第三章 土壤有机质和生物
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土壤有机质组分特征及生物活性成因解析土壤有机质是土壤中非常重要的组分之一,它对土壤质量和农田生态系统的健康发展起着关键作用。
了解土壤有机质的组分特征以及其生物活性的成因对于改进土壤管理和提高农业生产具有重要意义。
本文将从土壤有机质的定义、组成部分、形态特征和生物活性成因等方面进行解析,以期加深对土壤有机质的了解。
首先,土壤有机质是指土壤中的含碳化合物,主要由植物残体、动物粪便和微生物尸体等有机物质组成。
根据组成部分的不同,土壤有机质可分为可降解和难降解有机质。
可降解有机质主要是指植物残体、动物尸体等能够在短期内被土壤微生物降解的有机物质,它们通过微生物的分解作用释放出的营养物质可供植物吸收利用,促进植物生长。
难降解有机质则是指由高分子有机物质组成的土壤有机质,主要包括腐植酸、胡敏酸等,它们具有较高的分子量和稳定性,难以被微生物降解,能够长期保持在土壤中。
其次,在形态特征上,土壤有机质主要以团聚体的形式存在于土壤中。
土壤有机质与矿质颗粒、水分和微生物等形成团聚体,这种团聚体结构具有一定的稳定性和孔隙度,对土壤保持水分和营养物质的能力起着重要作用。
土壤有机质的团聚体结构可以提高土壤的物理性质,增加土壤通气性和透水性,改善土壤结构,有利于植物根系的生长和土壤微生物的活动。
另外,土壤有机质的生物活性主要体现在其对土壤生态系统功能的影响上。
土壤有机质通过提供养分和提高土壤保水能力等方式,影响土壤肥力和农作物产量。
同时,土壤有机质还能够作为微生物的能量来源,促进土壤微生物的繁殖和活动,提高土壤的呼吸作用和有机质分解速率。
此外,土壤有机质还能够吸附和解毒土壤中的重金属和有机污染物,减少其对环境和生物的污染和危害,保护农田生态环境。
土壤有机质的生物活性成因主要有两个方面,一是土壤有机质的来源,二是土壤微生物的作用。
土壤有机质的来源主要包括植物残体、动物粪便和微生物尸体等。
植物残体在土壤中通过微生物的分解作用逐渐转化为有机质,这一过程被称为植物残体的分解。
土壤学(章节备课)第三章土壤有机质第一节土壤有机质的来源、含量及组成一、土壤有机质的概念指存在于土壤中的所有含碳的有机物质,它包括土壤中各种动、植物残体,微生物体及其分解和合成的各种有机物质。
二、土壤有机质来源森林土壤:枯枝落叶草原土壤:草、根系耕作土壤:作物残茬( 一般占籽实产量的35~40%) 、施用的有机肥。
作为土壤有机质最主要来源的各种植物残体,其化学组成和各种成分的含量,因植物种类、器官、年龄等的不同而有很大差异。
从而导致土壤有机质的差异。
森林土壤:酸性有机质草原土壤:中性有机质三、土壤有机质的含量及组成1. 含量土壤学中,一般把耕层含有机质20%以上的土壤, 称为有机质土壤,在20% 以下的土壤,称为矿质土壤, 但耕作土壤中,表层有机质的含量通常在5%以下。
土壤有机质含量与气候、植被、地形、土壤类型、农耕措施密切相关。
不同土壤中含量差异很大。
目前,我国土壤有机质含量普遍偏低。
总体而言, 北方土壤有机质含量高于南方土壤。
泥炭土、一些森林土壤等:可达20%或30%以上;漠境土和砂质土:不足0.5%2. 元素组成(水%=75,干物质%=25)干物质 C H O N +灰分元素C/N 大约为10 左右。
3. 化学组成成分纤维素半纤维素木质素蛋白质脂肪、树脂等4. 土壤腐殖质(humus)A、土壤腐殖质概念:是除未分解和半分解动、植物残体及微生物体以外的有机物质的总称,由非腐殖物质(Non-humic substances)和腐殖物质(Humic substances)组成,通常占土壤有机质的90% 以上。
B、特点:腐殖物质是经土壤微生物作用后,由多酚和多醌类物质聚合而成的含芳香环结构的、新形成的黄色至棕黑色的非晶形高分子有机化合物。
它是土壤有机质的主体,也是土壤有机质中最难降解的组分,一般占土壤有机质的60%-80%。
C、组成:包括腐殖物质和非非腐殖物质第二节土壤有机质的分解和转化一、简单有机化合物的分解和转化矿质化:指复杂的有机质在微生物的作用下,转化为简单的无机物的过程。
第三章土壤有机质的测定主要内容:◎概述◎土壤有机质的测定要求:✧了解土壤有机质含量在肥力上的意义✧掌握土壤有机质含量的计算方法✧了解干烧法、湿烧法测定土壤有机质的方法✧掌握重铬酸钾容量法(外加热法)测定土壤有机质的原理、操作步骤及注意事项✧了解比色法测定土壤有机质的方法✧了解灼烧法测定土壤有机质的方法§ 3-1 概述土壤有机质是土壤固相的组成分之一,尽管土壤有机质仅占土壤重量的很小一部分,但在土壤肥力、环境保护和农业可持续发展方面却具有十分重要的作用和意义。
侯光炯教授:土壤是一个活的“有机体”,其中矿物质—骨骼,有机质—肌肉,孔隙—血管,水分—血液。
土壤有机质含量变异性大(<0.5%-->30%),通常将表层有机质含量>20%的土壤称为有机质土壤,将表层有机质含量<20%的土壤称为矿质土壤。
一、土壤有机质的组成1. 土壤有机质的元素组成主要元素组成为C(52-58%)、O(34-39%)、H(3.3-4.8% )和N(3.7-4.1%),其次为P和S,C/N ≈10。
2. 土壤有机质的化合物组成主要化合物组成是木质素和蛋白质,其次是半纤维素、纤维素、乙醚和乙醇可溶性化合物(其中木质素和蛋白质高于植物组织,半纤维素和纤维素则明显降低)。
3. 土壤有机质的组成很复杂,包括三类物质:(1)分解很少,仍保持原来形态学特征的动植物残体;(2)动植物残体的半分解产物及微生物代谢产物;(3)有机质的分解和合成而形成的较稳定的高分子化合物——腐殖酸类化合物。
分析测定土壤有机质含量,实际包括了上述全部2、3两类及第1类的一部分有机物质,以此来说明土壤肥力特性是合适的。
二、土壤有机质的转化1. 矿质化作用矿质化作用(有机质分解过程)——土壤中的有机物质在微生物作用下分解为简单化合物,并释放出矿质养分和能量的过程。
矿质化系数(有机质分解速率)——土壤中每年因矿化作用而分解的有机质数量占土壤有机质总量的百分数。