土壤腐殖物质.ppt

不同陆地生态系统土壤有机质含量 2. 土壤有机质的组成 非腐殖物质(Non-humic substances)(20~30%) 腐殖物质(Humic substances)（60~80%） 经土壤微生物作用后，由多酚和多醌类物质聚合而成的含芳香环结构的、新形成的黄色至棕黑色的非晶形高分子有机化合物。 胡敏素(Humin) 胡敏酸(Humic acid) 富啡酸(Fulvic acid) 含氮化合物 　Protein　　 Amino acid 　 　 NH4＋ 　 NO3-　 N素同化 蛋白质 氨基酸 　 N素生物固定与有效化过程与有机物C/N比密切相关。 C/N＞25时，产生N素生物固定 C/N＜25时，产生N素有效化。 第1阶段：植物残体分解产生简单的有机碳水化合物 微生物水解酶（水解 合成） 有机残体 有机物 第2阶段：通过微生物对这些有机化合物的代谢作用及反复的循环，增殖微生物细胞。 第3阶段：通过微生物合成的多酚和醌或来自植物的类木质素，聚合形成腐殖物质 微生物酚氧化酶，pH4.5-6.5 （氧化 缩合） 多元酚 醌 腐殖质分子 带侧链（胡敏酸） 元素组成 C、H、O、N、P、S为主 含C量为55 ～60%，平均58%，100/58＝1.724 C:N:P:S＝100:10:1:1～120:10:1:1 功能团 含有－COOH、－OH及酚羟基等多种功能团， 功能团的解离导致腐殖酸带电： 如：R－COOH　　　　R－COO－＋H＋ R － OH R －O－＋H＋ （三） 分子结构特征 分子结构极其复杂的有机高分子化合物。 单体中有芳核结构物质，芳核上有多种取代基。 区分富啡酸和胡敏酸的指标 功能团——富啡酸含更多的羧基和酚羟基，酸度高于胡敏酸； 元素含量——富啡酸O含量明显高于胡敏酸，C含量明显低于胡敏酸； 因此O/C为最好的指标——土壤中胡敏酸的O/C约为0.5，富啡酸的O/C约为0.7； E4/E6 ——波长465nm处/波长665nm处的紫外吸收值。胡敏酸E4/E6 一般小于5.0，富里酸E4/E6一般在6.0-8.5之间。 第四节 土壤有机质的作用与管理 一、 有机质在土壤肥力上的作用 （一）提供植物需要的养分 养分较完全 植物生长所需养分N：80 ～97%，平均95%；P：20 ～76%；S：38 ～94%为有机态，由有机质提供。 提高养分有效性 SOM矿质化过程中产生的有机酸，腐殖化过程中产生的腐殖酸，一方面促进土壤矿质养分溶解释放养分；另一方面可以络合金属离子，减少金属离子对P的固定，提高P的有效性。 （二）改善土壤肥力特性 提高土壤保肥性 　土壤腐殖质是一种有机胶体，有巨大的表面积和表面能，吸附能力大于矿质胶体，从而大大提高土壤保肥性。 胶体对阳离子吸附能力比较（cmol(+)/kg） 胶体类型　 有机胶体　　　　　　高岭石　 蒙脱石 吸附力　　150 ～450（平均350） 3 ～15　 80 ～120 提高土壤缓冲性 腐殖质含有多种功能团，遇OH－时电离出H＋与之作用生成水对碱緩冲；遇H＋时则由于带负电荷而吸附H＋对酸緩冲； 腐殖质胶体带负电荷，可吸附土壤溶液中盐基离子，对肥料起緩冲作用。 促进团粒结构的形成，改善土壤物理性质 粘结力(binding force)：砂＜有机胶体＜粘粒 有机质能改变砂粒的分散无结构状态，又能改善粘粒的粘重大块结构，促进土壤良好结构的形成，从而改善土壤的通透性等物理性质。 提高土壤生物活性和酶活性 SOM是土壤微生物活动所需氧分和能量的主要来源； SOM通过刺激生物活动而增加土壤酶活性，直接影响土壤养分转化的生物化学过程； 腐殖酸是一类生理活性物质。 二、有机质在生态环境上的作用 （一）有机质与重金属离子的作用  络合重金属离子