土壤生物与土壤有机质
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从广义上讲,土壤有机物是指土壤中各种含碳有机物,包括各种动植物残留物,微生物及其分解和合成的各种有机物质。
从狭义上讲,土壤有机质(SOM)通常是指由有机残留物通过微生物作用而形成的一种特殊,复杂和稳定的大分子有机化合物(腐殖酸)。
土壤有机质是土壤固相的重要组成部分,也是植物营养的主要来源之一。
它可以促进植物的生长发育,改善土壤的物理性质,促进微生物和土壤生物的活性,促进土壤中营养元素的分解,并提高土壤肥力和缓冲作用。
它与土壤的结构,通气,渗透性,吸附和缓冲密切相关。
通常,当其他条件相同或相似时,有机物的含量在一定范围内与土壤肥力成正相关。
土壤有机质主要来自植物,动物和微生物残留,其中高等植物是主要来源。
微生物是最早出现在原始土壤母体材料中的生物。
随着生物的进化和土壤形成过程的发展,动植物残留物及其分泌物已成为土壤有机质的基本来源。
在天然土壤中,土壤有机质的主要来源是地面植被残留物和根,例如树木,灌木,草及其残留物,它们每年为土壤提供大量有机残留物。
在农业土壤中,土壤有机质的来源广泛,主要包括作物残茬,秸秆还田和绿肥。
人畜粪便,工农业副产品的废料(如酒糟,亚硫酸铵造纸废液等);城市生活垃圾和污水;土壤微生物,动物(例如earth,昆虫等)的残留物和分泌物;人工施用各种有机肥料(肥料,腐殖酸,肥料,污泥,土壤和杂肥等)。
其中,耕种土壤中的自然植被已不存在,主要是人们每年使用的作物根系分泌物,残茬,垃圾和有机肥料(绿肥,堆肥,堆肥和肥料等)。
尽管进入土壤的有机残留物来源不同,但从化学角度来看,它们主要是碳水化合物(包括一些简单的糖和多糖,例如淀粉,纤维素和半纤维素),含氮化合物(主要是蛋白质),木质素和其他物质。
此外,还有一些脂溶性物质(例如树脂,蜡等)。
土壤有机质的基本元素是C,O,h和N,其中C占52%-58%,O占34%-39%,H占3.3%-4.8%,N占3.7。
%-4.1%。
第二个是p和s,其次是K,CA,Mg,Si,Fe,Zn,Cu,B,Mo,Mn和其他灰分元素,C / N通常为10-12。
第二章土壤有机质一、土壤有机质的来源、含量及其组成1土壤有机质的概念指存在于土壤中所有含碳的有机质。
由生命体和非生命体两大部分组成。
2来源(1)土壤微生物是土壤有机质的最早来源(2)动、植物残体是自然土壤有机质的主要来源(3)作物根茬、有机肥料、工农业和生活废水、废渣、微生物制品、有机农药等有机质3土壤有机质的含量不同土壤有机质含量差异很大,其含量与气候、植被、地形、土壤类型、耕作措施等因素密切相关。
耕层含有机质20%以上的土壤称为有机土壤;20%以下的称为矿质土壤。
4有机质的组成元素组成:主要为C、H、O、N,其次是P和S。
化合物组成:主要是类木质素和蛋白质,其次是半纤维素以及乙醚和乙醇可溶性化合物。
5土壤腐殖质:除未分解和半分解、植物残体及微生物残体以外的有机物质总称。
由非腐殖质物质和腐殖物质组成,占土壤有机质的90%。
(1)非腐殖物质:有特定的物理化学性质、结构已知的有机化合物,包括一些经微生物改变的植物有机化合物,和微生物合成的有机化合物。
如碳水化合物、氨基酸、蛋白质、氨基酸、脂肪、蜡质、木质素、树脂、核酸、有机酸等。
在土壤中存在时间短、易被降解和作为基质被微生物利用,占土壤腐殖质的60%~80%。
(2)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。
是土壤有机质的主体,也是土壤有机质中最难降解的组分,占土壤有机质的60%~80%二、土壤有机质的分解和转化(一)矿质化过程土壤有机质在土壤微生物及其酶的作用下,分解成二氧化碳和水,并释放出其中的矿质养分和能量的过程。
1单糖的分解:在有氧条件下彻底分解,形成二氧化碳和水,在缺氧条件下,形成有机酸类的中间产物,并产生还原性的甲烷及氢气。
2纤维素的分解:首先分解为单糖,然后进一步分解。
3含氮有机质的分解主要是蛋白质的分解,是土壤氮素循环的主要过程。
包括4个过程:(1)水解过程:蛋白质在水解酶作用下分解成简单的氨基酸(2)氨化作用:在氨化细菌作用下,有机态氮变成无机态氮(即氨或铵)的过程。
土壤生物在土壤研究中的意义1、形成土壤结构微生物的区系组成、生物量和它们的生命活动对土壤的形成与发育关系密切。
在土壤中,微生物会通过代谢活动的氧气与二氧化碳的交换,以及分泌有机酸等有助于土壤粒子形成大的团粒结构,并形成真正意义上的土壤。
2、分解有机质这一点是微生物对于土壤作用更显着的一点。
微生物有着分解作用,对于作物的残根、烂根、落叶等微生物都可以使其腐烂并分解,然后转化为营养元素供给于作物。
并在这些过程中形成腐殖质,从而改善土壤的结构。
同时微生物的代谢产物还可以分解矿物质,通过分解作用从而产生磷、钾等元素提供给作物吸收利用。
3、固氮作用有些微生物可以通过转化空气中的氮元素,为作物提供“氮肥”。
这就像是当人处于高原环境出现缺氧反应时,我们用氧气瓶来提供氧气。
如果没有氧气瓶我们很难呼吸到足够的氧气从而缓解缺氧症状;同样的,如果没有微生物,这些空气中的氮元素就会白白浪费掉。
4、整治病害有些病害是由病原菌微生物所导致,这时我们就可以用与它们会产生克制作用的微生物来进行防治。
不光绿色环保,效果也更为出众。
问题出在哪里,就用相对应的办法解决无疑是更好的解决方案。
换句话理解就是:杀鸡焉用宰牛刀?当然用杀鸡刀是更顺手的。
5、防治虫害在自然界,存在着许多对害虫有致病作用的微生物,利用这种致病性来防治害虫是一种有效的生物防治方法。
利用微生物防治害虫的研究始自19世纪,到20世纪上半期逐渐进入开发实用阶段。
发展较快的是真菌和细菌杀虫剂,目前,应用较多的细菌有苏云金杆菌,真菌主要有绿僵菌、白僵菌等。
6、降解有害物质的残留常年耕种的土壤,难免会积累残留农药,甚至是各种垃圾,这对作物的生长百害而无一利。
微生物群可以对这些有害物质进行分解,使它们变的低害、甚至无害。
生物对土壤形成的作用
生物对土壤的影响是非常重要的,它们可以促进土壤发育,改善土壤性质,影响土壤结构,维持土壤有机物的均衡和土壤pH 值,以及影响土壤通量和土壤生物活性。
首先,生物对土壤发育有着重要作用。
许多动物,如兔子,土拨鼠和线虫等,可以通过挖掘地下洞穴,将其粪便分散到土壤中,不仅可以增加土壤的质量,而且还可以增加土壤的有机质含量和氮的供应。
此外,蜘蛛等昆虫还通过吸收其栖息地的有机物质,释放肥料,从而促进土壤的营养和pH反应。
其次,生物还可以改善土壤性质。
根瘤菌是一类植物和土壤之间的关联菌类,它们具有特殊的化学特性,可以自发地吸收土壤中的氮、磷和钾,从而改善土壤肥力,增加土壤有机质含量,使土壤更有益于它们植物生长发育。
此外,生物对土壤结构也具有重要作用。
沃尔夫发现,微生物可以分泌凝胶分子,将土壤中的颗粒结合在一起,而这些粒子比它们没有微生物活性的土壤要多。
这会改善土壤的结构,使其具有良好的吸水性,便于根系的生长发育。
此外,生物还可以维持土壤有机物的均衡和土壤pH值。
研究表明,微生物可以生成大量碳酸盐酶将土壤中多种有机物分解,从而维持有机物的平衡,而细菌分泌会升高土壤的有机碳含量,从而影响土壤的pH值,使其偏酸或偏碱,从而改变其生长条件。
最后,生物还会影响土壤通量和土壤生物活性。
研究表明,微生物活动对土壤气体的流通非常重要,提高了气体的蒸发和扩散,甚至还能够改善土壤的水分分布。
此外,微生物还可以释放大量的活性物质,从而增加土壤生物活性,使植物可以更好地吸收营养,促进植物的生长和发育。
土壤有机质的组成
土壤有机质是指土壤中有机物的总量,是土壤的重要组成部分。
它来源于植物、动物、微生物等有机物的分解和转化过程,包括有机质、腐殖质和生物质等。
有机质是土壤中最活性的组分之一,对土壤性质的形成和改善具有重要的作用。
1. 有机质
有机质是指土壤中的有机物质,包括植物、动物和微生物的残体和代谢物等。
它的来源主要是植物残体和根系分泌物,动物粪便和尸体以及微生物的生物量和代谢物等。
有机质的含量是衡量土壤肥力的重要指标之一,对土壤的结构、通气性、保水性、保肥能力等都有重要影响。
2. 腐殖质
腐殖质是指有机质在土壤中分解后形成的一种类似胶体的物质,是土壤中最稳定的有机质组分。
它的形成需要经过微生物的分解和转化,主要包括颗粒腐殖质和胶体腐殖质两种形态。
腐殖质的含量越高,土壤的肥力越好,土壤的保水能力和通气性也会得到提高。
3. 生物质
生物质是指土壤中活体或死体的有机物质,主要包括植物根、茎、
叶、树皮、果壳等,以及动物尸体和微生物的生物体等。
生物质是土壤中一种活跃的组分,可以促进土壤微生物的生长繁殖,对土壤的肥力和生物多样性都有重要作用。
土壤有机质的组成主要包括有机质、腐殖质和生物质三个方面。
它们在土壤中的含量和比例对土壤肥力、结构和生态系统的稳定性都有着重要的影响。
因此,在进行土壤肥力调控和土壤保护与修复工作时,需要注重土壤有机质的管理和维护,以促进土壤质量的提高和可持续利用。