04第四讲土壤有机质07.ppt
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1、1,大气圈,生物圈,土壤营养库,Soil-Plant-Air Continuity,岩石风化物,2,第二章 土壤有机质,Organic matter,土壤有机质:存在于土壤中所有含碳的有机物质,包括动植物残体、微生物,及其分解和合成的各种有机物质。,3,一、主要内容,组成与来源 土壤微生物 分解与转化 腐殖质的形成与性质 有机质的管理,4,二、基本问题,土壤有机质累积是土壤形成的标志 有机质的形成与转换过程是有机界和无机界联系的纽带 有机质的形成与转化中使能量进入土壤 有机质含量的多少决定着土壤性质 土壤有机质含量变化影响到全球变化过程,5,土壤生态系统中物质循环,6,7,三、来源与组成,来源
2、:生物体(植物、动物、微生物)、施肥、工农业和生活用水、废渣、有机农药等 组成:C(5258)、O (3439)、 H (3.34.8)、 N (3.74.1),还有P和S。C/N比约为10 类型:非特异性(碳水化合物、木质素、蛋白质等)和土壤腐殖质(Humic substances) 含量:从不足0.5到20以上变化,与气候、植被、地形、土类和耕作方式关系密切。,8,土壤有机质类型及特点,土壤有机质是进入土壤的所有机物质 非特异性有机质结构简单且已知的一些有机化合物、蛋白质、糖类、有机酸 形成腐殖质的物质基础、养分来源、能量来源,土壤腐殖质是在微生物作用下由多酚类物质聚合成而形成的高分子有机
3、化合物 在结构和性质有共同点、最难降解,为土壤有机质的 呈黄色、棕黑色,结构简单物质,结构复杂物质,9,土壤有机质变化,植物残体进入土壤几个月,可溶性部分很快矿化,或形成微生物。经1年左右降解,2/3有机质已CO2形式释放。 木质素等植物残体碳分解缓慢,以腐殖质形式存在于土壤中,占剩余1/3有机质的1030 土壤中的有机质比近地表有机质分解慢,10,土壤中的生态系统,大量微生物存在于土壤中,以土壤有机质为食物和能量来源,11,Soil is alive For example, in 1g of soil: 100,000,000 bacterial cells 11,000 species
4、of bacteria Also fungi and larger animals,12,Macrofauna: Soil Engineers,13,Termite,Snail,Earthworm,Vole,Soil Animals,Centipede,Pseudoscorpion,白蚁,田鼠,假蝎,14,Decomposition (shredding residues) Mixing soil (aeration),Soil animals are important for,15,Mesofauna: Soil predators, pathogens, herbivores,16,So
5、il mesofauna,Nematodes,Mites,螨虫,17,Microorganisms: Soil process controllers,18,Soil microorganisms,Fungi,Bacteria,Fungi,19,Fungi,Filamentous growth,What are the advantages of filamentous habit?,20,Fungi,Filamentous growth Functionally critical!,-Wood degrading -Mycorrhizal association myco (fungus)
6、+ rhiza (root) (Symbiotic structure formed by a fungus plus a plant),21,四、土壤微生物,土壤微生物是有机质分解与转化的重要推动者,有细菌、真菌和放线菌等类型 细菌 单细胞 形状多样 自养/异养 喜湿好/嫌气 真菌 单/多细胞 丝状 异养 耐酸好气 放线菌 单细胞 异养 耐干旱高温 好气 藻类 低等植物 光合作用 湿润 光照足,22,土壤微生物,根据对营养和能源要求,微生物有化能有机营养型、化能无机营养型、光能有机营养型、光能无机营养型。 根据呼吸特点,好气性微生物有氧呼吸、厌氧性微生物的无氧呼吸、兼厌氧性微生物兼性呼吸,2
7、3,影响微生物活动的因素,温度:影响微生物的活性 水分及有效性:影响溶液浓度、渗透压 酸碱度:有最适范围 土壤通气状况及氧化还原电位 生物因素:微生物本身特性 土壤管理措施:耕作和化学物质,24,土壤微生物的分布,不同土壤类型中生存有不同的微生物 黑钙土棕壤灰化土 水稻土砖红壤 土壤剖面层中微生物的数量和种类不同 由表层向下逐渐减少,25,五、土壤有机质的分解转换,简单有机化合物 碳氢化合物2O2 CO22H2O能量 实质:简单化过程;养分和能量释放过程 动力:微生物活动。好气时迅速彻底,嫌气时缓慢有中间产物,极嫌气时有还原物H2 CH4形成(不利于植物),酶,氧化,26,碳素循环模式,27,
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