云霞资讯网

土壤有机质:土壤肥力的“幕后英雄”

土壤有机质,是土壤中含碳有机物质的总称,涵盖了动植物残体、微生物体及其分解与合成产物。尽管在土壤总量中占比微小,但它对土

土壤有机质,是土壤中含碳有机物质的总称,涵盖了动植物残体、微生物体及其分解与合成产物。尽管在土壤总量中占比微小,但它对土壤形成、肥力、环境保护以及农林业可持续发展等方面,有着不可替代的关键作用。

土壤有机质的含量在不同土壤类型中差异显著。泥炭土和东北黑土地等肥沃土壤,其含量可高达20%甚至30%以上;而荒漠土、风沙土等贫瘠土壤,含量则低至不足1%或0.5%。在土壤学分类中,耕作层有机质含量20%以上的为有机质土壤,20%以下的则为矿质土壤。通常情况下,耕作层土壤有机质含量多在5%以上。

进入土壤的有机质主要有三种存在状态:

(一)新鲜有机物

这是刚进入土壤、尚未被微生物分解的动植物残体,仍保留原有形态特征,如刚凋落的树叶、枯枝等。

(二)分解有机物

经过微生物分解后,动植物残体失去原有形态,部分分解且相互缠结,呈褐色。包括分解产物和新合成的简单有机化合物,如腐烂的植物纤维碎片等。

(三)腐殖质

这是土壤有机质的主要存在形态,占总量的85% - 90%。它是有机质经微生物分解再合成的褐色或暗褐色大分子胶体物质,与土壤矿物质紧密结合,性质稳定,对土壤结构和肥力贡献巨大。

微生物在土壤有机质转化中发挥着至关重要的作用,主要体现在以下几个方面:

(一)含氮有机物的转化

土壤中的含氮有机物分为蛋白质类型和非蛋白质类型。在微生物作用下,这些含氮有机物会经历一系列转化过程:

1.水解过程:蛋白质在微生物分泌的蛋白质水解酶作用下,分解为氨基酸等简单含氮化合物。

2. 氨化过程:氨基酸在微生物及其分泌酶作用下,进一步产生氨。

3. 硝化过程:在通气良好的条件下,氨在微生物作用下,经亚硝酸中间阶段氧化为硝酸,这一过程称为硝化作用;而将硝酸盐转化为亚硝酸盐的过程则称为亚硝化作用。

4. 反硝化过程:在通气不良的土壤环境中,硝态氮会被还原为气态氮(N₂O和N₂),这就是反硝化作用。

(二)含磷有机物的转化

土壤中约20% - 50%的磷以有机磷状态存在于表层,如核蛋白、核酸、磷脂等。这些有机磷在腐生性微生物作用下,分解为正磷酸及其盐类等无机态可溶性物质,从而可供植物吸收利用。

(三)含硫有机物的转化

土壤中的含硫有机化合物(如含硫蛋白质、胱氨酸等)经微生物腐解产生硫化氢。在通气良好、硫细菌作用下,硫化氢被氧化为硫酸,并与土壤盐基离子结合生成硫酸盐,既能消除硫化氢的毒害,又能为植物提供易吸收的硫素养分。

土壤有机质虽微小却强大,它在土壤生态系统中扮演着多重关键角色,是土壤健康和肥力的核心要素。了解土壤有机质的性质、转化过程及影响因素,对于土壤改良、农业可持续发展以及生态环境保护都有着极其重要的意义。