土壤中的有机质是指以各种形式存在于土壤中的所有含碳有机质。它包括土壤中的各种动植物残体、微生物和分解合成的各种有机物质。有机物中含有大量植物生长所需的营养元素，如常量元素氮、磷、钾及中、微量元素钙、镁、硫、铁等重要元素。
有机物通过矿化过程释放出大量的营养物质，为植物生长提供养分。腐殖化过程合成腐殖质，保存养分，腐殖质通过矿化过程再次释放养分，从而保证植物生长全过程的养分需求。
其中，有机质矿化分解产生的CO2是植物碳营养的重要来源。据估计，有机物分解、微生物和根系呼吸产生的二氧化碳每年可达135亿吨，大致相当于陆地植物的需求量。由此可见，土壤有机质矿化过程产生的CO2不仅是大气中CO2的重要来源，也是植物光合作用和作用的重要碳源。
植物通过光合作用固定空气中的二氧化碳。据研究，平均一公顷稻田每年可通过光合作用固定12吨碳。大气中的二氧化碳被植物的光合作用固定后，可能在土壤中直接分解，或被动物吃掉成为能量，然后再次变成二氧化碳排放到大气中。土壤中有各种各样的小动物和微生物可以分解二氧化碳，一部分二氧化碳会变成碳酸盐。此外，未被分解的二氧化碳也会在土壤中变成腐殖质，在土壤中累积。
植物每年从大气中吸收110 Pg的碳，但通过呼吸释放50 Pg。因此，固定量为60皮克。然而，植物残留物，如落叶或残根返回土壤层的数量也是60皮克。从整个地球的角度来看，植物产生和排放的碳量是平衡的，这种平衡状态被称为“碳中和”。
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