土壤生物和土壤有机质(精品).ppt

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1、第三章第三章 土壤生物和土壤有机质土壤生物和土壤有机质主要教学目标：主要教学目标：1 1、土壤生物有哪些种类，它们起什么作用？、土壤生物有哪些种类，它们起什么作用？2 2、什么是土壤有机质？、什么是土壤有机质？3 3、土壤有机质如何转化？转化形成的产物是、土壤有机质如何转化？转化形成的产物是什么？什么？4 4、土壤有机质在园林生产有哪些作用？、土壤有机质在园林生产有哪些作用？5 5、如何改良土壤的生物学性质？、如何改良土壤的生物学性质？第三章第三章 土壤生物和土壤有机质土壤生物和土壤有机质n第一节第一节 土壤生物和生物学现象土壤生物和生物学现象n第二节第二节 土壤有机质来源、类型、及组土壤有机

2、质来源、类型、及组成成n第三节第三节 土壤有机质的矿质化过程土壤有机质的矿质化过程n第四节第四节 土壤有机质的腐殖质化过程土壤有机质的腐殖质化过程n第五节第五节 土壤有机质的作用与调节土壤有机质的作用与调节思考题：一、名词解释：一、名词解释：一、名词解释：一、名词解释：1 1 1 1、土壤有机质矿质化过程；、土壤有机质矿质化过程；、土壤有机质矿质化过程；、土壤有机质矿质化过程；2 2 2 2、土壤有机质腐殖化过程；、土壤有机质腐殖化过程；、土壤有机质腐殖化过程；、土壤有机质腐殖化过程；3 3 3 3、氨化作用；、氨化作用；、氨化作用；、氨化作用；4 4 4 4、硝化作用；、硝化作用；、硝化作用

3、；、硝化作用；5 5 5 5、反硝化作用；、反硝化作用；、反硝化作用；、反硝化作用；6 6 6 6、根际效应、根际效应、根际效应、根际效应二、什么是土壤腐殖质，主要物质成分是什么，是二、什么是土壤腐殖质，主要物质成分是什么，是二、什么是土壤腐殖质，主要物质成分是什么，是二、什么是土壤腐殖质，主要物质成分是什么，是如何形成的？如何形成的？如何形成的？如何形成的？三、土壤细菌有哪些生理类群？它们在土壤中的功三、土壤细菌有哪些生理类群？它们在土壤中的功三、土壤细菌有哪些生理类群？它们在土壤中的功三、土壤细菌有哪些生理类群？它们在土壤中的功能是什么？能是什么？能是什么？能是什么？四、土壤有机质有哪些作

4、用？四、土壤有机质有哪些作用？四、土壤有机质有哪些作用？四、土壤有机质有哪些作用？第一节第一节 土壤生物土壤生物一、树木根系一、树木根系1 1、根的种类、根的种类 根从植物根基发出的根，依据其延伸的方根从植物根基发出的根，依据其延伸的方向，可分为：向，可分为：水平根、垂直根、斜生根、下垂根、下斜水平根、垂直根、斜生根、下垂根、下斜根。根。2 2、根系类型、根系类型水平根型：水平根占优势；水平根型：水平根占优势；垂直根型：垂直根发达；垂直根型：垂直根发达；斜生根型：主要为斜生根，如刺槐。斜生根型：主要为斜生根，如刺槐。复合根型：各类根的发育程度相近。复合根型：各类根的发育程度相近。变态根型：由外

5、界特殊条件如人为的影响变态根型：由外界特殊条件如人为的影响产生的。在容器中育苗所形成的根属变产生的。在容器中育苗所形成的根属变态根型。态根型。二、土壤动物二、土壤动物1 1、土壤动物的作用、土壤动物的作用、土壤动物的作用、土壤动物的作用挖掘洞穴，利于空气流通和水分渗入；挖掘洞穴，利于空气流通和水分渗入；挖掘洞穴，利于空气流通和水分渗入；挖掘洞穴，利于空气流通和水分渗入；粉碎动植物遗体，为微生物分解创造条件；粉碎动植物遗体，为微生物分解创造条件；粉碎动植物遗体，为微生物分解创造条件；粉碎动植物遗体，为微生物分解创造条件；增加土壤有机质；增加土壤有机质；增加土壤有机质；增加土壤有机质；使有机质与矿

6、质土壤混合。使有机质与矿质土壤混合。使有机质与矿质土壤混合。使有机质与矿质土壤混合。2 2、蚯蚓的作用、蚯蚓的作用、蚯蚓的作用、蚯蚓的作用促进有机质的腐殖质化以及土壤结构体的形成。促进有机质的腐殖质化以及土壤结构体的形成。促进有机质的腐殖质化以及土壤结构体的形成。促进有机质的腐殖质化以及土壤结构体的形成。土壤中蚯蚓数量是评价土壤肥力高低的一个指土壤中蚯蚓数量是评价土壤肥力高低的一个指土壤中蚯蚓数量是评价土壤肥力高低的一个指土壤中蚯蚓数量是评价土壤肥力高低的一个指标。标。标。标。三、土壤微生物三、土壤微生物n n 土壤微生物包括：土壤微生物包括：细菌、真菌、放线菌和藻类细菌、真菌、放线菌和藻类

7、n n 三、土壤微生物三、土壤微生物n n特点：在土壤特点：在土壤中数量高，繁中数量高，繁殖快。殖快。作用：分解有机作用：分解有机质、合成腐殖质、合成腐殖质，在土壤总质，在土壤总的代谢活性中的代谢活性中起重要的作用。起重要的作用。1 1、细菌、细菌n n土壤细菌占土壤微生物总数的土壤细菌占土壤微生物总数的土壤细菌占土壤微生物总数的土壤细菌占土壤微生物总数的7090%7090%。n n个体小，代谢强，繁殖快，是土壤中最活跃的个体小，代谢强，繁殖快，是土壤中最活跃的个体小，代谢强，繁殖快，是土壤中最活跃的个体小，代谢强，繁殖快，是土壤中最活跃的因素。因素。因素。因素。（1 1）土壤细菌的常见属）土

8、壤细菌的常见属）土壤细菌的常见属）土壤细菌的常见属主要为节杆菌属（主要为节杆菌属（主要为节杆菌属（主要为节杆菌属（ArthrobacterArthrobacter)芽孢菌属芽孢菌属芽孢菌属芽孢菌属(BacillusBacillus),),产碱产碱产碱产碱杆菌属杆菌属杆菌属杆菌属（AlcaligenesAlcaligenes）假单胞菌属假单胞菌属假单胞菌属假单胞菌属(PseudomonasPseudomonas)土壤杆菌属土壤杆菌属土壤杆菌属土壤杆菌属(AgrobacteriumAgrobacterium)1 1、细菌、细菌 1 1、细菌、细菌（2 2）土壤中细菌的生理类群：）土壤中细菌的生理类

9、群：n n 碳水化合物分解细菌碳水化合物分解细菌分解糖、淀粉、分解糖、淀粉、纤维素等；纤维素等；n n 氨化细菌氨化细菌有机含有机含N N化合物中的化合物中的N N素，素，通过氨化细菌的作用转化形成氨；通过氨化细菌的作用转化形成氨；n n 硝化细菌硝化细菌氨经硝化细菌作用转化为氨经硝化细菌作用转化为亚硝酸，然后转化为硝酸。亚硝酸，然后转化为硝酸。n n 反硝化细菌反硝化细菌硝态氮在反硝化细菌硝态氮在反硝化细菌作用下，使硝酸还原成还原态氮。作用下，使硝酸还原成还原态氮。1、细菌、细菌（3 3）根据营养方式分类）根据营养方式分类 分为自养和异氧细菌。分为自养和异氧细菌。自养型细菌：又叫无机营养型。

10、利用氧化自养型细菌：又叫无机营养型。利用氧化无机物产生的化学能或太阳能作为自身无机物产生的化学能或太阳能作为自身的能量，由空气中摄取二氧化碳。的能量，由空气中摄取二氧化碳。作用：积累土壤有机质和氧化无机物。作用：积累土壤有机质和氧化无机物。几种好氧化能自养菌1、细菌、细菌异养型：又叫有机营养型异养型：又叫有机营养型 依靠分解有机依靠分解有机物质获得能量和营养。物质获得能量和营养。在异养方式中分好氧和厌氧型。在异养方式中分好氧和厌氧型。好氧型细菌：使有机质彻底分解，释放养好氧型细菌：使有机质彻底分解，释放养分；有的可固定氮素。如固氮菌、根瘤分；有的可固定氮素。如固氮菌、根瘤菌、纤维分解细菌等。菌

11、、纤维分解细菌等。厌氧型细菌：分解有机质，合成腐殖质。厌氧型细菌：分解有机质，合成腐殖质。如嫌气固氮菌、嫌气蛋白质分解细菌等。如嫌气固氮菌、嫌气蛋白质分解细菌等。2、真菌、真菌真真真真菌菌菌菌的的的的数数数数量量量量小小小小，但但但但生生生生物物物物量量量量大大大大，在在在在森森森森林林林林土土土土壤壤壤壤和和和和酸酸酸酸性性性性的的的的环环环环境境境境中中中中，真真真真菌菌菌菌是是是是分分分分解解解解土土土土壤壤壤壤有有有有机机机机质质质质的的的的主主主主要要要要微微微微生生生生物类群。物类群。物类群。物类群。常见的真菌种类繁多。常见的真菌种类繁多。常见的真菌种类繁多。常见的真菌种类繁多。青

12、霉青霉青霉青霉(PenicilliumPenicilliumPenicilliumPenicillium)曲霉曲霉曲霉曲霉(AspergillusAspergillusAspergillusAspergillus)镰刀霉镰刀霉镰刀霉镰刀霉(FusariumFusariumFusariumFusarium)木霉木霉木霉木霉(TrichodermaTrichodermaTrichodermaTrichoderma)根霉根霉根霉根霉(RhizopusRhizopusRhizopusRhizopus)毛霉（毛霉（毛霉（毛霉（MucorMucorMucorMucor）真真真真菌菌菌菌对对对对酸酸酸酸度度

13、度度的的的的适适适适应应应应范范范范围围围围较较较较宽宽宽宽，在在在在pH4pH4pH4pH4时时时时，细细细细菌菌菌菌和和和和放线菌不能生长的情况下，真菌却能生长。放线菌不能生长的情况下，真菌却能生长。放线菌不能生长的情况下，真菌却能生长。放线菌不能生长的情况下，真菌却能生长。2、真菌、真菌真真菌菌属属异异氧氧型型微微生生物物。土土壤壤真真菌菌的的多多少少与与土壤有机质含量密切相关。土壤有机质含量密切相关。根据真菌的营养过程将真菌分为三类：根据真菌的营养过程将真菌分为三类：寄生真菌：引发植物的病害；寄生真菌：引发植物的病害；腐生真菌：分解有机残体；腐生真菌：分解有机残体；共生真菌：与植物体共

14、生，也叫菌根菌。共生真菌：与植物体共生，也叫菌根菌。3 3、放线菌：、放线菌：n n属属属属单单单单细细细细胞胞胞胞微微微微生生生生物物物物，在在在在土土土土壤中以菌丝体存在壤中以菌丝体存在壤中以菌丝体存在壤中以菌丝体存在.大大大大部部部部分分分分是是是是腐腐腐腐生生生生菌菌菌菌，少少少少数数数数是是是是寄寄寄寄生生生生菌菌菌菌。有有有有的的的的能能能能与与与与植植植植物共生，固定大气氮。物共生，固定大气氮。物共生，固定大气氮。物共生，固定大气氮。分布：主要分布在土壤中。分布：主要分布在土壤中。分布：主要分布在土壤中。分布：主要分布在土壤中。n n主主主主要要要要出出出出现现现现在在在在分分分

15、分解解解解的的的的有有有有机机机机物上。物上。物上。物上。3 3、放线菌：、放线菌：土壤中主要的放线菌优势属土壤中主要的放线菌优势属:链霉菌属（链霉菌属（ActinomycesActinomyces)诺卡氏菌属诺卡氏菌属(NocardiaNocardia)小单孢菌属小单孢菌属(MicromonosporaMicromonospora)n n在放线菌中，有些具嗜热性，能耐高温在放线菌中，有些具嗜热性，能耐高温（50506565），普遍存在于土壤、肥料），普遍存在于土壤、肥料及发热的干草和堆肥中。及发热的干草和堆肥中。3 3、放线菌：、放线菌：n n由放线菌产生的抗生素有由放线菌产生的抗生素有20

16、00种，在临种，在临床和农业生产上有使用价值的有数十种。床和农业生产上有使用价值的有数十种。链霉素，土霉素，金霉素，庆大霉素，链霉素，土霉素，金霉素，庆大霉素，卡那霉素，春雷霉素，灭瘟素等。卡那霉素，春雷霉素，灭瘟素等。n n“5406”“5406”抗生菌肥料，属于放线菌肥料。抗生菌肥料，属于放线菌肥料。n n另外，放线菌能产生各种酶和维生素，另外，放线菌能产生各种酶和维生素，在污水处理，石油脱蜡等方面有很大的在污水处理，石油脱蜡等方面有很大的用途。用途。4、藻类、藻类n n是含叶绿素的低等植是含叶绿素的低等植是含叶绿素的低等植是含叶绿素的低等植物，有些能进行光合物，有些能进行光合物，有些能进

17、行光合物，有些能进行光合作用，自身合成有机作用，自身合成有机作用，自身合成有机作用，自身合成有机质，它们主要生活在质，它们主要生活在质，它们主要生活在质，它们主要生活在土壤表层。土壤表层。土壤表层。土壤表层。n n地表藻类能够和土壤地表藻类能够和土壤地表藻类能够和土壤地表藻类能够和土壤颗粒粘结在一起，增颗粒粘结在一起，增颗粒粘结在一起，增颗粒粘结在一起，增加土壤表面的强度，加土壤表面的强度，加土壤表面的强度，加土壤表面的强度，可使土壤侵蚀明显减可使土壤侵蚀明显减可使土壤侵蚀明显减可使土壤侵蚀明显减轻。轻。轻。轻。n n另外蓝绿藻可固定另外蓝绿藻可固定另外蓝绿藻可固定另外蓝绿藻可固定N N N

18、N素。素。素。素。4、藻类、藻类n n土壤中的藻类主要是绿藻和硅藻。土壤中的藻类主要是绿藻和硅藻。n n土壤藻类是土壤生物的先行者，可通过土壤藻类是土壤生物的先行者，可通过光能自养的能力。成为土壤上最先有机光能自养的能力。成为土壤上最先有机物质制造者之一。荒地和干燥的沙漠土物质制造者之一。荒地和干燥的沙漠土壤中的腐殖质多来自土壤藻类。壤中的腐殖质多来自土壤藻类。n n根据藻类的生长状况，可判断出土壤的根据藻类的生长状况，可判断出土壤的肥力状况和性质。肥力状况和性质。四、几种重要的土壤生物学现象四、几种重要的土壤生物学现象1、根际与根际效应根际与根际效应 根根际际：就就是是植植物物根根与与土土壤

19、壤的的交交界界面面，目目前前根根际际的的范范围围并并不不十十分分明明确确。现现一一般般是是距根面距根面14毫米厚的土壤范围内。毫米厚的土壤范围内。采采集集根根际际土土壤壤常常用用的的方方法法是是：将将植植物物连连根根带带土土挖挖掘掘出出来来，抖抖掉掉根根上上的的大大土土块块，将将紧贴于根上的薄层土壤洗下来。紧贴于根上的薄层土壤洗下来。四、几种重要的土壤生物学现象四、几种重要的土壤生物学现象在根际土壤中，根系除直接吸收养分外，在根际土壤中，根系除直接吸收养分外，还将各种有机和无机物释放到这部分土还将各种有机和无机物释放到这部分土壤中，如碳水化合物、氨基酸等、腐殖壤中，如碳水化合物、氨基酸等、腐殖

20、酸等，使得根际土壤中的营养物质比根酸等，使得根际土壤中的营养物质比根外土壤丰富。外土壤丰富。根际土壤的营养物增加，使根际土壤的微根际土壤的营养物增加，使根际土壤的微生物大量繁殖，这种现象称为根际效应。生物大量繁殖，这种现象称为根际效应。常用常用R/S来表示。来表示。1、根际与根际效应、根际与根际效应n n但有时根系会分泌植物毒素，强烈拟制但有时根系会分泌植物毒素，强烈拟制同种植物或他种植物的生长。这种现象同种植物或他种植物的生长。这种现象称为异株相克。称为异株相克。n n连作减产以及病害加重的现象，大多与连作减产以及病害加重的现象，大多与根分泌物有关。如由于桃树的根皮中分根分泌物有关。如由于桃

21、树的根皮中分泌苦杏仁苷物质，就出现了同一土地上泌苦杏仁苷物质，就出现了同一土地上的再植障碍问题。的再植障碍问题。2、生物固氮、生物固氮n n概念：生物固氮是在常温、常压下，通过概念：生物固氮是在常温、常压下，通过固氮生物体内固氮酶的作用，将游离氮素固氮生物体内固氮酶的作用，将游离氮素转变成氨的过程。转变成氨的过程。n n固氮的微生物：固氮的微生物：70多个属。主要为细菌、多个属。主要为细菌、放线菌和蓝、绿藻类。放线菌和蓝、绿藻类。n n生物固氮的形式：自生固氮和共生固氮。生物固氮的形式：自生固氮和共生固氮。其中共生固氮的效率高。其中共生固氮的效率高。2、生物固氮、生物固氮n n豆科植物（三叶草

22、、草木樨、紫花苜蓿）豆科植物（三叶草、草木樨、紫花苜蓿）300600千克千克/公顷公顷.年。非豆科（赤杨年。非豆科（赤杨属、杨梅属、仙人掌属）的固氮为：属、杨梅属、仙人掌属）的固氮为：50400千克千克/公顷公顷.年。年。n n生产应用：在绿地建植中，要适当培植一生产应用：在绿地建植中，要适当培植一些共生固氮植物，适当进行根瘤菌接种。些共生固氮植物，适当进行根瘤菌接种。n n根瘤菌要求土壤环境为中性，磷、镁、钼、根瘤菌要求土壤环境为中性，磷、镁、钼、锰含量较高的土壤。锰含量较高的土壤。3 3、共生真菌、共生真菌n n有些真菌能在一些根上发育，共同发育成菌根。有些真菌能在一些根上发育，共同发育成

23、菌根。n n现已查明有现已查明有20002000种植物与真菌共生形成菌根。种植物与真菌共生形成菌根。根据菌根与植物根结合的紧密程度，可分为根据菌根与植物根结合的紧密程度，可分为n n周边营养型菌根：菌丝深入土壤和根部的周围，周边营养型菌根：菌丝深入土壤和根部的周围，但不进入根内。但不进入根内。n n外生菌根：深入根内，但只到细胞之间，不进外生菌根：深入根内，但只到细胞之间，不进入根细胞内部。入根细胞内部。n n内生菌根：菌丝穿入根细胞内。内生菌根：菌丝穿入根细胞内。3 3、共生真菌、共生真菌n n松柏科、桦木科、壳斗科、杨柳科、胡松柏科、桦木科、壳斗科、杨柳科、胡桃科等许多森林乔木的根上都生有

24、外生桃科等许多森林乔木的根上都生有外生菌根，大豆、玉米、棉花、马铃薯、胡菌根，大豆、玉米、棉花、马铃薯、胡萝卜等生有内生菌根。萝卜等生有内生菌根。n n内生菌根中最重要的是泡囊内生菌根中最重要的是泡囊分枝状菌分枝状菌根（根（VA菌根），属真菌类，是目前微生菌根），属真菌类，是目前微生物肥料中研究的热点。物肥料中研究的热点。3、菌根、菌根菌根可扩大根的吸收面，提高根的吸收能力，菌根可扩大根的吸收面，提高根的吸收能力，增加根系对水分及养分的吸收。另外，增加根系对水分及养分的吸收。另外，有些菌根还能产生抗生素，保护幼根免有些菌根还能产生抗生素，保护幼根免受寄生物的入侵。受寄生物的入侵。菌根菌需要从根

25、系中吸取营养，才能生存。菌根菌需要从根系中吸取营养，才能生存。菌根现象十分普遍，且没有严格的专一性，菌根现象十分普遍，且没有严格的专一性，同种植物可被多种菌根菌感染，同一种同种植物可被多种菌根菌感染，同一种菌根菌也可以感染多种植物，对植物的菌根菌也可以感染多种植物，对植物的生长环境有利，同时使用菌剂方便。生长环境有利，同时使用菌剂方便。3、菌、菌根根有许多树木的生长，必须有菌根菌的存在，有许多树木的生长，必须有菌根菌的存在，才能良好地生长。海南岛的南亚松，在才能良好地生长。海南岛的南亚松，在无菌根菌的荒地上，苗木常常死亡。无菌根菌的荒地上，苗木常常死亡。在园林生产中，对不良的土壤，使幼苗感在园

26、林生产中，对不良的土壤，使幼苗感染或接种菌根菌是非常必要的。方法：染或接种菌根菌是非常必要的。方法：客土或施用微生物肥料。客土或施用微生物肥料。菌根菌要求的土壤环境：菌根菌要求的土壤环境：pH在在5左右，土左右，土壤结构和通气性能良好，土壤水分适中。壤结构和通气性能良好，土壤水分适中。五、五、土壤生物学性质的改良土壤生物学性质的改良n n对于园林土壤来讲，不良的生物学性质，包括对于园林土壤来讲，不良的生物学性质，包括对于园林土壤来讲，不良的生物学性质，包括对于园林土壤来讲，不良的生物学性质，包括生物活性生物活性生物活性生物活性(微生物所进行的各种生理活动能力）微生物所进行的各种生理活动能力）微

27、生物所进行的各种生理活动能力）微生物所进行的各种生理活动能力）低下以及有害生物过多两种情况。低下以及有害生物过多两种情况。低下以及有害生物过多两种情况。低下以及有害生物过多两种情况。n n生物活性低的原因，主要是有机质和矿质营养生物活性低的原因，主要是有机质和矿质营养生物活性低的原因，主要是有机质和矿质营养生物活性低的原因，主要是有机质和矿质营养缺乏，另外还与土壤物理性质不良有关。缺乏，另外还与土壤物理性质不良有关。缺乏，另外还与土壤物理性质不良有关。缺乏，另外还与土壤物理性质不良有关。改良的关键：增加有机质含量，另外使土壤疏改良的关键：增加有机质含量，另外使土壤疏改良的关键：增加有机质含量，

28、另外使土壤疏改良的关键：增加有机质含量，另外使土壤疏松、良好的水气热状况也是必要的。另外，接松、良好的水气热状况也是必要的。另外，接松、良好的水气热状况也是必要的。另外，接松、良好的水气热状况也是必要的。另外，接种有益的微生物或施用微生物肥料。种有益的微生物或施用微生物肥料。种有益的微生物或施用微生物肥料。种有益的微生物或施用微生物肥料。n n土壤有害生物多，可引起严重的病虫害。土壤有害生物多，可引起严重的病虫害。土壤有害生物多，可引起严重的病虫害。土壤有害生物多，可引起严重的病虫害。土壤消毒土壤消毒方法：进行土壤消毒：对于绿地，在播种或方法：进行土壤消毒：对于绿地，在播种或移栽前要对土壤进行

29、消毒，可杀灭有害移栽前要对土壤进行消毒，可杀灭有害的病原微生物、害虫和杂草种子。对于的病原微生物、害虫和杂草种子。对于温室大棚。需年年消毒。温室大棚。需年年消毒。如何消毒：高温消毒和药物消毒。如何消毒：高温消毒和药物消毒。在土壤中埋设导管，将土壤密封好，通如在土壤中埋设导管，将土壤密封好，通如热的蒸汽，温度在热的蒸汽，温度在80100度时。度时。10分钟分钟可完成消毒。可完成消毒。药物：福尔马林、溴甲烷、硫酰氟、硫酸药物：福尔马林、溴甲烷、硫酰氟、硫酸亚铁等。亚铁等。第二节第二节 土壤有机质的来源、组成和类型土壤有机质的来源、组成和类型一、什么是有机质一、什么是有机质广广义义：包包括括一一切切

30、生生物物体体极极其其分分解解或或合合成成的的各种产物。各种产物。狭狭义义：通通过过微微生生物物转转化化合合成成的的有有机机物物质质即即腐殖质。腐殖质。二、二、来源来源 最重要的是高等植物的枯枝落叶、茎、最重要的是高等植物的枯枝落叶、茎、根系、花果等残体。根系、花果等残体。三、三、有机质的类型有机质的类型 广义的土壤有机质包括广义的土壤有机质包括2 2大类：大类：一是非特殊性有机质一是非特殊性有机质生物遗体及其生物遗体及其分解的中间产物。分解的中间产物。二是特殊性有机质二是特殊性有机质腐殖质。腐殖质。四、非特殊性有机质的化学成分四、非特殊性有机质的化学成分1 1、单糖和有机酸；、单糖和有机酸；2

31、 2、多糖类：淀粉、半纤维素、纤维素等、多糖类：淀粉、半纤维素、纤维素等3 3、蛋白质；、蛋白质；4 4、木质素；、木质素；5 5、单宁、脂肪、蜡质、树脂、单宁、脂肪、蜡质、树脂 6 6、灰分物质、灰分物质植物体经过灼烧后残留的植物体经过灼烧后残留的无机物，主要元素有无机物，主要元素有CaCa、MgMg、K K、NaNa、S S、P P、FeFe等。等。第三节第三节 土壤有机质的矿质化土壤有机质的矿质化 一、土壤有机质的转化的两个过程：一、土壤有机质的转化的两个过程：土壤有机质矿质化过程和腐殖化过程。土壤有机质矿质化过程和腐殖化过程。1 1、矿质化过程的概念、矿质化过程的概念复杂的有机质经过微

32、生物的分解作用，最终复杂的有机质经过微生物的分解作用，最终形成简单的无机物质如水、二氧化碳、硫形成简单的无机物质如水、二氧化碳、硫酸盐、硝酸盐等。酸盐、硝酸盐等。矿质化过程和腐质化过程是有机质转化的两矿质化过程和腐质化过程是有机质转化的两个方向，同时进行的个方向，同时进行的。第三节第三节 土壤有机质的矿质化土壤有机质的矿质化2、两个过程同时进行、两个过程同时进行 在在温温度度较较高高、湿湿度度适适中中、通通气气良良好好时时，矿矿化化过过程程快快，养养分分释释放放快快。如如过过快快，养养分分会会损损失失，且且腐腐殖殖质质形形成成过过少少，对对养养地地不利。不利。温温度度低低、湿湿度度大大、通通气

33、气不不良良，以以嫌嫌气气性性微微生生物物活活动动为为主主，养养分分释释放放少少，腐腐殖殖质质过过程快。程快。二、土壤有机质的矿质化过程二、土壤有机质的矿质化过程1 1、单糖的分解：、单糖的分解：在有氧条件下彻底分解，形成二氧化碳在有氧条件下彻底分解，形成二氧化碳和水，在缺氧条件下，形成有机酸类的和水，在缺氧条件下，形成有机酸类的中间产物，并产生还原性的甲烷及氢气中间产物，并产生还原性的甲烷及氢气等。等。2 2、纤维素的分解：、纤维素的分解：首先分解为单糖，然后进一步分解。首先分解为单糖，然后进一步分解。二、土壤有机质的矿质化过程二、土壤有机质的矿质化过程3 3、含氮有机质的分解：、含氮有机质的

34、分解：主要是蛋白质的分解，是土壤氮素循主要是蛋白质的分解，是土壤氮素循环的主要过程。包括环的主要过程。包括4 4个过程：个过程：（1 1）水解过程：蛋白质在水解酶作用下分）水解过程：蛋白质在水解酶作用下分解成简单的氨基酸；解成简单的氨基酸；（2 2）氨化作用：在氨化细菌作用下，有机）氨化作用：在氨化细菌作用下，有机态氮变成无机态氮即氨或铵的过程。态氮变成无机态氮即氨或铵的过程。第三节第三节 土壤有机质的矿质化土壤有机质的矿质化（3 3）硝化作用：氨在微生物作用下，经过）硝化作用：氨在微生物作用下，经过亚硝酸的中间阶段，进一步氧化为硝酸。亚硝酸的中间阶段，进一步氧化为硝酸。需在有氧条件下进行。需

35、在有氧条件下进行。（4 4）反硝化作用：在厌气条件如水淹、有）反硝化作用：在厌气条件如水淹、有机质含量过高情况下。硝态氮在反硝化机质含量过高情况下。硝态氮在反硝化细菌作用下，转化为还原态氮如氨、细菌作用下，转化为还原态氮如氨、NONO、N N2 2O O、N N2 2、HNOHNO等。等。第三节第三节 土壤有机质的矿质化土壤有机质的矿质化4 4、有机态、有机态P P的分解：的分解：含磷的有机物在磷细菌的作用下，经含磷的有机物在磷细菌的作用下，经过水解过程形成磷酸（过水解过程形成磷酸（H H3 3POPO4 4）。）。在嫌气条件下，许多微生物引起磷酸还在嫌气条件下，许多微生物引起磷酸还原，产生亚

36、磷酸或次磷酸。在有机质丰原，产生亚磷酸或次磷酸。在有机质丰富时，进一步还原为磷化氢。富时，进一步还原为磷化氢。第三节第三节 土壤有机质的矿质化土壤有机质的矿质化5 5、含、含S S有机物的转化有机物的转化 与有机含氮化合物的转化过程相似。与有机含氮化合物的转化过程相似。含含S S有机物在腐解作用下产生的硫化氢，有机物在腐解作用下产生的硫化氢，在通气良好时，在硫细菌作用下氧化形在通气良好时，在硫细菌作用下氧化形成硫酸。成硫酸。硫酸在不良通气条件下发生反硫化作用，硫酸在不良通气条件下发生反硫化作用，形成硫化氢，对植物产生毒害。形成硫化氢，对植物产生毒害。三、三、影响有机质转化的因素影响有机质转化的

37、因素n n（一）有机残体的组成状况（一）有机残体的组成状况n n1 1、有机残体的物理状态：、有机残体的物理状态：一般情况下，多汁幼嫩新鲜的绿肥易分解。一般情况下，多汁幼嫩新鲜的绿肥易分解。n n2 2、有机残体的化学成分。、有机残体的化学成分。一般情况下，阔叶比一般情况下，阔叶比针叶快；叶片比残根快，针叶快；叶片比残根快，豆科比禾本科快。豆科比禾本科快。3 3、有机残体的碳氮比、有机残体的碳氮比n n 用用C/N C/N 表示。表示。微生物吸收微生物吸收1 1份氮，份氮，就要吸收就要吸收5 5份碳用于构成自身细胞，同份碳用于构成自身细胞，同时要消耗时要消耗16201620份碳作为生命活动的份

38、碳作为生命活动的能量。微生物分解需有机质的能量。微生物分解需有机质的C/NC/N为为20252025：1 1。如有机残体如有机残体C/NC/N小于小于20252025：1 1，微生物，微生物积极分解有机质，如大于积极分解有机质，如大于20252025：1 1，则微生物细胞合成受氮素限制，有机则微生物细胞合成受氮素限制，有机残体分解较慢。残体分解较慢。（二）外界条件（二）外界条件n n外界条件通过制约微生物的活动，而影外界条件通过制约微生物的活动，而影响有机质的转化。响有机质的转化。n n1 1、最适温度：、最适温度：20203030度。度。n n2 2、湿度和通气状况：在田间持水量的、湿度和通

39、气状况：在田间持水量的60%60%最好。最好。n n3 3、土壤、土壤pHpH：细菌最适细菌最适pH6.57.5pH6.57.5，放线放线菌中性到为碱性，真菌酸性到中性条件。菌中性到为碱性，真菌酸性到中性条件。有机质分解速度碳循环中碳素贮量第四节第四节 土壤有机质的土壤有机质的腐殖化过程腐殖化过程1 1、腐殖化过程、腐殖化过程是有机质分解过程中的是有机质分解过程中的中间产物，在微生物的作用下，经过生中间产物，在微生物的作用下，经过生物化学过程，合成的一种暗色的含物化学过程，合成的一种暗色的含N N的、的、稳定的、复杂的稳定的、复杂的高分子化合物（腐殖质）高分子化合物（腐殖质），是一种自然的形成

40、物。，是一种自然的形成物。合成产物是腐殖质。合成产物是腐殖质。残留碳的组分分析2 2、腐殖质的形成过程、腐殖质的形成过程第一阶段：产生腐殖质分子的各个组成成第一阶段：产生腐殖质分子的各个组成成分。如多元酚、氨基酸、多肽等有机物分。如多元酚、氨基酸、多肽等有机物质。质。第二阶段：由多元酚和含氮化合物缩合成第二阶段：由多元酚和含氮化合物缩合成腐殖质单体分子。此缩合过程包括两步：腐殖质单体分子。此缩合过程包括两步：首先是多元酚在多酚氧化酶作用下氧化首先是多元酚在多酚氧化酶作用下氧化为醌：为醌：然后醌和含氮化合物（氨基酸）缩合，然后醌和含氮化合物（氨基酸）缩合，最后腐殖质单体分子继续缩合成高级腐最后腐

41、殖质单体分子继续缩合成高级腐殖质分子。殖质分子。第四节第四节 土壤有机质的土壤有机质的腐殖化过程腐殖化过程n n3、土壤腐殖质的基本性质、土壤腐殖质的基本性质n n土壤腐殖质是比较复杂的高分子含氮高土壤腐殖质是比较复杂的高分子含氮高分子化合物；腐殖质分子结构含有芳香分子化合物；腐殖质分子结构含有芳香族核（多元酚）和杂环态的氮；有能与族核（多元酚）和杂环态的氮；有能与外界进行反映的官能团（羧基、甲氧基外界进行反映的官能团（羧基、甲氧基酚羟基等）；主要的组成元素有碳、氧、酚羟基等）；主要的组成元素有碳、氧、氢、氮、硫等，其中碳的含量为氢、氮、硫等，其中碳的含量为58%。胡敏酸结构胡敏酸结构富里酸结

42、构富里酸结构第四节第四节 土壤有机质的土壤有机质的腐殖化过程腐殖化过程4 4、土壤腐殖质的物质组成、土壤腐殖质的物质组成 用酸、碱和酒精处理，得到胡敏酸、用酸、碱和酒精处理，得到胡敏酸、吉马多美朗酸、富里酸和胡敏素。吉马多美朗酸、富里酸和胡敏素。胡敏素是与矿物结合的胡敏酸或是变质胡敏素是与矿物结合的胡敏酸或是变质的胡敏酸；吉马多美朗酸是胡敏酸的衍的胡敏酸；吉马多美朗酸是胡敏酸的衍生物。生物。5 5、胡敏酸和富里酸的特征、胡敏酸和富里酸的特征 颜色：胡敏酸棕色到黑色，富里酸黄色。颜色：胡敏酸棕色到黑色，富里酸黄色。颜色：胡敏酸棕色到黑色，富里酸黄色。颜色：胡敏酸棕色到黑色，富里酸黄色。分子量：胡

43、敏酸大，富里酸小（在分子量：胡敏酸大，富里酸小（在分子量：胡敏酸大，富里酸小（在分子量：胡敏酸大，富里酸小（在1 1 1 1万以下）。万以下）。万以下）。万以下）。胡敏酸的胡敏酸的胡敏酸的胡敏酸的C C C C，N N N N，S S S S含量高于富里酸。含量高于富里酸。含量高于富里酸。含量高于富里酸。胡敏酸羧基和酚基低于富里酸。胡敏酸羧基和酚基低于富里酸。胡敏酸羧基和酚基低于富里酸。胡敏酸羧基和酚基低于富里酸。对水溶解度，胡敏酸不溶或难溶，富里酸溶于水对水溶解度，胡敏酸不溶或难溶，富里酸溶于水对水溶解度，胡敏酸不溶或难溶，富里酸溶于水对水溶解度，胡敏酸不溶或难溶，富里酸溶于水胡敏酸一价盐溶

44、于水，二价或三价盐不溶于水，胡敏酸一价盐溶于水，二价或三价盐不溶于水，胡敏酸一价盐溶于水，二价或三价盐不溶于水，胡敏酸一价盐溶于水，二价或三价盐不溶于水，富里酸都溶。富里酸都溶。富里酸都溶。富里酸都溶。第五节第五节 土壤有机质的作用与调节土壤有机质的作用与调节一、土壤有机质的作用一、土壤有机质的作用1 1、是植物营养的主要来源、是植物营养的主要来源 有机质含有极为丰富的氮、磷、钾和有机质含有极为丰富的氮、磷、钾和微量元素。分解后产生的二氧化碳是供微量元素。分解后产生的二氧化碳是供给植物的碳素营养。给植物的碳素营养。一、土壤有机质的作用一、土壤有机质的作用2 2、刺激根系的生长、刺激根系的生长

45、腐殖质物质以很稀的浓度（腐殖质物质以很稀的浓度（1010-6-61010-3 3）以分子态进入到植物体，可刺激根）以分子态进入到植物体，可刺激根系的发育，促进植物对营养物质的吸系的发育，促进植物对营养物质的吸收。收。一、土壤有机质的作用一、土壤有机质的作用3 3、腐殖质可改善土壤的物理状况、腐殖质可改善土壤的物理状况 促进土壤团粒结构的形成，是良好的促进土壤团粒结构的形成，是良好的土壤胶结剂。土壤胶结剂。4 4、腐殖质具有高度保水、保肥能力、腐殖质具有高度保水、保肥能力 腐殖质是一种土壤胶体，有巨大的比腐殖质是一种土壤胶体，有巨大的比表面积，有巨大的吸收代换能力。粘土表面积，有巨大的吸收代换能

46、力。粘土颗粒的吸水率为颗粒的吸水率为50%60%50%60%。而腐殖质的。而腐殖质的吸水率为吸水率为500%600%500%600%。一、土壤有机质的作用一、土壤有机质的作用5 5、腐殖质具有络合作用、腐殖质具有络合作用 腐殖质能和磷、铁、铝离子形成络合腐殖质能和磷、铁、铝离子形成络合物或螯合物，避免难溶性磷酸盐的沉淀，物或螯合物，避免难溶性磷酸盐的沉淀，提高有效养分的数量。提高有效养分的数量。6 6、促进微生物的活动、促进微生物的活动7 7、提高土壤温度的作用、提高土壤温度的作用 有机质为暗色物质，一般是棕色到黑有机质为暗色物质，一般是棕色到黑褐色，吸热能力强，可改善土壤热状况。褐色，吸热能

47、力强，可改善土壤热状况。二、二、土壤有机质的调节土壤有机质的调节n n对于园林土壤有机质含量一般低于对于园林土壤有机质含量一般低于1%1%，且土壤的结构性差，应当引起足够的重且土壤的结构性差，应当引起足够的重视。视。n n增施有机肥。施用草炭土、腐叶土以及增施有机肥。施用草炭土、腐叶土以及经过合理处理的生活垃圾。应注意长期经过合理处理的生活垃圾。应注意长期施用有机肥。施用有机肥。n n归还园林植物的凋落物。将有机残体就归还园林植物的凋落物。将有机残体就地填埋或集中堆沤，使之成为理想的有地填埋或集中堆沤，使之成为理想的有机肥料。机肥料。二、二、土壤有机质的调节土壤有机质的调节n n种可观赏的绿肥

48、。在公园、街道、广场种可观赏的绿肥。在公园、街道、广场的乔灌木下，种草坪或观赏价值较高的的乔灌木下，种草坪或观赏价值较高的绿肥植物，通过翻耕入土，可提高土壤绿肥植物，通过翻耕入土，可提高土壤有机质含量。有机质含量。n n通过浇水、翻土措施。调节土壤的温度、通过浇水、翻土措施。调节土壤的温度、湿度、通气等，调节有机质的积累和分湿度、通气等，调节有机质的积累和分解。解。第三章第三章 土壤生物和土壤有机质（一）土壤生物和土壤有机质（一）一、土壤微生物包括哪些类？一、土壤微生物包括哪些类？二、土壤细菌有哪些生理类群？它们在土二、土壤细菌有哪些生理类群？它们在土壤中的功能是什么？壤中的功能是什么？三、菌

49、根对林木的生长有什么作用？三、菌根对林木的生长有什么作用？四、名词解释四、名词解释1 1、土壤矿质化过程；、土壤矿质化过程；2 2、土壤腐殖化过程、土壤腐殖化过程3 3、氨化作用；、氨化作用；4 4、硝化作用；、硝化作用；5 5、反硝化作用；、反硝化作用；6 6、根际效应、根际效应第三章第三章 土壤生物和土壤有机质（二）土壤生物和土壤有机质（二）五、五、土壤有机质的化学组成包括哪些类？土壤有机质的化学组成包括哪些类？六、六、土壤腐殖质是由哪些物质组成的？土壤腐殖质是由哪些物质组成的？七、七、简述土壤腐殖质的形成过程？简述土壤腐殖质的形成过程？八、论述土壤有机质的作用。八、论述土壤有机质的作用。九、园林土壤不良的生物学现象有哪些？九、园林土壤不良的生物学现象有哪些？如何改良？如何改良？作业：论述土壤有机质对土壤肥力的作用。论述土壤有机质对土壤肥力的作用。