(3)土壤pH 细菌最适pH 6.5～7.5，放线菌稍高，真菌较低。
pH 低于5.5，高于8.5，一般微生物都不太适宜。
(4)质地 ：质地愈粘重，愈难分解，腐殖化系数愈高。 (5)其它条件：土壤盐浓度低于0.2%，无重金属污染等。
第三节 土壤腐殖物质的形成和性质
一、土壤腐殖质形成
（一）腐殖化作用(humification) 腐殖质(humus) ：土壤腐殖质是土壤中一类性质稳定，成
四、土壤腐殖酸的性质
1. 物理性质(physical property) (1) 分子量、形状、颜色
A、分子量：很大，几至几百万。分子量大小与单体和聚合度有关。
Humin > HA > FA。
B、形状：短棒形，疏松多孔，似海棉；比表面积远比粘土矿物和
金属氧化物的大。
C、颜色：分子量愈大，颜色愈深（HA分子量大，褐色；FA 分子
腐殖物质：由多酚和多醌类物质聚合而成； 含芳香环结构，黄色至棕黑色，非晶形高分子
有机化合物； 最难降解，一般占土壤有机质的60-80%。
非腐殖物质：有特定理化性质、结构已知； 约占土壤腐殖质的20-30%； 碳水化合物、蛋白质和氨基酸、脂肪、蜡
质、木质素、核酸等； 相对容易被降解，存在时间短； 氮、磷、硫营养重要。
2.组成 土壤有机质
动植物残体及微生物体 上二类的分泌物、排泄物及中间分解产物 腐殖质（稳定的高分子化合物）：主体。
土壤腐殖质（soil 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。 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。
有机质的形成分为两个阶段：
第一阶段：分解阶段：有机残体降解产生产生了合成腐殖 质原始材料：
（1）芳香核：主要由木质素降解所产生。 多元酚理论
酚类氧化成醌所产生。
（较为盛行）
（2）支链化合物：一些含氮的有机化合物，如氨基酸、肽 类等。
第二阶段：合成阶段：将分解转化的基本材料在微生物作 用下经过缩合和聚合合成结构复杂的腐殖质。
二、土壤腐殖质-粘土矿物复合体
腐殖质
游离态 结合态
很少 占绝大多数
有机质与粘粒矿物和阳离子结合，形成有机无机复合体； 52-98%的土壤有机质集中在粘粒部分。
粘土矿物-腐殖质复合体
三、土壤腐殖酸的分组
去除了动植物 残体细土样
用稀碱 （NaOH）
土壤
水浮选、手挑、静 电吸附或采用比重 1.8或2.0重液浮选
土壤有机质的化学成分:
纤维素 半纤维素 木质素 蛋白质 脂肪、树脂等
% 2－10
0－2
30－50 28－35
1－8
第二节 土壤有机质的分解和转化
矿质化过程（Mineralization） 指复杂的有机质在微生物的作用下，转化为简单的无
机物(H2O；CO2等)并释放出能量的过程。
有机质
酶
微生物
无机物
CO 2和H2O 矿质养分
能量
一、碳水化合物的矿质化
多糖
单糖
水解酶作用
CO2+H2O+heat(多） 好气条件下 有机酸——heat（少） 半嫌气条件 CH4、H2、H2S+heat（极少）嫌气
己糖>淀粉>半纤维素>纤维素；糖类物质的分解是土壤中 生物物活动的主要能源（生物热）。（4~5千卡热/g有机物）
氮因素值：100克有机质分解时固定无机氮的克数。
激发作用**（ Priming effect)：土壤
中加入新鲜有机物质会促进土壤原有 有机质的降解，这种矿化作用称之激 发作用。
激发效应可以是正、也可以是负。
2.土壤环境条件（微生物活动条件）
(1)土壤温度(temperature) 25－35℃条件下，M活动最为旺盛，利于OM矿质化
(3)植物残体的碳氮比（C/N） 土壤微生物的C/N比值平均为8:1，即吸收1份N需要8份C， 但微生物代谢的C只有1/3进入微生物细胞，其余的以CO2释 放．因此，微生物同化1份N到体内，须要约24份的C。 当有机残体的C/N＞25:1时，其N源不足，须从土壤中吸收无 机N来补充（氮的生物固定），造成与植物对N源的暂时性 竞争，有机质分解慢。
一、土壤有机质的来源
土壤
森林土 自壤 然 土 壤 草原土
壤
耕作土壤
有机质来源
枯枝落叶
地上部和地 下部根系 施有机肥， 作物根茬
特点
数量少；累积于地表：从上到下 锐减；富含木质素，形成的有机 质疏松、有弹性；形成富含单宁 的酸性有机质（适于真菌活动）
数量多；分布较深，从上到下逐 渐减少；木质素少，纤维素多， 累积紧实，无弹性；形成中性有 机质（适于细菌活动）
当有机质C/N降至25:1以下，分解加快，同时释放出无机N。
植物残体C/N变化大，禾本科秸杆C/N多大于30:1。施用 水稻、玉米、麦类等高C/N秸杆，分解初期应避免氮 的“生物固定”。方法是： 1）堆腐一段时期再施用； 2）配施适量氮化肥（一般秸杆300-400kg/mu，配施 N 3-4kg/亩） 。
危害：在低温、嫌气条件下,有机酸变为CO2和H2O的过程受 到阻碍,产生有机酸的累积,从而造成植物根系萎缩、腐烂。
如：甲酸3.2×10-3 M、乙酸4.6×10-3 M、 正丁酸7×10-4 M， 就会对植物根系产生较严重的危害。
解决办法：排水晒田、施草木灰（中和酸、补充K素） 有机肥施用前进行堆沤。
土壤有机质
5%
0.5%
0.5-2.0% 7%
OM% ＞4.00 水田% 1.29 旱地% 3.14
四川土壤有机质含量（%）
3.01－4.00 2.01－3.00 1.01－2.00 0.61－1.00
6.19
39.9
51.99
0.63
5.52
18.72
46.26
24.66
＜0.60 0.004 1.10
(1)元素组成(elementary composition)
有机质水分占75%，干物质占25%。
干物质中元素组成(%) :
C H O N和灰分元素
44 8 40
8
（C/N为10左右）
(2)化学组成(chemical composition)
有机物料的化学组成： 碳 水 化 合 物 ： 约 占 60% ， 纤 维 素 和 半 纤 维 素 为 主 ， 少 量淀粉和糖类。 木 质 素 ： 占 10% ～ 30% ， 平 均 25% ， 木 本 植 物 较 多 ， 草 本植物较少，难分解，腐殖质的主要来源。 蛋白质等含氮化合物：占1～15%，平均10%。 脂蜡质、单宁等：占1～8%，平均5%。 灰分：燃烧后留下的灰，草本多于木本，占2～7% 。
第三章 土壤有机质 和生物
第一节 土壤有机质的来源、组成和类型
什么是有机质 以各种形态存在于土壤中的各种含碳有机化合物。 广义：包括一切生物体及其分解或合成的各种产物。 狭义：通过微生物转化合成的有机物质即腐殖质。
概念：土壤有机质(soil organic matter)
土壤中的各种动植物残体，在土壤生物的作用下形成的一类 特殊的、复杂的、性质比较稳定的高分子化合物(腐殖质)。
牛粪：牛粪质地细密，含水量高，通气性差，腐熟缓慢，肥效 迟缓，发酵温度低，属冷性肥料。为加速分解，可将鲜牛粪 稍加晒干，再加马粪或羊粪混合堆沤，可得疏松优质的肥料 。如混入钙镁磷肥或磷矿粉，肥料质量更高。牛粪中碳素含 量高、氮素含量低，碳氮比大，施用时要注意配合使用速效 氮肥。牛粪一般只作基肥使用。
分、结构极其复杂的高分子化合物。 腐殖化作用(humification)：进入土壤中的有机质又重新合
成腐殖质的过程。 腐殖化过程也就是有机碳从一种有机碳形式转化为另一种
有机碳形式，也叫有机碳的周转。它是一种极端复杂的 生物过程。
土壤腐殖质形成途径
（二）土壤腐殖化过程---腐殖质的形成过程（假说阶段） 腐殖化过程是以微生物为主导的生物和生化过程，还有一 些纯化学过程。
分解，提供作物所需养分。
(2)土壤湿度和通气状况(soil humidity and aeration status) 要求水分充足而通气良好。
水少气多:好气, M活动旺盛,OM矿质化分解,释放养分 水多气少:嫌气, M活动受抑制, OM腐殖化合成腐殖质
最适水气状况为：即田间持水量的60～80%，按土水势-300～1000hPa（百帕）或mbar（毫巴）。 干湿交替(wetting and drying cycle)有利于有机质的分解与转化。
二、含氮化合物的矿质化
蛋白质
多肽
氨基酸
氨NH3
同化吸收
硝酸根NO3-
蛋白酶
肽酶
氨化细菌
硝化细菌
水解作用 （hydrolyzation)
氨化作用（ ammonification)
硝化作用（ nitrification)
任何条件下
好气条件下
N素的生物固定或有效化过程与有机物C/N比密切相关: C/N＞25时，产生N素生物固定 C/N＜25时，产生N素有效化。
数量少，累积于耕作层；受人为 培肥措施影响大。
二、土壤有机质的存在形态
存在形态： 动、植物残体
半分解的动、植物残体 腐殖物质（85-90%）
三、土壤有机质的含量和组成
1.含量 一般把耕层含有机质20%以上的土壤，称为有机质土壤，在20%以下的
土壤，称为矿质土壤(mineral soil)。耕作土壤表层有机质通常在5% 以下。 土壤有机质含量与气候、植被、地形、土壤类型、农耕措施密切相关。 目前，我国土壤有机质含量普遍偏低。总体而言，北方土壤有机质含量 高于南方土壤。