环境土壤学-东北林业大学2668.docx

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1、环境土壤壤学教 案环境专业业第一章土壤壤形态特特征一一、基本本形态特特征 土壤形形态就是是土壤的的外部特特征，这这种外部部特征是是通过人人们的感感官即视视觉，嗅嗅觉和触触觉来认认识的。在在土壤形形成以后后，各土土层在组组成和性性质上市市不同的的，所以以，反映映在剖面面形态特特征上，各各层也是是有差别别的。在在野外通通过土壤壤剖面形形态的观观察，可可判断出出土壤的的一些重重要性质质。土壤壤重要的的形态特特征有：颜色，结结构，质质地，坚坚实度，孔孔隙，湿湿度，新新生体，侵侵入体，动动物孔穴穴等。(一)土土壤颜色色 土土壤颜色色是土壤壤内在物物质组成成在外在在色彩的的表现。由由於土壤壤的矿物物组成和

2、和化学组组成不同同，所以以土壤的的颜色是是多种多多样的。通通常在鉴鉴别土壤壤层次和和土壤分分类时,土壤颜颜色是非非常明显显的特征征.土壤颜颜色采用用芒塞尔尔颜色命命名系统统，将土土块与标标准颜色色卡对比比，给予予命名。给给土壤的的颜色定定名时，用用一种颜颜色常常常有困难难，往往往要用两两种颜色色来表示示，如棕棕色，有有暗棕，黑黑棕，红红棕等之之分。这这样定名名，在前前面的字字是形容容词，是是指次要要的颜色色，而后后面的字字是指主主要的颜颜色。决决定土壤壤的颜色色，主要要有以下下几种物物质： 腐殖殖质含量量多时，使使土壤颜颜色呈黑黑色。含含量少时时，使土土壤颜色色呈暗灰灰色。氧化铁铁在土壤壤中德

3、氧氧化铁一一般多为为含水氧氧化铁，如如褐铁矿矿，针铁铁矿等，这这些矿物物使土壤壤呈铁锈锈色和黄黄色。 石英英，斜长长石，方方解石，高高岭石，二二氧化硅硅粉末，碳碳酸钙粉粉末等，它它们都能能使土壤壤呈白色色。氧化化亚铁广广泛出现现在沼泽泽土，潜潜育土中中，它使使土壤具具有蓝色色或青灰灰色，如如蓝铁矿矿，这类类矿物为为白色，但但遇空气气中德氧氧即很快快变为青青灰色。除物质成分影响土壤颜色外，土壤的物理性状不同，也会使土色有所差别。例如，土壤愈湿，颜色愈深，土壤愈细，颜色愈浅，光线愈暗，颜色愈深。所以在比较土壤颜色时，必须注明条件。 土壤颜颜色本身身对树木木生长并并不重要要,但是颜颜色却可可指示土土

4、壤的许许多重要要特征.土壤颜颜色还可可影响土土壤的温温度.深色土土壤比浅浅色土壤壤易吸热热.有森林林植被的的土壤受受温度的的影响比比裸露的的土壤小小.森林火火灾后,表层土土壤颜色色变深,从而导导致土温温增加.(二)土土壤结构构 土壤结结构就是是土壤固固体颗粒粒的空间间排列方方式。自自然界的的土壤，往往往不是是以单粒粒状态存存在，而而是形成成大小不不同，形形态各异异的团聚聚体，这这些团聚聚体或颗颗粒就是是各种土土壤结构构。根据据土壤的的结构形形状和大大小可归归纳为块块状，核核状，柱柱状，片片状，微微团聚体体及单粒粒结构等等。 土土壤的结结构状况况对土壤壤的肥力力高低，微微生物的的活动以以及耕性性

5、等都有有很大的的影响。同时一些人为的活动将很大程度上破坏土壤的结构.如森林采伐后,由于重型机械的使用将导致土壤被压实,土壤表层结构被破坏.(三) 土壤质质地 土土壤质地地是土壤壤中各种种颗粒，如如砾，砂砂，粉粒粒，粘粒粒的重量量百分含含量。土土壤质地地影响土土壤肥力力,如土壤壤持水力力,土壤通通气性,有机质质的贮存存,营养元元素的吸吸附和土土壤的耕耕性,从而影影响树木木的生长长。 准确测测定土壤壤质地要要用机械械分析来来进行，但但在野外外常用指指测法来来判断土土壤质地地，将土土壤质地地分为：砂土，砂砂壤土，轻轻壤土，中中壤土，重重壤土，粘粘土等。(四) 土壤湿湿度 土壤水水分是植植物生长长所必

6、需需的土壤壤肥力因因素。根根据土壤壤水分含含量，在在野外将将土壤湿湿度分为为：干，潮潮，湿，重重湿，极极湿等。(五) 新生体体 在土壤壤形成过过程中新新产生的的或聚积积的物质质称为新新生体，它它们具有有一定的的外形和和界限。新新生体可可以按它它们的外外观分类类，也可可按它们们的化学学组成来来分类。按外观分，新生体盐霜，盐斑，结核等。 按照化化学组成成分，新新生体可可由易溶溶性盐类类组成，如如氯化钠钠，硫酸酸钠，碳碳酸钙等等；还有有由晶质质或非晶晶质的化化合物组组成，如如含水氧氧化铁的的化合物物，氧化化亚铁的的化合物物，锰的的化合物物，二氧氧化硅和和有机物物等。 新生体体是判断断土壤性性质，土土

7、壤组成成和发生生过程等等非常重重要的特特征。例例如，盐盐结皮和和盐霜，表表示土壤壤中有可可溶性盐盐类的存存在。锈锈斑和铁铁结核是是近代或或过去，在在水影响响下产生生于干湿湿交替的的特征。(六) 侵入体体 位于土土体中，但但不是土土壤形成成过程中中聚积和和产生的的物体，称称为侵入入体。侵侵入体有有砖头，瓦瓦片，铁铁器和磁磁器等。一一般常见见于耕作作土壤中中，是判判断人为为经营活活动对土土壤层次次影响所所达到的的深度，以以及土层层的来源源等。二、土壤壤剖面（一）概概念11、土壤壤剖面：从地表表凋落物物向下直直到土壤壤母质的的垂直切切面。22、土壤壤发生层层：由于于成土作作用形成成的土层层（二）自自

8、然土壤壤剖面的的形成（一）土土壤剖面面定义 1、定定义：土土壤剖面面是指从从地面向向下挖掘掘所裸露露的一段段垂直切切面，这这段垂直直切面的的深度一一般在两两米以内内。 2、自自然的土土壤剖面面是在五五个主要要成土因因素的共共同影响响下形成成的 3、土土壤剖面面构造：指土壤壤剖面从从上到下下不同土土层的排排列方式式。一般般情况下下，这些些土层在在颜色、结结构、紧紧实度和和其他形形态特征征上是不不同的。各各个土层层的特征征是与该该层的组组成和性性质一致致的，是是土壤内内在性状状的外部部表现，是是在土壤壤长期发发育过程程中形成成的。（二）、淋淋溶作用用和淀积积作用 1、土土壤剖面面各发生生层次的的形

9、成：成土过过程中，原原生矿物物不断风风化，产产生各种种易溶性性盐类，含含水氧化化铁和含含水氧化化铝以及及硅酸等等，并在在一定条条件下合合成不同同的粘土土矿物。同同时通过过土壤有有机质的的分解和和腐殖质质的形成成，产生生各种有有机酸和和无机酸酸。在降降雨的淋淋洗作用用下引起起土壤中中的这些些物质的的淋溶和和淀积，从从而形成成了土壤壤剖面的的各种发发生层次次。 （1）、淋淋溶作用用：指土土壤中的的下渗水水，从土土壤剖面面的上层层淋溶或或浮悬土土壤中某某种成分分的作用用。因此此一般将将土壤剖剖面的上上层称为为淋溶层层或简称称A层。（2）、淀淀积作用用：指下下渗水到到达剖面面下层沉沉淀其中中某些溶溶解

10、物或或悬浮物物的作用用。因此此，土壤壤剖面的的下层一一般称为为淀积层层或简称称B层。B层之下下一般是是未受淋淋溶或淀淀积作用用的土壤壤母质层层，简称称C层。土土壤母质质下面，如如果是未未风化的的基岩，称称为基岩岩层或简简称D层。（三）物物质的转转移作用用 11、物质质的转移移作用 淋溶溶作用和和淀积作作用密切切联系，是是物质转转移过程程所导致致的两种种结果。土土壤水携携带着溶溶解或悬悬浮的物物质产生生的移动动，称为为物质的的转移作作用。这这种转移移作用分分为物理理性转移移和化学学性转移移。 22、物理理性转移移 矿物质质与有机机物质胶胶粒以及及其他微微粒，从从A层到B层而沉沉淀下来来，使BB层

11、质地地相对变变粘，干干燥时亦亦可发生生裂隙。3、化化学性转转移 矿物在在风化过过程中产产生的可可溶性盐盐类等，从从A层随着着下渗水水下移，或或停积在在B层或到到达地下下水层而而流失。草草原区域域因易溶溶性盐的的聚积常常生成石石灰质和和石膏质质硬盘。温温带森林林区域含含铁铝的的有机和和无机胶胶体可悬悬浮在渗渗漏水和和毛管水水中，从从A层移动动到B层，亦亦可形成成铁质硬硬盘。4、潜潜育层 地下下水位高高而排水水不良的的地方，矿矿物在风风化过程程中产生生的可溶溶性盐类类往往由由剖面的的下层，随随着毛管管水的上上升到达达地面，形形成盐结结皮，这这种物质质转移的的方向和和一般情情形相反反。由于于通气不不

12、良，特特别是在在地下水水位很高高的情况况下，BB层的下下段或CC层的一一部分，将将因还原原作用变变为蓝灰灰色或绿绿灰色，称称为潜育育层或灰灰粘层或或简称GG层。（四）土土壤发生生层次1、O层层：枯落落物层据据分解程程度不同同，可分分为三个个亚层。 L层：分分解较少少的枯枝枝落叶层层。 F层：分分解较多多的半分分解的枯枯枝落叶叶层。 H层：分分解强烈烈的枯枝枝落叶层层，已失失去其原原有植物物组织形形态。2、A11层：腐腐殖质层层可分分为两个个亚层。 A111层：聚聚积过程程占优势势（当然然也有淋淋溶作用用）、颜颜色较深深的腐殖殖质层。 A122层：颜颜色较浅浅的腐殖殖质层。3、A22层：灰灰化层

13、4、ABB层：腐腐殖质层层和淀积积层的过过渡层。5、B层层：淀积积层，里里面含有有由上层层淋洗下下来的物物质，所所以一般般较坚实实。据发发育程度度的不同同可分 为B11、B2、B3等亚亚层。6、BCC层：淀淀积层和和母质层层的过渡渡层。7、G层层：潜育育层。8、C层层：母质质层。据据盐的不不同有：CC层：母质层层中有碳碳酸盐的的聚积层层；CS层：母质层层中有硫硫酸盐的的聚积层层。9、D(R)层层：母岩岩层。根据土壤壤剖面发发育的程程度不同同可以有有不同的的土壤类类型。上上面介绍绍的模式式剖面，在在实际工工作中，往往往不会会出现那那么多的的层次，而而且层次次间的过过渡情况况也会各各有不同同，有的

14、的层次明明显，有有的不明明显，有有的是逐逐渐的。层层次间的的交线有有平直的的、曲折折的、带带状的、舌舌状的等等多种形形式。三、耕作作土壤剖剖面的形形成人类生产产活动和和自然因因素的综综合作用用，使耕耕作土壤壤产生层层次分化化。典型型的耕作作土壤剖剖面层次次，从上上到下大大体可以以分为三三层：表表土层，心心土层和和底土层层。1表表土层可分为两两层。 1、耕作作层：受受耕作、施施肥、灌灌溉影响响最强烈烈的土壤壤层，厚厚度一般般约200厘米左左右。耕耕作层易易受生产产活动和和地表生生物、气气候条件件的影响响，一般般疏松多多孔，干干湿交替替频繁，温温度变化化大，通通透性良良好，物物质转化化快，含含有效

15、态态养分多多。根系系主要集集中分布布于这一一层中，一一般约占占全部根根系总量量的600%以上上。 2、犁底底层：位位于耕作作层之下下，厚约约6-88厘米。典典型的犁犁底层很很紧实，孔孔隙度小小，非毛毛管孔隙隙（大孔孔隙）少少，毛管管孔隙（小小孔隙）多多，所以以通气性性差，透透水性不不良，结结构常呈呈片状，甚甚至有明明显可见见的水平平层理。这这是经常常受耕畜畜和犁的的压力以以及通过过降水，灌灌溉使粘粘粒沉积积而形成成的。2 心土层层位于犁底底层以下下，厚度度约为220-330厘米米，该层层也能受受到一定定的犁、畜畜压力的的影响而而较紧实实，但不不象犁底底层那样样紧实。在在耕作土土壤中，心心土层是

16、是起保水水保肥作作用的重重要层次次，是生生长后期期供应水水肥的主主要层次次。在这这一层中中根系的的数量约约占根系系总量的的20-30%。3底底土层在心土层层以下，一一般位于于土体表表面500-600厘米以以下的深深度。此此层受地地表气候候的影响响很少，同同时也比比较紧实实，物质质转化较较为缓慢慢，可供供利用的的营养物物质较少少，根系系分布较较少。一一般常把把此层的的土壤称称为生土土或死土土。第二章 土壤生生态系统统的物质质基础第二节 土壤有机机质土壤有机机质的来来源、组组成和类类型土壤有机机质是土土壤固相相部分的的重要组组成成分分，尽管管土壤有有机质的的含量只只占土壤壤总量的的很小一一部分，但

17、但它对土土壤形成成、土壤壤肥力、环环境保护护及农林林业可持持续发展展等方面面都有着着极其重重要作用用的意义义。一方方面，它它含有植植物生长长所需要要的各种种营养元元素（最最主要的的），也也是土壤壤微生物物活动的的能源，对对土壤物物理、化化学和生生物学性性质能有有着深刻刻的影响响。另一一方面，土土壤有机机质对重重金属、农农药等各各种有机机、无机机污染物物的行为为能有显显著的影影响。而而且土壤壤有机质质对全球球碳平衡衡起着重重要的作作用，被被认为是是影响全全球温室室效应的的重要因因素。土壤有机机质是指指存在于于土壤中中的所有有含碳的的有机化化合物。它它主要包包括土壤壤中各种种动物、植植物残体体，微

18、生生物体及及其分解解和合成成的各种种有机化化合物。我国地域域辽阔，由由于各地地的自然然条件和和农林业业经营水水平不同同，土壤壤有机质质的含量量差异较较大。低低者少于于1%，多多者可高高达200%。土土壤有机机质含量量的多少少，基本本上可以以反映土土壤肥力力水平的的高低。一、 土土壤有机机质的来来源土壤壤有机质质是指土土壤中含含碳的有有机化合合物。土土壤中有有机质的的来源十十分广泛泛。 （1）植物物残体：包括各各类植物物的凋落落物、死死亡的植植物体及及根系。这这是自然然状态下下土壤有有机质的的主要来来源。对对森林土土壤尤为为重要。森森林土壤壤相对农农业土壤壤而言具具有大量量的凋落落物和庞庞大的树

19、树木根系系等特点点。我国国林业土土壤每年年归还土土壤的凋凋落物干干物质量量按气候候植被带带划分，依依次为：热带雨雨林，亚亚热带常常绿阔叶叶林和落落叶阔叶叶林，暧暧温带落落时阔时时林，温温带针阔阔混交林林，寒温温带针叶叶林。热热带雨林林凋落物物干物质质量可达达167700KKg/(km22a),而荒漠漠植物群群落凋落落物干物物质量仅仅为5330kgg/(nnm2a). （2）动物物、微生生物残体体：包括括土壤动动物和非非土壤动动物的残残体，及及各种微微生物的的残体。.这部分来源相对较少。但对原始土壤来说，微生物是土壤有机质的最早来源。 （3）动物物、植物物、微生生物的排排泄物和和分泌物物：土壤壤

20、有机质质的这部部分来源源虽然量量很少，但但对土壤壤有机质质的转化化起着非非常重要要的作用用。 （4）人为为施入土土壤中的的各种有有机肥料料（绿肥肥、堆肥肥、沤肥肥等），工工农业和和生活废废水，废废渣等，还还有各种种微生物物制品，有有机农药药等。二、 土土壤有机机质的含含量土土壤有机机质的含含量在不不同土壤壤中差异异很大，含含量高的的可达220或或30以以上（如如泥炭土土，某些些肥沃的的森林土土壤等），含含量低的的不足11或0.5（如如荒漠土土和风沙沙土等）。在在土壤学学中，一一般把耕耕作层中中含有机机质200以上上的土壤壤称为有有机质土土壤，含含有机质质在200以下下的土壤壤称为矿矿质土壤壤。

21、一般般情况下下，耕作作层土壤壤有机质质含量通通常在55%以上上。全球球土壤00?/FFONTT1000cmm和0?/FOONT15ccm土层层中有机机碳的含含量（有有机质的的含碳量量平均为为58，所以以土壤有有机质的的含量大大致是有有机碳含含量的11.7224倍）情情况见表表2-1/FONNT11表2-11 全球球土壤00-1000cm和和0-15ccm土层层中有机机碳的含含量土纲面积（1033km2）0-1000cmm土层中中的有机机碳0-155cm土土层中有有机碳Mg/hhm2总量10015g占全球球%范围（）代表表值（）新成土始成土有机土暗色土变性土旱成土软土灰化土淋淋溶土老成土氧化土其

22、它14922121588017455255223287731744354800487881828831133301177727644499. 148 9 163 3522 22220455 3557 223306 78 558 119 1135 1110 7131 73 5146 71 569 1127 893 1105 7101 1199 824 118 110.066 66.0 0.066 66.0 12 57 471.2 100 60.5 1.8 00.90.1 1.00.60.9 4.0 22.41.5 5.0 22.00.5 3.8 11.40.9 3.3 11.40.9 3.0 2

23、2.0?/FOONT总计135221515766 1000（引自黄黄昌勇土土壤学220022年）三、 土土壤有机机质的组组成 （一一） 土土壤有机机质的类类型进入土壤壤中的有有机质一一般以三三种类型型状态存存在。（1）新新鲜的有有机物：指那些些进入土土壤中尚尚未被微微生物分分解的动动、植物物残体。它它们仍保保留着原原有的形形态等特特征。对对森林土土壤而言言，一般般指枯凋凋落物的的L层（LLittter）。相相当于土土壤剖面面形态记记述中的的A。层层。（2）分分解的有有机物：经微生生物的分分解，已已使进入入土壤中中的动、植植物残体体失去了了原有的的形态等等特征。有有机质已已部分分分解，并并且相互

24、互缠结，呈呈褐色。包包括有机机质分解解产物和和新合成成的简单单有机化化合物。对对森林土土壤而言言，一般般指枯凋凋落物层层中的FF层（FFermmetaatioon）。此此层一般般在土壤壤剖面形形态记述述中为AA。层（3）腐腐殖质：指有机机质经过过微生物物分解后后并再合合成的一一种褐色色或暗褐褐色的大大分子胶胶体物质质。与土土壤矿物物质土粒粒紧密结结合，是是土壤有有机质存存在的主主要形态态类型，占占土壤有有机质总总量的885?/FOONT90。对森森林土壤壤而言，一一般指枯枯落物层层中H层层（Huumuss）。在在土壤剖剖面形态态记述中中，通常常与上述述的F层层共同记记为A。层层。 （二二）生物

25、物有机质质的组成成土壤有机机质的组组成决定定于进入入土壤的的有机物物质的组组成，进进入土壤壤的有机机物质的的组成相相当复杂杂。各种种动、植植物残体体的化学学成分和和含量因因动、植植物种类类、器官官、年龄龄等不同同而有很很大的差差异。一一般情况况下，动动植物残残体主要要的有机机化合物物有碳水水化合物物、木素素、蛋白白质、树树脂、蜡蜡质等。土土壤有机机质的主主要元素素组成是是C、OO、H、NN，分别别占522?/FONNT558、334?/FOONT39、3.3?/FOONT4.88。（1）碳碳水化合合物 碳水化合合物是土土壤有机机质中最最主要的的有机化化合物，碳碳水化合合物的含含量大约约占有机机

26、质总量量的155?/FFONTT277。包包括糖类类、纤维维素、半半纤维素素、果胶胶质、甲甲壳质等等。糖类有葡葡萄糖、半半乳糖、六六碳糖、木木糖、阿阿拉伯糖糖、氨基基半乳糖糖等。虽虽然各主主要自然然土类间间植被、气气候条件件等差异异悬殊，但但上述各各糖的相相对含量量都很相相近，在在剖面分分布上，无无论其绝绝对含量量或相对对含量均均随深度度而降低低。纤维素和和半纤维维素为植植物细胞胞壁的主主要成分分，木本本植物残残体含量量较高，两两者均不不溶于水水，也不不易化学学分解和和微生物物分解。果胶质在在化学组组成和构构造上和和半纤维维素相似似，常与与半纤维维素伴存存。甲壳质属属多糖类类，和纤纤维素相相似

27、，但但含有氮氮，在真真菌的细细胞膜、甲甲壳类和和昆虫类类的介壳壳中大量量存在，甲甲壳质的的元素组组成或为为（C88H13O5N4）n（2）木木素木素是木木质部的的主要组组成部分分，是一一种芳香香性的聚聚合物。较较纤维素素含有更更多的碳碳，与纤纤维素、半半纤维素素元素组组成的差差别如表表4?/FONNT22。木素在林林木中的的含量约约占300，木木素的化化学构造造尚未完完全清楚楚，关于于木素中中是否含含氮的问问题目前前尚未阐阐明，木木素很难难被微生生物分解解。但在在土壤中中可不断断被真菌菌、放线线菌所分分解。由由C144研究指指出，有有机物质质的分解解顺序为为：葡萄萄糖半半纤维素素纤维维素木木素

28、（3）含含氮化合合物动植物残残体中主主要含氮氮物质是是蛋白质质，它是是构成原原生质和和细胞核核的主要要成分，在在各植物物器官中中的含量量变化很很大，见见表4?/FOONT3表4-22 不不同植物物、器官官中蛋白白质含量量（） 针叶叶、阔叶叶3.5 99.2苔藓4.5 8.0禾木科植植物茎杆杆3.5 44.7蛋白质的的元素组组成除碳碳、氢、氧氧外，还还含有氮氮（平均均为100），某某些蛋白白质中还还含有硫硫（0.3?/FOONT2.44）或或磷（00.8）。蛋蛋白质是是由各种种氨基酸酸构成的的。一般含氮氮化合物物易为微微生物分分解，生生物体中中常有一一少部分分比较简简单的可可溶性氨氨基酸可可为微

29、生生物直接接吸收，但但大部分分的含氮氮化合物物需要经经过微生生物分解解后才能能被利用用。（4）树树脂、蜡蜡质、脂脂肪、单单宁、灰灰分物质质树脂、蜡蜡质、脂脂肪等有有机化合合物均不不溶于水水，而溶溶于醇、醚醚及苯中中，都是是复杂的的化合物物。单宁物质质有很多多种，主主要都是是多元酚酚的衍生生物，易易溶于水水，易氧氧化，与与蛋白质质结合形形成不溶溶性的，不不易腐烂烂的稳定定化合物物。木本本植物木木材及树树皮中富富含单宁宁，而草草本植物物及低等等生物中中则含量量很少。植物残留留体燃烧烧后所留留下的灰灰为灰分分物质，其其主要元元素为钙钙、镁、钾钾、钠、硅硅、磷、硫硫、铁、铝铝、锰等等，此外外还有少少量

30、的碘碘、锌、硼硼、氟等等元素。这这些元素素在植物物生活中中有着巨巨大的意意义。土壤有机机质的矿矿质化 一、矿化化过程及及影响因因素 （一一） 土土壤有机机质的矿矿化过程程 土壤有有机质的的矿化过过程：土土壤有机机质在微微生物作作用下，分分解为简简单的无无机化合合物的过过程。 土壤有有机质的的矿化过过程分为为化学的的转化过过程、活活动物的的转化过过程和微微生物的的转化过过程。这这一过程程使土壤壤有机质质转化为为二氧化化碳、水水、氨和和矿质养养分（磷磷、硫、钾钾、钙、镁镁等简单单化合物物或离子子），同同时释放放出能量量。这一一过程为为植物和和土壤微微生物提提供了养养分和活活动能量量，并直直接或间间

31、接地影影响着土土壤性质质，同时时也为合合成腐殖殖质提供供了物质质基础。 (1)土土壤有机机质的化化学的转转化过程程 土壤有有机质的的化学的的转化过过程的含含义是广广义的，实实际上包包括着生生物学及及物理化化学的变变化。1. 水水的淋溶溶作用：降水可可将土壤壤有机质质中可溶溶性的物物质洗出出。这些些物质包包括简单单的糖、有有机酸及及其盐类类、氨基基酸、蛋蛋白质及及无机盐盐等。约约占510水溶性性物质淋淋溶的程程度决定定于气候候条件（主主要是降降水量）。淋淋溶出的的物质可可促进微微生物发发育，从从而促进进其残余余有机物物的分解解。这一一过程对对森林土土壤尤为为重要，因因森林下下常有下下渗水流流可将

32、地地表有机机质（枯枯落物）中中可溶性性物质带带入地下下供林木木根系吸吸收。2. 酶酶的作用用：土壤壤中酶的的来源有有三个方方面：一一是植物物根系分分泌酶，二二是微生生物分泌泌酶，三三是土壤壤动物区区系分泌泌释放酶酶。土壤壤中已发发现的酶酶有500?/FFONTT600种。研研究较多多的有氧氧化还原原酶、转转化酶和和水解酶酶等。酶酶是有机机体代谢谢的动力力，因此此，可以以想象酶酶在土壤壤有机质质转化过过程中所所起的巨巨大作用用。(22)土壤壤有机质质活动物物的转化化过程从原生生动物到到脊椎动动物，大大多数以以植物及及植物残残体为食食。在森森林土壤壤中，生生活着大大量的各各类动物物，如温温带针阔阔

33、混交林林下每公公顷蚯蚓蚓可达2258万万条等，可可见活动动物对有有机质的的转化起起着极为为重要的的作用。1. 机械的转转化：动动物将植植物或残残体碎解解，或将将植物残残体进行行机械的的搬进及及与土粒粒混合，均均可促进进有机物物被微生生物分解解。 2. 化学的转转化：经经过动物物吞食的的有机物物（植物物残体）未未被动物物吸收部部分，经经过肠道道，以排排泄物或或粪便的的形式排排到体外外，已经经经过动动物体内内分解或或半分解解。土壤壤动物中中蚯蚓的的分解作作用最大大，因此此，在某某种程度度上，可可用土壤壤中蚯蚓蚓的数量量来评价价土壤肥肥力的高高低。 (33)土壤壤有机质质的微生生物转化化过程土壤有机

34、机质的微微生物的的转化过过程是土土壤有机机质转化化的最重重要的，最最积极的的进程。1 微生生物对不不含氮的的有机物物生转化化不含氮氮的有机机物主要要指碳水水化合物物，主要要包括糖糖类、纤纤维素、半半纤维素素、脂肪肪、木素素等、简简单糖类类容易分分解，而而多糖类类则较难难分解；淀粉、半半纤维素素、纤维维素、脂脂肪等分分解缓慢慢，木素素最难分分解，但但在表性性细菌的的作用下下可缓慢慢分解。 （C66H10O5）n+nH22onCC6H12O6葡萄萄糖在好好气条件件下，在在酵母菌菌和醋酸酸细菌等等微生物物作用下下，生成成简单的的有机酸酸（醋酸酸、草酸酸等）、醇醇类、酮酮类。这这些中间间物质在在空气流

35、流通的土土壤环境境中继续续氧化，最最后完全全分解成成二氧化化碳和水水，同时时放出热热量。 土壤碳碳水化合合物分解解过程是是极其复复杂的，在在不同的的环境条条件下，受受不同类类型微生生物的作作用，产产生不同同的分解解过程。这这种分解解进程实实质上是是能量释释放过程程，这些些能量是是促进土土壤中各各种生物物化学过过程的基基本动力力，是土土壤微生生物生命命活动所所需能量量的重要要来源。一一般来说说，在嫌嫌气条件件下，各各种碳水水化合物物分解形形成还原原性产物物时释放放出的能能量，比比在好气气条件下下所释放放的能量量要少得得多，所所产生的的CH44、H2等还原原物质对对植物生生长不利利。2 微生生物对

36、含含氮的有有机物转转化 土土壤中含含氮有机机物可分分为两种种类型：一是蛋蛋白质类类型，如如各种类类型的蛋蛋白质；二是非非蛋白质质型，如如几丁质质、尿素素和叶绿绿素等。土土壤中含含氮的有有机物在在土壤微微生物作作用下，最最终分解解为无机机态氮（NNH4+?/FFONTTN和和NO33-N）水解过过程蛋白白质在微微生物所所分泌的的蛋白质质水解酶酶的作用用下，分分解成为为简单的的氨基酸酸类含氮氮化合物物。蛋白质 水解解蛋白质质 消化化蛋白质质 多肽肽 氨基酸酸 氨化化过程 蛋白白质水解解生成的的氨基酸酸在多种种微生物物及其分分泌酶的的作用下下，产生生氨的过过程。氨氨化过程程在好气气、嫌气气条件下下均

37、可进进行，只只是不同同种类微微生物的的作用不不同。硝化过过程 在通通气良好好的情况况下，氨氨化作用用产生的的氨在土土壤微生生物的作作用下，可可经过亚亚硝酸的的中间阶阶段，进进一步氧氧化成硝硝酸，这这个由氨氨经微生生物作用用氧化成成硝酸的的作用叫叫做硝化化作用。将将硝酸盐盐转化成成亚硝酸酸盐的作作用称为为亚硝化化作用。 硝化过过程是一一个氧化化过程，由由于亚硝硝酸转化化为硝酸酸的速度度一般比比氨转化化为亚硝硝酸的速速度快得得多，因因此土壤壤中亚硝硝酸盐的的含量在在通常情情况下是是比较少少的。亚亚硝化过过程只有有在通气气不良或或土壤中中含有大大量新鲜鲜有机物物及大量量硝酸盐盐的发生生，从林林业生产

38、产上看，此此过程有有害，是是降低土土壤肥力力的过程程，因此此应尽量量避免。 反硝硝化过程程 硝态态氮在土土壤通气气不良情情况下，还还原成气气态氮（NN2O和NN2），这这种生化化反应称称为反硝硝化作用用。3 微生生物对含含磷有机机物的转转化 土壤壤中有机机态的磷磷经微生生物作用用，分解解为无机机态可溶溶性物质质后，才才能被植植物吸收收利用。 土壤中中表层有有26?/FFONTT500是以以有机磷磷状态存存在，主主要有核核蛋白、核核酸、磷磷脂、核核素等、这这些物质质在多种种腐生性性微生物物作用下下，分解解的最终终产物为为正磷酸酸及其盐盐类，可可供植物物吸收利利用。 在在嫌气条条件下，很很多嫌气气

39、性土壤壤微生物物能引起起磷酸还还原作用用，产生生亚磷酸酸，并进进一步还还原成磷磷化氢。4 微生生物对含含硫有机机物的转转化 土壤壤中含硫硫的有机机化合物物如含硫硫蛋白质质、胱氨氨酸等，经经微生物物的腐解解作用产产生硫化化氢。硫硫化氢在在通气良良好的条条件下，在在硫细菌菌的作用用下氧化化成硫酸酸，并和和土壤中中的盐基基离子生生成硫酸酸盐，不不仅消除除硫化氢氢的毒害害作用，而而且能成成为植物物易吸收收的硫素素养分。 在土壤壤通气不不良条件件下，已已经形成成的硫酸酸盐也可可以还原原成硫化化氢，即即发生反反硫化作作用，造造成硫素素散失。当当硫化氢氢积累到到一定程程度时，对对植物根根素有毒毒害作用用，应

40、尽尽量避免免。 进入土土壤的有有机质是是由不同同种类的的有机化化合物组组成，具具有一定定生物构构造的有有机整体体。其在在土壤中中的分解解和转化化过程不不同于单单一有机机化合物物，表现现为一个个整体的的动力学学特点。植植物残体体中各类类有机化化合物的的大致含含量范围围是：可可溶性有有机化合合物（糖糖分、氨氨基酸）55?/FONNT110，纤纤维素115?/FOONT60，半纤纤维素110?/FOONT30，蛋白白质2?/FFONTT155，木木素5?/FFONTT300。它它们的含含量差异异对植物物残体的的分解和和转化有有很大影影响。 据估计计，进入入土壤的的有机残残体经过过一年降降解后，22/

41、3以以上的有有机质的的二氧化化碳的形形式释放放而损失失，残留留在土壤壤中的有有机质不不到1/3，其其中土壤壤微生物物量占33?/FONNT88，多多糖、多多糖醛酸酸苷、有有机酸等等非腐殖殖质物质质占3?/FFONTT8，腐殖殖质占110?/FOONT30。植物物根系在在土壤中中的年残残留量比比其他地地上部分分稍高一一些。二、影响响矿化的的因素1、有机机残体的的组成状状况 （11）有机机残体的的物理状状态：一般情况况下，多多汁幼嫩嫩新鲜的的绿肥易易分解。 （22）有机机残体的的化学成成分。一般情况况下，阔阔叶比针针叶快；叶片比比残根快快，豆科科比禾本本科快。 （33 ）有有机残体体的碳氮氮比 用

42、C/N 表表示。 微生物物吸收11份氮，就就要吸收收5份碳碳用于构构成自身身细胞，同同时要消消耗200份碳作作为生命命活动的的能量。微微生物分分解需有有机质的的C/NN为255：1。2、外界界条件 外界条条件通过过制约微微生物的的活动，而而影响有有机质的的转化。 （1）最最适温度度：200300度。 （2）湿湿度和通通气状况况：在田田间持水水量的660%最最好。 （3）土土壤pHH：细菌菌最适ppH6.57.55，放线线菌中性性到为碱碱性，真真菌酸性性到中性性条件有机质的的腐殖化化一、腐殖殖化过程程11、腐殖殖质是有有机质分分解过程程中的中中间产物物，在微微生物的的作用下下，经过过生物化化学过

43、程程，合成成的一种种暗色的的含N的的、稳定定的、复复杂的高高分子化化合物，是一种种自然的的形成物物。 22、形成成过程 大体体包括22个阶段段 第第一阶段段：产生生腐殖质质分子的的各个组组成成分分。如多多元酚、氨氨基酸、多多肽等有有机物质质。 第第二阶段段：由多多元酚和和含氮化化合物缩缩合成腐腐殖质单单体分子子。此缩缩合过程程包括两两步： 首首先是多多元酚在在多酚氧氧化酶作作用下氧氧化为醌醌： 然然后醌和和含氮化化合物（氨氨基酸）缩缩合，最最后腐殖殖质单体体分子继继续缩合合成高级级腐殖质质分子。二、土壤壤腐殖质质的基本本性质及及组成 土壤腐腐殖质是是褐色或或暗褐色色的，芳芳香族结结构的。具具有

44、多官官解团的的含氮的的、复杂杂的高分分子有机机化合物物。 如前所所述，土土壤腐殖殖质是土土壤有机机质经腐腐殖化过过程由土土壤有机机质的矿矿质化过过程分解解的简单单有机化化合物缩缩合而成成的。是是土壤养养分的储储存库，是是土壤肥肥力的重重要指标标。 人们对对土壤腐腐殖质的的研究较较早，在在十九世世纪初，由由于人们们认识和和研究的的局限性性，曾一一度认为为植物直直接靠吸吸收腐殖殖质而生生存和生生长；直直到十九九世纪中中叶，德德国化学学家李比比希提出出植物矿矿物营养养学说，才才从根本本上推翻翻植物营营养腐殖殖质学说说，（大大伊乐，1809）认为植物吸收的是矿物质营养元素，土壤腐殖质必须经微生物的分解

45、，变成简单的无机化合物才能被植物吸收。这为土壤腐殖质的进一步研究打下了基础，具有划时代意义。（一） 土壤腐腐殖质的的分组及及存在状状态1. 土壤腐殖殖质的分分组 土壤腐殖殖质是一一类组成成和结构构都十分分复杂的的天然高高分子化化合物（聚聚合物），各各类腐殖殖质分子子大小虽虽不相同同，但其其性质相相似，要要深入研研究腐殖殖质的性性质，就就必须把把它从土土壤中分分离提取取出来，但但此项工工作十分分困难。目目前一般般所用的的方法就就是先把把土壤中中分解或或部分分分解的动动植物残残体分离离掉，通通常用水水浮选、手手挑和静静电吸附附法移去去，然后后用不同同溶液来来浸提土土壤，把把腐殖质质分为三三个组分分

46、：富里里酸组（黄黄腐酸）、胡胡敏酸组组（褐腐腐酸）和和胡敏素素（黑腐腐素）。这这里浸提提剂十分分重要，理理想的浸浸提剂应应具备：1）对腐腐殖酸的的性质没没有影响响或影响响极小；2）能获获得均匀匀的组分分；3）具有有较高的的提取能能力，能能将腐殖殖酸几乎乎完全分分离出来来。但是是，由于于腐殖酸酸的复杂杂性以及及其组成成上的非非均质性性，能满满足所有有这些条条件的浸浸提剂尚尚未找到到。 在分离离土壤中中植物残残体时，还还可用密密度为11.8gg/cmm3或2.00g/ccm3重液，可可以更有有效地除除尽这些些残体，被被移去的的这部分分有机物物质称为为轻组，而而留下的的土壤组组成称为为重组。然然后根据据腐殖质质在碱、酸酸溶液中中的溶解解度再划划分为胡胡敏酸、富富里酸、胡胡敏素等等三个组组分。腐殖酸的的主要组组成是胡胡敏酸和和富里