土壤有機質
土壤有機質（SOM）是指土壤內所含的有機物質，這些物質是由處於不同分解階段的植物和動物體殘渣、土壤生物的細胞和組織、以及由土壤生物合成的物質所組成的。土壤有機質對土壤物理和化學性質產生了許多積極影響, 以及土壤提供監管生態系服務的能力。[1] 特別地，土壤有機質的存在被認為是對土壤功能和土壤質量的關鍵。[2]
土壤有機質的積極影響來自一些複雜的，互動的土著因素；土壤有機質對土壤功能影響的非詳盡列表包括與土壤結構，聚集、保水、土壤生物多樣性，污染物的吸收和保留，緩衝能力和養分循環和營養素的儲存。
土壤有機質通過提供陽離子交換位點並作為營養素的儲備，特別是氮（N）礦化中緩慢釋放的磷（P）和硫（S）以及微量營養素。因此，土壤有機質含量與土壤肥力之間存在顯著的相關性。
土壤有機質也是土壤碳（C）的主要匯點和來源。雖然已知土壤有機質的土壤碳含量變化很大，[3][4]
土壤有機質通常估計含有58％的土壤碳，術語土壤有機碳（SOC）和土壤有機質通常可互換使用，測量的土壤有機碳含量通常用作土壤有機質的代表。土壤代表了地球上最大的土壤碳匯之一，並在全球碳循環中發揮了重要作用。因此，土壤有機質/土壤有機碳動力學和土壤提供生態系統服務的能力碳封存。
土壤有機質在土壤中的濃度通常為大多數高地土壤的總表土質量的1％至6％。上層地層含有少於1％有機質的土壤主要局限於沙漠地區，而低窪濕地的土壤有機質含量可高達90％。含有12-18％土壤有機碳的土壤通常被分類為有機土壤。[5]
它可以分為三個一般池：微生物的活生物量，新鮮和部分分解的殘留物，腐殖質：分解良好的有機物質。 表面植物凋落物通常不作為土壤有機質的一部分。[6][7]
土壤有機質來源
编辑土壤中所含有機物質的主要來源是植物。在森林或草原以及農田中，死亡植物被不同種類的生物體轉化。這個過程涉及幾個步驟，第一個主要是機械的，並且隨著其進行變得更加化學。在分解鏈上起作用的小生物本身是土壤有機物的一部分，形成彼此掠奪並掠奪的生物食物網。
還有其他動物消耗活的植物材料，其殘留物被傳遞到土壤。來自活生物體代謝的產物是土壤有機物質的次要來源，其還包括這些生物體的屍體。一些動物，如蚯蚓，螞蟻和蜈蚣，有助於有機物質的垂直和水平移位。[8]
組成的植物殘體
编辑大多數植物殘留物的水含量在60％至90％的範圍內。乾物質由主要由碳，氧和氫組成的複雜有機材料組成。雖然這三種元素構成土壤中有機材料乾重的約92％，但是對於植物的營養也有其它的重要的元素。它們包括氮，硫，磷，鉀，鈣，鎂和一定範圍的微量營養素。[8]
植物殘留物中存在的有機化合物包括：
分解
编辑植物殘渣通常不是水溶性的，並且它們不能被植物使用。然而，它們構成了植物營養素來源的原料。分解作為土壤微生物的酶 土壤微生物過程進行，從相同的殘留物獲得必要的能量，並產生適宜的礦物化合物被植物根吸收。有機化合物分解並轉化為[無機化學|礦物（無機）化合物]的過程也稱為“礦化”。有機物質的一部分不是礦化的，而是轉化成穩定的有機物質腐殖質。[8]
有機化合物的分解以非常不同的速率進行，取決於它們的性質。從快到慢的排名如下。
發生的反應可以包括在三組中的一組中：
礦物成品清單如下：
| 元件 | 礦物最終產品 |
|---|---|
| 碳 | CO2, CO32−, HCO3−, CH4, C |
| 氮 | NH4+, NO2−, NO3−, N2 (gas) |
| 硫 | S, H2S, SO32−, SO42−, CS2 |
| 磷 | H2PO4−, HPO42− |
| 其他 | H2O, O2, H2, H+, OH−, K+, Ca2+, Mg2+, etc. |
腐殖質
编辑當植物材料經歷分解時，形成一些抗微生物化合物。這些包括改性的木質素、油、脂肪和蠟。其次，合成一些新的化合物，如多醣和多元醇。這些材料形成腐殖質的基礎。在這些化合物和一些蛋白質和其它含氮產物之間發生新反應，從而摻入氮並避免其礦化。其他營養素也以這種方式保護免於礦化。
腐殖質分類
编辑根據在酸和鹼中的溶解度，還有與穩定性有關的分為三組。
碳循環中的作用
编辑參見
编辑參考資料
编辑- ^ Brady, N.C., and Weil, R.R. 1999. The nature and properties of soils. Prentice Hall, Inc., Upper Saddle River, NJ.
- ^ Beare, M. H.; Hendrix, P. F.; Cabrera, M. L.; Coleman, D. C. Aggregate-Protected and Unprotected Organic Matter Pools in Conventional- and No-Tillage Soils (PDF). Soil Science Society of America Journal (Free PDF download). 1994, 58 (3): 787 [13 July 2016]. doi:10.2136/sssaj1994.03615995005800030021x. （原始内容存档 (PDF)于2017-10-20）.
- ^ Périé, C. and Ouimet, R. 2008. Organic carbon, organic matter and bulk density relationships in boreal forest soils. Canadian Journal of Soil Science 88: 315-325.
- ^ Jain, T.B., Graham, R.T. and Adams, D.L. 1997. Carbon to organic matter ratios for soils in Rocky Mountain coniferous forests. Soil Science Society of America Journal 61: 1190-1195.
- ^ Troeh, Frederick R., and Louis M. (Louis Milton) Thompson. Soils and Soil Fertility. 6th ed. Ames, Iowa: Blackwell Pub., 2005. 存档副本. [2012-04-26]. （原始内容存档于2014-10-26）.
- ^ Juma, N. G. 1999. Introduction to Soil Science and Soil Resources. Volume I in the Series "The Pedosphere and its Dynamics: A Systems Approach to Soil Science." Salman Productions, Sherwood Park. 335 pp.
- ^ Glossary | NRCS SQ. [2017-01-15]. （原始内容存档于2006-11-08）.
- ^ 8.0 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 Brady, Nyle C. The Nature and Properties of Soils Ninth. New York: MacMillan. 1984: 254. ISBN 0-02-313340-6.
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