土壤有机质分解和转化

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1、土壤有机质如何分解和转化土壤有机质是土壤的重要组成部分，对土壤肥力、生态环境有重要的作用。土壤有机质是指存在于土壤中所有含碳的有机物质，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物质，即由生命体和非生命体两部分有机物质组成。原始土壤中微生物是土壤有机质的最早来源。随着生物的进化和成土过程的发展，动物、植物残体称为土壤有机质的基本来源。自然土壤经人为影响后，还包括有机肥料、工农业和生活废水、废渣、微生物制品、有机农药等有机物质。土壤有机质分为新鲜有机质、半分解有机质和腐殖质三种。新鲜有机质和半分解有机质，约占有机质总量的10％～15％，易机械分开，是土壤有机质的基本组成部

2、分和养分来源，也是形成腐殖质的原料。腐殖质约占85%～90％，常形成有机无机复合体，难以用机械方法分开，是改良土壤、供给养分的重要物质，也是土壤肥力水平的重要标志之一。耕作土壤表层的有机质含量通常<5%,一般在1%～3%之间，一般把耕作层有机质含量>20%——有机质土壤，耕作层有机质含量<20%——矿质土壤。一、土壤有机质组成土壤有机质由元素和化合物组成。1、元素组成主要元素组成是c、h、o、n，分别占52％～58％、34％～39％、3.3％～4.8％和3.7％～4.1％，其次是p、s。2、化合物组成（１）糖、有机酸、醛、醇、酮类及其相近的化合物，可溶于水，完全分解产生ｃｏ２和ｈ２ｏ，嫌气

3、分解产生ｃｈ４等还原性气体。（2）纤维、半纤维素，都可被微生物分解，半纤维素在稀酸碱作用下易水解，纤维素在较强酸碱作用下易水解。（3）木质素，比较稳定，不易被细菌和化学物质分解，但可被真菌和放线菌分解。（4）肪、蜡质、树脂和单宁等，不溶于水而溶于醇、醚及苯中，抵抗化学分解和细菌的分解能力较强，在土壤中除脂肪分解较快外，一般很难彻底分解。（5）含氮化合物，易被微生物分解。（6）灰分物质（植物残体燃烧后所留下的灰），占植物体重的５％。主要成分有ca、mg、k、na、si、p、s、fe、al、mn等。二、土壤有机质的分解和转化进入土壤的有机质在微生物作用下，进行着复杂的转化过程，包括矿质化过程与

4、腐殖化过程（一）矿质化微生物分解有机质，释放co2和无机物的过程称矿化作用。这一过程也是有机质中养分的释放过程。土壤有机质的矿质化过程主要有以下几种。1、碳水化合物的分解土壤有机质中的碳水化合物如纤维素、半纤维素、淀粉等糖类，在微生物分泌的糖类水解酶的作用下，首先水解为单糖：(c6h10o5)n＋nh2o--→nc6h12o6。生成的单糖由于环境条件和微生物种类不同，又可通过不同的途径分解，其最终产物也不同。如果在好气条件下，有好气性微生物分解，最终产物为水和二氧化碳，放出的热量多，称氧化作用。其反应如下：nc6h12o6＋6o2—→6co2＋6h20＋热量如果在通气不良的条件下，则在嫌气

5、性微生物作用下缓慢分解，并形成一些还原性气体、有机酸，产生的热量少，称发酵作用。其反应为c6h12o6--→ch3ch2ch2cooh＋2h2＋2co2＋热量4h2＋co2－→ch4＋2h2o碳水化合物的分解，不仅为微生物的活动提供了碳源和能源，扩散到近地表大气层中的co2，还可供绿色植物光合作用所需要的碳素营养。co2溶于水形成碳酸，有利于土壤矿质养分的溶解和转化，丰富土壤中速效态养分。2、含氮有机质的分解含氮有机物是土壤中氮素的主要贮藏状态，包括蛋白质、氨基酸、腐殖质等。不经分解多数不能为植物直接利用。（1）水解作用蛋白质在微生物分泌的蛋白质水解酶作用下，分解成氨基酸的作用称水解作用蛋

6、白质蛋白质-------→氨基酸水解酶氨基酸大多数溶于水，可被植物、微生物吸收利用，也可进一步分解转化。（2）氨化作用分解含氮有机物产生氨的生物学过程称氨化作用氧化ch2nh2cooh＋o2-----→hcooh＋co2＋nh3好气分解还原ch2nh2cooh＋h2-----→ch3cooh＋nh3嫌气分解水解ch2nh2cooh＋h2o-----→ch2(oh)cooh＋nh3不论土壤通气状况如何，只要微生物生命活动旺盛，氨化作用就可以在多种条件下进行。氨化作用生成的氨，在土壤溶液中与酸作用生成铰盐，植物也可以直接吸收利用，也可以nh4＋吸附在土壤胶粒上，免遭淋失，也会以nh3逸入大气造

7、成氮素的损失，或进行硝化作用，转化成硝酸。（3）硝化作用氨态氮被微生物氧化成亚硝酸，并进一步氧化成硝酸的过程，称硝化作用。这一作用可分为两个阶段：第一阶段，氨被亚硝酸细菌氧化成亚硝酸；第二阶段，亚硝酸被硝化细菌氧化成硝酸。其反应如下：2nh2＋3o2--→2hno2＋2h2o＋热量2hno2＋o2—→2hno3＋热量硝化作用是一种氧化作用，只能在土壤通气良好的条件下进行，因此适当地中耕、松土、排水、经常保持土壤疏松透气，