矿质化作用

微生物矿化作用
所谓的“矿化作用”是指在土壤微生物作用下，土壤中有机态化合物转化为无机态化合物过程的总称。

矿化作用在自然界的碳、氮、磷和硫等元素的生物循环中十分重要。

矿化作用的强度与土壤理化性质有关，还受被矿化的有机化合物中有关元素含量比例的影响。

土壤中复杂含氮有机物质在土壤微生物的作用下，经氨基化作用逐步分解为简单有机态氨基化合物，再经氨化作用转化成氨和其他较简单的中间产物。

氨化作用释出的氨大部分与有机或无机酸结合成铵盐，或被植物吸收，或在微生物作用下氧化成硝酸盐。

土壤中部分有机态磷以核酸、植素和磷脂形式存在，在微生物的作用下分解为能被植物吸收的无机态磷化合物。

在生物体内形成无机矿物的过程。

与一般矿化不同之处是此过程中有生物体代谢、细胞、有机基质的参与。

生物矿化有两种形式。

一种是生物体代谢产物直接与细胞内、外阳离子形成矿物质，如某些藻类的细胞间文石。

另一种是代谢产物在细胞干预下，在胞外基质的指导下形成生物矿物，如牙齿、骨骼中羟基磷灰石的形成。

生物地理学部分名词解释生物地理学：生物地理学是地理学与生物学之间的交叉学科，是研究生物的分布及其分布规律的科学。

P1环境：环境是指某一特定生物体或生物群体周围一切事物的总和，包括空间及直接或间接影响该生物体或生物群体的各种因素。

P5生态因子：环境是由许多因子组成，在环境因子中给予生物影响的因子称为生态因子。

P6生物群落：生物群落是指生活在某一地段上各种生物有机体的有规律组合。

P54优势种：优势种是指群落中占优势的种类，一般处于每一层中个体数量最多，并且有最大的盖度的种类。

P60建群种：建群种是指群落主要层中的优势种类，它在个体数量上不一定最多，但有最大的盖度和最大的生物量。

P60垂直结构：垂直结构是指群落在空间上垂直分化或称成层现象。

P64原生裸地：原生裸地是指从来没有生长过植物的地段，或者原来生长过植物，但被彻底地消灭了，没有保留下原有植物的传播体以及原有植物被影响下的土壤。

P76次生裸地：次生裸地是指原来有植物生长的地段，后来原有的植物已被破坏而不存在，但原有植被影响下的土壤条件仍基本存在，甚至还残留原有植物的种子或繁殖体。

P76演替：演替是一个生物群落被另一个生物群落所代替的过程。

它是生物动态中最重要的特征。

P80 生物群分布的纬度地带性：沿纬度方向有规律更替的生物群的分布，称生物群分布的纬度地带性。

P142生物群分布的经度地带性：生物群的因水分差异而大体上按经度方向成带状依次更替的现象称生物群分布的经度地带性。

P142种的分布区：种的分布区是指某种生物所占据的地理空间，在此空间内，该种生物能充分地进行个体发育，并留下具有生命力的后代。

P199间断分布区：分布区中间被高山、海洋、不适宜的气候障碍隔开成相距遥远的两部分或更多部分，各部分种群间失去基因交流的机会，而形成一种间断的分布区。

P205生物多样性：生物多样性是指生物和它们组成的系统总体的多样性和变异性。

P239简答第一章生物对环境的适应通常表现在哪三个方面行为上的适应、形态上适应、生理机能上的适应P10生物在长期进化的过程中存在着两种发展趋势分别为趋同进化、趋异进化P11根据植物对光照强度适应程度的不同可将植物分为阳性植物、阴性植物、耐阴性植物P16根据植物开花对光照时间长短的不同长日照植物、短日照植物、中间性植物P17根据植物对水分的需求状况将陆生植物分为湿生植物、中生植物、旱生植物P23根据沉没在水中的程度，将水生植物分成哪三类沉水植物、浮水植物、挺水植物P34生态因子作用的基本特征是什么综合作用、主导因子的作用、阶段性作用、不可替代性和补偿性作用、直接作用和间接作用第二章生物群落的基本特征具有一定的群落外貌、具有一定的种类组成、具有一定的群落结构、具有一定的群落环境、具有一定的动态特征、具有一定的分类范围P54目前我国学者根据植物种在群落中的作用，分成三种群落成员型优势种、建群种、伴生种P60库加金根据动物种在群落中的地位与作用，分成三种群落成员型优势种、普通种、稀有种P60在裸地上，群落的形成要经过哪三个步骤侵移、定居、竞争P76群落的变化基本形式有三种季节性变化、年际变化、演替P77按裸地性质划分的演替原生演替、次生演替P80按基质性质划分的演替水生基质演替、旱生基质演替简述我国植物群落分类的原则与依据原则：植物群落学—生态学原则：把植物群落本身特征作为分类依据，又注意群落的生态关系。

一、填空题1、（单个土体）是土壤剖面的立体化形式，作为土壤的三维实体，其体积最小。

2、土壤的基本属性和本质特性是（土壤肥力）。

3、在自然界中，（土壤圈）是联系有机界和无机界的中心环节，是结合地理环境各组成要素的枢纽。

4、单个土体的垂直面相当于土壤剖面的A层加B层，其叫做（土体层）。

5. 土壤作为一个系统，是由三相物质相互联系、相互作用组成的有机整体，表现出肥力、能量转换）和净化功能。

6. （土壤生态系统）不仅是陆地生态系统的基础条件，而且是生物圈中物质流与能量流的枢纽。

7．土壤地理学是（自然地理学）与土壤学的交叉科学。

8．土壤地理学采用的传统研究方法有（土壤野外调查技术）；土壤定位观测和室内研究等。

9.俄罗斯学者（道库恰耶夫），提出了著名的成土因素学说，并创造了土壤生成因子公式。

10. 土壤固相中矿物质的种类及其与有机质的比例变化可以从（土壤相对密度）得到反映。

11、土壤矿物质主要来自（成土母质）。

12．在大多数土壤中，矿物质的质量约占土壤固体物质总质量的95%，常被称为土壤（骨骼）。

13. （原生矿物）是直接来自岩浆岩或变质岩的残留矿物。

14.土壤中次生矿物的颗粒很小，具有（胶体）的性质。

15.不同的生物气候带，土壤中矿物质分布有所不同。

一般说来，（干冷）气候条件下的土壤中，含有相当量的原生矿物。

16.以各种形态和状态存在于土壤中的各种含碳有机化合物称为（土壤有机质）。

17、土壤有机质主要来源于（动植物残体），但是各类土壤的差异很大。

18.土壤有机质中暗色无定形的高分子化合物称为（土壤腐殖质）。

19.土壤中的黏土化合物和腐殖质很少单独存在，绝大部分是紧密结合成为（有机—无机复合体）状态存在。

20.土壤水可分为吸湿水、毛管水、重力水等类型，土壤水运动不取决于它的形态，而取决于它的（能量）水平。

21.土壤溶液体系是一个不均匀的溶液体系，土壤溶液是（不饱和溶液），具有酸碱反应，氧化还原作用和缓冲性。

一、堆肥过程中有机质的转化堆肥中的有机质在微生物作用下进行复杂的转化，这种转化可归纳为两个过程：一个是有机质的矿质化过程，即把复杂的有机质分解成为简单的物质，最后生成二氧化碳、水和矿质养分等；另一个是有机质的腐殖化过程，即有机质经分解再合成，生成更复杂的特殊有机质-腐殖质。

两个过程是同时进行的，但方向相反，在不同条件下，各自进行的强度有明显的差别。

1.有机质的矿化作用⑴不含氮有机物的分解多糖化合物（淀粉、纤维素、半纤维素）首先在微生物分泌的水解酶的作用下，水解成单糖。

葡萄糖在通气良好的条件下分解迅速，酒精、醋酸、草酸等中间产物不易积累，最终形成CO2和H2O，同时放出大量热能。

如果通气不良，在嫌气微生物作用下，单糖分解缓慢，产生热量少，并积累一些中间产物-有机酸。

在极嫌气微生物条件下，还会生成CH4、H2等还原态物质。

⑵含氮有机物的分解堆肥中的含氮有机物包括蛋白质、氨基酸、生物碱、腐殖质等。

除腐殖质外，大部分容易被分解。

例如蛋白质，在微生物分泌的蛋白酶作用下，逐级降解，产生各种氨基酸，再经氨化作用、硝化作用而分别形成铵盐、硝酸盐，可以被植物吸收利用。

⑶含磷有机物的转化堆肥中的含磷有机化合物，在多种腐生性微生物的作用下，形成磷酸，成为植物能够吸收利用的养分。

⑷含硫有机物的转化堆肥中含硫有机物，经微生物的作用生成硫化氢。

硫化氢在嫌气环境中易积累，对植物和微生物会发生毒害。

但在通气良好的条件下，硫化氢在硫细菌的作用下氧化成硫酸，并和堆肥中的盐基作用形成硫酸盐，不仅消除了硫化氢的毒害，并成为植物能吸收的硫素养料。

在通气不良的情况下，发生反硫化作用，使硫酸转变为H2S散失，并对植物产生毒害。

堆肥发酵过程中，可以通过定时翻倒措施改善堆肥的通气性，就能消除反硫化作用。

⑸脂类及芳香类有机物的转化单宁、树脂等结构复杂，分解较慢，其最终产物也是CO2和水；木质素是含植物性原料（如树皮、木屑等）堆肥中特别稳定的有机化合物，它结构复杂，含芳香核，并以多聚形式存在于植物组织中，极难分解。

一、名词解释土壤：是陆地表面由矿物质、有机质、水、空气和生物组成的，具有肥力、能生长植物的未固结层。

肥料：凡能直接供给植物生长发育所必需养分、改善土壤性状以提高植物产量和品质的物质。

复混肥料：含有N、P、K三要素中的任何两个或两个以上要素的肥料。

枸溶性磷肥（弱酸溶性磷肥）：不溶于水，能溶于2％的柠檬酸或中性柠檬酸铵溶液的磷肥，如钙镁磷肥、钢渣磷肥。

能被土壤中的酸和作物根系分泌的酸逐渐溶解为作物吸收，肥效慢。

土壤吸附：指土壤吸收保持气态、液态和固态养分物质的能力，即分子和离子或原子在固相表面富集的过程。

分为交换性吸附、专性吸附、负吸附。

土壤容重：自然状态下单位容积（包括孔隙）中干燥土粒质量与标准状况下同体积水的质量比，单位是g/cm3。

土壤肥力：土壤供给和调节植物生长发育所需要的水、肥、气、热等生活因素的能力。

又分为自然肥力和人为肥力，潜在肥力和有效肥力。

有效肥力：可被植物利用并通过土壤的物理学、化学、生物学性状表现出来的肥力。

潜在肥力：在植物生长过程中，土壤中没有被直接反映出来的肥力。

一定生产条件下可转化为有效肥力。

土壤保肥性：指土壤吸持和保存植物养分的能力，其大小受土壤对植物养分的多种作用：分子吸附、化学固定、离子交换的影响。

土壤供肥性：土壤在植物整个生育期内为其持续不断提供有效养分的能力，与土壤养分强度因素和容量因素关系密切。

土壤生产力：土壤产出农产品的能力，由土壤本身肥力属性和发挥肥力的外部条件共同决定。

土壤腐殖质：是在微生物作用下，在土壤中重新合成的，结构比较复杂的，性质比较稳定的，疏松多孔的一类高分子混合物的聚合物。

腐殖化系数：每克有机物（干重）施入土壤后，所能分解转化成腐殖质的克数（干重）。

Ｃ/Ｎ：有机物中C总量与N总量的比。

不仅影响有机残体分解速度，还影响土壤有效氮的供应，通常以25:1较为合适。

根圈（根际）：泛指植物根系及其影响所及的范围。

根圈微生物与植物的关系更加密切。

根/土比值（R/S）：即根圈土壤微生物与邻近的非根圈土壤微生物数量之比。

《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。

土壤地理学绪论/第一章1.土壤剖面：自地表直至母质的土壤纵切面2.单个土体：它是土壤剖面的立体化,是土壤类型基层单元的最小体积单位。

3.聚合土体：有两个或两个以上的单个土体所组成的群体。

4.土壤：是覆盖在地球表面能够生长植物的疏松层。

5.土壤肥力是指土壤为植物生长供应和协调水肥气热的能力。

（是土壤的基本属性）6.土壤生产力土壤在一定的管理系统下能生长某种植物或植物系列的能力。

原生矿物是指土壤中各种岩石只受到不同程度的物理风化而未经化学风化的碎屑物，其原来的化学组成和结晶结构均未改变的矿物。

次生矿物定义：原生矿物在风化和成土过程中新形成的矿物称为次生矿物，它包括简单盐类、次生氧化物和铝硅酸盐类次生矿物的分类：1）简单盐类：碳酸盐、重碳酸盐、硫酸盐、氯化物等。

2）次生氧化物（类型及其特性)氧化硅类：土壤新生体（蛋白石-玉髓）。

氧化锰类：土壤新生体，使土壤具有金属光泽。

氧化铁类（包括氢氧化铁）：种类较多，使土壤染色:红色、砖红色、棕色、黄色氧化铝类（包括氢氧化铝）：调节土壤的酸碱平衡，起到“两性胶体”的作用。

2）次生铝硅酸盐类矿物包括伊利石、蒙脱石、高岭石等。

它们是构成土壤粘粒的主要成分。

结构：晶体是由硅氧四面体片和铝氧八面体片是由四个氧原子围绕一个硅原子，形成具有四面构造而得名。

一系列的硅氧四面体通过共同氧原子联结成平面，形成一个片状的四面体层，或称硅氧片。

两种基本晶片连接而成的薄片层状结晶体。

根据晶层结构分类为：1∶1型非胀塑性矿物典型代表是高岭石和埃洛石。

2∶1型膨胀性矿物典型代表是蒙脱石和蛭石。

2∶2型膨胀性矿物典型代表是伊利石、蛭石。

土壤有机质定义：是泛指土壤中以各种形态和状态存在于土壤中的各种含碳有机化合物。

分类：普通土壤有机质:糖类、蛋白质、脂肪类等。

土壤腐殖质: 胡敏酸、富里酸等，60-70土壤有机质的来源1．植物的枯枝落叶、根系；2．施入的有机肥；3．动物残体、微生物残体土壤有机质的组成成腐殖物质(特殊有机质）（60-70%）非腐殖物质（普通有机质）（30-40%左右）1)普通有机质（矿质化作用后形成简单化合物）：①碳水化合物：糖类，生物的能源物质。

土壤有机质是土壤的重要构成部分，对土壤肥力、生态环境有重要的作用。

土壤有机质是指存在于土壤中全部含碳的有机物质，包含土壤中各样动物、植物残体、微生物体及其分解和合成的各样有机物质，即由生命体和非生命体两部分有机物质构成。

原始土壤中微生物是土壤有机质的最早根源。

跟着生物的进化和成土过程的发展，动物、植物残体称为土壤有机质的基本根源。

自然土壤经人为影响后，还包含有机肥料、工农业和生活废水、废渣、微生物制品、有机农药等有机物质。

土壤有机质分为新鲜有机质、半分解有机质和腐殖质三种。

新鲜有机质和半分解有机质，约据有机质总量的 10％～ 15％，易机械分开，是土壤有机质的基本构成部分和养分根源，也是形成腐殖质的原料。

腐殖质约占 85%～90％，常形成有机无机复合体，难以用机械方法分开，是改进土壤、供应养分的重要物质，也是土壤肥力水平的重要标记之一。

耕种土壤表层的有机质含量往常 <5%,一般在1%～3%之间，一般把耕种层有机质含量 >20%——有机质土壤，耕种层有机质含量<20%——矿质土壤。

一、土壤有机质构成土壤有机质由元素和化合物构成。

1、元素构成主要元素构成是c、h、o、 n，分别占52％～ 58％、 34％～ 39％、％～％和％～％，其次是p、s。

2、化合物构成（１）糖、有机酸、醛、醇、酮类及其邻近的化合物，可溶于水，完整分解产生ｃｏ２和ｈ２ｏ，嫌气分解产生ｃｈ４等复原性气体。

（2）纤维、半纤维素，都可被微生物分解，半纤维素在稀酸碱作用下易水解，纤维素在较强酸碱作用下易水解。

（3）木质素，比较稳固，不易被细菌和化学物质分解，但可被真菌和放线菌分解。

（4）肪、蜡质、树脂和单宁等，不溶于水而溶于醇、醚及苯中，抵挡化学分解和细菌的分解能力较强，在土壤中除脂肪分解较快外，一般很难完全分解。

（5）含氮化合物，易被微生物分解。

（6）灰分物质（植物残体焚烧后所留下的灰），占植物体重的５％。

主要成分有 ca、mg、k、na、si 、 p、 s、 fe 、al 、mn等。

矿质化过程：在微生物的作用下，有机化合物被彻底氧化分解为二氧化碳、水，释放出能量，N、P、S等同时被释放。

2.微生物对含氮的有机物转化土壤中含氮有机物可分为两种类型：一是蛋白质类型，如各种类型的蛋白质；二是非蛋白质型，如几丁质、尿素和叶绿素等。

土壤中含氮的有机物在土壤微生物作用下，最终分解为无机态氮。

①水解过程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。

蛋白质水解酶消化蛋白质多肽氨基酸。

②氨化过程蛋白质水解生成的氨基酸在多种微生物及其分泌酶的作用下，产生氨的过程。

氨化过程在好气、嫌气条件下均可进行，只是不同种类微生物的作用不同。

③硝化过程在通气良好的情况下，氨化作用产生的氨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，这个由氨经微生物作用氧化成硝酸的作用叫做硝化作用。

将硝酸盐转化成亚硝酸盐的作用称为亚硝化作用。

硝化过程是一个氧化过程，由于亚硝酸转化为硝酸的速度一般比氨转化为亚硝酸的速度快得多，因此土壤中亚硝酸盐的含量在通常情况下是比较少的。

亚硝化过程只有在通气不良或土壤中含有大量新鲜有机物及大量硝酸盐的发生，从林业生产上看，此过程有害，是降低土壤肥力的过程，因此应尽量避免。

④反硝化过程硝态氮在土壤通气不良情况下，还原成气态氮（N2O和N2），这种生化反应称为反硝化作用。

其过程可用下式表示：3.微生物对含磷有机物的转化土壤中有机态的磷经微生物作用，分解为无机态可溶性物质后，才能被植物吸收利用。

土壤中表层有26％-50％是以有机磷状态存在，主要有核蛋白、核酸、磷脂、核素等、这些物质在多种腐生性微生物作用下，分解的最终产物为正磷酸及其盐类，可供植物吸收利用。

在嫌气条件下，很多嫌气性土壤微生物能引起磷酸还原作用，产生亚磷酸，并进一步还原成磷化氢。

4.微生物对含硫有机物的转化土壤中含硫的有机化合物如含硫蛋白质、胱氨酸等，经微生物的腐解作用产生硫化氢。

硫化氢在通气良好的条件下，在硫细菌的作用下氧化成硫酸，并和土壤中的盐基离子生成硫酸盐，不仅消除硫化氢的毒害作用，而且能成为植物易吸收的硫素养分。

绪论1. 土壤五大物质组成:矿物质、有机物质、水、空气和生物. 其中矿物质含量最多.2. 土壤肥力、高产与高肥的关系。

土壤肥力指土壤能够同时和不断地供给与协调植物正常生长发育所需要的水肥气热的能力。

高肥不一定高产，若要高产需要注意土壤肥力的生态相对性。

3. 土壤在植物生长中的主要作用：1. 营养库的作用2. 养分转化和循环作用3. 雨水涵养作用4. 生物的支撑作用5. 稳定和缓冲环境变化的作用4. 土壤：地球陆地表面能够生产植物收获物的疏松表层，是在母质、生物、气候、地形和时间五大因子的综合作用下形成的自然体。

5. 土壤生产力：在一定的生产管理制度下，土壤生产一种或一系列植物的能力。

这种能力以植物生物量或收获产量来衡量。

第一章1、风化作用的类型：物理风化、化学风化、生物风化。

2、岩浆岩中酸性岩和基性岩的指示矿物：酸性岩——石英。

超基性岩——橄榄岩。

3、岩浆岩的概念及类型概念：岩浆侵入地壳或喷出地表后冷却、凝固、结晶而成的岩石。

类型：侵入岩、喷出岩或火山岩。

？？？4、岩石的类型：一类是由岩浆作用形成的岩浆岩（火成岩），第二类是由沉积作用等形成的沉积岩（水成岩），第三类是由沉积岩、岩浆岩等经过高温高压的影响发生了质变的变质岩。

5、岩石：是由各种地质作用产生的，由一种或多种矿物有规律的组合而成的矿物集合体。

6、风化作用：是指露出表面的矿物质岩石在地表温度、大气、水、生物等因素的共同作用下，在原地发生的一系列物理崩解和化学变化的现象。

7、玄武岩与花岗岩的风化特点，哪个容易风化？玄武岩色泽易吸热，矿物成分复杂，且铁镁类矿物多。

易于化学分化，大部分成为黏粒物质。

分化产物多黏细，岩基含量丰富。

在湿热气候条件下，分化物及土壤层次深厚、黏重，保水保肥，易培育成高产稳产的农田。

花岗岩主要由长石、石英、黑云母等矿物组成，组成复杂，中粒、粗粒或似斑状结构，岩体中垂直节理发育。

P348、硅铝率大小与风化强度的关系。

硅铝率=二氧化硅/ 氧化铝，因此硅铝率越大，风化强度越弱。

有机肥料施入土壤后是怎样转化的有机肥料施入土壤后向两个方向转化。

一是把复杂的有机质分解为简单的化合物，最终变成无机化合物，即矿质化过程；二是把有机质矿化过程形成的中间产物合成为比较复杂的化合物，即腐殖化过程。

矿质化过程进入土壤的有机肥料在微生物分泌的酶作用下，使有机物分解为最简单的化合物，最终变成二氧化碳、水和矿质养分，同时释放出能量。

这种过程为植物和微生物提供养分和活动能量，有一部分最后产物或中间产物直接或间接地影响土壤性质，并提供合成腐殖质的物质来源。

这些有机质包括糖类化合物、含氮有机化合物、含磷有机化合物、核蛋白、磷脂、含硫有机化合物、含硫蛋白质、脂肪、单宁、树脂等。

土壤有机质的矿化过程，一般在好气条件下进行速度快，分解彻底，放出大量的热能，不产生有毒物质；在嫌气条件下，进行速度慢，分解不彻底，放出能量少，其分解产物除二氧化碳、水和矿质养分外，还会产生还原性的有毒物质，如甲烷、硫化氢等。

旱地土壤中有机质一般以好气性分解为主，水稻田则以嫌气性分解为主，只有在排水晒田，冬种旱作时，才转为以好气性为主的分解过程。

腐殖化过程该过程是在土壤微生物所分泌的酶作用下，将有机质分解所形成的简单化合物和微生物生命活动产物合成为腐殖质。

土壤腐殖质的形成一般分为两个阶段：第一阶段，微生物将有机残体分解并转化为较简单的有机化合物，一部分在转化为矿化作用最终产物时，微生物本身的生命活动又产生再合成产物和代谢产物。

第二阶段，再合成组份，主要是芳香族物质和含氮的蛋白质类物质，缩合成腐殖质分子。

腐殖质是黑褐色凝胶状物质，分子量大、具有多种有机酸根离子、不均质的无定型的缩聚产物。

在一定条件下，可与矿物质胶体结合为有机无机复合胶体。

腐殖质在一定的条件下也会矿质化、分解，但其分解比较缓慢，是土壤有机质中最稳定的成分。

生物矿化的意义和作用生物矿化是生物体通过吸收和利用周围环境中的无机物质，将其转化为有机物质，并沉积在生物体内部或外部形成矿物质的过程。

生物矿化在自然界中广泛存在，对于维持生态平衡和人类生活具有重要的意义和作用。

生物矿化的意义主要体现在以下几个方面：1. 生态平衡维护：生物矿化是自然界中维持生态平衡的重要机制之一。

生物体通过吸收和转化无机物质，将其沉积在体内或体外形成矿物质，不仅能够改变周围环境的化学组分，还能够影响生态系统的结构和功能。

例如，珊瑚礁是由珊瑚动物通过吸收海水中的钙、镁等离子沉积而成的，它们能够提供栖息地和食物来源，对于海洋生态系统的稳定至关重要。

2. 营养循环促进：生物矿化过程中的有机物质和无机物质的相互转化，促进了生态系统中营养元素的循环。

有些生物体能够吸收和利用无机物质，将其转化为有机物质，然后通过食物链传递给其他生物。

这样一来，无机物质被转化为有机物质，再通过生物体的代谢作用被释放出来，再次进入环境中。

这种营养循环的促进，有助于维持生态系统的稳定和可持续发展。

3. 能源存储与利用：生物矿化过程中，一些生物体能够利用无机物质合成和储存能量。

例如，植物通过光合作用吸收二氧化碳和水，合成有机物质并储存为淀粉等形式，这些有机物质成为其他生物的能量来源。

此外，一些微生物能够利用无机物质进行化学反应，产生能量并储存为化合物，如硫化物、磷酸盐等。

这些能量的储存和利用，为生物体的生存和繁衍提供了重要的支持。

4. 资源开发与利用：生物矿化还具有重要的经济价值。

许多矿物质的形成与生物矿化过程密切相关，如磷酸盐、硫化物、碳酸盐等。

这些矿物质是人类社会发展所必需的原材料，广泛应用于农业、工业、建筑等领域。

通过研究生物矿化的机制和调控方法，可以更好地开发和利用这些资源，提高资源利用效率，减少环境污染。

生物矿化的作用主要体现在以下几个方面：1. 生物保护：生物矿化可以起到保护生物体的作用。

一些生物体通过矿化过程形成坚硬的外壳或骨骼，能够防止外界物理、化学和生物的损害。

《土壤地理学》复习思考题第一章土壤系统组成、结构与功能1. 土壤由哪些物质组成？它们之间相互关系如何？(1) 土壤由三相物质五种组分构成：固相一一土壤矿物质、有机质和活的生命有机体；液相一一土壤水和土壤溶液；气相一一土壤空气。

⑵ 它们之间是相互联系、相互作用的有机整体；液相和气相经常处于此消彼长的状态。

2. 次生矿物有哪些类型？对土壤特性有哪些影响？(1) 可分成三类：简单盐类、次生氧化物矿物和次生铝硅酸盐矿物 (黏土矿物)。

(2) 既是土壤中黏粒和无机胶体的组成部分，有些可作为黏粒薄膜包裹着粉粒和沙粒，使它们染上各种颜色，并起着胶结剂的作用，使粗细颗粒互相黏结形成聚集体；也是土壤固体物质中最有影响的部分，土壤颗粒大小与其有一定关系。

3. 土壤有机质由哪些成分组成？对土壤有哪些影响？(1) 包括：动植物残体、微生物体及其不同分解阶段的产物，以及由分解产物合成的腐殖质等。

(2) ①有机质是作物氮、磷及硫等营养元素的给源，并且作为生理活性物质而影响作物的生长发育；②有机质特别是腐殖质本身的胶体特性对土壤的吸收性能、阳离子代换性能、与土壤金属离子的络合性能，以及对土壤缓冲性能等产生巨大的影响;③有机质还与土壤团聚体的结构状况有密切的关系，而它们又是影响土壤水分渗透、水分含量、耕性、通气性、温度、微生物活性，以及植物根的穿透性的主要因素。

4. 土壤有机质与腐殖质的概念有何不同？腐殖质的性质涉及哪些方面？(1) 腐殖质是土壤有机质的一个重要组分，它的含量占土壤有机质总量的50% —65% ；土壤有机质是泛指以各种形态和状态存在于土壤中的各种含碳有机化合物；土壤腐殖质是土壤有机质中暗色无定形的高分子化合物。

(2) 元素组成、功能团含量、分子大小和形状、化学结构、与其他物质之间的作用和生理活性。

5. 什么叫做土壤有机-无机复合体？它对土壤的特性有哪些影响？(1) 土壤有机一无机复合是有机物质与矿物质(或黏粒)通过各种力的作用相互结合的现象。

生物材料的矿物质化机制与调节转化医学的发展随着科学技术的飞速发展，生物学领域的研究也日新月异，其中矿物质化机制与调节成为研究的热点之一。

生物材料的矿物质化，如牙齿、骨骼中的矿物质化，具有十分重要的生理意义。

而调节生物材料的矿物质化过程，则是一项极其复杂的生物化学过程。

在转化医学研究中，研究生物材料的矿物质化机制与调节，可以为生物学领域的研究提供更为广阔的研究发展前景。

一、生物材料的矿物质化机制生物材料的矿物质化是一种需要人体内多种因素共同作用的生物化学过程。

矿物质化的形成过程可以分为三个阶段：核化、晶化和成长。

核化是指生物体内一些化学物质形成微小晶核，成为矿物质化的初基体。

晶化是指矿物质逐渐在初基体上沉积，形成微小晶粒，并逐渐成长，形成一定大小形态的晶体。

成长是指这些晶体不断生长变大，可以矿物质化成不同形状的物质。

生物材料的矿物质化过程受到多种因素的影响，其中主要包括生物体内特定生物分子的存在、生物体内酸碱程度、温度、湿度等环境因素等等。

其中，生物分子的影响很大。

骨骼和牙齿中的钙磷酸盐矿物质化是由特定的生物分子调节的。

生物分子可以促进矿物质形成、引导钙离子的运动和吸附、调节生长和形态等过程。

二、生物材料的矿物质化调节生物体内多种因素对矿物质化过程的影响，最终通过一些具有特定功能的生物分子来调节。

生物分子可以分为三类：骨基质蛋白、成骨细胞分泌的促进矿物质化因子、以及可调节矿物质化的负责因子。

骨基质蛋白在骨骼、牙齿中起着很重要的作用。

这些蛋白质可以促进矿物质形成、调节矿物质晶格的形态结构和钙离子的表示，使得矿物化物质在生长过程中更为均匀，晶体结构更为稳定。

此外，成骨细胞分泌的促进矿物质化因子也是矿物质化过程中不可或缺的功能元件。

这些成分可以调节钙离子的转化，促进初基体的形成和晶体的生长，使得矿物化物质在生长过程中更为合理、有效。

而在调节矿物化过程中，还需要负责因子的参与，防止矿物质生长速度过快，晶格结构不均匀，影响生物材料的质量和机能。

矿化过程的研究和应用研究矿化过程是指地球上的无机物质在自然界中形成矿石的过程。

它是从原始岩石和地层中各种矿物逐渐发展演化而来的过程，与地球物理学、地质学、矿物学、化学等多学科密切相关。

其研究对于理解地球内部结构、地质历史、资源勘探与开采等方面有着十分重要的意义。

矿化过程是一个复杂的过程，在地球历史上已经经历了数以亿计的年代，而目前已经有一定程度上的了解和认识。

其过程主要包括矿质化、浸染和渗透等几种方式。

矿质化是指矿物物质在地下经过一定时间的化学反应与沉淀而形成的过程，浸染是指水力学作用下矿质沉淀及延伸形成矿化过程，渗透是指矿物流体通过岩层或者裂隙的交换和反作用而形成的过程。

矿化过程对于人类社会有着重要的应用价值。

它为世界各个国家的经济建设、人民生活提供了宝贵的国土资源。

在矿产资源方面，矿化过程研究为在矿业勘探、资源开采和管理等方面提供了重要的科学依据和技术支持。

企业可以借助矿化过程研究，制定合理的矿产资源勘探和开采计划，提高矿业工业生产效率，掌握科学的矿产开发管理技术，促使矿产的可持续利用，从而促进区域经济的发展。

同时，对于人类所面临的资源环境问题，矿化过程研究也具有十分重要的意义。

随着资源的逐步枯竭和消耗，人类正面临着巨大的挑战和压力。

在这种情况下，矿化过程研究成为改善环境、增加可持续资源利用的有效途径之一。

研究生态环境变化以及各种因素对环境的影响，通过加强资源的培育和开发，来改善人们的生活环境，同时保护地球环境。

矿化过程的应用研究除了在矿产资源开发和环境性质的研究外，还在其他方面有广泛的应用。

比如在农业领域，矿化过程研究能够帮助人们对于土壤性质的理解和改善，更好地干预植物生长和土壤管理；在教育领域，矿化过程研究则通过对于地质历史文化的了解，帮助人类更好地掌握历史规律，增强地球科学的知识储备。

总之，矿化过程的研究和应用研究是一项重要的经济和科技活动，具有极其重要的现实意义。

我们期待未来能够在这一领域继续进行深入、广泛的研究探索，找到新的研究方向和技术切入点，促进经济、文化、生态等各种发展，从而更好地服务于人类社会的发展。