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關於“土壤有機質”這回講的最清楚!

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關於“土壤有機質”這回講的最清楚!

發布日期:2018-05-19 作者:網絡部 點擊:

什麽是土壤有機質?



廣義的講土壤有機質是指各種形態存在於土壤中的所有含碳的有機物質。


包括土壤中各種動、植物殘體,微生物體及其分解和合成的各種有機物質


狹義的講土壤有機質一般主要是指有機殘體經微生物作用形成的一類特殊的、複雜的、性質比較穩定的高分子有機化合物。(腐殖質)有機質本身就是養分的儲藏庫,同時深刻地影響土壤的物理、化學和生物學性質。假設某一土壤表土有機質含量4%,有機質氮含量5%,一季作物中有機質分解率2%,則土壤有機質供應之氮可達80kg/公頃,此供應量幾乎可滿足大部分作物之需求量,據估算,1%的土壤有機質相當於含有18公斤養分/畝。


同時有研究表明,土壤中的有機質從2%降低到1.5%,土壤的保肥能力將下降14%。


此外,土壤有機質深刻影響水分的存儲。一英畝大、一英寸厚、含2%有機質的土壤儲水量可達12.1萬升,含量5%和8%的土壤分別可儲水30.3萬和48.5萬升。研究表明,土壤有機質從1%升到3%,土壤的保水能力增加6倍


當然,土壤有機質也深刻影響著土壤的質地和結構。豐富的有機質下,土壤可以形成穩定的大量的有機無機複合體,具有良好的土壤結構,不僅抗土壤侵蝕,也為根係提供理想的水分和空氣條件


最主要的是,土壤有機質是土壤中各種大大小小生物的碳源和能源。豐富的有機質下,土壤中自然形成龐大的食物網,構建健康的生態係統,這個龐大的生態係統是土壤活力的來源,從養分轉化直到病蟲害控製,都起著極為重要的作用。

一、土壤有機質的來源

1、微生物

2、動物來源

3、植物來源

4、人為施入的有機質

QQ截圖20180510170226.jpg

自然土壤

地麵植被殘落物和根係是土壤有機質的主要來源,如樹木、灌木、草類及其殘落物,每年都向土壤提供大量有機殘體。

不同自然植被下進入土壤的植物殘體量變異很大

熱帶雨林下僅凋落物幹物質量即達16700Kg/公頃*年

荒漠植物群落的凋落物幹物質量僅為530Kg/公頃*年

土壤的有機質來源

1、作物的根莖、還田的秸稈和翻壓綠肥

2、人畜糞尿

3、城市生活垃圾、汙水

4、土壤微生物、動物的遺體及分泌物(如蚯蚓、昆蟲等)

二、有機質的含量及組成

(一)有機質含量

一般含量在0—5%之間,泥炭土可高達20%或30%以上,壤土和沙壤土不足0.5%

有機土壤:有機質含量>20%

礦質土壤:有機質含量<20%

(二)有機質的組成

(1)存在形態

1、動植物殘體(新鮮)

2、半分解的動植物殘體

3、腐殖質

(2)化學元素組成

土壤有機質的基本組成是C、H、O、N

C:52%—58%

H:3.3%—4.8%

O:34%—39%

N:3.7%—4.1%

(3)化合物組成

腐殖物質:60%—80%

非腐殖物質:20%—40%

常見的化合物:糖類、有機酸 、醛、醇、酮、纖維素、半纖維素、木質素、脂類、蛋白質

三、土壤有機質的轉化

(一)有機質的土壤肥力上的作用

1、提供植物需要的養分

直接提供:土壤有機質是植物所需的氮、磷、硫、微量元素等各種養分的主要來源。

間接作用:多種有機酸和腐植酸對土壤礦質部分有一定的溶解能力,可以促進礦物風化,有利於某些養料的有效化。一些與有機酸和富裏酸絡合的金屬離子可以保留於土壤溶液中不致沉澱而增加有效性。

2、改善土壤性質

物理性質

土壤團聚體的形成過程和穩定性方麵起著重要作用。

改善土壤結構,使土壤的透水性、蓄水性、通氣性以及根係的生長環境有所改變。

腐殖物質具有巨大的比表麵積和親水基團,吸水量是黏土物質的5倍,能改善土壤有效持水量,使得更多的水能為作物所利用。

顏色與熱性質:由於腐殖質是一種深色的物質,深色土壤吸熱快,同樣日照條件下,其土溫相對較高。

化學性質

土壤中養料含量與保肥能力

在酸性土壤中,有機質通過與單體鋁的複合,降低土壤交換性鋁的含量,總而減輕鋁的毒害。

養分的有效性:如增加土壤中磷的有效性和提高磷肥的利用率、增加土壤微量元素的有效性。

提高土壤腐殖物質含量,就增強土壤對酸堿度變化的緩衝性能。

生物性質

土壤微生物生命活動所需養分和能量的主要來源,沒有土壤有機質則不會有土壤中所有生物化學過程。

蚯蚓通過掘洞、消化有機質、排泄糞便等直接改變土壤微生物和植物的生存環境

通過刺激微生物和動物的活動還能增加土壤酶的活性,從而直接影響土壤養分轉化的生物化學過程。

腐植酸被證明是一類生理活性物質,它能加速種子發芽,增強根係活力,促進作物生長。對土壤微生物而言,腐植酸也是一種促進其生長發育的生理活性物質。

(二)有機質在生態環境上的作用

1、有機質與重金屬離子的作用

土壤腐殖物質含有多種功能基,這些功能基對重金屬離子有較強的絡合和富集能力。

2、有機物質對農藥等有機汙染物的固定作用

土壤有機質對農藥等有機汙染物有強烈的親和力,對有機汙染物在土壤中的生物活性、殘留、生物降解、遷移和蒸發等過程有重要的影響。

可溶性腐殖物質能增加農藥從土壤向地下水的遷移,能更有效地遷移農藥和其他有機物質。

腐殖物質還能作為還原劑而改變農藥的結構、活性、降低毒性。

(三)增加土壤有機質的途徑

1、施用有機肥

施用有機肥以提高土壤有機質水平是我國勞動人民在長期的生產實踐中總結出來的寶貴經驗。

主要的有機肥源包括:作物秸稈、綠肥、糞肥、廄肥、堆肥、漚肥、餅肥、蠶沙、魚肥、河泥、塘泥等。

適當使用一些氮肥也是將土壤有機質保持在合適水平的一些措施(調整C/N)

有機、無機肥料配合施用不僅能增產,提高肥料利用率,還能提高土壤有機質含量。

2、種植綠肥

綠肥是指把還在生長的豆科綠色植物體翻入土壤的肥料。種植綠肥是一個培養土壤、提高產量的有效措施。

華北主要有以下兩種方式:

(1)休息綠肥

田菁、檉麻、草木樨和越冬毛葉苔子等

(2)糧肥間作(林肥間作、果肥間作)

毛葉苔子、草木樨或夏季田菁等

南方種植綠肥普遍為水稻、紫雲英輪作製

種植綠肥應依據“因地製宜、充分用地、積極養地、養用結合”的原則,同時也要考慮經濟效益。

3、秸稈還田

一般是指將作物收獲後將秸稈切碎,不經堆腐直接翻入土壤。秸稈還田不僅節省勞力和運輸,對促進土壤結構的形成、固定和保存氮素以及促使土壤難溶性養分的釋放比施用腐熟的有機肥效果還好。

4、其他途徑

旱地改為水田後,土壤有機質含量明顯增高。

免耕可以顯著增加土壤微生物生物量和微生物碳與有機碳的比率,並使土壤有機質水平表現出提高的趨勢。


四、總結

1,有機質含量決定土壤類型

土壤有機質的含量在不同土壤中差異很大,含量高的可達20%或30%以上(如泥炭土,東北黑土地等),含量低的不足1%或0.5%(如荒漠土和風沙土等)。在土壤學中,一般把耕作層中含有機質20%以上的土壤稱為有機質土壤,含有機質在20%以下的土壤稱為礦質土壤。一般情況下,耕作層土壤有機質含量通常在5%以上。


2.土壤有機質的存在狀態

進入土壤中的有機質一般以三種類型狀態存在。

(1)新鮮的有機物:指那些進入土壤中尚未被微生物分解的動、植物殘體。它們仍保留著原有的形態等特征。

(2)分解的有機物:經微生物的分解,已使進入土壤中的動、植物殘體失去了原有的形態等特征。有機質已部分分解,並且相互纏結,呈褐色。包括有機質分解產物和新合成的簡單有機化合物。

(3)腐殖質:指有機質經過微生物分解後並再合成的一種褐色或暗褐色的大分子膠體物質。與土壤礦物質土粒緊密結合,是土壤有機質存在的主要形態類型,占土壤有機質總量的85-90%。


3.土壤有機質需要微生物轉化

土壤有機質的微生物的轉化過程是土壤有機質轉化的最重要的,最積極的進程。

1.微生物對含氮的有機物轉化

土壤中含氮有機物可分為兩種類型:一是蛋白質類型,如各種類型的蛋白質;二是非蛋白質型,如幾丁質、尿素和葉綠素等。土壤中含氮的有機物在土壤微生物作用下,最終分解為無機態氮。

①水解過程

蛋白質在微生物所分泌的蛋白質水解酶的作用下,分解成為簡單的氨基酸類含氮化合物。


②氨化過程

蛋白質水解生成的氨基酸在多種微生物及其分泌酶的作用下,產生氨的過程。


③硝化過程

在通氣良好的情況下,氨化作用產生的氨在土壤微生物的作用下,可經過亞硝酸的中間階段,進一步氧化成硝酸,這個由氨經微生物作用氧化成硝酸的作用叫做硝化作用。將硝酸鹽轉化成亞硝酸鹽的作用稱為亞硝化作用。

④反硝化過程

硝態氮在土壤通氣不良情況下,還原成氣態氮(N2O和N2),這種生化反應稱為反硝化作用。

2、微生物對含磷有機物的轉化

土壤中有機態的磷經微生物作用,分解為無機態可溶性物質後,才能被植物吸收利用。土壤中表層有20%-50%是以有機磷狀態存在,主要有核蛋白、核酸、磷脂、核素等、這些物質在多種腐生性微生物作用下,分解的最終產物為正磷酸及其鹽類,可供植物吸收利用。

3.微生物對含硫有機物的轉化

土壤中含硫的有機化合物如含硫蛋白質、胱氨酸等,經微生物的腐解作用產生硫化氫。硫化氫在通氣良好的條件下,在硫細菌的作用下氧化成硫酸,並和土壤中的鹽基離子生成硫酸鹽,不僅消除硫化氫的毒害作用,而且能成為植物易吸收的硫素養分。

據估計,進入土壤的有機殘體經過一年降解後,2/3以上的有機質的二氧化碳的形式釋放而損失,殘留在土壤中的有機質不到1/3,其中土壤微生物量占3%-8%,多糖、多糖醛酸苷、有機酸等非腐殖質物質占3%-8%,腐殖質占10%-30%。植物根係在土壤中的年殘留量比其他地上部分稍高一些。


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