3土壤科学原理与实践土壤有机质.ppt

,节日礼物！,做正确的事（目标）正确地做事（方法）,2004年秋季学期:没学过土壤学的研究生：第1次：每人扩展一个讲座的内容，必须增加一些实践内容。1 绪论 2 土壤矿物质 3 土壤有机质 4 土壤生物 5 土壤质地和结构 6 土壤水 2人 7 土壤空气和热量状况 8 土壤胶体化学和表面反应 9 土壤酸碱性和氧化还原反应 10 土壤养分循环（N、P、K、中、微）3-5人11 土壤形成和发育 12 土壤分类和调查 13 土壤耕作和管理 14 土壤污染与防治 15 土壤退化和土壤质量（合计：15-20人）,第2次：每人写一个土类，尽量选所在地区的或家乡的土壤1 砖红壤 2 赤红壤3 红壤 4 黄壤5 黄棕壤 6 棕壤暗棕壤 8 白浆土9 灰化土 10 褐土11 黑土 12 黑钙土13 栗钙土 14 黑垆土15 灰钙土 16 黄绵土17 风沙土 18 紫色土19 草甸土 20 潮土21 砂姜黑土 22 沼泽土23 泥炭土 24 草甸盐土24 滨海盐土 26 碱土27 水稻土 28 灌淤土29 寒钙土 30 寒漠土,第3次：每人完成一篇小综述（2000字）1 土壤退化类型及其机制 2 土壤有机质研究现状及其应用 3 免耕少耕与土壤肥力关系 4 土壤磷有效性研究 5 盐碱土改良技术研究 6 酸土铝害改良研究 7 根际土壤养分有效性研究 8 保护地施肥污染研究 9 SPAC研究 10 水稻土养分管理研究11 关于土壤污染与健康研究 12 关于土壤质量研究13 3S技术在土壤学应用的研究 14 可持续发展中土壤科学的新挑战15 我国粮食安全的土地资源保障 16 某一大量营养元素研究进展17 某一微量元素土壤中行为研究 18 某一重金属元素土壤中行为研究 可以自选其他课题。,学过土壤学的研究生：第一组，3/10人：题 目：我国农田肥料面源污染现状、趋势和对策研究第三组，2/10人：题 目：地块精准（施肥）管理软件结构和功能设计第二组，5/10人：题 目：东北地区水土资源农业高效利用研究 没学过土壤学的同学也可以不做三次作业，每3人一组确定一个研究题目，老师可以出题目也可自己选。,土壤科学-原理和实践）（土壤有机质）侯彦林 中国科学院研究生院 2010年秋季学期,第一部分 实践（英语听力）第二部分 基础知识第一节 土壤有机质的来源、含量及其组成第二节 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小 结复习题,第一部分 实践（英语听力）,听力,单词：insect n.昆虫,卑鄙的人 adj.虫的,虫子一样的,对付虫子的2.improved adj.改良的3.supervise v.监督,管理,指导4.potato n.马铃薯5.barley n.大麦6.clover n.植三叶草,苜蓿7.fertilizer n.肥料(尤指化学肥料),动受精媒介物,AGRICULTURE REPORT June 25,2002:Organic Farming Study By George GrowThis is the VOA Special English Agriculture Report.Agricultural scientists in Switzerland(瑞士)have demonstrated（示范）the long-term effects of organic farming methods.Organic farms use no man-made chemicals to increase crops or control insects1 and disease.The study showed that organic fields produced fewer crops,on average,than other fields.However,the scientists say the organic methods improved2 the health of the soil and used half as much energy.,Scientists at the Research Institute of Organic Agriculture in Frick,Switzerland,supervised3（指导、管理）the study.They reported their findings（发现）in Science magazine,the publication of the American Association for the Advancement of Science.,It（有机农业研究）was one of the longest-running（运行）studies of its kind.The Swiss scientists compared the effects of organic and traditional farming methods over a period of more than twenty years.They grew crops on four fields of land in Switzerland.,Two fields were grown using traditional farming methods.The others were grown using organic farming methods.The scientists grew potatoes4,barley5,winter wheat,beets and grass clover6.The crops,planting methods,and soil use（名词）were similar in all the fields studied.,The study found that the organic fields produced about twenty percent fewer（少20%）crops than the other fields.However,the farmers used less fertilizer7 and energy on the organic fields.They found the organic fields were healthier.,The scientists say the organic fields had more nutrients in the soil.The soils in the organic fields also had more biological activity than the other fields.The organic fields had more helpful organisms and a larger number of different organisms.The organic fields had almost two times as many insects,including helpful insects.In traditional farming,chemicals designed（用于消灭）to kill harmful insects also can kill helpful ones.,The researchers say the findings show that organic crop production rates change little over time,and that soil fertility increases.They say the findings suggest（暗示着）that organic farmers can help the environment by increasing soil fertility.,Organic farming is becoming increasingly popular in some countries.Many people believe that eating organic food is more healthful than eating food grown with chemicals.Some people are willing to pay more money to buy organic food.This VOA Special English Agriculture Report was written by George Grow.,第二部分 基础知识,第一节 土壤有机质的来源、含量及其组成土壤有机质：是存在于土壤中的所有含碳的有机物质，包括土壤中各种动、植物残体、微生物及其分解和合成的各种有机物质，包含：生命体和非生命体；其中生命体部分将在“土壤生物”中介绍。,土壤有机质的作用：为植物提供营养元素；是微生物生命活动的能源；对土壤各项性质有重要影响；对重金属、农药等有机、无机污染物质的行为有重要影响；土壤有机质对全球碳平衡起重要作用，被认为是影响温室气体的主要原因。,一、土壤有机质的来源微生物：最早动、植物残体和根系分泌物：基本来源 自然土壤：热带雨林凋落物干重 16700 kg/hm2 a、亚热带常绿阔叶和落叶阔叶林、暖温带落叶阔叶林、温带针阔混交林、寒温带针叶林、荒漠 530 kg/hm2 a 耕作土壤：根茬、有机肥料、废水、废渣、微生物制品、有 机农药等,进入土壤的有机物质的组成相当复杂，主要为各种植物残体，其组成和各成分的含量因植物种类、器官、年龄不同差异较大，其中，C、O、H、N占90%95%（C占40%），以及其他营养元素。,植物体中主要的有机化合物：碳水化合物：为主，单糖、淀粉、纤维素、半纤维素等；木质素：带环结构，难分解，成熟的植物组织中；蛋白质：含 6%N及S等，简单容易分解，粗蛋白质难降解；树脂、蜡质：比碳水化合物复杂，但比木质素简单，种子中等；动物残体：和植物残体相比，不含木质素和树脂，脂肪和含 氮化合物丰富；不同残体化学组成变异大。,二、土壤有机质的含量及其组成有机质土壤：耕层含有机质20%以上的土壤；矿质土壤：耕层含有机质 20%以下的土壤；耕作 土壤一般在 5%以下；有机质含碳量平均 58%，所以，有机质=1.724*有机碳 土壤有机质含量与气候、植被、地形、土壤类型、耕作措施等因素密相关；,土壤有机质的主要元素组成是：C（52%58%）、O（34%39%）、H（3.3%4.8%）、N(3.7%4.1%)、P、S；C/N约为10；,土壤有机质中主要的化合物是：木质素和蛋白质，其次是半纤维素、纤维素以及乙醚和乙 醇可溶性化合物；与植物相比，木质素和蛋白质增加，而半纤维素、纤维素明显减少；大多数土壤有机质组成是水不溶性的，但强碱可溶。,土壤腐殖质（humus）：是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；（即：土壤有机质=土壤腐殖质+残体+微生物）由非腐殖物质（Non-humic substances）和腐殖物质（humic substances）组成，通常占土壤有机质的90%以上（残体+微生物占10%）；,非腐殖物质：特定物理化学性质、结构已知的有机化合物，分微生物改变的植物有机化合物和微生物合成的有机化合物；约占20%30%；,其中碳水化合物（包括糠醛酸）占土壤有机质的5%25%，平均10%，在增加土壤团聚体稳定性方面 起重要作用；此外还含有：氨基糖、蛋白质、氨基酸、脂肪、蜡 质、木质素、树脂、核酸、有机酸等等；含量虽低，但容易被降解和作为微生物活动的基质使用，虽然存在时间短，但对N、P养分的有效性是重要的。,腐殖物质：是经过土壤微生物作用后，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；是土壤有机质的主体，是最难降解的组分，一般占土壤有机质的60%80%。,第二节 土壤有机质的分解和转化一、简单有机化合物的分解和转化 矿化过程：在微生物酶的作用下，有机化合物被彻底氧化分解为二氧化碳、水，释放出能量，N、P、S等同时被释放；酶R(C,4H)+2O2 CO2+2H2O+能量含碳和氢化合物 氧化（好象光合作用的逆过程）,腐殖化过程：各种有机化合物通过微生物的合成或在原植物组织中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。简单有机化合物分解从易到难的顺序为：单糖、淀粉和简单蛋白质；粗蛋白质；半纤维素；纤维素；脂肪、树脂等；木质素。,在好氧条件下，微生物活动旺盛，分解快，最后大部分有机物质变成CO2、H2O，而N、P、S等则以NH4+、NO3-、HPO42-、H2PO4-、SO42-等矿质盐类释放出来；在嫌气条件下，好氧微生物活动受到抑制，分解慢而不彻底，有机质容易在土壤中积累，往往生产有机酸、乙醇等中间产物；在极嫌气情况下，还产生CH4、H2S等还原物质，释放养分和能量少；,无论是好氧还是嫌氧条件下，二氧化碳是有机物质降解的终端产物，因此其含量可作为衡量土壤有机质分解率和微生物活动的重要指标。问题：中耕和晒田（的目的是创造）（旱地和水田）氧化环境（促进有机质分解）矿质化（释放）养分（供应作物）,二、植物残体的分解和转化植物残体主要包括根、茎、叶的死亡组织，是由不同种类的有机化合物所组成，具有一定生物构造的有机整体。其分解不同于单一有机化合物，其中，可溶性有机化合物（糖分、氨基酸等）占 5%10%；纤维素 占15%60%；半纤维素 占10%30%；蛋白质 占 2%15%；木质素 占 5%30%。,其分解和转化不同于单一化合物，表现为一个整体的动力学特点：第一阶段：最初几个月，矿化快，易分解组分的植物残体碳（可溶性有机化合物、土壤微生物生物量及其代谢产物）降解；第二阶段；难分解组分缓慢分解，如第一阶段分解不佳的木质素、蜡质等，或第一阶段未被矿化的植物残体碳，所以，植物残体分：易分解组分和难分解组分。,估算：一年后，2/3彻底分解，1/3残留，其中（1/3）：微生物量占 3%8%，多糖、多糖醛酸苷、有机酸等非腐殖物 质占 3%8%，腐殖物质占 10%30%；植物根系在土壤中的年残留量比其地上部分稍高一些。,三、土壤腐殖物质的分解和转化第一阶段：经过物理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：释放的简单有机化合物被分解和转化，酚类聚合物被氧化；第三阶段：脂肪酸被分解，被释放的芳香族化合物（如酚类）参与新腐殖质的形成。,腐殖质在土壤中很稳定，分解速率很小，周转速度很慢；对维持有机质水平、减少养分损失、提高土壤缓冲性意义重大。如：年周转量1.1%，如：大多数土壤的表层，简单有机物的14C年龄属于现代；富啡酸的14C年龄也较小，一般为0500年；胡敏酸为10002500年；胡敏素为1000年以上。土壤腐殖质的稳定性取决于本身化学结构及其与金属阳离子和粘土矿物之间的相互作用、团聚体内部的夹杂等；,因为：腐殖质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（脂肪酸、蛋白质等）的有机复合体，并且与粘土矿物形成有机无机复合体，有些还可存在于膨胀性粘土矿物的层间。,四、影响土壤有机质分解和转化的因素土壤有机质的周转：有机物质进入土壤后由其一系列转化和矿化过程所构成的物质流通。因为微生物是土壤有机质分解和周转的主要驱动者，因此，凡影响微生物活动及其生理作用的因素都会影响有机质的分解和转化。（一）温度 在035范围，提高温度促进有机物质的分解；温度每升高10度，分解速率提高23倍；最适宜温度：2535。,（二）土壤水分和通气状况水分问题很复杂，一般植物残体分解适宜的水势在：-0.03-0.1 MPa之间。因为：水分空气氧气微生物问题：为什么水田比旱田腐殖质含量高？,（三）植物残体的特性,问题：为什么新鲜多汁的有机物质比干枯 秸杆易于分解？前者：含有较高比例的简单碳水化合物和蛋白质；后者：含较高比例的纤维素、木质素、脂肪、蜡质等 难降解的有机物。问题：为什么疏松细碎的有机物质比密实 粗糙的容易分解？因为：前者与外界因素的接触面大，加速矿化速度。堆肥中翻堆；污泥堆肥时加入木屑。,豆科作物C/N=10：130：1；一般作物大于30：1土壤中微生物的C/N稳定在10：15：1，平均为8：1；耕作土壤表层有机质的C/N在8：115：1，平均在10：112：1，处于植物残体和微生物C/N之间；土壤C/N受地区水热条件和成土作用特征的控制，如我国湿润温带的土壤C/N=10：1或12：1，而热带，亚热带地区红、黄壤则高达20：1；,土壤中微生物的C/N平均为8：1，微生物代谢的碳只有1/3进入其细胞，因此同化一份氮到体内，需要约24份的碳，所以25：1是适宜含量。问题：在水稻、小麦秸杆还田时，为什么要补 施一部分速效氮肥？（降低C/N利于微 生物分解残体。）,问题：施用有机物质后，当土壤中C/N成为多少时，微 生物不再利用土壤中的有效氮？（25：1）激发效应：加入新鲜有机物质会促进土壤原有有机质 的降解，正激发效应促进微生物碳转化，引起微生物活性增加。问题：适当量施入化肥（N）能否促进土壤原有 养分的多利用，即激发效应？（可以的）问题：豆科作物如大豆可以固氮，为什么还要适当施 氮？（前期固定能力弱或不能）,（四）土壤特性大范围内影响：气候：问题：热带、温带土壤有机质含量哪个高？植被：问题：同一纬度，耕地和草地土壤表层哪个有机质含量高？,局部：质地：土壤有机质与粘粒含量呈正相关pH：细菌：pH6.57.5 放线菌：偏碱性一侧 真菌：pH36 问题：为什么改良过酸过碱土壤能促进有机质 矿化？,第三节 土壤腐殖质的形成和性质一、土壤腐殖物质的形成 土壤腐殖物质的形成过程称为腐殖化作用，包括微生物的生物化学过程和纯化学过程。三阶段：第一阶段：植物残体分解产生简单的有机碳化合物；第二阶段：通过微生物对这些有机化合物的代谢作 用和反复的循环，增殖微生物细胞；第三阶段：通过微生物合成的多酚和醌或来自植物 的类木质素，聚合形成高分子多聚化合 物，即腐殖物质。,四途径：可能同时存在，但比例不同。途径1：通过糖还原形成的，糖和氨基酸经非酶性的聚合作用形 成棕色的含氮聚合物腐殖物质。途径2：与途径3构成多元酚理论，盛行的；腐殖物质形成中有多元酚和醌有机化合物的参与，她们 直接来自木质素（途径3），也可是微生物的合成产物（途径2）。形成顺序是：先是富啡酸、进一步聚合为胡敏酸和胡敏 素。途径3：途径4：木质素-蛋白质理论；先形成胡敏酸再破裂成富啡酸。,二、土壤腐殖物质粘土矿物复合体 土壤腐殖物质：分游离态（少）和结合态（52%98%，与粘土和阳离子结合有机无机复合体）；复合体键合机理：范德华力、氢键、静电吸附、阳离子键桥。,范德华力：单个原子的电荷密度发生改变所引起的，导致净吸引力，一般发生在中性极性分子和非极性分子尤其是高分子化合物之间，不带电的有机分子与硅酸盐表面之间也存在；很弱，只有有机物质是大分子量化合物时才重要；阳离子键桥：Al3+、Fe3+、Ca2+等多价金属离子可以充当粘土矿物与腐殖质之间的键桥，起重要作用；Ca2+弱容易被取代，Al3+、Fe3+属于非电荷结合难以被取代。北方中性和石灰性土壤以钙键腐殖物质为主，南方酸性土壤以铁铝键结合的腐殖物质为主。,静电吸附,范德华力,阳离子键桥,阳离子键桥,氢键,静电吸附：通过阴阳离子交换或质子化可以产生静电吸附键，阴阳离子均可被吸附，如弱碱性的有机阳离子可以与粘土矿物表层的交换性阳离子发生交换而被吸附，或吸附在膨胀性矿物的层间；如带负电的有机分子可直接被粘土矿物吸附。氢 键：两个带负电的原子通过一个H+离子连接产 生的，比离子键和共价键弱，比范德华力强。,三、土壤腐殖酸的分组（操作上的划分，不是特定化学组分的划分）为深入研究各部分的性质，必须提取，但是目前没有通用的（不破坏、提取的组分均匀、提取效率高）提取剂；土壤有机质：微生物生物量（可测定）未分解或部分分解的动植物残体（水浮选、手挑、静电吸附法、重液法）用1.82.0比重液分离（区分为：轻组和重组）土壤腐殖质 非腐殖物质（结构已知的可测定）腐殖物质不溶性腐殖物质胡敏素 碱液提取 可溶性腐殖物质（酸化pH1）溶液富啡酸 沉淀物胡敏酸富啡酸：水、酸、碱均溶，色浅，分子量低；乙醇溶解胡敏酸：水、酸不溶，碱溶，色中，分子量中；溶解物吉马多美郎酸胡敏素：水、酸、碱均不溶，色深，分子量大。,四、土壤腐殖酸的性质（一）腐殖酸的物理性质同一土壤中分子量大小顺序为：胡敏素 胡敏酸 富啡酸我国土壤中胡敏酸和富啡酸的数均分子量在 8902500 和6751450之间，胡敏酸直径10.001m,富啡酸更小；形状：短棒形,芳香基和烷基结构的存在使得其分子具有伸曲性，内部交联构造多，物理性空隙能凹陷一些有机和无机化合物；结构不紧密，非晶质特征，比表面远大于粘土矿物和金属氧化物的，高达2000m2/g。是亲水胶体，有强大的吸水能力，单位重量的持水量是硅酸盐粘土矿物的45倍，最大吸水量可超过本身重量的500%。整体呈黑色，胡敏酸棕黑色和黑色；富啡酸黄色和棕红色。,（二）腐殖酸的化学性质元素组成：C(55%60%,平均58%)、（C/N=10 12:1）H、O、N(3%6%，平均5.6%)、S；Ca、Mg、Fe、Si;含碳和氮量顺序：增幅2%5%，4.5%6.2%胡敏素 胡敏酸 富啡酸 富啡酸与胡敏酸相比：氧、硫高；C/H和C/O小。,功能基：主要的有：含氧的酸性功能基：芳香族和脂肪族化合物上的：羧基（R-COOH，主要的）、酚羟基（酚-OH）；,此外，还含有：中性功能基：醇羟基（R-CH2-OH）、醚基（R-CH2-O-CH2-R）、酮基（R-C=O（-R）、醛基（R-C=O（-H）、脂（R-C=O（-OR）；碱性功能基：胺（R-CH2-NH2）、酰胺（R-C=O（-NH-R）。,腐殖物质的总酸度：是羧基和酚羟基的总和；酸度顺序：富啡酸 胡敏酸 胡敏素 一般地，总酸度大意味着有较高的阳离子交换量和络合容量；羧基在 pH3 时质子开始解离，产生负电，酚羟基超过 pH7 才开始解离，因此pH高总酸度增加；可以看出腐殖酸分子具有两性胶体特征；但一般土壤pH下净带负电。,各种功能团的存在使腐殖酸表现出多种活性，如离子交换、对金属离子的络合、氧化还原性以及生理活性；如按重量计，单位腐殖酸的 CEC 5001200cmol(+)/kg,以单位体积计，4080cmol(+)/L，远大于粘土矿物；腐殖酸一般呈弱酸性，因而对H+浓度有较大的缓冲范围；能与金属离子以及氧化物之间形成络合作用，形成复合体。,（三）腐殖酸的分子结构特征高分子聚合物；基本结构单元是与酚或醌键合的含氮化合物和碳水化合物，富啡酸中芳香核的缩合程度较小，但周围化合物的聚合程度较高；胡敏酸分子结构的元素组成是：C308H328O90N5，分子量5540；,富啡酸主要由多糖和不同量的烷基碳化合物组成；胡敏酸由类多糖、芳香族木质素的衍生物和长链烷基组成，芳香族结构比例大。胡敏素含有不容易降解的木质素片段。,第四节 土壤有机质的作用及管理一、有机质在土壤肥力上的作用 其含量是土壤肥力的重要衡量指标。（一）提供植物需要的养分我国表土大约80%以上的N、20%30%的P以有机态存在，非石灰性土壤有机S占75%95%；有机质分解和合成产生的有机酸对矿物有溶解作用；通过络合使金属离子不致沉淀增加有效性；,（二）改善土壤肥力特性1.物理性质对团聚体：多糖和腐殖物质通过功能团、氢键、范德华力等机制以胶膜方式包被矿质土粒的外表，改善沙土分散无结构状态和粘土坚韧大块结构，使土壤透水性、储水性、通气性以及根系的生长环境得以改善，减少水土流失；提高土壤有效水含量；提高耕性；吸热快，温度相对高。,2.化学性质 以负电荷为主，吸附阳离子以免淋失，并可被随时交换出来供植物之用；保存阳离子能力比粘土矿物大2030倍，在矿质土壤中贡献为20%90%，特别是沙土；酸性土壤可与单体铝复合，减低铝的毒害；减低磷和微量元素的固定提高有效性；提高土壤对酸碱性的缓冲能力。,3.生物性质是微生物养分和能量的来源；土壤微生物生物量与有机质含量呈正相关；有机质持久稳定地提供碳和能量，不产生明显的激发效应，所以有机质多的土壤，其肥力平稳持久。蚯蚓等土壤动物以有机质为食物来源，通过消化、排泄和掘洞等直接改变土壤微生物和植物的生存环境。,土壤有机质通过刺激微生物和动物的活动还增加土壤酶的活性，进而直接影响土壤养分转化的生物化学过程。但，有机质分解在嫌气条件下也可产生一些有害产物，如乙酸、丙酸、丁酸。,二、有机质在生态环境上的作用（一）有机质与重金属离子的作用土壤腐殖物质所含的多种功能团对重金属离子有较强络合能力和富集能力，影响到重金属离子在土壤和水体中的固定和迁移。各种功能团对金属离子的亲和力：-O-NH2-N=N N COO-O-C=O烯醇基 胺基 偶氮化合物 环氮 羧基 醚基 羰基,螯合物：两个以上功能基（如羧基和酚基）与金属离子形成环状结构的络合物；胡敏酸与金属离子的键合总容量约为200600mol/g，大约33%是由于阳离子在复合位置上的固定。金属离子与胡敏酸之间形成的复合物极有可能是不稳定的；与富啡酸复合体的稳定常数如下，并随pH升高而稍大，顺序为：,Fe3+Al3+Cu2+Ni2+Co2+Pb2+Ca2+Zn2+Mn2+Mg2+因为：低pH下，H+与金属离子竞争吸附点，腐殖酸络合的金属离子少，稳定性差；,胡敏酸可作为还原剂，还原下列物质：Cr6+Cr3+(与羧基形成稳定的复合物)V5+V4+Hg2+Hg Fe3+Fe2+Fe6+Fe4+Cr-铬 V-钒 U铀,腐殖酸对矿物的溶解作用是对金属离子的络合、吸附和还原作用的综合结果；如：对方铅矿（PbS）、软锰矿（MnO2）、方解石（CaCO3）、孔雀石（Cu2(OH)2CO3）的溶解程度比对硅酸盐矿物大；,（二）有机质对农药等有机污染物的固定作用 土壤有机质对农药等有机污染物质有强烈的亲和力；极性有机污染物质可通过离子交换和质子化、氢键、范德华力、配位体交换、阳离子桥、水桥等与土壤有机质结合；非极性的通过分隔（partitioning）机理与其结合；腐殖物质分子中既有极性亲水基团，又有非极性疏水基团。,富啡酸酸度高，更可溶，能更有效地迁移农药；腐殖酸可作为还原剂改变农药的结构，一些有害化合物与腐殖酸结合后，其毒性降低或消失。,（三）土壤有机质对全球碳平衡的影响全球土壤有机质的总碳量为：14 X 1017 15 1017g；大约为陆地生物总碳量（5.6 X 1017）的2.53倍；全球每年释放的碳：6 X 1015g，是土壤呼吸释放碳(6 8X 1015g)的8%-9%;可见，保持土壤有机质平衡对全球环境的影响。,三、土壤有机质的管理与自然土壤相比，耕作的土壤有机质一般是降低的，其原因是：除根茬和根系分泌物外，其余的生物量大部分被取走；,表层土壤充分混合，干湿交替的频率和强度增加，土壤通气性变好，适宜的水分和养分促使土壤微生物更加活跃，有机质分解速度加快；耕作增加土壤侵蚀，使土层变薄。,一般地，原有机质含量高的土壤，随着耕种年限的递增，土壤有机质含量降低；国外资料：可损失20%30%，初期损失很快，20年后分解速率变慢，3040年后基本达到平衡；,黑龙江省土壤调查资料表明：开垦后20年减少1/41/3；2040年又在原来的基础上减少1/41/3；60年后减少到原来的含量的1/2以上；一般地，原有机质含量较低土壤如侵蚀性红壤和荒漠土耕种后有机质增加。,施用有机肥是保持和提高土壤有机质的重要措施。有机肥：作物秸杆、绿肥、粪肥、厩肥、堆肥、沤肥等；饼肥、鱼肥、河泥、塘泥等。腐殖化系数：是衡量有机物质转化为土壤有机质的换算系数，它是单位重量的有机质碳在土壤中分解一年后的残留碳量；,由于水热条件和土壤性质不同。同类有机物质在不同地区的腐殖化系数依次为：东北地区 华北、江南地区 华南地区；同一地区不同有机物质的腐殖化系数依次为：作物根=厩肥 作物秸杆 绿肥。,旱地改成水田后，土壤有机质含量明显增加。与单一作物连作相比，实行绿肥或牧草与作物轮作可显著提高土壤有机质的含量，一般连续翻压5年绿肥，无论是南方北方、旱地水田，土壤有机质增加量平均为12g/kg土，但肥沃土壤只能维持水平，低肥土壤明显增加；,免耕抑制了土壤的过度通气，减少了有机质的氧化降解；防止土壤侵蚀。适量施用氮可增加作物生物量进而增加进入土壤的作物残体量，施用铵态氮还可酸化土壤，降低有机质的分解；有机无机肥料配合施用以及N、P、K配合施用可增加土壤有机质的含量；如在36年内使我国南方土壤的有机碳含量由0.4%0.77%提高到1.3%，并提高盐基饱和度、有效养分含量和pH；,要保持良好的土壤结构（土壤腐殖质的作用），又源源不断地提供养分（非腐殖物质的作用），就需要将不同活性的有机质维持在一定的比例；,也可通过调节：土壤湿度、温度、通气状况、土壤反应、施肥等因素调节土壤微生物的活性，达到调节土壤有机质分解速率的目的。,复习题,1.土壤有机质及其作用。2.土壤腐殖质3.用矿化作用和腐殖化作用论述土壤肥力自身调节机理。(讨论题之一)4.激发效应。5.根据不同腐殖酸的理化性质论述其对土壤肥力的贡献。(讨论题之一)6.论述土壤有机质在土壤肥力和生态环境上的作用。7.以某气候条件下某种特定的土壤类型为例，论述土壤有机 质管理的措施。8.图、表和重要数据。,2002/3/30 下午春雨过后（节选）人是要跟随感觉走，还是要朝着目标行，或是感觉和目标相互协调地确定自己的方向？一切都在人的控制之中，一切又都在天的掌握之下，努力和天分各半，成功与失败难道又有什么区别？,民间俗语之人生经验好汉不吃眼前亏听人劝吃饱饭台上一分钟台下十年功,做人要诚 做事要正做学问要实,