環(huán)境土壤學課件

緒論民以食為天，食以土為本萬物土中生，有土斯有財?shù)谝还?jié)土壤及土壤的基本特性

一、土壤的概念萬物自生焉則曰土?！吨芏Y》（公元前3世紀）土者，是地之吐生物者也?！岸?，像地之上，地之中，“I”,物出形也?！墩f文解字》（許慎）以人所耕而樹藝焉則曰壤?！吨芏Y》一、土壤的概念（1）農民和農業(yè)科學工作者：土壤是植物生長的介質。（2）水利學家：土壤是貯水和輸水的多孔介質。（3）工程專家：土壤是承受高強度壓力的基地或工程材料的來源。（4）環(huán)境科學家：土壤是重要的環(huán)境因素，環(huán)境污染物的緩沖帶和過濾器。（5）地質學家：土壤是地球陸地表面的一個疏松的薄層，主要是近代地質作用所形成的地殼風化產物。（6）生態(tài)學家：從生物地球化學觀點出發(fā)，認為土壤是地球表層系統(tǒng)中，生物多樣性最豐富，生物地球化學的能量交換、物質循環(huán)（轉化）最活躍的生命層。（7）土壤學家：土壤有著自己發(fā)生發(fā)展和長期演變的歷史，土壤是由巖石風化形成的母質在生物等因素的參與下逐漸形成的，是自然界中一個獨立的歷史自然體。簡明定義：

能產生植物收獲的地球陸地表面的疏松層次。綜合定義：

土壤是地球表面生物、氣候、母質、地形、時間等因素綜合作用下所形成的、可供植物生長的一種復雜的生物地球化學物質；與形成它的巖石和沉積物相比，具有獨特的疏松多孔結構，化學和生物學特性；它是一個動態(tài)生態(tài)系統(tǒng)，為植物生長提供了機械支撐、水分、養(yǎng)分和空氣條件；支持大部分微生物群體的活動，來完成生命物質的循環(huán)；維持著所有的陸地生態(tài)系統(tǒng)，其中通過供給糧食、纖維、水、建筑材料、建設和廢物處理用地，來維持人類的生存發(fā)展；通過濾掉有毒的化學物質和病原生物體，來保護地下水的水質，并提供了廢棄物的循環(huán)場所和途徑或使其無害化。

“土壤”和“土地”概念的區(qū)別：不是同一范疇的概念。

土壤是土地的物質組成部分，而土地不僅包括土壤要素，還包括地形、植被、水文、人文等要素。土壤農業(yè)土壤自然土壤二、土壤的基本特性（一）土壤剖面的垂直分層特性土壤是在生物、氣候、母質、地形、時間等因素綜合作用下的產物，這種綜合作用就稱為成土作用。由成土作用形成的層次稱為土壤發(fā)生層，而完整的垂直土層序列稱之為土壤剖面。典型土壤剖面可劃為三個基本層：A層：地表最上端，腐殖質在這一層聚積。B層，粘粒在這里淀積，稱淀積層或過渡層。C層，不同程度風化物構成，稱為母質層。Redsoil紅壤（二）土壤的基本物質組成

礦物質、有機質、水分、空氣和土壤生物等。土壤固相主要由土壤礦物和土壤有機質組成，而它的空隙中存在著水、氣及微生物等，所以土壤是一個由固相、液相和氣相組成的多孔多相分散體系。（三）土壤肥力

在植物生活全過程中，土壤供應和協(xié)調植物生長所需水、肥、氣、熱的能力。自然肥力：指土壤在自然因子(氣候、生物、地形等)綜合作用下所具有的肥力。人為肥力：土壤在人為條件熟化(耕作、施肥、灌溉等)作用下所表現(xiàn)出來的肥力。潛在肥力：土壤肥力在生產上沒有發(fā)揮出來產生經濟效益的部分。有效（經濟）肥力：土壤肥力在當季生產中表現(xiàn)出來產生經濟效益的部分。土壤肥力類型（四）土壤的物理性質

土壤物理特性包括其疏松性、結構性、透水性、持水性、水分移動性、透氣性、吸附性等，這些特性決定了土壤中物質的運移和能量的轉化，為植物根系的發(fā)育和高等及低等生物的定居提供了相對有利的條件，同時在環(huán)境保護、地下水水質保持等方面起到不可替代的作用。土壤物理學就是研究土壤的這些獨特物理性質的土壤學分支。

（五）土壤的化學性質土壤膠體是土壤中化學性質最為活躍的物質。它由無機膠體和有機膠體物質組成，無機膠體主要由土壤次生礦物或粘土礦物組成，有機膠體就是腐殖質等。由這些成分復雜的有機、礦質和有機—礦質化合物組成的土壤膠體物質顆粒，通常帶負電。為此，它們具有從溶液中吸收和代換鹽分離子的能力。土壤膠體物質顆粒表面和土壤溶液相互作用機制，是極其復雜的，決定了眾多的土壤化學和土壤物理化學性質的動態(tài)行為，為土壤化學所研究的主要內容之一。

（六）土壤的生物性質土壤是有生命的自然體，是自然界最復雜的生態(tài)系統(tǒng)之一，也是最豐富的生物資源庫。土壤是生命活動的產物，沒有生物就沒有土壤。土壤是生命的搖藍。土壤不僅是生物的棲息地，是生物作用的對象，同時也是地球生命誕生與進化的溫床。土壤生物學就是研究土壤生物的功能、反應及其行為。主要的研究內容包括土壤物質（碳、氮、硫等）循環(huán)、養(yǎng)分轉化、微生物生態(tài)、生物防治和土壤分子生物學。

（七）土壤的空間變異性及在同一地貌的相對均質性不同地貌類型間，不同生物氣候類型間這些較大空間尺度乃至全球范圍內土壤類型的空間變異和分布規(guī)律。同一生物氣候帶內，相同微地貌類型上，土壤剖面垂直層次的組合和性質基本一致。土壤發(fā)生分類學土壤調查制圖學（八）土壤的記憶特性

古往今來的氣候、生物及巖石對土壤形成過程、土壤性質的影響，都會在土體上留下“烙印”，即信息的記憶。

北方黃土堆積層發(fā)育的古土壤—紅土層。解讀這些信息，有助于我們了解地球的地質變化、氣候變化的規(guī)律。土壤中的化石，我們可以推測生物的進化；古土層的性質可以幫助我們恢復古地理環(huán)境；地磁性質的變化，也可揭示古氣候的變遷。這些研究為了解土壤的今昔變化及未來發(fā)展提供了必要的依據。第二節(jié)土壤在人類農業(yè)生產和自然環(huán)境中的重要性一、土壤是人類農業(yè)生產的基地二、土壤是地球表層系統(tǒng)自然地理環(huán)境的重要組成部分三、土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)的基礎四、土壤是最珍貴的自然資源土壤與人類生存發(fā)展的關系示意圖一、土壤是人類農業(yè)生產的基地（一）土壤是植物生長繁育和生物生產的基地

1、營養(yǎng)庫作用：是陸地生物所需營養(yǎng)物質的重要來源；2、在養(yǎng)分轉化和循環(huán)中的作用：

無機物的有機化，有機物的礦質化；

3、雨水涵養(yǎng)作用：是一個巨大的水庫；

4、對生物的支撐作用；

土壤中擁有種類繁多，數(shù)量巨大的生物群；

5、在穩(wěn)定和緩沖環(huán)境變化中的作用；（二）植物生產、動物生產和土壤管理關系土壤管理植物生產動物生產

二、土壤是地球表層系統(tǒng)自然地理環(huán)境的重要組成部分（一）土壤圈（Pedosphere）的概念地球表層系統(tǒng)五大要素：大氣圈、生物圈、巖石圈、水圈、土壤圈

土壤圈是覆蓋于地球和淺水域底部的土壤所構成的一種連續(xù)體或覆蓋層，它是地圈系統(tǒng)的重要組成部分。土壤圈的地位(positionofpedosphere)氣圈Gas-sphere巖石圈Rocky-sphere水圈Watersphere生物圈Biosphere土壤圈pedosphere金屬與微量元素物質循環(huán)生物養(yǎng)分物質循環(huán)水分循環(huán)與平衡1、土壤圈涵義（1）永恒的物質與能量交換（2）最活躍與最富生命力的圈層（3）記憶塊的功能（4）時空限制特征（5）僅部分為可再生資源2、土壤圈的功能（1）對大氣圈頻繁的水、熱、氣地交換和平衡，是全球氣候變化的重要方面。（2）對生物圈支撐和調節(jié)生物過程，提供植物生長的養(yǎng)分、水分與適宜的物理條件，決定自然植被的分布與演替。（3）對水圈降水在陸地的重新分配、元素的生物地球化學行為和水分平衡、分異、轉化及水圈的化學組成。（4）對巖石圈具有一定的保護作用，以減少其受各種外營力破壞，與巖石圈進行物質交換與地質循環(huán)。土壤圈的功能（二）土壤圈在全球變化中的作用

1、通過土壤圈與其它圈層的物質交換，影響土壤的全球變化

2、通過全球土被在時空上的演變，引起土壤全球變化

3、通過人為活動對土壤圈的強烈作用，對全球土壤變化以至生存環(huán)境發(fā)生影響（1）人為砍伐森林，加劇水土流失（2）對土壤資源利用不當導致土壤退化嚴重（3）水稻田、沼澤地及湖泊產生痕量溫室氣體*(三)土壤圈的研究方向與內容1、研究方向

（1）土壤圈與生物圈之間養(yǎng)分元素的交換與平衡，土壤圈與水圈之間的水分循環(huán)與物質運動，土壤圈與大氣圈之間的大量氣體及痕量氣體的交換與平衡，以及土壤圈與巖石圈之間元素遷移與轉化；（2）土壤圈物質和能量循環(huán)與地球生命、人類生存條件、自然環(huán)境及全球變化之間的關系。2、研究任務（1）土壤資源的開發(fā)利用與保護土地數(shù)字化數(shù)據庫(SOTER)。（2）土壤肥力調節(jié)與農業(yè)持續(xù)發(fā)展

（3）土壤生態(tài)環(huán)境的建設。

農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中土壤生態(tài)環(huán)境演替規(guī)律；土壤生態(tài)環(huán)境建設的研究；防止土壤污染。（4）土壤圈物質循環(huán)及全球變化

①土壤圈與大氣圈大量與痕量氣體交換與平衡。

②土壤圈與水圈的水循環(huán)。

③土壤圈與巖石圈元素遷移。

④土壤圈與生物圈養(yǎng)分元素交換與平衡。

⑤土壤圈物質組成、性質、類型及時空變化規(guī)律。

⑥全球土被演變及土壤退化(土壤侵蝕、沙漠化、肥力退化、鹽漬化、酸化、沼澤化)的時空變化，形成機理及預測預控。

⑦人類活動對土壤全球變化及人類環(huán)境變化的影響。

（一）土壤生態(tài)系統(tǒng)Soilecosystems

（相對獨立的子系統(tǒng)）

Producer

Holophyte(自養(yǎng)生物)—Plant

Consumer

Heterotrophicorganism(異養(yǎng))—animal(fauna)

DecomposerHeterotrophicorganism(異養(yǎng))—Microorganisms三、土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)的基礎

（二）土壤在陸地生態(tài)系統(tǒng)中的重要作用

保持生物活性、多樣性和生產性；對水體和溶質流動起調節(jié)作用；對有機、無機污染物具有過濾、緩沖、降解、固定和解毒作用；具有貯存并循環(huán)生物圈及地表的養(yǎng)分和其它元素的功能。

中國是個多山的國家,各種山地丘陵地面積占全部土地面積的65％,平原區(qū)土地僅占35％。中國人均耕地面積不到世界人均耕地的l/3。人均林地面積占世界人均林地面積的1/9。人均草地面積不到世界人均草地面積的1/2。

2、質量的可變性

3、空間位置的固定性四、土壤是最珍貴的自然資源

1、數(shù)量的有限性和固定性第三節(jié)近代土壤科學發(fā)展及其主要研究內容主要學派農業(yè)化學學派mineralnutritiontheory德國李比希(J.F.Liebig,1803-1873)農業(yè)地質學派風化-淋溶德國法魯（F.A.Fallow)，李?；舴?F.V.Richthofen)，拉曼(E.Ramann)土壤發(fā)生學派風化過程+成土過程

俄國道庫恰耶夫（1846-1902)

3.Historyofsoilsciencedevelopment一、近代土壤科學的發(fā)展概況

我國古代、古希臘、羅馬等的認識18世紀后期逐漸形成獨立學科重要觀點Importantviewpoint

發(fā)生、發(fā)育、發(fā)展過程獨立自然體、運動形式多樣土壤具有肥力（fertility）土壤形成因素Soil-formingfactors

母質Parentmaterial(rock)

生物Organisms

氣候Climate

地形Topography

時間Time人類活動Humanactive

S=f(P,O,C,To,T,H)土壤物理學SoilPhysics土壤地理學SoilGeography土壤生物學SoilBiology土壤微生物學土壤動物學土壤分類學SoilTaxonomy土壤發(fā)生學土壤資源學土壤區(qū)劃學土壤管理學土壤礦物學SoilMineralogy土壤環(huán)境學SoilEnvironment土壤生態(tài)學

土壤環(huán)境化學土壤修復學土壤化學SoilChemistry土壤無機化學土壤有機化學土壤分析化學土壤物理化學土壤生物化學土壤膠體化學土壤電化學土壤表面化學

1.

學科體系二、土壤學科體系、研究內容和方法（一）土壤物理學

主要研究土壤水、氣、熱運動及其調控的原理，其研究內容包括土壤水分、土壤質地、土壤結構、土壤力學性質、土壤溶質移動及土壤

植物

大氣連續(xù)體(SPAC)中的水分運行和能量轉移等。（二）土壤化學

研究土壤化學組成，性質及其土壤化學反應過程的分支學科。重點研究土壤膠體的組成、性質，及土壤固液界面發(fā)生的系列化學反應。為開展土壤培肥、土壤管理、土壤環(huán)境保護提供理論依據。（三）土壤生物學

研究土壤中微生物區(qū)系、多樣性及其功能和活性的土壤學分支。土壤微生物生態(tài)；土壤微生物與土壤物質循環(huán)(陸地N,P,S,C素循環(huán))；土壤酶活性；土壤微生物與土壤固氮作用；根際微生物與菌根；土壤微生物之間的相互作用；7、農業(yè)措施對微生物的影響；8、土壤微生物與土壤的污染防治；9、有益微生物的農業(yè)應用。（四）土壤化學

土壤腐殖質形成，特性、及其對土壤肥力的影響；土壤碳、氮、磷、硫的生物轉化（有機碳、氮礦化作用和腐殖化作用）；有機生物制劑包括有機農藥、殺蟲劑、除草劑的生物降解及其對環(huán)境污染的影響等。

（五）土壤地理學

土壤發(fā)生和分類

土壤發(fā)生學是土壤地理學的核心，重點研究土壤形成與自然成土因子和人為活動的復雜關系，并在此基礎上，根據土壤的發(fā)生發(fā)育過程、土壤診斷學屬性進行土壤分類。土壤分布規(guī)律

土壤是一個時間上處于動態(tài)、空間上具有垂直和水平方向上分異性的三維連續(xù)體。土壤調查制圖和土壤質量評價

應用現(xiàn)代新技術（如3S技術），建立土壤數(shù)據庫和土壤信息系統(tǒng)；研究土壤質量評價標準、指標體系和退化土壤的恢復重建技術與措施。重大課題合理開發(fā)利用土壤資源改良中低產地防止水土流失，保護土壤資源理論問題土壤肥力的物質基礎及其形成機理土壤圈的物質循環(huán)土壤地理信息系統(tǒng)土壤環(huán)境問題耕地減少：中國耕地14.4億畝(10%)，人均耕地1.34畝水土流失：總流失量1750億噸，每年50億噸(1500萬畝耕地)草原沙化：草原面積285萬km2，沙化面積17.6萬km2土壤污染：化肥農藥2億畝，其他污染1億畝

2.

土壤學的研究內容

3.土壤學與相鄰學科的關系

土壤學與地質學、水文學、生物學、氣象學有著密切的關系；土壤學與農學、農業(yè)生態(tài)學有著不可分割的關系；土壤學與環(huán)境科學聯(lián)系密切。土壤學形態(tài)、發(fā)生、分類肥力、保持、灌溉水文學hydrology地球化學geochemistry土壤學Soilscience植物營養(yǎng)學plantnutrition地質學geognosy土力學soilmechanics生態(tài)學ecology沉積學sedimentology地貌學geomorphology土壤學和相關學科的關系穩(wěn)定性

4.土壤學的任務合理利用土壤水土流失土壤沙化土壤次生鹽漬化土壤污染農藥污染肥料污染“三廢”污染中低產土壤改良自然對人類的懲罰2002年4月北京沙塵暴

5.土壤學的研究方法宏觀研究和微觀研究綜合、交叉研究野外調查與實驗室研究結合新技術的應用第四節(jié)土壤科學與環(huán)境科學的融合

——

環(huán)境土壤學環(huán)境土壤學

Environmentalsoilscience環(huán)境地學的一個分支。是環(huán)境學與土壤學的邊緣學科。主要研究土壤環(huán)境與人類活動和大氣、地表水、地下水、生物等環(huán)境要素間物質、能量、信息的交換過程，以及這種交換對人體健康、社會經濟、生態(tài)系統(tǒng)結構和功能的影響，探索國土整治、評價、區(qū)劃、規(guī)劃、預測、調控和改善土壤環(huán)境質量的方法。起因過度利用和各種廢棄物排放造成了土壤污染和退化等直接危害：廢物排入土壤導致土壤污染、次生潛育化和鹽漬化等間接危害：森林和草原的植被破壞導致沖刷、侵蝕與沙化等危害后果：生態(tài)失調、氣候惡化、旱洪災害頻繁、產量下降、人畜發(fā)病率提高等。

主要發(fā)展階段50-60年代，三廢綜合治理與利用70年代，農田污灌監(jiān)測評價，土壤污染和背景值調查80年代，農藥使用和酸雨危害的研究90年代，土壤環(huán)境質量評價，土壤排放溫室氣體的研究環(huán)境土壤學的特征交叉的界面科學：理論基礎來源于近代土壤學、環(huán)境科學、生態(tài)學、生物地球化學、化學、生物學以及地理醫(yī)學等研究環(huán)境中化學物質的生物小循環(huán)與地質大循環(huán)結合交點上兼有生命與非生命科學的雙重內涵

研究方法：承襲于相關學科分析測試技術要求高宏觀與微觀相結合發(fā)揮模型與模擬的作用，提高其在宏觀決策中的作用要求高素質的綜合性人才和研究群體土壤與水質、空氣、作物品質、人體與動物健康的關系土壤與水質土壤與空氣質量土壤與作物品質土壤與人體和動物健康土壤C庫和N庫是地球C庫和N庫的重要組成部分，在其循環(huán)中產生CO2,CH4和NOx等溫室氣體，從而影響氣候的變化；而氣候的變化又反過來影響有機質的分解速率，從而影響溫室氣體。土壤影響人體與動物健康的途徑土壤中化學品直接中毒土壤作為次生污染源的間接作用作物品質對人體和動物的影響第二章

土壤有機質SoilOrganicMatter（SOM）第一節(jié)土壤有機質的來源、含量及其組成第二節(jié)土壤有機質的分解和轉化第三節(jié)土壤腐殖物質的形成和性質第四節(jié)土壤有機質的作用和管理第一節(jié)土壤有機質的來源、含量及其組成

一、土壤有機質的來源Soilorganicmatterisderivedfromanumberofsources(Fig.),ofwhichthemostimportantisplantlitter.Thisconsistsofavarietyofplantdebrisincludingleaves,stems,flowers,twigs,bark,andthelargebranchesandtrunksoftrees.Othersoilorganiccomponentsincludesoilorganicmatter,plantroots,rootexudates,soilorganismstogetherwiththeirfaecalremainsandmetabolites,andorganicsubstanceswashedintothesoilfromvegetation.土壤有機質主要來源是各種植物殘體(redidue:deadplantpart)，其化學組成和各種成分的含量，因植物種類、器官、年齡等的不同而有很大差異，從而導致土壤有機質的差異。

Forestsoil（森林土壤)：枯枝落葉(lither)

Steppesoil（草原土壤)：草、根系(grassandrootsystem)

Cultivatedsoil（耕作土壤)：作物殘茬(cropresidue)、

施用的有機肥

Forestsoil（森林土壤)：酸性有機質(acidorganicmater)

Steppesoil（草原土壤)：中性有機質(neutralorganicmater)一、土壤有機質的來源1.

土壤有機質含量

一般把耕層含有機質20%以上的土壤，稱為有機質土壤，在20%以下的土壤，稱為礦質土壤(mineralsoil)。耕作土壤中，表層SOM的含量通常在5%以下。土壤有機質含量與氣候、植被、地形、土壤類型、農耕措施密切相關。目前，我國土壤有機質含量普遍偏低?？傮w而言,中國東部沿海地區(qū)北方土壤有機質含量高于南方土壤，中西部南方高于北方。東西來看。南方地區(qū)西部高于東部，北方地區(qū)東部高于西部。二、土壤有機質的含量和組成中國地帶性土壤表層SOM含量RegionsNum.算術平均值Arithmeticmean(gkg-1)Min.(gkg-1)Median(gkg-1)Max.(gkg-1)幾何平均值Geometricmean*(gkg-1)全國Wholecountry88632.31.321.8241.022.9bd東北地區(qū)NortheasternChina19932.54.924.5127.825.7cd華東地區(qū)EasternChina8626.35.119.0115.220.0ab華南地區(qū)SouthernChina11329.03.123.1144.323.9bc華北地區(qū)NorthernChina17526.04.019.2182.318.4a西北地區(qū)NorthwesternChina21631.81.316.1241.019.5a西南地區(qū)SouthwesternChina9753.67.439.6184.740.4e不同陸地生態(tài)系統(tǒng)土壤有機質含量凈初級生產力(MgC/hay)植物生物量(MgC/ha)SOM(MgC/ha)2.

土壤有機質的組成

土壤有機質的主要元素組成Intermsofitschemicalcomposition,organicmatterconsistspredominantlyofcarbon,nitrogen,oxygenandhydrogenwhicharearrangedinavarietyofwaystoproduceawiderangeofcompounds,someofwhichhaveparticularlycomplexstructures.

干物質C

O

H

N%

52~58

34~39

3.3~4.8

3.7~4.1

C/N大約為10~15左右

Sugar,starches,糖類·淀粉等Cellulose,

Hemi-cellulose(半)纖維素Lignin木質素

proteinsandaminoacids

含N化合物

Resin樹脂·Tannin單寧·Wax蠟質·Fat脂肪

Ashelement

灰分元素

土壤有機質的化學組成carbohydrateThemaingroupsoforganiccompoundsincludecarbohydrates,proteinsandaminoacids,ligninandhumus,thelatterrepresentingtheend-productoforganicmatterdecomposition.Theproportionsofthesecompoundsvaryaccordingtothetypeoforganicmatteranditsstageofdecomposition.

成分纖維素半纖維素木質素蛋白質脂肪、樹脂等%

2－10

0－2

30－50

28－35

1－8

土壤腐殖質（humus）

除未分解和半分解動、植物殘體及微生物體以外的有機物質的總稱。通常占土壤有機質的90%以上。

非腐殖物質(Non-humicsubstances)(20~30%)腐殖物質(Humicsubstances)（60~80%）

經土壤微生物作用后，由多酚和多醌類物質聚合而成的含芳香環(huán)結構的、新形成的黃色至棕黑色的非晶形高分子有機化合物。胡敏素(Humin)胡敏酸(Humicacid)富啡酸(Fulvicacid)humushuminFulvicacidHumicacidNonhumusSoilhumus第二節(jié)土壤有機質的分解和轉化一、簡單有機化合物的分解和轉化

Mineralization（礦質化)：指復雜的有機質在微生物的作用下，轉化為簡單的無機物的過程。

土壤有機質因礦質化作用每年損失的量占土壤有機質總量的百分數(shù)稱有機質的礦化率(mineralizationpercent)。

礦化率一般在1%～3%。土壤中簡單有機化合物分解的難易順序單糖、淀粉和簡單蛋白質粗蛋白質半纖維素纖維素脂肪、蠟質等木質素容易難

好氧條件下的分解

微生物活動旺盛，分解作用快，分解最終產物位CO2和H2O，釋放出礦質鹽類（NH4+、NO3-、HPO42-、H2PO4-、SO42-等）。嫌氧條件下的分解

好氧微生物活動受到限制，分解作用慢又不徹底，土壤中積累有機酸、乙醇等中間產物；極厭氧條件下會產生CH4、H2等還原性氣體。

含氮化合物

Protein

Aminoacid

NH4＋NO3-N素同化

蛋白質氨基酸

N素生物固定與有效化過程與有機物C/N比密切相關。

C/N＞25時，產生N素生物固定

C/N＜25時，產生N素有效化。

簡單碳水化合物

Carbohydrate

Organicacid

CO2＋H2O

在低溫、嫌氣條件下,有機酸變?yōu)镃O2和H2O的過程受到阻礙,產生有機酸的累積,從而造成植物根系萎縮、腐爛。

脂肪、樹脂、蠟質、單寧等

這類有機物的礦質化過程與碳水化合物基本相同，不同之點是在嫌氣條件下產生多酚化合物，這是形成腐殖質的基本材料。木質素

木質素是芳香性聚合物，含碳量高，在土壤中真菌和放線菌作用下緩慢的轉化，最終產物是CO2和H2O，但往往只有50%可形成最終產物，其余僅為降解產物，作為形成腐殖質的原始材料。

CO2的釋放速率通常是衡量土壤有機質分解率和微生物活性的重要指標，二、植物殘體的分解和轉化

植物殘體主要包括植物根、莖、葉的死亡組織。其中各類有機化合物的含量范圍是：

可溶性有機化合物纖維素半纖維素蛋白質木質素（糖分、氨基酸等）

5~10%15~60%10~30%2~15%5~30%

植物殘體碳分為兩個組分：

易分解組分；難分解組分植物殘體在土壤中的分解和轉化過程：

第一階段：可溶性有機化合物以及部分類似有機物進入土壤后的頭幾個月很快礦化。第二階段：殘留在土壤中的木質素、蠟質以及第一階段未被礦化的植物殘體碳相對緩慢分解。

有機殘體進入土壤經1年降解后，有機質的2/3以CO2的形式釋放而損失，殘留在土壤中的不足1/3。土壤微生物生物量3~8%多糖、多糖醛酸苷、有機酸等非腐殖物質3~8%腐殖物質10~30%三、土壤腐殖物質的分解和轉化

第一階段：腐殖質經過物理化學作用和生物降解，使其芳香結構核心與其復合的簡單有機物分離，或是整個復合體解體。

第二階段：釋放的簡單有機物質被分解（礦化）和轉化，酚類聚合物被氧化。

第三階段：脂肪酸(fattyacid)被分解，被釋放的芳香族化合物（如酚類）參與新腐殖質的形成。

腐殖物質在土壤中很穩(wěn)定，抗微生物分解能力很強，主要與其本身的化學結構及其與金屬離子和粘土礦物之間的相互作用、團聚體內部的夾雜有關。

它是一類以芳香化合物或其聚合物為核心，符合了其他類型有機物質的有機復合體。它與土壤中粘土礦物緊密結合，以有機—無機復合體方式存在。能存在與蒙脫石、蛭石等膨脹型礦物的層間，不與微生物接觸。土壤腐殖質的年周轉量為1.1%。

四、影響土壤有機質分解和轉化的因素SOM周轉：有機物質進入土壤后由其一系列轉化和礦化過程所構成的物質流通。

Humification

腐殖化過程：

簡單→復雜

Mineralization

礦質化過程：

復雜→簡單周轉時間：當土壤有機質水平處于穩(wěn)定狀態(tài)時，土壤中有機質流通量達到土壤有機質含量所需要的時間。SOM平衡：進入土壤中的有機質等于從土壤中損失的有機質的狀態(tài)。（一）溫度

影響植物生長和微生物的分解。

0℃以下，SOM分解速率很?。?~35℃范圍內，每升高10℃，SOM最大分解速率提高2~3倍；25~35℃下，微生物活動最旺盛，利于SOM礦化分解。（二）土壤水分和通氣狀況

好氣：水少氣多,氧氣充足，微生物活動旺盛,SOM礦化分解,釋放養(yǎng)分

嫌氣：水多氣少,氧氣不足，微生物活動受抑制,氧化分解很慢;SOM腐殖化合成腐殖質

微生物活動最適濕度田間持水量的60-80%。wettinganddryingcycle

(干濕交替)

一方面增加土壤呼吸作用，破壞土壤結構體，利于SOM的礦質化分解；另一方面干燥時引起微生物死亡，又不利于SOM分解。（三）植物殘體的特性物理狀態(tài):多汁、幼嫩綠肥易于分解，磨細粉碎易于分解。有機物質C/N：大，不易分解；小，易于分解

一般耕作土壤表層有機質的C/N比在8:1到10:1之間，平均在10:1到12:1之間。硫、磷等元素缺乏也會抑制土壤有機質分解

Primingeffect(激發(fā)效應)

：土壤中加入新鮮有機物質會促進土壤原有有機質的降解。激發(fā)效應可以是正、也可以是負。（四）土壤特性

pH:

中性條件下利于SOM分解

質地:

質地愈粘重，腐殖化系數(shù)愈高，愈難分解化合成腐殖質第三節(jié)土壤腐殖物質的形成和性質一、土壤腐殖物質形成

Humification(腐殖化作用)humus：土壤腐殖質是土壤中一類性質穩(wěn)定，成分、結構極其復雜的高分子化合物。humification：進入土壤中的有機質轉化形成腐殖質的過程，是一系列極端復雜過程的總稱，主要是由微生物為主導的生物和生物化學過程，也有一些純化學的過程。

Humificationcoefficient

腐殖化系數(shù)

進入土壤的有機物經過一年的腐殖化過程后所殘留的碳占原總碳量的比率，或單位重量的有機碳在土壤中分解一年后殘留的碳量。第1階段：植物殘體分解產生簡單的有機碳水化合物

微生物水解酶（水解合成）有機殘體

有機物第2階段：通過微生物對這些有機化合物的代謝作用

及反復的循環(huán)，增殖微生物細胞。第3階段：通過微生物合成的多酚和醌或來自植物

的類木質素，聚合形成腐殖物質

微生物酚氧化酶，pH4.5-6.5（氧化縮合）多元酚醌腐殖質分子帶側鏈（胡敏酸）

H2O,CO2,H2S,NH3(礦化、氧化、分解)芳香物含氮物糖類（合成、代謝）肽O2縮合糖土壤腐殖物質形成過程土壤腐殖質的形成途徑還原糖形成途徑多元酚理論SelmanWaksman

木質素—蛋白質理論

Humification腐植化作用

Humification腐植化作用二、土壤腐殖物質-粘土礦物復合體

soilorganic-mineralcomplex

土壤有機—無機復合體

土壤腐殖物質按存在狀態(tài)分為：游離態(tài)腐殖物質：很少結合態(tài)腐殖物質：主要與粘土礦物和陽離子緊密結合存在，占52%~98%。主要鍵合機理：

范德華力、氫鍵、靜電吸附、陽離子鍵橋等

土壤腐殖質-粘土礦物復合機理三、土壤腐植酸的分組

四、

土壤腐殖酸的性質（一）物理性質分子量很大。分子量大小與單體和聚合度有關；形狀球形結構，疏松多孔，似海棉；顏色分子量愈大，顏色愈深

HA分子量大，褐色；FA分子量小，呈淡黃色溶解性：

FA、HA都溶解于堿，HA不溶于酸，而FA溶解于酸。吸收性：親水膠體，吸水能力強，吸水量可達其重量的500%。元素組成

C、H、O、N、P、S為主含C量為55～60%，平均58%，100/58＝1.724C:N:P:S＝100:10:1:1～120:10:1:1

（二）

化學性質

HumicFulvicCarbonprovidingtheframe-workfororganicstructures.功能團

含有－COOH、－OH及酚羥基等多種功能團，功能團的解離導致腐殖酸帶電：

如：R－COOHR－COO－＋H＋R－OHR－O－＋H＋（三）分子結構特征

分子結構極其復雜的有機高分子化合物。單體中有芳核結構物質，芳核上有多種取代基。Fulvicacid

富啡酸分子量500~5000Humicacid

胡敏酸分子量3000~1000000Humin

胡敏素區(qū)分富啡酸和胡敏酸的指標功能團——富啡酸含更多的羧基和酚羥基，酸度高于胡敏酸；元素含量——富啡酸O含量明顯高于胡敏酸，C含量明顯低于胡敏酸；因此O/C為最好的指標——土壤中胡敏酸的O/C約為0.5，富啡酸的O/C約為0.7；E4/E6——波長465nm處/波長665nm處的紫外吸收值。胡敏酸E4/E6一般小于5.0，富里酸E4/E6一般在6.0-8.5之間。第四節(jié)土壤有機質的作用與管理一、有機質在土壤肥力上的作用（一）提供植物需要的養(yǎng)分養(yǎng)分較完全

植物生長所需養(yǎng)分N：80～97%，平均95%；P：20～76%；S：38～94%為有機態(tài)，由有機質提供。提高養(yǎng)分有效性

SOM礦質化過程中產生的有機酸，腐殖化過程中產生的腐殖酸，一方面促進土壤礦質養(yǎng)分溶解釋放養(yǎng)分；另一方面可以絡合金屬離子，減少金屬離子對P的固定，提高P的有效性。（二）改善土壤肥力特性提高土壤保肥性

土壤腐殖質是一種有機膠體，有巨大的表面積和表面能，吸附能力大于礦質膠體，從而大大提高土壤保肥性。

膠體對陽離子吸附能力比較（cmol(+)/kg）膠體類型有機膠體高嶺石蒙脫石吸附力150～450（平均350）3～1580～120提高土壤緩沖性

腐殖質含有多種功能團，遇OH－時電離出H＋與之作用生成水對堿緩沖；遇H＋時則由于帶負電荷而吸附H＋對酸緩沖；腐殖質膠體帶負電荷，可吸附土壤溶液中鹽基離子，對肥料起緩沖作用。

促進團粒結構的形成，改善土壤物理性質

粘結力(bindingforce)：砂＜有機膠體＜粘粒有機質能改變砂粒的分散無結構狀態(tài)，又能改善粘粒的粘重大塊結構，促進土壤良好結構的形成，從而改善土壤的通透性等物理性質。

提高土壤生物活性和酶活性

SOM是土壤微生物活動所需氧分和能量的主要來源；

SOM通過刺激生物活動而增加土壤酶活性，直接影響土壤養(yǎng)分轉化的生物化學過程；腐殖酸是一類生理活性物質。二、有機質在生態(tài)環(huán)境上的作用（一）有機質與重金屬離子的作用

絡合重金屬離子，減輕重金屬污染。

有機質功能團對金屬離子的親和力：

—O—>—NH2>—N=N>N>COO—>—O—>—C=O

烯醇基胺基偶氮化合物環(huán)氮羧基醚基羰基土壤有機質與重金屬離子的絡合作用對土壤和水體中重金屬離子的固定和遷移有重要影響。

金屬—富啡酸復合體穩(wěn)定常數(shù)：Fe3+

>Al3+

>Cu2+

>Ni2+

>Co2+

>Pb2+

>Ca2+

>Zn2+

>Mn2+

>Mg2+

腐殖物質—金屬離子復合體的穩(wěn)定常數(shù)反映了金屬離子與有機配位體之間的親和力，對重金屬環(huán)境行為的了解有重要價值。穩(wěn)定常數(shù)常受pH值得影響，穩(wěn)定常數(shù)在較高pH時稍大。主要是因為羧基等功能基在較高pH條件下有較高的解離度。在低pH時，由于H+與金屬離子一起競爭配位體的吸附位，腐殖酸絡合的金屬離子較少。

重金屬離子的存在形態(tài)受腐殖酸物質的絡合作用和氧化還原作用的影響腐殖酸對無機礦物有一定的溶解作用實際上是其對金屬離子的絡合、吸附和還原作用的綜合結果。

胡敏酸作為還原劑可將有毒的Cr6+還原為Cr3+，Cr3+能與胡敏酸上的羧基形成穩(wěn)定的復合體，從而限制了動植物對它的吸收。腐殖物質能將V5+還原為V4+,Hg2+還原為Hg,Fe3+還原為Fe2+,U6+還原為U4+,

（二）有機質對農藥等有機污染物的固定作用

SOM對有機污染物在土壤中的生物活性、殘留、生物降解、遷移和蒸發(fā)等過程有重要影響。

SOM對農藥的固定與腐殖質功能基的數(shù)量、類型和空間排列密切相關，也與農藥本身的性質有關。

極性有機污染物可以通過離子交換和質子化、氫鍵、范德華力、配位體交換、陽離子橋和水橋等不同機理與SOM結合；

非極性有機污染物可以通過分隔機理與之結合。空氣中CO2濃度變化（三）土壤有機質對全球碳循環(huán)的影響

（三）土壤有機質對全球碳循環(huán)的影響

土壤有機質是全球C平衡的重要C庫。

全球土壤有機質總碳量：

14×1017~15×1017g

陸地生物總碳量：

~5.6×1017g

全球每年土壤有機質生物分解釋放到大氣中的總碳量：68×1015g

全球每年因焚燒燃料釋放到大氣中的總碳量：

6×1015g

土壤有機碳水平的不斷下降，對全球氣候變化的影響不亞于人類活動向大氣排放的影響。土壤有機質在環(huán)境中的遷移路徑

TransportationpathsofSOMinnaturalenvironment

秸稈直接還田三、土壤有機質的管理

我國土壤有機質含量普遍偏低。

TheEnd第三章

土壤生物

soilorganisms

土壤生物活性(biologicalactivity)和肥力直接或間接地與土壤生物有關。土壤生物是土壤具有生命力的主要成分，在土壤形成(soilformation)和發(fā)育過程(developmentprocess)中起主導作用(theleadingeffects)。也是評價土壤質量(soilquality)和健康狀況(healthlevel)的重要指標之一。

本章重點闡述土壤微生物的多樣性及其功能。Soilorganismsareresponsibleforthephysicalcombinationandbiochemicaldecomposition,andincorporationoforganicmatter.Theyexhibittremendousdiversityintermsoftheirnumbers,sizeandmorphology,andalsovarydramaticallyintheirfunction,modeofnutritionandenvironmentaltolerance.Contents3.1Soilorganismdiversity

土壤生物多樣性3.2Influencedfactorsofsoilorganismactivity

影響土壤微生物活性的環(huán)境因素3.3Formationanddistributionofsoilmicroflora

土壤微生物區(qū)系的發(fā)生和分布3.4Soilorganismactivityanditsrepresents

土壤生物活性及表征

第一節(jié)

土壤生物多樣性Soilorganismdiversity

按其功能分類Classificationaccordingtotheirfunctions生產者Producers:

plants—fixCfromatmosphericCO2duringphotosynthesis.消費者Consumers:

feedonplantsandotherorganisms.分解者Decomposers(reducers):

utilizecarbonfromorganicmaterial,returningittotheatmosphereasCO2andothergaseousbyproductsandmineralizingnutrientstotheiroriginalionicform.寄生者Parasites一、土壤生物類型的多樣性

Diversityofsoilorganismspecies

按其大小和形態(tài)分類Classificationaccordingtosize微生物Micro-organism<0.2mm微(原生)植物Microflora<0.2mm

細菌、放線菌、絲狀菌、藻類原生動物Microfauna<0.2mm微小動物中等動物Mesofauna0.2-2mm線蟲類.螨蟲類大型動物Macrofauna2-20mm螞蟻科.跳蟲類巨型動物Megafauna>20mm蚯蚓按其形態(tài)分類后生動物（多細胞）原生動物（單細胞）微生物真核微生物：真菌和藻類原核微生物：細菌、放線菌和藍細菌分子生物（無細胞結構，如病毒）metazoan

后生動物

小的土居性的多細胞動物。種類：線蟲、蠕蟲、蚯蚓、蛞蝓、蝸牛、千足蟲、蜈蚣、輪蟲、螞蟻、螨、環(huán)節(jié)動物、蜘蛛和昆蟲等作用：植物殘體破碎、混合SoilmesofaunaNematodesinsoils

土壤中的線蟲Springtailsinsoils

土壤中的節(jié)肢動物

Microfauna(protozoa)

原生動物

單細胞真核生物（簡稱原蟲）。結構簡單，數(shù)量多、分布廣。表土多，底土少。原生動物在土壤中的作用：調節(jié)細菌數(shù)量增進某些土壤的生物活性參與土壤植物殘體的分解纖毛蟲細菌和小鞭毛蟲為食變形蟲動、植物碎屑為食鞭毛蟲取食細菌

土壤中微生物分布廣、數(shù)量大、種類多，是土壤生物中最活躍的部分。它們參與土壤有機質分解，腐殖質合成，養(yǎng)分轉化和推動土壤的發(fā)育和形成。

土壤微生物在地球生境中數(shù)量最多、生物多樣性最復雜和生物量最大。Micro-organism

微生物1公斤土壤可含5億個細菌,100億個放線菌和近10億個真菌，5億個微小動物。土壤微生物主要作用：調節(jié)植物生長的養(yǎng)分循環(huán)產消溫室氣體(CO2,CH4,NO,N2O,CO等)，影響全球氣候變化分解有機廢物保存物種、基因引發(fā)人、畜、植物病害土壤中的食物鏈關系節(jié)桿菌屬（Arthrobacter）芽孢桿菌屬（Bacillus）假單胞菌屬（Pseudomonas）土壤桿菌屬（Agrobacterium）產堿桿菌屬（Alcaligenes）黃桿菌屬（Flavobacterium）

原核微生物(procaryotes)古細菌(archaea)甲烷產生菌極端嗜酸熱菌極端嗜鹽菌細菌

(bacteria)二、土壤微生物種群的多樣性Diversityofsoilmicro-organismpopulation

Bacteria

細菌個體微小，1微米左右形狀多為棒狀或桿狀Bacteria

細菌土壤細菌數(shù)量很大（占土壤微生物總數(shù)的70-90%），但生物量不大。代謝強、繁殖快。土壤中最活躍的因素Bacteria

細菌土壤中細菌的作用分解有機質參與碳循環(huán)、氮循環(huán)改善土壤結構凈化土壤病害根瘤菌固氮細菌苜蓿根毛尖上的根瘤菌Bacteria

細菌放線菌(actinomyces)以孢子或菌絲片斷存在，細胞數(shù)104-106/g土。肥土比廋土多，耕地比林地多，春秋季比夏冬季多。最適宜生長在中性、偏堿性、通氣良好土壤中，轉化土壤有機質。Actinomycetes

放線菌藍細菌（Cyanobacterium）

是光合微生物，行光能無機營養(yǎng)，過去稱為藍（綠）藻，由于原核特征現(xiàn)改稱為藍細菌，與真核藻類區(qū)分開來。粘細菌(myxomycota)

土壤中數(shù)量不多，施有機肥土壤中常見，是已知最高級的原核生物，具備形成自實體和年報字的形態(tài)發(fā)生過程。真菌(fungus

/eumycota)藻類(alga)地衣(lichen)

真核微生物

(Eukaryoticmicroorganisms)森林土壤和酸性土壤中占優(yōu)勢單細胞或多細胞的真核原生生物硅藻、綠藻、黃藻土壤生物的先行者真菌和藻類形成的不可分離的共生體在土壤發(fā)生早期起重要作用Fungus真菌酵母菌蘑菇霉菌菌根Alga藻類非細胞型生物即分子生物—病毒(virus)一種活細胞內的寄生物，超顯微的非細胞生物，只是一種核酸?？科渌拗鞔x系統(tǒng)的協(xié)助復制核酸，合成蛋白質等組分，然后再裝配而得以繁殖。離體條件下，以無生命的化學大分子狀態(tài)長期存在并保持其侵染活性。

Nutritionmode

Thesourcesofcarbonandenergy

異養(yǎng)型HeterotrophsC:organicmaterial

數(shù)量多Chemoheterotrophs(化能有機營養(yǎng)型/化能異養(yǎng)型)

種類：腐生、寄生energy:chemicaloxidationPhotoheterotrophs(光能有機營養(yǎng)型/光能異養(yǎng)型)種類：紅螺菌energy:light自養(yǎng)型AutotrophsC:inorganicsources數(shù)量少Chemoautotrophs(化能無機營養(yǎng)型/化能自養(yǎng)型)種類：亞硝酸/硝酸/硫氧化/鐵/氫細菌energy:chemicaloxidationPhotoautotrophs(光能無機營養(yǎng)型/光能自養(yǎng)型)種類：藻類、光合細菌energy:light三、土壤微生物營養(yǎng)類型的多樣性Diversityofnutritionmode

oxygenrequirements？Aerobes(好氧性微生物)

有氧呼吸

requirementforoxygen實例：細菌、霉菌、放線菌、藻類、原生動物作用:徹底氧化,釋放能量Obligateanaerobes(厭氧性微生物)

無氧呼吸

requireanabsenceofoxygen實例:梭菌、產甲烷細菌、脫硫弧菌作用:部分氧化Facultativeanaerobes(兼厭氧性微生物)

兼性呼吸

normallyrequireoxygenbutmayadapttooxygendeficit實例:酵母菌、大腸桿菌作用:氧化、還原四、土壤微生物呼吸類型的多樣性Diversityofrespirationtype

第二節(jié)影響土壤微生物活性的環(huán)境因素Influencedfactorsofsoilorganismactivity

一、溫度二、水分及其有效性三、pH四、氧氣和Eh值五、生物因素六、土地管理措施溫度是影響微生物生長和代謝最重要的環(huán)境因素。微生物生長需要一定的溫度，溫度超出最低和最高限度時，即停止生長或死亡。一、溫度

Temperature

最適生長溫度高溫型

嗜熱型45-60℃極端嗜熱80-90℃中溫型

25-40℃

低溫型

兼性嗜冷20-30℃專性嗜冷<15℃溫度生長速度水是微生物細胞生命活動的基本條件之一。水分對微生物的影響不僅決定它的含量，更重要決定水的有效性。水分的微生物有效性，用水的活度表示。二、水分及其有效性

Wateranditsavailability某些微生物生活環(huán)境的水活度水活度環(huán)境（或材料）微生物（代表種類）1.000.90~1.000.980.950.900.800.750.70純水一般農業(yè)土壤海水人為環(huán)境或某些土壤環(huán)境人為環(huán)境或某些土壤環(huán)境人為環(huán)境或少量特殊土壤環(huán)境人為環(huán)境或少量特殊土壤環(huán)境人為環(huán)境或少量特殊土壤環(huán)境柄桿菌、螺菌大多數(shù)微生物假單胞菌、弧菌大多數(shù)G+桿菌G+球菌、毛霉、鐮胞菌拜耳酵母、青霉鹽桿菌、鹽球菌、曲霉嗜干燥真菌三、Acidity/alkalinity

酸堿度（pH）

最適pH范圍大多數(shù)細菌、藻類和原生動物6.5-7.5放線菌

7.5-8.0酵母菌和霉菌

5.0-6.0真菌酸性土壤嗜酸菌acidophiles/嗜堿菌alkalinophiles

極低/高一般土壤pH范圍為4~9，能維持各類微生物生長發(fā)育。

結構良好、通氣的旱作土壤中有較豐富的好氧性微生物生長發(fā)育。淹水下層土壤，覆蓋秸稈土壤，或是用新鮮有機肥土壤，厭氧性微生物占優(yōu)勢。四、氧氣和Eh值

O2andredoxpotential(Eh)好氧性微生物：需要O2，最適Eh為300-400mV，表層土壤厭氧性微生物：必須缺O(jiān)2，最適Eh為<100mV，底層土壤兼厭氧性微生物：有無O2均可，適應范圍廣。五、生物因素

Biologicalfactors按照來源分為：土居性(土生土長的，edaphon)客居性(外來的)存在互生、共生、拮抗現(xiàn)象。常規(guī)耕作、覆蓋減耕和免耕(zerotillage)等耕作措施對土壤微生物的影響程度是不同的。六、土壤管理措施

Soilarrangement

土壤耕作Soiltillage殺生劑和其他化學制劑(chemicals)

第三節(jié)土壤微生物區(qū)系的發(fā)生和分布Formationanddistributionofsoilmicroflora土壤中存在的重要的微生物類群有：細菌、放線菌、真菌、藻類和原生動物。土壤微生物與土壤肥力演變、營養(yǎng)元素轉化、土傳性病害的發(fā)生均有密切關系。

一、不同類型土壤中微生物的數(shù)量和分布不同土壤類型、肥力水平，土壤微生物的數(shù)量和分布有很大差異。中國不同土壤微生物總數(shù)，呈如下變化趨勢：黑鈣土>棕壤>灰壤>水稻土>磚紅壤土壤有機質含量與微生物數(shù)量關系密切。在土壤的不同層次中，由于水分、養(yǎng)分、通氣、溫度、pH等因素的差異及不同微生物的特異性，致使微生物在土壤剖面中的分布不均。一般來說，表土層微生物數(shù)量最多，隨層次加深，數(shù)量減少。

二、土壤剖面中微生物的數(shù)量和分布各種團聚體是微生物在土壤中生活的微環(huán)境。團聚體內外的條件不同，微生物的分布也不一樣。三、土壤團聚體中微生物的數(shù)量和分布根圈微生物菌根（mycorrhiza)

共生固氮聯(lián)合固氮四、微生物與植物根的聯(lián)合

根圈（rhizosphere)或根際：植物根系及其影響所及的范圍。

根圈微生物效應：用根/土比值（R/S)表示，即根圈土壤微生物與近鄰的非根圈土壤微生物數(shù)量之比。根土比一般在50-20之間。存在于樹木根活性部分的真菌菌絲，是真菌和植物根的共生聯(lián)合體。對于改善植物營養(yǎng)、調節(jié)代謝和增強植物抗逆性有一定作用。土壤微生物區(qū)系分布特征Distributioncharacteristicsofsoilmicroflora

絕大多數(shù)分布在土壤礦物質和有機質顆粒表面，無機-有機-生物復合體（團聚體）高等植物根系周圍含有種類多，數(shù)量多，活性強的微生物群，根際微生物在土壤剖面中具有垂直分布特點表層比底層多在地域上具有地帶性分布的特點種類和數(shù)量隨土壤熟化而增加多種共存相互促進相互制約一、土壤酶

Soilenzyme

土壤酶種類和功能氧化還原酶類水解酶類轉移酶類裂解酶類第四節(jié)土壤生物活性及表征

土壤酶主要來自微生物、土壤動物和植物根。土壤酶主要是吸附在土壤有機質和礦質膠體上，并以復合體狀態(tài)存在。吸附酶的能力：有機質>礦物質；

微團聚體>大團聚體；

細粒部分>粗粒部分。酶與有機質或粘粒結合，使其受到保護，增加穩(wěn)定性，防止被蛋白酶或鈍化劑降解。

酶在土壤中存在狀態(tài)及特性土壤物理性質環(huán)境條件對土壤酶活性的影響質地

Texture:質地粘重土壤比酶活性輕質地土壤的強。結構

Structure:

小團聚體的土壤酶活性較大團聚體的強。水分

Moisture:

漬水條件降低轉化酶活性，但能提高脫氫酶活性。溫度

Temperature:適宜溫度下酶活性隨溫度升高而升高。土壤化學性質

土壤有機質含量和組成及有機礦質復合體組成、特性決定土壤酶的穩(wěn)定性。土壤pH:

磷酸酶活性：堿、中、酸性土壤中均有，最適pH為4.0-6.7和8.0-10。

脲酶活性：中性土壤中最高。

脫氫酶活性：堿性土中最高?；瘜W物質的抑制作用:許多重金屬、廢金屬離子、有機化合物包括殺蟲劑、殺菌劑均對土壤酶活性有抑制作用。土壤耕作管理

耕翻：通常會降低上層土壤酶活性。

灌溉:

增加脫氫酶、磷酸酶活性，但降低轉化酶活性。

施用無機肥料:

影響有增有減。

農藥使用：影響不大，影響持續(xù)幾個月。多糖(polysaccharide)植物激素(phytohormone)植物毒素(phytotoxicant)維生素和氨基酸(vitaminandaminoacid)二、生物活性物質Theend174第四章土壤質地和結構

SoilTextureandSoilStructure

175Contents4.1Three-phasecompositionofsoil

土壤三相組成4.2Soiltexture

土壤質地4.3