土壤有机质简介

土壤有机质简介  20110712      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。 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 HYPERLINK "http://wenwen.soso.com/z/Search.e?sp=S%E9%92%88%E5%8F%B6%E6%9E%97&ch=w.search.yjjlink&cid=w.search.yjjlink" \t "_blank" 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。 动、植、微生物的排泄物和分泌物 　　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。 　　土壤有机质的含量在不同土壤中差异很大，含量高的可达20％或30％以上（如泥炭土，某些肥沃的森林土壤等），含量低的不足1％或0.5％（如荒漠土和风沙土等）。在土壤学中，一般把耕作层中含有机质20％以上的土壤称为有机质土壤，含有机质在20％以下的土壤称为矿质土壤。一般情况下，耕作层土壤有机质含量通常在5%以上。全球土壤0?/FONT>100cm和0?/FONT>15cm土层中有机碳的含量（有机质的含碳量平均为58％，所以土壤有机质的含量大致是有机碳含量的1.724倍） 土壤有机质的类型 进入土壤中的有机质一般以三种类型状态存在。 　　（1）新鲜的有机物：指那些进入土壤中尚未被微生物分解的动、植物残体。它们仍保留着原有的形态等特征。对森林土壤而言，一般指枯凋落物的L层（Litter）。相当于土壤剖面形态记述中的A。。层。 　　（2）分解的有机物：经微生物的分解，已使进入土壤中的动、植物残体失去了原有的形态等特征。有机质已部分分解，并且相互缠结，呈褐色。包括有机质分解产物和新合成的简单有机化合物。对森林土壤而言，一般指枯凋落物层中的F层（Fermetation）。此层一般在土壤剖面形态记述中为A。层 　　（3）腐殖质：指有机质经过微生物分解后并再合成的一种褐色或暗褐色的大分子胶体物质。与土壤矿物质土粒紧密结合，是土壤有机质存在的主要形态类型，占土壤有机质总量的85％?/FONT>90％。对森林土壤而言，一般指枯落物层中H层（Humus）。在土壤剖面形态记述中，通常与上述的F层共同记为A。层。 土壤有机质的组成 　　土壤有机质的组成决定于进入土壤的有机物质的组成，进入土壤的有机物质的组成相当复杂。各种动、植物残体的化学成分和含量因动、植物种类、器官、年龄等不同而有很大的差异。一般情况下，动植物残体主要的有机化合物有碳水化合物、木素、蛋白质、树脂、蜡质等。土壤有机质的主要元素组成是C、O、H、N，分别占52％-58％、34％-9％、3.3％-4.8％，3.7%-4.1%。 　　（1）碳水化合物 　　3.7％-4.1％，其次是P和S，C/N比在10左右。碳水化合物是土壤有机质中最主要的有机化合物，碳水化合物的含量大约占有机质总量的15?/FONT>27％。包括糖类、纤维素、半纤维素、果胶质、甲壳质等。糖类有葡萄糖、半乳糖、六碳糖、木糖、阿拉伯糖、氨基半乳糖等。虽然各主要自然土类间植被、气候条件等差异悬殊，但上述各糖的相对含量都很相近，在剖面分布上，无论其绝对含量或相对含量均随深度而降低。纤维素和半纤维素为植物细胞壁的主要成分，木本植物残体含量较高，两者均不溶于水，也不易化学分解和微生物分解。果胶质在化学组成和构造上和半纤维素相似，常与半纤维素伴存。甲壳质属多糖类，和纤维素相似，但含有氮，在真菌的细胞膜、甲壳类和昆虫类的介壳中大量存在，甲壳质的元素组成或为（C8H13O5N4）n 　　（2）木素 　　木素是木质部的主要组成部分，是一种芳香性的聚合物。木素在林木中的含量约占30％，木素的化学构造尚未完全清楚，关于木素中是否含氮的问目前尚未阐明，木素很难被微生物分解。但在土壤中可不断被真菌、放线菌所分解。由C14研究指出，有机物质的分解顺序为：葡萄糖>半纤维素>纤维素>木素 　　（3）含氮化合物 　　动植物残体中主要含氮物质是蛋白质，它是构成原生质和细胞核的主要成分，在各植物器官中的含量变化很大。蛋白质的元素组成除碳、氢、氧外，还含有氮（平均为10％），某些蛋白质中还含有硫（0.3％-2.4％）或磷（0.8％）。蛋白质是由各种氨基酸构成的。一般含氮化合物易为微生物分解，生物体中常有一少部分比较简单的可溶性氨基酸可为微生物直接吸收，但大部分的含氮化合物需要经过微生物分解后才能被利用。 　　（4）树脂、蜡质、脂肪、单宁、灰分物质 　　树脂、蜡质、脂肪等有机化合物均不溶于水，而溶于醇、醚及苯中，都是复杂的化合物。单宁物质有很多种，主要都是多元酚的衍生物，易溶于水，易氧化，与蛋白质结合形成不溶性的，不易腐烂的稳定化合物。木本植物木材及树皮中富含单宁，而草本植物及低等生物中则含量很少。植物残留体燃烧后所留下的灰为灰分物质，其主要元素为钙、镁、钾、钠、硅、磷、硫、铁、铝、锰等，此外还有少量的碘、锌、硼、氟等元素。这些元素在植物生活中有着巨大的意义。 　　 土壤有机质的矿质化过程：土壤有机质在微生物作用下，分解为简单的无机化合物的过程。 　　土壤有机质的矿质化过程分为化学的转化过程、活动物的转化过程和微生物的转化过程。这一过程使土壤有机质转化为二氧化碳、水、氨和矿质养分（磷、硫、钾、钙、镁等简单化合物或离子），同时释放出能量。这一过程为植物和土壤微生物提供了养分和活动能量，并直接或间接地影响着土壤性质，同时也为合成腐殖质提供了物质基础。