土壤有机质的概念(土壤有机质包括哪些物质)
有机质在土壤中形成的和外加入的所有动、植物残体不同阶段的各种分解产物和合成产物的总称。它包括高度腐解的腐殖物质、解剖结构尚可辨认的有机残体和各种微生物体。有机质是土壤固相中最活跃的部分,影响肥力的许多重要土壤属性均与之有关。
土壤有机质的来源 主要是动植物残体、微生物体和各种有机肥料等。自然植被下的土壤主要来自凋落物(林地)或枯萎的草类(草地)和植物根及根的脱落物和分泌物。中国不同自然植被下进入土壤的植物残体量变异很大,热带雨林下最高,仅凋落物干物质量即达16700千克/公顷·年,依次为***带常绿阔叶和落叶阔叶林,暖温带落叶阔叶林,温带针阔混交林,寒温带针叶林。荒漠植物群落下最少,凋落物干物质量仅为530千克/公顷·年。耕作土壤的有机质主要来自作物的根茬、根的分泌物和脱落物以及各种有机肥料。进入土壤的根茬量因作物种类和产量、复种指数以及管理方法等的不同而不同。就作物种类来说,稻、麦的根茬量较多,约占其总生物量的14%,油料作物次之,约10%,棉花、薯类和瓜类作物的根茬量最少,仅1%或更少。由于根茬量较少,一般均远不能形成足够的土壤有机质含量,必须施有机肥补充,后者常是耕作土壤有机质的主要给源。
土壤有机质成分 土壤有机质包括各种各样的化合物。通常分为非腐殖物质和腐殖物质两大类。前者包括多肽、蛋白质、碳水化合物、木质素、脂蜡、简单有机酸、色素等,它们是未分解或半分解的动植物残体和微生物体的组成或者是动植物残体的中间分解产物和微生物生命活动的代谢产物;其中以未分解或半分解的动植物残体存在的非腐殖物质,约占土壤有机质总量的6%~25%;以微生物体存在的约占1.5%~4%。腐殖物质是一类特殊的、不是在活的细胞中形成的、颜色由黄至暗棕色的天然有机化合物,分子量在几百到十万之间,是土壤有机质的主体,约占土壤有机质总量的50%~60%,胡敏酸及富啡酸是其主要组分。 严格区分土壤中非腐殖物质和腐殖物质是困难的。尽管用水浮选、手挑、静电吸附和超声波分散——重液分离等方法可以将非腐殖物质中部分未分解和半分解的植物残体分离出来,但难以用任何方法将它们与腐殖物质清楚地分开,特别是两者的某些化学组成分是相同的。
土壤有机质的含量 土壤有机质含量是根据土壤有机碳的含量(克/千克)乘以1.724求得的。它随土壤类型、水热状况、植被类型及耕作制度等不同而异。在中国各自然植被下的土壤中,黑土的有机质含量最高,表土层含量一般在80克/千克左右,高的可达120克/千克以上,1米土体内储量为170~500吨/公顷;由此向西,按黑土—栗钙土、棕钙土—灰漠土—灰棕漠土的顺序递减;灰棕漠土的有机质含量最低,表土层含量在5克/千克以下,1米土体中储量仅为沼泽黑土的1/6~1/9。在东部,由与黑土同一地带的暗棕壤往南,依暗棕壤-棕壤、褐土-黄棕壤的顺序递减;再往南至红壤、砖红壤带,则又增加,这些土壤表土层和1米土体中有机质的含量分别变动在80~145吨/公顷和184~276吨/公顷间,耕作土壤的有机质含量除受自然因素影响外,主要是受施肥和耕作的影响。在一些耕种年久,农业生产水平较高的地区,表土有机质含量通常在25~30克/千克之间,甚至更高一点。
土壤有机质的作用 有机质对土壤性质和植物生长有多方面的作用,它的含量是土壤肥力水平的一项重要指标。①是植物养分的重要给源,表土中80%以上的氮、20%~80%的磷以及湿润带土壤表土中70%~95%的硫均存在于有机质中。即使在集约耕作条件下,水稻、小麦一生所需的氮约有45%~50%系来源于土壤有机质的矿化。同时,土壤有机质还对微量元素的有效性产生重要的影响。②有机质能改善土壤的结构状况,提高土壤团聚体的数量及其稳定性,从而提高土壤的持水能力、水分渗透率和抗蚀性;通过土壤结构性的改善,还提高了土壤对植物的供水供肥能力。③有机质能提高土壤的吸附性能,提高土壤的保肥性能。表土的阳离子交换量约有30%~65%是由土壤有机质所赋予的。同时它还能提高土壤对酸碱的缓冲能力。④有机质是土壤微生物的主要能量来源,没有它就不会有土壤中的所有生物化学过程。此外,有机质还在土壤矿物风化和剖面分异等过程中起着重要的作用。
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