腐殖化作用

土壤中有机物转变为腐殖质的过程

腐殖化作用是指动、植、微生物残体在微生物作用下，通过生化和化学作用形成腐殖质的过程。一般用腐殖化系数来度量。腐殖化系数是指定量加入土壤中的植物残体（以碳量计）腐解一年后的残留量(以碳量计)与原加入量的比值。

概念

腐殖化作用是指在各种生物作用下，土壤中特别是土壤表层有机物转变为腐殖质的过程。

特点

腐殖化作用包括动、植物和微生物细胞内的各种高分子和低分子组成分及其代谢产物的分解和腐殖物质的合成两个主要过程。

动、植物体内所有各组成分．包括木质素、碳水化合物和蛋白质等，在微生物的作用下将转变为较简单的单体及其代谢产物。在这些单体代谢的过程中，部分碳转变为二氧化碳，部分碳被利用来合成微生物细胞。蚯蚓等土壤动物在此分解过程中起着将动、植物残体粉碎以利于微生物分解的作用。不同组成分因性质不同而分解速度各异。单糖、氨基酸、大多数蛋白质和半纤维等分解最快，纤维次之，木质素较慢。

已知的、非特殊本性的化合物在酶或土壤中无机组成分的接触作用下。通过包括自由基在内的多种反应，形成一种活细胞内都没有的、棕至褐色的天然有机高分子化合物的过程。这一过程与动、植物残体分解过程伴随进行。柯诺诺娃(M.M.Kononova)指出，当粘细菌分解纤维、而木质素尚未开始分解时。即有腐殖物质形成。

在腐殖化作用的过程中，土壤微生物将有机质的分解产物、或微生物的某些合成物缩合聚合为腐殖质。是土壤形成中最普遍的成土过程，其结果使土体发生分异并在土体上部形成一个暗色的腐殖质层(A1层)。

影响因素

腐殖化作用的影响因素有：①有机物质的化学组成，例如不同粘土矿物对酚类化合物的催化氧化能力不同，对腐殖物质的形成量及其组成性质产生不同的影响；②环境的水、热状况；③环境的酸碱度，如在中等温度、中等湿度和中等酸碱度的条件下，温带半湿润、湿润的草甸、草甸草原区即黑土区和黑钙土区，腐殖化作用最为强烈。

研究及意义

①土壤的腐殖化作用是一种有效的污染物脱毒方法。一些研究者以PAHs为试验品，利用同位素标记法进行植物对腐殖化作用影响实验，结果表明，腐殖化作用影响了PAHs在土壤一植物系统中的归宿。另外，由于根际圈微生物的作用，根际圈内的腐殖化作用速度加快，将污染物同定其中，减少了污染物的暴露，从而减轻了有害物质对植物的潜在毒性。

②凋落叶在冬季的腐殖化过程是高寒生态系统土壤有机质形成和碳固定的重要阶段，并可能受到严酷冻结环境下仍具有一定活性的土壤动物的影响，但缺乏必要的关注。因此，以川西高山峡谷区海拔3000、3600、4000m的高寒森林和草甸典型凋落叶为研究对象，采用不同孔径大小的凋落物网袋去除土壤动物的方法，根据凋落叶的自然腐解过程，于2013年11月～2014年4月研究了不同冻融时期（冻结前期、深冻期、融化期）土壤动物对凋落叶腐殖化过程的作用。结果表明:通过对色调系数（Δlog K）和光密度值（E4/E6）值的分析，在高寒生态系统中，冬季随着温度的降低土壤动物促进了凋落叶的腐殖化，而随着温度的升高土壤动物抑制了凋落叶的腐殖化。深冻期土壤动物对海拔3000m的森林凋落叶腐殖化过程具有显著促进作用；在冻结前期土壤动物对海拔3600m森林凋落叶腐殖化过程具有显著促进作用；而融化期土壤动物对海拔4000m的草甸凋落叶腐殖化过程具有显著的抑制作用；其他海拔和时期没有显著影响。冻结初期土壤动物对凋落叶的腐殖化速率的作用高于深冻期和融化期，腐殖化度在深冻期达到最大值。这些结果表明气候变化情景下冬季变暖可能导致土壤动物抑制凋落物腐殖化，减少凋落物向土壤有机质的转化。

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