全 文 ：土壤有机质概念和分组技术研究进展 3
武天云1 ,2 　Jeff J . Schoenau3 　李凤民1 3 3 　钱佩源3 　张树清4 　Sukhadev S. Malhi5
王　方2
(1 兰州大学干旱农业生态国家重点实验室 ,兰州 730000 ;2 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 ,兰州 730000 ;
3Department of Soil Science ,University of Saskatchewan ,51 Campus Drive ,Saskatoon ,Saskatchewan ,Canada ,SK ,
S7N 5A8 ;4 中国农业科学院土壤肥料研究所 ,北京 100081 ;5 Nutrient Cycling Research Station ,Agriculture and
Agri2Food Canada ,Melfort ,Saskatchewan ,Canada ,SK ,S0E 1A0)
【摘要】　土壤有机质一直是土壤学研究领域的重点 ,在过去的 50 年里 ,对土壤质量可持续性观念的增强
和寻找快速判断人为因素对土壤质量影响方向指标的强烈愿望导致了土壤有机质的研究重点发生了急剧
变化 :对农业措施反映慢的土壤腐殖质类物质的研究正在退出土壤有机质研究领域 ,而侧重点逐渐转向了
土壤中未受微生物作用或正在受微生物降解的有机残体 ;也出现了新的土壤有机质研究概念和对应测试
手段 :土壤有机质的比重分组、与有机质结合的土壤颗粒大小分组、土壤团聚体中的 POM 和 iPOM 以及土
壤水溶性有机质和微生物体 C 等概念和测试手段被相继提了出来. 土壤有机质的研究重点正在从土壤微
生物的作用产物 (腐殖质)向土壤微生物作用前的、具有部分生物活性的有机质 (轻组有机质、砂粒组和粗
粉砂粒组中的有机质、POM 和 iPOM)和完全具有生物活性的有机质 (微生物体 C 和水溶性有机质) 转移 ,
这一过程与土壤有机质概念的拓展密不可分.
关键词 　土壤有机质 　土壤有机 C
文章编号 　1001 - 9332 (2004) 04 - 0717 - 06 　中图分类号 　S15316 　文献标识码 　A
Concepts and relative analytical techniques of soil organic matter. WU Tianyun1 ,2 ,Jeff J . Schoenau3 ,L I Fen2
ming1 ,Q IAN Peiyuan3 ,ZHAN G Shuqing4 ,Sukhadev S. Malhi5 ,WAN G Fang2 ( 1 S tate Key L aboratory of A rid
A groecology , L anz hou U niversity , L anz hou 730000 , China ; 2 Cold and A rid Regions Envi ronmental and
Engineering Research Instit ute , Chinese Academy of Sciences , L anz hou 730000 , China ; 3 Depart ment of Soil
Science , U niversity of S askatchew an ,51 Cam pus Drive , S askatoon , S askatchew an , Canada , S K , S7 N 5 A 8 ;
4 Soil Science and Fertilizer Instit ute , Chinese Academy of A gricultural Sciences , Beijing 100081 , China ;
5 N ut rient Cycling Research S tation , A griculture and A gri2Food Canada , Melf ort , S askatchew an , Canada ,
S K , S0 E 1 A 0) . 2Chin. J . A ppl . Ecol . ,2004 ,15 (4) :717～722.
The research of soil organic matter ( SOM) has been highlighted in soil science. In the past 50 years ,new per2
spectives in the relationship between SOM and sustainability of atmosphere and biomosphere ,and strong motiva2
tion to find a vivid index for soil quality variation induced the transformation in concepts and analytical techniques
of SOM :the curiousness to humic substances faded off since they were dull to anthropogenic activities ,and inter2
ests were focused on the light fraction of organic matter (L FOM) ,organic carbon associated with different min2
eral particles in size ,particulate and intra2particulate organic matter ( POM and iPOM) ,water soluble organic
matter (WSOM) ,and microbial biomass carbon (MB2C) . The relative fractionation procedures have been devel2
oped ,and the main research activities on SOM are transformed from the products of microorganisms (humus) to
the organic matter comprised in plant residues at their various decomposition stages and the organic carbon in mi2
croorganisms ,since they are biologically active and immediately respond to soil cultivation and tillage ,crop rota2
tion ,and fertilizer application ,etc.
Key words 　Soil organic matter , Soil organic carbon.3 国家重点基础研究发展规划项目 ( G2000018603) 、教育部留学基
金项目 (990005) 、Saskatchewan Agriculture Development Fund Strate2
gic Research (R252B)和 International Foundation for Sciences(C/ 33132
1) .3 3 通讯联系人.
2002 - 10 - 12 收稿 ,2003 - 02 - 28 接受.
1 　引 　　言
土壤有机质 (Soil Organic Matter ,SOM)由一系列存在于
土壤中、组成和结构不均一、主要成分为 C 和 N 的有机化合
物组成[41 ] . 土壤有机质的成分中既有化学结构单一、存在时
间只有几分钟的单糖或多糖 ,也有结构复杂、存在时间可达
几百到几千年的腐殖质类物质 ( Humic Substance) ,既包括主
要成分为纤维素、半纤维素的正在腐解的植物残体 ,也包括
与土壤矿质颗粒和团聚体结合的植物残体降解产物、根系分
泌物和菌丝体[21 ] . 土壤有机质中所含的 C 为土壤有机 C
(Soil Organic Carbon ,SOC) .
应 用 生 态 学 报 　2004 年 4 月 　第 15 卷 　第 4 期 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,Apr. 2004 ,15 (4)∶717～722
土壤有机质与养分供给、土壤物理性质的改善及防止土
壤侵蚀有重要关系 [32 ] . 首先 ,土壤有机质是农业生态系统中
作物速效养分的来源 ,作物吸收的大部分 N、P、S 和一些微
量元素来源于土壤有机质的矿化 [41 ] . 有机质也对团聚体的
构成有作用[49 ,54 ] ,从而可改善土壤的耕性、透气性和透水
性. 土壤有机质的吸水能力可达自身重量的几十倍 ,因此 ,它
对保持土壤水分有积极作用 [16 ] . 土壤矿质颗粒与有机质形
成团聚体后可增强土壤的抗风蚀和水蚀能力. 一部分水溶性
有机质 (Water Soluble Organic Matter ,WSOM)可影响施入土
壤中农药的效果和存留时间 [40 ,52 ] . 因此 ,土壤有机质在土壤
质量的构成因素中占首要位置 [19 ] ,而且一般认为土壤有机
质含量与土壤质量存在正相关关系 [35 ] .
土壤有机质含量极易受环境条件和农业措施的影响. 气
候和地貌在较大范围内影响着土壤有机质含量 ,可以说起主
导作用[1 ,52 ] . 土壤耕作和轮作也会引起土壤有机质含量变
化[36 ] ,如自然土壤开垦后 , 土壤有机质含量会迅速减
少[3 ,8 ,35 ] ,且种植历史越久 , 土壤中有机质的变化越
大[8 ,25 ,26 ] .施肥虽然会减缓这一过程的速率 ,但无法阻止土
壤有机质减少的进程 [17 ,36 ] .
土壤有机质含量的减少将直接导致土壤质量降
低[36 ,43 ] ,表现为土壤供给作物养分的能力、土壤的耕性、通
气性和透水性迅速降低 ,从而影响了农业生态系统的生产
力 ,而后者正是日益增长的人口的食物和纤维的重要保障.
故土壤有机质含量降低将危及农业生态系统的可持续发展
并将最终影响到食物安全和社会的可持续发展 [28 ] . 另外 ,土
壤中以有机质形式存在的 C 是大气中的 3 倍 ,土壤中有机质
的分解将在极大程度上影响大气 CO2 浓度 ,与全球气温上
升有直接关系[29 ,47 ] . 因此 ,土壤中的有机质动态不但影响到
了农业生态系统的可持续发展 ,也影响到了大气圈、生物圈
的可持续发展[28 ] .
2 　土壤有机质的概念
从 18 世纪 80 年代开始 ,土壤中的一类黑色物质引起了
人们的广泛关注 ,随着对其化学组成和结构研究的深入 ,最
后被定名为土壤腐殖质 [41 ] . 土壤腐殖质是动、植物残体在微
生物作用下分解并再合成的一类深色、难分解、大分子有机
化合物[52 ] . 动植物残体及根系分泌物在微生物作用下生成
土壤有机质的过程被称作腐殖化过程 [41 ] . 土壤腐殖质可分
为 2 类 ,一类是与已知的有机化合物具有相同结构的单一物
质 ,被称作非腐殖质类物质 ,另一类是腐殖质类物质 [10 ] . 前
者包括 : (1) )碳水化合物 , (2)碳氢化合物如石蜡 , (3) 脂肪族
有机酸和酯类 , (4) 醇类 , (5) 酯类 , (6) 醛类 , (7) 树脂类 , (8)
含氮化合物. 这一类物质可占腐殖质总量的 5 %～15 % ;腐
殖质类物质是土壤中所特有的 ,根据颜色和溶解性一般被分
为 : (1)富非酸 , (2)胡敏酸 , (3)胡敏素. 腐殖质类物质占腐殖
质总量的 85 %～95 %[52 ] .
土壤中未分解的动植物残体和活的有机体被称作有机
残体 ,在国内被称作土壤有机物. 活的有机体一部分是土壤
动物和作物根系 ,另一部分是土壤微生物体占土壤有机质总
量的 2 %～12 %[32 ] . 在现行的大部分研究工作中 ,通过微生
物作用所形成的腐殖质、动植物残体和微生物体被合称为土
壤有机质 (SOM) [10 ,21 ,31 ,32 ] .
对土壤中的有机残体和微生物体是否应该被包含在土
壤有机质中一直存在争议. 在 20 世纪 80 年代以前 ,有些研
究者认为它们应该被包含在土壤有机质概念之内 ,但将其排
除在土壤有机质范围之外的提法依然占了上风. 如 Steven2
son[52 ]在研究了那一时期以前的大部分土壤有机质概念之
后就明确指出土壤有机质 (SOM)等同于腐殖质类物质 ,甚至
非腐殖质类物质也被他划在了土壤有机质 (SOM)之外. 这种
对土壤有机质的界定在某种程度上限制了土壤有机质研究
进展 ,导致占土壤有机质总量 20 %左右的有机残体和微生
物体在构成土壤质量的作用方面一直无法定位. 幸好有些研
究者打破了这一桎梏 ,将有机残体和微生物体也纳入了土壤
有机质的范围之内. 正是这一概念上的突破推动了土壤有机
质研究的快速发展 ,并出现了一系列新概念和新研究方法.
本文引用的土壤有机质 (SOM) 概念既包括腐殖质类物
质和非腐殖质类物质 ,也包括有机残体和土壤微生物体 [10 ] .
这也是目前国际上通用的土壤有机质概念.
212 　土壤有机质的分组技术
在土壤有机质对土壤质量和环境重要性的驱使下 ,对土
壤有机质的研究一直没有中断过 ,但各个时期的研究侧重点
不同 ,主要与观念的改变和新研究方法的出现有关. 实际上
是观念的改变促进了新研究方法的发明.
由于土壤有机质组成、结构、存在方式的复杂性 ,对土壤
有机质的研究一直与其分组技术相联系. 即使对其某一组分
的化学组成、功能团结构、性质的研究也是在对分组产物纯
化的基础上进行的. 通过多年的研究人们已经达成了一个共
识 ,即所分出的某一组分不是组成和结构均一的化合物 ,而
是具有某一特性的一类化合物的混合物 ,一些组分甚至具有
细胞结构或组织结构. 因此 ,用不同分组方法所得到的组分
之间在组成上有重叠. 根据对土壤有机质分组技术所采用的
原理和手段 ,一般分作化学和物理分组技术.
21211 土壤有机质的化学分组 　在 19 世纪后期曾提出过腐
殖质是作物所吸收养分的唯一来源的假说 [58 ] ,矿质营养学
说的提出和随后的化学肥料的发明打破了这一假说. 但一直
到 20 世纪 60 年代之前 ,对土壤有机质的研究主要集中在对
腐殖质元素组成、功能团结构和性质等方面的研究 [41 ,52 ] . 而
且根据腐殖质类物质在酸/ 碱中的溶解性将其分为富非酸、
胡敏酸和胡敏素[41 ] . 2 个方面的原因使这一研究领域逐渐
淡化 :一方面是腐殖化过程需要的时间短则几十年 ,长则上
千年 ,平均时间在几百年 [4 ,52 ] . 因此 ,要用土壤腐殖质的变化
来反映一些农业措施对土壤质量的影响有明显的滞后性. 另
一方面是从北极圈的冻原土壤到赤道的热带土壤其腐殖质
类物质的化学组成 (C \ N \ P \ H \ S) 和功能团结构没有明
显差别[48 ] ,说明腐殖化过程对气候和植被条件变化的反应
很迟钝. 如果要用其产物来反映耕作等所造成的土壤微气候
817 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　15 卷
变化和植被的更替在短期内对土壤质量的影响 ,则显然达不
到目的. 更进一步讲 ,已经证明腐殖质类物质与生态学过程
联系不紧密[10 ] .
在这一领域还产生了对腐殖质类物质的更进一步的分
级方法 ,如根据提取剂的不同将其分作松结态、稳结态和紧
结态腐殖质类物质 [27 ,33 ,39 ,41 ,59 ] . 根据胡敏酸在酒精、盐溶液
中的溶解性又可以分作灰色胡敏酸和褐色胡敏酸 [52 ] . 根据
褐色胡敏酸的光学性质将其分作 A、B、Rp 型胡敏酸[42 ,57 ] .
根据腐殖质酸与土壤颗粒结合的分层结构原理 [13 ] ,将富非
酸和胡敏酸用超声波处理后又分作 A、B 组富非酸和胡敏
酸[4 ,5 ] .但由于上述 2 个方面的原因 ,对腐殖质类物质的研
究在 20 世纪 80 年代后被淡化. 然而到目前为止 ,国内外的
一些研究依然以腐殖质类物质为重点.
21212 土壤有机质的比重分组 　自 20 世纪 60 年代 ,对土壤
有机质研究的主流转向了物理分组. 对土壤有机质的比重分
组技术最早出现于 20 世纪 80 年代[56 ] :根据土壤在一定比
重 (116～215 g·ml - 1)溶液中的沉降将其分作轻组和重组土
壤 ,它们中的有机质被分别称作轻组有机质 (L FOM) 和重组
有机质 ( HFOM) [21 ,30 ] . L FOM 的主要成分为动植物残体、菌
丝体、孢子、单糖、多糖、半木质素[21 ,22 ] . 严格地讲 ,这一部分
并不属于土壤腐殖质类物质 ,它是介于动植物残体与腐殖质
类物质之间的一个中间 C 库 ,而且有机 C 含量和其它养分
含量高于腐殖质类物质 ,转化时间也很短 ,一般只有几周到
几十年[13 ] ,被认为是土壤中的易分解 C 库[12 ,21 ] . 同时 ,
L FOM 在土壤中的存在形式也并非游离的有机残体或微生
物体 ,而是后者与不同粒径矿质颗粒结合所形成的松散复合
体[56 ] .
轻组土壤虽然只有土壤总量的 118 %～312 % ,但它的
含 C 量则是土壤有机 C 总量的 15 %～32 %[22 ,25 ,26 ] . 轻组中
含有丰富的单糖、多糖、半木质素 ,是土壤微生物极易分解的
基质. 一半以上的土壤微生物和酶活性与 L FOM 有
关[18 ,31 ] ,因此 ,L FOM 的分解速率为 HFOM 的 2～11 倍 ,故
L FOM 比土壤总有机质含量对耕作、施肥等农业生产措施的
响应更快[11 ,12 ,25 ,26 ] ,这样就给判断这些措施对土壤质量的
影响提供了一个非常快速而有效的手段.
重组有机质为主要存在于有机2无机复合体中的有机
质 ,主要成分是腐殖质 ,其含量一般占总有机质含量的 70 %
～80 %[21 ] . 对 HFOM 的组成和性质的研究一直较少 ,但我
们的研究结果表明 ,重组有机质中一类易溶于盐溶液的有机
质对气候、植被类型、施肥和耕作反应非常敏感 ,我们暂时将
其定名为盐溶性有机质 (SSOC) [60 ,61 ] .
21213 按与有机质结合的土壤颗粒大小分组 　自 20 世纪 60
年代开始 ,另外一种物理分级方法同样重要. 根据与有机质
结合的各级土壤初级颗粒的大小将土壤有机质分作砂粒 +
OM( > 50μm) 、粗粉砂粒 (20～50μm) 、细粉砂粒 (2～20
μm) 、粗粘粒 (012～2μm) 和细粘粒 ( < 012μm) 结合的有机
质[5 ,25 ,26 ,53 ] .砂粒组中的有机质主要是正在腐解的植物残体
和微生物体[53 ] ,它们与砂粒没有形成有机2无机复合体 ,可
以用漂洗的方法将有机质与砂粒分开 [30 ,53 ] ,其结构和组成
与轻组有机质相同 ,性质也相似 ,而且砂粒组中的有机质与
L FOM 之间有很高的相关性[61 ,62 ] . 砂粒组中的有机质是其
它各组中的有机质的源 ,其中的有机质在微生物作用下发生
腐殖化过程并逐渐向其它粒径的颗粒转移 [23 ] ,但转移的顺
序不遵守从大颗粒到小颗粒的次序 [2 ] . 实际上 ,土壤颗粒越
细 ,得到腐殖化产物和根系分泌物的优先级越高 [20 ,23 ] . 粗粉
砂粒中既有少量植物残体 ,也有腐殖质 ,其它更细的颗粒中
只有腐殖质或根系分泌物 [53 ] . 其中砂粒组、粗粉砂粒组和细
粘粒组中的有机质被认为是土壤有机质的易分解 C 库 ,而细
粉砂粒组和粗粘粒组中的有机质被认为是土壤的惰性 C
库[22 ,53 ] .可以看出 ,各颗粒组中的有机质的抗分解能力不
同 ,主要是因为其来源、化学组成、功能团组成、富非酸/ 胡敏
酸比例不同造成的 [5 ,45 ,46 ,61 ] .
21214 土壤微生物体 C 　自 20 世纪 70 年代开始 ,土壤微生
物体 C、N 受到了重视 [24 ,38 ] . 原因为微生物体 C 对耕作和轮
作、施肥等措施对土壤质量的影响的反应非常敏感而且综合
性强[6 ,7 ,34 ] ,土壤微生物体 C 所反映的土壤质量被称作土壤
的生物学质量[31 ,32 ] . 土壤微生物体 C 是土壤中活的细菌、真
菌、藻类和土壤微动物体内所含的 C. 这一部分 C 占土壤有
机 C 的 1 %～3 %[7 ] ,有时可高达 9 % ,但通常都不会超过
10 %[34 ] .土壤中的微生物对土壤有机 C 的动态有不可忽视
的影响. 一方面他们是有机残体降解和腐殖化过程的直接参
与者 ,从而对土壤有机 C 在各库之间的转移起直接作用. 另
一方面微生物体及其分泌物中的 N、P、S 及其它营养元素是
植物可直接利用的速效养分 [31 ,32 ] .
土壤中的微生物体 C 含量与气候条件有密切的关系.
Insam 等[34 ]发现 ,土壤微生物体 C 含量与降水量、温度、干
旱指数之间存在着复杂的关系. 当土壤中的微气候发生变化
时 ,土壤微生物体 C 就发生急剧变化. 如土壤变干时 ,微生物
体 C 减少 ,当土壤重新润湿时 ,微生物体 C 急剧增加 [51 ] . 但
也有研究者发现 ,土壤微生物体 C 的年变化范围很小 [44 ] . 另
外 ,土壤微生物体 C 含量与土壤中有机 C 的含量和组成有
关. Bremer 等[12 ]发现 ,土壤微生物体 C 含量与土壤轻组有机
C、可矿化 C 含量之间存在显著正相关 ,后 2 项是土壤有机 C
的易分解 C 库.
微生物体 C 对农业措施反映敏感. Insam[34 ]列出的结果
显示 ,土壤微生物体 C 与耕作、轮作、施肥有密切的关系 :当
实行免耕、轮作中包括豆科作物和多年生牧草、施用无机肥
和有机肥之后 ,土壤微生物体 C 含量增加 ,我们的研究结果
也表现出这一规律 [60～63 ] .
因为土壤微生物体 C 对农业措施的反应很快而且与土
壤其它 C 库之间有高度的相关性 ,可以将其作为一个指标来
判定农业措施对土壤有机 C 的影响[31 ,32 ,34 ] . Anderson 和
Domsch[6 ]认为 ,用微生物体 C∶土壤总有机 C 的比值可以更
好地反映农业措施对土壤肥力的影响方向. 因为无法直接用
这一比值对土壤肥力进行判断 ,因此要建立一个基础值. 一
般选择没有开垦的林地或草地的比值作为基础值. 如果某一
9174 期 　　　　　　　　　　　　　武天云等 :土壤有机质概念和分组技术研究进展 　　　　　　　　　　　
农业措施下这一比值高于基础值 ,则表明土壤肥力高于自然
植被的土壤而且土壤中的有机 C 在增加. 相反 ,则表明土壤
肥力低而且土壤中的有机 C 在减少. Gregorich 等[32 ]用这一
方法对加拿大安大略省的一些农业措施对土壤有机 C 的影
响进行了研究 ,结果显示自然植被下的土壤微生物体 C∶土
壤总有机 C 的比值高于耕作土壤 ,表明自然土壤开垦之后有
机 C 在减少. 不同的土壤管理措施也会影响这一比值 :种植
多年生牧草较种植玉米、施肥较不施肥、秸秆还田较移走秸
秆的土壤有机 C 含量在增加.
可以看出 ,对土壤有机质的研究经历了从没有生物活性
的、对农业措施反应慢的成分逐渐转向有部分生物活性的
(轻组有机质和砂粒组、粗粉砂粒组有机质)到完全为生物活
性 C 组份的过程. 目标只有一个 ,就是研究那些对人为影响
因素反应敏感的组份 ,以期达到快速判断土壤质量变化方向
的目的. 但物理分组在达到这一目标的过程中还不能完全满
足需要 ,因为有机2无机复合体中有机质的 80 %左右依然是
土壤腐殖质. 另外 ,它不能反映土壤颗粒在土壤中的实际存
在方式 ,即它们不是以纯初级颗粒的形式存在 ,而是互相结
合或与有机质结合形成有机2无机复合体之后 ,进一步形成
土壤团聚体. 后者对农业措施的反应更敏感 ,也更符合土壤
颗粒存在的实际情况.
21215 团聚体中的有机质 　自从 Tisdall 和 Oades[55 ]给出有
机质对土壤团粒结构形成作用的概念性模型之后 ,对团聚体
中有机质的研究得到了广泛重视 [9 ,18 ,37 ] . 土壤中的团聚体被
分作大团聚体 ( > 250μm) 和微团聚体 ( < 250μm) . 微团聚
体主要由有机2无机复合体组成 ,大团聚体则主要是作物根
系和微生物菌丝体粘结了许多微团聚体后形成的. Tisdall 和
Oades[54 ]发现大团聚体中的有机质含量高于微团聚体中的
有机质含量 ,大团聚体中起粘结作用的植物根系和菌丝体被
称作 POM ( Particulate Organic Matter) . POM 不但增加了大
团聚体中的有机质数量 ,同时也增加了大团聚体的稳定
性[54 ] .但土壤被扰动之后 ,大团聚体中的有机质含量迅速减
小 ,而微团聚体的数量快速增加但所含的有机质数量不增
加 ,表明 POM 损失了[54 ] . 大团聚体中有机质 ( POM) 含量的
减少速率是各级初级颗粒中有机质数量减少的几十倍 ,而
POM 的存在时间也只有几个月到 2 年 [13 ] ,然后就被更新的
POM 代替.
Six 等[49 ]提出了更新的 POM 在团聚体中的存在模式 :
他把原来的 POM 称作 Inter2microaggregate POM ,即存在于
大团聚体内部但不存在于微团聚体内部的有机质. 把大团聚
体中的微团聚体内部的 POM 称作 Intra2microaggregate POM
(iPOM) . 而且成功地将 2 种 POM 分开了 :在湿筛过程中加
玻璃珠打碎大团聚体和 POM 的联系 ,分开的 POM 和微团
聚体被用稳定的水流带到下一级筛子上 ,以免微团聚体也被
打碎. 然后用比重分组的方法分开 POM 和微团聚体. 微团
聚体和 iPOM 之间的联系再用焦磷酸钠溶液轻轻地分开 ,
iPOM 就被提取了出来 (湿筛) [50 ] . 由于耕作过程很容易打碎
大团聚体 ,POM 很快解体 ,形成 iPOM 的机会小且数量少.
而减少土壤扰动之后 (如免耕和恢复自然植被) , POM 就会
有更多的机会形成 iPOM ,iPOM 的数量也就增多. 他们的研
究结果表明 ,免耕较传统耕作 0～5 cm 土层的大团聚体的数
量提高了 1 倍 ,POM 减少了 50 % ,而 iPOM 增大了 2 倍[49 ] .
更多的 POM 和 iPOM 才会有更多的底物供微生物进行腐殖
化过程 ,并将其产物运送到初级颗粒的表面 ,才会有更多的
水稳性团粒结构的形成 ,土壤才能保持良好的结构. 大团聚
体和微团聚体均可以最终被分散成有机2无机复合体. 存在
于有机2无机复合体中的有机质可以按比重分组技术和土壤
颗粒大小分组技术进行分离. 包括团聚体中的 POM、组成团
聚体的各级有机2无机复合体中的有机质的比重和土壤颗粒
大小分组技术已有报道[14 ,15 ,50 ] . Six 等[56 ]提出的概念性模
型和测试方法更真实地反映了一部分有机质在土壤中的转
化过程和土壤质量的恢复过程 ,而且更注重有机残体的固定
过程和对土壤结构的改善.
3 　展 　　望
纵观土壤有机质的研究历程 ,有三个方面的明显趋势 :
第一个方面是土壤有机质的作用和重要性不只是局限在对
土壤肥力影响方面 ,而是更进一步与环境、大气圈、生物圈的
可持续发展联系了起来 ,正是这种更广泛的联系促进了土壤
有机质研究重点的转移和新概念、新方法的出现. 在全球气
温升高等环境问题的压力下 ,人们不再对通过增加土壤有机
质而改善土壤肥力感到满意 ,而是希望土壤能够固定更多的
大气 CO2 ———土壤已被看成是一个能够大范围缓解大气
CO2 浓度上升的沉积库. 能够增加土壤有机 C 库储量的一些
农业措施如免耕、在轮作中插入豆科作物、施用有机肥和化
肥对有机质各组分的影响得到了广泛研究. 这一观念的转变
也将直接促进农业生态系统的改善和土壤质量的提高. 第二
个方面是在上述观念的驱动下 ,人们的注意力更多地集中在
微生物分解前或正在被微生物分解的有机残体上 , 如
L FOM、砂粒组中的有机质、POM 和 iPOM 均属于这一类土
壤有机质. 相反 ,对土壤微生物的作用产物 (腐殖质) 的研究
在 20 世纪 80 年代之后逐渐退出了土壤有机质研究领域. 随
着对土壤 C 循环过程和土壤有机质各组分重要性认识的加
深 ,土壤有机质的内涵变得更广泛. 第三个方面是对土壤有
机质的研究技术从以前的剧烈提取手段 (化学分组) 到轻微
提取手段 (物理分组) 再到几乎保持土壤结构提取手段
( POM 和 iPOM)转化. 分组技术改进后提取出的土壤有机质
的组份数量和绝对量也在增加. 在今后一段时间内上述三方
面的趋势还会得到进一步加强.
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作者简介 　武天云 ,男 ,1964 年生 ,副研究员 ,主要从事土壤
水分和土壤肥力管理研究 ,发表论文 30 多篇. E2mail : wu2
tianyun @yahoo. com. cn
227 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　15 卷