有存在，高产田含量多在也有存在，高产田含量多在3%3%以上。

39、以上。土壤有机质累积途径土壤有机质累积途径：（一）增加有机肥料来源：（一）增加有机肥料来源：1 1 种植绿肥和增施有机肥料；种植绿肥和增施有机肥料；2 2 秸秆还田；秸秆还田；3 3 发展畜牧业，增加厩肥，粪肥；发展畜牧业，增加厩肥，粪肥；4 4 堆肥，污泥，塘泥，废水等；堆肥，污泥，塘泥，废水等；第五节第五节 耕地土壤有机质的调节耕地土壤有机质的调节（二）调节有机质分解速率（二）调节有机质分解速率(调节土壤水，热状况调节土壤水，热状况)分解过快，分解过快，有效养分过多，作物徒长，有机质消耗快；有效养分过多，作物徒长，有机质消耗快；分解过慢，分解过慢，有效养分过少，不满足需要，有积累；有效养分过少，不满足需要，有积累；两者结合考虑。两者结合考虑。每年都增加新鲜有机物质，同时调节分解速率，主要调节每年都增加新鲜有机物质，同时调节分解速率，主要调节影响微生物活动的因素：土壤湿度，温度，影响微生物活动的因素：土壤湿度，温度，pH,pH,通气状况，通气状况，有机质有机质C/NC/N比等。比等。