土壤有机质的含量和组成

　　1、土壤有机质的含量

　　土壤进行有机质的含量在不同文化土壤中差异具有很大，高的可达20%～30%,甚至可以更高(例如混炭土、一些国家森林城市土壤等),低的不足0.5%(例如通过一些漠境土和砂质土壤)。在土壤学中，一般把耕层含有机质20%以上的土壤环境称为有机质研究土壤，含有机质20%以下的土壤问题称为一种矿质土壤，但在传统耕作发展土壤中，表层有机质的含量变化通常在5%以下。全球经济土壤0～100cm土层中有机碳和无机碳的含量(有机质的含碳量平均为58%,所以对于土壤提供有机质的含量分析大致是有机碳含量的1.724倍，也有人需要采用2倍来粗略数据估算我国土壤有机质的含量),大约有超过一半的有机碳存在于一个有机土、始成土和冻土3个土纲中。不同地区土壤中有机质的含量显著差异关系甚大，其实际技术含量与气候、植被、地形、土壤污染类型、耕作管理措施等影响社会因素有着密切结合相关。

　　2、土壤有机质的组成

　　(1)土壤有机质的元素组成。

　　土壤有机质的主要元素是碳、氧、氢和氮，其次是磷和硫。其中，碳含量为55% ~ 60%，平均为58%;氮含量为3% ~ 6%，平均为5.6%;碳氮比(C\\u002FN)为10 ~ 12: 1。土壤有机质中的主要化合物是木质素类化合物和蛋白质，其次是半纤维素、纤维素以及乙醚和乙醇的可溶性化合物。与植物组织相比，土壤有机质中木质素和蛋白质含量显著增加，而纤维素和半纤维素含量显著降低。大多数土壤有机组分不溶于水，但溶于强碱。水溶性土壤有机质只占土壤有机质的一小部分，但它容易被土壤微生物分解，在提供土壤养分方面起着重要作用。水溶性有机质对土壤生态系统中元素的生物地球化学循环以及污染物的毒性和迁移也有重要影响。

　　(2)土壤腐殖质。

　　土壤腐殖质是除未分解和半分解的植物和动物残体以及微生物以外的土壤有机质的总称。土壤腐殖质由非腐殖质物质和腐殖质物质组成，通常占土壤有机质的90% 以上。

　　非腐殖物质非腐殖物质是具有特定理化性质和已知结构的有机化合物，有些是微生物改造的植物有机化合物，有些是微生物合成的有机化合物。非腐殖质占土壤腐殖质的20% ~ 30%，其中多糖(包括糖醛酸)占土壤有机质的5% ~ 25%，平均为10%，对增强土壤团聚体的稳定性起着极其重要的作用。此外，非腐殖物质还包括氨基糖、蛋白质、氨基酸、脂肪、蜡、鞭梢(单宁)、木质素、树脂、核酸、有机酸等。虽然这些化合物在土壤中的含量很低，但它们相对容易被微生物降解利用为底物，并且在土壤中存在的时间很短，因此这些物质对于氮、磷等一些植物养分的有效性无疑是重要的。

　　腐殖物质以及腐殖物质是经土壤环境微生物作用后，由多酚和多配类物质进行聚合发展而成的含芳香环结构的、新形成的黄色至棕黑色的非晶形高分子材料有机结合化合物。它是通过土壤生物有机质的主体，也是我国土壤类型有机质中最难实现降解的组分，一般占土壤有机质的60%～80%。

　　3、黑碳。

　　黑碳又称焦炭或木炭，是森林火灾在自然土壤中产生的一种复杂的有机物。其碳含量高达70% ~ 85% ，芳香度高，具有多孔结构，比表面积大，表面氧化形成负电荷羧基等官能团，含有一定量的磷、钾等灰分，pH 值高，化学和生物稳定性高。在大多数森林土壤中，黑碳占土壤有机质的5% -10% 以上。由于秸秆燃烧，农业土壤中也发现了黑碳。炭黑由于其独特的性质，近年来在土壤改良和肥力提高方面得到了广泛的应用。在生产过程中，通常使用生物质(例如木材、农作物秸秆、动物粪便、植物组织或动物骨骼等) ，在缺氧或厌氧条件下，碳在摄氏200至800度的温度下热解，会形成芳香族碳基大分子有机物质，称为生物质碳。