談?wù)勍寥烙袡C(jī)質(zhì)的成分和在土壤肥力上的作用＊

郭曉利

（內(nèi)蒙古大學(xué)，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010021）

土壤有機(jī)質(zhì)是植物生長(zhǎng)的“荷爾蒙”，也是土壤的“萬(wàn)金油”，什么是土壤有機(jī)質(zhì)呢？土壤有機(jī)質(zhì)是指存在于土壤中的一切含碳有機(jī)化合物的總稱(chēng)，主要來(lái)源于動(dòng)植物殘?bào)w，土壤微生物及其分泌物和排泄物。

1 土壤有機(jī)質(zhì)的組成成分

土壤有機(jī)質(zhì)包括兩大類(lèi)：

第一類(lèi)為非特殊性的土壤有機(jī)質(zhì)，包括動(dòng)植物殘?bào)w的組成部分以及有機(jī)質(zhì)分解的中間產(chǎn)物，它們均為有機(jī)化學(xué)中已知的有機(jī)化合物，例如蛋白質(zhì)樹(shù)脂、糖類(lèi)、有機(jī)酸等，這類(lèi)物質(zhì)占土壤有機(jī)質(zhì)總量的10%－15%；第二類(lèi)為土壤腐殖質(zhì)，這是土壤中所特有的有機(jī)物質(zhì)，不屬于有機(jī)化學(xué)中現(xiàn)有的任何一類(lèi)。它占土壤有機(jī)質(zhì)總量的85%－90%，是一類(lèi)在結(jié)構(gòu)上和性質(zhì)上有共同特點(diǎn)，又有差異的一系列高分子化合物。當(dāng)我們以堿、酸和酒精等溶劑先后加以處理時(shí)，從中可以分出以下幾種物質(zhì)：故敏酸、富里酸（克里酸和阿波克連酸），吉馬多美朗酸；胡敏素。處理順序及產(chǎn)物如下圖所示：

植物組成物質(zhì)和胡敏酸元素組成比較

物質(zhì) C（%）H（%）O（%）N（%）C／N C／H 9.5－138胡敏酸 52－62 3－4.5 32－39 3.5－5 10.4－17.7 11.5－20.6富里酸木質(zhì)素62－69 5－6.5 26－38 44－48 3.5－5 44－48 3－4 11－6 8.8－13.7

從表中可見(jiàn)胡敏酸中C、O的含量比蛋白質(zhì)都高，H、N的含量遠(yuǎn)比蛋白質(zhì)小。它不屬于生物殘?bào)w組成的某一部分，也不是它們的混合物，而是土壤形成過(guò)程中生成的特殊有機(jī)質(zhì)，其分子組成尚未完全確定，一般認(rèn)為胡敏酸分子式為C64O26H55N4，分子量在2000－400000左右，胡敏酸分子量如此之高，并且分子中含有各種官能團(tuán)，如芳香族和脂肪族化合物上的羥基和酚羥基，還有一些堿性官能團(tuán)如醇羥基，醚基，酮羰基，醛羰基、酯基、胺基和酰胺基。

胡敏類(lèi)主要是和礦物質(zhì)土粒緊密地結(jié)合在一起的，用堿溶液無(wú)法提取的成分，胡敏素和胡敏酸是一對(duì)同分異構(gòu)體，雖然具有相同的分子式，但結(jié)構(gòu)卻不同，胡敏素含有豐富的N、P、S，是植物養(yǎng)分的倉(cāng)庫(kù)。

吉馬多美朗酸，它是胡敏酸溶于酒精中的那部分物質(zhì)，為胡敏酸的衍生物，組成和性質(zhì)與胡敏酸相似。

富里酸，它包括克連酸和阿波克連酸，前者淡黃，后者是前者的氧化產(chǎn)物，呈現(xiàn)棕色，主要由C、H、O、N、S組成，其中C、H、N、S量均比胡敏酸低，含氧量比胡敏酸高。富里酸分子結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但也含有芳香族核，氨基酸態(tài)或肽態(tài)氮素以及糖殘基，其中羥基含量遠(yuǎn)比胡敏酸高。

土壤腐殖質(zhì)的胡敏酸與富里酸的比值（HA／FA），往往說(shuō)明其形成條件和分子質(zhì)量的復(fù)雜程度，HA／FA比值越大，說(shuō)明胡敏酸的含量越高，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，反之，富里酸的含量則越高，結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單。在我國(guó)，由東向西，土壤腐殖質(zhì)的含量逐漸減少，胡敏酸相對(duì)含量、分子量和芳化度逐漸降低，HA／FA比值逐漸減小。我國(guó)北方大多數(shù)土壤，以胡敏酸為主，HA／FA＞1；而南方土壤中，腐殖酸一般的以富里酸占優(yōu)勢(shì)，HA／FA＜1。

2 土壤有機(jī)質(zhì)在肥力上的作用

土壤腐殖質(zhì)是土壤固相物質(zhì)的重要組成部分，對(duì)土壤肥力的發(fā)生和發(fā)展起著巨大作用。腐殖質(zhì)的組成成分比較復(fù)雜，不同種類(lèi)的腐殖質(zhì)之間有較大差異。不同的土壤具有不同的腐殖質(zhì)，其肥力是不相同的。例如，在泰加林帶，土壤中形成大量富里酸，促使大量養(yǎng)料物質(zhì)淋失，肥力低下；在草甸草原帶，土壤中形成大量胡敏酸，土壤中可保留豐富的有機(jī)質(zhì)，并形成團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，肥力很高。

土壤有機(jī)質(zhì)雖不能直接作為植物的養(yǎng)料，但其中含有植物所需要的各種營(yíng)養(yǎng)元素，而且有很高的代換吸收能力（腐殖質(zhì)的代換量高達(dá)300－500毫克當(dāng)量／100克），能保留大量養(yǎng)分?？梢?jiàn)土壤有機(jī)質(zhì)，特別是土壤腐殖質(zhì)植物營(yíng)養(yǎng)的儲(chǔ)藏庫(kù)。它們?cè)谕寥乐欣鄯e和分解的過(guò)程中，經(jīng)常不斷地供應(yīng)和調(diào)節(jié)植物所需的養(yǎng)分。此外，土壤有機(jī)質(zhì)中含有一些芳香核物質(zhì)和有機(jī)酸，能刺激植物生長(zhǎng)，如胡敏酸稀溶液（十萬(wàn)分之幾到百萬(wàn)分之幾）有加強(qiáng)植物呼吸和吸收養(yǎng)分的能力，并可加速細(xì)胞分裂，增強(qiáng)根系發(fā)育，提高細(xì)胞滲透能力。

改善土壤物理性質(zhì)方面，土壤腐殖質(zhì)也起著顯著的作用。腐殖質(zhì)的粘結(jié)力只有粘粒的1／10，粘著力只有粘粒的一半，因而腐殖質(zhì)可以降低土壤的粘性，使土壤疏松，易于耕作。按照前蘇聯(lián)土壤學(xué)家威廉斯的見(jiàn)解，新形成的腐殖質(zhì)，具有把分散的土粒膠結(jié)成為水穩(wěn)性的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的能力，而團(tuán)粒結(jié)構(gòu)具有良好的水分、空氣和溫度狀況，即腐殖質(zhì)間接起著調(diào)節(jié)土壤水分、空氣和熱狀況的作用。

有機(jī)質(zhì)可減少土壤中農(nóng)藥的殘留量和緩解重金屬污染。土壤有機(jī)質(zhì)對(duì)農(nóng)藥等有機(jī)污染物有較強(qiáng)的親和力，對(duì)有機(jī)污染物在土壤中的殘留、遷移以及生物活性和生物降解等方面均有重要影響。土壤有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化形成的腐殖質(zhì)，對(duì)農(nóng)藥的固定作用比較明顯，可以降低其對(duì)植物的有效性。土壤腐殖質(zhì)含有多種功能團(tuán)，對(duì)重金屬離子有較強(qiáng)的絡(luò)合和富集能力，可在一定程度上減少植物，特別是農(nóng)作物對(duì)重金屬的吸收利用。

〔1〕黃巧云，李廷軒，土壤學(xué)2009年，北京，中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社。

〔2〕宋志偉，土壤肥料學(xué)，2010年，北京，中國(guó)高教出版社。

〔3〕曾水泉，曾燕祥，唐永鑾，土壤與土壤地理學(xué)，1999年，北京，中國(guó)高等教育出版社。