土壤有机质

土壤中的所有含碳的有机物质
1
2
广义上,土壤有机质指各种形态存在于土壤中的所有含碳的有机物质,包括土壤中的各种动、植物残体,微生物及其分解和合成的各种有机物质;狭义上,土壤有机质一般指有机残体经微生物作用形成的一类特殊、复杂、性质比较稳定的高分子有机化合物[1]
土壤有机质是土壤中最活跃的部分,是土壤肥力的基础,其含量是衡量土壤肥力的重要指标之一,土壤有机质的数量受土壤性质以及生态系统中动、植物残体的投入量影响,在一个特定的土壤生态系统中,土壤有机质的分解和积累速率是由土壤的质地、pH值、温度、湿度、通气状况、黏土矿物和土壤生物活动等性质决定,而土壤有机质反过来也会影响或改变这些土壤性质。[2]在一般耕地耕层中有机质含量只占土壤干重的0.5%~2.5%,耕层以下更少,常把含有机质较多的土壤称为“油土”;土壤有机质按其分解程度可以分为新鲜有机质、半分解有机质和腐殖质,腐殖质是指新鲜有机质经过微生物分解转化所形成的黑色胶体物质,一般占土壤有机质总量的85%~90%以上。[3]我国大部分地区土壤有机质含量都比较低,除东北黑土地区有机质含量较高,可达2.5%~7.5%外,华北西北地区大部分低于1%,华中、华南一带水田有机质含量稍高,达1.5%~3.5%。[4]

来源和组成

土壤有机质主要来源于植物、动物及微生物残体,其中高等植物为主要来源。原始土壤中最早出现在母质中的有机体是微生物。随着生物的进化和成土过程的发展,动、植物残体及其分泌物就成为土壤有机质的基本来源。在自然土壤中,地面植被残落物和根系是土壤有机质的主要来源,如树木、灌丛、草类及其残落物,每年都向土壤提供大量有机残体。在农业土壤中,土壤有机质的来源较广,主要有作物的根茬、还田的秸秆和翻压绿肥;人畜粪尿、工农副产品的下脚料(如酒糟、亚[ǎn]造纸废液等);城市生活垃圾、污水;土壤微生物、动物(如蚯蚓、昆虫等)的遗体及分泌物;人为施用的各种有机肥料(厩肥腐殖酸肥料、污泥以及土杂肥等)。其中,耕地土壤中自然植被已不存在,主要来自作物根的分泌物、根茬、枯枝落叶以及人们每年施入的有机肥料(绿肥、堆肥、沤肥和厩肥等)。
进入土壤的有机残体,尽管来源不同,但是从化学角度来看,主要有碳水化合物(包括一些简单的糖类及淀粉、纤维素半纤维素等多糖类)、含氮化合物(主要为蛋白质)、木质素等物质。此外,还有一些脂溶性物质(如树脂、蜡质等)。土壤有机质的基本元素组成是C、O、H、N,其中C占52%~58%、O占34%~39%、H占3.3%~4.8%、N占3.7%~4.1%。其次是P和S,还有K,Ca,Mg,Si,Fe,Zn,Cu,B,Mo,Mn等灰分元素,C/N一般为10~12。上述各有机组分在有机残体中的含量随植物的种类、器官和年龄而异。