土壤地理學》教案第3章--第1講目的與要求1、掌握土壤礦物質的種類、土壤礦物質的粒級與性質；2、土壤質地的概念、類型，沙土類的肥力狀況。重點和難點1、重點：土壤礦物質的種類、土壤礦物質的粒級與性質。2、難點：土壤質地的概念、類型，沙土類的肥力狀況。教具及參考資料《土壤學》（南方版）西南農大主編、《土壤學》，黃昌勇主編主要教學方法講授法第3章土壤肥力的物質基礎土壤肥力：土壤肥力是一個復合型的概念，它是指：土壤滿足和協(xié)調植物生長發(fā)育所需要的營養(yǎng)條件和環(huán)境條件的能力。營養(yǎng)條件：礦質養(yǎng)料、有機養(yǎng)料、水份；環(huán)境條件：水、熱、氣及其土壤對植物的機械支持力。那么，土壤肥力是怎樣產生的呢？它產生于土壤的物質組成及其組成份的相互作用上：土壤固體部分占土壤的50％礦物質：重量占80?90%，體積占38%。有機質：重量占3?5%，體積占12%土壤生物：重量占：0.68%~0.068%?？紫恫糠滞寥揽諝猓赫俭w積的15?35%占土壤的50％土壤水份：占體積的15?35%。從上面的構成情況，我們可以看出，土壤的組成特點：1是：土壤是固、液、氣的三相體系，以固相為主，固相中又以礦物質為主。2是：土壤中各組分不是固定不變，而是互為消長的關系，正是這種組分的變化，產生了土壤肥力的變化，產生了千差萬別的肥力現(xiàn)象。本章分別討論土壤的這些組分的情況。第1節(jié)土壤礦物質土壤礦物質的種類土壤礦物質按成因的不同，分為原生礦物和次生礦物兩大類型。1.1原生礦物概念：凡起源于巖漿，存在于巖漿巖中，在風化作用和成土作用只改變了形狀、大小，而以原來的化學組成和內部構造存在于土壤中的一類礦物。種類：主要有石英、長石、云母、角閃石、輝石等；其次有少量橄欖石、磷灰石、赤鐵礦等。特點：原生礦物顆粒較為粗大，多為土壤沙粒和粉沙粒，少量破壞強烈的也可以形成土壤粘粒。對土壤的貢獻：一方面構成土壤骨架，另一方面，儲藏著植物所需的除c、N以外的所有養(yǎng)分。1.2次生礦物概念：原生礦物在風化作用和成土作用中強烈的分解破壞，破壞后的殘體又重新聚合而產生的一類新礦物。種類：游離硅酸、鐵鋁氧化物、次生鋁硅酸鹽、各種簡單的鹽類（碳酸鹽、硫酸鹽、氯化物）

特點：顆粒直徑非常細?。╲0.005mm）,是土壤粘粒的主要成分。對土壤的貢獻：參與土壤骨架的構成；形成土壤礦質膠體，產生土壤的通氣透水性和保水保肥性。土壤礦物質的粒級與性質2.1土粒分級含義：土粒分級指：將土粒假定為球形，以其直徑大小的差異將不同的土粒分為若干組分級意義：土粒大小不同，其礦物類型、化學成分、和物理性質都不同：礦物種類：p28礦物種類：p28圖2－2隨著化學成分：p29圖2－3隨著物理性質：P29表2－4隨著2.2分級類型SiAiFeCaMgKP土壤最大分子持水量毛管水上升高度可塑性土粒分級的方式有很多種，有國際制的，有英國制、有美國制，也有中國制和蘇聯(lián)制的。前三種人為性太強，未廣泛采用；中國制的不完善；我國目前主要采用蘇聯(lián)制的。蘇聯(lián)制的－－又稱為卡慶斯基制，其分類方法為：粗礫石細礫石粗沙粒中沙粒細沙粒粗粉沙粒中粉沙粒細粉沙粒粗粘粒細粘粒膠粒礫石類沙粒類粉沙粒類粘粒類膠粒類物理性沙粒物理性粘粒2.3粒級性質沙粒類：多為原生礦物；在土壤中呈單粒；通氣透水強，保水保肥弱；無粘結性，可塑性。粘粒類：多為次生礦物；在土壤中呈復粒；通氣透水弱，保水保肥強；粘結性，可塑性強。粉沙粒類：既有原生礦物，也有次生礦物；既有單粒，也有復粒；有一定的通氣透水性和保水保肥性；微具粘結性和可塑性。土壤質地3.1概念土壤質地是指依據(jù)土壤中各粒級土粒含量的重量百分數(shù)來劃分的土壤類型。既是一種土壤分類，如：根據(jù)土壤中沙粒20％；粉沙粒50％；粘粒30％來進行的土壤分類。3.2土壤質地類型土壤質地的劃分方法也很多，也有國際制、美國制、中國制和蘇聯(lián)制的，基于同樣的原因，我國目前采用的還是蘇聯(lián)制的，（我國第二次土壤普查用的就是蘇聯(lián)制的分類法）。蘇聯(lián)－－－卡慶斯基簡制質地類型，將質地分為三類九種：名稱物理性粘粒％松砂土0?5砂土類緊砂土5?10壤砂土10?20輕壤土20?30土壤質地壤土類中壤土30?45重壤土45?60輕粘土60?75粘土類中粘土75?85重粘土85?100除上述分類方法外，還有一個附加的礫石含量分類標準：礫石含量＜0.5%非礫質土；0.5~5.0%輕礫質土；5.0~10.0%中礫質土；＞10%重礫質土。此外，國際制，卡慶斯基祥制、美國制、英國制等，我們就不再討論了。土壤質地與肥力的關系土壤質地與肥力的關系非常密切，土壤質地狀況要影響土壤的通氣透水和保水保肥性，影響土壤養(yǎng)分的含量，是評價土壤肥力高低的首要指標。下面，我們分別討論這三種土壤質地的肥力狀況。3.3.1沙土類沙土類的土壤主要分布于新疆、青海、內蒙、寧夏、甘肅等我國的西北地帶；在內地則主要分布于大型江、河兩岸的遠河處，及某些沙性山坡地上。主要類型有：沙沙土、冷沙土、羊毛沙土、羊肝石土、茶末土等。生產中，農民所稱的這些名稱的土壤，其質地類型就屬于沙土類的土壤。我們從水、熱、氣、肥這四個因素來看砂土的肥力表現(xiàn)。水：透水強，保水弱，土體常呈干燥狀態(tài)，這種土壤易旱不易澇。氣：砂土通氣良好，土體內氧氣豐富，有利于根系的呼吸作用，不易積累還原有毒物質。熱：土體內常水多氣少，熱容量小，土壤穩(wěn)溫性弱，土溫變幅大。生產表現(xiàn)：早春土溫回升快，土溫高于其他土類，有利于大春作物播種，農民稱之為“熱性土”，但怕“倒春寒”，寒潮一來凍害比其他土類都嚴重。肥：砂土土層薄，沙粒多，礦質養(yǎng)分少；同時，有機質分解快，積累少，有機養(yǎng)分也少。所以，砂土總體養(yǎng)分少。且保肥力弱，土壤對肥料的緩沖力弱，供肥猛但持速時間短，農民總結：“少施一把草，多施立即倒”。所以，砂土需少量多次地施用各種肥料。耕種性：砂土松散易耕作，但耕作質量不高（耕作效果不明顯）；作物根系易下扎展布，但固著困難，苗子易倒伏。砂土總的特點可歸納為：“四不?！保翰槐Ｋ?，不保肥，不保苗，不保收。農民描述：沙多土太少，灌水馬上跑，手捏不成團，莊稼矮又小。（手模很粗糙，水肥都跑掉，糧食產量低，土質宜改造）。宜種性：一般宜種生育期短的耐旱耐瘠的作物，特別適合種植洋芋、紅苕、地瓜、花生等塊根塊莖類作物。在造林方面，應選擇耐旱耐瘠的松樹，槐樹、楊樹、木麻黃等樹種，不適合其他樹種的生長。砂土總的來說是一種低產土壤，在生產中需要改良。砂土的改良有兩個基本辦法：（1）客土摻泥，引洪漫淤；可增加土壤粘粒，改沙為壤。（2）增施有機肥，種植綠肥，改良土壤結構，通過改良結構來提高土壤肥力?！锻寥赖乩韺W》教案第3章--第2講目的與要求1、掌握粘土及壤土類的肥力狀況；了解土壤的質地層次。2、掌握土壤微生物的類型和特點；了解土壤微生物的數(shù)量特點及分布特點。重點和難點1、重點：土壤微生物的類型和特點。2、難點：粘土及壤土類的肥力狀況。教具及參考資料《土壤學》（南方版）西南農大主編、《土壤學》，黃昌勇主編主要教學方法講授法3.3.2粘土類：粘土類的土壤主要分布在平原洼地，山間盆地和湖積平原地區(qū)。主要類型有黑膠泥，黃膠泥，大土泥，豆瓣泥，死黃泥等。水：透水弱，排水不良，易澇害；同時，土壤抗旱力不高。（毛管強烈，土壤水份易被持速高溫、陽光所蒸發(fā)）。氣：通氣不良，土體內氧氣不足，影響根系呼吸作用；同時，易積累還原有毒物質，土壤毒性重。熱：土壤常水多氣少，熱容量大，穩(wěn)溫性強，土溫變幅小。生產表現(xiàn)：早春土溫回升慢，影響大春作物播種（播種時間推遲），農民稱之為“冷性土”。但抗寒潮的能力強于其他土類。肥：粘土土層厚，粘粒多，礦質養(yǎng)分豐富；有機質分解慢，積累多，有機養(yǎng)分多；總體養(yǎng)分多；且土壤保肥力強，對肥料的緩沖力強，供肥遲緩，生產表現(xiàn)：作物苗期常由于養(yǎng)分不足而長勢矮小，后期養(yǎng)分過多易貪青晚熟。耕作性：粘土土粒結持緊密，粘重難耕，干硬濕粘，耕作阻力大，農民歸納：天晴一把刀，下雨一包糟，干時犁不動，濕時粘犁梢。植物根系不易下扎展布，但固著堅挺，苗子不易倒伏。宜種性：粘土適合種植生育期長的需水需肥多的作物，如稻、麥、棉、玉米等都能在粘土上良好的生長。此外，由于粘土土質緊實，林木根系不易正常發(fā)育，除柳板栗、梨樹外，大多數(shù)林木在粘土上生長不良。粘土總的特點是：僵、硬、死、粘；養(yǎng)分豐富，但供肥遲緩，不能滿足作物對養(yǎng)分的需要。粘土的改良辦法也有兩個：（1）客土摻沙，翻砂壓淤，增加土壤中沙粒的含量，改粘為壤。該法直接改良土壤質地。（2）增施有機肥，種植綠肥，改良結構，通過改良土壤結構來提高土壤肥力。3.3.3壤土類：壤土類的土壤分布最為廣泛，各種地形均有分布，是面積最大、分布最廣的一類土壤。主要類型有半沙半泥土，半沙半泥田，沙泥土、沙泥田、二土泥，二泥土等。它的主要性質：介于砂土和粘土之間，兼具兩者優(yōu)點，克服兩者缺點，為最佳質地：若用語言來描述：不粘，不沙；不松不緊；既能爽水透氣，又能蓄水保肥；土溫適宜，耕性良好，宜種廣泛，為最佳質地。農民總結：不粘又不沙，手捏可成團，種稻稻子好，種瓜瓜味甜。所以，生產中，質地改良，就是要通過客土摻泥或客土摻沙把砂土和粘土改良為壤土。3.4土壤的質地層次涵義：土體內，土壤質地類型是呈差異層次分布的，這種現(xiàn)象，就叫做土壤的質地層次。質地層次，控制了整個土體的水、熱、氣、肥的運行轉化，對植物的生長有更為全面而深刻的影響。生產中也要注意調節(jié)。母質具有層次性，所形成的土壤也就具有了層次性。（坡積、洪積、沖積）質地層次的產生原因：水的淋溶作用，將上層粘粒淋至土體下部淀積，形成上沙－－下粘的層次。組合類型：3.4.1上沙－－下粘型表層：砂土－－輕壤通氣透水強，接納雨水充分，土壤沖刷小，有機質分解快，有效養(yǎng)分多，植物根系易展布。底層：重壤－－輕粘緊實，有托水托肥的效果，且毛管強烈，有回潤能力。即有“夜潮”現(xiàn)象。這種組合，生產反映良好，植物長勢好，土壤抗侵蝕能力強，農民稱為“蒙金土”。3.4.2上粘－－下沙型表層：重壤－－輕粘緊實，降水流失多，土壤沖刷大，底層水土流失嚴重，有機質分解慢，養(yǎng)分少，作物根系不易下扎展布。底層：砂土－－輕壤疏松，漏水漏肥嚴重。這種組合，生產反映不良，前期不發(fā)小苗，后期易脫肥。農民稱之為“表跑底漏”需翻沙壓淤。改良質地。夾層型：沙夾粘，或粘夾沙型。影響機制同上，影響結果隨各層厚度而變化。第2節(jié)土壤生物土壤生物：土壤中各種生物的總稱。土壤中生物類型很多，大體上可以分為4個區(qū)系：土壤微生物區(qū)系：包括土壤細菌，土壤放線菌、土壤真菌。有的資料把“藻類”也歸入。土壤微動物區(qū)系：包括原生動物、線蟲、輪蟲等。土壤動物區(qū)系：包括昆蟲、甲蟲、螞蟻、蝸牛、蜘蛛、田鼠、蚯蚓等。土壤植物區(qū)系：包括低等植物和高等植物的根系。在土壤生物中，以微生物區(qū)系對土壤的代謝能力影響最大，所以，我們主要討論微生物區(qū)系的情況。土壤微生物的類型和特點土壤細菌：土壤中單細胞的原核生物體。特點：形態(tài)上，形體極小(v0.005mm)，外觀呈桿狀，球狀，螺旋狀，顯微鏡下：(2)細菌具有無性繁殖的方式，繁殖時，形體延長后一分為二，并且，繁殖周期很短，所以細菌具有很強的繁殖能力。如：很多細菌每20分鐘就要繁殖一次，經過24小時后，后代總數(shù)就可達到1700萬個，一周后，其體積將超過地球。(3)在營養(yǎng)方式上，根據(jù)所需碳源和能源的不同可分為自養(yǎng)菌和異養(yǎng)菌兩類：自養(yǎng)菌：碳源來自于空氣中的C02；能源來自于陽光、或氧化土壤中的無機物獲得。如：消化細菌，硫化細菌。異養(yǎng)菌：碳源和能源均來自于分解其他的生物殘體。異養(yǎng)菌中，又根據(jù)分解殘體時是否需要呼吸氧氣將其分為三類：好氣菌：分解殘體時，必須呼吸氧氣，如芽孢桿菌，高溫纖維菌；厭氣菌：不需要氧氣，有氧氣反而生長不良甚至死亡。如甲烷細菌，丁酸細菌兼厭氣菌：有O2無O2均能良好生長，如螢光極毛桿菌。(4)細菌的種類多，適應能力強，地球表面除高溫高壓的環(huán)境外，任何地方都有細菌的生長。土壤放線菌：土壤中多細胞菌絲體態(tài)的原核生物。特點：(1)形態(tài)上為多細胞菌絲體態(tài)。顯微鏡下：放線菌生活史與細菌相似，但放線菌均為嚴格的好氣性異養(yǎng)型營養(yǎng)，耐干旱，喜中性，對酸性敏感。是草原土壤的優(yōu)勢種群。分解復雜的有機物如纖維素、半纖維素有較強的能力。土壤真菌：土壤中既有單細胞的，又有多細胞菌絲體態(tài)的真核微生物。特點：1）形態(tài)上，既有單細胞的，如酵母菌：又有多細胞菌絲體態(tài)的，如霉菌；此外，還有一類特殊的形態(tài)蕈子類，如蘑菇，木耳。是菌絲體的緊密聚合態(tài)。（2）真菌生活史較復雜，有有性繁殖的方式。也均為好氣性異養(yǎng)型營養(yǎng)，喜歡潮濕、通氣的環(huán)境，對PH不敏感。是森林土壤的優(yōu)勢種群。分解復雜的有機物如木質素有較強的能力。土壤微生物的數(shù)量特點土壤微生物的個體數(shù)量很大，并且以細菌最多，放線菌次之，真菌最少；但生物量很小，且以真菌最大，細菌和放線菌相當。微生物的總體重量占土壤的比例很小，一般為0.068~0.68%之間。有數(shù)量少作用大的特點。微生物的數(shù)量不是固定不變的，而是隨著環(huán)境的變化而變化，它有兩個變化規(guī)律：一般：南方>北方；同一土壤：夏季>冬季。（這是溫度和水份差異的原因）。土壤微生物的分布特點土壤中的微生物在土壤中呈非均勻分布態(tài)，它受水份、養(yǎng)料、通氣狀態(tài)的影響，有下面一些分布規(guī)律：（1）絕大多數(shù)微生物分布在土壤礦質顆粒和有機質顆粒的表面；（2）微生物以高等植物根系周圍分布最多（3）在同一個土壤剖面中，微生物有聚集于表面的垂直分布趨勢。（4）土壤中各種“微環(huán)境”共存，滋養(yǎng)了各種類型微生物的生長。《土壤地理學》教案第3章--第3講目的與要求1、了解土壤微生物的作用及影響土壤微生物生長的因素。2、掌握土壤有機質的來源狀態(tài)、成分和轉化方式重點和難點1、重點：土壤有機質的來源狀態(tài)、成分。2、難點：礦化作用和腐化作用的概念及過程。教具及參考資料《土壤學》（南方版）西南農大主編、《土壤學》，黃昌勇主編主要教學方法講授法4.土壤微生物的作用1?土壤微生物在土壤形成過程中具有固N的先鋒作用。2.微生物在生物小循環(huán)中有重要作用：光合死亡微生物分解小循環(huán)是:NPKCaMgS植物體有機殘體NPKCaMgS將有限的養(yǎng)分無限地循環(huán)起來3?微生物在土壤腐殖質的形成中有決定性作用。微生物在分解動植物殘體時，要產生很多維生素、氨基酸、植物激素，可豐富植物營養(yǎng)，刺激植物生長，增強植物的抗病蟲害的能力。它的不利方面:5?不利方面：土壤中含有許多使人和動植物感病的病原菌，如沙門氏桿菌、破傷風桿菌等。土壤中一些微生物可以作用于硝酸鹽和硫酸鹽，并使之還原，揮發(fā)至空氣中損失，亦可毒害植物根系。影響土壤微生物生長的因素土壤含水量：要求含水量適宜，過多過少微生物都生長不好。土壤通氣性：影響微生物的群落類型，通氣性好，土體中O2豐富，則好氣性微生物發(fā)育，厭氣性微生物受阻；反之，則好氣性微生物受阻，厭氣性微生物發(fā)育。土壤溫度：一般在0?35C的范圍內，隨著溫度的提高，微生物的活性增強，繁殖速度加快。所以，微生物良好的生長，要求一個較高而適宜的土壤溫度。有機養(yǎng)料：土壤有機質含量越高，微生物的養(yǎng)料就越多，微生物的生長就越好。土壤pH值：各種PH下均能生長，但一般以微酸一微堿的環(huán)境適合大多數(shù)微生物的生長。土壤中的其他生物：土壤中的生物類型是很多的，著重討論一下蚯蚓。蚯蚓：通稱“地龍”，屬毛足綱、寡毛目的一類動物。生活習性：以帶有機物的土粒為食，喜歡潮濕、通氣且富含有機質和Ca質的中性土壤；不耐干旱霜凍、鹽堿和強酸性的環(huán)境。對土壤的主要作用：可改良土壤結構，因為其排泄物就是一種團粒結構，可使土壤疏松多孔，增強土壤的通氣透水的能力；可加厚土壤耕作層，蚯蚓有翻動攪拌土層的作用，使耕作層變厚，有“生物犁”的說法；可以活化土壤養(yǎng)分，養(yǎng)分經蚯蚓腸道改造后，有效性大為提高。蚯蚓的作用都是很好的，生產中，可將蚯蚓數(shù)量的多少作為評價土壤肥力高低的一個綜合性指標，土壤中蚯蚓越多，說明土壤肥力越高；反之，土壤肥力就越低。第3節(jié)土壤有機質有機物：既復雜的含C化合物。土壤有機質：既土壤中復雜的含C化合物。一般來說，土壤有機質含量少，多介于2?3％，并且將<5%稱為礦質土，>5%稱為有機質土。與微生物相似，它也有含量少，但作用大的特點。土壤有機質的來源狀態(tài)與成分植物殘體：莖、葉凋落物和殘留根系。來源：施入土壤中的有機肥料；土壤中動物和微生物的殘體。狀態(tài)：混合態(tài)：土壤中未分解的或半分解的殘體與土壤礦質顆粒機械地混合在一起。游離態(tài)：土壤溶液中溶解的少量有機質（主要有單糖、有機酸、氨基酸）呈游離態(tài)。復合態(tài)：動植物殘體經微生物分解后又重新合成的腐殖質與土壤粘粒復合存在（占有機質總量的90％左右）。腐殖質：既兩種腐殖酸：胡敏酸和富里酸。成分：｛生物殘體：：不含N的有機物：單糖、雙糖、淀粉、纖維素、半纖維素、木質素單寧、樹脂、脂肪等。*含N的有機物：蛋白質、氨基酸、幾丁質、葉綠素等?！龊琍的有機物：核酸、磷脂、植素、肌醇磷等。?含S的有機物：某些氨基酸含S,入胱氨酸、旦氨酸等。土壤有機質的轉化方式以化學的觀點來看，自然界物質的轉化有兩種方式：復雜的物質－－簡單分解方式礦質化（方式）過程簡單的物質－－復雜合成方式腐殖化（方式）過程礦質化過程－－簡稱礦化作用概念：土壤有機質在微生物的作用下，被分解為CO2和H2o,并釋放礦質養(yǎng)料（nh4、h2po4、SO42-、K）的過程。特點：礦化作用是分階段進行的：成為進入自然因素人為因素生物死亡后－－生物殘體－－土壤－－－－－－－－－破碎殘體＋土壤充分混合－風霜雨雪耕作栽培比表面增大微生物分泌胞外酶微生物吸入體內部分建造機體部分氧化土壤有機質中間產物O2、H2O、NH4第一階段（簡單的糖類、有機酸類）第二階段K、H2pO4-（中間產物階段）（最終產物階段）2.1.1不含N有機質的礦化淀粉酶纖維素酶好氣、快CO2、H2O；多量能量淀粉、纖維素－－－－－－－－－－單糖厭氣慢有機酸、CH4、CO；少量能量（丁酸、乳酸）脂肪酶好氣慢CO2、H2O、多量能量脂肪－－－－－丙三醇＋脂肪酸（酶一一CO2、H2O）厭氣漫長的脫氧作用一一碳氫化合物一一土壤瀝青好氣，長時間作用一一復雜的有機酸CO2、H2O單寧、樹脂、木質素（長期停留在土壤中、或淋失）土壤瀝青（極難分解的）厭氣，還原為多元酚類化合物－－醌類化合物－－腐殖質單體分子所以，不含N的有機物，以糖類、淀粉較易分解，以木質素、單寧樹脂難以分解。2.1.2含N有機物的礦化：含N有機物的礦化在土壤中一般較易進行，如：蛋白酶水解氨化酶氨化硝化作用蛋白質氨基酸nh4no3微生物酶微生物幾丁質氨基葡萄糖NH4+葡萄糖歸納：“關于礦化作用”：礦化作用是有機質的分解方式，其作用進程具有階段性。該階段性取決于土壤含水量和通氣性：當土壤含水適宜且通氣良好時，礦化作用快而較為完全，中間產物積累少，釋放的養(yǎng)分多，有利于植物營養(yǎng)；當土壤淹水或水多氣少通氣不良時，有機質分解慢而不完全，除釋放少量養(yǎng)分外，還給土壤遺留有機酸、碳氫化合物、土壤瀝青等有害物質。腐殖化過程－－簡稱腐化作用概念：微生物分解有機質產生的中間產物再經微生物作用而合成腐殖質的過程。腐殖質的合成機制還不完全清楚，目前，主要有以下幾種說法：植物成分形成學說：腐殖質是植物成分（木質素）稍加改變而成。細胞自溶學說：生物死亡后，細胞自溶產生的殘體經縮合、聚合而形成。微生物合成學說：微生物在體內合成類似腐殖質的高分子化合物，死亡后釋放在土壤中而形成。生物－化學學說：目前，討論最多的方式，重點掌握。腐化作用的機制目前還不完全清楚，比較公認的說法是生物－化學學說：該學說認為，腐殖質是分兩個階段來完成的：第一階段－－中間產物形成階段：微生物酶微生物酶有機殘體多元酚、糖類、氨基酸C02、H20、NH4、H2PO4、K能量第二階段－－合成腐殖質的階段：（該階段分4個步驟）酚氧化酶多元酚化合物醌類化合物酶催化或純化學反應（縮合作用）醌類化合物腐殖質的單體分子聚合作用n個腐殖質的單體分子－－－－－復雜的環(huán)狀化合物縮合作用復雜的環(huán)狀化合物+側鏈（糖類、氨基酸類）腐殖質特點：整個過程都有微生物的參與，微生物是土壤中合成腐殖質的根本動力；凡是影響微生物生命活動的因素最終都將影響腐殖質的合成。一般來說，厭氣的條件下，中間產物積累多，形成的腐殖質也多?！锻寥赖乩韺W》教案第3章--第4講目的與要求1、掌握影響有機質轉化的因素。2、掌握土壤腐殖質的概念、類型和化學特征。3、掌握土壤有機質在農業(yè)生產中的作用。重點和難點1、重點：土壤腐殖質的概念、類型；土壤有機質在農業(yè)生產中的作用2、難點：土壤腐殖質的化學特征。教具及參考資料《土壤學》（南方版）西南農大主編、《土壤學》，黃昌勇主編主要教學方法講授法2.3影響有機質轉化的因素2.3.1土壤濕度和通氣狀況若濕度適宜且通氣良好時：好氣性微生物發(fā)育，厭氣性微生物受阻，有機質礦化分解快，釋放養(yǎng)分多，有利于植物營養(yǎng)；但中間產物積累少，不利于腐化作用，不利于土壤肥力不斷的提高。若濕度過大通氣不良時，厭氣性微生物發(fā)育，好氣性微生物受阻，有機質礦化分解慢，釋放養(yǎng)分少，不利于植物營養(yǎng)；但中間產物積累多，有利于腐殖質的合成，有利于土壤肥力不斷的提高。土壤溫度：在0?35C的范圍內，隨著T的提高，微生物的活性增強，有機質的轉化速度加快（礦化、腐化都要加快）。所以，一般夏季有機質消耗加快，冬天減緩。土壤pH值：pH在6?7.5的范圍內，適合大多數(shù)微生物的活動，有機質的轉化加快。故：強酸或強堿性土壤中有機質的轉化受阻（轉化變慢）。有機殘體的組成與物理狀態(tài)：組成：含單糖、淀粉、蛋白質多的殘體容易轉化；含單寧、樹脂、木質素多的殘體難以轉化。殘體C/N：指殘體中C素總量/N素總量之比，該比值的大小對轉化有影響。影響原因：微生物本身的C/N為5:1，而微生物每利用1份C建造機體，還要額外消耗4份C作為能源，故微生物良好的生長要求殘體的C/N為20?25：1。若C/N〉20~25:1則殘體對于微生物來說，C多N少，微生物的繁殖受阻，有機質的分解慢，分解的結果不會給土壤積累N素，反而出現(xiàn)微生物與植物爭奪土壤原有N素的現(xiàn)象。形成的腐殖質也少。C/N<20~25:1則對微生物來說，顯現(xiàn)C少N多，微生物的繁殖加快，殘體的分解快，分解的結果要給土壤積累多余N素，該多余的N素除供給植物營養(yǎng)外，還可加速土壤原有老化有機質的分解更新，這種現(xiàn)象稱之為“起爆效應”。這種影響，對生產有一定的指導意義：生產中，實行秸稈還田時（稻草、玉米桿、麥桿），由于C/N太高，高達80?90：1，為加速其分解，避免與植物爭N，要注意補施速效N肥。要大力種植綠肥，利用其C/N比小的特點，（15~20：1），給土壤積累N素，并利用“起爆效應”加速土壤老化有機質的分解更新。土壤腐殖質腐殖質的概念和類型概念：土壤腐殖質是通過微生物的作用，在土壤中新合成的一類含N的、具有芳香核復雜結構的高分子化合物。類型：（1）按顏色分：黃色腐殖質、棕色腐殖質和黑色腐殖質三大類型，顏色越深，品質越好。（2）按溶解性差異分：胡敏酸（HA）：溶于堿但不溶于酸的那部分腐殖質；富里酸（FA）：既溶于堿也溶于酸的那部分腐殖質。任何一種土壤中，即有胡敏酸，也有富里酸，所以土壤腐殖質實質上是胡敏酸和富里酸的混合物。這兩種腐殖酸在品質上有很大的差異：胡敏酸（HA）富里酸（FA）顏色不同黑色或棕色黃色分子量和功能團不同大多小少帶電量和酸堿性不同多弱少強由于性質不同，對土壤肥力的貢獻也就不同，胡敏酸對肥力的貢獻遠大于富里酸。而任何土壤中都即有胡敏酸又有富里酸，所以胡敏酸與富里酸的比值可以作為評價土壤腐殖質品質好壞的一個指標。一般：HA/FA比值越大，說明整個土壤腐殖質的分子量大，功能團多，帶電量高，謂之：芳構化程度高，膠體品質好。反之，說明土壤腐殖質分子量小，功能團少，帶電量低，謂之：芳構化程度低，膠體品質不良。該比值有個變化規(guī)律：HF/FA：從東－－西黑土－－黑鈣土－－栗鈣土－－灰鈣土－－漠土從北－－南暗棕壤－－棕壤－－黃棕壤－－紅、黃壤－－磚紅壤水田>旱地>自然土壤腐殖質的化學特征腐殖質的元素組成骨干元素：C、H、O其余元素：N、P、S、Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、Mo、Co等，含除K外的全部植物生長發(fā)育所需的養(yǎng)分（因為K不能形成有機化合物的穩(wěn)定成分，故腐殖質中也不含K,但它可吸附K離子，所以，它帶有全部植物生長發(fā)育所需的養(yǎng)分元素）。分子結構：主要包括三大部分：（1）中心為C網結構：以醌型芳香核物質為核心所構成的。（2）表面帶有許多功能團：帶有甲氧基（「OCH3）、羧基（一COOH）、羥基（一0H）、氨基（一NH2）、羰基（一c=o）等功能團。（3）側鏈上有含N組成部分和糖類殘基。所以，腐殖質的分子量很大（達幾千?幾萬），分子形狀呈球形或短柱形，內部為C網的交聯(lián)構造。3.3帶電性電荷來源：來自于功能團的解離。等電點：胡敏酸PH3.2；富里酸pH2.6一般來說，土壤PH>2.6或3.2；土壤腐殖質以帶負電占絕對優(yōu)勢，可吸附陽離子，產生保肥功能。吸水性腐殖質是一種疏松的C網結構，表面帶有許多親水基團，因而具有強大的吸水能力，它可從空氣中吸收約自身重量90％的水份；與水接觸后可吸收保持約自身重量500％的水份。所以可使土壤保水能力極大的提高。穩(wěn)定性和排毒性腐殖質具有很強的生物穩(wěn)定性和一定的化學穩(wěn)定性，礦化率一般小于1％/年，可在土壤中長期存在（富里酸可存在200?700年，胡敏酸可存在800?3000年，生物殘體6個月），故腐殖質在土壤中可較長期維持土壤一個較高的肥力水平。排毒性：腐殖質可絡合多種重金屬離子，從而減輕或消除重金屬污染；還可吸附或催化降解多種殘留農藥，減少殘留農藥的污染。土壤有機質在農業(yè)生產中的作用土壤有機質在農業(yè)生產中即有直接的促進作用，也有間接的改良作用。直接作用：提供養(yǎng)分和刺激植物生長。表現(xiàn)在（1）土壤有機質是植物養(yǎng)分的一個貯存庫。作為養(yǎng)分的貯存庫：a、土壤有機質含有全部植物生長發(fā)育所需的各種養(yǎng)分，包括：C、H、ON、P、K、S、Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等b、這些養(yǎng)分是隨有機質的分解逐步釋放的，所以，它供肥平穩(wěn)，持續(xù)時間長，不會出現(xiàn)猛發(fā)和脫肥的現(xiàn)象，如：CO2：植物每年吸收的CO約有30%來自于土壤有機質分解釋放的CO2N：植物每年吸收的N約有95%來自于土壤有機質分解釋放的NP：植物每年吸收的P約有20?50%來自于有機質分解釋放的PS：植物每年吸收的S約有50?90%來自于有機質分解釋放的S所以，有機質養(yǎng)分全，供肥穩(wěn)；但與化肥相比，它養(yǎng)分含量低，當季作物肥效不很明顯。（2）土壤有機質還可豐富植物營養(yǎng)，刺激植物的生長。有機質在土壤中轉化時，要產生很多維生素、氨基酸、植物激素等物質，如維Bl、B2、B6,吲哚乙酸，旦氨酸；這些物質可豐富植物營養(yǎng)，刺激植物的生長，提高植株抵抗病蟲害的能力。此外，胡敏酸中的醌在一定條件下可還原為多元酚。醌————多元酚：多元酚是一種呼吸酶，可強化植株的呼吸作用，提高新陳代謝的能力。多元酚還可促進植株體內還原糖的積累，提高細胞滲透壓，提高抗旱力；還原糖的積累還有助于提高作物品質。（所以，土壤中豐富的胡敏酸，有助于高效優(yōu)質農業(yè)的發(fā)展）。間接作用：可改良土壤性狀。（1）可提高土壤的保水保肥能力。提咼保水力：土壤礦質粘粒的持水率為50~60%；其中約一半不能被植物吸收利用；而土壤腐殖質的持水率為500％，且絕大部分可被植物吸收利用。提高保肥力：土壤礦質粘粒吸附陽離子能力弱，一般5?60m.e/100克土；土壤腐殖質吸附陽離子的能力很強，一般300?450m.e/100克土。故，有機質可極大的提高土壤的保水保肥能力。（2）可改良土壤的結構性和耕性：粘土：粘土的主要問題的土粒的粘結力太強，易粘結成塊，土壤易板結；而有機質的粘結力比粘粒小11倍左右，隨著粘土中有機質含量的提高，整個土壤就變得疏松多孔，使通氣透水性提高，耕作阻力變小，耕性變好。砂土：砂土的主要問題是土粒的粘結力太小，彼此不粘結，通氣孔穴多，毛管孔穴少。有機質可填充通氣孔穴，促使其轉化為毛管孔穴，提高土壤的保水保肥能力。所以，前面我們講了，砂土或粘土改良有兩個基本辦法，一個就是種植綠肥，增施有機肥，可改良土壤的結構，通過改良結構來改良土壤的性質。此外，有機質還有很多其它方面的作用，如：可提高土壤的緩沖性，腐殖質是一種有機弱酸，有抵抗土壤溶液PH值改變的能力；可減輕或消除土壤污染，腐殖質可絡合多種重金屬離子，避免重金屬離子進入生物鏈的循環(huán)；腐殖質還可吸附并催化降解多種殘留農藥，減少殘留農藥的污染；可提高土溫；腐殖質顏色深，可增加土壤吸熱，有利于提高土溫。總之，有機質對植物生長和土壤性質都有良好的作用，提高土壤中有機質的含量，可促進農業(yè)生產?！锻寥赖乩韺W》教案第3章--第5講目的與要求1、了解土壤有機質農業(yè)調節(jié)的目的、方法2、掌握土壤膠體的概念、種類、結構和性質重點和難點1、重點：土壤膠體的概念、種類和結構。2、難點：土壤膠體的性質。教具及參考資料《土壤學》（南方版）西南農大主編、《土壤學》，黃昌勇主編主要教學方法講授法有機質的農業(yè)調節(jié)5.1調節(jié)目的（1）增加土壤有機質的含量，改良土壤性質，增加有機養(yǎng)分，有利農業(yè)生產；（2）促進保肥：促進有機質的腐殖化，增加腐殖質的積累，使土壤肥力不斷提高。供肥：促進有機質的礦質化，增加養(yǎng)分的釋放，供應植物營養(yǎng)。這兩者是相互矛盾的，調節(jié)有機質，就是要使這兩者協(xié)調的發(fā)展。5.2調節(jié)的方法：（1）增施有機肥，增加土壤有機質的含量。生產表現(xiàn)：土壤有機質的含量<9%時，隨著有機質含量的提高，作物產量也隨之提高；土壤有機質含量>9%時，兩者的關系不明顯。我國土壤中有機質的含量一般介于1.5~3%左右，所以，增施有機肥，增加有機質的含量，使我國農業(yè)的一個主要的增產措施。也就說：生產中大量施用動物糞尿、堆肥、廄肥綠肥、秸稈還田即可改良土壤，又可提高作物產量。（2）調節(jié)土壤水、氣狀況，控制有機質的轉化方向。該方法原理：土壤若水多－氣少，則有機質行腐化而積累；土壤若水少－氣多，則有機質行礦化而釋放。具體方法：給土壤適時的灌水、或排水；適時翻耕，適時的曬田、炕土等，都可調節(jié)土壤的水氣比例，從而，調節(jié)土壤中有機質的轉化方向。農民總結：早耕有碗油，晚耕光骨頭，就是這個道理。（3）合理的輪、間、套作方法原理：種植的作物不同，產生的凋落物不同，形成的土壤有機質的種