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建研环境监测丨土壤有机质有哪些物质组合成?

作者: 广东建研环境监测股份有限公司 编辑: 建研环境监测 来源: 发布日期: 2020.07.02
信息摘要:
土壤有机质是指土壤中含有碳的有机质。包括各种动植物的遗骸,微生物分解合成的各种有机物。土壤有机质是土壤固相的重要组成部分。土壤有机质含量虽占…

土壤有机质是指土壤中含有碳的有机质。包括各种动植物的遗骸,微生物分解合成的各种有机物。土壤有机质是土壤固相的重要组成部分。土壤有机质含量虽占土壤总量的一小部分,但对土壤形成、土壤肥力、环境保护和农林可持续发展具有重要作用。

不同土壤有机质含量差异较大,其含量大于20%~30%(如泥炭土,某些肥沃的森林土壤等),低含量小于1%~0.5%(如荒漠土和风沙土等)。在土壤学上,耕作层中有机质含量超过20%的土壤称为有机土,有机质含量低于20%的土壤称为矿物土。栽培层有机质含量一般在5%以上。有机质平均含碳量为58%,土壤有机质含量是有机碳含量的1.724倍。

土壤有机质的组成决定于进入土壤的有机物质的组成,进入土壤的有机物质的组成相当复杂。各种动、植物残体的化学成分和含量因动、植物种类、器官、年龄等不同而有很大的差异。一般情况下,动植物残体主要的有机化合物有碳水化合物、木素、蛋白质、树脂、蜡质等。土壤有机质的主要元素组成是C、O、H、N,分别占52%-58%、34%-9%、3.3%-4.8%,3.7%-4.1%。

(1)碳水化合物

3.7%-4.1%,其次是P和S,C/N比在10左右。碳水化合物是土壤有机质中最主要的有机化合物,碳水化合物的含量大约占有机质总量的15%-27%。包括糖类、纤维素、半纤维素、果胶质、甲壳质等。糖类有葡萄糖、半乳糖、六碳糖、木糖、阿拉伯糖、氨基半乳糖等。虽然各主要自然土类间植被、气候条件等差异悬殊,但上述各糖的相对含量都很相近,在剖面分布上,无论其绝对含量或相对含量均随深度而降低。纤维素和半纤维素为植物细胞壁的主要成分,木本植物残体含量较高,两者均不溶于水,也不易化学分解和微生物分解。果胶质在化学组成和构造上和半纤维素相似,常与半纤维素伴存。甲壳质属多糖类,和纤维素相似,但含有氮,在真菌的细胞膜、甲壳类和昆虫类的介壳中大量存在。

(2)木素

木素是木质部的主要组成部分,是一种芳香性的聚合物。木素在林木中的含量约占30%,木素的化学构造尚未完全清楚,关于木素中是否含氮的问题目前尚未阐明,木素很难被微生物分解。但在土壤中可不断被真菌、放线菌所分解。由C14研究指出,有机物质的分解顺序为:葡萄糖>半纤维素>纤维素>木素。

(3)含氮化合物

动植物残体中主要含氮物质是蛋白质,是原生质体和细胞核的主要成分,在植物各器官中的含量差异很大。除了碳、氢和氧之外,蛋白质还含有氮(平均为10%),有些蛋白质含有硫(0.3%-2.4%)和磷(0.3%-2.4%)。蛋白质是由各种氨基酸组成的。一般来说,含氮化合物很容易被微生物分解。生物体内少量相对简单的可溶性氨基酸可被微生物直接吸收。大多数氮化合物只有在微生物分解后才能使用。

(4)树脂、蜡质、脂肪、单宁、灰分物质

树脂、蜡、脂肪等有机化合物不溶于水,而溶于醇和乙醚苯,这是复杂的化合物。鞣质物质很多,主要是多酚的衍生物,易溶于水,易氧化,与蛋白质结合形成不溶、不易腐烂的稳定化合物。木本植物的树皮富含单宁,而草本植物的单宁含量较低。植物残渣燃烧后留下的灰分为灰烬,其主要元素为钙、镁、钾、钠、硅、磷、硫、铁、铝、锰以及少量的碘、锌、硼、氟等元素。这些元素在植物生命中具有重要意义。

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