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土壤有机质由哪几种物质组成?含量一般是多少?

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: 2020.06.17
信息摘要:
土壤有机质是指存在于土壤中的所含碳的有机物质。它包括各种动植物的残体、微生物体及其会分解和合成的各种有机质。土壤有机质是土壤固相部分的重要组…

土壤有机质是指存在于土壤中的所含碳的有机物质。它包括各种动植物的残体、微生物体及其会分解和合成的各种有机质。土壤有机质是土壤固相部分的重要组成成分,尽管土壤有机质的含量只占土壤总量的很小一部分,但它对土壤形成、土壤肥力、环境保护及农林业可持续发展等方面都有着极其重要作用的意义。

土壤有机质的含量在不同土壤中差异很大,含量高的可达20%或30%以上(如泥炭土,某些肥沃的森林土壤等),含量低的不足1%或0.5%(如荒漠土和风沙土等)。在土壤学中,一般把耕作层中含有机质20%以上的土壤称为有机质土壤,含有机质在20%以下的土壤称为矿质土壤。一般情况下,耕作层土壤有机质含量通常在5%以上。有机质的含碳量平均为58%,所以土壤有机质的含量大致是有机碳含量的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,它是构成原生质和细胞核的主要成分,在各植物器官中的含量变化很大。蛋白质的元素组成除碳、氢、氧外,还含有氮(平均为10%),某些蛋白质中还含有硫(0.3%-2.4%)或磷(0.8%)。蛋白质是由各种氨基酸构成的。一般含氮化合物易为微生物分解,生物体中常有一少部分比较简单的可溶性氨基酸可为微生物直接吸收,但大部分的含氮化合物需要经过微生物分解后才能被利用。

(4)树脂、蜡质、脂肪、单宁、灰分物质

树脂、蜡质、脂肪等有机化合物均不溶于水,而溶于醇、醚及苯中,都是复杂的化合物。单宁物质有很多种,主要都是多元酚的衍生物,易溶于水,易氧化,与蛋白质结合形成不溶性的,不易腐烂的稳定化合物。木本植物木材及树皮中富含单宁,而草本植物及低等生物中则含量很少。植物残留体燃烧后所留下的灰为灰分物质,其主要元素为钙、镁、钾、钠、硅、磷、硫、铁、铝、锰等,此外还有少量的碘、锌、硼、氟等元素。这些元素在植物生活中有着巨大的意义。

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