第二章 土壤有机质
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土壤地理学第二章/第三章第二章:影响土壤形成的环境因素:俄国道库恰耶夫成土学说:主要观点:土壤成土因素主要有五个气候、生物、母质、地形。
时间影响土壤发育的五个主要因素:1、母质因素(不同岩石风化壳)2、生物因素(不同植被类型:草地与森林)3、气候因素(影响风化,控制植被生长)4、地形因素(影响物质与能量的分配)5、时间因素(控制土壤发育进程)地质大循环和生物小循环的关系:1.大循环是小循环的基础,也是土壤形成的基础(矿质养分);2.小循环是土壤形成的核心(腐殖质);3.大循环大于小循环,自然界会发生水土流失现象;4.大循环小于或者等于小循环,自然界水土保持。
总之,土壤的形成过程是物质的地质大循环与生物小循环过程矛盾与统一。
形成土壤的两个基本作用:◆风化作用:致密的岩石被破坏,营养元素得以释放,并形成疏松的风化层;◆生物作用:有机质加入,营养元素积聚。
1)土壤胶体及结构①土壤胶体:通常所说的土壤胶体实际上是指直径在1—100 mµm之间的土壤颗粒。
②土壤胶体的种类土壤矿物质胶体(无机胶体):次生铝硅酸盐、铁铝化合物有机胶体:腐殖质、有机酸、蛋白质等有机-无机复合胶体③土壤胶体结构微粒核:胶核双电层:内外吸附层、扩散层2)土壤胶体的性质①巨大的比表面积和表面能②带电性带电的原因是什么?电性如何?③土壤胶体离子交换作用④分散和凝聚作用第一:粘土矿物胶体带电土壤中粘土矿物胶体一般都带负电荷,其电荷来源有以下几个方面:同晶置换作用粘土矿物晶质中的一种离子被另一种离子取代的过程。
在这个过程中,只改变了矿物质的化学成分,而矿物的结晶构造不变,故叫做同晶置换作用。
晶格破碎边缘带电矿物质风化破碎过程中,晶格边缘离子一部分电荷未被中和而产生剩余电荷,使晶体边缘带电。
第二:腐殖质胶体带电意义?由于腐殖质分子量大、功能团多,解离后带电量大,对土壤保肥供肥性有重要影响。
第三:两性胶体带电,什么是两性胶体?表面既带负电荷,亦带正电荷的土壤胶体称两性胶体。
第二章土壤有机质 (Soil Organic Matter)第一节土壤有机质的来源、含量及其组成第二节土壤有机质的分解和转化第三节土壤腐殖物质的形成和性质第四节土壤有机质的作用及管理第一节土壤有机质的来源、含量及其组成一、定义是指土壤中所有含碳的有机化合物。
二、来源动、植物残体和微生物(落叶、死亡茎杆、根系、动物的排泄物、代谢产物等)人工施入土中的有机肥料三、含量耕层含有机质20%以上的土壤—有机质土壤而含有机质20%以下的土壤—矿质土壤但耕作土壤中表层有机质的含量通常在5%以下,一般在1%——3%之间。
四、组成1、元素组成C——52%-58%O——34%-39%H——3.3%-4.8%N——3.7%-4.1%其次为P、S等,C/N比大约在10左右2、化合物组成类木质素蛋白质纤维素半纤维素乙醚和乙醇可溶性化合物第二节土壤有机质的分解和转化一、分解和转化过程 (Decomposition of Organic)(一)矿质化过程1、定义:指在微生物酶的作用下发生氧化反应,彻底分解而最终释放出二氧化碳、水和能量,所含氮、磷、硫等营养元素在一系列特定反应后,释放成为植物可利用的矿质养料,这一过程称为有机质的矿化过程。
2、各种化合物矿质化过程1)碳水化合物好气条件下分解—速度快,中间产物有机酸不易积累,最终产物是CO2和水,并释放出大量的热量。
嫌气条件下分解—速度很慢,并有大量中间产物——有机酸积累,最终产物中除有CO2外,还有大量还原性物质CH4、H2等出现,同时释放的热能也低些。
2) 脂肪、树脂、蜡质、单宁等在好气条件下—除生成CO2和水,并放出能量外,还常产生有机酸在嫌气条件下—则可产生多酚类化合物,氧化可转化为酮类化合物,也可通过聚合、缩合等作用,形成土壤沥青。
3) 木质素类不同植物的木质素,都含芳香核,是一类成分和结构都极复杂的有机化合物,是最不易分解的有机成分。
在好气条件下—主要通过真菌和放线菌的作用,先进行氧化和脱水,再缓慢分解,其芳香核变为醌型化合物在嫌气条件下—分解极漫,在沼泽泥炭地木质素大量累积。
《土壤肥料学》第二章土壤有机质课后思考题解析1、什么是矿质土壤和有机质土壤?矿质土壤简称矿质土,主要是由矿物质组成的、其特性主要由矿物质所决定的土壤.通常含有不到20%的有机质,具有30厘米厚的有机质表土层.有机质土壤是指在土壤学中,一般把耕层含有机质20%以上的土壤。
2、不同土壤中的有机质的来源途径有哪些?对于原始土壤来说,微生物是土壤有机质的最早来源;自然植被条件下,土壤有机质主要来源于地面植物残落物、根系残体和根系分泌物,其次来源于生活在土内的动物和微生物。
农业土壤的有机质主要来源于施入土壤的各种有机肥料,植物遗留的根茬、还田的秸秆以及翻压的绿肥等有机物质。
3、什么是土壤有机质的矿质化过程和腐殖化过程?土壤有机质的矿化过程是指在微生物作用下,复杂的有机物质分解成为简单无机化合物的过程。
土壤腐殖化过程是指土壤有机质在微生物作用下,不仅可以分解成为简单的无机物,同时经过生物化学作用,又可以重新合成更为复杂而且比较稳定的特殊的高分子有机物,即腐殖质。
4、含氮有机物的矿质化过程分为哪几个阶段?具体阶段的条件、过程、结果如何?含氮有机物的矿质化过程可分为4个阶段,水解过程、氨化过程、硝化过程和反硝化过程。
水解过程是,蛋白质在微生物所分泌的蛋白质水解酶的作用下,分解成为简单的氨基酸类含氮化合物。
氨化过程是经水解生成的氨基酸在多种微生物的作用下,产生氨气的过程,条件是在好气、厌氧条件下均可进行,只是不同种类微生物的作用不同。
硝化过程是在通气良好的条件下,氨化作用产生的氨气在土壤微生物的作用下,可经过亚硝酸的中间阶段,进一步氧化成硝酸。
反硝化过程是硝态氮在土壤通气条件不良的情况下,受反硝化细菌作用还原成气态氮(N2,N2O)的过程.5、土壤腐殖质的形成经历哪几个阶段?土壤腐殖质的形成经历两个阶段,为动植物残体分解阶段和新高分子有机物合成阶段。
6、土壤腐殖质酸的组分和性质如何?腐殖酸的主要组成是胡敏酸和富里酸,通常占腐殖酸总量的60%左右。
《农化分析技术》理论(实验)教学授课教案授课人:雷恩春工程(系)2006年级农产品质量检测专业工程4班200 年月星期教学类型:理论教学,2学时单元名称:第二章土壤有机质测定课时名称:第一节概述第二节土壤有机质的测定教学目的:通过本次课的学习,目的是使学生掌握土壤有机质的相关信息,掌握土壤有机质的测定方法。
知识能力培养的要点:1、一般掌握土壤有机质的来源及组成2、重点掌握土壤有机质的测定方法3、难点重铬酸钾容量法——外加热法教学方法与教具:课堂讲授、学生互动、多媒体理论教学、白板第二章土壤有机质的测定第一节概述复习提问上课内容……………………………………………………5分钟一、土壤有机质的来源:……………………………………………5分钟微生物、动物来源、植物来源、工农业副产品二、土壤有机质组成及含量…………………………………………5分钟1、土壤有机的组成2、土壤有机质的含量三、有机质在土壤肥力上的作用……………………………………15分钟(一)提供植物需要的养分:碳素营养(二)改善土壤肥力特性1、物理性质2、化学性质3、生理性质(三)有机质在生态环境上的作用1、有机质对重金属污染的影响2、有机物质对农药污染的影响3、土壤有机质对全球碳平衡的影响四、土壤有机碳不同测定方法的比较和选用………………………15分钟1、干烧法(高温电炉灼烧)2、湿烧法(重铬酸钾氧化)3、自动分析仪测定C4、容量法(铬酸氧还滴定法)5、比色法6、直接灼烧法第二节土壤有机质的测定一、重铬酸钾容量法——外加热法………………………………………20分钟1、原理2、反应条件:1)试剂浓度、(2)加热温度及加热时间3、干扰与消除二、重铬酸钾容量法——稀释热法………………………………………10分钟1、方法原理2、优点3、缺点三、铬酸、磷酸湿烧法——测定二氧化碳法……………………………10分钟1、方法原理2仪器装置课堂讨论、思考题:……………………………………………………5分钟1、试评述测定土壤有机质常用的几种方法。
第二章土壤有机质一、名词解释1、有机质2、土壤腐殖质3、土壤腐殖物质4、矿化率5、腐殖化系数6、氨化作用7、硝化作用8、有机质的矿化矿化过程9、有机质的腐殖腐殖化过程10、C/N(碳氮比)11、有机质的周转12、有机质的周转时间13、激发作用:14、腐殖化作用二、填空题1、有机质由____________和____________组成,其中以_____________为主。
2、在土壤学中,一般把有机质含量20%以上的土壤称为___________土壤;把有机质含量20%以下的土壤称为__________土壤。
3、通常把土壤腐殖物质(腐殖酸)分为_____________、_____________ 、_____________三个组分。
4、土壤腐殖质由__________和___________组成。
5、土壤腐殖物质按存在状态可分为___________、___________两种,其中绝大多数是___________。
6、土壤有机质转化是在微生物作用下的______________和________________两个过程。
7、有机质组成的碳氮比对其分解速率影响很大,当碳氮比大约在___________以下,微生物不再利用土壤中的有效氮。
8、影响有机质分解和转化的因素有__________________、___________________、__________________和__________________。
9、土壤有机——无机复合体键合的主要机理是______________、_____________、___________和______________。
10、阳离子键桥在土壤有机——无机复合体形成过程中起着重要作用,我国北部的中性和石灰性土壤主要以__________键结合腐殖质为主,而南方酸性土壤中则主要是_______键结合腐殖质。
11、腐殖物质的总酸度通常是指_______和_______的总和。