Chap,5 土壤有机质
§ 1 土壤有机质的概念
土壤有机质,泛指土壤中来源于生命的物质。
包括：土壤微生物和土壤动物及其分泌物
以及土体中植物残体和植物分泌物。
有机物质
有机质
腐殖质
Chap,5 土壤有机质
§ 2 土壤有机质的来源及形态
来源,1）高等植物（地上部和地下部）
2）土壤中的动物
3）土壤中的微生物
4）施用的有机肥
形态,1）新鲜有机质（未分解有机质）
2）半分解有机质
3）腐殖质
Chap,5 土壤有机质
1）高等植物
? 森林植被 下有机残体主要来自地上部凋落物，
4-5吨 /公顷 ?年；
? 草本植物 的有机残体主要来自根系，黑土地区
达 9.3吨 /公顷 ?年（风干根重）；
? 耕作土壤,植物残体主要来源根茬，达 2-3吨 /
公顷 ?年。
?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。
Chap,5 土壤有机质
2）土壤动物
根据躯体大小 区分：小型、中型和大型土壤动物；
大型,（体长 >2mm）蚯蚓、蚂蚁、甲虫、马陆、
蜈蚣等；
中型,（体长 0.2-2mm）螨类、弹尾虫；
小型,（体长 <0.2mm）原生动物、线虫。
Chap,5 土壤有机质
2）土壤动物
根据在土壤中滞留时间 区分：
① 全期土壤动物：
② 周期土壤动物：
③ 部分土壤动物：
④ 暂时土壤动物：
⑤ 过度土壤动物：
⑥ 交替土壤动物：
Chap,5 土壤有机质
2）土壤动物
根据在土壤中栖息层次 区分：
① 真土居动物：
②半 土居动物：
③ 地表土居动物：
④ 上方土居动物：
Chap,5 土壤有机质
2）土壤动物
根据食性 区分：
①根食者,
② 枯食者：
③ 尸食者：
④ 粪食者：
⑤ 菌食者：
⑥ 捕食者：
⑦ 杂食者：
Chap,5 土壤有机质
蚯蚓
Chap,5 土壤有机质
螨类
Chap,5 土壤有机质
弹尾虫
Chap,5 土壤有机质
线虫
Chap,5 土壤有机质
3）微生物
（ 1）微生物类群：细菌、放线菌和真菌。
（ 2）微生物营养型：
有机营养型（异样型）,腐生性和寄生性
无机营养型（自养型）化能自养性和光能自养性
Chap,5 土壤有机质
§ 3 土壤有机质的组成
主要有五类有机化合物和灰分物质：
1）糖类化合物：
单糖双糖和多糖类 好气条件 CO2+H2O
单糖双糖和多糖类 厌气条件 有机酸 H2,CH4
Chap,5 土壤有机质
2）纤维素、半纤维素
3）木质素
4）含 N化合物（蛋白质 氨基酸）
5）脂肪、树脂、蜡质和单宁
6）灰分物质,Ca,Mg,K,Na,Si,P,S、
Fe,Al,Mn
Chap,5 土壤有机质
§ 4 土壤有机质的转化
?有机质的矿化作用,有机质在生物作用
下分解为简单的无机化合物的过程。
?有机质的腐殖化作用,有机质在分解的
同时，形成腐殖质的过程。
?通常把每克干重的有机质经过一年分解
后转化为腐殖质（干重）的克数，称为
腐殖化系数 。
Chap,5 土壤有机质
Chap,5 土壤有机质
腐殖质形成的机理：
1） 30年代：木质素和微生物原生质中的蛋
白质相互作用形成木质素 -蛋白质复合体。
2） 60年代：木质素不能参与腐殖质的形成，
而是通过降解产生酚、醌型化合物，再
与氨基酸缩合而成。
Chap,5 土壤有机质
3） 80年代及以后：
?细胞自溶假说,死亡细胞释放自溶酶，
使细胞成分（糖、氨基酸、酚和其他芳
香族化合物）形成自由基而迅速缩合成
腐殖质。
?微生物合成学说,微生物利用植物物质
作碳源和能源，在细胞内合成各种腐殖
质的高分子化合物，微生物死亡后再释
放到土壤中，在细胞外降解为腐殖质。
Chap,5 土壤有机质
§ 5 土壤腐殖质的组成和特性
1）腐殖质的组成
土
壤
NaOH
处理
不溶解部分
溶解部分
HCl或
H2SO4处理
褐色沉淀
浅黄色溶
解部分
胡敏酸（褐腐酸）
富里酸（黄腐酸）
胡敏素（黑腐素）
Chap,5 土壤有机质
2）腐殖质在土壤中存在的形态
①游离状态的腐殖质；
②与盐基化合成稳定的盐类 (腐质酸钙镁 )；
③与含水三氧化物化合成复杂的凝胶体；
④与粘粒结合成胶质复合体（有机无机复
合体）。
Chap,5 土壤有机质
3）腐殖质分子结构
包括 芳香族化合物, 含氮化合物,和 碳水
化合物 。
?官能团（功能团）,羧基、酚羟基、醇
羟基、甲氧基、甲基、醌基等
?这些官能团使得腐殖质具有：离子吸附
性、对金属离子的络合性、氧化还原性
及生理活性。
Chap,5 土壤有机质
4）腐殖质具有带电性（可变电荷）
Chap,5 土壤有机质
5）腐殖质的溶解性、分散性和吸水性
胡敏酸一价盐、二价盐溶于水，
富啡酸一价盐溶于水、二价盐不溶于水。
胡敏酸分子量大，分散性和活动性小，遇少量电
解质（如氯化钙）即完全絮凝，絮凝后产生的
胡敏酸钙凝胶能胶结土粒形成团粒结构。
富啡酸分子量小，分散性和活动性大，其酸性和
溶解性强，能强烈地破坏矿物质。
腐殖质是亲水胶体，吸水能力强，最大吸水量可
达 500%以上。
Chap,5 土壤有机质
6）腐殖质的稳定性
腐殖质具有抵抗微生物分解的能力。
胡敏酸的平均存留时间为 780~3000年；
富啡酸的平均存留时间为 220~630年；
新形成土壤的有机质为 4.7~9年；
残体易分解组分为 0.25年。
Chap,5 土壤有机质
§ 6 土壤有机质转化的影响因素
内部因素,有机质的碳氮比（ C/N=25）
物理状态（分散性或致密性）
外部因素,土壤水、热状况
土壤通气状况
土壤酸碱性
Chap,5 土壤有机质
§ 7 土壤有机质对土壤肥力的作用
1）是土壤养分的主要来源；
2）促进土壤结构形成，改善土壤物理性质；
3）提高土壤的保肥能力和缓冲性能；
4）腐殖质具有生理活性，能促进作物生长
发育；
5）腐殖质具有络合作用，有助于消除土壤
的污染。
Chap,5 土壤有机质
§ 8 土壤有机质的积累和调控
1）种植绿肥，增施有机肥料；
2）秸秆还田，
3）调节土壤水热状况
§ 1 土壤有机质的概念
土壤有机质,泛指土壤中来源于生命的物质。
包括：土壤微生物和土壤动物及其分泌物
以及土体中植物残体和植物分泌物。
有机物质
有机质
腐殖质
Chap,5 土壤有机质
§ 2 土壤有机质的来源及形态
来源,1）高等植物（地上部和地下部）
2）土壤中的动物
3）土壤中的微生物
4）施用的有机肥
形态,1）新鲜有机质（未分解有机质）
2）半分解有机质
3）腐殖质
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1）高等植物
? 森林植被 下有机残体主要来自地上部凋落物，
4-5吨 /公顷 ?年；
? 草本植物 的有机残体主要来自根系，黑土地区
达 9.3吨 /公顷 ?年（风干根重）；
? 耕作土壤,植物残体主要来源根茬，达 2-3吨 /
公顷 ?年。
?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。
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2）土壤动物
根据躯体大小 区分：小型、中型和大型土壤动物；
大型,（体长 >2mm）蚯蚓、蚂蚁、甲虫、马陆、
蜈蚣等；
中型,（体长 0.2-2mm）螨类、弹尾虫；
小型,（体长 <0.2mm）原生动物、线虫。
Chap,5 土壤有机质
2）土壤动物
根据在土壤中滞留时间 区分：
① 全期土壤动物：
② 周期土壤动物：
③ 部分土壤动物：
④ 暂时土壤动物：
⑤ 过度土壤动物：
⑥ 交替土壤动物：
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2）土壤动物
根据在土壤中栖息层次 区分：
① 真土居动物：
②半 土居动物：
③ 地表土居动物：
④ 上方土居动物：
Chap,5 土壤有机质
2）土壤动物
根据食性 区分：
①根食者,
② 枯食者：
③ 尸食者：
④ 粪食者：
⑤ 菌食者：
⑥ 捕食者：
⑦ 杂食者：
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蚯蚓
Chap,5 土壤有机质
螨类
Chap,5 土壤有机质
弹尾虫
Chap,5 土壤有机质
线虫
Chap,5 土壤有机质
3）微生物
（ 1）微生物类群：细菌、放线菌和真菌。
（ 2）微生物营养型：
有机营养型（异样型）,腐生性和寄生性
无机营养型（自养型）化能自养性和光能自养性
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§ 3 土壤有机质的组成
主要有五类有机化合物和灰分物质：
1）糖类化合物：
单糖双糖和多糖类 好气条件 CO2+H2O
单糖双糖和多糖类 厌气条件 有机酸 H2,CH4
Chap,5 土壤有机质
2）纤维素、半纤维素
3）木质素
4）含 N化合物（蛋白质 氨基酸）
5）脂肪、树脂、蜡质和单宁
6）灰分物质,Ca,Mg,K,Na,Si,P,S、
Fe,Al,Mn
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§ 4 土壤有机质的转化
?有机质的矿化作用,有机质在生物作用
下分解为简单的无机化合物的过程。
?有机质的腐殖化作用,有机质在分解的
同时，形成腐殖质的过程。
?通常把每克干重的有机质经过一年分解
后转化为腐殖质（干重）的克数，称为
腐殖化系数 。
Chap,5 土壤有机质
Chap,5 土壤有机质
腐殖质形成的机理：
1） 30年代：木质素和微生物原生质中的蛋
白质相互作用形成木质素 -蛋白质复合体。
2） 60年代：木质素不能参与腐殖质的形成，
而是通过降解产生酚、醌型化合物，再
与氨基酸缩合而成。
Chap,5 土壤有机质
3） 80年代及以后：
?细胞自溶假说,死亡细胞释放自溶酶，
使细胞成分（糖、氨基酸、酚和其他芳
香族化合物）形成自由基而迅速缩合成
腐殖质。
?微生物合成学说,微生物利用植物物质
作碳源和能源，在细胞内合成各种腐殖
质的高分子化合物，微生物死亡后再释
放到土壤中，在细胞外降解为腐殖质。
Chap,5 土壤有机质
§ 5 土壤腐殖质的组成和特性
1）腐殖质的组成
土
壤
NaOH
处理
不溶解部分
溶解部分
HCl或
H2SO4处理
褐色沉淀
浅黄色溶
解部分
胡敏酸（褐腐酸）
富里酸（黄腐酸）
胡敏素（黑腐素）
Chap,5 土壤有机质
2）腐殖质在土壤中存在的形态
①游离状态的腐殖质；
②与盐基化合成稳定的盐类 (腐质酸钙镁 )；
③与含水三氧化物化合成复杂的凝胶体；
④与粘粒结合成胶质复合体（有机无机复
合体）。
Chap,5 土壤有机质
3）腐殖质分子结构
包括 芳香族化合物, 含氮化合物,和 碳水
化合物 。
?官能团（功能团）,羧基、酚羟基、醇
羟基、甲氧基、甲基、醌基等
?这些官能团使得腐殖质具有：离子吸附
性、对金属离子的络合性、氧化还原性
及生理活性。
Chap,5 土壤有机质
4）腐殖质具有带电性（可变电荷）
Chap,5 土壤有机质
5）腐殖质的溶解性、分散性和吸水性
胡敏酸一价盐、二价盐溶于水，
富啡酸一价盐溶于水、二价盐不溶于水。
胡敏酸分子量大，分散性和活动性小，遇少量电
解质（如氯化钙）即完全絮凝，絮凝后产生的
胡敏酸钙凝胶能胶结土粒形成团粒结构。
富啡酸分子量小，分散性和活动性大，其酸性和
溶解性强，能强烈地破坏矿物质。
腐殖质是亲水胶体，吸水能力强，最大吸水量可
达 500%以上。
Chap,5 土壤有机质
6）腐殖质的稳定性
腐殖质具有抵抗微生物分解的能力。
胡敏酸的平均存留时间为 780~3000年；
富啡酸的平均存留时间为 220~630年；
新形成土壤的有机质为 4.7~9年；
残体易分解组分为 0.25年。
Chap,5 土壤有机质
§ 6 土壤有机质转化的影响因素
内部因素,有机质的碳氮比（ C/N=25）
物理状态（分散性或致密性）
外部因素,土壤水、热状况
土壤通气状况
土壤酸碱性
Chap,5 土壤有机质
§ 7 土壤有机质对土壤肥力的作用
1）是土壤养分的主要来源；
2）促进土壤结构形成，改善土壤物理性质；
3）提高土壤的保肥能力和缓冲性能；
4）腐殖质具有生理活性，能促进作物生长
发育；
5）腐殖质具有络合作用，有助于消除土壤
的污染。
Chap,5 土壤有机质
§ 8 土壤有机质的积累和调控
1）种植绿肥，增施有机肥料；
2）秸秆还田，
3）调节土壤水热状况
