土壤有机质是指存在于土壤中的所含碳的有机物质。它包括各种动植物的残体、微生物体及其会分解和合成的各种有机质。土壤有机质是土壤固相部分的重要组成成分，尽管土壤有机质的含量只占土壤总量的很小一部分，但它对土壤形成、土壤肥力、环境保护及农林业可持续发展等方面都有着极其重要的作用。
土壤有机质的含量在不同土壤中差异很大，含量高的可达20%或30%以上(如泥炭土，东北黑土地等)，含量低的不足1%或0.5%(如荒漠土和风沙土等)。在土壤学中，一般把耕作层中含有机质20%以上的土壤称为有机质土壤，含有机质在20%以下的土壤称为矿质土壤。一般情况下，耕作层土壤有机质含量通常在5%以上。
进入土壤中的有机质一般以三种类型状态存在。
(1)新鲜的有机物:指那些进入土壤中尚未被微生物分解的动、植物残体。它们仍保留着原有的形态等特征。
(2)分解的有机物:经微生物的分解，已使进入土壤中的动、植物残体失去了原有的形态等特征。有机质已部分分解，并且相互缠结，呈褐色。包括有机质分解产物和新合成的简单有机化合物。
(3)腐殖质:指有机质经过微生物分解后并再合成的一种褐色或暗褐色的大分子胶体物质。与土壤矿物质土粒紧密结合，是土壤有机质存在的主要形态类型，占土壤有机质总量的85-90%。
土壤有机质的微生物的转化过程是土壤有机质转化的最重要的，最积极的进程。1.微生物对含氮的有机物转化
土壤中含氮有机物可分为两种类型:一是蛋白质类型，如各种类型的蛋白质;二是非蛋白质型，如几丁质、尿素和叶绿素等。土壤中含氮的有机物在土壤微生物作用下，最终分解为无机态氮。
①水解过程
蛋白质在微生物所分泌的蛋白质水解酶的作用下，分解成为简单的氨基酸类含氮化合物。
②氨化过程
蛋白质水解生成的氨基酸在多种微生物及其分泌酶的作用下，产生氨的过程。
③硝化过程
在通气良好的情况下，氨化作用产生的氨在土壤微生物的作用下，可经过亚硝酸的中间阶段，进一步氧化成硝酸，这个由氨经微生物作用氧化成硝酸的作用叫做硝化作用。将硝酸盐转化成亚硝酸盐的作用称为亚硝化作用。
④反硝化过程
硝态氮在土壤通气不良情况下，还原成气态氮(N2O和N2)，这种生化反应称为反硝化作用。
2.微生物对含磷有机物的转化
土壤中有机态的磷经微生物作用，分解为无机态可溶性物质后，才能被植物吸收利用。土壤中表层有20%-50%是以有机磷状态存在，主要有核蛋白、核酸、磷脂、核素等、这些物质在多种腐生性微生物作用下，分解的最终产物为正磷酸及其盐类，可供植物吸收利用。
3.微生物对含硫有机物的转化
土壤中含硫的有机化合物如含硫蛋白质、胱氨酸等，经微生物的腐解作用产生硫化氢。硫化氢在通气良好的条件下，在硫细菌的作用下氧化成硫酸，并和土壤中的盐基离子生成硫酸盐，不仅消除硫化氢的毒害作用，而且能成为植物易吸收的硫素养分。
据估计，进入土壤的有机残体经过一年降解后，2/3以上的有机质的二氧化碳的形式释放而损失，残留在土壤中的有机质不到1/3，其中土壤微生物量占3%-8%，多糖、多糖醛酸苷、有机酸等非腐殖质物质占3%-8%，腐殖质占10%-30%。植物根系在土壤中的年残留量比其他地上部分稍高一些。
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