第3章 土壤有机质（1 / 2）

一、概念

土壤有机质:是指存在于土壤中的所有含碳的有机物质。

土壤有机质是土壤的重要组成部分，是土壤肥力的物质基础。

二、来源及类型

随着生产技术的发展,增施有机肥料,使土壤有机质的成分、数量受到深刻的影响。人类生产活动所增加的土壤有机质数量是最重要的。

进入土壤的有机质一般呈现3种状态:

新鲜的有机质,已经发生变化的半分解有机残余物及腐殖物质。新鲜的有机质是土壤中未分解的生物遗体;

②半分解的有机质，是新鲜有机质经微生物的部分分解作用,已破坏了原始形态和结构。

以上两者都可用机械方法把它们从土壤中完全分离出来。在一般土壤中占有机质总量的10%~15%，是土壤有机质的基本组成部分和作物养分的重要来源，也是形成土壤腐殖质的原料。

③腐殖物质是有机质经过微生物分解和再合成的一种褐色或暗褐色的大分子胶体物质，它与矿物质土粒紧密结合，不能用机械方法分离，是有机质的主要成分,在一般土壤中约占有机质总量的85%~ 90%。土壤腐殖质是改良土壤性质，供给作物营养的主要物质，也是土壤肥力水平的主要标志之一。

三、土壤有机质的组成及性质

（1）糖类、有机酸、醛、醇、酮类以及相近的化合物

糖类、酸类还有乙醛、乙醇和丙酮等，可溶于水，在植物遗体破坏时，能被水淋洗流失。这类有机质被微生物分解后产生CO?，H?O；在空气不足的情况下，可能产生H?及CH?等还原性气体。

（2）纤维素和半纤维素

半纤维素在酸和碱的稀溶液处理下,易于水解,纤维素则在较强的酸和碱的处理下，才可以水解,它们均能被微生物所分解。

（3）木质素

木质素是复杂的有机化合物，是木质纤维的主要成分,比较稳定，不易被细菌和化学物质所分解,但可被真菌、放线菌所分解。其成分随植物不同而异。

（4）脂肪、蜡质、树脂和单宁等

是一类乙醚和醇溶性物质，不溶于水，而溶于醇、醚及苯中,是十分复杂的化合物。在土壤中除脂肪分解较快外，一般都很难彻底分解。

（5）含氮化合物

生物体中主要的含氮物质为蛋白质。

（6）灰分物质

植物残留燃烧后所留下的灰称为灰分物质。

四、转化过程

包括有机质的矿质化过程和腐殖质化过程。

矿质化过程就是有机质被分解成简单的无机化合物，并释放出矿质营养的过程。

腐殖化过程则使简单的有机化合物形成新的、较稳定的有机化合物,使有机质及其养分保蓄起来的过程。

有机质的矿质化过程和腐殖质化过是不可分割和互相联系的。对于农业生产而言，矿化作用为作物生长提供充足的养分.但过强的矿化作用,会使有机质分解过快，造成养分的大量损失，腐殖质难于形成,使土壤肥力水平下降。因此,适当的调控土壤有机质的矿化速度,促使腐殖化作用的进行，有利于改善土壤的理化性质和提高土壤的肥沃度。必须辩证地认识二者的相互关系。

（一）矿质化过程

1、含碳有机物质的转化

微生物在分解有机质的过程中，首先向外界环境分泌出水解酶，使不溶性的有机质转化为简单的可溶性物质，再经过微生物体内解链酶的作用，使有机物质彻底分解产生简单物质，并释放出能量。但是有机质在氧气充足或缺氧条件下的分解产物和释放出的能量是不一致的。

在通气良好的条件下葡萄糖彻底分解，并放出多量的能量。

C?H??O? + 9（O）→ 3C?H?O?（草酸）+ 3H?O

2C?H?I? + O? →4CO? + 2H?O

2、含氨有机物质的转化

土壤中的氮素主要是以有机化合物的形态存在着。但植物利用的氮主要是无机态氮化合物。然而土壤中无机态氮的质量分数很少，必须依靠含氮有机物的不断分解转化才能满足植物的需要。在这转化过程中，微生物起着非常重要的作用。

水解过程

蛋白质在蛋白质水解酶的作用下，分解成简单的氨基酸一类的含氮物质。

蛋白质→水解蛋白质→消化蛋白质→多缩氨酸(或多肽)→氨基酸

②氨化过程

蛋白质水解生成的氨基酸在多种微生物及其所分泌的酶的作用下，进一步分解成氨(在土中成为铵盐)的作用，称为氨化作用。氨化作用在好气或嫌气条件下均可进行。

③硝化过程

氨化过程所生成的氨或铵盐可被微生物利用以组成其体细胞，也可被植物利用作为氮素养料的来源。氨或铵盐的另一部分,在微生物的作用下，经过亚硝酸的中间阶段进一步氧化为硝酸的过程称硝化过程。

硝酸与土壤中的盐基结合成硝酸盐，也是植物和微生物可以直接利用的氮素养料。

④反硝化过程

硝酸盐在反硝化菌作用下还原为N?O和N?的过程称为反硝化过程。

3、含磷有机物质的转化

土壤中的含磷有机化合物在多种腐生性微生物的作用下形成磷酸，成为植物能够吸收利用的养料。含磷有机物质在磷细菌的作用下经过水解而产生磷酸。

核蛋白质→核素→核酸→磷酸卵磷脂→甘油磷酸脂→磷酸

4、含硫有机物质的转化