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浅析土壤有机质与有机肥

浅析土壤有机质与有机肥

一、土壤有机质

土壤有机质:存在于土壤中所有的含碳的有机化合物。

新鲜的有机物:未分解动植物、微生物残体,排泄物。

半分解的有机物:过渡产物。

已腐熟有机物(腐殖质):经微生物分解、改造、有稳定复合结构。


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土壤有机质的来源

植物残体。林地凋落物、死亡的植物残体及根系。跟环境(光、温、水)关系较大。热带雨林凋落物干物质16.7t/(km2.a)。荒漠0.53t/(km2.a)

动物、微生物残体。

动物、植物、微生物的排泄物和分泌物。

人类有机肥涉入。(绿肥、堆肥、沤肥、微生物肥等)


土壤有机质的组成

元素组成。C   52~58%,H 3.3-4.8%,O 34~39%,N 3.7-4.1%及其它如P和S。C/N在10左右。

碳水化合物。糖(葡萄糖)、纤维素、半纤维素、果胶质,(细胞壁、不溶于水,不易分解)等。

木质素。(加强加长版的纤维素)。葡萄糖--半纤维素--纤维素--木质素。

含氮化合物。 蛋白质、氨基酸。

脂肪、单宁、蜡质、树脂等。


有机质土壤中的转化

土壤有机质转化----上面讲的这些含碳的有机化合物在环境、动物、微生物的作用下,发生复杂的转化的过程。(矿质化和腐殖化)。

土壤有机质的矿化指-----环境、动物、微生物作用下,将有机分子转化为水、氨、矿质养分,同时释放出能量。

环境转化:

单糖→有机酸→氨基酸等→水淋溶→根系吸收。

单糖→有机酸→氨基酸等→酶解→根系吸收。

动物转化:动植物残体→蚯蚓等动物吞食→排泄物。

微生物转化:

糖类→淀粉→半纤维素→纤维素→木质素→醇、有机酸     二氧化碳+水(好气,有氧)

糖类→淀粉→半纤维素→纤维素→木质素→有机酸     甲烷+氢气(嫌气,厌氧)

蛋白质→多肽→氨基酸——氨====互转====硝酸盐

磷脂、核酸等有机磷脂类→脂肪酸→正磷酸盐


土壤有机质的腐殖化

土壤有机质的腐殖化指------土壤有机质在微生物的作用下,把有机质分解成简单有机化合物,再将这些有机化合物转化成复杂、稳定的高分子有机化合物。

腐殖化分两个阶段:

第一阶段:微生物将土壤有机质分解为简单的小有机化合物(酚、氨基酸)。

第二阶段:将简单小有机化合物缩合成高分子腐殖质。

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土壤有机质的作用与调节

  • 有机质是植物营养的主要来源之一。矿质化提供无机养分,腐质化提供有机养分。

  • 促进植物生长发育。腐质化过程中产生的酶、有机酸、激素等生理活性物质促进植物生长。

  • 改善土壤物理结构性质。促进土壤团粒结构形成,增加土壤通透性。腐殖质多孔、亲水、大比表面积,增加土壤持水量。

  • 增加土壤的生物活性。(微生物、土壤动物)

  • 提高土壤的保肥性和缓冲性。腐殖质多孔、胶体,比表面积大,阳离子交换能力强。能吸附阳离子、缓冲酸碱度。

  • 有机质具有活化土壤磷素的作用。有机质腐殖化产生有机酸能活化土壤中能溶性磷。

二、有机肥

广义概念:来源于动物、植物残体,提供植物养分并兼有改善土壤理化和生物学性质的有机物料。

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狭义概念:

1.国家农业部标准:N525-2012

2012年3月1日发布 2012-6-1日实施,中华人民共和国农业部发布。

2.技术指标

2.1、技术指标:

有机质质量分数(以烘干基计)45;总养分(氮+五氧化二磷+氧化钾)的质量分数(以烘干基计)≥5.0;水分(鲜样)的质量分数≤30;酸碱度(PH)5.5-8.5

2.2、重金属限量指标(单位:mg/kg)

总砷(As)(以烘干基计)≤15;总汞(Hg)(以烘干基计)≤2 ;总铅(Pb)(以烘干基计)≤50;总铬 (Cr)(以烘干基计)≤150;总镉(Cd)(以烘干基计)≤3


有机质测定方法

存在问题:重铬酸钾氧化法,土壤中不易分解的含碳化合物也一并被氧化。对植物无效部分,也计入有机肥。(木质素)

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有机肥的种类和特点

1、粪尿类

人、畜、禽、蚕等排泄物。特点:1、氮含量高,磷、钾含量较低;2、氮以氨氮为主,容易散失;3、施用前必须腐熟,以灭病菌。

2、堆肥、沤肥

以植物残体为主、加入一定量的人畜粪尿和草木灰或石灰等混合堆积,经好气/嫌气微生物分解而成的农家肥。

特点:

好气--叫堆肥。有机质分解效率高、形成高温杀菌、臭味相对小。

嫌气--叫沤肥。有机质分解不充分,有机酸产生,恶臭严重。

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3、泥炭

自然条件下形成的,由半腐解态植物残体长年堆积的自然有机矿体。

特点:1、富含腐殖酸(高分子化合物);2、氮以有机氮为主,矿化作用慢,要经微生物作用才能发挥肥效。

4、腐殖酸类

以泥碳、褐煤、风化煤等为主要原料,加入一定量的氮、磷、钾和微量元素制成的肥料。(腐殖酸钠/钾)

特点:1、腐殖酸(高分子化合物),可与其它养分形成螯合物,改土增肥效作用;2、原生腐殖酸,硝酸氧化再生腐殖酸,合成腐殖酸。

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5、沼肥类

制取沼气厌氧发酵后的残留物,包括沼液和沼渣。

特点:1、养分全、臭味小;2、液态难运输、重金属、抗生素污染隐患。

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6、秸秆类

农作物秸秆、林业废弃物等有机物。

特点:1、资源来源广,数量巨大,循环农业;2、不同秸秆应先做评价。C/N小矿化快,速效养分好,有机质残留少。反之,亦然。C/N=20-25适宜。


秸秆还田途径

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7、土杂肥类

塘泥、酒糟、粉渣、甘蔗渣、酱油渣、花生麸、茶麸、滤泥、城市污泥等。

特点:1、养分全、含量低;2、肥效长、作用慢;3、体积大、成本低、使用不便。


8、海肥类

以海洋生物为主要成分的一种有机肥料。植物性海肥、动物性海肥、矿物性海肥。

特点:

1、植物性--藻类。含大量有机物,分解快,形成氨基酸,速效肥。

2、动物性--鱼、虾、蟹、贝。注意沤制腐熟,肥效快,做追肥。

3、矿物性--。主要是贝壳、珊瑚、甲壳。富含碳酸钙,打粉后做钙肥。


9、绿肥类

凡用作肥料的绿色植物体都可以叫绿肥。

特点:

1、种绿肥产量大、固定的营养元素多而全。

2、绿肥组织幼嫩,C/N比小,分解快,养分速效。

3、改善土壤理化性质,一般都有菌根,直接固氮,溶磷。

4、绿肥有覆盖地表,保土固肥作用。


有机肥的作用

1、有机肥植物营养作用

  • 有机氮:蛋白质、氨基酸、维生素、胡敏酸等。

  • 有机磷:磷脂、核酸、磷酸腺苷等。

  • 有机化合物:水溶性糖、淀粉、纤维素、脂肪、木质素。

  • 各种无机养分。N、P、K、Ca、Mg等。

2、有机肥的改土作用

  • 增加和更新土壤中的有机质。(调节C/N比正负激发效应)

  • 改善土壤理化性状。

有机肥---腐殖质---有机无机复合度提高---团聚结构---土壤保水、持水性能增强。

有机肥---腐殖质---胶体性质---阳离子交换量增加---土壤供肥能力增强。

  • 提高土壤生物活性

给土壤微生物提供能量和物质,增强微生物活性。

增强土壤呼吸作用、硝化作用、氨化作用

  • 消除重金属毒害、减少土壤环境污染。

6价铬毒性最强,3价铬次之,2价铬和元素铬(单质)几乎无毒性;

3价砷的毒性很强,5价砷毒性极弱。


3、化肥增效,作物增产作用

  • 有机+化肥 长效短效相结合。肥效更好。

  • 有机肥矿化与化肥氮生物固定相辅相成。

  • 有机肥提高土壤磷的有效性。

  • 有机肥释放钾和其它微量元素。形成螯合物增加有效性。

4、改善作物品质

  • 显著改善作物的营养品质、食味品质、外观品质。

  • 烟叶碱增加;茶叶水溶性糖和生物碱增加;果蔬菜维生素C提高;大豆粗脂肪提高。

  • 水果喷腐殖酸果色更好、口感更佳。

5、培肥地力、用养结合

  • 提高土壤有机质

  • 避免单一化肥造成土壤酸化、板结、重金属累积。

“化肥零增长”形势下有机肥大有作为要求:化肥减量提效!)

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如何实现化肥减量提效目标?


精---精准施肥、精准水肥管理

调---调整化肥使用结构。有机无机、新型肥料

改---改进施肥方式。测土配方施肥、水肥一体化

替---有机肥替代化肥。增加土壤有机质,提升基础地力。