腐殖質

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Soil profile.jpg

腐殖質(humus),又作 腐植質,是土壤特異有機質,也是土壤有機質的主要組成部分,約占有機質總量的50%-65%。腐殖土 則是富含腐殖質的土壤。

腐殖質是一種分子複雜、抗分解性強的棕色或暗棕色無定形膠體,動植物殘體(如:植物枯枝落葉及動物的排泄物、皮毛和屍體)經微生物分解轉化又重新合成的一類有機高分子化合物。整體黑色或褐色,無定型。具有適度的粘結性,能夠使粘土疏鬆,粘土粘結,是形成團粒結構的良好膠結劑。腐殖質的成分主要有胡敏酸(humic acid,腐植酸)、富里酸(fulvic acid)、胡敏素(humine)等,其含量比例隨土壤而異。

養分生物循環中,生物死亡後,生物殘體會進行礦物化的過程轉化成礦質養分。但是生物殘體也會不完全被礦物化。生物殘體會進行腐殖化過程,以腐殖質形式保留下來。即是在養分生物循環中,生物殘體轉化成礦質養分的一個養分儲藏室,腐殖質最終會進行礦物化過程轉化成礦質養分的。腐殖質的重要是當雨水沖走泥土上的礦質養分時,而微生物未能及時分解生物殘體來補充(微生物分解生物殘體時間很慢),腐殖質可以根據土壤養分濃度來釋出養分來補充,對肥力有積極作用。

組成[編輯]

土壤腐殖質主要由等營養元素組成,從元素含量看,胡敏酸含碳、氮、硫較富里酸高,而氧含量較富里酸低;在腐殖質中含氮組分的主要形態有蛋白質-N、-N、胺基酸-N、NH3-N,以及嘌呤嘧啶、雜環結構上的N;在不同環境條件下,腐殖質的含氮組成有明顯差異,熱帶土壤中有較多的酸性胺基酸,而在北極土壤中這類胺基酸含量較低,熱帶土壤所含鹼性胺基酸較其他土壤少。

另外,實驗觀察表明土壤中胺基酸的組成與細菌產生的胺基酸相似,這說明土壤蛋白質、肽和蛋白質起源於微生物。

形成[編輯]

腐殖質形成是非常複雜的生化過程,有3種學說:

  • 木質素-蛋白質聚合學說:認為腐殖質由木質素、蛋白質及其分解中間產物,在微生物的作用下發生聚合而成;木質素由不飽和的酚苯丙醇組成,苯環上有羥基,所以在分解中可以形成脂類酚類和醌類化合物等,這些化合物再與胺基酸、氨及其蛋白質發生聚合反應,形成腐殖質。
  • 生化合成學說:認為土壤有機質分解的中間產物,如多元酚和胺基酸等,在微生物分泌的酚氧化酶作用下縮合聚合反應形成腐殖質。
  • 化學催化聚合學說:認為土壤有機質分解的中間產物如酚類化合物、胺基酸等在蒙脫石、伊利石和高嶺石表面吸附的鐵、鋁催化下能合成腐殖質。

腐殖質對土壤的作用[編輯]

  • 1.養份儲存(保存肥力能力)

土壤除了保存生物殘體被腐殖化的養分外,還可以膠體物質的特色去吸收植物不可缺少的陽離子,如等。

  • 2.土壤顏色

陽離子中鐵離子及腐殖質是土壤顏色的主要染色物質,可以通過土壤顏色去分析土壤陽離子的成分。

  • 3.土壤結構

土壤團粒結構形式有利植物生長。因為團粒結構具備毛管孔隙、非毛管孔隙等多級孔隙,對土壤水份及土壤空氣有適當協調的作用。這個結構單位內的土壤主要是以膠體物質團結起來的,而腐殖質就是其中的一種。