土壤有机质-促进土壤健康和土壤养分供应

土壤有机质是土壤健康的重要组成部分。Teagasc Johnstown城堡的研究人员Sorcha Kelly, Fiona Brennan和David Wall正在研究土壤有机质在增强土壤功能和土壤养分供应中的作用。

什么是土壤有机质?

农业土壤由矿物质、有机质、水和空气组成。土壤有机质包括植物、动物和微生物在不同分解阶段的遗骸，以及土壤的活性成分。德赢玩法 后者由数十亿微生物、植物根系和更大的土壤生物如蚯蚓组成。在矿质土壤中，土壤有机质通常集中在土壤表面附近(0-15厘米深)。有机物的一些成分非常稳定，很难分解，可能有几千年的历史。其他有机物物质以更不稳定的形式存在，更容易分解。土壤微生物可以吸收这些不稳定的有机物质，植物也可以吸收它们。

为什么土壤有机质很重要?

土壤有机质是健康和高产农业土壤的基础，是一系列土壤功能和生态系统服务的核心。有机质含量低的土壤可能会降低功能，对破坏的恢复能力也可能会降低。土壤有机质对土壤的物理、化学和生物健康都具有重要意义。它有助于土壤结构，因为它是将土壤矿物质粘合在一起的胶水。土壤有机质是地球上最大的陆地碳储备，有助于调节我们的气候。增加土壤有机质增加土壤水分的储存和供应能力。它还有助于重要植物营养物质的储存和循环利用。有机质含量充足的土壤为微生物和其他生物提供了良好的栖息地，从而提高了土壤的生物多样性。

土壤有机质养分循环与供给

由于有机物主要来源于分解的植物物质，它含有植物生长所必需的所有营养物质，包括碳、氮、磷、钾和硫。土壤有机质的稳定元素作为复杂有机化合物的一部分将这些营养物质保留在土壤中。然而，这种形式的营养物质不能供植物使用。土壤有机质中的微生物释放酶，将这些营养物质转化为植物可利用的无机形式。这个过程被称为“矿化”。需要营养的植物可以通过向微生物提供能量来刺激矿化，通常是碳化合物。矿化作用对于植物获取氮尤其重要。关于矿化还有很多未知因素，包括哪些微生物和酶参与其中，矿化何时以何种形式发生，在什么样的管理条件下我们可以优化矿化。如果我们能量化这种营养资源，我们就能更精确地制定营养管理计划。这在经济上有好处，可以降低化肥投入成本，在环境上也有好处，可以减少对水和大气的养分损失。

养分管理措施对土壤有机质氮矿化的影响

管理对有机质的数量和质量都有影响。一些管理措施可以增加土壤有机质，例如，使用覆盖作物和作物轮作，草地物种多样化，保持良好的土壤结构和孔隙度，平衡土壤肥力，以及使用有机肥料或改良剂。其他管理措施可能随着时间的推移而降解和去除土壤有机质，例如密集耕作作业、有限的作物轮作、土壤压实和过度使用化肥。目前的研究正在调查常见的草地管理做法对土壤矿化氮能力的影响。通过石灰化和通过有机肥和无机化肥添加磷来控制土壤pH值已经进行了研究。本研究表明，有机质含量越高的土壤氮矿化率越高，生物活性越活跃的健康土壤能更好地帮助草地土壤满足养分需求。

石灰和土壤pH值

适宜草生长的土壤pH≥6.3。氮矿化也是如此，因为土壤pH值水平与氮矿化潜力密切相关。在集约化管理的农业系统中，施用石灰和保持土壤pH值对土壤生物活性和养分有效性尤为重要。

有机肥与化肥磷肥的应用

约翰斯顿城堡的研究表明，将磷的利用率提高到农艺上的最佳水平，可增加矿化氮的数量，并可用于草的吸收。提高土壤磷有效度有助于土壤微生物更好地清除土壤有机质池中的氮。这凸显了草地系统保持土壤肥力和营养平衡的重要性。有趣的是，这项研究还表明，有机肥中磷的输入比化肥中磷的添加导致了更高的氮矿化率。有机肥有助于建立和保持土壤有机质，而化肥会导致土壤有机质的开采。在有机肥料中添加碳对保持土壤健康和生物活性特别重要。

什么下一个

对土壤有机质矿化过程的深入了解将有助于细化特定土壤的肥料需求。更详细地研究矿化作用背后的生物过程将有助于建立这种认识。下一步将使用土壤分子和同位素技术来识别参与矿化的微生物。这些信息连同有关矿化发生时的最佳气候和管理条件的新知识，可用于最大限度地恢复植物养分，从而减少对环境的养分损失。