土壤肥料学：土壤有机质.pptVIP

土壤有机质腐殖化的两个阶段 （二）腐殖化过程 (Humification) 第一阶段：产生构成腐殖质主要成分的原始材料 第二阶段：合成阶段。（生物、化学、物理） 阶段 1：有机物料分解产生原材料 OH OH O O …… 土壤有机质腐殖化的两个阶段 多元酚、醌类化合物、以及由木质素降解产生的芳核结构单元 （二）腐殖化过程 (Humification) 阶段2：重新合成 O O + 2RCH(NH2)COOH → OH OH －NH－R－COOH －NH－R－COOH 含多种功能团：羟基(COOH),酚羟基(OH),醇羟基(OH),甲氧基(OCH3),氨基(NH2),酮基(C=O)…… 土壤有机质腐殖化的两个阶段 （二）腐殖化过程 (Humification) 土壤腐殖质的形成途径 还原糖形成途径 多元酚理论 Selman Waksman 木质素—蛋白质理论 5、土壤有机质的分解与转化 （三）影响土壤有机质转化的因素：土壤微生物 1）有机残体的物理状态与化学组成（C:N） 物理状态： 新鲜程度 破碎程度 紧实程度 5、土壤有机质的分解与转化 （三）影响土壤有机质转化的因素：土壤微生物 1）有机残体的物理状态与化学组成（C:N） 化学组成（C:N）*** 有机物质组成的碳氮比(C:N)对其分解速度的影响很大。一般以25或者30:1较为合适。 C:N>25 时 与植物竞争土壤N C:N<25时 释放矿质态N 细菌每分解25份碳需要1份氮来获取分解时所需要的能量能组成本身的细胞物质 几种主要作物组织中的碳氮比 5、土壤有机质的分解与转化 （三）影响土壤有机质转化的因素 2）土壤特性 质地：粘粒含量越高，有机质含量也越高 酸碱度：中性、钙质丰富较好，pH 6.5~7.5 水分：最适湿度：土壤持水量的50%-80%，低洼、积水 有利于有机质的积累 通气性：通气不良易于有机质的累积 温度：最适宜的温度大约为25~35度 二、土壤腐殖质的组成与性质 1、概述 组成结构极为复杂的高分子聚合物 各种腐殖酸及其与金属离子相结合的盐类，与矿物 质结合形成的有机无机复合体 二、土壤腐殖质的组成与性质 2 、可分离出不同组分 胡敏素：黑色，不溶 富里酸（FA）：酸性强，促进养分有效化 胡敏酸（HA）：分子量大，改善土壤结构 腐殖质 土样 所占比 例很小 2 、可分离出不同组分 二、土壤腐殖质的组成与性质 3、元素组成 少量的Ca、Mg、Fe、Si 习惯用含碳量为58% 元素（%） C H N O+S HA 50-60 3.1-5.3 3.0-5.6 31-41 FA 45-53 4.0-4.8 2.5-4.3 40-48 二、土壤腐殖质的组成与性质 5、分子结构及化学特征 分子量几千~几万 许多取代基，多种官能团 Fulvic acid 富里酸 分子量500~5000 Humic acid 胡敏酸 分子量3000~1000000 Geometrically optimized 3-D structure of humic acid (C308H335O90N5, 738 atoms) 胡敏酸3D结构 Humin 胡敏素 区分富里酸和胡敏酸的指标 功能团——富里酸含更多的羧基和酚羟基，酸度高于胡敏酸 元素含量——富里酸O含量明显高于胡敏酸，C含量明显低于胡敏酸； O/C为最好的指标——土壤中胡敏酸的O/C约为0.5，富里酸的O/C约为0.7； E4/E6 ——波长465nm~665nm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。 二、土壤腐殖质的组成与性质 6、腐殖质的性质 （1）吸水性及溶解度：吸收能力强，较强的膨胀性和收缩性 （2）稳定性：化学稳定性高，抗分解能力强，分解周期长 （3）带电性：通常以带负电荷为主，电性来源于分子表面羧基和酚羟基的解离和胺基的质子化，对阳离子有很高的吸附力 二、土壤腐殖质的组成与性质 7、我国土壤腐殖质特征 随生物气候条件而变化，其组成、性质具有明显的地带性变异 在我国，由东向西，土壤腐殖质含量逐渐减少 北方大多数土壤， HA/FA﹥1，以胡敏酸为主 南方土壤， HA/FA﹤1，富里酸占优势 HA/FA，说明腐殖质的形成条件和分子的复杂程