腐殖化作用

腐殖化作用是指動、植、微生物殘體在微生物作用下，通過生化和化學作用形成腐殖質的過程。一般用腐殖化係數來度量。腐殖化係數是指定量加入土壤中的植物殘體（以碳量計）腐解一年後的殘留量(以碳量計)與原加入量的比值。

影響腐殖化作用的因素主要有三種：生物殘體的化學組成；環境的水熱條件；土壤性質，特別是土壤的酸度。

基本介紹

• 中文名：腐殖化作用
• 外文名：humification
• 定義：土壤中有機物轉變為腐殖質的過程
• 度量方式：一般用腐殖化係數來度量
• 影響因素：有機物質的化學組成、環境的水等
• 作用：促進生態循環，降低環境污染

概念

腐殖化作用是指在各種生物作用下， 土壤中特別是土壤表層有機物轉變為腐殖質的過程。

特點

腐殖化作用包括動、植物和微生物細胞內的各種高分子和低分子組成分及其代謝產物的分解和腐殖物質的合成兩個主要過程。

動、植物體內所有各組成分．包括木質素、碳水化合物和蛋白質等，在微生物的作用下將轉變為較簡單的單體及其代謝產物。在這些單體代謝的過程中，部分碳轉變為二氧化碳，部分碳被利用來合成微生物細胞。蚯蚓等土壤動物在此分解過程中起著將動、植物殘體粉碎以利於微生物分解的作用。不同組成分因性質不同而分解速度各異。單糖、胺基酸、大多數蛋白質和半纖維等分解最快，纖維次之，木質素較慢。

已知的、非特殊本性的化合物在酶或土壤中無機組成分的接觸作用下。通過包括自由基在內的多種反應，形成一種活細胞內都沒有的、棕至褐色的天然有機高分子化合物的過程。這一過程與動、植物殘體分解過程伴隨進行。柯諾諾娃(M.M.Kononova)指出，當粘細菌分解纖維、而木質素尚未開始分解時。即有腐殖物質形成。

在腐殖化作用的過程中，土壤微生物將有機質的分解產物、或微生物的某些合成物縮合聚合為腐殖質。是土壤形成中最普遍的成土過程，其結果使土體發生分異並在土體上部形成一個暗色的腐殖質層(A₁層)。

影響因素

腐殖化作用的影響因素有：①有機物質的化學組成，例如不同粘土礦物對酚類化合物的催化氧化能力不同，對腐殖物質的形成量及其組成性質產生不同的影響；②環境的水、熱狀況；③環境的酸鹼度，如在中等溫度、中等濕度和中等酸鹼度的條件下，溫帶半濕潤、濕潤的草甸、草甸草原區即黑土區和黑鈣土區，腐殖化作用最為強烈。

研究及意義

①土壤的腐殖化作用是一種有效的污染物脫毒方法。一些研究者以PAHs為試驗品，利用同位素標記法進行植物對腐殖化作用影響實驗，結果表明，腐殖化作用影響了PAHs在土壤一植物系統中的歸宿。另外，由於根際圈微生物的作用，根際圈內的腐殖化作用速度加快，將污染物同定其中，減少了污染物的暴露，從而減輕了有害物質對植物的潛在毒性。

②凋落葉在冬季的腐殖化過程是高寒生態系統土壤有機質形成和碳固定的重要階段，並可能受到嚴酷凍結環境下仍具有一定活性的土壤動物的影響，但缺乏必要的關注。因此，以川西高山峽谷區海拔3000、3600、4000m的高寒森林和草甸典型凋落葉為研究對象，採用不同孔徑大小的凋落物網袋去除土壤動物的方法，根據凋落葉的自然腐解過程，於2013年11月～2014年4月研究了不同凍融時期（凍結前期、深凍期、融化期）土壤動物對凋落葉腐殖化過程的作用。結果表明:通過對色調係數（Δlog K）和光密度值（E4/E6）值的分析，在高寒生態系統中，冬季隨著溫度的降低土壤動物促進了凋落葉的腐殖化，而隨著溫度的升高土壤動物抑制了凋落葉的腐殖化。深凍期土壤動物對海拔3000m的森林凋落葉腐殖化過程具有顯著促進作用；在凍結前期土壤動物對海拔3600m森林凋落葉腐殖化過程具有顯著促進作用；而融化期土壤動物對海拔4000m的草甸凋落葉腐殖化過程具有顯著的抑制作用；其他海拔和時期沒有顯著影響。凍結初期土壤動物對凋落葉的腐殖化速率的作用高於深凍期和融化期，腐殖化度在深凍期達到最大值。這些結果表明氣候變化情景下冬季變暖可能導致土壤動物抑制凋落物腐殖化，減少凋落物向土壤有機質的轉化。