范文一:土壤有机质(有机碳)的测定
土壤有机质的测定[以风干基表示]
油浴加热重铬酸钾氧化——容量法
1 方法提要
在加热条件下,用过量的重铬酸钾-硫酸溶液氧化土壤有机碳,多余的重铬酸钾用硫酸亚铁铵标准溶液滴定,以样品和空白消耗重铬酸钾的差值计算出有机碳量。因本方法与干烧法对比只能氧化90%的有机碳,因此,将测得的有机碳乘以校正系数1.1,再乘以常数1.724(按土壤有机质平均含碳58%计算),即为土壤有机质含量。
2 适用范围
本方法适用于有机质含量低于150g·kg-1的土壤有机质的测定。
3 主要仪器设备
3.1 油浴锅:用紫铜皮做成或用高度约20cm~26cm的不锈钢锅代替,内装固体石蜡(工业用)。
3.2 硬质试管:18~25mm×200mm;
3.3 铁丝笼:大小和形状与油浴锅配套,内有若干小格,每格内可插入一支试管;
3.4 滴定管:10.00、25.00mL;
3.5 温度计:300oC
3.6 电炉:1000W;
4 试剂
4.1重铬酸钾-硫酸溶液[C(1/6K2Cr2O7)= 0.4mol·L-1]:称取40.0g重铬酸钾溶于600mL~800mL水中,用滤纸过滤到1L量筒内,用水洗涤滤纸,并加水至1L。将此溶液转移至3L大烧杯中;另取1L密度为1.84的浓硫酸,慢慢地倒入重铬酸钾水溶液中,不断搅动。为避免溶液急剧升温,每加约100mL浓硫酸后可稍停片刻,并把大烧杯放在盛有冷水的大塑料盆内冷却,当溶液温度降到不烫手时再加另一份浓硫酸,直到全部加完为止。
4.2 重铬酸钾标准溶液[c(1/6K2Cr2O7)= 0.2000mol·L-1]:准确称取130oC烘2~3小时的重铬酸钾(优级纯)9.807g,先用少量水溶解,然后无损地移入1000mL容量瓶中,加水定容。
4.3硫酸亚铁铵溶液[c(Fe(NH4)2(SO4)2·6H2O)= 0.2mol·L-1]:称取硫酸亚铁铵78.4g,溶
解于600mL~800 mL水中,加浓硫酸20mL,搅拌均匀,加水定容至1000mL(必要时过滤),贮于棕色瓶中保存。此溶液易被空气氧化而致浓度下降,每次使用时应标定其准确浓度。
硫酸亚铁铵溶液的标定:吸取0.2000mol·L-1重铬酸钾标准溶液20.00mL于150mL三角瓶中,加浓硫酸3mL~5mL和邻菲啰啉指示剂2~3滴,用硫酸亚铁铵溶液滴定,根据硫酸亚铁铵溶液消耗量计算硫酸亚铁铵溶液的准确浓度。
c?
式中: c1?V1 V2
c——硫酸亚铁铵标准溶液的浓度,mol·L-1;
c1——重铬酸钾标准溶液的浓度,mol·L-1;
V1——吸取的重铬酸钾标准溶液的体积,mL;
V2——滴定时消耗硫酸亚铁铵溶液的体积,mL。
4.4 邻菲啰啉(C12HgN2·H2O)指示剂
称取邻菲啰啉1.49g溶于含有1.00g硫酸亚铁铵Fe(NH4)2(SO4)2·6H2O]的100mL水溶液中。此指标剂易变质,应密闭保存于棕色瓶中。
5 分析步骤
称取通过0.25mm孔径筛的风干试样0.05g~0.5g(精确到0.0001g,称样量根据有机质含量范围而定),放入硬质试管中,然后从滴定管准确加入10.00mL 0.4mol·L-1重铬酸钾-硫酸溶液,摇匀并在每个试管口插入一玻璃漏斗。将试管逐个插入铁丝笼中,再将铁丝笼沉入已在电炉上加热至185oC~190oC的油浴锅内,使管中的液面低于油面,要求放入后油浴温度下降至170oC~180oC,待试管中的溶液沸腾时开始计时,此刻必须控制电炉温度,不使溶液剧烈沸腾,其间可轻轻提起铁丝笼在油浴锅中晃动几次,以使液温均匀,并维持在170oC~180oC,5min?0.5min后将铁丝笼从油浴锅中提出,冷却片刻,擦去试管外的油液。把试管内的消煮液及土壤残渣无损地转入250mL三角瓶中,用水冲洗试管及小漏斗,洗液并入三角瓶中,使三角瓶内溶液的总体积控制在50mL ~60mL。加3滴邻菲啰啉指示剂,用硫酸亚铁铵标准溶液滴定剩余的K2Cr2O7,溶液的变色过程是橙黄——蓝绿——棕红。如果滴定所用硫酸亚铁铵溶液的毫升数不到下述空白试验所耗硫酸亚铁铵溶液毫升数的1/3,则有氧化不完全的可能,应减少土壤称样量重测。
每批分析时,必须同时做2个空白试验,即称取大约0.2g灼烧过的浮石粉或土壤代替土样,其他步骤与土样测定相同。
特别注意:油浴用锅应根据材质不同定期强制更换,以防止石蜡渗漏引发火灾。
6 结果计算
有机质,g·kg-1?c?(V0?V)?0.003?1.724?1.10?1000 m
中: V0——空白试验所消耗硫酸亚铁铵标准溶液体积,mL;
V ——试样测定所消耗硫酸亚铁铵标准溶液体积,mL;
c ——硫酸亚铁铵标准溶液的浓度,mol·L-1;
0.003——1/4碳原子的毫摩尔质量,g;
1.724——由有机碳换算成有机质的系数;
1.10——氧化校正系数;
m——风干试样的质量,g;
1000——换算成每kg含量。
平行测定结果用算术平均值表示,保留三位有效数字。
7 精密度
平行测定结果允许相差
有机质含量(g·kg-1)
允许绝对相差(g·kg-1)
8 注释
1)由于此法与干烧法对比只能氧化约90%的有机质,所以在计算分析结果时应乘上一个氧化校正系数1.1。
2)测定土壤有机质必须采用风干样品。因为水稻土及一些长期渍水的土壤,由于较多的还原性物质存在,可消耗重铬酸钾,使结果偏高。
3)一般土壤中的氯化物对有机质的测定结果影响不大,可不考虑采用Ag2SO4消除干扰。以氯化物为主的盐土等在测定有机质时,可同时测定氯离子含量后扣除。在土壤Cl:C比为5:1以下时,可采用如下方式校正:
土壤含碳量(g·kg-1)≈未经校正土壤含碳量(g·kg-1)-[土壤Cl含量(g·kg-1)/12]
4)加热时,产生的二氧化碳气泡不是真正沸腾,只有在真正沸腾时才能开始计算时间。
5)如样品的有机质含量超过150g·kg-1,由于称量过少,难以得到准确的分析结果。遇此情况时,一是可采用增加H2SO4—K2Cr2O7溶液的用量,同时带空白另做;也可以用固体稀释法将灼烧土与样品充分混匀,称量,计算时扣除稀释倍数。
6)样品处理过程中,应注意用静电吸附等方法挑除土壤样品中的植物根叶等有机残体。
7)用Fe2+滴定Cr2O72-,当H2SO4的浓度保持在c(1
H2SO4)=2mol·L-1~
3mol·L-1时,滴定曲线的突跃范围为0.85 V~1.22V。指示剂变色敏锐,若增加K2Cr2O7-H2SO4用量时,滴定前应加水稀释。
8)如果土壤施用了风化煤粉或含有煤屑的城市垃圾,采用本方法测定,可能会出现有机质含量迅速升高的假象。这是由不属于土壤有机质的高度缩合c引起的,应特别注意。
9)不同土壤有机质含量的称样量:
有机质含量(g·kg-1)
10)如果需要提供烘干基含量,可测定土壤水分进行折算。折算公式为:
土壤有机质(烘干基),g·kg-1=土壤有机质(风干基),g·kg-1×100/(100-ω(H2O)) 式中:ω(H2O)为风干土水分含量,%。
试样质量(g)
范文二:有机质定义和来源
有机质定义和来源
土壤有机质是指存在于土壤中的所含碳的有机物质。它包括各种动植物的残体、微生物体及其会分解和合成的各种有机质。土壤有机质是土壤固相部分的重要组成成分,尽管土壤有机质的含量只占土壤总量的很小一部分,但它对土壤形成、土壤肥力、环境保护及农林业可持续发展等方面都有着极其重要作用的意义。 土壤有机质是指土壤中含碳的有机化合物。土壤中有机质的来源十分广泛。土壤有机质可分成腐蚀质和非腐蚀质。微生物是土壤有机质的最早来源。 植物残体包括各类植物的凋落物、死亡的植物体及根系。这是自然状态下土壤有机质的主要来源。对森林土壤尤为重要。森林土壤相对农业土壤而言具有大量的凋落物和庞大的树木根系等特点。中国林业土壤每年归还土壤的凋落物干物质量按气候植被带划分,依次为:热带雨林,亚热带常绿阔叶林和落叶阔叶林,暧温带落时阔时林,温带针阔混交林,寒温带针叶林。热带雨林凋落物干物质量可达16700Kg/(km2·a),而荒漠植物群落凋落物干物质量仅为530kg/(nm2·a) 动物、微生物残体包括土壤动物和非土壤动物的残体,及各种微生物的残体。. 这部分来源相对较少。但对原始土壤来说,微生物是土壤有机质的最早来源。 排泄物和分泌物土壤有机质的这部分来源虽然量很少,但对土壤有机质的转化起着非常重要的作用。
废水废渣人为施入土壤中的各种有机肥料(绿肥、堆肥、沤肥等),工农业和生活废水,废渣等,还有各种微生物制品,有机农药等。
范文三:有机质
有机质是指含有生命机能的有机物质。土壤有机质(腐殖质)泛指土壤中来源于生命的物质。包括:土壤微生物和土壤动物及其分泌物以及土体中植物残体和植物分泌物。有机质的矿化作用:有机质在生物作用下分解为简单的无机化合物的过程。小型:(体长
基本信息
中文名:有机质
外文名:soil organic matter
概念:土壤有机质
组成:主要有五类有机化合物和灰分物质
定义:含有生命机能的有机物质
作用:矿化作用、腐殖化作用
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土壤板结
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生物菌肥
生物有机肥
壤土
枯草芽孢杆菌
来源
正在加载微生物
1.高等植物(地上部和地下部).
2.土壤中的动物.
3.土壤中的微生物
4.施用的有机肥
形态
1.新鲜有机质(未分解有机质)
2.半分解有机质
正在加载植物
3.腐殖质
高等植物
森林植被下有机残体主要来自地上部凋落物,4-5吨/公顷?年;
草本植物的有机残体主要来自根系,黑土地区达9.3吨/公顷?年(风干根重);
耕作土壤,植物残体主要来源根茬,达2-3吨/公顷?年。
由于各地区的气候条件、植被类型及耕作管理不同,进入土壤中的植物残体数量和化学组成有很大的差异
土壤动物
根据躯体大小区分:小型、中型和大型土壤动物;
大型:(体长>2mm)蚯蚓、蚂蚁、甲虫、马陆、蜈蚣等;
中型:(体长0.2-2mm)螨类、弹尾虫;
小型:(体长
正在加载动物
根据在土壤中滞留时间区分:
①全期土壤动物:②周期土壤动物:③部分土壤动物:
④暂时土壤动物:⑤过度土壤动物:⑥交替土壤动物:
根据在土壤中栖息层次区分:
①真土居动物:②半土居动物:③地表土居动物:④上方土居动物:
根据食性区分:
①根食者:②枯食者:③尸食者:④粪食者:
⑤菌食者:⑥捕食者:⑦杂食者:
微生物
正在加载有机质 土壤微生物 蚯蚓
①微生物类群:细菌、放线菌和真菌。
②微生物营养型
组成
主要有五类有机化合物和灰分物质:
1.糖类化合物:
2.纤维素、半纤维素
3.木质素
4.含N的化合物
5.脂肪、树脂、蜡质和单宁
6.灰分物质:Ca、Mg、K、Na、Si、P、S、Fe、Al、Mn
范文四:枫香与杉木_马尾松混交林土壤有机质和腐殖质碳的研究
和腐殖质碳的研究
胥清利
()福建省顺昌埔上国有林场 ,福建 顺昌 353205
摘要 : 对枫香与杉木 、马尾松混交后土壤有机质碳和腐殖质碳的变化进行研究表明 : 枫香与杉木 、马尾松混交后 ,增加了土 壤的有机质碳和腐殖质碳的储量 ,0,20 cm 土层增加的幅度大于 20,40 cm 土层 。从腐殖质的组成来看 ,混交林土壤无论
( ) 是胡敏酸 、富啡酸还是土壤腐殖化度都大于纯林 ,混交林土壤胡敏酸与富啡酸比值 HA/ FA也大于纯林 。从而表明了混交 林土壤腐殖物质的品质变佳 ,土壤熟化度增大 ,土壤供肥保肥的能力增强 ,土壤肥力得以提高 。
关键词 : 枫香 ;杉木 ;马尾松 ;混交林 ;土壤有机质 ;土壤腐殖物质
() 文章编号 : 1002 - 7351 200704 - 0042 - 04 中图分类号 : S72512 文献标识码 : A
A study on soil organ ic and humic carbon in mixed plantat ions of L i q ui da mba r f or mos a n a
and Cu n ni ngh a mi a l a nceol a t a , L . f or mos a n a and Pi n us massoni a n a
XU Qing2l i
( )P us ha ng N a tiona l Forest Fa r m of S h u ncha ng , S h u ncha ng , F uj i a n 353205 , Chi na Abstract :The st udy of soil organic and humic C in mixed plantatio ns mixed plantatio ns of L i qui d a m ba r f or m osan a and Cu n ni n g2 ha m i a l anceol at a , L . f or m osan a and Pi n us m assoni an a showed t hat mixed forest s increased t he soil organic C and humic C ; in humic substances co mpositio ns , t he co ntent s of humic acid and f ulvic acid in mixed forest soils are more t han t hose in p ure forest soils ; t he humificatio n degree and HA/ FA ratio in mixed forest soils are greater t han t hose in p ure forest soils. These result s indi2 cate t hat t he qualit y of soil humic substances became bet ter , soil mat urity raised , soil nut ritio n2p roviding and nut ritio n2holding ca2 pacities increased and soil fertility imp roved in t he mixed forest s.
Key words : L i qui d a m ba r f or m osan a ; Cu n ni ngha m i a l anceol at a ; Pi n us m assoni an a ; mixed forest ; soil organic substance ; soil
humic substance
( ) ( ) 杉木 Cu n ni n gha m i a l a nceol at a、马尾松 Pi n us m assoni a n a 是福建省最重要的乡土造林树种之一 , 也是我省当家的造林树种 ,人工纯林占福建省人工林的 60 %以上 。杉木由于维护地力较差 ,种植纯林易
1 造成地力衰退。马尾松人工纯林多种植在高山 、分水岭 、陡坡 、薄土层 、容易产生水土流失 、立地条件差 的地段 。由于马尾松纯林林分培肥改土功能相对较差 ,因此 ,如何提高杉木 、马尾松林分维护地力 、培肥改
( ) 土能力 、保护生态环境就成为人们关注的问题 。枫香 L i qui d a m ba r f or m osa n a 材质优良 、干形好 、易加
工 、生长快 、适应性较强 ,且落叶量大 、分解快 、养分含量高 ,不仅是南方亚热带地区主要的用材林乡土造林
2 ,3 树种 ,也是良好的改土培肥树种。本项目研究了枫香与杉木 、马尾松混交 ,并在此基础上研究了枫香 与杉木 、马尾松混交后土壤有机质和腐殖质碳的变化 ,旨在为今后人们更好地营造好杉木 、马尾松 2 个福
建省当家树种的情况下 ,如何提高林分维护地力 、培肥改土功能提供依据 。
试验地概况1
试验地位于福建省光泽县华桥乡增坊村 。属武夷山脉北段东南坡 。地理坐标为东经 1170?0′,117? 40′、北纬 271?8′,275?9′。气候属中亚热带季风湿润气候区 。既受海洋性气候的影响 ,又具有大陆性气候
() 的特点 。气候温和 ,雨量充沛 ,干湿季节较为明显 ,水热同期 。年平均气温 1716 ?,最热月 7 月平均气温
收稿日期 : 2007 - 05 - 16
(() ) 基金项目 : 福建省自然科学基金资助项目 项目号 :D0510017、福建省南平市科技局资助项目 项目号 : N2004 Z34
() 作者简介 : 胥清利 1973 - ,男 ,福建南平人 ,顺昌埔上国有林场工程师 ,从事营林 、科技 、管理工作 。
() 2716 ?,最冷月 1 月平均气温 6 ?,极端最高温度 3917 ?,极端最低温度 - 1018 ?; 年均降水量 1 850,
2 200 mm ;年均相对湿度 79 % ;无霜期约 271 d 。
造林地前茬均为杉木林地 。林地土壤为红壤 ,坡度 30左右? ,坡向 S60E? ,土层厚度均大于 80 cm 。
研究方法2
( ) 试验地为 1990 年营造的杉木 、马尾松纯林 ,山坡中部以下种植杉木 ?类地、中部以上种植马尾松
( ) ( ?类地, 种植后由于成活率较低 , 加之牛的危害 , 造成杉木 、马尾松的保存率仅 50 %左右 杉木保存
- 2- 2 ) 1 200株h?m 左右 ,马尾松保存 1 350 株h?m 左右,于 1991 年春季补植枫香 。由于原先营造的杉木 、马尾松在林地上死亡之处呈不规则形状 ,因此 ,枫香与杉木 、马尾松混交有多种形式 ,有不规则小块状混
- 2 交 、株间混交 、行间混交 、带状混交和行带状混交 ,混交后林分的密度平均为 2 250 株?hm 。在同一坡
() 向 、坡位 、坡度地块上 ,选择杉木 、马尾松纯林 即营造杉木 、马尾松纯林时成活率为 95 %以上的地段以及
枫香分别与杉木 、马尾松混交数量最多的行间混交方式的混交林建立标准地 。纯林标准地面积 20 m ×20
(() ) m ,混交林标准地面积 10,20m ×10,20m ,并选择补植面积较大的枫香作为枫香纯林建立标准地 ,
标准地面积 10 m ×10 m 。所有标准地重复 2 次 。采集土壤样品带回实验室 。土壤分析方法 :土壤有机质
5 4 用硫酸 —重铬酸钾法;土壤腐殖质组成用焦磷酸钠提取 —重铬酸钾法。各种林分生长状况见表 1 。
表 1 各种林分生长状况一览表
- 2 林分 树种 林分郁闭度 平均胸径/ cm 平均树高/ m 林分密度/ 株h?m
枫香 ×杉木 枫香 2235 11 16 16121100
杉木 枫1411 1110 香 马尾1317 1015 枫香 ×马尾松 2260 195 0松 1319 913
1100 1213 911 杉木纯林 2500
马尾松纯林 枫香1116 813 0195 2700 ( ) 纯林 ?类地枫香1100 1312 916 2260 ( )纯林 ?类地 2385 0195 1111 815
结果与分析3
311 土壤有机质和腐殖质碳的含量
土壤有机质与土壤矿物质共同作为林木的营养来源 ,它的存在改变和影响着土壤一系列物理和化学 的性质 。土壤腐殖质是土壤有机质的主体 ,是土壤有机质经过微生物深刻改造的产物 。由于它们对提高 土壤肥力具有重要的作用 ,故很早就受到人们的重视 。
( 从表 2 可看出 ,与杉木纯林相比 ,枫香与杉木混交提高了土壤的有机质碳的含量 ,但以枫香纯林 ?类 ) 地土壤有机质碳的含量最高 ;与马尾松纯林相比 ,枫香与马尾松混交提高了土壤的有机质碳的含量 ,但以
( ) 枫香纯林 ?类地土壤有机质碳的含量最高 。从而表明了枫香具有提高土壤有机质含量的功能 ,无论是
0,20 cm 土层或 20,40 cm 土层均是如此 。
() 从土壤腐殖质碳含量来看 表 2,无论是枫香与杉木还是枫香与马尾松混交 ,也无论是 0,20 cm 土 层 、还是 20,40 cm 土层 ,土壤腐殖质碳的含量都是枫香纯林 > 混交林 > 杉木或马尾松纯林 。
( ) 从土壤腐殖质 碳 占 土 壤 有 机 质 总 碳 的 比 例 来 看 , 0 , 20 cm 土 层 的 枫 香 纯 林 ?类 地 最 大 , 为
( ) ( ) 58123 % ;其次是枫 香 纯 林 ?类 地 , 为 56191 % ; 然 后 依 次 是 枫 香 ×杉 木 54127 %、枫 香 ×马 尾 松((( ( ) ) ) ) 48165 %、杉木纯林 45166 %和马尾松纯林 43151 %。20,40 cm 土层的枫香纯林 ?类地最大 ,为
( ) ( ) 64100 % ;其次是枫 香 纯 林 ?类 地 , 为 61199 % ; 然 后 依 次 是 枫 香 ×杉 木 59177 %、枫 香 ×马 尾 松((() ) ) 59139 %、杉木纯林 53130 %和马尾松纯林 40101 %。不同土层各种林分的土壤腐殖质碳占土壤有机
( ) ( ) 质总碳的比例趋势相同 ,均为枫香纯林 ?类地> 枫香纯林 ?类地> 枫香 ×杉木 > 枫香 ×马尾松 > 杉
cm 土层 ,这是由于土壤腐殖质由上层向下层迁移的结果 。
- 1 : mgg? 单位 表 2 各种林分有机质和腐殖质碳状况
土壤层次 枫香纯林 枫香纯林 土壤碳 枫香 ×杉木 枫香 ×马尾松 杉木纯林 马尾松纯林 ( )( )/ cm ?类地 ?类地 土壤有机质碳 41135 129 128 199 165 133 40323543410,20
20,40 25173 25119 20117 22152 28161 25194 0,20 22144 19160 14174 15162 25142 23152 土壤腐殖质碳 20,40 15138 14196 10175 9101 18131 16108 3 :表中数据为 2 个重复的平均数 。
312 土壤腐殖质组分状况
( 土壤腐殖质是土壤有机质的重要组成部分 ,对其组成进行分析研究 ,对进一步分析土壤枯落物 包括
6 ) 地上和地下部分的分解状况 ,揭示不同枯落物分解产物对土壤肥力的影响有一定的指导意义。从表 3
可知 ,采用枫香与杉木 、枫香与马尾松混交后 ,土壤胡敏酸 、富啡酸都有较大幅度的增长 ,但以枫香纯林林
( ) 分土壤胡敏酸 、富啡酸的值最大 。在 0,20 cm 土层中 ,枫香纯林 ?类地土壤胡敏酸 、富啡酸是枫香与杉 木混交林的 1118 倍和 1111 倍 ,是杉木纯林的 1190 倍和 1164 倍 ,枫香与杉木混交林是杉木纯林的 1160
( ) 倍和 1148 倍 ;枫香纯林 ?类地土壤胡敏酸 、富啡酸是枫香与马尾松混交林的 1115 倍和 1123 倍 ,是马尾 松纯林的 1172 倍和 1140 倍 ,枫香与马尾松混交林是马尾松纯林的 1150 倍和 1114 倍 。在 20,40 cm 土
( ) 层中 ,枫香纯林 ?类地土壤胡敏酸 、富啡酸是枫香与杉木混交林的 1131 倍和 1113 倍 , 是杉木纯林的
( ) 1190 倍和 116 倍 ,枫香与杉木混交林是杉木纯林的 1145 倍和 1142 倍 ;枫香纯林 ?类地土壤胡敏酸 、富 啡酸是枫香与马尾松混交林的 1125 倍和 0198 倍 ,是马尾松纯林的 1183 倍和 1176 倍 ,枫香与马尾松混交 林是马尾松纯林的 1146 倍和 1179 倍 。土壤胡敏酸是土壤腐殖质的重要组成部分 ,其含量及特性在一定
() 程度上能反映土壤腐殖质的类型及性质 ,土壤腐殖化度 土壤胡敏酸占土壤全碳量的百分比则是衡量腐
7 殖质品质优劣的标志之一。从表 3 看 ,无论是胡敏酸 、富啡酸还是土壤腐殖化度都以枫香纯林最大 ,其
( ) ( ) 次为混交林 ,最小为杉木 、马尾松纯林 ,其大小顺序为 :枫香纯林 ?类地> 枫香纯林 ?类地> 枫香与杉 木混交林 > 枫香与马尾松混交林 > 杉木纯林 > 马尾松纯林 。土壤胡敏酸与富啡酸比值枫香纯林和混交林 均大于杉木纯林和马尾松纯林 。土壤胡敏酸与富啡酸比值能在一定程度上反映土壤腐殖物质聚合程 8 ,9 度,土壤胡敏酸与富啡酸比值越大 ,土壤腐殖物质的聚合程度也越高 ,质量也越好 。
表 3 各种林分土壤腐殖质组分状况
- 1 各组分碳比例/ % 各组分碳含量/ mg?g 土壤层次 林分类型 有机质C 腐殖质C HA/ FA / cm 胡敏素 胡敏素 HA FA HA FA
枫香 ×杉木 41135 144 190 154 191 111 116 173 154 227141819354500,20
25173 15138 5144 9194 10135 21114 38163 40123 0155 20,40
枫香 ×马尾松 40129 19160 7135 12125 20169 18125 30140 51135 0160 0,20
25119 14196 5105 9191 10123 20105 39134 40161 0151 20,40
32128 14174 4193 9181 17154 15126 30139 54135 0150 杉木纯林 0,20
20117 10175 3175 7100 9142 18161 34171 46168 0154 20,40
马尾松纯林 35199 15162 4191 10178 20137 13164 29195 56141 0146 0,20
22152 9101 3146 5155 13151 15137 24164 59199 0162 20,40
枫香纯林 ?类地 43165 25142 9135 16107 18123 21142 36182 41176 0158 0,20
28161 18131 7111 11120 10130 24185 39115 36100 0163 20,40
0,20枫香纯林 ?类地 41133 23152 8144 15108 17181 20142 36149 43109 0156 20,40 25194 16108 6132 9176 9186 24136 37163 38101 0165 3 : HA 、FA 分别表示胡敏酸和富啡酸 ,各组分比例为占有机质 C 的比例 。
上述结果表明 : ?森林植被在土壤培肥方面的作用 ; ?不同的树种对土壤肥力所起的作用不同 ,枫香 为阔叶的落叶植物 ,其培肥作用大于针叶树种杉木和马尾松 ; ?混交林对土壤的培肥作用大于纯林 。混交 林由于群落结构趋于复杂 ,林内土壤枯落物在数量和质量上均发生变化 ,导致土壤微生物数量的增加以及 群体更加多样化 ,因而能更加深刻地改造土壤 ,提高土壤肥力 。
4 结语
采用乡土阔叶树种枫香分别与杉木 、马尾松混交后 ,增加了土壤的肥力 ,表现在土壤有机质碳和腐殖 质碳数量增加 ,但以枫香纯林土壤有机质碳和腐殖质碳的含量最高 ,表明枫香具有培肥改土 ,提高土壤地
力的作用 。
( 用枫香混交后土壤腐殖质组成有了较大的变化 ,表现在土壤胡敏酸 、富啡酸和土壤腐殖化度 土壤胡
) 敏酸占土壤全碳量的百分比都有较大幅度的增长 ,但以枫香纯林林分土壤胡敏酸 、富啡酸和土壤腐殖化 度最大 。表征土壤腐殖物质聚合程度的胡敏酸与富啡酸比值枫香纯林和混交林也均大于杉木纯林和马尾 松纯林 。
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17
范文五:土壤生物和土壤有机质
第三章 土壤生物和土壤有机质
:本章属于土壤生物化学性质的范畴。通过学习了解土壤有机质的实
质,掌握土壤有机质在园林生产中的作用。
一、林木根系
1、根的种类 水平根、垂直根、斜生根、下垂根、下斜根。 2、根系类型
水平根型:水平根占优势;
垂直根型:垂直根发达;
斜生根型:主要为斜生根,如刺槐。
复合根型:各类根的发育程度相近
变态根型:由外界特殊条件如人为的影响产生的。在容器中育苗所形成的根属变态根
型。
二、土壤动物
三、土壤微生物
在土壤中数量最高,如一般土壤中细菌为107 85 6~10个/g土真菌10~10个/g土,放线
6 74 5菌10~10个/g土,藻类10~10个/g土。他们和蚯蚓一起在土壤总的代谢活性中起重要
的作用。
1、细菌
(1)根据生理作用分类:可分为
碳水化合物分解细菌——分解糖、淀粉、纤维素等;
氨化细菌——有机含N化合物中的N素,通过氨化细菌的作用转化形成氨;
硝化细菌——氨经硝化细菌作用转化为亚硝酸,然后转化为硝酸。
反硝化细菌——硝态氮在反硝化细菌作用下,使硝酸还原成还原态氮。
固N细菌——从大气中固定N素合成含N化合物。 (2)根据营养方式分类
分为自养和异氧细菌。在异养方式中分好氧和厌氧型。 2、真菌:对酸度的适应范围较宽,在pH<>
土壤有机质的主要微生物类群。有些真菌能在一些根上发育,共同发育成菌根。现已查明有
2000种植物与真菌共生形成菌根。根据菌根的形态结构,可分为外生菌根和内生菌根。松
柏科、桦木科、壳斗科、杨柳科、胡桃科等许多森林乔木的根上都生有外生菌根,大豆、玉
米、棉花、马铃薯、胡萝卜等生有内生菌根。
3、放线菌:属单细胞微生物,在土壤中以菌丝体存在,大量出现在分解的有机物上。有
些嗜热性的放线菌属能耐高温(50~65?),普遍存在于土壤、肥料及发热的干草和堆肥中。
在已知的放线菌中,约有50%能产生抗菌素,具有抑制其它细菌的能力。“5406”抗生菌肥
料,属于放线菌肥料。在生态学应用方面观察到,在有几丁质存在时,有利于放线菌的发育,
而且能显著地抑制引起高等植物病害的真菌。
4、藻类:是含叶绿素的低等植物,有些能进行光合作用,自身合成有机质,它们主要生活
在土壤表层。地表藻类能够和土壤颗粒粘结在一起,增加土壤表面的强度,可使土壤侵蚀明
显减轻。另外蓝绿藻可固定N素。
一、 什么是有机质
广义:包括一切生物体极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。
二、 来源
最重要的是高等植物的枯枝落叶、茎、根系、花果等残体。
三、 有机质的类型
广义的有机质包括2大类:
一是非特殊性有机质——生物遗体及其分解的中间产物。
二是特殊性有机质——腐殖质
四、非特殊性有机质的化学成分
1、单糖和有机酸;2、多糖类:淀粉、半纤维素、纤维素等。3、蛋白质;4、木质素;5、单宁、脂肪、蜡质、树脂 6、灰分物质——植物体经过灼烧后残留的无机物,主要元素有
Ca、Mg、K、Na、S、P、Fe等。
是本章的重点。有机质的转化过程包括:矿质化过程和腐殖化过程 一、矿质化过程——复杂的有机质经过微生物的分解作用,最终形成简单的无机物质如水、
二氧化碳、硫酸盐、硝酸盐等。
1、单糖的分解:在有氧条件下彻底分解,形成二氧化碳和水,在缺氧条件下,形成有机酸
类的中间产物,并产生还原性的甲烷及氢气等。
2、纤维素的分解:首先分解为单糖,然后进一步分解。
3、含氮有机质的分解:
主要是蛋白质的分解,是土壤氮素循环的主要过程。包括4个过程: (1)水解过程:蛋白质在水解酶作用下分解成简单的氨基酸;
(2)氨化作用:在氨化细菌作用下,有机态氮变成无机态氮即氨或铵的过程。 (3)硝化作用:氨在微生物作用下,经过亚硝酸的中间阶段,进一步氧化为硝酸。需在有
氧条件下进行。
(4)反硝化作用:在厌气条件如水淹、有机质含量过高情况下。硝态氮在反硝化细菌作用
下,转化为还原态氮如氨、NO、NO、N、HNO等 22
4、有机态P的分解:
含磷的有机物在磷细菌的作用下,经过水解过程形成磷酸(HPO)。在嫌气条件下,许34多微生物引起磷酸还原,产生亚磷酸或次磷酸。在有机质丰富时,进一步还原为磷化氢。 5、含S有机物的转化
与有机含氮化合物的转化过程相似。含S有机物在腐解作用下产生的硫化氢,在通气良
好时,在硫细菌作用下氧化形成硫酸。硫酸在不良通气条件下发生反硫化作用,形成硫化氢,
对植物产生毒害。
二、腐殖化过程——有机质分解过程中的中间产物经过微生物的作用合成暗色的含N高分子化合物(腐殖质),是一种自然的形成物。
1、 定义:土壤腐殖质是土壤有机质经过强烈转化而形成的含N高分子化合物。 2、形成过程还不十分清楚,但大体包括2个阶段
第一阶段:产生腐殖质分子的各个组成成分。如多元酚、氨基酸、多肽等有机物质。 第二阶段:由多元酚和含氮化合物缩合成腐殖质单体分子。此缩合过程包括两步:
首先是多元酚在多酚氧化酶作用下氧化为醌:
然后醌和含氮化合物(氨基酸)缩合,最后腐殖质单体分子继续缩合成高级腐殖质分子。
用图表示为:
3、土壤腐殖质的物质组成
用酸、碱和酒精处理,得到胡敏酸、吉马多美朗酸、富里酸和胡敏素。
胡敏素是与矿物结合的胡敏酸或是变质的胡敏酸;吉马多美朗酸是胡敏酸的衍生物。
4、胡敏酸和富里酸的特征
从颜色看胡敏酸棕色到黑色,富里酸黄色。
从分子量看,胡敏酸大,富里酸小,在1万以下。
胡敏酸的C,N,S含量高于富里酸
对水溶解度,胡敏酸不溶或难溶,富里酸溶于水
胡敏酸羧基和酚基低于富里酸
胡敏酸一价盐溶于水,二价或三价盐不溶于水,富里酸都溶。
矿质化过程和腐质化过程是有机质转化的两个方向,同时进行的。
在温度较高、湿度适中、通气良好时,矿化过程快,养分释放快。如过快,养分会损失,且
腐殖质形成过少,对养地不利。
温度低、湿度大、通气不良,以嫌气性微生物活动为主,养分释放少,腐殖质过程快。
园林土壤有机质少、结构性差、养分低,如何促进施用有机肥料的分解,是目前面临的新课
题。
第四节 影响有机质分解的因素
一、有机残体的组成状况
1、有机残体的物理状态:
一般情况下,多枝幼嫩新鲜的绿肥易分解。
2、有机残体的化学成分。
一般情况下,阔叶比针叶快;叶片比残根快,豆科比禾本科快。 3、有机残体的碳氮比
用C/N 表示。 微生物吸收1份氮,就要吸收5份碳用于构成自身细胞,同时要消耗20份碳
作为生命活动的能量。微生物分解需有机质的C/N为25:1。 二、外界条件
外界条件通过制约微生物的活动,而影响有机质的转化。 1、最适温度:20~30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Ph6.5—7.5,放线菌中性到为碱性,真菌酸性到中性条件。 4、土壤中的粘粒:由于粘粒的吸附可减弱土壤酶、土壤微生物的活性,对于粘重土壤,有
机质不易分解。
第五节 重要的土壤生物学现象 一、根际与根际效应
根际就是植物根与土壤的交界面,一般是距根面1—4毫米的土壤范围内。
在根际土壤中,根系除直接吸收养分外,还将各种有机和无机物释放到这部分土壤中。
根的分泌物包括碳水化合物、氨基酸等,使根际土壤的微生物大量繁殖,这种现象称为
根际效应。常用R/S来表示。
有时根系会分泌植物毒素,强烈拟制同种植物或他种植物的生长。连作减产现象,可能
与根分泌毒素有关。
二、生物固氮
1、概念:生物固氮是在常温、常压下,通过固氮生物体内固氮酶的作用,将游离氮素转变
成氨的过程。
2、 固氮的微生物:70多个属。主要为细菌、放线菌和蓝、绿藻类。
3、 生物固氮的形式:自生固氮和共生固氮。其中共生固氮的效率高。豆科植物(三叶草、
草木樨、紫花苜蓿)300——600千克/公顷.年。非豆科(赤杨属、杨梅属、仙人掌属)
的固氮为:50——400千克/公顷.年。
4、 生产应用:在绿地建植中,要适当培植一些共生固氮植物,适当进行根瘤菌接种。
5、 根瘤菌要求土壤为中性,磷、镁、钼、锰含量较高的土壤。 三、菌根
内生菌根中最重要的是泡囊—分枝状菌根(VA菌根),属真菌类,是目前微生物肥料中研究的热点。
菌根现象十分普遍,且没有严格的专一性,同种植物可被多种菌根菌感染,同一种菌根
菌也可以感染多种植物,对植物的生长环境有利,同时使用菌剂方便。
在园林生产中,对不良的土壤,使幼苗感染或接种菌根菌是非常必要的。方法:客土或
施用微生物肥料
四、园林土壤生物学性质的改良
对于园林土壤来讲,不良的生物学性质,包括生物活性(微生物所进行的各种生理活动能力)低下,和有害生物过高两种情况。
生物活性低的原因,主要是有机质和矿质营养缺乏,另外还与土壤物理性质不良有关。
改良的关键:增加有机质含量,另外使土壤疏松、良好的水气热状况也是必要的。另外,
接种有益的微生物或施用微生物肥料。
土壤有害生物多,可引起严重的病虫害。
方法:进行土壤消毒:对于绿地,在播种或移栽前要对土壤进行消毒,可杀灭有害的病
原微生物、害虫和杂草种子。对于温室大棚。需年年消毒。
如何消毒:高温消毒和药物消毒。
在土壤中埋设导管,将土壤密封好,通如热的蒸汽,温度在80—100度时。10分钟可完成
消毒。
药物:福尔马林、溴甲烷、硫酰氟、硫酸亚铁等
第六节
一、是植物营养的主要来源
有机质含有极为丰富的氮、磷、钾和微量元素。分解后产生的二氧化碳是供给植物的碳
素营养。
二、刺激根系的生长 -6-3—10)、以分子态进入到植物体,可刺激根系的发育, 腐殖质物质以很稀的浓度(10
促进植物对营养物质的吸收。
三、腐殖质可改善土壤的物理状况
促进土壤团粒结构的形成,是良好的土壤胶结剂。 四、腐殖质具有高度保水、保肥能力
腐殖质是一种土壤胶体,有巨大的比表面积,有巨大的吸收代换能力。粘土颗粒的吸水
率为50%—60%。而腐殖质的吸水率为500%—600%。 五、腐殖质具有络合作用
腐殖质能和磷、铁、铝离子形成络合物或螯合物,避免难溶性磷酸盐的沉淀,提高有效
养分的数量。
六、促进微生物的活动
为微生物提供营养物质。
七、提高土壤温度的作用
有机质为暗色物质,一般是棕色到黑褐色,吸热能力强,可改善土壤热状况。
第七节 土壤有机质的调节
对于园林土壤有机质含量一般低于1%,且土壤的结构性差,应当引起足够的重视。
增施有机肥。施用草炭土、腐叶土以及经过合理处理的生活垃圾。应注意长期施用有机
肥。
归还园林植物的凋落物。将有机残体就地填埋或集中堆沤,使之成为理想的有机肥料。
种可观赏的绿肥。在公园、街道、广场的桥灌木下。种草坪或观赏价值较高的绿肥植物,
通过翻耕入土,可提高土壤有机质含量。
通过浇水、翻土措施。调节土壤的温度、湿度、通气等,调节有机质的积累和分解。 本章重点:土壤有机态氮的转化过程;土壤腐殖质的形成过程及其主要物质组成;土壤有机
质的作用。
本章难点:一是土壤腐殖质合成的两个阶段。土壤腐殖质是在土壤中,由有机物质在微生物
作用下转化来的,是一种自然的合成物,可以用化学方法从土壤中分离出来。此种物质在土
壤中非常稳定,但在当形成条件改变时,腐殖质也会分解。二是土壤有机质的作用。有些内
容如土壤胶体、土壤团粒结构等在以后的章节中会详细讲解。
一、名词解释
1、土壤有机质;2、土壤腐殖质;3、土壤矿质化过程;4、土壤腐殖化过程;5、氨化作用;6、硝化作用;7、反硝化作用
二、简答题
1、土壤生物包括哪些类?
2、林木的根型有哪些类型?
3、土壤微生物包括哪些类?
4、土壤细菌有哪些生理类群?
5、土壤有机质的来源有哪些?
6、土壤有机质的化学组成包括哪些类?
7、土壤腐殖质的组成包括哪些物质?
三、论述土壤腐殖质的形成过程?
四、论述土壤有机质的作用,并详细说明。
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