腐殖质
fǔ zhí zhì
腐殖质是土壤中由动植物遗体分解形成的深色稳定有机物质,能够保持水分和养分。
Definition
腐殖质是土壤中由枯叶、植物和动物遗体腐烂而成的深色松散部分,它使土壤变得肥沃,有助于植物生长。它是细菌、真菌和无脊椎动物分解动植物残体之后残留下来的稳定有机成分;它能改善土壤结构,吸持相当于自身重量数倍的水分,储存氮、磷等养分并缓慢释放给植物,并主要集中在 A 层。从化学上讲,腐殖质由复杂的、部分分解的有机化合物构成,能够抵抗微生物的进一步分解,传统上分为腐殖酸、富里酸和胡敏素。其中密集的羧基和酚羟基使其阳离子交换能力达到每千克数百厘摩尔,远高于大多数粘土矿物,并能缓冲 pH 值、螯合金属离子。腐殖质的更新周期从数十年到数百年不等,其形成取决于凋落物的质量、湿度、温度以及能够通过吸附作用保护有机质的粘土矿物学特征。
Example
堆肥堆底部那层黑色柔软的物质就是腐殖质,森林地表之所以呈深色,也是因为它。北卡罗来纳山区的一片阔叶林,每年秋天由落叶堆积形成厚厚的腐殖质层,而 19 世纪被开垦种植棉花的皮埃蒙特农田,则因侵蚀流失了大部分腐殖质和表土。寒冷潮湿的泥炭沼泽因分解作用几乎停滞而不断积累有机质,温暖的热带雨林却能在几个月内循环利用凋落物,几乎不留下腐殖质。在皮埃蒙特粘土中加入堆肥,可以通过把粘土颗粒粘结成团粒来提高持水能力并疏松土壤结构。
Key Insight
腐殖质正是表土呈深色的原因;颜色浅淡的土壤通常腐殖质含量较低,也较为贫瘠。腐殖质和枯枝落叶并不相同,因为凋落物仍然可以辨认出原来的样子,而腐殖质则是已经彻底分解完成的产物,早已看不出原本的模样。腐殖质是陆地上最大的活跃碳库。能够积累腐殖质的做法(覆盖作物、减少耕作)会从大气中吸收碳,而消耗腐殖质的做法(裸露休耕、过度耕作)则会产生相反的效果。