【温故知新•土壤篇】凋落物分解与土壤有机体（二）

凋落物含有不同的成分，包括可溶性成分、半纤维素、纤维素和木质素。例如，玉米地上部分残留物的化学组成是：29.3%的可溶性成分，26.8%的半纤维素，28.4%纤维素，5.6%的木质素及其余一些灰分（Broder & Wagner，1988）。欧洲赤松（Scots pine）的木质凋落物由可溶于乙醇的化合物（300 mg▪g-1）、半纤维素（383 mg▪g-1）、纤维素（111 mg▪g-1）、木质素（65 mg▪g-1）组成（Eriksson et al.,1990）。凋落物的每种不同成分都有各自不同的分解速率。因此，分析凋落物的组成很重要，因为凋落物并不是作为一个整体而分解的。另外，土壤微生物个体产生的降解酶是各不相同的，这样土壤微生物组合起来就可以使凋落物中的各种有机化合物都能被分解。

图1 美国大平原南部非和本草本C3植物多年生豚草和C4草本植物裂稃草的凋落物质量残留百分比

注：二者之间分解过程的差异是由凋落物质量的不同造成的；根据Su（2005）修改。

图2 凋落物分解作用的典型时间进程

注：显示质量残留随时间减少和腐烂速率随凋落物质量和温度而发生变化（经Springer-Verlag的允许重绘；Chapin et al.,2002）。

凋落物的分解通常是在实验室或在野外培养一段时间后，测定初始凋落物的质量残留量。在培养初期，残留的质量常常下降得很快，而随着培养过程继续，下降得就比较缓慢了（图1）。事实上，凋落物的分解包括三个过程，其分解的时间进程也是由这三个过程所导致的。这三个过程是：淋溶、破碎化以及化学改变。化学改变是将死有机质分解产生CO2和矿质元素，并将残留下来的复杂有机化合物整合到土壤有机质中（图2）。通过水分的淋溶将可溶性物质从正在分解的有机物转移到土壤基质中。这些可溶性物质包括自由氨基酸、有机酸及糖类。这些可溶性化合物易被土壤中的大多数微生物分解，特别是被细菌和“真菌”分解（如接合菌中的毛霉菌Mucor spp.和根霉菌Rhizopus spp.）。快速生长的革兰氏阴性菌在分解由根分泌的易分解和合成代谢。没有被微生物利用的水溶性化合物转入到土壤中，与矿物质发生反应，或者以溶液的形式从系统中流失。

（知识分享于《土壤呼吸与环境》（高等教育出版社-YiqiLuo等著））