土壤有機(jī)質(zhì)增加與施用有機(jī)肥的關(guān)系

昨天一個(gè)微信群聊聊天聊到了“土壤有機(jī)質(zhì)提升與有機(jī)肥施用量”的關(guān)系，有人說，三四噸有機(jī)肥就可以讓土壤有機(jī)質(zhì)含量增加百分之一。這句話嚇到我了！那么我們多少有機(jī)肥才能增加土壤有機(jī)質(zhì)百分之一呢？

土壤是覆蓋在地球陸地表面上能夠生長(zhǎng)植物的疏松層。土壤是植物生長(zhǎng)繁育的自然基地，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基本資料。土壤肥力是個(gè)綜合廣泛的概念。它是土壤各方面性質(zhì)總的反映，受環(huán)境條件和土壤管理等技術(shù)的限制。土壤有機(jī)質(zhì)在土壤肥力上的作用是多方面的，并能直接和間接的影響作物產(chǎn)量。下面我們就聊聊這個(gè)話題！

首先，什么是土壤有機(jī)質(zhì)？土壤有機(jī)質(zhì)有什么作用呢？

土壤有機(jī)質(zhì)：是存在于土壤中的所有含碳的有機(jī)物質(zhì)，包括土壤中各種動(dòng)、植物殘?bào)w、微生物及其分解和合成的各種有機(jī)物質(zhì)，包含：生命體和非生命體。

土壤有機(jī)質(zhì)的作用：

●為植物提供營(yíng)養(yǎng)元素；

●是微生物生命活動(dòng)的能源；

●對(duì)土壤各項(xiàng)性質(zhì)有重要影響；

●對(duì)重金屬、農(nóng)藥等有機(jī)、無機(jī)污染物質(zhì)的行為有重要影響；

●土壤有機(jī)質(zhì)對(duì)全球碳平衡起重要作用，被認(rèn)為是影響溫室氣體的主要原因。

其次，土壤有機(jī)質(zhì)的來源和轉(zhuǎn)化過程有哪些呢？

（1）土壤有機(jī)質(zhì)的來源

① 微生物：最早

② 動(dòng)、植物殘?bào)w和根系分泌物：基本來源

△自然土壤：熱帶雨林凋落物干重，亞熱帶常綠闊葉和落葉闊葉林、暖溫帶落葉闊葉林、溫帶針闊混交林、寒溫帶針葉林、荒漠

△耕作土壤：根茬、有機(jī)肥料、廢水、廢渣、微生物制品、有機(jī)農(nóng)藥等。

（2）土壤有機(jī)質(zhì)的分解和轉(zhuǎn)化

① 植物殘?bào)w的分解和轉(zhuǎn)化：植物殘?bào)w主要包括根、莖、葉的死亡組織，是由不同種類的有機(jī)化合物所組成，具有一定生物構(gòu)造的有機(jī)整體。其分解不同于單一有機(jī)化合物

② 礦化過程：在微生物酶的作用下，有機(jī)化合物被徹底氧化分解為二氧化碳、水，釋放出能量，N、P、S等同時(shí)被釋放

③ 腐殖化過程：各種有機(jī)化合物通過微生物的合成或在原植物組織中聚合轉(zhuǎn)變?yōu)榻M成和結(jié)構(gòu)比原來有機(jī)化合物更為復(fù)雜的新的有機(jī)化合物。

④ 土壤腐殖物質(zhì)的分解和轉(zhuǎn)化

第一階段：經(jīng)過物理化學(xué)作用和生物降解，使其芳香結(jié)構(gòu)核心與其復(fù)合的簡(jiǎn)單有機(jī)物分離，或是整個(gè)復(fù)合體解體；

第二階段：釋放的簡(jiǎn)單有機(jī)化合物被分解和轉(zhuǎn)化，酚類聚合物被氧化；

第三階段：脂肪酸被分解，被釋放的芳香族化合物（如酚類）參與新腐殖質(zhì)的形成。

第三，土壤有機(jī)質(zhì)的組成和對(duì)土壤有效的成分是什么？

進(jìn)入土壤的有機(jī)物質(zhì)的組成相當(dāng)復(fù)雜，主要為各種植物殘?bào)w，其組成和各成分的含量因植物種類、器官、年齡不同差異較大，其中，C、O、H、N占90%～95%（C占40%），以及其他營(yíng)養(yǎng)元素。

土壤有機(jī)質(zhì)測(cè)定方法：重鉻酸鉀容量法——外加熱法：在外加熱的條件下（油浴的溫度為180，沸騰5分鐘），用一定濃度的重鉻酸鉀——硫酸溶液氧化土壤有機(jī)質(zhì)（碳），剩余的重鉻酸鉀用硫酸亞鐵來滴定，從所消耗的重鉻酸鉀量，計(jì)算有機(jī)碳的含量。本方法測(cè)得的結(jié)果，與干燒法對(duì)比，只能氧化90%的有機(jī)碳，因此將得的有機(jī)碳乘以校正系數(shù)，以計(jì)算有機(jī)碳量。

土壤有機(jī)質(zhì)=土壤腐殖質(zhì)+殘?bào)w+微生物

土壤有機(jī)質(zhì)由非腐殖物質(zhì)和腐殖物質(zhì)組成，通常占土壤有機(jī)質(zhì)的90%以上（殘?bào)w+微生物占10%）；腐殖物質(zhì)：是經(jīng)過土壤微生物作用后，由多酚和多醌類物質(zhì)聚合而成的含芳香環(huán)結(jié)構(gòu)的、新形成的黃色至棕黑色的非晶形高分子有機(jī)化合物；是土壤有機(jī)質(zhì)的主體，是最難降解的組分。

那么我們經(jīng)常講的土壤有機(jī)質(zhì)到底是什么呢？

土壤有機(jī)質(zhì)泛指以各種形態(tài)和狀態(tài)存在于土壤中的各種含碳有機(jī)化合物。包括土壤中的動(dòng)物、植物及微生物殘?bào)w的不同分解、合成階段的各種產(chǎn)物，其中，土壤中特殊的含碳有機(jī)化合物——腐殖質(zhì)是土壤有機(jī)質(zhì)的主體。土壤有機(jī)質(zhì)含有植物生長(zhǎng)所需要的各種營(yíng)養(yǎng)成分，隨著有機(jī)質(zhì)的礦化，不斷地釋放出來供植物和微生物利用，同時(shí)釋放出微生物生命活動(dòng)所必需的能量，并通過提高土壤顆粒的穩(wěn)定性、改變土壤的熱學(xué)特性、影響土壤中陽離子交換量等功能從而最終影響土壤的物理和化學(xué)作用。

土壤腐殖酸的性質(zhì)

① 腐殖酸的物理性質(zhì)：

同一土壤中分子量大小順序?yàn)椋汉羲?〉胡敏酸 〉富啡酸

我國(guó)土壤中胡敏酸和富啡酸的數(shù)均分子量在 890～2500 和675～1450之間，胡敏酸直徑1～0.001μm,富啡酸更小。

②腐殖酸的化學(xué)性質(zhì)：元素組成：C(55%～60%,平均58%)、（C/N=10 ～ 12:1）H、O、N(3%～6%，平均5.6%)、 S；Ca、Mg、Fe、Si;

含碳和氮量順序：增幅2%～5%，4.5%～6.2%；胡敏素 〉胡敏酸 〉富啡酸

③ 腐殖酸的分子結(jié)構(gòu)特征：高分子聚合物；基本結(jié)構(gòu)單元是與酚或醌鍵合的含氮化合物和碳水化合物，富啡酸中芳香核的縮合程度較小，但周圍化合物的聚合程度較高；胡敏酸分子結(jié)構(gòu)的元素組成是：C308H328O90N5，分子量5540。

因此，我認(rèn)為土壤腐殖質(zhì)才是土壤有機(jī)質(zhì)中的魂和重點(diǎn)，而不是秸稈還田的秸稈也不是直接施的有機(jī)肥，而且秸稈和有機(jī)肥進(jìn)過腐熟轉(zhuǎn)化后形成的腐殖質(zhì)類物質(zhì)。

第四，一畝地土壤有機(jī)質(zhì)增加有機(jī)質(zhì)百分之一需要多少有機(jī)肥呢？

那么我們現(xiàn)在算一個(gè)帳，一畝地，667m2，我們按照25cm土層計(jì)算，土壤容重1.3g/cm3 ,那么一畝地有多少土壤呢？217噸土壤；增加百分之一有機(jī)質(zhì)需要2.17噸有機(jī)質(zhì)。

折合有機(jī)肥是多少呢？按照《中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)-有機(jī)肥料（NY525-2012）》中有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)：有機(jī)質(zhì)的質(zhì)量含量（烘干計(jì)）大于45%；那么土壤增加百分之一有機(jī)質(zhì)需要的有機(jī)肥是2.17÷0.45=4.82噸。

但是這近五噸有機(jī)肥進(jìn)入土壤經(jīng)過分解轉(zhuǎn)化還有多少呢？

第五，土壤腐殖質(zhì)的形成過程

土壤腐殖物質(zhì)的形成過程稱為腐殖化作用，包括微生物的生物化學(xué)過程和純化學(xué)過程。

三階段：第一階段：植物殘?bào)w分解產(chǎn)生簡(jiǎn)單的有機(jī)碳化合物；第二階段：通過微生物對(duì)這些有機(jī)化合物的代謝作用和反復(fù)的循環(huán)，增殖微生物細(xì)胞第三階段：通過微生物合成的多酚和醌或來自植物的類木質(zhì)素，聚合形成高分子多聚化合物，即腐殖物質(zhì)。

一般用腐殖化系數(shù)來度量。腐殖化系數(shù)是指定量加入土壤中的植物殘?bào)w（以碳量計(jì)）腐解一年后的殘留量(以碳量計(jì))與原加入量的比值。腐殖化系數(shù)取決于有機(jī)物本身和環(huán)境條件，一般旱地土壤腐殖化系數(shù)為0.20-0.30；水田則為0.25-0.40。

我們按照腐殖化系數(shù)0.25計(jì)算，土壤增加百分之一腐殖質(zhì)需要的有機(jī)肥是20噸。

因此施用有機(jī)肥≠等量增加土壤有機(jī)質(zhì)；等量施用有機(jī)肥≠等量增加土壤有機(jī)質(zhì)≠增加土壤腐殖質(zhì)；因此施用有機(jī)肥是提升土壤有機(jī)質(zhì)的必要條件但不是充分條件。所以我們農(nóng)技人員在國(guó)家提倡藏糧于地、藏糧于技的大背景，不要為了增加多買幾袋肥料，過度宣傳；一定要堅(jiān)持本心，堅(jiān)持服務(wù)三農(nóng)的初心！

作者信息：梁飛談水肥