最终版提高土壤有机质含量的措施.ppt

第一节有机质的来源、含量及组成
三、土壤有机质的组成
土壤中糖类物质的重要性
• 络合多糖可将土壤颗粒结合为稳定的团聚体。
• 多糖也可和金属离子形成络合物，并成为腐殖质合成的 建造单元；
• 氨基糖的矿化，可向植物供应N素； • 有些糖类可以刺激种子发芽和根的延伸； • 多糖还会影响土壤的阳离子代换量和微生物活性
有机物质的半分解期为4.7-9年，胡敏酸在土壤中平均停留时
间780-3000年，富里酸为200-630年。
第二节 土壤有机质的分解和转化
土壤中有机物质的转化分为矿质化和腐殖化两个过程

ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
矿质化是复杂的有机物质分解为简单无机化合物(CO2和H2O)
腐殖化是分解中间产物后又合成更复杂、稳定、胶状的高
的过程，并释放出矿质养分和热量。

分子聚合物的过程，它使有机质和养分得以保存起来。
第二节
土壤有机质的分解和转化
一、矿化过程与腐殖化过程
1、矿化作用(Mineralization)***
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的过程。 2. 矿化作用的意义 为作物生长释放出了营养元素---有效化过程 为腐殖质形成提供了基本材料，成为腐殖化的前提。 a 酶


进入土壤的有机物质数量 土壤有机质的损失量 土壤有机碳的平衡
第一节有机质的来源、含量及组成
三、土壤有机质的组成
非腐殖质
• 结构简单、易被微生物分解、具有明确的物理化学性质的
物质，这些物质统称为非腐殖质。
• 包括土壤中的糖类物质、有机酸和一些化学结构已知的含 N化合物，如氨基酸、氨基糖等。 • 占土壤有机质的20～30%

• 应施腐熟肥料（well-rotted farmyard manure, decomposed dung）, 经常落干晒田，改善通气条件 ，绿肥应适时翻压。
•
• 2、含氮有机质的矿化
• 以蛋白质为例
• (1)水解过程（hydrolysis）：蛋白质在酶的作用下，水解成为氨基酸的过程 。
•
蛋白酶 （proteinase）
对烟草，可以促进K 吸收，抑制Cl 、SO 的吸收，提高烟草品 嫌气条件下，丁酸发酵，放出大量温室效应气体（green house effect gases）, 沼气（meth4ane, or marsh gas）。
好气细菌、厌气细菌 蓝细菌
土壤生物的主要类群示 意图
土壤生物
土壤微生物种群的多样性
（一）原核微生物
1、古细菌
古细菌包括甲烷产生菌、极端嗜酸热菌和
极端嗜盐菌
现已探明生物适应特殊环境因子的遗传基因 普遍存在于质粒上。因此，有可能把这类生活在极 端环境的古细菌作为特殊基因库，用以构建有益的 新种。
土壤生物
• 硫化细菌
• 氨化细菌
在土壤碳、氮、磷、硫循环中担当重要
的角色。
细 菌 菌 落
根瘤
3、放线菌
☆ 放线菌也是原核微生物，菌丝比真菌细，菌丝断裂为孢子
每克土壤中的细胞数在104～106变动。
☆ 链霉菌属，占70%～90%；其次为诺卡氏菌属占10%～30%；
小单胞菌属占第三位，只有1%～15%。它们的大部分均属
•
•
矿质化过程
•
腐殖化过程
• 矿物质 • 及热能
分解 微生物
进入土壤的 分解后合成 腐殖质
有机质
微生物
图4-1 有机质的分解与合成示意图

不合理的耕作方式和土地利用导致土 壤生物多样性下降，影响生态平衡。
土壤污染
化肥、农药等农业投入品的不合理使 用，导致土壤污染，影响农产品安全 。
02
土壤改良技术与方法
土壤有机质提升
总结词
增加土壤有机质含量，提高土壤肥力
详细描述
通过施用有机肥料、绿肥、生物堆肥等有机物料，增加土壤有机质含量，提高 土壤肥力和保水能力，促进土壤微生物活动和植物生长。
农业行业土壤改良培 训
汇报人：可编辑
2023-12-24
contents
目录
• 农业土壤改良的重要性 • 土壤改良技术与方法 • 国内外土壤改良案例分析 • 农业土壤改良政策与法规 • 农业土壤改良的未来展望
01
农业土壤改良的重要性
土壤质量对农作物生长的影响
01
02
03
土壤养分
土壤中的养分是植物生长 的必要条件，缺乏必要的 养分会导致作物生长受限 ，影响产量和质量。
土壤微生物群落优化
总结词
增加有益微生物数量，减少病原菌和害虫
详细描述
通过施用生物肥料、生物农药等生物制剂，增加土壤中有益微生物的数量，减少 病原菌和害虫的数量，提高土壤健康水平。
03
国内外土壤改良案例分析
国内成功案例分享
案例一
江苏省某农场土壤改良项目
案例二
浙江省某果园土壤改良实践
案例三
河南省某蔬菜基地土壤治理经验
保护生态环境
合理的土壤改良措施可以 减少化肥和农药的使用， 降低对环境的污染，保护 生态环境。
促进农业现代化
土壤改良是农业现代化的 重要组成部分，可以提高 农业生产效率，推动农业 现代化进程。
当前农业土壤面临的问题与挑战

提高土壤有机质含量的措施
原因：由于近几年农业的长期偏施单质化肥，没 有适当给土壤补给有机质，造成土壤有机质下降 和土壤微生物菌群多样性及其功能减弱，导致土 壤质量下降，土壤退化严重，最终影响农业生产。
主要措施：
• 一、增施有机粪肥。 • 二、提倡 四、栽培绿肥。 • 五、旱地改水田。
一、增施有机粪肥。
• 堆肥
(堆肥材料在堆肥化过程中的产物 )
• 沤肥 (天然有机质经微生物分解或发 酵而成的一类肥料) • 饼肥 • 人畜粪肥 • 河湖泥等
二、提倡秸秆还田。
• 秸秆直接还田比施用等量的沤肥效果更好。 目前，大力提倡以小麦高茬为主要措施的 秸秆还田技术。具体操作办法为小麦收割 时，留20—30厘米高麦秆，经一个雨季的 风吹日晒雨淋，到小麦再播种时，已变成 半分解状态，就成为上好的有机肥料。秸 秆还田简单易行，省力省工，但在还田时， 应加施化学氮肥，避免微生物与作物争氮。
三、粮肥轮作、间作，用地养地相结合。
• 随着农业生产的发展，复种指数越来越高， 致使许多土壤有机质含量降低，肥力下降， 实行粮肥轮作、间作制度，不仅可以保持 和提高有机质含量，还可以改善土壤有机 质的品质，活化已经老化了的腐殖质。
四、栽培绿肥。
• 栽培绿肥可为土壤提供丰富的有机质和氮 素，改善农业生态环境及土壤的理化性状。 主要品种有苜蓿、绿豆、田菁等。
五、旱地改水田。
减少有机质的矿化

富啡酸溶于水、酸、碱；胡敏酸不溶于水和酸，但溶于碱； 富啡酸的一价、二价盐溶于水，三价盐几乎不溶于水； 胡敏酸的一价盐溶于水，但二价、三价盐几乎不溶于水。
Байду номын сангаас
6、络合性：络合物的稳定性随pH值的升高而增大。 在pH4.8时能与Fe、Al、Ca等离子形成可溶性络合
物，但在中性或碱性条件下会产生沉淀。
7、吸水性：是一种亲水胶体， 最大吸水量可以超过500%
2.土壤腐殖化过程---腐殖质的形成过程（假说阶段）
腐殖化过程是以微生物为主导的生物和生化 过程，还有一些纯化学过程。
土壤腐殖质的形成阶段：
第一阶段：微生物将动植物残体转化为腐殖 质的组成成分；
第二阶段：在微生物的作用下，各组成成分 合成（缩合作用）腐殖质。
（三）影响土壤有机质分解和转化的因素
土壤有机物质分解转化是在微生物的作用下进行的， 属于生物化学反应。 1.温度:在0～35℃范围内，随着温度升高，有机物质分解速 率增加。每上升10℃，土壤有机质分解速率升高2～3倍。温 度高于45℃和低于0℃微生物的活性都会降低，有机物质分 解速率变慢。高于50℃就是纯氧化反应。
（1.724=100/58）。腐殖质含氮约3～6％，平均为5.6％，其
C/N=10:1～12:1，且在不同的腐殖质中均为：胡敏素>胡敏酸
>富啡酸。
我国土壤腐殖质的元素组成（南京土壤研究所）
腐殖酸
胡敏酸 富啡酸
C （%）
50~60 45~53
H （%）
3.1~5.3 4.0~4.8
（O+S） （%）
31~40 40~50
南方土壤有机质含量低于北方土壤原因：温度增加10℃， 有机质分解速率增加2～3倍。

土壤与土壤改良
菜田土壤改良方法
土壤改良及灌溉、施肥、耕作对土壤的影响
中低产田类型与改良措施
土壤与土壤改良基础知识
主要内容
温室大棚土壤改良方法
果园土壤改良方法
土壤与土壤改良基础知识
土壤与土壤改良基础知识
土壤改良的定义
物理改良
土壤改良对土壤的影响
土壤改良可以清除某些障碍因素，改善某些土壤属性，促进生态环境的的良性发展。
土壤改良对土壤的影响
●中低产田通过平田整地、深耕、增施有机肥料，提高土壤蓄水能力，促进土壤熟化，使中低产变高产。 ● 砂、粘土壤通过掺粘、掺砂等客土改良措施，改善土壤质地和物理性状。 ● 不良夹层：通过消除障碍因素改变土体结构。 ● 坡地可以通过修建设水平梯田、隔坡梯田和等高种植，改善土壤性状和肥力状况。
土壤改良
化学改良
物理改良
用化学改良剂改变土壤酸性或碱性的一种措施称为土壤化学改良。常用的化学改良剂有石灰、石膏、磷石膏、氯化钙、硫酸亚铁、腐殖酸钙等，视土壤的性质而择用。如对碱化土壤需施用石膏、磷石膏等以钙离子交换出土壤胶体表面的钠离子，降低土壤的PH值。对酸性土壤，则需施用石灰性物质。化学改良必须结合水利、农业等措施，才能取得更好的效果。
土壤改良对土壤的影响
改良的土壤前后对比
改良后
改良前
灌溉、施肥、耕作对土壤的影响
●灌溉：合理灌溉可以及时补充土壤水分，保证土壤水分正常运行，同时也可以控制地下水位上升。盐碱地可以通过合理灌溉而降低土壤表层盐分含量。 在灌排渠系不配套（有灌无排）以及渠系渗漏的情况下均会抬高灌区的地下水位，使土壤发生次生盐渍化。 ●施肥 ：科学施肥，增加有机肥的施用量，可以改善土壤的容重、孔隙度、土体结构，提高土壤的蓄水、保水能力，协调土壤的水、肥、气热状况。 若不合理施肥，过多的施用某种营养元素，可以诱发土壤中另一些元素缺乏，导致农作物产量下降，甚至产生毒害。 长期少施和不施肥，进行掠夺性生产，可使土壤肥力减退。

29
2.32～2.98
24
4 81～21.96
26
1.38～6.66
10
2.07～7.05
32
一、土壤有机质的来源、类型和组成
1 土壤有机质的来源
生物残体/凋落物 高等植物的枯枝、落叶、落果、 根系等；其次是土壤中动物、微生物的遗体；
生物排泄物/分泌物 高等植物根系分泌物，土壤 动物排泄物，土壤微生物分泌物；
人为施用的有机肥料。
2 土壤有机质的类型
生物有机质（普通有机质）
新鲜有机质 指那些仍保持原来形态，没被分 解的动物植物及微生物遗体或排泄物。
有机残余物和简单有机化合物 有机残余物指 半分解状态的有机物质。简单有机物包括糖类 有机残余、氨基酸、脂肪等有机化合物。
土壤腐殖质 土壤腐殖质是生物有机质在微生物 和酶作用下，经分解再合成作用形成的高分子有 机化合物的总称。由于较难继续分解而易于积累， 所以腐殖质往往构成土壤有机质的主体。
3 有机质的化学组成（生物有机质）
碳水化合物 碳水化合物主要有简单糖类、淀粉、 纤维素、半纤维素等多糖类物质。易分解。
含氮硫磷化合物 动、植物残体中主要的含氮 化合物是蛋白质，少量比较简单的可溶性氨基酸， 植物残体中的叶绿素等。含硫化合物如硫蛋白， 含磷化合物有磷脂、核酸等。易分解。
树脂、脂肪、蜡质 这是一类复杂的有机化合 物，不溶于水而溶于有机溶剂如酒精、苯等物质 中，在土壤中一般分解缓慢。
土壤腐殖质形成过程示意图
2 腐殖质的种类（分组）
腐殖质不是一种单一的化合物，而是一类高分子聚 缩物，其主体为腐殖酸及其盐，占腐殖质的85％～90 ％，称为腐殖物质。其余为微生物代谢所产生的较简 单的化合物，因与腐殖酸紧密结合难以分离，故与腐 殖酸合称为腐殖质。

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胡敏酸和富里酸是土壤腐殖质的主要部 分，一般在60%左右，胡敏素是与土壤矿物 颗粒紧密结合而不能被稀碱液所提取的腐殖 酸，由于与土壤颗粒结合牢固，对土壤性质 和土壤肥力影响不大。
（三）土壤腐殖酸的性质
1、腐殖酸的元素组成
主要是由C、H、O、N、P、S等元素组成。平均含碳为58%, 含氮平均5.6%。其中胡敏酸与富里酸比较，前者含碳、氮高而富 里酸含氧、硫高，富里酸酸性较强。
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作业
一、名词
土壤有机质 土壤腐殖质
二、论述题
土壤有机质的作用。
29
个人观点供参考，欢迎讨论！
1、非腐殖物质（非特异性物质）指土壤中动植物微生
物残体和它们不同阶段的分解产物。主要有五类有机化
合物和灰分物质，包括：
1）糖类化合物：
单糖双糖和多糖类 好气条件 CO2+H2O
单糖双糖和多糖类 厌气条件 有机酸H2、CH4
2）纤维素、半纤维素
3）木质素
4）含N化合物（蛋白质、氨基酸）
5）脂肪、树脂、蜡质和单宁
我国部分土壤有机质含量如下表：
4
我国部分自然土壤有机质含量如下表。
土类
有机质含量（％） 统计的标本数
棕色森林土
2.64～19.3
74
褐土
1.03～10.69
22
黄壤
2.71～20.5
32
红壤
0.52～1.95
47
黑土、黑钙土
2.14～16.4
29
砖红壤、赤红壤
2.32～2.98
24
高山草甸土、亚高山草甸土 4.81～21.96
2、 腐殖酸含有多种含氧功能团并带有电荷
含有多种含氧功能团如羧基、酚羟基、羰基、甲氧基、醌基和 醇羟基、胺基、硫醇基等，使腐殖酸具有生理活性，能发生许多 生化反应如离子交换、络合、氧化还原等； 另外腐殖酸还是两性胶体，在不同酸碱度的介质中电性不同，可 以解离使腐殖质分子表面带有电荷。（如—COO－、—NH3＋）

1、植被 草本 > 木本；草甸 > 草原 阔叶 > 针叶；常绿 > 落叶
2、气候 潮湿、寒冷有利于积累；干燥炎热有利 于分解。
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3、地形 地势低洼处，土壤有机质含量高。
4、母质 母质质地粘重，有利于有机质积累。
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四、土壤有机质的组成
1、碳水化合物和有机酸 ( carbon hydrate and organic acids ) 葡萄糖、淀粉、酒石酸、柠檬酸、草酸、各
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不论是在好气或厌气条件下，氨基酸 都能进行氨化作用释放出氨，NH3与土壤中 的H+形成NH4+，可被植物吸收利用。NH4+— N
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3、硝化作用( nitrification )
氨在通气良好的条件下，被氧化成硝酸的 过程，叫硝化作用。
NH3+ O2 亚硝酸细菌 HNO2 + H2O + 能量
动旺盛，有机质由厌气微一些中间 产物如CH4、H2S、H2等，还有一部分变成有 机酸，如乙酸、丙酸、丁酸。
这些中间产物对作物有毒害作用，释放的 养料多是还原状态如PH3、H2S。
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这种条件有利于有机质的保存和积累，在 低洼过湿的土壤中，常常有这种情况出现，并
腐殖质一词的含义较窄，通常只有专业人员 才用，而有机质是个通俗的名词。
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二、土壤有机质的来源
在成土过程中，最早出现在母质中的有机质 是微生物及其残体。
随着成土过程的进行，动植物残体加入到土 壤中去，成为土壤有机质最广泛的来源，尤其是 植物残体起到了决定性的作用。
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各种植物的残体对土壤有机质含量的贡献是 不一样的。森林植物主要以枯枝落叶的形式向土 壤中补充有机质，枯死的根系很少，有机质多集 中在表层0～10cm以内，每年加入有机质4～6吨/ 公顷。

核蛋白质磷细菌 磷酸 K＋＋Na＋＋C磷a2＋酸盐 水解
产生的磷酸盐是植物可吸收的磷素养分，但在酸性或石灰性土壤 中易与Fe、Al、Ca、Mg等生成难溶性的磷酸盐，降低其有效性。
在缺氧条件下磷酸又被还原为磷化氢，其反应如下：
H3PO4 → H3PO3 → H3PO2 → PH3
精选ppt
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4.含硫有机物质的转化
精选ppt
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土壤有机质（碳）的转化
土壤有机质含 量并非可以无 限提高，在稳 定的生态系统 中最终达到一 个稳定值。
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第二节 土壤腐殖质
一、腐殖质的分离与组成 二、土壤腐殖质在土壤中存在形态 二、土壤腐殖质的性质 四、我国主要土壤腐殖质的特征
精选ppt
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土壤腐殖质本身不是一种单一的化合物， 而是由多种化合物形成的聚缩物，其主体 为腐殖酸及其盐，占腐殖质的85％～90 ％，称为腐殖物质。其余为微生物代谢所 产生的较简单的化合物，因与腐殖酸紧密 结合难以分离，故与腐殖酸合称为腐殖质。
分解成氨基酸的作用称水解作用。 蛋白质 → → 氨基酸
精选ppt
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(2)氨化作用
分解含氮有机物产生氨的生物学过程称氨化作用。
CH2NH2COOH＋O2 → → HCOOH＋CO2＋NH3（氧化） CH2NH2COOH＋H2 → → CH3COOH＋NH3 （还原） CH2NH2COOH＋H2O → CH2(OH)COOH＋NH3（水解）
1.糖类、有机酸、醛、醇、酮类以及相近的化合物。 2.纤维素和半纤维素 3.木质素 4.脂肪、蜡脂、树脂和单宁 5.含氮化合物 化学元素组成： 土壤有机质的基本元素组成是C、H、O、N， C/N比大约在10~12之间。