1土壤有機(jī)質(zhì)為植物提供營(yíng)養(yǎng)
土壤有機(jī)質(zhì)中含有大量的植物營(yíng)養(yǎng)元素,如N、P、K、Ca、Mg、S、Fe等重要元素,還有一些微量元素。土壤有機(jī)質(zhì)經(jīng)礦質(zhì)化過(guò)程釋放大量的營(yíng)養(yǎng)元素為植物生長(zhǎng)提供養(yǎng)分;腐殖化過(guò)程合成腐殖質(zhì),保存了養(yǎng)分,腐殖質(zhì)又經(jīng)礦質(zhì)化過(guò)程再度釋放養(yǎng)分,從而保證植物生長(zhǎng)全過(guò)程的養(yǎng)分需求。
有機(jī)質(zhì)礦質(zhì)化過(guò)程分解產(chǎn)生的CO2是植物碳素營(yíng)養(yǎng)的重要來(lái)源,據(jù)估計(jì),土壤有機(jī)質(zhì)的分解及微生物和根系呼吸作用產(chǎn)生的CO2,每年可達(dá)135億t,大致相當(dāng)于陸地植物的需要量。由此可見(jiàn),土壤有機(jī)質(zhì)的礦質(zhì)化過(guò)程產(chǎn)生的CO2既是大氣中CO2的重要來(lái)源,也是植物光合和作用的重要碳源。土壤有機(jī)質(zhì)還是土壤N、P最重要的營(yíng)養(yǎng)庫(kù),是植物速效性N、P的主要來(lái)源。土壤全N的92%-98%都是儲(chǔ)藏在土壤中的有機(jī)N中的。據(jù)研究,植物吸收的氮素有50%-70%來(lái)自土壤。土壤有機(jī)質(zhì)中有機(jī)態(tài)P的含量一般占土壤全磷的20%-50%,隨著有機(jī)質(zhì)的分解而釋放出速效磷,供給植物營(yíng)養(yǎng)。在大多數(shù)非石灰性土壤中,有機(jī)質(zhì)中有機(jī)硫占全硫的75%-95%,隨著有機(jī)質(zhì)的礦質(zhì)化過(guò)程而釋放,被植物吸收利用。
2土壤有機(jī)質(zhì)促進(jìn)植物對(duì)其它營(yíng)養(yǎng)元素的吸收
土壤有機(jī)質(zhì)在分解轉(zhuǎn)化過(guò)程中,產(chǎn)生的有機(jī)酸和腐殖酸對(duì)土壤礦物部分有一定的溶解能力,可以促進(jìn)礦物風(fēng)化,有利于某些養(yǎng)分的有效化。一些與有機(jī)酸和富里酸絡(luò)合的金屬離子可以保留在土壤溶液中,不致沉淀而影響其有效性。土壤腐殖質(zhì)與鐵形成的某些化合物,在酸性或堿性土壤中對(duì)植物及微生物是有效的。
土壤腐殖質(zhì)是一種膠體,有著巨大的比表面和表面能,腐殖質(zhì)膠體以帶負(fù)電荷為主,從而可吸附土壤溶液中的交換性陽(yáng)離子如K+、NH4+、、Ca2+、Mg2+等,一方面可避免隨水流失,另一方面又能被交換下來(lái)供植物吸收利用。其保肥性能非常顯著。在水分保持方面,土壤腐殖質(zhì)和粘土礦物一樣,具有較強(qiáng)的吸附能力,但單位質(zhì)量腐殖質(zhì)保存陽(yáng)離子養(yǎng)分的能力比粘土礦物大幾倍至幾十倍,因此,土壤有機(jī)質(zhì)具有巨大的保肥能力。
3土壤有機(jī)質(zhì)促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育
土壤有機(jī)質(zhì),尤以其中胡敏酸,具有芳香族的多元酚官能團(tuán),可以加強(qiáng)植物呼吸過(guò)程,提高細(xì)胞膜的滲透性,促進(jìn)養(yǎng)分迅速進(jìn)入植物體。胡敏酸的鈉鹽對(duì)植物根系生長(zhǎng)具有促進(jìn)作用,胡敏酸鈉對(duì)玉米等禾本科植物及草類的根系生長(zhǎng)發(fā)育具有極大的促進(jìn)作用。土壤有機(jī)質(zhì)中還含有維生素B1、B2、吡醇酸和煙堿酸、激素、異生長(zhǎng)素(β-吲哚乙酸)、抗生素(鏈霉素、青霉素)等對(duì)植物的生長(zhǎng)起促進(jìn)作用,并能增強(qiáng)植物抗病能力。
4 改善土壤物理性質(zhì)
有機(jī)質(zhì)在改善土壤物理性質(zhì)中的作用是多方面的,其中最主要、最直接的作用是改良土壤結(jié)構(gòu),促進(jìn)團(tuán)粒狀結(jié)構(gòu)的形成,從而增加土壤的疏松性,改善土壤的通氣性和透水性。腐殖質(zhì)是土壤團(tuán)聚體的主要膠結(jié)劑,土壤中的腐殖質(zhì)很少以游離態(tài)存在,多數(shù)和礦質(zhì)土粒相互結(jié)合,通過(guò)功能基、氫鍵、范德華力等機(jī)制,以膠膜形式包被在礦質(zhì)土粒外表,形成有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合體。所形成的團(tuán)聚體,大、小孔隙分配合理,且具有較強(qiáng)的水穩(wěn)性,是較好的結(jié)構(gòu)體。在干旱區(qū),有機(jī)質(zhì)通過(guò)改善粘性,降低土壤的脹縮性,防止土壤干旱時(shí)出現(xiàn)的大的裂隙(即龜裂)。
土壤腐殖質(zhì)是親水膠體,具有巨大的比表面積和親水基團(tuán),據(jù)測(cè)定腐殖質(zhì)的吸水率為500%左右,而粘土礦物的吸水率僅為50%左右,因此,能提高土壤的有效持水量,這對(duì)砂土有著重要的意義。腐殖質(zhì)為棕色呈褐色或黑色物質(zhì),被土粒包圍后使土壤顏色變暗,從而增加了土壤吸熱的能力,提高土壤溫度,這一特性對(duì)北方早春時(shí)節(jié)促進(jìn)種子萌發(fā)特別重要。腐殖質(zhì)的熱容量比空氣、礦物質(zhì)大,而比水小,導(dǎo)熱性居中,因此,土壤有機(jī)質(zhì)含量高的土壤其土壤溫度相對(duì)較高,且變幅小,保溫性好。
5土壤有機(jī)質(zhì)是土壤生物能量的主要來(lái)源
沒(méi)有土壤微生物就不會(huì)有土壤中所有的生物化學(xué)過(guò)程。土壤微生物的種群,數(shù)量和活性隨有機(jī)質(zhì)含量增加而增加,具有極顯著的正相關(guān)。土壤有機(jī)質(zhì)的礦質(zhì)化率低,不會(huì)像新鮮植物殘?bào)w那樣對(duì)微生物產(chǎn)生迅猛的激發(fā)效應(yīng),而是持久穩(wěn)定地向微生物提供能源。因此,富含有機(jī)質(zhì)的土壤,其肥力平穩(wěn)而持久不易造成植物的徒長(zhǎng)和脫肥現(xiàn)象。
土壤動(dòng)物中有的(如蚯蚓等)也以有機(jī)質(zhì)為食物和能量來(lái)源;有機(jī)質(zhì)能改善土壤物理環(huán)境,增加疏松程度和提高通透性(對(duì)砂土而言則降低通透性),從而為土壤動(dòng)物的活動(dòng)提供了良好的條件,而土壤動(dòng)物本身又加速了有機(jī)質(zhì)的分解(尤其是新鮮有機(jī)質(zhì)的分解)。進(jìn)一步改善土壤通透性,為土壤微生物和植物生長(zhǎng)創(chuàng)造了良好的環(huán)境條件。蚯蚓糞就是非常良好的團(tuán)粒結(jié)構(gòu),具有泡水不散的特點(diǎn)。自然繁衍的蚯蚓種群大小是健康的土壤的重要指標(biāo)。
6土壤有機(jī)質(zhì)具有活化磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素作用
土壤庫(kù)中的磷一般不以速效態(tài)存在,常以遲效態(tài)和緩效態(tài)存在。因此土壤中磷的有效性低。土壤有機(jī)質(zhì)具有與難溶性的磷反應(yīng)的特性,可增加磷的溶解度,從而提高土壤中磷的有效性和磷肥的利用率。此外,土壤腐殖酸是一類生理活性物質(zhì),它能加速種子萌發(fā),增強(qiáng)根系活力,促進(jìn)植物生長(zhǎng),對(duì)土壤微生物而言,腐殖酸也是一種促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育的生理活性物質(zhì)。一些微生物具有解鉀的功能,這些微生物生存必須有大量有機(jī)質(zhì)的存在。