什么是土壤有机质组成的非腐殖质和腐殖质?

(一)土壤有机质组成

土壤有机质主要可以分为以下两大类。

1. 非腐殖质

非腐殖质(non-humus)包括高等植物未分解的根、茎、叶;动物分解原始植物组织,向土壤提供的排泄物和死亡之后的尸体等。这些物质被各种类型的土壤微生物分解转化,形成土壤物质的一部分。因此,土壤植物和动物不仅是各种土壤微生物营养的最初来源,也是土壤有机部分的最初来源。这类有机质主要累积于土壤的表层,占土壤有机部分总量的10%~20%。

有些学者又将其分成两个亚类:

①新鲜的有机物。指进入土壤中尚未被微生物分解的动、植物残体。它们仍保留原有的形态特征。对森林土壤而言,一般指枯凋落物的L层(litter)。

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)。

2. 腐殖质

腐殖质(humus)是指有机组织经由微生物合成的新化合物,或者由原始植物组织变化而成的比较稳定的分解产物。土壤中的有机质一般以三种类型状态存在,而腐殖质占土壤有机部分总量的80%~90%,它是一种复杂化合物的混合物,通常呈黑色或棕色,性质上为胶体状,它具有比土壤无机组成中黏粒更强的吸持水分和养分的能力,因此,少量的腐殖质就能显著提高土壤的生产力。对森林土壤而言,一般指枯凋落物层中的H层(humus)。

(二)土壤有机质的作用

土壤有机质含量与土壤肥力水平密切相关,对土壤性状、作物生长和化肥的施用影响很大,主要表现在以下六方面。

1. 植物养分的主要来源

土壤有机质中含有大量的植物营养元素,如N、P、K、Ca、Mg、S、Fe等重要元素,还有一些微量元素。土壤有机质经矿质化过程释放大量的营养元素为植物生长提供养分;有机质的腐殖化过程合成腐殖质,保存了养分,腐殖质又经矿质化过程再度释放养分,从而保证植物生长全过程的养分需求。土壤有机质在分解转化过程中,产生的有机酸和腐殖酸对土壤矿物质有一定的溶解能力,可以促进其风化,有利于某些养分的有效化。一些与有机酸(如富里酸)络合的金属离子可以保留在土壤溶液中,不致沉淀而增加其有效性。

2. 促进作物的生长发育

土壤有机质,尤以其中的胡敏酸,具有芳香族的多元酚官能团,可以加强植物呼吸过程,提高细胞膜透性,促进养分吸收。研究发现胡敏酸钠盐能促进禾本科植物的根系生长。土壤有机质中还含有维生素B 、B 、吡醇酸和烟碱酸、激素、异生长素(β-吲哚乙酸)、抗生素(链霉素、青霉素)等,也能促进植物生长,并能增强植物抗性。

3. 改良土壤物理结构

有机质能改良土壤结构,促进团粒状结构的形成,从而增加土壤的疏松性,改善通气性和透水性。腐殖质是土壤团聚体的主要胶结剂,土壤中腐殖质很少以游离态存在,多数和矿质土粒相互结合,通过功能基、氢键、范德华力等机制,以胶膜形式包被在矿质土粒外表,形成有机—无机复合体。所形成的团聚体,大、小孔隙分配合理,且具有较强的水稳性,是较好的结构体。土壤腐殖质的黏结力比砂粒强,在砂性土壤中,可增加砂土的黏结性而促进团粒状结构的形成。腐殖质的黏结力比黏粒小,当腐殖质覆盖黏粒表面,减少黏粒间的直接接触,可降低黏粒间的黏结力,降低土壤的黏性,改善黏土的土壤耕性和通透性,并通过改善土壤黏性,降低土壤的胀缩性,防止土壤干旱时出现大的裂隙。

4. 提高土壤的保水保肥能力

土壤腐殖质是亲水胶体,具有巨大的比表面积和亲水基团,腐殖质的吸水率为500%左右,而黏土矿物质仅为50%左右,因此,能提高土壤的有效持水量,这对砂土有着重要的意义。土壤腐殖质是一种胶体,还有巨大的表面能,腐殖质胶体以带负电荷为主,从而可吸附土壤溶液中的交换性阳离子如K 、NH +、Ca 2+ 、Mg 2+ 等,一方面可避免其随水流失,另一方面又能将其交换下来供植物吸收利用。其保肥性能非常显著。土壤腐殖质和黏土矿物一样,具有较强的吸附能力,但单位质量腐殖质保存阳离子养分的能力比黏土矿物大几倍至几十倍,因此,土壤有机质具有巨大的保肥能力。

5. 对土壤温度和pH值变化起缓冲作用

腐殖质为棕色呈褐色或黑色物质,被土粒包围后使土壤颜色变暗,从而增加了土壤的吸热能力,提高土壤温度,这一特性对北方早春时节促进种子萌发特别重要。腐殖质的热容量比空气、矿物质大,比水小,导热性居中,因此,有机质含量高的土壤其温度较高且变幅小,保温性好。腐殖酸作为一种弱酸,可以和其他盐类构成缓冲体系,缓冲土壤溶液中H+浓度的变化。腐殖质具有较强的吸附性能和较高的阳离子代换能力,因此能使土壤具有较强的缓冲性能。

6. 促进土壤微生物的活动

土壤有机质是土壤微生物生命活动所需养分和能量的主要来源,没有它就不会有土壤中所有的生物化学过程。土壤微生物的种群、数量和活性随有机质含量增加而增加,呈极显著的正相关关系。土壤有机质的矿质化率低,不像新鲜植物残体对微生物产生迅猛的激发效应,而是持久稳定地向微生物提供能源。因此,富含有机质的土壤,其肥力平稳而持久不易造成植物的徒长和脱肥现象。

版权声明:本篇文章(包括图片)来自网络,由程序自动采集,著作权(版权)归原作者所有,如有侵权联系我们删除,联系方式(QQ:452038415)。http://www.apmygs.com/4231.html
返回顶部