土壤中的有机质：组成、分解与肥力影响

土壤中的有机质：组成、分解与肥力影响

土壤有机质是土壤肥力的重要指标，它不仅影响土壤的物理结构，还与植物养分的供应密切相关。本文将为您详细介绍土壤中有机质的组成、分解过程及其对土壤肥力的影响。

土壤中的有机质和施用于土壤中的有机质由多种成分组成，但有机质通常指的是比较容易分解的有机质。碳水化合物、淀粉和蛋白质通常分解很快，而木质素和土壤腐殖质分解缓慢。半纤维素和纤维素的分解介于两者之间。

易分解有机物质的定义不一定明确，依目的使用各种分级和测量方法。因此，即使标示了易分解有机物的含量，也不一定表示相同的含量，因此进行比较时必须小心。通过矿化有机碳产生的二氧化碳量评估的“易分解碳”和通过矿化有机氮矿化产生的无机氮量氮影响土壤有机质分解的环境因素包括土壤温度、湿度和pH值。此外，有机物中所含碳氮比（碳比= C/N比）也影响有机物的分解速度，进而影响作物对氮的利用。

易分解有机物在分解过程中，一部分有机碳被微生物细胞吸收，一部分通过呼吸作用以二氧化碳的形式释放出来。易分解有机物中的氮被矿化。它变成氨氮，作为农作物的氮供应源发挥重要作用。微生物细胞的C/N比约为5至10，若易分解有机物中所含的氮大于细菌细胞摄取的碳量，氨氮被供应到土壤中。另一方面，如果氮的量与吸收的碳的量相比不足，农作物和微生物就会争夺土壤中的无机氮。C/N 比是氮的有机化和矿化之间的界限，约为 20 至 30。如果在播种前施用含有秸秆等易分解有机质且碳氮比较高的材料，土壤中的无机氮会在施用初期被微生物有机化（氮有机化），导致结果，作物可能会缺乏氮（氮气饥饿）。另一方面，秸秆堆肥时，易分解的有机物在堆肥过程中分解， C/N比下降，因此施入田间后，可以从一开始就能为作物提供氮养分。

土壤中氮的有机化和矿化同时发生。当矿化率明显超过有机化率并产生无机氮时，也称为净矿化，反之称为净有机化。

纤维素是由D-葡萄糖（葡萄糖）以 β-1,4 钥连接而成的不溶性线性分子。它是构成植物细胞壁和纤维的主要成分，用作服装用纤维和纸张的原料，也称为纤维素。动物没有可以分解纤维素的酶，但牛等反刍动物利用胃中的微生物（称为瘤胃）来分解纤维素并将之用作营养来源。近年来，人们已经清楚，人体结肠内存在着分解和利用纤维素的细菌，纤维成分的摄取对于维持结肠功能非常重要。淀粉与纤维素一样，是由D-葡萄糖连接而成的分子，但它会被淀粉酶等动物酶分解，直接用作能量来源。

木质素是一种存在于植物组织中的物质，通常大量存在于坚硬、成熟的组织中，例如木材和稻草。它是一种芳香族高分子化合物，其化学结构并不统一，但在植物物质（碳水化合物、蛋白质、木质素等）中，它是最能抵抗微生物作用的化合物之一。当植物材料施用到土壤时，木质素逐渐被微生物分解，尽管分解速度比碳水化合物和蛋白质慢。然后产生变性的木质素作为中间产物，它与微生物蛋白分解产生的胜肽、氨基酸等结合成为腐植酸，处于腐殖化的早期阶段。判断堆肥分解程度的一项指标是“木质素含量”，它是用堆肥中所含有机物（减去灰分）中的木质素含量（%）来表示的。堆肥的木质素含量受堆肥主、辅原料中所含木质素含量的影响，腐熟过程中随着有机物的分解，堆肥的体积减少，使其相对难以分解的木质素含量增加。