微生物對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化

微生物轉(zhuǎn)化土壤有機(jī)質(zhì)的過(guò)程是土壤有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化的最重要的，最積極的進(jìn)程。微生物對(duì)不含氮的有機(jī)物生轉(zhuǎn)化：不含氮的有機(jī)物主要指碳水化合物，主要包括糖類(lèi)、纖維素、半纖維素、脂肪、木素等、簡(jiǎn)單糖類(lèi)容易分解，而多糖類(lèi)則較難分解;淀粉、半纖維素、纖維素、脂肪等分解緩慢，木素最難分解，但在表性細(xì)菌的作用下可緩慢分解。

葡萄糖在好氣條件下，在酵母菌和乳酸菌等微生物作用下，生成簡(jiǎn)單的有機(jī)酸(醋酸、草酸等)、醇類(lèi)、酮類(lèi)。這些中間物質(zhì)在空氣流通的土壤環(huán)境中繼續(xù)氧化，最后完全分解成二氧化碳和水，同時(shí)放出熱量。土壤碳水化合物分解過(guò)程是極其復(fù)雜的，在不同的環(huán)境條件下，受不同類(lèi)型微生物的作用，產(chǎn)生不同的分解過(guò)程。這種分解進(jìn)程實(shí)質(zhì)上是能量釋放過(guò)程，這些能量是促進(jìn)土壤中各種生物化學(xué)過(guò)程的基本動(dòng)力，是土壤微生物生命活動(dòng)所需能量的重要來(lái)源。一般來(lái)說(shuō)，在嫌氣條件下，各種碳水化合物分解形成還原性產(chǎn)物時(shí)釋放出的能量，比在好氣條件下所釋放的能量要少得多，所產(chǎn)生的CH4、H2等還原物質(zhì)對(duì)植物生長(zhǎng)不利。

微生物對(duì)含氮的有機(jī)物轉(zhuǎn)化

土壤中含氮有機(jī)物可分為兩種類(lèi)型：一是蛋白質(zhì)類(lèi)型，如各種類(lèi)型的蛋白質(zhì);二是非蛋白質(zhì)型，如幾丁質(zhì)、尿素和葉綠素等。土壤中含氮的有機(jī)物在土壤微生物作用下，最終分解為無(wú)機(jī)態(tài)氮(NH4+?/FONT>N和NO3-—N)

①水解過(guò)程

蛋白質(zhì)在微生物所分泌的蛋白質(zhì)水解酶的作用下，分解成為簡(jiǎn)單的氨基酸類(lèi)含氮化合物。蛋白質(zhì)水解蛋白質(zhì)消化蛋白質(zhì)多肽氨基酸。

②氨化過(guò)程

蛋白質(zhì)水解生成的氨基酸在多種微生物及其分泌酶的作用下，產(chǎn)生氨的過(guò)程。氨化過(guò)程在好氣、嫌氣條件下均可進(jìn)行，只是不同種類(lèi)微生物的作用不同。

③硝化過(guò)程

在通氣良好的情況下，氨化作用產(chǎn)生的氨在土壤微生物的作用下，可經(jīng)過(guò)亞硝酸的中間階段，進(jìn)一步氧化成硝酸，這個(gè)由氨經(jīng)微生物作用氧化成硝酸的作用叫做硝化作用。將硝酸鹽轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽的作用稱(chēng)為亞硝化作用。

硝化過(guò)程是一個(gè)氧化過(guò)程，由于亞硝酸轉(zhuǎn)化為硝酸的速度一般比氨轉(zhuǎn)化為亞硝酸的速度快得多，因此土壤中亞硝酸鹽的含量在通常情況下是比較少的。亞硝化過(guò)程只有在通氣不良或土壤中含有大量新鮮有機(jī)物及大量硝酸鹽的發(fā)生，從林業(yè)生產(chǎn)上看，此過(guò)程有害，是降低土壤肥力的過(guò)程，因此應(yīng)盡量避免。

④反硝化過(guò)程

硝態(tài)氮在土壤通氣不良情況下，還原成氣態(tài)氮(N2O和N2)，這種生化反應(yīng)稱(chēng)為反硝化作用。其過(guò)程可用下式表示：

微生物對(duì)含磷有機(jī)物的轉(zhuǎn)化

土壤中有機(jī)態(tài)的磷經(jīng)微生物作用，分解為無(wú)機(jī)態(tài)可溶性物質(zhì)后，才能被植物吸收利用。

土壤中表層有26%-50%是以有機(jī)磷狀態(tài)存在，主要有核蛋白、核酸、磷脂、核素等、這些物質(zhì)在多種腐生性微生物作用下，分解的最終產(chǎn)物為正磷酸及其鹽類(lèi)，可供植物吸收利用。

在嫌氣條件下，很多嫌氣性土壤微生物能引起磷酸還原作用，產(chǎn)生亞磷酸，并進(jìn)一步還原成磷化氫。

微生物對(duì)含硫有機(jī)物的轉(zhuǎn)化

土壤中含硫的有機(jī)化合物如含硫蛋白質(zhì)、胱氨酸等，經(jīng)微生物的腐解作用產(chǎn)生硫化氫。硫化氫在通氣良好的條件下，在硫細(xì)菌的作用下氧化成硫酸，并和土壤中的鹽基離子生成硫酸鹽，不僅消除硫化氫的毒害作用，而且能成為植物易吸收的硫素養(yǎng)分。

在土壤通氣不良條件下，已經(jīng)形成的硫酸鹽也可以還原成硫化氫，即發(fā)生反硫化作用，造成硫素散失。當(dāng)硫化氫積累到一定程度時(shí)，對(duì)植物根素有毒害作用，應(yīng)盡量避免。

進(jìn)入土壤的有機(jī)質(zhì)是由不同種類(lèi)的有機(jī)化合物組成，具有一定生物構(gòu)造的有機(jī)整體。其在土壤中的分解和轉(zhuǎn)化過(guò)程不同于單一有機(jī)化合物，表現(xiàn)為一個(gè)整體的動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)。植物殘?bào)w中各類(lèi)有機(jī)化合物的大致含量范圍是：可溶性有機(jī)化合物(糖分、氨基酸)5%?/FONT>10%，纖維素15%?/FONT>60%，半纖維素10%?/FONT>30%，蛋白質(zhì)2%?/FONT>15%，木素5%?/FONT>30%。它們的含量差異對(duì)植物殘?bào)w的分解和轉(zhuǎn)化有很大影響。

據(jù)估計(jì)，進(jìn)入土壤的有機(jī)殘?bào)w經(jīng)過(guò)一年降解后，2/3以上的有機(jī)質(zhì)的二氧化碳的形式釋放而損失，殘留在土壤中的有機(jī)質(zhì)不到1/3，其中土壤微生物量占3%?/FONT>8%，多糖、多糖醛酸苷、有機(jī)酸等非腐殖質(zhì)物質(zhì)占3%?/FONT>8%，腐殖質(zhì)占10%?/FONT>30%。植物根系在土壤中的年殘留量比其他地上部分稍高一些。