第二章土壤有機(jī)質(zhì)【教學(xué)目標(biāo)】

土壤有機(jī)質(zhì)概述

2.土壤有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化

3.土壤腐殖質(zhì)的形成

4.土壤有機(jī)質(zhì)對(duì)土壤肥力的影響

5.提高土壤有機(jī)質(zhì)的原則和途徑第二章

土壤有機(jī)質(zhì)

第一節(jié)土壤有機(jī)質(zhì)

一、

土壤有機(jī)質(zhì)的來(lái)源及組成二、

土壤有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化過(guò)程

三、影響土壤有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化的因素第二節(jié)土壤腐殖質(zhì)

一、腐殖質(zhì)的分離與組成

二、腐殖質(zhì)在土壤中存在的形態(tài)三、

腐殖酸的性質(zhì)

第三節(jié)土壤有機(jī)質(zhì)的作用及其調(diào)節(jié)一、土壤有機(jī)質(zhì)的作用二、土壤有機(jī)質(zhì)的調(diào)節(jié)土壤有機(jī)質(zhì)0.5%5%0.5-2.0%7%

第一節(jié)土壤有機(jī)質(zhì)

一、土壤有機(jī)質(zhì)的來(lái)源及組成

土壤有機(jī)質(zhì)是指存在于土壤中的所有含碳的有機(jī)物質(zhì)。它包括土壤中各種動(dòng)、植物殘?bào)w，微生物體及其分解和合成的各種有機(jī)物質(zhì)。

（一）

土壤有機(jī)質(zhì)的來(lái)源及類型

1、來(lái)源動(dòng)物、植物、微生物的殘?bào)w和有機(jī)肥料是土壤有機(jī)質(zhì)的來(lái)源。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，各種動(dòng)植物和微生物的殘?bào)w，每年進(jìn)入土壤表層的有機(jī)質(zhì)總量，每公頃不過(guò)3.5t，每畝不足300kg。

2.類型：（1）新鮮的有機(jī)質(zhì)，主要是土壤中未分解的生物遺體。（2）半分解的有機(jī)質(zhì)，是新鮮有機(jī)質(zhì)經(jīng)微生物的分解作用.已破壞了最初結(jié)構(gòu)，而變成了分散的暗黑色小塊。（3）腐殖質(zhì)有機(jī)質(zhì)經(jīng)過(guò)微生物分解和再合成的一種褐色或暗褐色的大分子膠體物質(zhì)，它與礦物質(zhì)土粒緊密結(jié)合.不能用機(jī)械方法分離，在一般土壤中約占有機(jī)質(zhì)總量的85一90％。（二）土壤有機(jī)質(zhì)的組成及性質(zhì)

1．糖類、有機(jī)酸、醛、醇、酮類以及相近的化合物。糖類是廣泛分布于植物界中的一類化合物。如葡萄糖、蔗糖和淀粉等。酸類有葡萄糖酸、檸檬酸、草酸等；另外還有一些乙醛、乙醇和丙酮等。以上各類都可溶于水，這類有機(jī)質(zhì)被微生物分解后產(chǎn)生CO2、H20；在空氣不足的情況下，可能及CH4等還原性氣體。

2、纖維素和半纖維素

半纖維素（C6H10O5）n在酸和堿的稀溶液處理下，易于水解，纖維素則在較強(qiáng)的酸和堿的處理下，才可以水解。它們均能被微生物所分解。

3、木質(zhì)素

木質(zhì)素是復(fù)雜的有機(jī)化合物，比較穩(wěn)定，不容易被細(xì)菌和化學(xué)物質(zhì)所分解，但在土壤中可被真菌、放線菌所分解。

4、脂肪、蠟質(zhì)、樹脂和單寧等.

不溶于水，而溶于醇、醚及苯中，都是十分復(fù)雜的化合物。除脂肪分解較快外，一般都很難徹底分解。

5．含氮化合物

土壤的含氮化合物95％以上是有機(jī)態(tài)的，無(wú)機(jī)態(tài)的含量不到5％，生物體中主要的含氮物質(zhì)為蛋自質(zhì)。蛋白質(zhì)的元素組成除C、H、O、N外，還含有S、P和Fe等植物營(yíng)養(yǎng)元素等。一般易被微生物所分解。

6．灰分物質(zhì)

植物殘留體燃燒后所留下的灰稱為灰分物質(zhì)。植物體中灰分的含量，一般平均占植物體干物質(zhì)重量的5％，構(gòu)成灰分的主要元素為Ca、Mg、K、Na、Si、P、S、Fe、Ae、Mn等，這些元素在生物的生活中有著重要的意義。

二、土壤有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化過(guò)程

進(jìn)入土壤的有機(jī)質(zhì)在微生物的作用下，轉(zhuǎn)化過(guò)程可包括兩個(gè)方面，即有機(jī)質(zhì)的礦質(zhì)化和腐殖質(zhì)化過(guò)程。

它是土壤所特有的（圖2～1）。這兩個(gè)過(guò)程是不可分割和互相聯(lián)系的，隨條件的改變而互相轉(zhuǎn)化。礦化過(guò)程的中間產(chǎn)物又是形成腐殖質(zhì)的基本材料，腐殖化過(guò)程的產(chǎn)物——腐殖質(zhì)并不是永遠(yuǎn)不變的，它可以再經(jīng)過(guò)礦化分解釋放其養(yǎng)分。

（一）土壤有機(jī)質(zhì)的礦質(zhì)化過(guò)程

礦質(zhì)化過(guò)程：進(jìn)入土壤的復(fù)雜有機(jī)質(zhì)，經(jīng)過(guò)微生物的作用，分解成簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)化合物（C02、H20和NH3等），并釋放出礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的過(guò)程。

1、不含氮有機(jī)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化

如在通氣良好的條件下葡萄糖徹底分解，生成簡(jiǎn)單的CO2和H2O，并放出多量的能量。

C6H12O6＋9（O）—→3C2H204+3H2O

（草酸）

2C2H204+O2—→4C02+2H20

在通氣不良的條件下，分解的不徹底，形成很多有機(jī)酸類的中間產(chǎn)物，并產(chǎn)生還原性物質(zhì)，如CH4、H2等，放出少量的能量。

C6H1206—→C4H802＋2C02＋2H2

（丁酸）

4H2＋C02—→CH4＋2H20

2.含氮有機(jī)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化

（1）水解過(guò)程。蛋白質(zhì)在蛋白質(zhì)水解酶的作用下，分解成簡(jiǎn)單的氨基酸一類的含氮物質(zhì)。

蛋自質(zhì)—→水解蛋白質(zhì)—→消化蛋白質(zhì)—→多縮氨酸（或多肽）—→氨基酸

（2）氨化過(guò)程。蛋白質(zhì)水解生成的氨基酸，在多種微生物及其所分泌的酶的作用下，進(jìn)一步分解成氨（在土中成為銨鹽），這種氨從氨基酸中分離出來(lái)的作用，稱為氨化作用。氨化作用在好氣或嫌氣條件下均可進(jìn)行。

↗RCHOHCOOH＋NH3RCHNH2COOH＋H2O（有機(jī)酸）

↘RCH2OH＋CO2＋NH3水解作用（醇）

RCHNH2COOH＋O2RCOOH＋CO2＋NH3

（有機(jī)酸）RCHNH2COOH＋H2RCH2COOH＋NH3

（有機(jī)酸）

（3）硝化過(guò)程氨或銨鹽氧化為硝酸的過(guò)程。氨或銨鹽的一部分被植物利用，另一部分在微生物的作用下，經(jīng)過(guò)亞硝酸的中間階段，進(jìn)一步氧化為硝酸。

2NH3＋3O22HNO2＋2H20＋熱

2HNO2＋O22HNO3＋熱硝酸與土壤中的鹽基結(jié)合成硝酸鹽，也是植物和微生物可以直接利用的氮素養(yǎng)料。氧化作用還原作用亞硝酸細(xì)菌硝酸細(xì)菌

（4）反硝化過(guò)程硝酸鹽還原為N20和N2的過(guò)程稱為反硝化過(guò)程。其反應(yīng)式如下，

2HNO32HNO2N2O或N2

硝酸鹽的還原作用雖要經(jīng)由亞硝酸鹽階段，但是亞硝酸鹽在正常情況下不在土壤中累積，而直接變?yōu)橐谎趸虻獨(dú)狻?/p>

-2[O]-[O]3．含磷有機(jī)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化土壤中的含磷有機(jī)化合物，在多種腐生性微生物的作用下，尤其是在磷細(xì)菌的作用下，經(jīng)過(guò)水解而產(chǎn)生磷酸。核蛋白質(zhì)—→核素—→核酸—→磷酸

卵磷脂—→甘油磷酸脂—→磷酸

在嫌氣條件下，許多微生物能引起磷酸的還原，產(chǎn)生亞磷酸和次磷酸。在有機(jī)質(zhì)豐富的情況下，進(jìn)一步還原成磷化氫。

4．含硫有機(jī)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化

土壤中含硫的有機(jī)物，經(jīng)過(guò)微生物的作用產(chǎn)生硫化氫。硫化氫在嫌氣環(huán)境中易積累，對(duì)植物和微生物會(huì)發(fā)生毒害，但在通氣良好的條件下，硫化氫在硫細(xì)菌的作用下氧化成硫酸，并和土壤中的鹽基作用形成硫酸鹽，成為植物能吸收的硫素養(yǎng)料。

2H2S十O2—→2H2O十2S2S十H2O十3O2—→2H2SO4

在通氣不良的情況下，即發(fā)生反硫化作用，使硫酸轉(zhuǎn)變?yōu)镠2S散失，并對(duì)植物產(chǎn)生毒害。因此，由上述可知，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上只要采取措施，改善土壤的通氣性，就能消除各種還原有毒物質(zhì)的產(chǎn)生。（二）土壤有機(jī)質(zhì)的腐殖化過(guò)程

腐殖化過(guò)程：有機(jī)質(zhì)經(jīng)過(guò)微生物的改造后，形成另一類特殊的、較穩(wěn)定的高分子的復(fù)雜有機(jī)化合物，使有機(jī)質(zhì)及其養(yǎng)分保蓄起來(lái)的過(guò)程。

土壤有機(jī)質(zhì)的腐殖化過(guò)程是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過(guò)程，早在150年前就開始了研究，雖然取得了重大的成就，但至今尚未完全搞清楚，不少問(wèn)題尚待進(jìn)一步研究。

近代研究結(jié)果表明，有機(jī)質(zhì)的分解主要靠水解酶，合成腐殖質(zhì)則主要是氧化酶的作用。一般認(rèn)為腐殖質(zhì)的形成要經(jīng)過(guò)兩個(gè)階段：

第一階段是微生物將動(dòng)植物殘?bào)w轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)的組成成分（結(jié)構(gòu)單元），如芳香族化合物（多元酚）和含氮化合物（氨基酸）等。(礦化過(guò)程)

第二階段是在微生物的作用下，各組成成分合成（縮合作用）腐殖質(zhì)。在這一階段中

微生物分泌的酚氧化酶，將多元酚氧化為醌類，醌易于和其它組成分（含氮化合物）縮合成腐殖酸的單體分子。例如多元酚的氧化作用與氨基酸的結(jié)合：（腐質(zhì)化過(guò)程）：

1．多元酚氧化為醌

2．醌和氨基酸縮合

三、影響土壤有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化的因素（一）有機(jī)殘?bào)w的特性

特別重要的是有機(jī)物質(zhì)組成中的碳氮比對(duì)其分解速度影響很大，有機(jī)殘?bào)w的碳氮比（C／N）是指有機(jī)物中碳素總量和氮素總量之比。一般來(lái)說(shuō)微生物組成自身的細(xì)胞需要吸收1份氮和5份碳，同時(shí)還需20份碳作為生命活動(dòng)的能源，即微生物在生命活動(dòng)過(guò)程中,需要有機(jī)質(zhì)的碳氮比約為25:1。當(dāng)有機(jī)殘?bào)w的碳氮比在25﹕1左右時(shí)，微生物活動(dòng)最旺盛，分解速度也最快.

如果被分解有機(jī)質(zhì)的碳氮比＜25﹕1，對(duì)微生物的活動(dòng)有利，有機(jī)質(zhì)分解快，分解釋放出的無(wú)機(jī)氮除被微生物吸收構(gòu)成自己的身體外，還有多余的氮素存留在土壤中，可供作物吸收。如果碳氮比＞25﹕1，微生物就缺乏氮素營(yíng)養(yǎng)，使微生物的發(fā)育受到限制，不僅有機(jī)質(zhì)分解慢，而且有可能使微生物和植物爭(zhēng)奪土壤中原有的有效氮素養(yǎng)分，使作物處于暫時(shí)缺氮的狀態(tài)。

（一）土壤通氣性土壤通氣良好時(shí)，好氣性微生物活躍，這時(shí)有機(jī)質(zhì)進(jìn)行著好氣分解，其特點(diǎn)是速度快，分解較完全，中間產(chǎn)物累積少，有利于植物的吸收利用。但不利于土壤有機(jī)質(zhì)的累積和保存。反之，在土壤通氣不良時(shí)，嫌氣性微生物活動(dòng)旺盛，有機(jī)質(zhì)分解的特點(diǎn)是速度慢.分解不完全，中間產(chǎn)物容易積累，還會(huì)產(chǎn)生甲烷和氫氣等還原性氣體.

但在嫌氣條件下，有機(jī)質(zhì)的礦化率低，故有利于有機(jī)質(zhì)的積累和保存。

(三)

溫度

溫度影響到植物的生長(zhǎng)和有機(jī)質(zhì)的微生物降解。一般說(shuō)來(lái)在0℃以下，土壤有機(jī)質(zhì)的分解速率很小。在0℃～35℃范圍內(nèi)，有機(jī)質(zhì)的分解隨溫度升高而加快。溫度每升高10℃，土壤有機(jī)質(zhì)的最大分解速率提高2～3倍，一般土壤微生物活動(dòng)的最適宜溫度范圍大約為25～35℃，超出這個(gè)范圍，微生物活性就會(huì)明顯受到抑制。

（四）土壤特性

土壤有機(jī)質(zhì)含量與其粘粒含量有極顯著的正相關(guān)，粘質(zhì)和粉砂質(zhì)土壤通常比砂質(zhì)土壤含有更多的有機(jī)質(zhì)

.

土壤PH值也通過(guò)影響微生物的活性而影響有機(jī)質(zhì)的降解。各種微生物都有最適宜活動(dòng)的PH范圍，真菌適宜于酸性環(huán)境（pH3～6）下活動(dòng)，大多數(shù)細(xì)菌活動(dòng)的最適PH值在中性范圍（PH6.5～7.5），放線菌適合于微堿性條件。因此改良過(guò)酸過(guò)堿的土壤，對(duì)促進(jìn)有機(jī)質(zhì)的礦化有顯著效果。

第二節(jié)土壤腐殖質(zhì)一、腐殖質(zhì)的分離與組成

腐殖質(zhì)是一類組成和結(jié)構(gòu)都很復(fù)雜的天然高分子聚合物，難溶于水。因此要研究土壤腐殖酸（腐殖質(zhì)主要成分）的性質(zhì)，首先必須用適當(dāng)?shù)娜軇┌阉鼜耐寥乐蟹蛛x提取出來(lái)。一般采用的方法，是先把土壤中未分解或部分分解的動(dòng)植物殘?bào)w分離掉，然后用不同的溶劑來(lái)浸提土壤把腐殖酸劃分為三組分;黃腐酸（富里酸）、褐腐酸（胡敏酸）與黑腐素（胡敏素）。具體步驟如下:

腐殖酸的主要組成是褐腐酸和黃腐酸，通常占腐殖酸總量的60％左右。在一般土壤中（強(qiáng)酸性土壤除外），這些腐殖酸大部分以金屬鹽的形態(tài)存在。在一般土壤中（強(qiáng)酸性土壤除外），這些腐殖酸大部分以金屬鹽的形態(tài)存在。二、腐殖質(zhì)在土壤中存在的形態(tài)

土壤中腐殖質(zhì)存在的形態(tài)大致有四種：

1．游離狀態(tài)的腐殖質(zhì)，在一般土壤中占極少部分，常見于紅壤中。

2．與礦物成分中的強(qiáng)鹽基化合成穩(wěn)定的鹽類，主要為腐殖酸鈣和鎂，常見于黑土中。

3．與含水三氧化物如A1203.xH20、

Fe203.yH20化合成復(fù)雜的凝膠體。

4．與粘粒結(jié)合成有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合體

在上述四種形態(tài)中，以第四種最為重要，因?yàn)樗Ｕ纪寥栏迟|(zhì)中的大部分。關(guān)于土壤腐殖質(zhì)與粘粒結(jié)合的問(wèn)題，據(jù)現(xiàn)有資料認(rèn)為有兩種可能：

第一、由于鈣離子的關(guān)系而結(jié)合著。這樣的結(jié)合在農(nóng)業(yè)上特別重要，因?yàn)樗退€(wěn)性團(tuán)粒的形成有關(guān)。

第二、由于鐵、錳、鋁（特別是鐵）離子的關(guān)系而結(jié)合著。這種結(jié)合有高度的堅(jiān)韌性，有時(shí)甚至可以把腐殖質(zhì)和砂粒結(jié)合起來(lái)，但不一定具備水穩(wěn)性，所以對(duì)團(tuán)粒的形成以及肥力的提高上，關(guān)系就比較次要。土壤有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合體示意圖

三.腐質(zhì)酸的性質(zhì)

（一）

腐殖酸的元素組成

腐殖酸主要由碳、氫、氧、氮、硫等元素組成，此外還含少量的鈣、鎂、鐵、硅等灰分元素。各種土壤中腐殖酸的元素組成是不完全相同的。就腐殖質(zhì)整體來(lái)說(shuō)，含碳約55～60％（習(xí)慣上以58％為其平均數(shù)，所以在計(jì)算土壤腐殖質(zhì)含量時(shí)，常以土壤的有機(jī)碳百分?jǐn)?shù)含量乘以100／58，即1.724作為其腐殖質(zhì)含量）。含氮約3～6％，平均為5.6％.其C／N比值平均為10﹕1～12﹕1

就不同的腐殖酸相比較，褐腐酸的碳、氮含量一般高于黃腐酸，而氧和硫的含量則低于黃腐酸。

（二）腐殖酸的分子結(jié)構(gòu)和分子量

共同點(diǎn)是都屬于大分子聚合物，以芳香族核為主體，附以各種功能團(tuán)。其中主要的功能團(tuán)為酚羥基、羧基、甲氧基，并有含氮的環(huán)狀化合物等。腐殖酸的分子量一般褐腐酸的分子量大于黃腐酸。據(jù)報(bào)道，我國(guó)黑土和磚紅壤的褐腐酸平均分子量為2500和2000，黃腐酸為680～1450。關(guān)于腐殖酸分子的形狀,過(guò)去認(rèn)為成網(wǎng)狀多孔結(jié)構(gòu),近來(lái)通過(guò)電子顯微鏡拍照或通過(guò)粘性特征的推斷有的認(rèn)為是球形的，有的認(rèn)為是棒狀的，也有報(bào)道說(shuō)兩種形狀都有,因此就整體來(lái)說(shuō)結(jié)構(gòu)并不緊密。

（三）腐殖酸的電性

由于腐殖酸的組分中有多種含氧功能團(tuán)的存在。

腐殖酸是兩性膠體，在它表面既帶負(fù)電又帶正電，通常以帶負(fù)電為主。電性的來(lái)源主要是分子表面的羧基和酚羥基的解離以及胺基的質(zhì)子化，例如：

腐殖質(zhì)分子

COOH

腐殖質(zhì)分子

COO_

OH

解離和質(zhì)子化

O+2H

結(jié)構(gòu)的核心

NH2

結(jié)構(gòu)的核心

NH3

COOH

COO-圖2—2腐殖質(zhì)的電荷來(lái)源

由于羧基、酚羥基的解離和胺基質(zhì)子化的程度是隨周圍H+濃度而變化的，所以這些電荷的數(shù)量也隨著土壤的pH而變異，屬可變電荷。

（四）腐殖酸的溶解度和凝聚

褐腐酸不溶于水，它與鉀、鈉、銨等形成的一價(jià)鹽類，可溶于水，而與鈣、鎂、鐵、鋁等高價(jià)離子形成的鹽類，溶解度大大降低；黃腐酸有相當(dāng)大的水溶性，其溶液的酸性較強(qiáng)，它和一價(jià)及兩價(jià)金屬離子所形成的鹽類都能溶于水腐殖酸可與鐵、鋁、銅、鋅等高價(jià)金屬離子形成絡(luò)合物，一般認(rèn)為羧基、酚羥基是參與絡(luò)合的主要基團(tuán)。新形成的腐殖質(zhì)膠粒在水中是分散的溶膠狀態(tài)，但增加電解質(zhì)濃度或高價(jià)離子，則電性中和而相互凝聚，形成凝膠。在凝聚過(guò)程中可使土粒膠結(jié)起來(lái)，形成結(jié)構(gòu)體。

（五）吸水性

腐殖質(zhì)是一種親水膠體，有強(qiáng)大的吸水能力，腐殖物質(zhì)的持水量是硅酸鹽粘土礦物的4～5倍，最大吸水量可以超過(guò)500%。從飽和大氣中吸收的水氣量約可達(dá)到其本身重量的一倍以上，這比一般的礦質(zhì)膠體要大的多。

（六）穩(wěn)定性

腐殖酸的化學(xué)穩(wěn)定性很強(qiáng)，抗微生物分解的能力較強(qiáng)，分解周轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)。一般腐殖酸的年礦化速率平均在1％～2％左右。但新舊程度不同的腐殖酸分解的速度有很大的差異。在溫帶條件下，一般植物殘?bào)w的半分解期少于三個(gè)月，而新形成的腐殖質(zhì)的半分解期為4.7～9年，褐腐酸的平均停留時(shí)間為780～3000年，黃腐酸為200～630年。

三、我國(guó)主要土壤的腐殖質(zhì)特征

土壤中的腐殖質(zhì)含量，因氣候、生物、地形、耕作等因素的影響而差異很大。溫度和雨量一方面影響作物的生長(zhǎng)，同時(shí)也影響到有機(jī)質(zhì)的分解速度和累積量。例如在森林下，真菌活動(dòng)旺盛，黃腐酸多；而草類植物下，細(xì)菌活動(dòng)旺盛時(shí)褐腐酸多。由黃土母質(zhì)在較干旱條件下發(fā)育的土壤所含腐殖質(zhì)以褐腐酸為主，且多與Ca2+相結(jié)合；按碳計(jì)算，全部褐腐酸約占腐殖質(zhì)的38一56％；淋溶黑鈣土的腐殖質(zhì)中褐腐酸僅占30％左右，有相當(dāng)數(shù)量與R203相結(jié)合；紅壤的腐殖質(zhì)中褐腐酸含量?jī)H6一7％，且多屬游離狀態(tài)。

褐腐酸與黃腐酸的比值（HA／FA）是土壤腐殖質(zhì)的組成和性質(zhì)的指標(biāo)之一，可作為土壤肥力和熟化程度的標(biāo)志。由黑土帶往南，經(jīng)棕壤、黃棕壤到紅壤、磚紅壤帶，HA／FA逐漸減小。無(wú)論在任何土帶，森林植被下的土壤與同一土帶內(nèi)草本植被下的土壤相比，前者的HA／FA常較小；

石灰性母質(zhì)發(fā)育的土壤與非石灰性母質(zhì)發(fā)育的土壤相比，前者的HA／FA常較大。長(zhǎng)期種植水稻的土壤，腐殖質(zhì)的組成上HA／FA常顯著地較毗鄰的旱地土壤或自然植被下的土壤為大。

第四節(jié)

土壤有機(jī)質(zhì)的作用及其調(diào)節(jié)

一、土壤有機(jī)質(zhì)的作用

（一）提供作物需要的各種養(yǎng)分

土壤有機(jī)質(zhì)不僅是一種穩(wěn)定而長(zhǎng)效的氮源物質(zhì)，而且它幾乎含有作物和微生物所需要的各種營(yíng)養(yǎng)元素。大量資料表明，我國(guó)主要土壤表土中大約80％以上的氮、20～76％的磷以有機(jī)態(tài)存在，在大多數(shù)非石灰性土壤中，有機(jī)態(tài)硫占全硫的75％～95％以上。

另外，據(jù)估計(jì)土壤有機(jī)質(zhì)的分解以及微生物和根系呼吸作用所產(chǎn)生的CO2，每年可達(dá)1.35×1011噸，大致相當(dāng)于陸地植物的需要量，可見土壤有機(jī)質(zhì)的礦化分解是大氣中CO2的重要來(lái)源，也是植物碳素營(yíng)養(yǎng)的重要來(lái)源。此外，土壤有機(jī)質(zhì)在分解過(guò)程中，還可產(chǎn)生多種有機(jī)酸（包括腐殖酸本身），這對(duì)土壤礦質(zhì)部分有一定溶解能力，促進(jìn)風(fēng)化，有利于某些養(yǎng)分的有效化，另一方面還能絡(luò)合一些多價(jià)金屬離子，使之在土壤溶液中不致沉淀而增加了有效性。

（二）增強(qiáng)土壤的保水保肥能力和緩沖性

腐殖質(zhì)疏松多孔，又是親水膠體，能吸持大量水分。據(jù)測(cè)定，腐殖質(zhì)的吸水率為500～600％，而粘粒的吸水率為50～60％，腐殖質(zhì)的吸水率比粘粒大10倍左右，能大大提高土壤的保水能力。此外腐殖質(zhì)改善了土壤滲透性，可減少水分的蒸發(fā)等，為作物提供更多的有效水。

腐殖質(zhì)因帶有正負(fù)兩種電荷，故可吸附陰、陽(yáng)離子；又因其所帶電性以負(fù)電荷為主，所以它具有較強(qiáng)的吸附陽(yáng)離子的能力，這些離子一旦被吸附后，就可避免隨水流失，而且通過(guò)離子交換，可供作物吸收，仍不失其有效性。

腐殖質(zhì)保存陽(yáng)離子養(yǎng)分的能力，要比礦質(zhì)膠體大許多倍至幾十倍。一般每百克腐殖質(zhì)的吸收量為150～400毫克當(dāng)量。因此，保肥力很弱的砂土中增施有機(jī)肥料后，還可提高其保肥能力。

腐殖質(zhì)是一種含有許多酸性功能團(tuán)的弱酸，其鹽類具有兩性膠體的作用，因此有很強(qiáng)的緩沖酸堿變化的能力。所以土壤腐殖質(zhì)含量提高后，可提高土壤緩沖酸堿變化性能。

（三）改善土壤的物理性質(zhì)

腐殖質(zhì)是一種膠體，粘結(jié)力和粘著力都大于砂粒，施于砂土后能增加砂土的粘性，可促進(jìn)團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成。另一方面，由于它松軟、絮狀、多孔，粘結(jié)力又比粘粒小11倍，粘著力比粘粒小一半，所以粘粒被它包被后，易形成散碎的團(tuán)粒，使土壤變得比較松軟而不再結(jié)成硬塊。由于腐殖質(zhì)是一種暗褐色的物質(zhì)，從而提高了土壤的吸熱性。同時(shí)腐殖質(zhì)熱容量比空氣、礦物質(zhì)大，而比水小。因此在同樣日照條件下，腐殖質(zhì)含量高的土壤土溫相對(duì)較高，且變幅不大，利于保溫和春播作物的早發(fā)速長(zhǎng)。

（四）促進(jìn)土壤微生物的活動(dòng)首先土壤微生物生命活動(dòng)所需的能量物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)均直接和間接來(lái)自土壤有機(jī)質(zhì)，并且腐殖質(zhì)能調(diào)節(jié)土壤的酸堿反應(yīng)，促進(jìn)土壤結(jié)構(gòu)等物理性質(zhì)的改善，使之有利于微生物的活動(dòng)。

（五）促進(jìn)植物的生理活性

（1）腐殖酸鹽的稀溶液能改變植物體內(nèi)糖類代謝，促進(jìn)還原糖的積累，提高細(xì)胞滲透壓，從而增強(qiáng)了作物的抗旱能力。腐殖酸鈉還是某些抗旱劑的主要成分。

（2）能提高酶系統(tǒng)的活性，加速種子發(fā)芽和養(yǎng)分吸收，從而增加生長(zhǎng)速度。

（3）能加強(qiáng)作物的呼吸作用，增加細(xì)胞膜的透性，從而提高其對(duì)養(yǎng)分的吸收能力，并加速細(xì)胞分裂，增強(qiáng)根系的發(fā)育。

（六）減少農(nóng)藥和重金屬的污染腐殖質(zhì)有助于消除土壤中的農(nóng)藥殘毒和重金屬污染。特別是褐腐酸能使殘留在土壤中的某些農(nóng)藥如DDT、三氮雜苯等的溶解度增大，加速其淋出土體，減少污染和毒害。例如DDT在0.5％褐腐酸鈉的水溶液中的溶解度比在水中至少大20倍，這就使DDT容易從土壤中排出去，又如腐殖酸能和某些金屬離子絡(luò)合，由于絡(luò)合物的水溶性，而使有毒的金屬離子有可能隨水排出土體，減少對(duì)作物的危害和對(duì)土壤的污染。

二、增加土壤有機(jī)質(zhì)的途徑

1．種植綠肥作物

種綠肥產(chǎn)量高，有機(jī)質(zhì)含量高，（一般為10～20％），養(yǎng)分豐富（一般平均含NO5％，P2O50.1％，K2O0.5％），分解較快，形成腐殖質(zhì)也較迅速，可不斷的更新土壤腐殖質(zhì)。實(shí)行綠肥或牧草與作物輪作比單作和連作可顯著提高有機(jī)質(zhì)的含量。據(jù)全國(guó)綠肥試驗(yàn)網(wǎng)在16個(gè)?。▍^(qū)）的定位試驗(yàn)結(jié)果表明，無(wú)論南方或北方，旱地或水田，連續(xù)5年翻壓綠肥，土壤有機(jī)質(zhì)均有明顯提高，其增加量平均為1～2g/kg土。

2．增施有機(jī)肥料

我國(guó)農(nóng)民素有施用有機(jī)肥的習(xí)慣，而且施用的種類和數(shù)量都很多。如：糞肥、廄肥、堆肥、青草、幼嫩枝葉、餅肥、蠶沙、魚肥等等，其中糞肥和廄肥是普遍使用的主要有機(jī)肥。這就應(yīng)該在大力發(fā)展畜牧業(yè)的同時(shí)、鼓勵(lì)農(nóng)民積極發(fā)展有機(jī)肥。

3．秸稈還田

目前秸稈還田的方式有：

一是傳統(tǒng)式的：將收獲的作物秸稈與廄肥混合，堆腐漚制后還田；

二是當(dāng)作物子實(shí)部分收獲后，將作物秸稈就地粉碎后翻壓還田；

三是留高茬收獲，再將耕茬翻壓入耕層；四是覆蓋還田，子實(shí)收獲后，將秸稈粉碎或整稈覆蓋到地表，既有保墑增溫作用，又可增加土壤有機(jī)質(zhì)。五是將秸稈作飼料，經(jīng)牲畜過(guò)腹還田。目前對(duì)秸稈直接還田還是堆、漚制后再還田的問(wèn)題是有爭(zhēng)議的。一般認(rèn)為直接還田有節(jié)省勞力、節(jié)省成本的優(yōu)點(diǎn)，還可避免堆、漚過(guò)程中水溶性有機(jī)物及氮素的損失，所以目前在生產(chǎn)實(shí)踐中多采用直接還田的辦法。

4、調(diào)節(jié)土壤有機(jī)質(zhì)的分解速率

（1）調(diào)節(jié)土壤水氣熱狀況，控制有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化。土壤水氣熱狀況影響到有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化的方向與速度。在