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入木三分看土壤改良的秘密:有机质和腐殖质有何区别?

2018-01-31 彭月丽 沃土可持续农业发展中心

缘起

近日在沃土返乡青年新农夫微信交流群,大家有一个关于“土壤有机质与腐殖质”的讨论。


通常我们讲到土壤改良都会提到有机质和腐殖质,

有机质和腐殖质有何区别?

它是如何改良土壤的呢?

用绿肥改良土壤、用堆肥改良土壤、还是用有机物覆盖?

他们到底有何差别?

其实了解有机质和腐殖质的区别以及他们发生作用的本质规律,对于根据我们的条件,活用身边的材料,制定适合自己的实用的土壤改良方案有很大帮助。

 

所以,小编把相关讨论精华整理到这里与大家分享。



土壤有机质是指存在于土壤中的所有含碳物质(植物经过光合作用形成的直接或间接物质),包括各种动植物残体、微生物体及其分解和合成的各种物质。

 

土壤腐殖质是除未分解和半分解动、植物残体及微生物体以外的有机物质的总称,即经过微生物分解、转化或新合成的有机化合物。土壤腐殖质约占土壤有机质的90%。

 

土壤腐殖质又分为非腐殖物质(营养腐殖质)腐殖物质(耐久腐殖质)组成。

非腐殖物质(营养腐殖质)约占20%-30%,一般为有机质第一阶段分解产生的一些糖类、有机酸、氨基酸等,容易被降解,在土壤中存在时间较短,也容易为植物利用,对植物的氮、磷等一些养分需求有供应,还在土壤团聚体的稳定性方面起着极其重要的作用。

 

土壤腐殖物质(耐久腐殖质)是经土壤微生物活动形成的一类稳定的、黄色至棕黑色的高分子有机化合物,也是土壤中最难降解的部份,一般占土壤有机质的60%-80%。这部分腐殖质会与土壤粒子以及微生物发生相互作用,促进土壤团粒结构的形成。

 

土壤团粒结构有适宜地保水、保肥、通气以及保温性能,能够更加持续、稳定地满足植物对水、肥、气、热的需求,这也就增强了土壤的缓冲性能,水多的时候可以蓄水,旱的时候又可以供水。而这种团粒结构的土壤深度越大,土壤的缓冲性能越大,这也是我们提倡深耕改土的原因。不管是使用绿肥,还是堆肥,其本质是通过腐殖质的增加改良土壤结构性能,这就是改良土壤的秘密所在。

 

其中,营养腐殖质功能更多是供应作物营养需求,耐久腐殖质更多在于促进土壤团粒结构的形成。这也是池田老师提出堆肥分为“土壤改良型堆肥”和“营养型堆肥”的本质原因。


 也就是说,有机质要在土壤中经过微生物的分解、转化和合成过程,才能形成腐殖质。而土壤本身的通气性、温度、水分和有机物的特性是影响腐殖质形成的的关键因素。

 

通气良好情况下,好氧微生物活动强烈,促进腐殖质的形成。因此,绿肥等有机物还田一般结合土壤翻耕等措施,增加土壤透气性。而有些板结的土壤,如果一次性增加很多有机物还田,往往会观察到有机物腐败的现象,而影响作物生长,也是土壤透气性不足,厌氧微生物活动加剧所致。

 

而如果直接还田的有机质碳氮比过高,也会影响土壤腐殖质的转化速率,一般微生物分解材料的碳氮比在25%左右。如果碳氮比过高,微生物就要从土壤矿物质中吸收氮,从而与植物的营养吸收形成竞争。

 

因此,不恰当的有机质直接还田会给作物生长带来不利影响,也不利于腐殖质的转化。

在不具备有机物直接还田的条件下(比如干旱条件下或材料碳氮比过高等),建议首先制作堆肥,堆肥过程实质上也是有机物转化为腐殖质的过程,等有机物转化为稳定的腐殖质再施入土壤,就可以避免对作物带来的一系列不利影响了。

 

土壤腐殖质成分、结构非常复杂,它们不止能够改善土壤水、肥、气、热等与植物生长相关性高的性能,而且可以改善土壤酸碱度、减少重金属危害、固定或转化农药等有机污染物、促进全球碳平衡等功能。

 

2017年12月沃土可持续农业发展中心举办的全国返乡青年新农夫交流会上,沃土中心介绍全国生态农场的土壤调查结果总结,发现从事生态种植3到4年的农场,不管是酸性土壤,还是碱性土壤,经过改良之后,都趋于中性。这是因为生态种植中土壤改良的本质是通过腐殖质在起作用,而土壤腐殖质是一种活性物质,具有多种官能团,它既可以中和土壤中酸性物质,也可以中和土壤中碱性物质,它可以根据土壤环境的变化而发挥不同的作用,因此,不管是酸性土壤还是碱性土壤,都可以通过有机质的补充来改良。



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往期回顾

 

2016沃土生态农业技术体系搭建工作坊D2:土壤改良


如何对不同类型的土壤进行改良


池田秀夫——堆肥对于土壤改良的价值


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