第三章土壤有机质(soilorganicmatter)教材.doc

第三章 土壤有机质（soil organic　matter） 第一节 土壤有机质的来源和组成 一、土壤中有机质的来源： 1、主要来源于植物残体和动物微生物的遗体 2、动物的排泄物及微生物和植物根系分泌物及排泄物 3、施入土壤中的有机肥料 4、工农业副产品及生活污水废物等 二、土壤中有机质存在状态： 1、新鲜有机物：基本上保持动植物残体原有状态，其中有机质尚未分解。 2、半分解有机物：动植物残体已被分解，原始状态已不复辨认的腐烂物质，称为半分解有机残余物。 3、腐殖质：在微生物作用下，有机质经过分解再合成，形成一种褐色或暗褐色的高分子胶体物质，称为腐残质，腐残质是有机质的主要成分，可以改良土壤理化性质，是植物营养的主要来源，是土壤肥力水平高低的重要标志。 土壤有机质的组成： 1、种类： 土壤有机质可分为两大类：一类是活的有机体，土壤微生物生物量；一类是狭义的土壤有机质，它又分为两大类，一是未分解或部分分解的动植物残体，二是腐殖质，腐殖质又分为两类，一类是组成有机体的各种有机化合物，称为非腐殖质，约占土壤有机质总量的20-30％，另一类是称为腐殖质的特殊有机化合物，包括胡敏酸、胡敏素、富里酸等，它们普遍存在于土壤、腐熟的有机肥料、各种地面水体的底泥以及煤炭之中。土壤腐殖质约占土壤有机质总量的85-90％。 存在于土壤中的所有含碳的有机化合物。 它主要包括土壤中各种动物、植物残体，微生物体及其分解和合成的各种有机化合物。 2、组成： 非腐殖质是生物残体的分解产物，包括以下几个部分： （1）碳水化合物：是有机物的主体，占有机质总量15~27％，占植物残体干重的60％。有单糖、双糖、多糖、寡糖、氨基糖、糖醇、糖酸、甲基化糖等。 包括：a、水溶性糖类和淀粉：广泛存在，可溶于水，被淋洗流失，在好天气条件下分解成CO和HO，在厌气条件下分解产生中间产物H、CH等。 B、纤维素和半纤维素：植物细胞壁的主要成分，在植物残体中含量最高，两者均不溶于水，但在土壤微生物作用下缓慢分解。 土壤多糖是土壤m的主要能源，同时易被粘粒矿物吸附或与K、Mg、Al、Cu、Zn、Fe、Mn等金属离子形成络合物，从而使难溶阴离子释放，或与腐殖质结合，因此多糖还是形成土壤结构的良好胶结剂。 （2）、含N化合物：主要是蛋白质，是构成原生质和细胞核的主要成分，占植物残体的1—15％，平均10％。 土壤中95％的N素是以有机态N素存在的，主要是氨基酸、蛋白质和含N的杂环化合物。蛋白质、氨基酸易被分解。 土壤中各种状态的含N有机物的稳定性是不同的，它们的分解速率的大小顺序是： 新鲜植物残体＞生物体＞吸附在胶体上的微生物代谢产物和细胞壁的成分＞成熟的极其稳定的腐殖质。 N素在剖面上一般随深度而降低，但NH—N则随深度而升高（因水解液下渗引起的）。 含N化合物在土壤中易被m分解。 （3）、脂肪、蜡质、树脂、单宁：这类物质除单宁外不溶于水，除脂肪外分解慢，极难分解，在厌气条件下进行沥青化过程。脂肪（种子、果实），蜡质（种皮、外果皮、叶表面），单宁（ 柳、粟的皮层） 树脂（当针叶树皮受伤而溢流出来的油脂中含有树脂，溶于香精油中） （4）木素、木栓质、角质。 较难分解，能在土壤中长期保存。 木素（木质部）。木栓质、角质（植物保护组织中，如树皮、孢子、花粉的内膜等）。 分解由易到难顺序：葡萄糖＞半纤维素＞纤维素＞木素。 （5）、有机磷和有机化合物： 含量少，主要是核酸，肌醇磷和磷脂、氨基酸。 （6）、灰分物质：植物残体燃烧后所留下的灰称为灰分物质，约占5％，树木的木质部和苔藓类灰分含量最低，仅占1—2％，树木的叶子和皮层含量4—5％，草本植物达10—12％，最多可达15％。 它因植物种类、树木年龄、土壤类型不同而不同。 主要元素：Cu、Mg、K、Na、Si、P、S、Fe、Al、Mn、Cl。 微量元素：I、Zn、B、F。 上述几类成分的含量，不同种类植物差异很大，高等植物（尤其木本）富含纤维素、半纤维素、木质素等物质，而低等植物和细菌多含蛋白质类物质。 木素、纤维素和半纤维素的元素组成 有机质类别 组成元素 木素（％） 纤维素（％） 半纤维素（％） 碳 （C） 氢 （H） 氧 （O） 62— 69 5 —6.5 26 —39.5 44.4 6.2 49.4 45.4 6.1 48.5 （引自北京林业大学主编《土壤学》1981） 不同植物、器官中蛋白质含量（％） 针叶、阔叶 3.5 — 9.2 苔藓 4.5— 8.0 禾木科植物茎杆 3.5 — 4.7 全球土壤0~100cm和0~15cm土层中有机碳的含量 面积 （103km2） 0~100cm土层中的有机碳 0~15cm土层中有机碳 Mg/hm2 总量1015g 占全球% 范围（％） 代表值