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文檔簡介
第三章
土壤有機(jī)質(zhì)1土壤有機(jī)質(zhì)(soilorganicmatter)
土壤有機(jī)質(zhì)是指土壤中的所有有機(jī)物質(zhì),包括土壤中各種動物和植物殘體、微生物及其分解和合成的各種有機(jī)物質(zhì)。2第一節(jié)土壤有機(jī)質(zhì)的來源、含量及其組成微生物動物來源
植物來源人為造成的外來有機(jī)質(zhì)一、土壤有機(jī)質(zhì)的來源及表示方法3
一、土壤有機(jī)質(zhì)的來源及表示方法1、有機(jī)碳含量:重鉻酸鉀法2、有機(jī)質(zhì)含量:1.724*有機(jī)碳含量4二、含量及組成1、有機(jī)質(zhì)含量一般含量在0-5%之間。
泥炭土可高達(dá)20%或30%以上漠境土和砂質(zhì)土壤不足0.5%5二、含量及組成6土壤有機(jī)質(zhì)0.5%5%0.5-2.0%7%7二、含量及組成2、有機(jī)質(zhì)的組成化學(xué)元素組成土壤有機(jī)質(zhì)的基本元素組成是C、H、O、N,C/N比大約在10--12之間。8(2)化合物組成可分為:
腐殖物質(zhì)
(HumicSubstance)
非腐殖物質(zhì)(Non-HumicSubstance)常見的化合物有纖維素、半纖維素、蛋白質(zhì)、木質(zhì)素及脂類。二、含量及組成9二、含量及組成(3)存在形態(tài):動、植物殘體半分解的動、植物殘體腐殖質(zhì)10第二節(jié)土壤有機(jī)質(zhì)的分解和轉(zhuǎn)化一、礦質(zhì)化過程與腐殖化過程
1、礦質(zhì)化過程土壤有機(jī)質(zhì)在土壤微生物及其酶的作用下,分解為簡單無機(jī)物,并釋放出能量和礦質(zhì)養(yǎng)分的過程。R—(C,H,養(yǎng)分)+2O2CO2+2H2O+能量+養(yǎng)分
酶氧化11在好氧條件下,微生物活動旺盛,分解作用可進(jìn)行較快而徹底,有機(jī)物質(zhì)---->CO2和H2O,而N、P、S等則以礦質(zhì)鹽類釋放出來。在嫌氣條件下,好氧微生物的活動受到抑制,分解作用進(jìn)行得既慢又不徹底,同時往往還產(chǎn)生有機(jī)酸、乙醇等中間產(chǎn)物。在極端嫌氣的情況下,還產(chǎn)生CH4、H2等還原物質(zhì),其中的養(yǎng)料和能量釋放很少,對植物生長不利。一、礦質(zhì)化過程與腐殖化過程122、腐殖化過程
各種有機(jī)化合物通過微生物的合成或在原植物組織中的聚合轉(zhuǎn)變?yōu)榻M成和結(jié)構(gòu)比原來有機(jī)化合物更為復(fù)雜的新的有機(jī)化合物,這一過程稱為腐殖化過程。一、礦化過程與腐殖化過程13一、礦化過程與腐殖化過程
腐殖化過程通常包括兩個階段:1、植物殘體分解,產(chǎn)生簡單的有機(jī)化合物2、通過微生物對這些有機(jī)物的代謝作用和反復(fù)循環(huán)利用,合成多元酚和醌;或來自植物的類木質(zhì)素聚合形成高分子的多聚化合物,即腐殖質(zhì)。141、土壤特性
(1)溫度最適宜溫度大約為25-35°C
。
(2)pH值中性、鈣質(zhì)豐富較好,pH6.5-7.5。(3)水分最適濕度:田間持水量的60-80%
低洼、積水有利于有機(jī)質(zhì)的積累(4)通氣性通氣不良易有機(jī)質(zhì)累積二、影響有機(jī)物質(zhì)的分解和轉(zhuǎn)化的因素15162、植物殘體的特性
(1)物理狀態(tài):鮮嫩程度、破碎程度、緊實程度(2)C/N比有機(jī)物質(zhì)組成的碳氮比(C/N)對其分解速度影響很大。
以25或30:1較為合適。C/N降至大約25:1以下,微生物不再利用土壤中的有效氮,相反由于有機(jī)質(zhì)較完全的分解而釋放礦質(zhì)態(tài)氮。1718腐殖化系數(shù):單位質(zhì)量的有機(jī)物料在土壤中分解一年后,殘留的量占施入量的比例。19第三節(jié)土壤腐殖物質(zhì)的形成和性質(zhì)一、腐殖質(zhì)的組成腐殖質(zhì)胡敏酸富里酸胡敏素(不溶于NaOH)(pH=1時沉淀析出)20一、腐殖質(zhì)的組成21一、腐殖質(zhì)的組成22一、腐殖質(zhì)的組成23游離態(tài)很少結(jié)合態(tài)52%-98%腐殖質(zhì)土壤腐殖質(zhì)-粘土礦物復(fù)合體24土壤有機(jī)無機(jī)復(fù)合體示意圖25二、土壤腐殖酸的性質(zhì)(一)物理性質(zhì)1、顏色
黑褐色,富里酸呈淡黃色,胡敏酸呈褐色2、溶解性富里酸溶于水、酸、堿;胡敏酸不溶于水和酸,但溶于堿;富里酸的一價、二價鹽溶于水,三價鹽幾乎不溶于水;胡敏酸的一價鹽溶于水,但二價、三價鹽幾乎不溶于水。3、吸水性
最大吸水量可以超過500%26
4、腐殖質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)
(1)腐殖酸的分子量有較大的差異。
(2)腐殖酸的分子形狀
pH2-3纖維、纖維束狀
4-7網(wǎng)狀、海綿狀
8-9頁狀
>10粒狀
5.膠體特性
土壤有機(jī)膠體的主要組成部分二、土壤腐殖酸的性質(zhì)27腐殖酸的3D優(yōu)化結(jié)構(gòu)模型
28
我國主要土壤腐殖酸的元素組成元素(%)CHO+SNHA50-603.1-5.331-413.0-5.6FA45-534.0-4.840-482.5-4.3(二)腐殖酸的化學(xué)性質(zhì)
1、化學(xué)組成二、土壤腐殖酸的性質(zhì)292、腐殖酸的絡(luò)合性絡(luò)合物的穩(wěn)定性隨pH值的升高而增大。在pH4.8時能與Fe、Al、Ca等離子形成可溶性絡(luò)合物,但在中性或堿性條件下會產(chǎn)生沉淀。二、土壤腐殖酸的性質(zhì)303、腐殖酸的電性
腐殖酸是一種兩性膠體。既可以帶負(fù)電荷,也可以帶正電荷。而通常以帶負(fù)電荷為主。腐殖質(zhì)的負(fù)電荷數(shù)量隨pH的升高而升高。二、土壤腐殖酸的性質(zhì)314、穩(wěn)定性
在溫帶條件下,一般植物殘體的半分解周期少于3個月,植物殘體形成的新的有機(jī)質(zhì)的半分解期為4.7-9年,而胡敏酸的平均停留時間為780-3000年,富里酸的平均停留為200-630年。二、土壤腐殖酸的性質(zhì)325、腐殖質(zhì)的變異性
HA/FA值:表示胡敏酸與富里酸含量的比值。是表
示土壤腐殖質(zhì)成份變異的指標(biāo)之一。
一般我國北方的土壤,特別干旱區(qū)與半干旱區(qū)的土壤
腐殖質(zhì)以胡敏酸為主,HA/FA比大于1
而在溫暖潮濕的南方的酸性土壤中,土壤中以富里酸
為主,HA/FA比一般小于1.
在同一地區(qū),水稻土的腐殖質(zhì)的HA/FA比大于旱地。
在同一地區(qū),熟化程度高的土壤的HA/FA比較高。二、土壤腐殖酸的性質(zhì)33一、土壤有機(jī)質(zhì)對土壤肥力的影響1、提高土壤持水性,減少水土流失2、提供植物需要的養(yǎng)分3、改善土壤物理性質(zhì)4、提高土壤的保肥性和緩
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