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土壤有机质的作用有哪些?
2025-07-31   来源:   

在土壤成分里,有机质至关重要却常被误解。它是养分与水分的“蓄水池”,能减板结、降紧实度、提升透水性。但农业种植中,其重要性易被忽视,下面就聊聊它的贡献及保持、增加之法。

什么是有机质?

很多时候,我们认为有机质是植物、动物在土壤的残留,看到树叶、粪便、植物残体,便觉得给土壤添了大量有机质,却忽略其需腐熟转化才能被有效利用!

然而,这些物质实际上应该被称为“有机物质(organicmaterial)”,而不是“有机质(organicmatter)”。

有机物质和有机质有什么区别?

首先,有机物质是土壤中过往生命物质的统称,它无法在土壤中稳定留存,需经微生物分解转化为抗分解的腐殖质(humus),才能成为稳定存在的有机质。

有机物质分解特性鲜明,在土壤里超90%易快速分解消失。而有机质相对稳定,正常每年仅约5%会矿化分解,不过当温度、氧气、湿度等条件利于分解时,其分解速度会加快。土壤检测分析时,聚焦的正是这类稳定存在的有机质,它是土壤肥力等指标的关键考量对象。

土壤中有多少有机质?

研究显示,对于一亩耕层深度达15厘米的土壤而言,其重量大概能达到150吨。我们知道,土壤肥力与有机质含量密切相关,若土壤中有机质占比为1%,换算下来,每亩地土壤里就约有1.5吨有机质。但有机质并非凭空产生,它由有机物质分解转化而来,且这个过程损耗大,经研究,至少得10吨有机物质,才能分解出1吨有机质。也就是说,要让每亩土地土壤有机质含量提升1%,在条件理想、分解转化顺利的情况下,至少得投入15吨有机物质。

此外,在不同植被类型下,土壤有机质水平有差异,草类植被下形成的土壤,有机质水平往往相对更高。这背后,是草类植被独特的有机物质供给模式——有机物质由地上部分(如茎叶)和地下根系共同贡献。提到根系,很多人可能没意识到它是有机物质的“隐藏大户”。国外一项针对高原草甸土壤的研究就发现,在草原环境里,地上部分每年产出的有机物质约每英亩1.4吨,而根系产量竟高达每英亩4吨,根系重量是地上枝叶的两倍还多。

这种差异,也让草原与森林植被下的土壤有机质水平拉开差距。通常,草原植被形成的土壤,天然有机质含量至少是森林植被形成土壤的两倍。原因主要有两方面:一方面,树木类植物根系质量远不及草本植物,而且树木不像草本植物,不会每年经历枯萎、腐烂的过程,无法持续向土壤输入新鲜有机物质;另一方面,森林生态系统中,大量有机物质“储存在树上”,像枝叶、树干等,没能及时回归土壤参与循环,导致土壤获得的有机物质补给少。

有机质对土壤有什么益处?

精准的养分供应机制

有机质是土壤“隐形养分库”,其含氮、磷、硫等植物必需元素,会通过缓慢矿化过程释放养分。经研究,每1%的土壤有机质,每年稳定释放20-30磅氮、4.5-6.6磅磷、2-3磅硫。因春季气温回升、夏季雨水充沛,微生物活性高,矿化作用集中在春夏季,夏季作物(如玉米、蔬菜)生长旺盛期,能精准匹配养分需求,冬季作物(如冬小麦)生长慢、需肥少,故夏季作物更易从有机质矿化中高效获能。

高效的持水供水功能

有机质如同“土壤海绵”,凭借分子结构中的亲水基团,吸收自身重量90%的水分。与粘土对比鲜明:粘土颗粒细密,水分多以束缚水存在,植物根系难吸收;有机质储存的水分,会随植物蒸腾、土壤吸力变化,缓慢释放有效水。比如沙质土壤添加有机质后,保水期从3-5天延长至7-10天,为作物营造稳定湿润环境。

重塑土壤团粒结构

有机质是土壤结构“粘合剂”,其分泌的多糖、腐殖酸等物质,能将分散土粒胶结成0.25-10mm的团粒结构。团粒内部形成小孔隙保水,外部大孔隙透气,使土壤兼具透气性与保水性。以水稻田为例,增施有机肥后,团粒结构占比从30%提升至50%,渗漏量下降20%,还促进根系穿插,让作物扎根更深。

主动的抗侵蚀防护

有机质通过“双重路径”抗侵蚀:一是优化团粒结构,让土壤颗粒紧密粘结,降低雨滴击溅分散风险;二是提升土壤透水性,使雨水快速下渗,减少地表径流冲刷。数据实证:土壤有机质从1%增至3%,侵蚀率下降20%-33%。在坡耕地,增施有机质可让土壤流失量减少40%以上,守护土壤资源可持续性。

如何保持或改善土壤有机质水平?

构建优质的土壤有机质环境,虽需长期投入,却能为土壤健康与作物生长带来深远益处。以下几种科学管理方法,可助力逐步提升或维持土壤有机质水平:

减少耕作频率,推行免耕制度

耕作虽能暂时改善土壤通气性,刺激微生物活性以加速有机物分解,但频繁耕作的弊端更为显著:它会破坏土壤团粒结构,使表层土壤暴露于风雨中,增加侵蚀风险,同时加速有机质的氧化流失。因此,在土壤条件适宜(如地势平缓、排水良好)的地块,推行免耕或少耕模式至关重要——免耕能减少对土壤的翻动,保留表层覆盖物,为微生物营造稳定的栖息环境,从而缓慢积累有机质。例如,连续3年以上免耕的农田,表层土壤有机质含量可较常规耕作提升5%~10%。

严控土壤侵蚀,守护表层有机质

土壤有机质约80%集中在0~20厘米的表层土中,这层“黄金土层”一旦遭遇水蚀、风蚀,有机质便会随表土一同流失。因此,减少侵蚀与增加有机质是相辅相成的:通过修筑梯田、种植护埂植物、覆盖秸秆等措施,可降低地表径流速度,减少表土流失。比如在坡耕地,采用等高种植结合秸秆覆盖,能使土壤侵蚀量减少60%以上,有效保住表层的有机质储备。

测土施肥,以作物促有机质积累

精准施肥看似与有机质无关,实则暗藏关联:通过测土明确土壤养分缺口,按需补充氮、磷、钾等元素,能显著促进作物生长,尤其是根系的发育。繁茂的根系不仅能增强作物吸收养分的能力,其死亡后还会成为土壤有机质的重要来源。即便在常规耕作中需要收获作物地上部分(如籽粒、果实),发达的根系残留(如小麦、玉米的根茬)仍能为土壤贡献可观的有机质——研究显示,作物根系生物量占总生物量的30%~50%,足量的根系生长可使土壤有机质年增量提升0.1%~0.3%。

种植覆盖作物,协同增效更显著

覆盖作物(如三叶草、毛苕子、黑麦草等)是提升有机质的“天然助手”:它们在非主栽作物生长季覆盖地表,通过光合作用积累的地上部分(秸秆)和地下根系,在翻压还田后可直接补充土壤有机质。但需注意,单一种植覆盖作物的效果有限,若与免耕、控侵蚀措施结合,能形成“1+1>2”的效果——例如,免耕配合冬季种植毛苕子,次年翻压后,土壤有机质年提升量可达0.2%~0.5%,同时还能减少50%以上的表土流失。

总之,良好的土壤有机质水平是农作物高产、牧草优质的基础。重视这一宝贵资源的培育,通过科学管理(如减少耕作、防控侵蚀、精准施肥、种植覆盖作物等)持续提升或维持有机质含量,方能实现土壤肥力的长效提升,为农业可持续发展奠定坚实基础。

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标签:土壤 有机质 成分

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