种子土壤肥料学课件2.ppt

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1、土壤肥料学主讲教师主讲教师：邹长明背景音乐：凤阳花鼓1第一章第一章 土壤矿物质土壤矿物质 土土壤壤矿矿物物质质占占土土壤壤固固体体物物质质的的很很大大比比例例，它它不不仅仅构构成成了了土土壤壤的的基基本本骨骨架架，而而且且是是植植物物矿矿质质养养分分的的主主要要来来源源，并并且且为为植植物物生生长长提提供供了了机机械械支支持持作作用用。所所以以，土土壤壤矿矿物物质质对对土土壤壤肥肥力力和和农农业业生生产产特特性性有有着着深深刻刻的影响。的影响。2第一节 形成土壤母质的矿物、岩石一、主要的成土矿物一、主要的成土矿物1、矿物的概念、矿物的概念矿矿物物是是地地壳壳中中的的化化学学元元素素在在各各种种

2、地地质质作作用用（火火山山爆爆发，地震，岩石风化）下所形成的自然均质体。发，地震，岩石风化）下所形成的自然均质体。2、类型、类型根据矿物形成原因可分为：根据矿物形成原因可分为：原生矿物原生矿物由岩浆冷却后形成的矿物。由岩浆冷却后形成的矿物。次生矿物次生矿物由原生矿物进一步风化形成的新的矿由原生矿物进一步风化形成的新的矿物。物。彩云追月33、常见的原生矿物、常见的原生矿物（1）硅酸盐类：长石、云母等。）硅酸盐类：长石、云母等。（2）氧化物类：石英、铁矿等。）氧化物类：石英、铁矿等。（3）硫化物及磷化物类：）硫化物及磷化物类：黄铁矿黄铁矿(FeS2)、磷灰石。磷灰石。4、常见的次生矿物、常见的次生

3、矿物（1）粘土矿物。为铝硅酸盐矿物，有高岭石、蒙）粘土矿物。为铝硅酸盐矿物，有高岭石、蒙脱石、水云母等。脱石、水云母等。（2）含水氧化物类。如含水氧化铁、水铝石等。）含水氧化物类。如含水氧化铁、水铝石等。（3）简单盐类。如石膏等。）简单盐类。如石膏等。45二、主要的成土岩石二、主要的成土岩石1、岩石的概念、岩石的概念岩岩石石是是由由一一种种或或多多种种矿矿物物有有规规律律组组合合而而成成的的矿矿物物集集合合体体。2、类型、类型岩岩浆浆岩岩由由熔熔融融的的岩岩浆浆上上升升到到地地壳壳不不同同深深度度或或喷喷出出地地表冷凝结晶而成，又叫火成岩。表冷凝结晶而成，又叫火成岩。如花岗岩、玄武岩等。如花岗

4、岩、玄武岩等。电影电影火山岩浆流火山岩浆流-法国法国 电影电影火山岩浆流火山岩浆流-美国美国沉沉积积岩岩在在地地表表条条件件下下，各各类类岩岩石石风风化化破破坏坏后后的的产产物物，经经搬搬运运、沉沉积积、成成岩岩作作用用形形成成的的岩岩石石。如如石石灰灰岩岩、砂砂岩岩、页岩等。页岩等。电影电影黄龙沟钙华黄龙沟钙华 电影电影沉积岩的形成沉积岩的形成变变质质岩岩各各类类岩岩石石，在在地地球球内内力力作作用用下下，经经过过变变质质作作用形成的岩石用形成的岩石。如大理岩等。如大理岩等。链接文件链接文件矿物岩石矿物岩石.ppt 凤阳花鼓6第二节 矿物岩石的风化作用与土壤母质一、风化作用的概念与类型一、风

5、化作用的概念与类型风化作用就是地表的各种岩石，在空气、水、风化作用就是地表的各种岩石，在空气、水、温度和生物活动的影响下、发生机械破碎和化温度和生物活动的影响下、发生机械破碎和化学变化的过程。学变化的过程。它包括物理风化作用、化学风化作用、生物风它包括物理风化作用、化学风化作用、生物风化作用三种类型化作用三种类型。在自然界中，三种风化作用往往同时交叉进行。吉祥三宝7二、土壤母质的形成及主要成土母质1、母质的形成、母质的形成岩石经风化作用而形成的地表堆积体，是形成土壤岩石经风化作用而形成的地表堆积体，是形成土壤的母体，称为母质。的母体，称为母质。2、主要成土母质、主要成土母质残积物：残留在原地的

6、母质残积物：残留在原地的母质。坡积物：从山坡上冲刷搬运下来的母质。坡积物：从山坡上冲刷搬运下来的母质。洪积物：由山洪临时搬运下来的沉积物。洪积物：由山洪临时搬运下来的沉积物。冲积物：由河水搬运来的沉积物。冲积物：由河水搬运来的沉积物。(电影/泥砂淤积冲积-崇明岛)湖积物：由湖水泛滥沉积而成的母质。海积物：由海水作用而成的母质。风积物：经风搬运而堆积的母质风积物：经风搬运而堆积的母质。冰积物：由冰川夹带的物质搬运沉积而成。链接洪积扇与冰川.ppt背景音乐：西游记8第三节第三节 矿质土粒矿质土粒一一.矿质土粒的来源矿质土粒的来源 土土壤壤矿矿物物质质的的来来源源主主要要是是成成土土母母质质。成成土

7、母质是岩石风化的碎屑物质。土母质是岩石风化的碎屑物质。土土粒粒：矿矿物物质质在在土土壤壤中中以以粗粗细细不不一一、形形状状多多样样的的固固体体颗颗粒粒形形式式存存在在，这这就就是是通通常常所所说的土壤颗粒或矿质土粒（简称土粒）。说的土壤颗粒或矿质土粒（简称土粒）。9二二.矿质土粒的分级矿质土粒的分级 粒级粒级 矿矿质质土土粒粒大大小小差差别别极极大大，1nm数数mm，数数百百万万倍倍！按按土土粒粒的的大大小小可可将将土土粒粒（单单粒粒）分分为为若若干干级级（组组），称称为为粒粒级级（粒粒组组）。相相同同粒粒级级的的土土粒粒成成分分和和性性质质基基本本一一致致，粒粒级级间间有有明明显差异。显差异

8、。土粒分级的依据是土粒分级的依据是当量粒径当量粒径（有效直径）。（有效直径）。土粒分级标准：土粒分级标准：国际制、卡庆斯基制、中国制。国际制、卡庆斯基制、中国制。石砾、砂粒、粉砂粒、粘粒石砾、砂粒、粉砂粒、粘粒。10国国 际际 制制中国制中国制(1987)卡庆斯基制卡庆斯基制(1957)粒级名称粒级名称粒径粒径(mm)粒级名称粒级名称粒径粒径(mm)粒级名称粒级名称粒径粒径(mm)简简 制制石石 砾砾2石块石块10石块石块石砾石砾3311石砾石砾石石 砾砾粗石砾粗石砾103细石砾细石砾31砂砂 粒粒粗砂粒粗砂粒细砂粒细砂粒20.20.20.02砂砂 粒粒粗砂粒粗砂粒细砂粒细砂粒10.250.2

9、50.05砂砂 粒粒粗砂粒粗砂粒10.50.01物理性砂粒物理性砂粒中砂粒中砂粒0.50.25细砂粒细砂粒0.250.05粉粉 粒粒0.020.002粉粉 粒粒粗粉粒粗粉粒0.050.01粉粉 粒粒粗粉粒粗粉粒0.050.01中粉粒中粉粒0.010.005中粉粒中粉粒0.010.0050.01物理性粘粒物理性粘粒细粉粒细粉粒0.050.002细粉粒细粉粒0.0050.001粘粘 粒粒0.002粘粘 粒粒粗粘粒粗粘粒细粘粒细粘粒0.0020.0010.001粘粘 粒粒粗粘粒粗粘粒0.0010.0005细粘粒细粘粒0.00050.0001胶胶 粒粒0.0001粒粒 级级 分分 类类 制制三三.矿质

10、土粒的组成和性质矿质土粒的组成和性质（一）矿质土粒的矿物组成和化学组成（一）矿质土粒的矿物组成和化学组成11（二）矿质土粒的性质（二）矿质土粒的性质1.石石块块：主主要要是是残残留留的的母母岩岩碎碎块块，山山区区土土壤壤中中常常见见，对对土土壤壤耕耕作作和和作作物物生生长长不不利利，一一般般可可发发展展林林业业和和果果树树，若若农农业业利用，要设法除去。利用，要设法除去。2.石石砾砾：多多为为岩岩石石碎碎片片，山山区区土土壤壤及及河河漫漫滩滩土土壤壤中中常常见见，土土壤壤中中石石砾砾含含量量多多时时，对对耕耕作作及及作作物物生生长长均均为为不不利利，且且漏漏水水漏漏肥肥，损损坏坏农农具具，应应

11、因因地地制制宜宜，植植树树种种草草或或进进行行改改良良。但质地粘重的土壤中夹少量石砾，有利于透水通气。但质地粘重的土壤中夹少量石砾，有利于透水通气。不不同同粒粒级级比比表表面面积积：粘粘粒粒胶胶粒粒（0.0010.00001mm）的的比比面面 积积 约约 为为 2 200m2/g，比比 砂砂 粒粒 约约 大大 100 10000倍倍；细细 砂砂 粒粒（0.1mm）比表面约为）比表面约为0.02m2/g。123.砂砂粒粒：常常以以单单粒粒存存在在，主主要要为为石石英英颗颗粒粒，由由于于颗颗粒粒大大，比比表表面面小小，透透水水透透气气良良好好，但但保保水水保保肥肥能能力力弱弱，无无粘粘着着性性、可

12、塑性及胀塑性等性质，矿质可塑性及胀塑性等性质，矿质养分含量低养分含量低。4.粉粉粒粒：颗颗粒粒较较砂砂粒粒小小，肉肉眼眼难难以以分分辨辨，手手感感滑滑腻腻，比比表表面面积积增增大大，形形成成微微细细孔孔隙隙多多，保保水水能能力力大大为为加加强强，透透水水性性减减弱弱，但但粘粘着着性性、粘粘结结性性、可可塑塑性性及及胀胀塑塑性性等等性性能能仍仍较较微微弱，矿质弱，矿质养分较砂粒为高养分较砂粒为高。5.粘粘粒粒：颗颗粒粒细细小小，有有巨巨大大的的比比表表面面积积和和表表面面能能，多多呈呈片片状状，常常以以复复粒粒存存在在，具具有有很很强强的的粘粘结结性性、粘粘着着性性、可可塑塑性性，胀胀缩缩收收缩

13、缩性性强强，通通透透性性差差，保保水水保保肥肥能能力力很很强强，矿矿质质养养分分含量丰富含量丰富。13四四.粘粒矿物粘粒矿物 粘粘粒粒矿矿物物（粘粘土土矿矿物物）属属次次生生矿矿物物，一一般般是是指指构构成成土土壤壤粘粘粒粒部部分分的的矿矿物物学学成成分分。根根据据存存在在状状态态可可分分为为晶晶态态和非晶态。（有时特指层状铝硅酸盐矿物）。和非晶态。（有时特指层状铝硅酸盐矿物）。晶晶 态态主主要要是是层层状状铝铝硅硅酸酸盐盐，呈呈层层状状结结构构。（高高岭岭石石、蒙蒙脱脱石石、伊伊利利石石、蛭蛭石石等等）。其其次次是是结结晶晶态态的的氧氧化化铁铁、氧氧化化铝铝等等。三三水水铝铝石石（Al2O3

14、3H2O）、水水铝铝石石（Al2O3H2O）、针针铁铁矿矿（Fe2O3H2O）、褐褐铁铁矿矿（2Fe2O33H2O）等）等 。非非晶晶态态各各种种氧氧化化物物的的水水化化物物，主主要要呈呈胶胶膜膜状状态态，包包裹裹于于土土粒粒表表面面。含含水水氧氧化化铁铁、铝铝（R2O3xH2O）、硅硅胶胶（SiO2yH2O）、水水铝铝英英石石（R2O3ySiO2zH2O）等等。14层状铝硅酸盐粘土矿物的构造特征层状铝硅酸盐粘土矿物的构造特征 1.基本构造单位基本构造单位 123421345615（1）硅氧四面体和硅氧片）硅氧四面体和硅氧片 16（2）铝氧八面体和铝氧片172.粘土矿物的构成粘土矿物的构成c轴

15、b轴18三种主要粘土矿物的性质比较三种主要粘土矿物的性质比较粘土粘土矿物矿物结晶结晶类型类型分子层分子层排列情况排列情况晶格距离晶格距离(nm)晶层间晶层间联结力联结力颗粒颗粒大小大小比面比面(m2g-1)CEC(cmol(+)kg-1)粘结性粘结性可塑性可塑性胀缩性胀缩性高岭石高岭石1:1-OH层与层与O层相接层相接0.72强强大大520515弱弱水云母水云母2:1-O层相接中间有层相接中间有K1.00较强较强中中 1001202040中等中等蒙脱石蒙脱石2:1-O层相接层相接0.962.14弱弱小小 70080080100强强19 土土壤壤粘粘土土矿矿物物是是在在不不同同成成土土条条件件作

16、作用用下下，各各种种风风化化和和成土作用的产物，故成土作用的产物，故粘土矿物的分布具有一定的地带性粘土矿物的分布具有一定的地带性。我国粘土矿物的分布情况大致为：我国粘土矿物的分布情况大致为：西北干旱地区：水云母为主，少量蒙脱石。西北干旱地区：水云母为主，少量蒙脱石。半干旱的草原区半干旱的草原区，以蒙脱石类和水云母为主。，以蒙脱石类和水云母为主。暖温带湿润暖温带湿润和和半湿润地区半湿润地区，以水云母和蛭石为主。，以水云母和蛭石为主。北亚热带北亚热带，水云母、蛭石和高岭石并重。，水云母、蛭石和高岭石并重。中亚热带以南地区中亚热带以南地区，高岭石和铁铝氧化物为主。，高岭石和铁铝氧化物为主。总之：由北

17、向南，高岭石越来越多。总之：由北向南，高岭石越来越多。2021第四节第四节 土壤质地土壤质地一一.土壤质地土壤质地的概念的概念土土壤壤的的机机械械组组成成：土土壤壤中中各各粒粒级级土土粒粒所所占占的的百百分分质质量量分分数数叫土壤矿物质土粒的机械组成，也称颗粒组成叫土壤矿物质土粒的机械组成，也称颗粒组成。土土壤壤质质地地：根根据据机机械械组组成成划划分分的的土土壤壤类类型型。土土壤壤质质地地一一般般分为砂土、壤土、粘土三大类分为砂土、壤土、粘土三大类。土土壤壤质质地地的的类类型型和和特特点点主主要要继继承承了了成成土土母母质质的的类类型型和和特点，又受人类影响。特点，又受人类影响。质质地地是是

18、土土壤壤一一种种十十分分稳稳定定的的自自然然属属性性，反反映映母母质质来来源源及成土过程某些特征，对肥力有很大影响。及成土过程某些特征，对肥力有很大影响。发如雪22二二.土壤质地的分类土壤质地的分类（一）国际制土壤质地分类（一）国际制土壤质地分类（二）卡庆斯基制土壤质地分类（二）卡庆斯基制土壤质地分类（三）中国制土壤质地分类（三）中国制土壤质地分类23100%砂粒砂粒20.02mm 0.002mm粘粒粘粒100%100%粉粒粉粒0.020.002mm102030408070605090908070602030405010908070602030405010粉砂粒粉砂粒 0100%砂粒砂粒 0-

19、100%粘粒粘粒 0-100%砂砂土及土及壤质砂土壤质砂土砂质壤土砂质壤土壤土壤土粉砂质壤土粉砂质壤土粉砂质粘壤土粉砂质粘壤土粉砂粉砂质粘土质粘土壤质粘土壤质粘土砂质砂质粘土粘土粘土粘土重粘土重粘土粘壤土粘壤土砂质粘壤土砂质粘壤土国际制土壤质地分类三角图国际制土壤质地分类三角图24质地组质地组质地名称质地名称不同土壤类型的不同土壤类型的 0.01mmmm粒级（物理性粘粒）质量分数（粒级（物理性粘粒）质量分数（%）灰化土灰化土草原土草原土碱化土碱化土红黄壤红黄壤碱碱 土土砂砂 土土松砂土松砂土050505紧砂土紧砂土510510510壤壤 土土砂壤土砂壤土102010201015轻壤土轻壤土20

20、3020301520中壤土中壤土304030452030重壤土重壤土405045603040粘粘 土土轻粘土轻粘土506560754050中粘土中粘土658075855065重粘土重粘土808565卡庆斯基制质地分类（简制，卡庆斯基制质地分类（简制，19581958年）年）注注:颗粒分析中不包括大于颗粒分析中不包括大于1mm的石砾，石砾含量须另行计算并按标准定石质程度，冠于质地名称前。的石砾，石砾含量须另行计算并按标准定石质程度，冠于质地名称前。25三三.不同质地土壤的肥力特征不同质地土壤的肥力特征（一）砂土类（一）砂土类（1）水水粒粒间间孔孔隙隙大大，毛毛管管作作用用弱弱，透透水水性性强强而

21、而保保水水性弱性弱，水气易扩散，水气易扩散，易干不易涝易干不易涝。（2）气气大大孔孔隙隙多多，通通气气性性好好，一一般般不不会会积积累累还还原原性性物质。物质。（3）热热水水少少气气多多，温温度度容容易易上上升升，称称为为热热性性土土，有有利于早春作物播种。利于早春作物播种。（4）肥肥养养分分含含量量少少，保保肥肥力力弱弱，肥肥效效快快，肥肥劲劲猛猛，但不持久但不持久，易造成作物后期脱肥早衰。，易造成作物后期脱肥早衰。（5）耕性）耕性松散易耕松散易耕。致爱丽丝26（二）粘土类（二）粘土类（1）水水粒粒间间孔孔隙隙小小，毛毛管管细细而而曲曲折折，透透水水性性差差，易易产生地表径流产生地表径流,保

22、水抗旱力强，易涝不易旱保水抗旱力强，易涝不易旱。（2）气）气小孔隙多，小孔隙多，通气性差通气性差，容易积累还原性物质。，容易积累还原性物质。（3）热热水水多多气气少少，热热容容量量大大，温温度度不不易易上上升升，称称冷冷性土，性土，对早春作物对早春作物播种播种不利不利。（4）肥肥养养分分含含量量较较丰丰富富且且保保肥肥力力强强，肥肥效效缓缓慢慢，稳稳而而持持久久，有有利利于于禾禾谷谷类类作作物物生生长长，籽籽实实饱饱满满。早早春春低低温温时时，由于肥效缓慢易造成作物苗期缺素。由于肥效缓慢易造成作物苗期缺素。（5）耕性）耕性耕性差，耕性差，粘着难耕。粘着难耕。月亮之上27（三）壤土类（三）壤土类

23、 土土壤壤性性质质兼兼具具粘粘质质土土和和砂砂质质土土的的优优点点，而而克克服服了了它它们们的的缺缺点点。耕耕性性好好，宜宜种种广广，对对水水分分有有回回润润能能力力，是是较较理理想想的的质地类型。（两合土、四砂六泥、三砂七泥）。质地类型。（两合土、四砂六泥、三砂七泥）。四四.土壤质地的层次性土壤质地的层次性 很很多多情情况况下下，同同一一土土壤壤的的不不同同土土层层之之间间的的质质地地有有很很大大不不同同，这这种种现现象象称称为为土土壤壤质质地地的的层层次次性性。土土壤壤质质地地层层次次性性产产生生的的原原因因主要有：主要有：1.自然条件自然条件 （1）冲积母质。紧出砂，慢出淤，不紧不慢出两

24、合。）冲积母质。紧出砂，慢出淤，不紧不慢出两合。（2）粘粒淀积。）粘粒淀积。2.人为耕作人为耕作 上虚下实。上虚下实。“蒙金土蒙金土”28五五.土壤质地的改良利用土壤质地的改良利用 一一般般而而言言，土土壤壤质质地地改改良良主主要要是是针针对对过过砂砂或或过过粘粘的土壤！的土壤！土土壤壤质质地地改改良良包包括括改改变变机机械械组组成成和和改改变变性性状状两两大大方方法法。机机械械组组成成壤壤土土是是农农业业生生产产比比较较理理想想的的土壤质地，是质地改良的目标。土壤质地，是质地改良的目标。1.客客土土法法 “泥泥掺掺砂砂”或或“砂砂掺掺泥泥”。达达到到砂砂粘比粘比3:7或或4:6。2.耕翻法耕

25、翻法 3.引洪漫淤法引洪漫淤法 4.增增施施有有机机肥肥 与与上上述述方方法法原原理理不不同同，并并不不改改变机械组成，但可以改变质地性状，属性状改良。变机械组成，但可以改变质地性状，属性状改良。291.矿质土粒是如何分类的？各粒级土粒有何特征？矿质土粒是如何分类的？各粒级土粒有何特征？2.什么是土壤质地？土壤质地是如何分类的？什么是土壤质地？土壤质地是如何分类的？3.试述土壤质地与土壤肥力的关系。试述土壤质地与土壤肥力的关系。4.不同质地的土壤如何改良利用？不同质地的土壤如何改良利用？5、岩石、矿物、母质的分类及含义。、岩石、矿物、母质的分类及含义。电影石灰岩之桂林山水思思 考考 题题30第

26、二章第二章 土壤有机质土壤有机质 土土壤壤有有机机质质是是土土壤壤的的重重要要组组成成部部分分，它它的的含含量量虽虽然然很很少少，但但在在土土壤壤肥肥力力上上的的作作用用却却很很大大，它它不不仅仅含含有有各各种种营营养养元元素素，是是土土壤壤养养分分的的重重要要来来源源，而而且且还还能能改改善善土土壤壤理理化化性性状状、调调节节土土壤壤微微生生物物活活性性等等。各各类类农农田田土土壤壤中中，在在无无障障碍碍因因素素的的条条件件下下，作作物物产产量量在在一一定定范围内与土壤有机质含量呈正相关。范围内与土壤有机质含量呈正相关。土壤有机质含量是土壤有机质含量是土壤肥力高低的重要指标！土壤肥力高低的重

27、要指标！是土壤的是土壤的“血血”和和“肉肉”！31第一节第一节 土壤有机质和来源和组成土壤有机质和来源和组成一一.土壤有机质的含量和来源土壤有机质的含量和来源土土壤壤有有机机质质含含量量是是土土壤壤肥肥力力高高低低的的重重要要指指标标。土土壤壤有有机机质质含含量量在在不不同同的的土土壤壤中中差差异异很很大大，高高的的可可达达200gkg-1或或300gkg-1以以上上，低低的的不不足足0.5gkg-1。土土壤壤学学上上，有有机机质质含含量量超超过过200gkg-1的的土土壤壤，称称为为有有机机质质土土壤壤，含含量量低低于于200gkg-1的称为矿质土壤。的称为矿质土壤。爱你32 我我国国耕耕作

28、作土土壤壤耕耕层层的的有有机机质质含含量量：通通常常在在50gkg-1以以下下（东东北北大大部部地地区区除除外外）；华华北北、西西北北地地区区大大部部分分低低于于10gkg-1；华中、华南的水田一般在；华中、华南的水田一般在1535gkg-1之间。之间。2.来源来源 动物、植物、微生物残体和有机肥料动物、植物、微生物残体和有机肥料。根根茬茬、秸秸秆秆还还田田，种种植植绿绿肥肥，养养猪猪积积肥肥，发发展展饲饲草草动动物，秸秆过腹还田等都是增加土壤有机质的重要措施。物，秸秆过腹还田等都是增加土壤有机质的重要措施。土壤有机质以三种状态存在：土壤有机质以三种状态存在：（1）新鲜的有机质）新鲜的有机质（

29、2）半分解的有机质）半分解的有机质（3）腐殖质。）腐殖质。“真正的土壤有机质真正的土壤有机质”。二二.土壤有机质的组成土壤有机质的组成33 土土壤壤腐腐殖殖质质（humus）是是除除未未分分解解和和半半分分解解动动、植植物物残残体体及及微微生生物物体体以以外外的的有有机机物物质质的的总总称称。土土壤壤腐腐殖殖质质由由非非腐腐殖殖物物质质（Non-humic substances）和和腐腐殖殖质质（Humic substances）组成，通常占土壤有机质的）组成，通常占土壤有机质的90%以上。以上。非非腐腐殖殖物物质质：有有特特定定物物理理化化学学性性质质，结结构构已已知知的的有有机机化合物。包

30、括微生物转化化合物。包括微生物转化(分解分解)的和微生物合成的两类。的和微生物合成的两类。腐腐殖殖物物质质是是经经微微生生物物作作用用后后，由由多多酚酚和和多多醌醌类类物物质质聚聚合合而而成成的的含含芳芳香香环环结结构构的的、新新形形成成的的黄黄色色至至棕棕黑黑色色的的非非晶晶形形高高分分子子有有机机化化合合物物，它它与与矿矿物物质质土土粒粒紧紧密密结结合合，不不能能用用机机械械方方法法分分离离，它它是是土土壤壤有有机机质质的的主主体体，也也是是土土壤壤有有机机质质中中最最难难降降解解的的组组分分，一一般般占占土土壤壤有有机机质质的的6080%。腐腐殖殖物质实际就是各种腐殖酸。物质实际就是各种

31、腐殖酸。34土壤有机质（腐殖物质除外）的组成：土壤有机质（腐殖物质除外）的组成：1.糖类、有机酸、醛、醇、酮类以及相近的化合物。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。纤维素和半纤维素。3.木质素。木质素。4.脂肪、蜡质、树脂和单宁。脂肪、蜡质、树脂和单宁。5.含氮化合物。含氮化合物。6.灰分物质。灰分物质。35第二节第二节 土壤有机质的转化土壤有机质的转化一一.土壤有机质的矿质化过程土壤有机质的矿质化过程 有有机机物物质质在在微微生生物物作作用用下下被被分分解解成成简简单单的的无无机机化化合物并释放出矿质养分和能量的过程。合物并释放出矿质养分和能量的过程。有有机机质

32、质的的矿矿质质化化过过程程是是土土壤壤肥肥力力发发挥挥的的过过程程，也也是土壤腐殖化过程的基础。是土壤腐殖化过程的基础。电影电影树之歌树之歌-法国法国 矿矿化化率率：每每年年因因矿矿质质化化作作用用而而消消耗耗的的有有机机质质量量占占土壤有机质总量的百分数土壤有机质总量的百分数。矿矿化化率率因因生生物物、气气候候条条件件、水水热热状状况况、耕耕作作措措施施而不同。而不同。我国土壤矿化率在我国土壤矿化率在1%4%之间之间。菊花台361.通气良好时通气良好时C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能能 C2H4O2+H2O+能能 CO2+2H2O+能能葡萄糖葡萄糖乙醇乙醇 醋酸菌作用醋酸菌作用醋

33、酸醋酸+O2酵母菌作用酵母菌作用C6H12O6 3C2H2O4 CO2+2H2O+能能霉菌作用霉菌作用+O2+4 O2葡萄糖葡萄糖草酸草酸（一）不含氮有机化合物的转化（一）不含氮有机化合物的转化C6H10O5n+nH2O nC6H12O6纤维素纤维素葡萄糖葡萄糖372.通气不良时通气不良时C6H12O6CH3CH2CH2COOH+2H2+2CO2+能能4H2+CO2CH4+2H2O葡萄糖葡萄糖丁酸丁酸丁酸细菌丁酸细菌甲烷甲烷382.氨氨化化作作用用：氨氨基基酸酸在在微微生生物物及及其其所所分分泌泌的的酶酶的的作作用用下下分解释放出分解释放出氨氨的过程的过程。RCHNH2COOH+O2RCOOH

34、+CO2+NH3氧化作用氧化作用有机酸有机酸RCHNH2COOH+H2RCOOH+NH3还原作用还原作用有机酸有机酸RCHNH2COOH+H2ORCHOHOOH+NH3水解作用水解作用有机酸有机酸RCHNH2COOH+H2ORCH2OH+CO2+NH3水解作用水解作用（二）含氮有机化合物的转化（二）含氮有机化合物的转化1.水解过程：蛋白质在水解酶作用下分解成简单的氨基酸水解过程：蛋白质在水解酶作用下分解成简单的氨基酸。蛋白质蛋白质水解蛋白质水解蛋白质消化蛋白质消化蛋白质多肽多肽氨基酸氨基酸39（三）含磷、硫有机化合物的转化（三）含磷、硫有机化合物的转化1.含磷有机物质的分解过程含磷有机物质的分

35、解过程 含含磷磷的的有有机机物物在在磷磷细细菌菌的的作作用用下下，经经过过水水解解过过程程形形成成磷磷酸酸（H3PO4）。在在嫌嫌气气条条件件下下，许许多多微微生生物物引引起起磷磷酸酸还还原原，产产生生亚亚磷磷酸酸或或次次磷磷酸酸。在在有有机机质质丰丰富富时时，进进一一步步还还原原为磷化氢（为磷化氢（H3P）。）。2.含硫有机物质的分解过程含硫有机物质的分解过程 与与有有机机含含氮氮化化合合物物的的转转化化过过程程相相似似。含含S有有机机物物在在腐腐解解作作用用下下产产生生的的硫硫化化氢氢，在在通通气气良良好好时时，在在硫硫细细菌菌作作用用下下氧氧化化形形成成硫硫酸酸。硫硫酸酸在在不不良良通通

36、气气条条件件下下发发生生反反硫硫化化作作用用，形成硫化氢，对植物产生毒害。形成硫化氢，对植物产生毒害。40二二.土壤有机质的腐殖化过程土壤有机质的腐殖化过程 有有机机物物质质在在土土壤壤微微生生物物的的作作用用下下分分解解再再合合成成腐腐殖殖质质的的过过程程。有有机机物物质质的的分分解解主主要要靠靠水水解解酶酶，腐腐殖殖质质的的合合成成主要靠氧化酶主要靠氧化酶。腐腐殖殖化化过过程程是是土土壤壤肥肥力力提提高高的的过过程程，并并赋赋予予矿矿质质化化过程以新的内容。过程以新的内容。腐腐殖殖化化系系数数：单单位位重重量量的的有有机机物物质质碳碳在在土土壤壤中中分分解解一年后的残留碳量一年后的残留碳量

37、。腐腐殖殖化化系系数数因因生生物物、气气候候条条件件、水水热热状状况况、耕耕作作措措施而不同。施而不同。通常在通常在0.20.5之间之间。沧海一声笑 腐腐殖殖质质的的形形成成过过程程还还不不十十分分清清楚楚，一一般般认认为为大大体体包包括括2个阶段：个阶段：41 第第二二阶阶段段：由由多多元元酚酚和和含含氮氮化化合合物物缩缩合合成成腐腐殖殖质质单单体分子。缩合过程包括两步：体分子。缩合过程包括两步：1.多元酚在多酚氧化酶作用下氧化为醌。多元酚在多酚氧化酶作用下氧化为醌。OHOHOO+H2OOOO+2NH2RCOOHOHOHHOOCRHNHOOCRHN 2.醌醌和和含含氮氮化化合合物物（氨氨基基

38、酸酸）缩缩合合，最最后后腐腐殖殖质质单单体分子继续缩合成高级腐殖质分子。体分子继续缩合成高级腐殖质分子。第第一一阶阶段段：产产生生腐腐殖殖质质分分子子的的各各个个组组成成成成分分。如如多多元酚、氨基酸、多肽等有机物质。元酚、氨基酸、多肽等有机物质。42三三.影响有机质转化的因素影响有机质转化的因素 有有机机物物质质的的转转化化是是在在土土壤壤微微生生物物的的作作用用下下进进行行的的，影响微生物活动的因素就是影响有机质转化的因素影响微生物活动的因素就是影响有机质转化的因素。（一）有机残体的特性（一）有机残体的特性 1.有有机机残残体体的的组组成成和和物物理理状状态态：一一般般情情况况下下，阔阔叶

39、叶比比针针叶叶快快；叶叶片片比比残残根根快快；豆豆科科比比禾禾本本科科快快；幼幼嫩嫩多多汁汁、新新鲜鲜的的有有机机残残体体比比老老熟熟的的有有机机残残体体易易分分解解；细细碎碎的的有有机机残体比完整的有机残体易分解。残体比完整的有机残体易分解。2.有有机机残残体体的的碳碳氮氮比比（C/N）：微微生生物物分分解解有有机机质质最最适适的的C/N约约为为25 1。当当有有机机物物质质的的C/N2530 1时时，就就要要施施用用速速效效氮氮肥肥加加以以调调节节，否否则则，有有可可能能造造成成有有机机质质难以分解或出现植物缺氮的现象。难以分解或出现植物缺氮的现象。43（二）土壤水分和通气状况（二）土壤水

40、分和通气状况 植植 物物 残残 体体 分分 解解 的的 最最 适适 水水 势势 是是 0.1 0.3MPa（田间持水量的（田间持水量的60%）最好。）最好。土土壤壤通通气气性性过过强强，有有机机物物质质容容易易分分解解，不不利利于于有有机机物物质质的的累累积积和和保保存存。通通气气性性差差，有有利利于于有有机机物物质质积积累累，但但也也容容易易积积累累中中间间产产物物。所所以以，通通气气性性过过强或过差，都对土壤肥力不利。强或过差，都对土壤肥力不利。（三）温度（三）温度 最适温度：最适温度：2535。44（四）土壤（四）土壤pH pH值值影影响响微微生生物物活活动动，因因而而影影响响有有机机物

41、物质质转转化化。各各种种微微生生物物都都有有最最适适宜宜生生存存的的pH值值范范围围：真真菌菌适适宜宜于于酸酸性性环环境境（pH36），大大多多数数细细菌菌最最适适pH6.57.5，放线菌中性微碱性。，放线菌中性微碱性。（五）土壤中的粘粒（五）土壤中的粘粒 粘粘粒粒易易与与腐腐殖殖质质结结合合形形成成粘粘粒粒腐腐殖殖质质复复合合体体，可可免免受受微微生生物物的的破破坏坏；粘粘粒粒的的吸吸附附作作用用还还可可减减弱弱土土壤壤酶酶、土土壤壤微微生生物物的的活活性性。因因此此，对对于于粘粘重重土土壤壤，有机质不易分解。有机质不易分解。45第四节第四节 有机质的作用及调节有机质的作用及调节一一.有机质

42、在土壤肥力上的作用有机质在土壤肥力上的作用（一）提供作物需要的各种养分。（一）提供作物需要的各种养分。（二）增强土壤的保水保肥能力和缓冲性（二）增强土壤的保水保肥能力和缓冲性（三）改善土壤的物理性质（三）改善土壤的物理性质（四）促进土壤微生物的活动（四）促进土壤微生物的活动（五）促进植物的生理活性（五）促进植物的生理活性（六）减少农药和重金属的污染（六）减少农药和重金属的污染放生46二二.土壤有机质的调节土壤有机质的调节（一）调节原理（一）调节原理1.确定土壤有机物质确定土壤有机物质含量标准（含量标准（gkg-1）。过过高高过过低低都都不不适适宜宜。因因各各地地条条件件不不同同，最最适适宜宜的

43、的土壤有机质含量标准也不可能一致，需土壤有机质含量标准也不可能一致，需“因地制宜因地制宜”。福建福建“吨半吨半”高产田高产田：2023.2，平均，平均22.5。珠江三角洲高产稻田：珠江三角洲高产稻田：2540，平均，平均35.5。南京市：高产水稻田南京市：高产水稻田2035，旱田，旱田1520。河北省：河北省：1220，平均，平均15。吉林、黑龙江黑土：吉林、黑龙江黑土：25、35以上。以上。2.控制微生物活动控制微生物活动，调节土壤有机质的分解、合成。，调节土壤有机质的分解、合成。47（二）增加土壤有机质的途径（二）增加土壤有机质的途径1.种植绿肥。种植绿肥。2.大力发展畜牧业、增施有机肥料

44、。大力发展畜牧业、增施有机肥料。3.秸秆还田秸秆还田4.利用农产品加工的废弃物。利用农产品加工的废弃物。5.平衡有机质的消耗与积累平衡有机质的消耗与积累（1）调调节节土土壤壤水水、气气、热热状状况况，控控制制有有机质的转化。机质的转化。（2）合理耕作和轮作。）合理耕作和轮作。（3）调节碳氮比率和土壤酸碱度。）调节碳氮比率和土壤酸碱度。发如雪48思思 考考 题题1.什什么么是是土土壤壤有有机机质质的的矿矿质质化化过过程程和和腐腐殖殖化化过过程？影响有机质转化的因素有哪些？程？影响有机质转化的因素有哪些？2.土壤有机质对土壤肥力的提高有何意义？土壤有机质对土壤肥力的提高有何意义？3.增加农田土壤有机质应采取哪些措施？增加农田土壤有机质应采取哪些措施？49