土壤有機(jī)質(zhì)分解和轉(zhuǎn)化

1、土壤有機(jī)質(zhì)如何分解和轉(zhuǎn)化土壤有機(jī)質(zhì)是土壤的重要組成部分，對(duì)土壤肥力、生態(tài)環(huán)境有重要的作用。土壤有機(jī)質(zhì)是指存在于土壤中所有含碳的有機(jī)物質(zhì)， 包括土壤中各種動(dòng)物、 植物殘?bào)w、微生物體及其分解和合成的各種有機(jī)物質(zhì)， 即由生命體和非生命體兩部分有機(jī)物質(zhì)組成。 原始土壤中微生物是土壤有機(jī)質(zhì)的最早來(lái)源。 隨著生物的進(jìn)化和成土過程的發(fā)展， 動(dòng)物、植物殘?bào)w稱為土壤有機(jī)質(zhì)的基本來(lái)源。 自然土壤經(jīng)人為影響后，還包括有機(jī)肥料、工農(nóng)業(yè)和生活廢水、廢渣、微生物制品、有機(jī)農(nóng)藥等有機(jī)物質(zhì)。土壤有機(jī)質(zhì)分為新鮮有機(jī)質(zhì)、 半分解有機(jī)質(zhì)和腐殖質(zhì)三種。 新鮮有機(jī)質(zhì)和半分解有機(jī)質(zhì)，約占有機(jī)質(zhì)總量的 10 15，易機(jī)械分開，是土壤有機(jī)質(zhì)

2、的基本組成部分和養(yǎng)分來(lái)源， 也是形成腐殖質(zhì)的原料。 腐殖質(zhì)約占 85%90，常形成有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合體，難以用機(jī)械方法分開，是改良土壤、供給養(yǎng)分的重要物質(zhì)，也是土壤肥力水平的重要標(biāo)志之一。 耕作土壤表層的有機(jī)質(zhì)含量通常 <5%,一般在1%3%之間，一般把耕作層有機(jī)質(zhì)含量 >20%有機(jī)質(zhì)土壤，耕作層有機(jī)質(zhì)含量 <20%礦質(zhì)土壤。一、土壤有機(jī)質(zhì)組成土壤有機(jī)質(zhì)由元素和化合物組成。1、元素組成主要元素組成是 c、h、o、n，分別占 52 58、34 39、3.3 4.8和 3.7 4.1，其次是 p、 s。2、化合物組成（）糖、有機(jī)酸、醛、醇、酮類及其相近的化合物，可溶于水，完全分解產(chǎn)生和

3、，嫌氣分解產(chǎn)生等還原性氣體。（2）纖維、半纖維素，都可被微生物分解，半纖維素在稀酸堿作用下易水解，纖維素在較強(qiáng)酸堿作用下易水解。（3）木質(zhì)素，比較穩(wěn)定，不易被細(xì)菌和化學(xué)物質(zhì)分解，但可被真菌和放線菌分解。（4）肪、蠟質(zhì)、樹脂和單寧等，不溶于水而溶于醇、醚及苯中，抵抗化學(xué)分解和細(xì)菌的分解能力較強(qiáng)，在土壤中除脂肪分解較快外，一般很難徹底分解。（5）含氮化合物，易被微生物分解。（6）灰分物質(zhì)（植物殘?bào)w燃燒后所留下的灰） ，占植物體重的。主要成分有 ca、 mg、 k、 na、si、p、s、fe、 al、 mn 等。二、土壤有機(jī)質(zhì)的分解和轉(zhuǎn)化進(jìn)入土壤的有機(jī)質(zhì)在微生物作用下， 進(jìn)行著復(fù)雜的轉(zhuǎn)化過程， 包括

4、礦質(zhì)化過程與腐殖化過程（一）礦質(zhì)化微生物分解有機(jī)質(zhì)， 釋放 co2 和無(wú)機(jī)物的過程稱礦化作用。 這一過程也是有機(jī)質(zhì)中養(yǎng)分的釋放過程。土壤有機(jī)質(zhì)的礦質(zhì)化過程主要有以下幾種。1、碳水化合物的分解土壤有機(jī)質(zhì)中的碳水化合物如纖維素、半纖維素、淀粉等糖類， 在微生物分泌的糖類水解酶的作用下，首先水解為單糖：(c6h10o5)nnh2o-nc6h12o6。生成的單糖由于環(huán)境條件和微生物種類不同， 又可通過不同的途徑分解， 其最終產(chǎn)物也不同。 如果在好氣條件下， 有好氣性微生物分解， 最終產(chǎn)物為水和二氧化碳，放出的熱量多，稱氧化作用。其反應(yīng)如下：nc6h12o6 6o2 6co2 6h20熱量如果在通氣不良

5、的條件下， 則在嫌氣性微生物作用下緩慢分解，并形成一些還原性氣體、有機(jī)酸，產(chǎn)生的熱量少，稱發(fā)酵作用。其反應(yīng)為c6h12o6-ch3ch2ch2cooh2h22co2熱量4h2co2ch42h2o碳水化合物的分解， 不僅為微生物的活動(dòng)提供了碳源和能源， 擴(kuò)散到近地表大氣層中的 co2，還可供綠色植物光合作用所需要的碳素營(yíng)養(yǎng)。 co2 溶于水形成碳酸，有利于土壤礦質(zhì)養(yǎng)分的溶解和轉(zhuǎn)化，豐富土壤中速效態(tài)養(yǎng)分。2、含氮有機(jī)質(zhì)的分解含氮有機(jī)物是土壤中氮素的主要貯藏狀態(tài)，包括蛋白質(zhì)、氨基酸、腐殖質(zhì)等。不經(jīng)分解多數(shù)不能為植物直接利用。（1）水解作用蛋白質(zhì)在微生物分泌的蛋白質(zhì)水解酶作用下，分解成氨基酸的作用稱水

6、解作用蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) -氨基酸水解酶氨基酸大多數(shù)溶于水，可被植物、微生物吸收利用，也可進(jìn)一步分解轉(zhuǎn)化。（2）氨化作用分解含氮有機(jī)物產(chǎn)生氨的生物學(xué)過程稱氨化作用氧化ch2nh2cooho2- hcoohco2 nh3好氣分解還原ch2nh2coohh2-ch3coohnh3嫌氣分解水解ch2nh2coohh2o-ch2(oh)coohnh3不論土壤通氣狀況如何， 只要微生物生命活動(dòng)旺盛， 氨化作用就可以在多種條件下進(jìn)行。 氨化作用生成的氨， 在土壤溶液中與酸作用生成鉸鹽， 植物也可以直接吸收利用，也可以 nh4吸附在土壤膠粒上，免遭淋失，也會(huì)以 nh3 逸入大氣造成氮素的損失，或進(jìn)行硝化作用，轉(zhuǎn)化

7、成硝酸。（3）硝化作用氨態(tài)氮被微生物氧化成亞硝酸，并進(jìn)一步氧化成硝酸的過程，稱硝化作用。這一作用可分為兩個(gè)階段： 第一階段，氨被亞硝酸細(xì)菌氧化成亞硝酸； 第二階段，亞硝酸被硝化細(xì)菌氧化成硝酸。其反應(yīng)如下：2nh23o2-2hno2 2h2o熱量2hno2 o2 2hno3熱量硝化作用是一種氧化作用， 只能在土壤通氣良好的條件下進(jìn)行， 因此適當(dāng)?shù)刂懈?、松土、排水、?jīng)常保持土壤疏松透氣，是硝化作用順利進(jìn)行的必要條件。硝化作用產(chǎn)生的硝酸與土壤中的鹽基作用生成硝酸鹽， no3 也可直接被植物吸收，但 no3不易被土壤膠粒吸附，易隨水淋失。（4）反硝化作用同細(xì)菌在無(wú)氧或微氧條件下以 no3或 no2作為

8、呼吸作用的最終電子受體生成 n2o 和 n2 的硝酸鹽還原過程，稱反硝化作用。其反應(yīng)如下：反硝化細(xì)菌c6h12o624kno3-24khco36co212n218h2o反硝化作用是土壤氮素?fù)p失的過程， 多發(fā)生在通氣不良或富含新鮮有機(jī)質(zhì)的土壤中，改善土壤的通氣狀況，能抑制反硝化作用的進(jìn)行。3、含磷、硫有機(jī)物的分解（1）含磷有機(jī)物的分解土壤中含磷有機(jī)物主要有核蛋白、卵磷脂、核酸、核素等，它們?cè)谟袡C(jī)磷細(xì)菌的作用下進(jìn)行分解：磷細(xì)菌 k na ca2核蛋白質(zhì) -磷酸 -磷酸鹽水解產(chǎn)生的磷酸鹽是植物可吸收的磷素養(yǎng)分，但在酸性或石灰性土壤中易與fe、al、 ca、mg 等生成難溶性的磷酸鹽，降低其有效性。在

9、缺氧條件下磷酸又被還原為磷化氫，其反應(yīng)如下：h3po4 -h3po3-h3po2-ph3磷化氫有毒，在水淹條件下常會(huì)使植物根系發(fā)黑甚至死亡。（2）含硫有機(jī)物的分解植物殘?bào)w中的硫， 主要存在于蛋白質(zhì)中， 能分解含硫有機(jī)物的土壤微生物很多，一般能分解含氮有機(jī)物的氨化細(xì)菌，都能分解有機(jī)硫化物，產(chǎn)生硫化氫，其反應(yīng)如下：蛋白質(zhì) 硫氨基酸 h2s還原型的無(wú)機(jī)硫化物被硫化細(xì)菌氧化成硫酸的過程，稱硫化作用。其反應(yīng)如下：2h2s o2-2h2o 2s2s3o2 2h2o 2h2so4硫化作用產(chǎn)生的硫酸與土壤中的鹽基物質(zhì)作用， 形成硫酸鹽，硫酸鹽是植物可吸收的養(yǎng)分。硫酸還可增加土壤中礦質(zhì)養(yǎng)分的溶解度，提高其有效性

10、。細(xì)菌在無(wú)氧條件下，以 so42作呼吸作用的最終電子受體產(chǎn)生 s 或 h2s 的硫酸鹽還原過程，稱反硫化作用。硫化氫對(duì)根系有毒害作用，能造成根系腐爛。因此，應(yīng)排除土壤多余水分，改善土壤通氣條件，抑制反硫化作用進(jìn)行。（二）腐殖化腐殖化指有機(jī)質(zhì)被分解后再合成新的較穩(wěn)定的復(fù)雜的有機(jī)化合物， 并使有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分保蓄起來(lái)的過程。一般認(rèn)為腐殖質(zhì)的形成要經(jīng)過兩個(gè)階段：第一階段：微生物將動(dòng)植物殘?bào)w轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)的組分， 如芳香族化合物 （多元酚）和含氮的化合物（氨基酸和多肽） ；第二階段：在微生物的作用下， 各組分通過縮合作用合成腐殖質(zhì)的過程。 在第二階段中， 微生物分泌的酚氧化化酶， 將多元酚氧化為醌， 醌與其

11、它含氮化合物合成腐殖質(zhì)。即 1）多元酚氧化為醌； 2）醌和氨基酸或肽縮合。腐殖化系數(shù)：?jiǎn)挝恢亓康挠袡C(jī)物質(zhì)碳在土壤中分解一年后的殘留碳量。激發(fā)作用：土壤中加入新鮮有機(jī)物質(zhì)會(huì)促進(jìn)土壤原有有機(jī)質(zhì)的降解， 這種礦化作用稱之激發(fā)作用。激發(fā)效應(yīng)可正可負(fù)。礦質(zhì)化和腐殖化兩個(gè)過程互相聯(lián)系， 隨條件改變相互轉(zhuǎn)化， 礦化的中間產(chǎn)物是形成腐殖質(zhì)的原料， 腐殖化過程的產(chǎn)物， 再經(jīng)礦化分解釋放出養(yǎng)分， 通常需調(diào)控兩者的速度，使其能供應(yīng)作物生長(zhǎng)的養(yǎng)分同時(shí)又使有機(jī)質(zhì)保持在一定的水平。遇到失意傷心事，多想有一個(gè)懂你的人來(lái)指點(diǎn)迷津，因他懂你，會(huì)以我心，換你心，站在你的位置上思慮，為你排優(yōu)解難。一個(gè)人，來(lái)這世間，必須懂得一些人情事理，才能不斷成長(zhǎng)。就像躬耕于隴畝的農(nóng)人，必須懂得土地與種子的情懷，才能有所收獲。一個(gè)女子，一生所求，莫過于找到一個(gè)懂她的人，執(zhí)手白頭，相伴終老。即使蘆花暖鞋，菊花枕頭，也覺溫暖；即使粗食布衣，陋室簡(jiǎn)靜，也覺舒適，一句“懂你 ”,叫人無(wú)怨無(wú)悔，愿以自己的一生來(lái)交付。懂得是彼此的欣賞，是靈魂的輕喚，是惺惺相惜，是愛，是暖，是彼此的融化；是走一段很遠(yuǎn)的路，驀然回首卻發(fā)現(xiàn)，我依然在你的視線里；是回眸相視一笑的無(wú)言；是一條偏僻幽靜的小路，不顯山