第三章土壤有机质08.11.10.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三章 土壤有机质,(soil organic matter),土壤有机质,(soil organic matter),泛指以各种形态存在于土壤中的各种含碳有机化合物包括各种动、植物和微生物残体及其不同分解阶段的产物与新合成的物质土壤有机质是土壤胶体的重要组分，是土壤肥力的物质基础其含量既受生物气候条件影响，又可人工调控因此，通过调控有机质的数量和质量，进而调控土壤肥力，是当前土壤肥力培育的重要措施之一一般矿质土壤的有机质含量在,0.1-5%,之间，泥炭土可高达,20%,或更高，漠境土和砂土不足,0.5%,土壤有机质,0.5%,2.0-5%,1.0-2.0%,7%,0.5-1.5%,第一节 土壤有机质的来源及其构成,一、土壤有机质的来源,微生物,动物,植物,(,含地上部分 地下,部分,根分泌物）,人为施入的有机肥料,来源,数量（,t/hm,2,y,）,注,森林植被,4,5,以枯枝落叶为主,草原植被,10,25,以根为主,一年生栽培作物,3,4,以根为主,小动物、微生物,玉米根茬还田,7.0,平均,有机肥料,20-30,有机质含量,10%,二、土壤有机质的构成与存在状态,土壤有机质,腐殖物质,（,humic,substance,）：占总量的,60,70%,包括：胡敏酸（,HA,）、富里酸（,FA,）等。

非腐殖物质,（,non-,humic,substance,）：占总量的,30,40%,包括：糖类、蛋白质、木质素等普通有机化合物组 分 占有机质总量,半分解的有机残体,6,15%,碳水化合物（中性糖）,13,18,%,蛋白质、多肽,18,%,腐殖物质,50,65,%,中国水稻土有机质组成,（一）有机质的构成,1,、机械混合状态,：占,0.6,48.4%,可用比重,1.8,2.03g/ml,的重液将其,(,轻组,),与矿物质相结合的有机质（重组）分开来2,、生命体,：,生活在土壤中的各种活体（如植物根、土壤动物、微生物等）通常吸附在土壤矿物质表面或其它有机物质表面上占总量的,0.56,4.6%,，平均为,2.59%,3,、溶液态（或称游离态）：,不超过总量的,1%,主要为游离的单 糖、,氨基酸和有机酸等4,、有机,无机复合体态,:,土壤中与矿物质结合的有机质是土壤有机质的主体，腐殖物质属于此类状态由于有机无机之间结合方式的不同，因而它们之间的牢固程度各异一般可分为松结态、稳结态、紧结态等类型二）土壤有机质的存在状态,第二节 土壤中与有机质转化相关的生物,土壤生物：,广义上应包括土壤微生物、土壤动物和高等植物 的根系。

它们是土壤生态系统的重要组成部分，在土壤生态系统中，按生物的功能可分为,生产者,和,分解者,土壤生态系统的特点是,1,、生产者占的比例很小藻类是土壤中唯一能进行光合作用的生物，土壤生态系统中的有机物主要来自于地上部分的植物残体2,、分解者无论在数量和功能上都是十分重要的土壤生物有三大类：见下表：,一、土壤生物种类及其多样性,1,、动物(,Fauna),全部异养,大型动物：,主要食草和食腐性,脊椎动物,田鼠,节肢动物,白蚁、甲虫及其幼虫、千足虫,环节动物,蚯蚓,软体动物,蜗牛、蛞蝓,主要捕食性,脊椎动物,鼹鼠、蛇,节肢动物,蜘蛛、,中型动物：,主要食腐性,节肢动物,螨、弹尾虫(跳虫),环节动物,线蚓,主要捕食性,螨,微型动物：,食腐性、捕食性、食真菌、细菌,线虫,线虫,原生动物,变形虫、纤毛虫,2,、高等植物,：,自养,植物根、根毛、,3,、微生物,：,褐藻、二元体,异养,真菌,酵母、霉菌、蘑菇,放线菌,链霉菌等,异养和自养,细菌,好气细菌、厌气细菌,蓝细菌,蓝细菌,主要自养,土壤生物的主要类群示 意图,按照结构的复杂程度，土,壤生物可分为,:,1,、多细胞的后生动物,2,、单细胞的原生动物,3,、真核细胞的真菌（酵母、霉菌）和藻类,4,、原核细胞的细菌、放线菌和蓝细菌,5,、没有细胞结构的分子生物（如病毒）,1,、后生动物,土居性的多细胞动物：,线虫、蠕虫、蚯蚓、蜗牛、蛞蝓、千足虫、蜈蚣、轮虫、蚂蚁、螨、环节动物、蜘蛛和昆虫,蚯蚓对土壤肥力的影响,：,增加土壤的通透性。

改善土壤结构,活化土壤养分,形成大量有机质,蚯蚓喜欢潮湿、肥沃、钙质丰富的土壤,蚯蚓,大约有,200,余种在肥沃的草地土壤中每平方米,可达,500,条在一般耕地中，每平方米有,30-300,条体形呈纺锤形，后部较尖，微型、透明的丝状动物一万多种线虫，寄生或自生1000,种生活在土壤中，,数目可达,10,6,m,-2,，一般只有棉线的,1/5,粗，主要生活在,土粒周围的水膜中和植物的根里习性,表皮失水很快，干燥时变为胞囊，湿润时又重,新活动食性可分为三类,1,、以腐败的有机质为食的,2,、以其它线虫、细菌、原生动物为食的,3,、寄生在高等植物根系的,线虫,所有的线虫都需要取食活的有机物质取食方式有两种,1,、刺吸式 吸食真菌、细菌的原生质2,、把细菌整个吞下食细菌线虫每年取食细菌的数量可达,800 kg.ha,-1,，,吞食进的细菌仅有,40-60%,被破坏吸收，剩余的大部分又通过粪便排泄到土壤中，并且变得更加活跃线虫对植物的侵害非常广泛包括番茄、豌,豆、胡萝卜、苜蓿、草皮如发育为虫瘿、结,节、畸形根等,线虫,螨（,mite),土壤是许多昆虫发育的摇篮,请看精彩的昆虫世界,典型种类有,鞭毛虫、,变形虫、纤毛虫、孢子虫,2,、原生动物,原生动物是动物中最低级的生物。

数量有,68000,多种一般在每平米,15,厘米深的土壤里有,10-100,亿个,(1-10,万个,/,克土,),原生动物，它们的活重在耕层达,150-200,磅,/,每英亩原生动物的特点是,A,、,单细胞，结构简单，数量大，分布广B,、,既有性生殖，也可无性生殖，在一定条件下可形成孢囊,C,、个体较小，不同土壤中种类不同，但一般均为表层较多原生动物在土壤中的作用,1,、通过选择性的取食某些微生物,(,如细菌,),，,改变微生物的群落结构，主要是调节细菌的数量2,、增进某些微生物的活性,(,如固,N,菌、排泄出,的细菌等,),3,、参与土壤植物残体的分解，如鞭毛虫与,白蚁共生，加速对木质素的分解,4,、某些原生动物也侵害植物，造成植物病,害，有的可引起严重的人畜传染病3,、土壤微生物,土壤是微生物生活的大本营,单体数量最多,生物多样性最复杂,生物量最大,作用：,1,、调节植物生长的养分循环；,2,、参与土壤有机质分解，腐殖质合成；,3,、推动土壤的发育和形成；,4,、产生并消耗各种气体，影响全球气候的变化；,5,、是新物种和基因材料的源和库1,公斤土壤可含：,5,亿个微小动物,5,亿个细菌,近,10,亿个真菌,100,亿个放线菌,二、土壤微生物种群的多样性,（一）原核微生物,1,、古细菌,包括：,甲烷产生菌,、,极端嗜酸热菌,和,极端嗜盐菌。

现已探明生物适应特殊环境因子的遗传基因普遍存在于质粒上因此，有可能把这类生活在极端环境的古细菌作为特殊基因库，用以构建有益的新种土壤细菌占土壤微生物总数的,70%,90%,特性,A,、,单细胞,B,、,分裂生殖快,C,、,个体小,(4-5,u,m),，,接近于土壤粘粒的大小D,、,以杆菌占优势,E,、,数量大，每克有几亿到,30,亿个,10g,肥沃土壤的细菌总数相当于全球人口的总数！,2,、细菌,（,1,）节杆菌属（,Arthrobacter,）,抗旱性强,，土壤经过,15,天干燥，芽孢细,菌仅剩,1/3,左右，其他细菌几乎全部消失，,而节杆菌仍保持,90%,的存活率耐饿性和广食性强,可降解土壤中难分解,的物质和多种化学农药2,）芽孢杆菌属（,Bacillus,）,土壤中最普遍的是,蜡质芽孢杆,（,B.cereus,）热带和亚热带土壤中的绝对嗜热菌能在,65,75,生长，,40,以下停止生长，如酸热芽孢杆菌（,B.acidocaldarius,）,和嗜热脂肪芽孢杆菌,(,B.stearother,mophilus,),对,高温环境中的物质转化起重要作用3,）假单胞菌属（,Pseudomonas,）,一部分为腐生菌，一部分兼性寄生菌，是土传性植,物病害的病原菌。

青枯假单胞菌（,Ps.solanacearum,）,是茄科植物病原菌,托拉氏假单胞菌,(,Ps.tolasii,),是蘑菇褐斑病的病原菌,嗜冷性假单胞菌是冷藏食品、制品的有害菌在降解土壤、水体中的农药和除草剂处理石油废水中,能发挥重要作用4,）土壤杆菌属（,Agrobacterium,）,分致病型和非致病型，两者比例为,1:13-1:500,主要在根际周围富集，不耐高温和酸性5,）,产碱杆菌属（,Alcaligenes,）,为腐生菌，化能异养型，个别为兼性化能自养性反硝化产碱杆菌,(,Al.denitrificans,),，,在硝酸盐存在的厌氧条件下，靠氧化有机质取得能源，并以硝酸盐中的氧作为电子受体而产生氮气能用于净化污水6,）黄杆菌属（,Flavobacterium,）,化能异养菌，培养时需要某些氮素物质和复合维生素，因而分离后的培养物难以保存和培养能用于净化污水土壤中在碳、氮、磷、硫循环中担当重要角色的细菌生理群,纤维分解细菌,固氮细菌,硝化细菌,亚硝化细菌,硫化细菌,氨化细菌,根瘤（固氮菌）,细菌菌落,放线菌也是原核微生物，菌丝比真菌细，菌丝断裂为孢子,每克土壤中的细胞数在,10,4,10,6,变动。

链霉菌属，占,70%,90%,；其次为诺卡氏菌属占,10%,30%,；,小单胞菌属占第三位，只有,1%,15%,它们的大部分均属,好氧腐生菌产生抗生素，对其他有害菌能起拮抗作用高温型的放线菌在堆肥中对其养分转化起着重要作用3,、放线菌,4,、蓝细菌（,Cyanobacterium,）,光能自养微生物，过去称为蓝（绿）藻由于有,原核特征，,现改称为蓝细菌，与真核藻类区分开,来分单细胞和丝状体两类形态5,、粘细菌,在施有机肥料的土壤中常见粘细菌是已知的的,最高级的原核生物,，具备形成子实,体和粘孢子的形态发生过程具有很强的抗逆性二）真核微生物,A,、酵母菌 土壤中很少,B,、霉菌 土壤中最多,C,、伞菌,1,、真菌,有,170,个属，,690,多个种真菌,作用,：（,1,）土壤有机质的主要降解者,（,2,）某些真菌和植物的根系产生菌根,（,3,）促进土壤结构的形成，菌丝的穿,插对于促进土壤的凝聚有重要的,作用,真菌孢子,真菌菌落,2,、藻类,藻类为单细胞或多细胞的真核原生生物土壤藻类主要由硅藻、绿藻和黄藻组成肥沃土壤，藻类生长旺盛，土表常出现黄褐色或黄绿色的薄藻层，硅藻多则是土壤营养丰富的证明。

地衣是真菌和藻类形成的不可分离的共生体地衣在土壤发生的早期起重要作用,3,、地衣,（,三）非细胞型生物即分子生物,病毒,病毒是一类超显微的非细胞生物，每一种病毒只有一种核酸病毒是一种活细胞内的寄生物，凡有生物生存之处，都有其相应的病毒存在病毒在控制杂草及有害昆虫的生物防治方面已显示出良好的应用前景三、土壤微生物营养型的多样性,根据微生物对营养源的需要不同，微生物营养型可分为四种：,1,、化能有机营养型（化能异养型）：,以有机化合物为碳源，从氧化有机物的过程中获得能量大多数细菌、真菌和原生动物为此种类型可进一步分为：腐生类和寄生类和中间型2,、化能无机营养型（化能自养型）：,以,CO,2,为碳源，从氧化无机物过程中获得能量此种类型的微生物种类不多主要有：亚硝酸盐细菌、硝酸盐细菌、硫氧化细菌、铁细菌和氢细菌,5,种类群3,、光能有机营养型（光能异养型）：,利用光能进行光合作用获取能量，以有机化合物作为供氢体还原,CO,2,，,合成。