腐殖质

在经典土壤科学中，腐殖质是土壤中由植物和动物物质分解形成的深色有机物质。 它是一种土壤有机质。 它含有丰富的养分，并能保持土壤中的水分。 腐朽质是地球或地面的拉丁词。

在农业中，腐殖质有时也用于描述从林地或其他自发来源提取的成熟或天然堆肥，用作土壤改良剂。 它还用于描述含有有机物（腐殖质类型、腐殖质形式或腐殖质剖面）的表土层。

腐殖质含有许多改善土壤健康的营养物质，其中氮是最重要的。 腐殖质的碳氮比 (C:N) 通常介于 8 和 15 之间，中位数约为 12。 它还显着影响土壤的容重。 腐朽质是无定形的，缺乏植物、微生物或动物的细胞饼状结构特征。

腐殖化过程所需的主要材料是植物材料。 腐殖质的组成因主要材料和次生微生物和动物产品的组成而异。 不同化合物的分解速率会影响腐殖质的组成。

很难准确定义腐殖质，因为它是一种非常复杂的物质，尚未完全了解。 腐朽质不同于分解土壤有机质。 后者看起来很粗糙，并且有可见的原始植物或动物物质的残留物。 相反，完全腐殖质具有均匀的黑色、海绵状和果冻状外观，并且是无定形的； 它可能会在数年内逐渐衰减或持续数千年。 它没有确定的形状、结构或质量。 然而，当在显微镜下检查时，腐殖质可能会发现微小的植物、动物或微生物残骸，这些残骸已被机械而非化学降解。 这表明腐殖质和土壤有机质之间的界限不明确。 虽然不同，但腐殖质是土壤有机质的组成部分。

关于森林腐殖质成分的可用数据很少，因为它是一种复杂的混合物，研究人员难以分析。 1940 年代和 60 年代的研究人员尝试使用化学分离来分析森林土壤中的植物和腐殖质化合物，但事实证明这是不可能的。 尽管它仍然是一个活跃的研究领域，但近年来已经进行了进一步的研究。

微生物将大部分土壤有机质分解成无机矿物质，植物的根系可以将其作为养分吸收。 这个过程被称为矿化。 在此过程中，分解的有机物中的氮（氮循环）和其他养分（营养循环）被循环利用。 根据分解发生的条件，一部分有机物不会矿化，而是通过称为腐殖化的过程进行转化。 在现代分析方法出现之前，早期证据使科学家们相信腐殖化会导致有机聚合物的串联，从而抵抗微生物的作用，但是最近的研究表明微生物能够消化腐殖质。

腐殖化可以在土壤中自然发生，也可以在堆肥生产中人工发生。 有机物被腐生真菌、细菌、微生物和动物（如蚯蚓、线虫、原生动物和节肢动物）共同腐殖化。 植物遗骸，包括动物消化和排泄的那些，含有有机化合物：糖、淀粉、蛋白质、碳水化合物、木质素、蜡、树脂和有机酸。 土壤中的腐烂始于碳水化合物中糖和淀粉的分解，当食腐动物最初侵入死亡的植物器官时，碳水化合物很容易分解，而剩余的纤维素和木质素分解得更慢。 简单的蛋白质、有机酸、淀粉和糖会迅速分解，而粗蛋白质、脂肪、蜡和树脂会在较长时间内保持相对不变。

木质素会被白腐真菌迅速转化，是腐殖质的主要前体之一，也是微生物和动物活动的副产品。 因此，通过腐殖化产生的腐殖质是植物、动物或微生物来源的化合物和复杂生物化学物质的混合物，在土壤中具有许多功能和益处。 有些人认为蚯蚓腐殖质（vermicompost）是最 好的有机肥料。

大多数土壤中的大部分腐殖质已经存在了 100 多年，而不是分解成 CO2，可以认为是稳定的； 这种有机物质不会被微生物或酶的作用分解，因为它隐藏（封闭）在土壤颗粒的小聚集体中，或者紧密吸附或复合到粘土上。 大多数未以这种方式保护的腐殖质会在 10 年内分解，并且可以被视为不太稳定或更不稳定。