《环境土壤学-东北林业大学13057.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《环境土壤学-东北林业大学13057.docx（128页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、环境土壤学学教 案案环境专业第一章土壤形态态特征一、基基本形态特特征 土土壤形态就就是土壤的的外部特征征，这种外外部特征是是通过人们们的感官即即视觉，嗅嗅觉和触觉觉来认识的的。在土壤壤形成以后后，各土层层在组成和和性质上市市不同的，所所以，反映映在剖面形形态特征上上，各层也也是有差别别的。在野野外通过土土壤剖面形形态的观察察，可判断断出土壤的的一些重要要性质。土土壤重要的的形态特征征有：颜色色，结构，质质地，坚实实度，孔隙隙，湿度，新新生体，侵侵入体，动动物孔穴等等。(一)土壤壤颜色 土壤壤颜色是土土壤内在物物质组成在在外在色彩彩的表现。由由於土壤的的矿物组成成和化学组组成不同，所所以土壤的的
2、颜色是多多种多样的的。通常在在鉴别土壤壤层次和土土壤分类时时,土壤颜色色是非常明明显的特征征.土壤颜色色采用芒塞塞尔颜色命命名系统，将将土块与标标准颜色卡卡对比，给给予命名。给给土壤的颜颜色定名时时，用一种种颜色常常常有困难，往往往要用两两种颜色来来表示，如如棕色，有有暗棕，黑黑棕，红棕棕等之分。这这样定名，在在前面的字字是形容词词，是指次次要的颜色色，而后面面的字是指指主要的颜颜色。决定定土壤的颜颜色，主要要有以下几几种物质： 腐殖质质含量多时时，使土壤壤颜色呈黑黑色。含量量少时，使使土壤颜色色呈暗灰色色。氧化铁在在土壤中德德氧化铁一一般多为含含水氧化铁铁，如褐铁铁矿，针铁铁矿等，这这些矿物
3、使使土壤呈铁铁锈色和黄黄色。 石英，斜斜长石，方方解石，高高岭石，二二氧化硅粉粉末，碳酸酸钙粉末等等，它们都都能使土壤壤呈白色。氧化亚铁广泛出现在沼泽土，潜育土中，它使土壤具有蓝色或青灰色，如蓝铁矿，这类矿物为白色，但遇空气中德氧即很快变为青灰色。除物质成分影响土壤颜色外，土壤的物理性状不同，也会使土色有所差别。例如，土壤愈湿，颜色愈深，土壤愈细，颜色愈浅，光线愈暗，颜色愈深。所以在比较土壤颜色时，必须注明条件。 土土壤颜色本本身对树木木生长并不不重要,但是颜色色却可指示示土壤的许许多重要特特征.土壤颜色色还可影响响土壤的温温度.深色土壤壤比浅色土土壤易吸热热.有森林植植被的土壤壤受温度的的影
4、响比裸裸露的土壤壤小.森林火灾灾后,表层土壤壤颜色变深深,从而导致致土温增加加.(二)土壤壤结构 土土壤结构就就是土壤固固体颗粒的的空间排列列方式。自自然界的土土壤，往往往不是以单单粒状态存存在，而是是形成大小小不同，形形态各异的的团聚体，这这些团聚体体或颗粒就就是各种土土壤结构。根根据土壤的的结构形状状和大小可可归纳为块块状，核状状，柱状，片片状，微团团聚体及单单粒结构等等。 土壤壤的结构状状况对土壤壤的肥力高高低，微生生物的活动动以及耕性性等都有很很大的影响响。同时一一些人为的的活动将很很大程度上上破坏土壤壤的结构.如森林采采伐后,由于重型型机械的使使用将导致致土壤被压压实,土壤表层层结构
5、被破破坏.(三) 土土壤质地 土壤壤质地是土土壤中各种种颗粒，如如砾，砂，粉粉粒，粘粒粒的重量百百分含量。土土壤质地影影响土壤肥肥力,如土壤持持水力,土壤通气气性,有机质的的贮存,营养元素素的吸附和和土壤的耕耕性,从而影响响树木的生生长。 准准确测定土土壤质地要要用机械分分析来进行行，但在野野外常用指指测法来判判断土壤质质地，将土土壤质地分分为：砂土土，砂壤土土，轻壤土土，中壤土土，重壤土土，粘土等等。(四) 土土壤湿度 土土壤水分是是植物生长长所必需的的土壤肥力力因素。根根据土壤水水分含量，在在野外将土土壤湿度分分为：干，潮潮，湿，重重湿，极湿湿等。(五) 新新生体 在在土壤形成成过程中新新
6、产生的或或聚积的物物质称为新新生体，它它们具有一一定的外形形和界限。新新生体可以以按它们的的外观分类类，也可按按它们的化化学组成来来分类。按按外观分，新新生体盐霜霜，盐斑，结结核等。 按按照化学组组成分，新新生体可由由易溶性盐盐类组成，如如氯化钠，硫硫酸钠，碳碳酸钙等；还有由晶晶质或非晶晶质的化合合物组成，如如含水氧化化铁的化合合物，氧化化亚铁的化化合物，锰锰的化合物物，二氧化化硅和有机机物等。 新新生体是判判断土壤性性质，土壤壤组成和发发生过程等等非常重要要的特征。例例如，盐结结皮和盐霜霜，表示土土壤中有可可溶性盐类类的存在。锈锈斑和铁结结核是近代代或过去，在在水影响下下产生于干干湿交替的的
7、特征。(六) 侵侵入体 位位于土体中中，但不是是土壤形成成过程中聚聚积和产生生的物体，称称为侵入体体。侵入体体有砖头，瓦瓦片，铁器器和磁器等等。一般常常见于耕作作土壤中，是是判断人为为经营活动动对土壤层层次影响所所达到的深深度，以及及土层的来来源等。二、土壤剖剖面（一）概念念1、土土壤剖面：从地表凋凋落物向下下直到土壤壤母质的垂垂直切面。2、土土壤发生层层：由于成成土作用形形成的土层层（二）自然然土壤剖面面的形成（一）土壤壤剖面定义义 1、定义义：土壤剖剖面是指从从地面向下下挖掘所裸裸露的一段段垂直切面面，这段垂垂直切面的的深度一般般在两米以内。 2、自然然的土壤剖剖面是在五五个主要成成土因素
8、的的共同影响响下形成的的 3、土壤壤剖面构造造：指土壤壤剖面从上上到下不同同土层的排排列方式。一一般情况下下，这些土土层在颜色色、结构、紧紧实度和其其他形态特特征上是不不同的。各各个土层的的特征是与与该层的组组成和性质质一致的，是是土壤内在在性状的外外部表现，是是在土壤长长期发育过过程中形成成的。（二）、淋淋溶作用和和淀积作用用 11、土壤剖剖面各发生生层次的形形成：成土土过程中，原原生矿物不不断风化，产产生各种易易溶性盐类类，含水氧氧化铁和含含水氧化铝铝以及硅酸酸等，并在在一定条件件下合成不不同的粘土土矿物。同同时通过土土壤有机质质的分解和和腐殖质的的形成，产产生各种有有机酸和无无机酸。在在
9、降雨的淋淋洗作用下下引起土壤壤中的这些些物质的淋淋溶和淀积积，从而形形成了土壤壤剖面的各各种发生层层次。 （11）、淋溶溶作用：指指土壤中的的下渗水，从从土壤剖面面的上层淋淋溶或浮悬悬土壤中某某种成分的的作用。因因此一般将将土壤剖面面的上层称称为淋溶层层或简称AA层。（2）、淀淀积作用：指下渗水水到达剖面面下层沉淀淀其中某些些溶解物或或悬浮物的的作用。因因此，土壤壤剖面的下下层一般称称为淀积层层或简称BB层。B层之下一一般是未受受淋溶或淀淀积作用的的土壤母质质层，简称称C层。土壤壤母质下面面，如果是是未风化的的基岩，称称为基岩层层或简称DD层。（三）物质质的转移作作用 1、物物质的转移移作用
10、淋溶作作用和淀积积作用密切切联系，是是物质转移移过程所导导致的两种种结果。土土壤水携带带着溶解或或悬浮的物物质产生的的移动，称称为物质的的转移作用用。这种转转移作用分分为物理性性转移和化化学性转移移。 2、物物理性转移移 矿矿物质与有有机物质胶胶粒以及其其他微粒，从从A层到B层而沉淀淀下来，使使B层质地相相对变粘，干干燥时亦可可发生裂隙隙。3、化化学性转移移 矿矿物在风化化过程中产产生的可溶溶性盐类等等，从A层随着下下渗水下移移，或停积积在B层或到达达地下水层层而流失。草草原区域因因易溶性盐盐的聚积常常生成石灰灰质和石膏膏质硬盘。温温带森林区区域含铁铝铝的有机和和无机胶体体可悬浮在在渗漏水和和
11、毛管水中中，从A层移动到到B层，亦可可形成铁质质硬盘。4、潜潜育层 地下水水位高而排排水不良的的地方，矿矿物在风化化过程中产产生的可溶溶性盐类往往往由剖面面的下层，随随着毛管水水的上升到到达地面，形形成盐结皮皮，这种物物质转移的的方向和一一般情形相相反。由于于通气不良良，特别是是在地下水水位很高的的情况下，B层的下段或C层的一部分，将因还原作用变为蓝灰色或绿灰色，称为潜育层或灰粘层或简称G层。（四）土壤壤发生层次次1、O层：枯落物层层据分分解程度不不同，可分分为三个亚亚层。 L层：分解解较少的枯枯枝落叶层层。 F层：分解解较多的半半分解的枯枯枝落叶层层。 H层：分解解强烈的枯枯枝落叶层层，已失
12、去去其原有植植物组织形形态。2、A1层层：腐殖质质层可分为为两个亚层层。 AA11层：聚积过程程占优势（当当然也有淋淋溶作用）、颜颜色较深的的腐殖质层层。 AA12层：颜色较浅浅的腐殖质质层。3、A2层层：灰化层层4、AB层层：腐殖质质层和淀积积层的过渡渡层。5、B层：淀积层，里里面含有由由上层淋洗洗下来的物物质，所以以一般较坚坚实。据发发育程度的的不同可分分 为B11、B2、B3等亚层层。6、BC层层：淀积层层和母质层层的过渡层层。7、G层：潜育层。8、C层：母质层。据据盐的不同同有：CC层：母母质层中有有碳酸盐的的聚积层；CS层：母母质层中有有硫酸盐的的聚积层。9、D(RR)层：母母岩层。
13、根据土壤剖剖面发育的的程度不同同可以有不不同的土壤壤类型。上上面介绍的的模式剖面面，在实际际工作中，往往往不会出出现那么多多的层次，而而且层次间间的过渡情情况也会各各有不同，有有的层次明明显，有的的不明显，有有的是逐渐渐的。层次次间的交线线有平直的的、曲折的的、带状的的、舌状的的等多种形形式。三、耕作土土壤剖面的的形成人类生产活活动和自然然因素的综综合作用，使使耕作土壤壤产生层次次分化。典典型的耕作作土壤剖面面层次，从从上到下大大体可以分分为三层：表土层，心心土层和底底土层。1表土土层可分为两层层。 11、耕作层层：受耕作作、施肥、灌灌溉影响最最强烈的土土壤层，厚厚度一般约约20厘米左左右。耕
14、作作层易受生生产活动和和地表生物物、气候条条件的影响响，一般疏疏松多孔，干干湿交替频频繁，温度度变化大，通通透性良好好，物质转转化快，含含有效态养养分多。根根系主要集集中分布于于这一层中中，一般约约占全部根根系总量的的60%以上上。 22、犁底层层：位于耕耕作层之下下，厚约66-8厘米米。典型的的犁底层很很紧实，孔孔隙度小，非非毛管孔隙隙（大孔隙隙）少，毛毛管孔隙（小小孔隙）多多，所以通通气性差，透透水性不良良，结构常常呈片状，甚甚至有明显显可见的水水平层理。这这是经常受受耕畜和犁犁的压力以以及通过降降水，灌溉溉使粘粒沉沉积而形成成的。2 心心土层位于犁底层层以下，厚厚度约为220-300厘米
15、，该该层也能受受到一定的的犁、畜压压力的影响响而较紧实实，但不象象犁底层那那样紧实。在在耕作土壤壤中，心土土层是起保保水保肥作作用的重要要层次，是是生长后期期供应水肥肥的主要层层次。在这这一层中根根系的数量量约占根系系总量的220-300%。3底土土层在心土层以以下，一般般位于土体体表面500-60厘厘米以下的的深度。此此层受地表表气候的影影响很少，同同时也比较较紧实，物物质转化较较为缓慢，可可供利用的的营养物质质较少，根根系分布较较少。一般般常把此层层的土壤称称为生土或或死土。第二章 土土壤生态系系统的物质质基础第二节 土壤有机质质土壤有机质质的来源、组组成和类型型土壤有机质质是土壤固固相部
16、分的的重要组成成成分，尽尽管土壤有有机质的含含量只占土土壤总量的的很小一部部分，但它它对土壤形形成、土壤壤肥力、环环境保护及及农林业可可持续发展展等方面都都有着极其其重要作用用的意义。一一方面，它它含有植物物生长所需需要的各种种营养元素素（最主要要的），也也是土壤微微生物活动动的能源，对对土壤物理理、化学和和生物学性性质能有着着深刻的影影响。另一一方面，土土壤有机质质对重金属属、农药等等各种有机机、无机污污染物的行行为能有显显著的影响响。而且土土壤有机质质对全球碳碳平衡起着着重要的作作用，被认认为是影响响全球温室室效应的重重要因素。土壤有机质质是指存在在于土壤中中的所有含含碳的有机机化合物。它
17、它主要包括括土壤中各各种动物、植植物残体，微微生物体及及其分解和和合成的各各种有机化化合物。我国地域辽辽阔，由于于各地的自自然条件和和农林业经经营水平不不同，土壤壤有机质的的含量差异异较大。低低者少于11%，多者者可高达220%。土土壤有机质质含量的多多少，基本本上可以反反映土壤肥肥力水平的的高低。一、 土壤壤有机质的的来源土壤有有机质是指指土壤中含含碳的有机机化合物。土土壤中有机机质的来源源十分广泛泛。 （11）植物残残体：包括括各类植物物的凋落物物、死亡的的植物体及及根系。这这是自然状状态下土壤壤有机质的的主要来源源。对森林林土壤尤为为重要。森森林土壤相相对农业土土壤而言具具有大量的的凋落
18、物和和庞大的树树木根系等等特点。我我国林业土土壤每年归归还土壤的的凋落物干干物质量按按气候植被被带划分，依依次为：热热带雨林，亚亚热带常绿绿阔叶林和和落叶阔叶叶林，暧温温带落时阔阔时林，温温带针阔混混交林，寒寒温带针叶叶林。热带带雨林凋落落物干物质质量可达1167000Kg/(km2a),而而荒漠植物物群落凋落落物干物质质量仅为5530kgg/(nmm2a). （22）动物、微微生物残体体：包括土土壤动物和和非土壤动动物的残体体，及各种种微生物的的残体。.这部分来来源相对较较少。但对对原始土壤壤来说，微微生物是土土壤有机质质的最早来来源。 （33）动物、植植物、微生生物的排泄泄物和分泌泌物：土
19、壤壤有机质的的这部分来来源虽然量量很少，但但对土壤有有机质的转转化起着非非常重要的的作用。 （44）人为施施入土壤中中的各种有有机肥料（绿绿肥、堆肥肥、沤肥等等），工农农业和生活活废水，废废渣等，还还有各种微微生物制品品，有机农农药等。二、 土壤壤有机质的的含量土壤壤有机质的的含量在不不同土壤中中差异很大大，含量高高的可达220或30以上上（如泥炭炭土，某些些肥沃的森森林土壤等等），含量量低的不足足1或0.55（如荒荒漠土和风风沙土等）。在在土壤学中中，一般把把耕作层中中含有机质质20以上上的土壤称称为有机质质土壤，含含有机质在在20以下下的土壤称称为矿质土土壤。一般般情况下，耕耕作层土壤壤有
20、机质含含量通常在在5%以上。全全球土壤00?/FOONT1100cmm和0?/FONTT15ccm土层中中有机碳的的含量（有有机质的含含碳量平均均为58，所以土土壤有机质质的含量大大致是有机机碳含量的的1.7224倍）情情况见表22-1/FFONT1表2-1 全球土壤壤0-100ccm和0-15cmm土层中有有机碳的含含量土纲面积（103kkm2）0-1000cm土层层中的有机机碳0-15ccm土层中中有机碳Mg/hmm2总量1015g占全球%范围（）代表值（）新成土始成土有机土暗色土变性土旱成土软土灰化土淋溶溶土老成土氧化土其它14921121580017452552328731743354
21、804878182833113300117722764499. 148 99 163 3352 2222045 357 23306 778 558 199 135 1110 7131 773 5146 771 569 1227 893 1005 7101 1119 8824 188 10.06 6.00 0.06 6.00 12 557 4771.2 10 660.5 1.8 0.90.1 1.000.60.9 4.0 2.41.5 5.0 2.00.5 3.8 1.40.9 3.3 1.40.9 3.0 2.0?/FONNT总计13521151576 100（引自黄昌昌勇土壤壤学20002年
22、）三、 土壤壤有机质的的组成 （一一） 土壤壤有机质的的类型进入土壤中中的有机质质一般以三三种类型状状态存在。（1）新鲜鲜的有机物物：指那些些进入土壤壤中尚未被被微生物分分解的动、植植物残体。它它们仍保留留着原有的的形态等特特征。对森森林土壤而而言，一般般指枯凋落落物的L层层（Littter）。相相当于土壤壤剖面形态态记述中的的A。层层。（2）分解解的有机物物：经微生生物的分解解，已使进进入土壤中中的动、植植物残体失失去了原有有的形态等等特征。有有机质已部部分分解，并并且相互缠缠结，呈褐褐色。包括括有机质分分解产物和和新合成的的简单有机机化合物。对对森林土壤壤而言，一一般指枯凋凋落物层中中的F
23、层（FFermeetatiion）。此此层一般在在土壤剖面面形态记述述中为A。层层（3）腐殖殖质：指有有机质经过过微生物分分解后并再再合成的一一种褐色或或暗褐色的的大分子胶胶体物质。与与土壤矿物物质土粒紧紧密结合，是是土壤有机机质存在的的主要形态态类型，占占土壤有机机质总量的的85?/FONNT900。对森森林土壤而而言，一般般指枯落物物层中H层层（Hummus）。在在土壤剖面面形态记述述中，通常常与上述的的F层共同同记为A。层层。 （二二）生物有机质质的组成土壤有机质质的组成决决定于进入入土壤的有有机物质的的组成，进进入土壤的的有机物质质的组成相相当复杂。各各种动、植植物残体的的化学成分分和
24、含量因因动、植物物种类、器器官、年龄龄等不同而而有很大的的差异。一一般情况下下，动植物物残体主要要的有机化化合物有碳碳水化合物物、木素、蛋蛋白质、树树脂、蜡质质等。土壤壤有机质的的主要元素素组成是CC、O、HH、N，分分别占522?/FFONT58、334?/FONTT39、3.33?/FFONT4.8。（1）碳水水化合物 碳水化合物物是土壤有有机质中最最主要的有有机化合物物，碳水化化合物的含含量大约占占有机质总总量的155?/FOONT227。包包括糖类、纤纤维素、半半纤维素、果果胶质、甲甲壳质等。糖类有葡萄萄糖、半乳乳糖、六碳碳糖、木糖糖、阿拉伯伯糖、氨基基半乳糖等等。虽然各各主要自然然土
25、类间植植被、气候候条件等差差异悬殊，但但上述各糖糖的相对含含量都很相相近，在剖剖面分布上上，无论其其绝对含量量或相对含含量均随深深度而降低低。纤维素和半半纤维素为为植物细胞胞壁的主要要成分，木木本植物残残体含量较较高，两者者均不溶于于水，也不不易化学分分解和微生生物分解。果胶质在化化学组成和和构造上和和半纤维素素相似，常常与半纤维维素伴存。甲壳质属多多糖类，和和纤维素相相似，但含含有氮，在在真菌的细细胞膜、甲甲壳类和昆昆虫类的介介壳中大量量存在，甲甲壳质的元元素组成或或为（C88H13O5N4）n（2）木素素木素是木质质部的主要要组成部分分，是一种种芳香性的的聚合物。较较纤维素含含有更多的的碳
26、，与纤纤维素、半半纤维素元元素组成的的差别如表表4?/FFONT2。木素在林木木中的含量量约占300，木素素的化学构构造尚未完完全清楚，关关于木素中中是否含氮氮的问题目目前尚未阐阐明，木素素很难被微微生物分解解。但在土土壤中可不不断被真菌菌、放线菌菌所分解。由由C14研究指指出，有机机物质的分分解顺序为为：葡萄糖糖半纤维维素纤维维素木素素（3）含氮氮化合物动植物残体体中主要含含氮物质是是蛋白质，它它是构成原原生质和细细胞核的主主要成分，在在各植物器器官中的含含量变化很很大，见表表4?/FFONT3表4-2 不同植植物、器官官中蛋白质质含量（） 针叶、阔阔叶3.5 9.22苔藓4.5 8.0禾木
27、科植物物茎杆3.5 4.77蛋白质的元元素组成除除碳、氢、氧氧外，还含含有氮（平平均为100），某某些蛋白质质中还含有有硫（0.3?/FONTT2.44）或磷磷（0.88）。蛋蛋白质是由由各种氨基基酸构成的的。一般含氮化化合物易为为微生物分分解，生物物体中常有有一少部分分比较简单单的可溶性性氨基酸可可为微生物物直接吸收收，但大部部分的含氮氮化合物需需要经过微微生物分解解后才能被被利用。（4）树脂脂、蜡质、脂脂肪、单宁宁、灰分物物质树脂、蜡质质、脂肪等等有机化合合物均不溶溶于水，而而溶于醇、醚醚及苯中，都都是复杂的的化合物。单宁物质有有很多种，主主要都是多多元酚的衍衍生物，易易溶于水，易易氧化，
28、与与蛋白质结结合形成不不溶性的，不不易腐烂的的稳定化合合物。木本本植物木材材及树皮中中富含单宁宁，而草本本植物及低低等生物中中则含量很很少。植物残留体体燃烧后所所留下的灰灰为灰分物物质，其主主要元素为为钙、镁、钾钾、钠、硅硅、磷、硫硫、铁、铝铝、锰等，此此外还有少少量的碘、锌锌、硼、氟氟等元素。这这些元素在在植物生活活中有着巨巨大的意义义。土壤有机质质的矿质化化 一、矿化过过程及影响响因素 （一） 土壤有机机质的矿化化过程 土土壤有机质质的矿化过过程：土壤壤有机质在在微生物作作用下，分分解为简单单的无机化化合物的过过程。 土土壤有机质质的矿化过过程分为化化学的转化化过程、活活动物的转转化过程和
29、和微生物的的转化过程程。这一过过程使土壤壤有机质转转化为二氧氧化碳、水水、氨和矿矿质养分（磷磷、硫、钾钾、钙、镁镁等简单化化合物或离离子），同同时释放出出能量。这这一过程为为植物和土土壤微生物物提供了养养分和活动动能量，并并直接或间间接地影响响着土壤性性质，同时时也为合成成腐殖质提提供了物质质基础。 (11)土壤有有机质的化化学的转化化过程 土土壤有机质质的化学的的转化过程程的含义是是广义的，实实际上包括括着生物学学及物理化化学的变化化。1. 水的的淋溶作用用：降水可可将土壤有有机质中可可溶性的物物质洗出。这这些物质包包括简单的的糖、有机机酸及其盐盐类、氨基基酸、蛋白白质及无机机盐等。约约占5
30、10水水溶性物质质淋溶的程程度决定于于气候条件件（主要是是降水量）。淋淋溶出的物物质可促进进微生物发发育，从而而促进其残残余有机物物的分解。这这一过程对对森林土壤壤尤为重要要，因森林林下常有下下渗水流可可将地表有有机质（枯枯落物）中中可溶性物物质带入地地下供林木木根系吸收收。2. 酶的的作用：土土壤中酶的的来源有三三个方面：一是植物物根系分泌泌酶，二是是微生物分分泌酶，三三是土壤动动物区系分分泌释放酶酶。土壤中中已发现的的酶有500?/FOONT660种。研研究较多的的有氧化还还原酶、转转化酶和水水解酶等。酶酶是有机体体代谢的动动力，因此此，可以想想象酶在土土壤有机质质转化过程程中所起的的巨大
31、作用用。(2)土壤有机机质活动物物的转化过过程从从原生动物物到脊椎动动物，大多多数以植物物及植物残残体为食。在在森林土壤壤中，生活活着大量的的各类动物物，如温带带针阔混交交林下每公公顷蚯蚓可可达2588万条等，可可见活动物物对有机质质的转化起起着极为重重要的作用用。1. 机械的转化化：动物将将植物或残残体碎解，或或将植物残残体进行机机械的搬进进及与土粒粒混合，均均可促进有有机物被微微生物分解解。 2. 化学的转化化：经过动动物吞食的的有机物（植植物残体）未未被动物吸吸收部分，经经过肠道，以以排泄物或或粪便的形形式排到体体外，已经经经过动物物体内分解解或半分解解。土壤动动物中蚯蚓蚓的分解作作用最
32、大，因因此，在某某种程度上上，可用土土壤中蚯蚓蚓的数量来来评价土壤壤肥力的高高低。 (3)土壤有机机质的微生生物转化过过程土壤有机质质的微生物物的转化过过程是土壤壤有机质转转化的最重重要的，最最积极的进进程。1 微生物物对不含氮氮的有机物物生转化不不含氮的有有机物主要要指碳水化化合物，主主要包括糖糖类、纤维维素、半纤纤维素、脂脂肪、木素素等、简单单糖类容易易分解，而而多糖类则则较难分解解；淀粉、半半纤维素、纤纤维素、脂脂肪等分解解缓慢，木木素最难分分解，但在在表性细菌菌的作用下下可缓慢分分解。 （CC6H10O5）n+nnH2onC6H12O6葡萄糖在在好气条件件下，在酵酵母菌和醋醋酸细菌等等
33、微生物作作用下，生生成简单的的有机酸（醋醋酸、草酸酸等）、醇醇类、酮类类。这些中中间物质在在空气流通通的土壤环环境中继续续氧化，最最后完全分分解成二氧氧化碳和水水，同时放放出热量。 土土壤碳水化化合物分解解过程是极极其复杂的的，在不同同的环境条条件下，受受不同类型型微生物的的作用，产产生不同的的分解过程程。这种分分解进程实实质上是能能量释放过过程，这些些能量是促促进土壤中中各种生物物化学过程程的基本动动力，是土土壤微生物物生命活动动所需能量量的重要来来源。一般般来说，在在嫌气条件件下，各种种碳水化合合物分解形形成还原性性产物时释释放出的能能量，比在在好气条件件下所释放放的能量要要少得多，所所产
34、生的CCH4、H2等还原物物质对植物物生长不利利。2 微生物物对含氮的的有机物转转化 土壤中中含氮有机机物可分为为两种类型型：一是蛋蛋白质类型型，如各种种类型的蛋蛋白质；二二是非蛋白白质型，如如几丁质、尿尿素和叶绿绿素等。土土壤中含氮氮的有机物物在土壤微微生物作用用下，最终终分解为无无机态氮（NNH4+?/FOONTNN和NO33-N）水解过程程蛋白质在在微生物所所分泌的蛋蛋白质水解解酶的作用用下，分解解成为简单单的氨基酸酸类含氮化化合物。蛋白质 水解蛋白白质 消化蛋蛋白质 多肽 氨基酸 氨化过过程 蛋白质质水解生成成的氨基酸酸在多种微微生物及其其分泌酶的的作用下，产产生氨的过过程。氨化化过程
35、在好好气、嫌气气条件下均均可进行，只只是不同种种类微生物物的作用不不同。硝化过程程 在通气气良好的情情况下，氨氨化作用产产生的氨在在土壤微生生物的作用用下，可经经过亚硝酸酸的中间阶阶段，进一一步氧化成成硝酸，这这个由氨经经微生物作作用氧化成成硝酸的作作用叫做硝硝化作用。将将硝酸盐转转化成亚硝硝酸盐的作作用称为亚亚硝化作用用。 硝化化过程是一一个氧化过过程，由于于亚硝酸转转化为硝酸酸的速度一一般比氨转转化为亚硝硝酸的速度度快得多，因因此土壤中中亚硝酸盐盐的含量在在通常情况况下是比较较少的。亚亚硝化过程程只有在通通气不良或或土壤中含含有大量新新鲜有机物物及大量硝硝酸盐的发发生，从林林业生产上上看，
36、此过过程有害，是是降低土壤壤肥力的过过程，因此此应尽量避避免。 反硝化化过程 硝态氮氮在土壤通通气不良情情况下，还还原成气态态氮（N22O和N2），这种种生化反应应称为反硝硝化作用。3 微生物物对含磷有有机物的转转化 土壤中中有机态的的磷经微生生物作用，分分解为无机机态可溶性性物质后，才才能被植物物吸收利用用。 土土壤中表层层有26?/FOONT550是以以有机磷状状态存在，主主要有核蛋蛋白、核酸酸、磷脂、核核素等、这这些物质在在多种腐生生性微生物物作用下，分分解的最终终产物为正正磷酸及其其盐类，可可供植物吸吸收利用。 在嫌嫌气条件下下，很多嫌嫌气性土壤壤微生物能能引起磷酸酸还原作用用，产生亚
37、亚磷酸，并并进一步还还原成磷化化氢。4 微生物物对含硫有有机物的转转化 土壤壤中含硫的的有机化合合物如含硫硫蛋白质、胱胱氨酸等，经经微生物的的腐解作用用产生硫化化氢。硫化化氢在通气气良好的条条件下，在在硫细菌的的作用下氧氧化成硫酸酸，并和土土壤中的盐盐基离子生生成硫酸盐盐，不仅消消除硫化氢氢的毒害作作用，而且且能成为植植物易吸收收的硫素养养分。 在在土壤通气气不良条件件下，已经经形成的硫硫酸盐也可可以还原成成硫化氢，即即发生反硫硫化作用，造造成硫素散散失。当硫硫化氢积累累到一定程程度时，对对植物根素素有毒害作作用，应尽尽量避免。 进进入土壤的的有机质是是由不同种种类的有机机化合物组组成，具有有
38、一定生物物构造的有有机整体。其其在土壤中中的分解和和转化过程程不同于单单一有机化化合物，表表现为一个个整体的动动力学特点点。植物残残体中各类类有机化合合物的大致致含量范围围是：可溶溶性有机化化合物（糖糖分、氨基基酸）5?/FOONT110，纤纤维素155?/FFONT60，半半纤维素110?/FONTT30，蛋白质质2?/FONTT15，木素55?/FFONT30。它它们的含量量差异对植植物残体的的分解和转转化有很大大影响。 据据估计，进进入土壤的的有机残体体经过一年年降解后，22/3以上上的有机质质的二氧化化碳的形式式释放而损损失，残留留在土壤中中的有机质质不到1/3，其中中土壤微生生物量占
39、33?/FFONT8，多多糖、多糖糖醛酸苷、有有机酸等非非腐殖质物物质占3?/FOONT88，腐殖殖质占100?/FFONT30。植植物根系在在土壤中的的年残留量量比其他地地上部分稍稍高一些。二、影响矿矿化的因素素1、有机残残体的组成成状况 （1）有有机残体的的物理状态态：一般情况下下，多汁幼幼嫩新鲜的的绿肥易分分解。 （2）有有机残体的的化学成分分。一般情况下下，阔叶比比针叶快；叶片比残残根快，豆豆科比禾本本科快。 （3 ）有有机残体的的碳氮比 用C/NN 表示。 微生物吸吸收1份氮氮，就要吸吸收5份碳碳用于构成成自身细胞胞，同时要要消耗200份碳作为为生命活动动的能量。微微生物分解解需有机
40、质质的C/NN为25：1。2、外界条条件 外外界条件通通过制约微微生物的活活动，而影影响有机质质的转化。 （1）最适温度：2030度。 （2）湿度和通气状况：在田间持水量的60%最好。 （3）土壤pH：细菌最适pH6.57.5，放线菌中性到为碱性，真菌酸性到中性条件有机质的腐腐殖化一、腐殖化化过程1、腐殖质质是有机质质分解过程程中的中间间产物，在在微生物的的作用下，经经过生物化化学过程，合合成的一种种暗色的含含N的、稳稳定的、复复杂的高分分子化合物物，是一种自自然的形成成物。 2、形形成过程 大体包包括2个阶阶段 第一阶阶段：产生生腐殖质分分子的各个个组成成分分。如多元元酚、氨基基酸、多肽肽等
41、有机物物质。 第二阶阶段：由多多元酚和含含氮化合物物缩合成腐腐殖质单体体分子。此此缩合过程程包括两步步： 首先是是多元酚在在多酚氧化化酶作用下下氧化为醌醌： 然后醌醌和含氮化化合物（氨氨基酸）缩缩合，最后后腐殖质单单体分子继继续缩合成成高级腐殖殖质分子。二、土壤腐腐殖质的基基本性质及及组成 土土壤腐殖质质是褐色或或暗褐色的的，芳香族族结构的。具具有多官解解团的含氮氮的、复杂杂的高分子子有机化合合物。 如如前所述，土土壤腐殖质质是土壤有有机质经腐腐殖化过程程由土壤有有机质的矿矿质化过程程分解的简简单有机化化合物缩合合而成的。是是土壤养分分的储存库库，是土壤壤肥力的重重要指标。 人人们对土壤壤腐殖
42、质的的研究较早早，在十九九世纪初，由由于人们认认识和研究究的局限性性，曾一度度认为植物物直接靠吸吸收腐殖质质而生存和和生长；直直到十九世世纪中叶，德德国化学家家李比希提提出植物矿矿物营养学学说，才从从根本上推推翻植物营营养腐殖质质学说，（大大伊乐，11809）认认为植物吸吸收的是矿矿物质营养养元素，土土壤腐殖质质必须经微微生物的分分解，变成成简单的无无机化合物物才能被植植物吸收。这这为土壤腐腐殖质的进进一步研究究打下了基基础，具有有划时代意意义。（一） 土土壤腐殖质质的分组及及存在状态态1. 土壤腐殖质质的分组 土壤腐殖质质是一类组组成和结构构都十分复复杂的天然然高分子化化合物（聚聚合物），各
43、各类腐殖质质分子大小小虽不相同同，但其性性质相似，要要深入研究究腐殖质的的性质，就就必须把它它从土壤中中分离提取取出来，但但此项工作作十分困难难。目前一一般所用的的方法就是是先把土壤壤中分解或或部分分解解的动植物物残体分离离掉，通常常用水浮选选、手挑和和静电吸附附法移去，然然后用不同同溶液来浸浸提土壤，把把腐殖质分分为三个组组分：富里里酸组（黄黄腐酸）、胡胡敏酸组（褐褐腐酸）和和胡敏素（黑黑腐素）。这这里浸提剂剂十分重要要，理想的的浸提剂应应具备：11）对腐殖殖酸的性质质没有影响响或影响极极小；2）能获得得均匀的组组分；3）具有较较高的提取取能力，能能将腐殖酸酸几乎完全全分离出来来。但是，由由
44、于腐殖酸酸的复杂性性以及其组组成上的非非均质性，能能满足所有有这些条件件的浸提剂剂尚未找到到。 在在分离土壤壤中植物残残体时，还还可用密度度为1.88g/cmm3或2.0gg/cm3重液，可可以更有效效地除尽这这些残体，被被移去的这这部分有机机物质称为为轻组，而而留下的土土壤组成称称为重组。然然后根据腐腐殖质在碱碱、酸溶液液中的溶解解度再划分分为胡敏酸酸、富里酸酸、胡敏素素等三个组组分。腐殖酸的主主要组成是是胡敏酸和和富里酸，通通常占腐殖殖酸总量的的60左右右。富里酸酸包括克连连酸和阿波波克连酸。胡胡敏素是胡胡敏酸的同同素异构体体，它的分分子量较小小，并因其其与矿质部部分紧密结结合，以致致失去
45、水溶溶性和碱溶溶性，胡敏敏素在腐殖殖酸中所占占的比例不不大，所以以不是腐殖殖酸的主要要部分。目目前对胡敏敏酸和富里里酸的研究究较多。但但需特别指指出的是，这这些腐殖物物质组分仅仅仅是操作作上的划分分，而不是是特定的化化学组分的的划分。土壤腐殖质质一般情况况下以游离离态腐殖质质和结合态态腐殖质两两种状态存存在。土壤壤中游离态态腐殖质很很少，绝大大多数是以以结合态腐腐殖质存在在。即腐殖殖质与土壤壤无机组成成，尤其是是粘粒矿物物和阳离子子紧密结合合，以有机机无机复合合体的方式式存在。通通常52%98的土土壤有机质质集中在粘粘粒部分。结合态腐殖质一般分三种状态类型。1）腐殖质与矿物成分中的强盐基化合成
46、稳定的盐类，主要为腐殖酸钙和镁。2）腐殖质与含水三氧化化物如AL2O3XH2OFe2O3YH2O化合成复杂的凝胶体。3）与土壤粘粒结合成有机无机复合体。土壤有机无机复合体的形成过程十分复杂。通常认为范德华力、氢键、静电吸附、阳离子键桥等是土壤有机无机复合体键合的主要机理。有机无机复复合体形成成过程中可可能同时有有两种或更更多种机理理起作用，主主要取决于于土壤腐殖殖质类型、粘粘粒矿物表表面交换性性离子的性性质、表面面酸度、系系统的水分分含量等等等。我国南南方酸性土土壤中主要要是Fe、AL离子键键结合的腐腐殖质，这这种结合具具有高度的的坚韧性，有有时甚至可可以把腐殖殖质和砂粒粒结合起来来，但不一一定具备水水稳性，所所以对土壤壤团粒状结结构形成和和提高肥力力上关系不不十分巨大大。我国北北方的中性性和石灰性性土壤主要要以Ca离子键键结合的腐腐殖质为主主，具有较较强的水稳稳性，对改改善土壤结结构和提高高肥力有重重要意义。尤尤其在农业业土壤上显显得特别重重要。 （二） 土壤腐殖殖酸的性