Soil Organic Matter – Nonliving, Nontissue; Soil humus

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1 Soil Organic Matter – Nonliving, Nontissue; Soil humus
基本來源： 1.植物 – 落葉、枯枝、根 2.動物–遺體、排泄物 3.施肥–堆肥、綠肥 有機物之分解 礦質化作用 (Mineralization) 複雜的有機物通過分解作用變為簡單的無機化合物之過程。在分解過程中，各種必需營養元素可自有機組合轉變為無機形態，諸如銨根 (NH4+) 、磷酸根(H2PO4-) 與硫酸根 (SO42-) 等。

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3 土壤中有機質含量差異之原因 土壤中有機質之含量因下列因子而有差異：
1.氣候因素：氣候因素中以雨量及溫度關係最大。就雨量而言，有機質之含量常隨雨量之增高而增加。乾燥地區（例如沙漠區）之土壤一般含有機質極少，反之多雨地區之土壤則含有機質豐富。此因雨量愈少，則植物愈稀少，其產生之有機質甚少，故土壤中遺留之有機質亦少。反之，多雨區內植物生長繁茂，產生有機質之量多，故遺留於土壤之量亦多。 再就溫度而言，溫度愈高，有機質分解愈快，而土壤中保存有機質之量愈少，故土壤中有機質之含量，自寒帶以至熱帶，自高山以至平地，隨溫度之增高而降低。

4 土壤中有機質含量差異之原因(續) 2.地形關係：低窪地排水不良之土地。有機質分解受阻，存留之量常高，所謂”有機質土”多產生於低窪沼澤地帶。高地土壤排水良好，空氣流通，有機質分解迅速，故存量常低。傾斜坡地易受運流之沖蝕，土壤不易保存，有機質自亦隨之沖蝕而不易保存。 3.天然植物：在同一氣候與同一地形的環境中，草原地區土壤，因有草根之密布，易產生多量之有機質。森林地區之土壤，密布之植物根較少，地面上之枯枝落葉易接受分解，故遺留於土壤中之有機質為量較低。

5 土壤中有機質含量差異之原因(續) 4.土壤質地：粗質地土壤，例如砂土，因孔隙粗大，空氣流通，土壤中之有機質易分解而存量常低。細密質地土壤，例如黏土、黏壤土等，孔隙細小，通氣困難，有機質分解緩慢而保存較多。 5.土層的差異：在一個土壤剖面內，有機質多聚於表層，愈下層含量愈少。 6.耕作：土地連年耕作，有機質分解快，土壤中之有機質含量逐年降低，除非經常施用天然有機肥料，難以維持土壤中有機質之適量標準。

6 有機物的分解和腐植質的生成

7 C O CH HC OH CH2OH n Cellulose C O CH HC OH COOH n Hemicellulose

8 組胺酸 (Histidine) 半胱胺酸 (Cysteine) 胱胺酸 (Cystine) Protein [ Amino Acid ]n
(L-胱胺酸) Protein [ Amino Acid ]n

9 木素 (lignin) 之構造為主由苯丙烷 (Phenyl propane) 之替換衍生物連結而成之聚合物
苯丙烷及其主要衍生物之構造式如下： 苯丙烷 (Phenyl propane) 鄰甲氧基酚 (Guaiacol) HC CH C-CH2-CH2-CH3 HC HOC C CH OCH3

10 γ-羫基異丁香醇 (Isoeugenol)
HO CH=CH–CH3 OCH3 香草精 (Vanillin) HO CHO OCH3 HO CHO OCH3 鄰甲氧香草精 (Syringaldehyde) 松柏醇 (Coniferyl alcohol) HO CH=CH–CH2CH OCH3

11 下區為兩種核酸單位

12 土壤中有機物之劃分 (Fractionation)
(腐植質) (0.1N NaOH) (以HCl中和至pH1~2) (黃酸) (腐植酸)

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15 土壤有機物之膠體性質 1.非結晶性 (amorphous)
2.大的比表面積 ( ~ 900×103 m2‧kg-1) 及 CEC ( 1500 ~ 3000 m moles (+) ‧kg-1) 3.pH–dependant charge 4.Polyprotonated weak acids R–COOH R–COO- + H+ OH O- + H+

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18 有機物（腐植質）在土壤中之功能 1. 黑顏色土壤保溫 2. 大的比表面積增加土壤保水力 3. 和黏粒結合團粒作用，使土壤有較好之構造
4. 大的CEC 5. 錯合能力 (chelation)提供植物所需微量元素之緩衝能力。 6. 緩衝土壤之 pH 7. 礦化作用產生 CO2, NH4+, NO3-, PO43- 和 SO42-，提供植物生長必需元素。 8. 和有機分子結合，影響農藥等有機化合物之生物活性，殘留性等。