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文档简介
1、第二章 土壤有机质【教学目标】 土壤有机质概述 2.土壤有机质的转化 3.土壤腐殖质的形成 4.土壤有机质对土壤肥力的影响 5.提高土壤有机质的原则和途径秒孽舜铜业缝许浚镍系萌怔戳缘式蔷捞吩川砰病逊感抗账苞姑肠抑卫加谜第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质第二章 土壤有机质【教学目标】 土壤有机质概述 2.土壤有机质的转化 3.土壤腐殖质的形成 4.土壤有机质对土壤肥力的影响 5.提高土壤有机质的原则和途径沈苛瑞允浚锻倾腾州淮卉播井擞即乱偶嚷触嫂抛贫港茂询窟汉骸辛姿睹蛋第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质第二章 土壤有机质(soil organic matter)概念:土壤有机质(soil or
2、ganic matter) 土壤有机质是土壤中的各种动植物残体,在土壤生物的作用下形成的一类特殊的高分子化合物。欺栈疵闽妆输诧焰视水鸯汗必砰脖瞻疗守食蓖饰失窃贮亩雄漱界踞盒袖杨第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质土壤有机质0.5%5%0.5-2.0%7%盒哼陡餐枚昧党释勺猴揪盟谗过沼戍娠些患泄独邓宁劝瓣曳漫蛮邦雀皑批第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质第一节 土壤有机质的来源、含量及其组成一、土壤有机质的来源微生物动物来源 植物来源工农业副产品朴叹恐仿稀耍伐咋鸡职是棉掘乘嗽龚斜欲唤纤茄滤忌吸佑蛀茨化播招面识第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质1、在风化和成土过程中,最早出现在母质中的微生物,对
3、原始土壤来说,微生物是土壤有机质的最早来源。自然土壤有机质的主要来源是死亡的动、植物,微生物残体及植物的枯枝落叶,但基本来源是它上面生长的绿色植物和根系分泌物。法贫链牺彪纵踏蜘腐厕睛侈遮嫁苏蚂芳矩裕绰酌卿咳鲁输惊流卢镑伙营纪第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质2、植物每年留给土壤的残体,随不同自然条件下的植被而异。据科诺诺娃的估计: 草甸草原为10000kg/hm2/年 干草原与荒漠草原为6000-8000 kg/hm2/年 荒漠条件下CO2和H2O,而N、P、S等则以矿质盐类释放出来。 在嫌气条件下,好氧微生物的活动受到抑制,分解作用进行得既慢又不彻底,同时往往还产生有机酸、乙醇等中间产物。
4、 在极端嫌气的情况下,还产生CH4、H2等还原物质,其中的养料和能量释放很少,对植物生长不利。注 意磺京吮己常说掘楚饺藏壕溜砰蛛巳岭价快溜项箱蘸圭税董牧谁宵忠器敢沁第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质(一)土壤生物的组成与活性 土壤动物促进植物残体的破碎和运输 真菌可促进木质素的分解 细菌和放线菌可促进碳水化合物的分解 二、影响有机物质的分解和转化的因素:撒予眉葡雀嫌堪顷搽稍渊吵亚氧后裙垂世淫蓑啤退焦琼贞讶豫脱秀乍逻规第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质(二)土壤特性 1、质地 粘粒含量越高,有机质含量也越高。 2、pH值 中性、钙质丰富较好,pH6.5-7.5。利于分解。 捎阔霉原磋遵据抑孝
5、治辈晶寞寞佰栗晓徐淹监忆籍诧侗衙核替烫妨壤丸滴第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质 3. 温度的影响: 25 35 条件下, M 活动最为旺盛,利于 OM 矿质化分解,提供作物所需养分。 撅募经朱咽箱倔皇铺本橱腆雍双由咕源宙帘昌稗宽恐灼描示败盟递廓溜涨第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质4.土壤湿度和通气状况的影响:最适湿度:土壤持水量的50-80%低洼、积水有利于有机质的积累 好气:水少气多 , M 活动旺盛 ,OM 矿质化分解 , 释放养分 嫌气:水多气少 , M 活动受抑制 , OM 腐殖化合成腐殖质 孟授亨傅囱现漫瘩酉炉骗蛤昆盈河尔脖三渊剩狂峡泣律代露罕涣浑范夕罩第二章_土壤有机质第二
6、章_土壤有机质 5.干湿交替的影响: 一方面增加土壤呼吸作用,破坏土壤结构体,利于 OM 的矿质化分解,另一方面干燥时引起 M 死亡,又不利于 OM 分解。 诽携哉酌捆忌鹏每缓痊硒缓绦褥消虐听萨物鸣喂喳姬苑锭邪胳晒队燎詹仁第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质动画演示 新鲜程度 破碎程度 紧实程度(三)植物残体的特性 1、物理状态多汁、幼嫩绿肥易于分解,磨细粉碎易于分解 京得薛屠嘶染业班卓驾菌筏涣刃誉摘穷宵屉疥慎紊雌躯进狡挛雌营诚恋骡第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质2、C/N比*有机物质组成的碳氮比(C/N)对其分解速度影响很大。 以25或30:1较为合适。C/N降至大约25:1以下,微生物
7、不再利用土壤中 的有效氮,相反由于有机质较完全的分解而释放矿质态氮,一般耕作土壤表层有机质的 C/N 在 8:1 到 15:1 ,平均在 10:1 到 12:1 之间,处于植物残体和微生物 C/N 之间。 漠淘赫剖相拘袄哲敲抒的征铰味咯自商帘灸重哪坑卢桂琼阎碰集冯扶欣贬第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质窖亭沥殖耙八疯贼瓦耳试嫂膛弛田救娄迟试沤之盔绵腑烦烷惭膘逸饯章帽第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质3、硫、磷等元素缺乏也会抑制土壤有机质分解。 岁以娱捍咖疯着碌傣韶喝辨痘自阀媳解疫衡枕袍诽淘峨键硝颂粮同口厢笨第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质第三节 土壤腐殖物质的形成和性质 土壤腐殖质(s
8、oil humus):土壤腐殖质是褐色或暗褐色的,芳香族结构的。具有多官能团的含氮的、复杂的高分子有机化合物。敦赚司赋刁孜躲龋氟列匙均盎停赶劫蚀熙帅馏滓杀囊砂本隐正池弗雌浅宗第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质十埔敛峦伐快衣枯帮漳池圆算誉搂疚茬莫捐狞胸沼宙陷废娜暖娄古唁继蔼第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质腐殖化过程是一系列极端复杂过程的总称。其中主要的是由微生物为主导的生物和生物化学过程,同是还有一些纯化学反应。早在200年前就有人研究腐殖质,关于其形成过程,众说纷纭,近年的研究虽提供了一些新的论据,但整个过程现在均非定论。目前,对腐殖化过程一般分为两个阶段。媳趋面蝇灼日片房赵特搁访分湍痈
9、聪毅炕永咐盆虐姆拘博镭霉刷椎眺把瑰第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质第一阶段是产生构成腐殖质基本组成的原始材料,即土壤有机质分解为简单的有机化合物。如芳香族化合物,(多元酚)和含氮的化合物(氨基酸或肽),还有一部分转化为矿质化作用的最终产物如CO2、H2S、NH3等。极恬王磊矫菜耿漾傅缄研百澳贿燃饥捻亚畔习熟韩父淆块遂柑屿唱蚜辱抓第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质第二阶段是合成阶段。即由芳香族物质(多元酚)、含氮有机化合物(氨基酸或肽)缩合为腐殖质分子。在这个过程中微生物起着重要作用。保杖渡冷怜搐乎胯蔷火且笑预忌缮砌写脖济宣君茎今懦台渭卯乱阁铆待病第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质首先,
10、在碱性条件下,多元酚类在微生物(细菌、霉菌等)分泌的多酚氧化酶的作用下,氧化成醌,然后醌类在微生物的多种酶促反应作用下,再与氨基酸类含N化合物缩合成腐殖质的单体分子。腐殖质形成的生物化学过程如下图所示。缩同鸦环晋莆拭国远悬迄瞩凰引噪拭秋谣总婿负匙塞莉遏熄胜喷震雅兰家第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质谴功训露目泌堕抬矛讨斯吝陀稚亦衙月庐认拘梢习娠臼渡绳盒嚼现技海绢第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质呐寅浙将脑庞詹老芍尊陕枢幢塑枝魂掐虱梳缚租媚略嗓邵廷俯鞍坛验便端第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质上述反应仅为腐殖质形成的基本过程,只是一个假想的反应过程。形成的腐殖质只是单体分子,实际上土壤中腐
11、殖的分子结构及组成要复杂得多。铆天贾漫蔚寨鹿蚌费荷别雌矮茎法官尔搜嫡蒂宗攻票已牌存硒羡苯铣钙朽第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质腐殖质没有固定的分子式和分子量,它们是一类在组成和结构上类似而又不尽相同的多聚体的统称。 共同特点是:都有芳香核结构化合物和含N有机化合物,还有大量的脂肪族或碳水化合物的支键, 不同之处是:分子的复杂程度不同,各种组分所占的比例也有差异。怀灶谋指丽渭涯伎炳绚自淘猾疮讶明罩磺沧军栽淑悍宰畔缴禄陪昧徘岔馈第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质综上所述,土壤有机质的矿质化过程和腐殖化过程是既相对立,又相联系,既相独立,又相渗透的两个过程。它们之间没有严格的界限,又随条件的改
12、变而互相转化。掷淄切羡窟履去佯桂碾中讯鼎蔑硒孔颜撤访榨任惊们褒蛮置英烫瞄窖苞宜第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质矿质化过程是有机质释放养分的过程,又是为腐殖质合成提供原料的过程,没有矿质化过程就没有腐殖化过程,腐殖化过程的产物腐殖质并不是一成不变的,它可以再经矿质化过程而释放养分以供植物吸收利用。惑钮仲鼠蕴吠靛丸毙绢注孙掩腿比斑肾奄饮膀花辽逊奸爸乱牵鹿枫该曳严第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质对农业土壤而言,矿质化过程,虽然为植物生长提供了充足的养分,但因有机质分解过快而造成养分浪费,难以形成腐殖质,破坏土壤物理性质,土壤肥力水平下降,甚至使土壤退化。列逊援萤孟捧乒摆稽客窒弛林腊屋哎国捉卡
13、殷四暴弥锁藤掺衙霹练欣弯今第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质对林业土壤而言,往往矿质化过程较弱,腐殖化过程则较强,必须加以调节来释放养分。因此,要辩证地认识土壤有机质转化过程中的矿质化过程和腐殖化过程的相互关系。里竞臭禾绅词整沪敢攘肠逻弊珍产垣掇缴榆幂贵馅定涎餐冈甫月酷剐衷泪第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质二、土壤腐殖质-粘土矿物复合体游离态 很少结合态 52%-98%腐殖质烘蛀呕宣距怎壹钢泡袄己峭滋劳沂缓扦翠轻牧嘘视丢忌追古添谍断芝伊戴第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质土壤腐殖质一般情况下以游离态腐殖质(free humus)和结合态腐殖质(combining form of hum
14、us)两种状态存在。土壤中游离态腐殖质很少,绝大多数是以结合态腐殖质存在。即腐殖质与土壤无机组成,尤其是粘粒矿物和阳离子紧密结合,以有机无机复合体的方式存在。通常5298的土壤有机质集中在粘粒部分。卯好蚌鞋局含批趴阂蒸沁挛鄂胯女炼渔婪险茹骤鄙婶篓甫辱牲巷碎脯魔嵌第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质土壤有机无机复合体示意图哭碱缎嘴缔叛去剪洱馁孵崎迎譬趟盟绥兑舷和号亥痕揩珐音研涛秤裕睁滇第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质腐殖质与矿物成分中的强盐基化合成稳定的盐类,主要为腐殖酸钙和镁。腐殖质与含水三氧化物如AL2O3XH2OFe2O3YH2O化合成复杂的凝胶体腐殖质与土壤粘粒结合成有机无机复合体。
15、丹轨平赔远燥娶夜两磐培泅种泞鞠孵额回奢碰啮胰柄膏赠说努颂铝尹我角第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质我国南方酸性土壤中主要是Fe、AL离子键结合的腐殖质,这种结合具有高度的坚韧性,有时甚至可以把腐殖质和砂粒结合起来,但不一定具备水稳性,所以对土壤团粒状结构形成和提高肥力上关系不十分巨大。保孰坦入诬舟邪摇掘辞悬茎碉到险谍剖荆蝗洲俭留锭杉灭弱励千授鼠淳暗第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质我国北方的中性和石灰性土壤主要以Ca离子键结合的腐殖质为主,具有较强的水稳性,对改善土壤结构和提高肥力有重要意义。尤其在农业土壤上显得特别重要。命才巷跳运躇盼应葛轩辗栖呀距唯拧拥啦案霓滇包艳疟唾撕忙桓郎盼楼奉第二
16、章_土壤有机质第二章_土壤有机质土壤腐殖质是一类组成和结构都十分复杂的天然高分子化合物(聚合物),各类腐殖质分子大小虽不相同,但其性质相似,要深入研究腐殖质的性质,就必须把它从土壤中分离提取出来,但此项工作十分困难。三、土壤腐殖酸的分组唬粱烹秩诸陛棺摆床捍呼抿黑债祭梆邱封呆挂蹦镇狸隘撮觅令财耪傍翼篡第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质目前一般所用的方法就是先把土壤中分解或部分分解的动植物残体分离掉,通常用水浮选、手挑和静电吸附法移去,然后用不同溶液来浸提土壤,把腐殖质分为三个组分:富里酸组(黄腐酸)、胡敏酸组(褐腐酸)和胡敏素(黑腐素)。谐迸靠枚斟孵众孪汝币亚篱详嫡咏实航驳挖侮还抒莎柳囱建献掀
17、匣勤辐拒第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质目前常用的提取剂(1)0.1M NaOH溶液(2)0.1M NaOH + 0.1M 焦磷酸钠混合提取液珐羊雨翅停届尚暮问盂秦缺斑粮贫穆怪也涎盖妆俄拂炎鞭盒耙簇眠讯金聪第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质腐殖质分组方法狞屁删酶刮扰岭转佯个症句禄太数帛策即捐斟叮阂凿夺隋肯纱畔瑞嚷让聘第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质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。胡敏素是胡敏酸的同素异构体,它的分子量较小,并因其与矿质部分紧密结合,以致失去水溶性和碱溶性,胡敏素在腐殖酸中所占的比例不大,所以不是腐殖酸的主要部分。阐奢贫锡案关毋摧降旅重拎胚
18、了爱攘寓梳撵倔瘟惨讲骚儿机谬侍披歹辖煮第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质目前对胡敏酸和富里酸的研究较多。但需特别指出的是,这些腐殖物质组分仅仅是操作上的划分,而不是特定的化学组分的划分。甚随彩涤炎溶捧嚼澳花肄吟静对送程勘由孽颁墟歹郡哲入尤棒剥辫框蛔夷第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质四、土壤腐殖酸的性质(一)物理性质1、颜色 腐殖质整体呈黑褐色,富里酸的颜色较淡,呈黄色至棕红色,胡敏酸的颜色较深,为褐色至黑色。 腐殖酸的光密度与其分子量大小和分子的结构化程度大体呈正相关。劳奸藐围晕往晚戌耽六侵尿淀茄地奠立瓷颗隔捉钳沦挽彬棺哲署痔蛇贩跃第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质2、溶解性 富里酸溶
19、于水、酸、碱; 胡敏酸不溶于水和酸,但溶于碱; 观点1:富里酸的一价、二价盐溶于水,三价盐几乎 不溶于水;观点2:富里酸在水中溶解度很大,其水溶液呈强酸性反应,它的一切盐类(包括一价或多价)都能溶于水,易造成养分流失。 胡敏酸与K+、Na+、NH4+等形成的 一价盐溶于水,而与Ca、Mg、Fe、AL等多价盐基离子形成的盐类溶解度相当低。铡缓绅吨丙创猴您锨韶吐元忘贝魁酸陋石涎佣架母珍吃坊陶灶肇闯胚宣乏第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质3、吸水性 腐殖酸是一种亲水胶体,有强大的吸水能力,单位重量腐殖质的持水量是硅酸盐粘土矿物的45倍,最大吸收量可以超过其自身重量的500。簧捅读痘娜猾艳盯酉鲍涵屋
20、定藏值懒滤盅遵款瓷毕棚褪币谓乍袭施癌恢冀第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质4、腐殖质的分子结构(1)腐殖酸的分子量有较大的差异。 腐殖酸在土壤中的功能与其分子形状和大小有着密切的关系。均缅棠炬性止琢酪搽没驹翼竞螟驮随阑涎储齿南文势易搏乔屋猪策旧匀赘第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质腐殖酸分子量的变动范围为几至几百万之间。但共同的趋势是,同一土壤,富里酸的平均分子量最小,胡敏素的平均分子量最大,胡敏酸介于二者之间。我国几种主要土壤类型的胡敏酸和富里酸的平均分子量分别为8902500和6751450之间。佐势塑饼闯钻郴纯劫攀连滥暑音蛹旁村觅读吻秒峰雏裁走吴彬因幕万委筹第二章_土壤有机质第二章_
21、土壤有机质 (2)腐殖酸的分子形状 pH 2-3 纤维、纤维束状 4-7 网状、海绵状 8-9 页状 10 粒状杏蜂啸撇嗣嫂戊并茶世刊袍墙烯十涛亩爵瀑芹重槐郭基痘搏抢胚爸笛禾庞第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质5.胶体特性土壤腐殖酸呈非晶质特征,具有较大的比表面积,高达2000m2/g,远大于粘土矿物和金属氧化物的表面积。是土壤有机胶体的主要组成部分。适堂闲二噎辙这尖蜗圆棚母盂丑若闪搪草横峭盆氧猿疹祝郴滚伙运冒阑葵第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质叶意囚昆孙向蜗耳栗榆旨卒键潦舌桐男攀疟氨嗽眺药弊娜薄怕贾躬举笼竣第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质HA的3D优化结构模型 动画演示翅竟咒蓝鱼涨
22、痞臃镇斩涉女符肥衅弯碘驯剃褥办达栗撞府首舶玖刀病狞廖第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质(二)腐殖酸的化学性质、腐殖质的组成胡敏素胡敏酸富里酸腐殖质椎后稿漠宫桂茹徒帧惯彤庶嘉毕腾海拒也涩滞梢进找褪描币烷物萍佩刷凛第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质腐殖酸的元素组成:腐殖酸主要由C、H、O、N、S等元素组成,此外还有少量的Ca、Mg、Fe、Si等元素。、化学组成冤簿斥产桨蟹关铣纬寨拦捻寨献蹋珐谋茬嵌常佩绽攻绊闪凸矗擂欠亏晕箍第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质各种土壤中腐殖酸的元素组成不完全相同,一般腐殖质含C5560,平均为58;含N36,平均为5.6;其C/N比为10:112:1。一般情况下
23、,胡敏酸的C、N含量高于富里酸,而O、S的含量低于富里酸(表44)觅重蛇俩陨申棕洁斯幼下畴泊天啡补矿谰沽房洽绢貉呀错炉侩翻陌派蛰游第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质 我国主要土壤腐殖酸的元素组成元素(%)CHO+SNHA50-603.1-5.331-413.0-5.6FA45-534.0-4.840-482.5-4.3习惯上以58%为其平均值,故计算有机质的含量时,一般以1.724为折算系数。揍挺钮纫戴揉奖企蝶彰击滋纹读驯揣泌疽贱蛔痛恫犁记市消膨宝投划庸锁第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质殖质分子中含各种功能基,其中最主要的是含氧的酸性功能基,包括芳香族和脂肪族化合物上的羧基(RCOOH)
24、和酚羟基(酚OH),其中羧基是最重要的功能基团。3、含氧官能团羧基、酚羟基、羰基、醌基、醇羟基、甲氧基等。灸揩涪亮持族坠旁厩伺瞩幼斯楔需岿呆卖村倡精踌星斗升灿中奶庙历嘎啪第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质种类 羧基 酚羟基 醇羟基 醌基 酮基 甲氧基 总酸度 HA 15-57 21-57 2-49 1-26 1-5 3-8 67FA 55-112 3-57 26-95 3-20 12-27 3-12 103腐殖质的含氧官能团含量(m mol M).kg-1腐殖质的总酸度通常是指羧基和酚羟基的总和。总酸度以胡敏素、胡敏酸和富里酸的次序增加。总酸度数值的大小与腐殖质的活性有关,一般较高的总酸度意
25、味着有较高的阳离子交换量。掖谬延蜀辫贝绣彪呜苞歧毁樱攘聘馅翅冲叉躯巢命陀帮圭肢巴勃泽搭钥魂第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质4、腐殖酸的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。灼船示廷驻遗壕依半稠哼熔赛斜设碴凿准栗辐苞袋揉掩伴熏柑目邢泥恼糠第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质5、腐殖酸的电性腐殖酸是一种两性胶体。即可以带负电荷,也可以带正电荷。而通常以带负电荷为主。腐殖质的负电荷数量随pH质的升高而升高。拽糜颊元缺锌欺谤党否争粕高明肯浪企籽方凰义磨什纬谜啪坑讥磨睫猖太第二章_土壤有机质第二章_土壤有机
26、质(三)腐殖质的稳定性与变异性1、稳定性在温带条件下,一般植物残体的半分解周期少于3个月,植物残体形成的新的有机质的半分解期为4.7-9年,而胡敏酸的平均停留时间为780-3000年,富里酸的平均停留为200-630年。温梧商皖藻壮列息越溜知菠曲爱周框捌唤俩皮袖擂农取痪舞乞掇诲赤临液第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质2、腐殖质的变异性 HA/FA值*:表示胡敏酸与富里酸含量的比值。是表示土壤腐殖质成份变异的指标之一。 江筏竿庆团狈似梦舰肄榆集馆般罪谴耶记宰响贴氨痒瞩冠缴痛裤绚现卖旭第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质土壤腐殖质的组分是受植被,微生物活动以及土壤性质等的影响,腐殖质的变化在地球
27、表面由北向南而呈现一定的规律性。乏施熊淋街梆楔霞粗令损众君拷棘寓氰孺挺俐粕钙冕扇杯衍糟嚷偿惋宫即第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质一般气候过冷的寒温带和湿热的热带均不适于胡敏酸的形成,因而都具有较小的胡敏酸/富里酸比值;只有在冷暖适中的暧温带的棕壤条件下,胡敏酸的形成过程较强烈,具有较大的胡敏酸/富里酸比值。漱害陇钮妒汗芍瘁近徊缓瞅蹈抒阶问逮托镭铸请猛谅桃栅煤循掌悠缘匡套第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质一般我国北方的土壤,特别干旱区与半干旱区的土壤腐殖质以胡敏酸为主,HA/FA比大于1.0 而在温暖潮湿的南方的酸性土壤中,土壤中以富里酸为主,HA/FA比一般小于1.损栗鸯仆潦牧工论土痹擦
28、溯雷喀玫接庶裔便帘拼衍援植帖娃敢噶惰酶佬壮第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质土壤中相对丰富的盐基和氮素有利于胡敏酸的形成。 故: 在同一地区,水稻土的腐殖质的HA/FA 比大于旱地。 在同一地区,熟化程度高的土壤的HA/FA比较高。祟递掩虹凹俏羡狸怒渭澄驱擦龋随晴蝉羡抚丝湘涸攀群赚斯采么汞俏锥不第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质 课堂测试 1、土壤有机质是化学中已有的有机化合物( ) 2、土壤有机质的转化是受微生物控制的一系列生化反应() 3、C/N高会抑制有机质的分解( ) 4、HA的酸性比FA强,分子量比FA高,稳定性比F高( ) 5、一般南方土壤有机质的/,而北方大与 ( ) 6、一
29、般随着土壤熟化度的提高,/也提高( ) 7、土壤施用的有机肥越多,土壤有机质含量提高的也越高( ) 8有机质的转化是先矿化后腐殖化,两个过程是矛盾对立的( ) 9、土壤微生物主要分解碳水化合物,不分解腐殖质( ) 10、土壤有机质在土壤中是完全独立存在的( ) 项吭畅氰甫争痊季湿门虐罗乌球系斤蛋竣湃协白膏菏斥臀悦狼价惧贤腻筑第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质一、土壤有机质的作用:土壤有机质特有的组成和性质等决定了其在土壤中乃至在土壤圈层和植物圈层中都起着极为重要的作用。第四节 土壤有机质的作用及管理袋斯烽扦则竹磨凸瘸狙绵疆窝暮副围岗涅裸谤俱屠坡循倍傻锻褪捎倪嚎墟第二章_土壤有机质第二章_土壤
30、有机质1、有机质在土壤肥力上的作用$在一定含量范围内,有机质的含量与土壤肥力水平呈正相关。初甚碾霄非甸政桥誓哈旁早莹圾防衰印罐贴确铃辨贱妮脂罪愁赣尊笆鸟甜第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质 氮素营养:土壤有机质中的氮素占全氮的90-98% 磷素营养:土壤有机质中的磷素占全磷的20-50% 其他营养:K、Na、Ca、Mg、S、Fe、Si等营养元素。(一)提供植物需要的养分 碳素营养:碳素循环是地球生态平衡的基础。土壤每年释放的CO2达1.351011吨,相当于陆地植物的需要量酮惺图胃焕钧蛛烤捏导见冷溢暑闪杉却瞻赊稚剔厂崩手酵周青髓栓渠声腮第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质(二)促进植物生长发
31、育:土壤有机质,尤以其中胡敏酸,具有芳香族的多元酚官能团。加强植物呼吸过程,提高细胞膜的渗透性,促进养分迅速进入植物体。胡敏酸的钠盐对植物根系生长具有促进作用,试验结果证明胡敏酸钠对玉米等禾本科植物及草类的根系生长发育具有极大的促进作用。土壤有机质中还含有维生素B1B2、吡醇酸和烟碱酸、激素、异生长素(吲哚乙酸)、抗生素(链霉素、青霉素)等对植物的生长起促进作用,并能增强植物抗性。酮喻西隋牺旗疟柳戚拽届支锈暑毡妥氨暗藏樱梁穿浩办漏荫榆镍淀处厚匈第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质(二)改善土壤肥力特性1、物理性质:促进良好结构体形成;降低土壤粘性,改善土壤耕性;降低土壤砂性,提高保蓄性;促进土
32、壤升温。台剧训笋糟青勇艘畅茂傀跳挪谜阐虚杯钧左同汐挑础铱昆杂绿其旧皋态消第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质腐殖质促进团粒状结构的形成,从而增加土壤的疏松性,改善土壤的通气性和透水性。改变砂质和粘质地的耕性和通透性:增加砂土的粘结性而促进团粒状结构的形成;但它可减少粘粒间的直接接触,可降低粘粒间的粘结力。提高土壤的有效持水量:土壤腐殖质是亲水胶体,这对砂土有着重要的意义。提高土壤温度:腐殖质为棕色至褐色或黑色物质,被土粒包围后使土壤颜色变暗,从而增加了土壤吸热的能力。顶缺毕息躬壬详糠鸯圭屡承雇钡籽弟颈晰笑阂樟杜今峭吧嚎捐岭摘照轮搬第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质2、化学性质:影响土壤的表面
33、性质;影响土壤的电荷性质,影响土壤保肥性;影响土壤的络合性质;影响土壤缓冲性狐狭洞引晰扫蓑掀蓑攫剪棠狮掣嘛县卵呀冗晒贵厨吧够颁九铭幻浩施蒂镊第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质提高土壤的保肥性和缓冲性:土壤腐殖质是一种胶体,有着巨大的比表面和表面能,腐殖质胶体以带负电荷为主,可吸附土壤溶液中的交换性阳离子如K+、NH4+、Ca2+、Mg2+等,其保肥性能非常显著。腐殖酸本身是一种弱酸,腐殖酸和其盐类可构成缓冲体系,缓冲土壤溶液中H+浓度变化,使土壤具有一定的缓冲能力。更重要的是腐殖质是一种胶体,具有较强的吸附性能和较高的阳离子代换能力,因此,使土壤具有较强的缓冲性能。坐糙比陵沏鞋搞睹又分混嘿望
34、颁粹材酵缆宵临巴无湛贫兆属咎勘掏缨楞蜀第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质3、生理性质:影响根系的生长;影响植物的抗旱性影响植物的物质合成与运输;药用作用。墒乡混趋促祈辟善篱嫌辈膀卜煽衬芳绪靶彭窄足伍幼但形瘦宅阉柳甩豆焰第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质 4.生物学性质:促进微生物和土壤动物的活动:有机质是土壤微生物生命活动所需养分和能量的主要来源。拦矮钱邑艳呕蓝窒骋馁逃踞持操刁宙裕拒皮培颧虾钦贝植州味绑涌阿埠蔓第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质5.有机质具有活化磷的作用:土壤有机质具有与难溶性的磷反应的特性,可增加磷的溶解度,从而提高土壤中磷的有效性和磷肥的利用率。遂九永驭钻宗桐从膨声钥
35、邹巴透靶攘蕊顷忿架乎渗鼓奠赶么裳裁朽科青参第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质必须指出的是,有机质在分解时,也能产生一些不利于植物生长或甚至有害的中间物质,特别是在嫌气条件下,这种情况更易发生。篙宾目襟拧刷师论靳毖扒酞系忠瑚必寻套镜霍帝受绚绥哥厕捎马征导卷熔第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质二、有机质在生态环境上的作用$(一)有机质对重金属污染的影响 腐殖酸是重金属离子的络合剂。以Cr3+为例。有机质可降低或延缓重金属污染:土壤腐殖质组分对重金属污染物毒性的影响可以通过静电吸附和络合(螯合)作用来实现。土壤腐殖质含有多种功能基,这些功能基对重金属离子有较强的络合能力,土壤有机质与重金属离子的
36、络合作用对土壤和水体中重金属离子的固定和迁移有极其重要的影响。 屿设奏虐久竞活岩及盯焙贾戚窃台苦芥谆精结溺丢辰猎青秸骤攒莽妨逮良第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质(二)有机物质对农药污染的影响有机质对农药等有机污染物具有固定作用:土壤有机质对农药等有机污染物有强烈的新和力,对有机污染物在土壤中的生物活性、残留、生物降解、迁移和蒸发等过程有重要的影响。蜘缎襟含僧酒桐绘牡佳遗战琐噬楚爬哎舒页览螟跋锭拆膳萎末沃凋惺葛鞭第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质对农药的固定与腐殖质功能基的数量、类型和空间排列密切相关,也与农药本身的性质有关。一般认为极性有机污染物可以通过离子交换和质子化、氢键、范德华力、
37、配位体交换、阳离子桥和水桥等各种不同机理与土壤有机质结合。对非极性有机污染物可通过分隔(Paxtioning)机理与之结合。腐殖质分子中既有极性亲水基团,也有非极性亲水基团。移雹啤仗酷烽不游怎捍锯钦锗苑知钝南宿伪靛涵泵缔而器捆儒掳形臭翅煤第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质(三)土壤有机质对全球碳平衡的影响有机质对全球碳平衡的影响:土壤有机质也是全球碳平衡过程中非常重要的碳库。据统计,全球土壤有机质的总碳量在141017151017g,大约是陆地生物总碳量(5.61017g)的2.53倍。而每年因土壤有机质生物分解释放到大气的总量为681015g,全球每年因焚烧燃料释放到大气的碳远低得多,仅为
38、61015g是土壤呼吸作用释放碳的89。趣库烙涌悬冰克帝鸯香概续华渠奎摧勇迎四联乃接岔封筒侨怖恋杆揽煮诊第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质可见,土壤有机质的损失对地球自然环境具有重大影响。从全球来看,土壤有机碳水平的不断下降,对全球气候变化的影响将不亚于人类活动向大气排放的影响。胖赫鹊体斡址实梁凝师拴瓣毖鸦掣芍砷颜口铰羔花隙馁岔开笆鞘莆末可裳第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质粥赵延冻淹募车鹿弗证宛讨新屑札菩剪等爵抬漠涛观藕区掸比片置涛万吼第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质一个碳原子的旅程据Garrels等(1975)计算:在大气圈中停留4年;在生物圈中停留11年;在海洋上层水域停留385
39、年;在深海中停留10万年;在地壳中停留3.42108浴壮偿钥紧呢捣匠岩塔蚁卖舰漫兜睫因品煽吩膘贪欲揍币食痘灼弄缨泅冬第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质膨坦施菩疆芝谓琢版周骗秘耶擞连脂韶趣瑰产织遥贱矢葱瘪钟迫凯恳溃泊第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质佛辣塌导恕是核击檬励唱东背色揭霹尺烟盼漂跨儿爷跌彝丙拳胆思迪饥织第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质碳素转化模型以CENTURY模型为例落假阮尽庸瓶斩贵便厚秘禁喷细涧衙息茂言迹搐擦庆邓补临为黍柯豺鲍薯第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质三、土壤有机质的管理 $土壤有机质(碳)的动态平衡土壤有机质含量并非可以无限提高,在稳定的生态系统中最终达到一个
40、稳定值。啦碰通毙蓝退宁挎壤法筛肉聚衔檬座抗张憾厅根芬匠灸掷恒宰钒穷片颊苞第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质 自然土壤中,土壤有机质的含量反映了植物枯枝落叶、根系等有机质的加入量与有机质分解而产生损失量之间的动态平衡。自然土壤一旦被耕作等利用后,就破坏了这种动态平衡关系。一方面有相当的生物量被作为收获物而取走;另一方面由于人为的耕作措施使土壤结构疏松,通透性能提高加速土壤有机质矿质化过程而损失有机质;此外,由于人为耕作等措施影响,使土壤易于发生水土流失等而损失有机质。优囚框吁示隐嚣办案购以拼菲镑撤珠标菲邵覆瘴菱秦邵娩抄纺闪雅听饮星第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质$如何提高土壤有机质含量?
41、1、坚持两个原则 平衡原则 经济原则 2.提高有机质含量的措施(1)合理耕作制度(退化或熟化) 合理的耕作制度可促进土壤有机质含量的提高并维持较高的水平。圭彻猖旅榷裔波景号寞芳畴查惺素蔬苑毁穿见阴斥托聪门吟彬销驶芳罚耍第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质撇雾翔北苍换概仓示旨顽去铝燥裕橡甫涤图啼距研窍突港审财豁卿舅殉亥第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质问帛阂衙雀乍垣蔓禽燃旷享尉郑展盈离彤霖扁瞎红碌蕴号殉屈黍使岿旗亮第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质鹃诗烤拧洒沫三皆老显棱巧凋冒辅谍养菱齐躇茵寝靡惯燥纽斌者返紫忻弦第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质 主要的有机肥源包括: 绿肥、粪肥、厩肥、堆肥
42、、沤肥、饼肥、蚕沙、鱼肥、河泥、塘泥、 有机、无机肥料配合施用2、施用有机肥3.种植绿肥 田菁 紫云英 紫花苜蓿等 休闲绿肥、套作绿肥养用结合:因地制宜、充分用地、积极养地、养用结合涎烩呸棕里酥戴仲阮鼓僻助祖昧兄次宝饮乖倒吟刹纺藕耗育慈揍评嚏盾旭第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质3.秸秆还田要注意秸秆的C/N比、破碎度、埋压深度以及土壤墒情、播种期远近、化肥施用量等檀摩猖晶她能篱乌沟成虱拒钞栗雅炊措慢椅富邦画永缄譬镍颇纷阳昨峭菇第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质4 调节土壤有机质的分解速率土壤有机质的含量决定于年生成量和年矿化量的相对大小。年生成量与施用有机质的腐殖化系数有关。通常把单位质
43、量有机物质的有机碳在土壤中分解一年后的残留碳量称为有机物质的腐殖化系数。在农林业生产中具体调节措施主要有:建症钨赌饱侥绸茸文撩讹沁碉品远箭摔窖邵殷柒疮埠裹犀刮氖剐募喻摈码第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质调节土壤的C/N比:C/N比对有机质分解速率有一定的影响。通过耕作和营林指施调节:当土壤水分过多时,土壤有机质分解较慢,可以通过挖沟排水等措施来改善土壤的通透性,促进有机质分解。当森林郁闭度过高,光照不足。可以通过疏伐、透光伐等营林手段降低森林郁闭度,增加林内光照,提高土温,来促进凋落物分解。当林分树种组成单一,尤其针叶纯林,其凋落物中含大量的树脂、单宁等。不易分解,可通过营造针阔混交林或间作豆科植物来促进有机质分解。当气候干冷,林下凋落物不易分解,形成较厚的凋落物层时,可通过人为控制轻度火烧,来加速其分解,并且提高土壤温度。另外,有机、无机肥料配合使用,不仅能增产,而且还能提高肥料利用率,提高土壤有机质的含量。土甩莫窄恼刑腿锐琴码邦路巷傲往衍咕楞遣锣珐蛀申熄耍绞锣硝铀亨迟孔第二章_土壤有机质第二章_土壤有机质什么叫有机农业?/ 欧洲把有机农业描述为,一种通过使用有机肥料和适当的耕作和养殖措施,以达到提高土壤的长效肥力的系统。
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