谈谈土壤有机质的成分和在土壤肥力上的作用＊

郭晓利

（内蒙古大学，内蒙古 呼和浩特 010021）

土壤有机质是植物生长的“荷尔蒙”，也是土壤的“万金油”，什么是土壤有机质呢？土壤有机质是指存在于土壤中的一切含碳有机化合物的总称，主要来源于动植物残体，土壤微生物及其分泌物和排泄物。

1 土壤有机质的组成成分

土壤有机质包括两大类：

第一类为非特殊性的土壤有机质，包括动植物残体的组成部分以及有机质分解的中间产物，它们均为有机化学中已知的有机化合物，例如蛋白质树脂、糖类、有机酸等，这类物质占土壤有机质总量的10%－15%；第二类为土壤腐殖质，这是土壤中所特有的有机物质，不属于有机化学中现有的任何一类。它占土壤有机质总量的85%－90%，是一类在结构上和性质上有共同特点，又有差异的一系列高分子化合物。当我们以碱、酸和酒精等溶剂先后加以处理时，从中可以分出以下几种物质：故敏酸、富里酸（克里酸和阿波克连酸），吉马多美朗酸；胡敏素。处理顺序及产物如下图所示：

植物组成物质和胡敏酸元素组成比较

物质 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富里酸木质素62－69 5－6.5 26－38 44－48 3.5－5 44－48 3－4 11－6 8.8－13.7

从表中可见胡敏酸中C、O的含量比蛋白质都高，H、N的含量远比蛋白质小。它不属于生物残体组成的某一部分，也不是它们的混合物，而是土壤形成过程中生成的特殊有机质，其分子组成尚未完全确定，一般认为胡敏酸分子式为C64O26H55N4，分子量在2000－400000左右，胡敏酸分子量如此之高，并且分子中含有各种官能团，如芳香族和脂肪族化合物上的羟基和酚羟基，还有一些碱性官能团如醇羟基，醚基，酮羰基，醛羰基、酯基、胺基和酰胺基。

胡敏类主要是和矿物质土粒紧密地结合在一起的，用碱溶液无法提取的成分，胡敏素和胡敏酸是一对同分异构体，虽然具有相同的分子式，但结构却不同，胡敏素含有丰富的N、P、S，是植物养分的仓库。

吉马多美朗酸，它是胡敏酸溶于酒精中的那部分物质，为胡敏酸的衍生物，组成和性质与胡敏酸相似。

富里酸，它包括克连酸和阿波克连酸，前者淡黄，后者是前者的氧化产物，呈现棕色，主要由C、H、O、N、S组成，其中C、H、N、S量均比胡敏酸低，含氧量比胡敏酸高。富里酸分子结构比较简单，但也含有芳香族核，氨基酸态或肽态氮素以及糖残基，其中羟基含量远比胡敏酸高。

土壤腐殖质的胡敏酸与富里酸的比值（HA／FA），往往说明其形成条件和分子质量的复杂程度，HA／FA比值越大，说明胡敏酸的含量越高，结构越复杂，反之，富里酸的含量则越高，结构越简单。在我国，由东向西，土壤腐殖质的含量逐渐减少，胡敏酸相对含量、分子量和芳化度逐渐降低，HA／FA比值逐渐减小。我国北方大多数土壤，以胡敏酸为主，HA／FA＞1；而南方土壤中，腐殖酸一般的以富里酸占优势，HA／FA＜1。

2 土壤有机质在肥力上的作用

土壤腐殖质是土壤固相物质的重要组成部分，对土壤肥力的发生和发展起着巨大作用。腐殖质的组成成分比较复杂，不同种类的腐殖质之间有较大差异。不同的土壤具有不同的腐殖质，其肥力是不相同的。例如，在泰加林带，土壤中形成大量富里酸，促使大量养料物质淋失，肥力低下；在草甸草原带，土壤中形成大量胡敏酸，土壤中可保留丰富的有机质，并形成团粒结构，肥力很高。

土壤有机质虽不能直接作为植物的养料，但其中含有植物所需要的各种营养元素，而且有很高的代换吸收能力（腐殖质的代换量高达300－500毫克当量／100克），能保留大量养分。可见土壤有机质，特别是土壤腐殖质植物营养的储藏库。它们在土壤中累积和分解的过程中，经常不断地供应和调节植物所需的养分。此外，土壤有机质中含有一些芳香核物质和有机酸，能刺激植物生长，如胡敏酸稀溶液（十万分之几到百万分之几）有加强植物呼吸和吸收养分的能力，并可加速细胞分裂，增强根系发育，提高细胞渗透能力。

改善土壤物理性质方面，土壤腐殖质也起着显著的作用。腐殖质的粘结力只有粘粒的1／10，粘着力只有粘粒的一半，因而腐殖质可以降低土壤的粘性，使土壤疏松，易于耕作。按照前苏联土壤学家威廉斯的见解，新形成的腐殖质，具有把分散的土粒胶结成为水稳性的团粒结构的能力，而团粒结构具有良好的水分、空气和温度状况，即腐殖质间接起着调节土壤水分、空气和热状况的作用。

有机质可减少土壤中农药的残留量和缓解重金属污染。土壤有机质对农药等有机污染物有较强的亲和力，对有机污染物在土壤中的残留、迁移以及生物活性和生物降解等方面均有重要影响。土壤有机质转化形成的腐殖质，对农药的固定作用比较明显，可以降低其对植物的有效性。土壤腐殖质含有多种功能团，对重金属离子有较强的络合和富集能力，可在一定程度上减少植物，特别是农作物对重金属的吸收利用。

〔1〕黄巧云，李廷轩，土壤学2009年，北京，中国农业出版社。

〔2〕宋志伟，土壤肥料学，2010年，北京，中国高教出版社。

〔3〕曾水泉，曾燕祥，唐永銮，土壤与土壤地理学，1999年，北京，中国高等教育出版社。