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腐殖质。原图链接

腐殖质是微生物分解有机质后再经过合成形成一种胶体结构物质,它不能经过其他方式分离,是改良土壤的重要物质,也是土壤肥力水准的重要指标。腐殖质形成后就不容易被分解,能够持续稳定提升土壤品质,对作物植物生长是及其有利效果也是长久的。只有微生物能够分解有机质将营养物质释放出来。腐殖酸是腐殖质中最为主要的成分,里面含有多种矿物质[1]

概述

腐殖质是土壤特异有机质,也是土壤有机质的主要组成部分,约占有机质总量的50%-65%。腐殖质是一种分子复杂、抗分解性强的棕色或暗棕色无定形胶体,动植物残体(如植物组织(枯枝落叶)和动物的排泄物(皮毛和尸体)等)经微生物分解转化又重新合成的一类有机高分子化合物。

生物死亡后,残体会进行矿物化的过程转化成矿质养分。生物残体进行腐殖化过程,以腐殖质形式保留下来。即是在养分生物循环中,生物残体转化成矿质养分的一个养分储藏室,腐殖质最终会进行矿物化过程转化成矿质养分的。腐殖质的重要是当雨水冲走泥土上的矿质养分时,而微生物未能及时分解生物残体来补充(微生物分解生物残体时间很慢),腐殖质可以根据土壤养分浓度来释出养分来补充,对肥力有积极作用。主要有胡敏酸、富里酸等,其含量比例随土壤而异。整体黑色或褐色,无定型。具有适度的粘结性,能够使粘土疏松,粘土粘结,是形成团粒结构的良好胶结剂。

组成分子

土壤腐殖质主要由碳、氢、氧、氮、硫、磷等营养元素组成,从元素含量看,胡敏酸含碳、氮、硫较富里酸高,而氧含量较富里酸低;在腐殖质中含氮组分的主要形态有蛋白质-N、肽-N、胺基酸-N、NH3-N,以及嘌呤、嘧啶、杂环结构上的N;在不同环境条件下,腐殖质的含氮组成有明显差异,热带土壤中有较多的酸性胺基酸,而在北极土壤中这类胺基酸含量较低,热带土壤所含碱性胺基酸较其他土壤少。

腐殖质是含多酸性功能团的弱酸,其盐类具有两性胶体的作用,因此具有很强的缓冲酸堿变化的能力,所以提高土壤腐殖质品质分数,可增强土壤缓冲酸碱性能,缓解土壤过酸或过堿情况,用于启动土壤中的土著微生物,使土壤中微生物快速繁衍生长,改善土壤结构,提升品质减少土壤病虫害产生。土壤中胺基酸的组成与细菌产生的胺基酸相似,这说明土壤蛋白质、肽和蛋白质起源于微生物。

生化过程

腐殖质形成是非常复杂的生化过程,有三种学说:
一、木质素-蛋白质聚合学说:认为腐殖质由木质素、蛋白质及其分解中间产物,在微生物的作用下发生聚合而成;木质素由不饱和的酚苯丙醇组成,苯环上有羟基,所以在分解中可以形成脂类、酚类和醌类化合物等,这些化合物再与胺基酸、氨及其蛋白质发生聚合反应,形成腐殖质。
二、生化合成学说:认为土壤有机质分解的中间产物,如多元酚和胺基酸等,在微生物分泌的酚氧化酶作用下缩合聚合反应形成腐殖质。
三、化学催化聚合学说:认为土壤有机质分解的中间产物如酚类化合物、胺基酸等在蒙脱石、伊利石和高岭石表面吸附的催化下能合成腐殖质。

对土壤的基本作用

  • 养份储存(保存肥力能力):土壤除了保存生物残体被腐殖化的养分外,还可以胶体物质的特色去吸收植物不可缺少的阳离子,如等。
  • 土壤颜色:阳离子中铁离子及腐殖质是土壤颜色的主要染色物质,可以通过土壤颜色去分析土壤阳离子的成分。
  • 土壤结构:土壤团粒结构形式有利植物生长。因为团粒结构具备毛管孔隙、非毛管孔隙等多级孔隙,对土壤水份及土壤空气有适当协调的作用。这个结构单位内的土壤主要是以胶体物质团结起来的,而腐殖质就是其中的一种。

具体作用

腐殖质是有机物经微生物分解转化形成的胶体物质,一般为黑色或暗棕色,是土壤有机质的主要组成部分。对土壤增加养分有具体作用:

  1. 腐殖质不仅是土壤养分的主要来源,而且对土壤的物理、化学、生物学性质都有重要影响,是土壤肥力指标之一。
  2. 腐殖质在土壤中可以呈游离的腐殖酸和腐殖酸盐类状态存在,也可以呈凝胶状与矿质粘粒紧密结合,成为重要的胶体物质。
  3. 腐殖质能够产生有机胶体对重金属离子具有吸附作用。
  4. 腐殖酸对元素具有整合与络合作用。
  5. 腐殖质本身含有多种养分,能提高土壤的保肥、保水性。
  6. 腐殖质能缓解土壤的酸、碱度成分,有利于微生物活动,促进农作物的生长及土壤养分的转化。
  7. 腐殖质在土壤中,在一定条件下缓慢地分解,释放出以氮和硫为主的养分来供给植物吸收,同时放出二氧化碳加强植物的光合作用[2]

自己制作

增加腐殖质的作法

要增加腐殖质,需要创建一个堆肥箱来收集花园垃圾。要制作堆肥,只需将叶子,杂草,草,植物剪枝,蔬菜废料等添加到室外堆或垃圾箱中。可以添加到DIY堆肥中以加速腐殖质形成过程的一些物品包括:

蔬菜芯和废物、玉米棒切碎、水果残碎、模制面包咖啡渣、茶叶、草屑、分行、枝、干叶、撕开未处理的纸板等等… 确保堆肥堆保持湿润,这样腐烂过程才能继续进行。在干旱期间,您可以用软管润湿堆肥。这将有助于分解有机物。

转动堆肥是加快腐烂过程的另一种好方法,这样腐烂的土壤就会变成富含腐殖质的土壤。堆肥中的碎屑和废物完全分解后,剩下的只有松散的土壤,可以将其添加到植物床中。增加土壤中营养丰富物质含量的其他方法包括耕种土壤和使用浓缩氮肥。

要增加腐殖质,需要创建一个堆肥箱来收集花园垃圾。要制作堆肥,只需将叶子,杂草,草,植物剪枝,蔬菜废料等添加到室外堆或垃圾箱中。可以添加到DIY堆肥中以加速腐殖质形成过程的一些物品包括:蔬菜芯和废物、玉米棒切碎、水果残碎、模制面包、咖啡渣、茶叶、草屑、分行、树枝、干叶、撕开未处理的纸板等等…

确保堆肥堆保持湿润,这样腐烂过程才能继续进行。在干旱期间,可以用软管润湿堆肥,有助于分解有机物。转动堆肥是加快腐烂过程的另一种好方法,这样腐烂的土壤就会变成富含腐殖质的土壤。堆肥中的碎屑和废物完全分解后,剩下的只有松散的土壤,可以将其添加到植物床中。增加土壤中营养丰富物质含量的其他方法包括耕种土壤和使用浓缩氮肥。[3]

影片

HUMINTECH – 基于腐殖质的创新和环保产品-2018

参考资料