一、土壤有机质的作用
1、提供植物需要的养分,提高养分有效性
a养分较完全,植物生长所需养分N:80 ~97%,平均95%;P:20 ~76%;S:38 ~94%为有机态,由有机质提供。
b提高养分有效性, SOM矿质化过程中产生的有机酸,腐殖化过程中产生的腐殖酸,一方面促进土壤矿质养分溶解释放养分;另一方面可以络合金属离子,提高微量元素和磷钾的有效性。
2、改善土壤物理性状
a土壤有机质土壤团聚体的主要胶结剂,有机质能改变砂粒的分散无结构状态,又能改善黏粒的黏重大块结构,促进土壤良好结构的形成,从而改善土壤通气透水性;
b腐殖质巨大的比表面和亲水基团能提高土壤有效持水量;
c有机质使土壤颜色变暗,吸热能力增强,热容量增加,保温性提高;
d由于粘结力(Binding force):砂<有机胶体<黏粒,有机质能降低土壤黏性,e改善土壤耕性;降低土壤膨胀性,防止土壤干旱时出现大的裂缝。
3、增强土壤保肥性和缓冲性
a提高土壤保肥性,土壤腐殖质是一种有机胶体,有巨大的表面积和表面能,吸附能力大于矿质胶体,从而大大提高土壤保肥性。
b提高土壤缓冲性,腐殖质含有多种功能团,遇OH-时电离出H+与之作用生成水对碱缓冲;遇H+时则由于带负电荷而吸附H+对酸缓冲;腐殖质胶体带负电荷,可吸附土壤溶液中盐基离子,对肥料起缓冲作用。
4、提高土壤生物活性和酶活性
a土壤有机质SOM是土壤微生物、动物活动所需养分和能量的来源;
b土壤有机质SOM通过刺激生物活动而增加土壤酶活性,直接影响土壤养分转化的生物化学过程;
c腐殖酸是一类生理活性物质,提高植物的养分吸收能力,促进植物生长,增强植物抗逆能力。
注意:土壤有机质分解时产生的苯甲酸也会抑制农作物的生长
1、有机质对重金属离子的作用
a络合重金属离子,减轻重金属污染、毒害。
b重金属离子的存在形态受腐殖酸物质还原作用的影响。胡敏酸作为还原剂可将有毒的Cr6+还原为Cr3+ , Cr3+能与胡敏酸上的羧基形成稳定的复合体,从而限制了动植物对它的吸收。
c腐殖酸对无机矿物有一定的溶解作用。金属-有机络合物有些可溶,有些不溶。
腐殖酸对矿物的溶解作用实际上是其对金属离子的络合、吸附和还原作用的综合结果。
2、有机质对农药等有机污染物的作用
SOM对有机污染物在土壤中的生物活性、残留、生物降解、迁移和蒸发等过程有重要影响。
土壤有机质是固定农药的最重要的组成分。SOM对农药的固定与腐殖质功能基的数量、类型和空间排列密切相关,也与农药本身的性质有关。
极性有机污染物可以通过离子交换和质子化、氢键、范德华力、配位体交换、阳离子桥和水桥等不同机理与SOM结合;
非极性有机污染物可以通过分隔机理与之结合。
可溶性腐殖质能增加农药从土壤向地下水迁移。
1、土壤有机质是全球C平衡的重要C库。
全球土壤有机质总碳量: 14×1017~15×1017g
陆地生物总碳量: 5.6×1017g
全球每年土壤有机质生物分解释放到大气中的总碳量:68×1015g
全球每年因焚烧燃料释放到大气中的总碳量: 6×1015g
2、土壤有机碳水平的不断下降,对全球气候变化的影响不亚于人类活动向大气排放的影响。
二、土壤有机质的调节
(一)直接增加土壤有机质
1、增施有机肥,适当施用化肥,有机-无机配合施用
2、种植绿肥,绿肥或牧草与作物轮作
3、秸秆还田,归还植物凋落物
(二)调节有机质积累与分解过程
1、调节土壤C/N比
2、耕作和营林,调节土壤水、气、热、pH状况
3、免耕、覆盖、灌排
4、调整结构(旱改水、间套作、针阔混交)
5、土壤改良剂

