第二章 土壤有机质总结ppt课件.ppt
《第二章 土壤有机质总结ppt课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第二章 土壤有机质总结ppt课件.ppt(88页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、第二章 土壤有机质 Soil organic matter,主 要 内 容,第一节 土壤有机质的来源、含量及组成第二节 土壤有机质的分解和转化第三节 土壤腐殖质的形成和性质第四节 土壤有机质的作用及管理,土壤有机质(soil organic matter),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。,土壤有机质是指存在于土壤中的所有含碳的有机化合物。,第一节 土壤有机质的来源、含量及其组成,一、土壤有机质的来源,植物残体,由于各地区的气候条件、植被类型及耕作管理不同,进入土壤中的植物残体数量和化学组成有很大的差异。,植物残体性质是否存在差异?,包括各类植物的凋
2、落物、死亡的植物体及根系。,热带雨林凋落物干物质量: 16700Kg /公顷年荒漠植物群落凋落物干物质量: 530Kg /公顷年,植物残体量:,我国森林土壤每年归还土壤的凋落物干物质量按气候植被带划分,依次为:热带雨林,亚热带常绿阔叶林和落叶阔叶林,暧温带落叶阔叶林,温带针阔混交林,寒温带针叶林、荒漠。,森林植被下有机残体主要来自地上部凋落物;,草本植物的有机残体主要来自根系;,耕作土壤,植物残体主要来源根茬。,不同生态系统间植物残体来源形式:,作物根茬,植物凋落物,动物、微生物残体,动植物、微生物的排泄物和分泌物,包括土壤动物和非土壤动物的残体,及各种微生物的残体。这部分来源相对较少,但对原
3、始土壤来说,微生物是土壤有机质的最早来源。,对土壤有机质的转化起着非常重要的作用。,死亡微生物,动物粪便,人为施入土壤中的各种有机物,人为施入土壤中的各种有机肥料(绿肥、堆肥、沤肥等),工农业和生活的废水、废渣等,还有各种微生物制品,有机农药等。,引发严重生态环境问题,例如:植物种类退化,注意:其中进入土壤的植物残体是最主要的来源。,二、土壤有机质的含量及组成,(1)土壤有机质含量的差异较大,漠境土和砂质土壤不足5g/kg,泥炭土可高达200g/kg以上,1、土壤有机质的含量,0.5%,7%,(2)有机质土壤和矿质土壤 20% 有机质土壤 20% 矿质土壤,(3)不同区域不同土壤有机质含量差异
4、很大,50-100 g/kg,暗棕壤,黑土,30-60 g/kg,20g/kg左右,黑钙土,栗钙土,10g/kg左右,灰漠土,35g/kg,中国地带性土壤表层SOM 含量,2、土壤有机质的组成,(1)化学元素组成,土壤有机质的基本元素组成是C、H、O、N,其次是 P 和 S 。,干物质COHN %5258 34393.34.83.74.1,其 C/N 比大约在1012之间。,普通有机化合物: 碳水化合物(糖、醛、酸等) 含氮化合物(氨基酸、蛋白质等) 纤维素、半纤维素(在强酸或强碱下水解) 木质素(难于分解转化,相对稳定存在)特殊有机化合物: 腐殖物质(胡敏素、胡敏酸、富啡酸)等,(2)化合物
5、组成,3、土壤有机质的存在形态,动、植物残体 半分解的动、植物残体腐殖物质,新鲜的有机物,指那些刚进入土壤不久,仍保持原来生物体解剖学上特征的那些动、植物残体,基本上未受到微生物的分解作用。,(1)动、植物残体,经微生物的分解,已使进入土壤中的动、植物残体失去了原有的形态等特征。有机质已部分分解,并且相互缠结,多为暗褐色的碎屑和小块。包括有机质分解产物和新合成的简单有机化合物。,(2)半分解的动、植物残体,(3)腐殖质,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。与土壤矿物质土粒紧密结合,是土壤有机质存在的主要形态类型。,非腐殖
6、物质(non-humic substance) (2030%)腐殖物质(humic substance)(6080%),除未分解和半分解动、植物残体及微生物体以外的有机物质的总称。通常占土壤有机质的90%以上。,腐殖质,第二节 土壤有机质的分解和转化,有机残体,矿化作用mineralization,腐殖化作用humification,有机质的分解与合成示意图,矿化作用(mineralization),土壤有机质在土壤微生物及其酶的作用下,分解成二氧化碳和水,并释放出其中的矿质养分的过程。,土壤有机质因矿质化作用每年损失的量占土壤有机质总量的百分数称有机质的矿化率(mineralization
7、percent)。,我国土壤的年矿化率一般在1%3%。,一、简单有机化合物的分解和转化,糖类有机物质矿化,多糖,单糖,CO2+H2O+heat(多) 好气条件下有机酸+heat(少) 半嫌气条件CH4、H2S+heat(极少) 嫌气,水解酶作用,己糖 淀粉 半纤维素 纤维素,如纤维素、半纤维素、淀粉等糖类。,含氮物质的矿化,蛋白质,多肽,氨基酸,氨NH3,硝酸根NO3-,蛋白酶,肽酶,氨化细菌,硝化细菌,水解作用(hydrolyzation),氨化作用(ammonification),硝化作用(nitrification),任何条件下,好气条件下,反硝化作用:反硝化细菌在嫌气条件下将硝酸盐还原
8、过程。,这类有机物的矿质化过程与碳水化合物基本相同,不同之点是在嫌气条件下产生多酚化合物,这是形成腐殖质的基本材料。,CO2的释放速率通常是衡量土壤有机质分解率和微生物活性的重要指标。,脂肪、树脂、蜡质、单宁等,木质素,木质素是芳香性聚合物,含碳量高,在土壤中被真菌和放线菌作用下缓慢的转化,最终产物是CO2和H2O,但往往只有50%可形成最终产物,其余仅为降解产物,作为形成腐殖质的原始材料。,单糖、淀粉和简单蛋白质 粗蛋白质 半纤维素 纤维素 脂肪、蜡质等 木质素、酚类化合物,容易 难,土壤中简单有机化合物分解的难易顺序,好氧条件下的分解 微生物活动旺盛,分解作用快,分解最终产物位CO2和H2
9、O,释放出矿质盐类(NH4+、NO3-、HPO42-、H2PO4-、SO42-等)。嫌氧条件下的分解 好氧微生物活动受到限制,分解作用慢又不彻底,土壤中积累有机酸、乙醇等中间产物。,极厌氧条件下 会产生CH4、H2、H2S等还原性气体。,注 意,植物残体主要包括植物根、茎、叶的死亡组织。其中各类有机化合物的含量范围是: 可溶性有机化合物 纤维素 半纤维素 蛋白质 木质素 (糖分、氨基酸等) 510% 1560% 1030% 215% 530%,二、植物残体的分解和转化,第一阶段:可溶性有机化合物以及部分类似有机物进入土壤后的头几个月很快矿化。 第二阶段:残留在土壤中的木质素、蜡质以及第一阶段未
10、被矿化的植物残体碳相对缓慢分解。,植物残体在土壤中的分解和转化过程:,据统计,有机残体进入土壤经1年降解后,有机质的2/3以CO2的形式释放而损失,残留在土壤中的不足1/3。,易分解组分,植物残体碳,难分解组分,土壤微生物生物量:38% 多糖、多糖醛酸苷、有机酸等非腐殖物质:38%腐殖物质:1030%,各种有机化合物通过微生物的合成或在原植物组织中的聚合转变为组成和结构比原来有机化合物更为复杂的新的有机化合物,这一过程称为腐殖化过程。,腐殖化系数:单位重量的有机物质碳在土壤中分解一年后的残留碳量。,腐殖化过程(humification),三、土壤腐殖物质的分解和转化,第一阶段:腐殖质经过物理、
11、化学作用和生物降解,使其芳香结构核心与其复合的简单有机物分离,或是整个复合体解体。 第二阶段:释放的简单有机物质被分解(矿化)和转化,酚类聚合物被氧化。 第三阶段:脂肪酸(fatty acid)被分解,被释放的芳香族化合物(如酚类)参与新腐殖质的形成。,腐殖质的分解和转化经历三个阶段:,它是一类以芳香化合物或其聚合物为核心,复合 了其他类型有机物质的有机复合体。 它与土壤中黏土矿物紧密结合,以有机无机复 合体方式存在。能存在与蒙脱石、蛭石等膨胀型矿物的层间,不 与微生物接触。,腐殖物质在土壤中很稳定,抗微生物分解能力很强,主要与其本身的化学结构及其与金属离子和黏土矿物之间的相互作用、团聚体内部
12、的夹杂有关。,土壤腐殖质的年周转量为1.1%。,四、影响土壤有机质分解和转化的因素,(一)土壤生物的组成与活性,(二)土壤特性,(三)植物残体的特性,土壤动物促进植物残体的破碎和运输真菌可促进木质素的分解细菌和放线菌可促进碳水化合物的分解,(一)土壤生物的组成与活性,(二)土壤特性,SOM分解转化主要是在微生物作用下完成的,影响微生物活性的因素都影响有机质的分解和转化。,南方土壤有机质含量为什么低于北方土壤?,0以下,微生物活性很低, SOM分解速率很小;035范围内,每升高10 ,SOM最大分解速 率提高23倍;2535下,微生物活动最旺盛,利于SOM矿化 分解。,1、温度,2、水分和通气状
13、况,好气:水少气多,氧气充足,好氧微生物活动旺盛, SOM矿化分解,释放养分; 嫌气:水多气少,氧气不足,好氧微生物活动受抑 制,氧化分解很慢;SOM腐殖化合成腐殖质。,水田不宜提倡秸秆还田,不能以牺牲环境为代价换取增产。,低洼、积水有利于有机质的积累!,(二)土壤特性,3、pH值,通过影响微生物的活性而影响有机质的分解,各种微生物都有其最适 pH 范围:,由于细菌数目最多,所以pH 6.57.5较适宜!,多数细菌的最适pH为6.57.5真菌为36放线菌为略偏向碱性,在农业生产中,改良过酸或过碱土壤,对促进有机质的矿化有显著效果。,(二)土壤特性,4、质地,黏粒含量越高,质地愈黏重,SOM愈难
14、分解,有机质含量也越高。,(二)土壤特性,5、其他影响因素,某些重金属的毒害作用都会限制有机质转化。,(三)植物残体的特性,1、物理状态,新鲜程度破碎程度紧实程度,新鲜多汁、幼嫩绿肥易于分解,磨细粉碎、疏松的有机质易于分解!,纤维素、木质素和蜡质含量高的植物残体难分解,含氮有机物多的植物残体分解容易。,2、植物残体的化学组成,(三)植物残体的特性,3、C / N,不仅影响有机残体分解速度,还影响土壤有效氮的供应,通常以 25 : 1 或 30 : 1 较为合适。, 25 : 1 时,微生物活动最旺盛,分解 有机质速度较快,释放出大量素; 25 : 1 时,相对不足,会出现微生 物与植物共同争夺
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第二章 土壤有机质总结ppt课件 第二 土壤有机质 总结 ppt 课件
链接地址:https://www.31ppt.com/p-1902116.html