土壤腐殖质的研究

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1、土壤腐殖质的研究摘要：土壤有机质一直是土壤学研究领域的重点，作为有机质主体的土壤腐殖质的研究更是成为土壤学、环境化学和地球化学等领域的热点方向之一。文屮通过对土壤腐殖质的组成和结构，土壤腐殖质的性状以及土壤腐殖质分析技术三方面的研究简单阐述了土壤腐殖质的基木情况和对土壤的影响以及对在研究中有待进•步用分析化学解决的几个问题也进行了探讨。关键词：土壤腐殖质土壤肥力核磁共振红外光谱1引言土壤腐殖质是一类高分子有机物，是土壤有机质的主体，是动、植物残体通过微生物分解、合成的产物，是土壤肥力的重要标志。由于它具有胶体特性，能吸附较

2、多的阳离子，因而使土壤具有保肥力和缓冲性，它还能使土壤疏松和形成结构，从而改善土壤的物理性。它也是土壤微生物必不可少的碳源和能源。腐殖质最显著特征之一就是能与金属离子、氧化物、氢氧化物、矿物质和包括毒性污染物在内的有机物发生相互作用，形成具有千差万别的化学和生物学稳定性的溶于水和不溶于水的缔合物。这些作用对于土壤养分的保蓄，土壤良好结构的形成以及土壤有害物质的毒性消除具有重大的意义［1］。现今，随着化肥和农药的使用越来越普遍以及化学工业发展造成的环境污染的加剧，实施可持续的有机农业便成为世界农业发展的必然趋向。因此，进行土

3、壤有机质的研究对于农业发展就是得相当重要了。而土壤腐殖质的形成、结构及性质的明确了解是阐明土壤保肥、供肥机制的前提，也是认识土壤与作用间养分循环的基础，同时也为农业生产上有机培肥措施的制定及有机肥料的研制提供理论依据。近年来，现代仪器分析技术的发展为土壤腐殖质的研究提供了先进的手段，使其研究有了许多新的突破。本文将讨论土壤腐殖质的组成和土壤腐殖质的分析化学研究情况。2土壤腐殖质的组成从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［2］。土壤腐殖质是

4、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、人分子有机化合物［3］。动植物残体及根系分泌物在微生物作用下&成土壤有机质的过程被称作腐殖化过程。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［4］。前者包括：仃））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

5、里酸，（2）胡敏酸，（3）胡敏素。腐殖质类物质山腐殖质总量的85%〜95%o同时，土壤腐殖质也可根据其在酸碱溶液中的溶解度分胡敏酸、富里酸和胡敏素二部分，而主要成分是胡敏酸和富里酸，二者的比例，常常作为进一步说明土壤肥力的指标。从对多种不同腐殖质的元素及官能团组成进行的常规分析结果看[5],土壤腐殖质主要含c、h、n、o、s五种元素，不同地区腐殖质的元素组成有显著差别。有分析表明,腐殖酸的官能团组成主要有竣基、醇拜基、酚耗基、醞型拨基和酮型拨基。各种官能团的含量在不同的土壤中差界也较人。就胡敏酸和富里酸的比较来看，富里酸含

6、轻基、醇羟基、酚轻基和酮拨基的量较胡敏酸多，而胡敏酸含酿拨基的量要比富里酸高。2土壤腐殖质的特性3.1腐殖质的化学结构土壤腐殖质主要由碳、氢、氧、氮、磷、硫、钙等元素构成，其中碳约占50%,氮占3〜6%,氢占3~6%,氧占30~40%,灰粉占0。6%。构成腐殖质的结构体主耍由芳香核（多元酚）连接杂环态氮（口引味化合物）和糖类残体三个部分组成。edwards和bremmer（1976）指出，土壤腐殖质可看作是带负电荷的有机胶体，在其结构上主要有按基（一cooh）,轻基（一oh）,酚基，甲氧基（一och3）等功能团。这些功能团

7、带负电荷，遇土壤中的ca2+、吨2+等易形成有机无机复合胶体，胶结土壤矿物颗粒，形成土壤稳定性团粒结构，对土壤具有保肥和释肥能力。3.2腐殖质的组成特性很多研究表明，胡敏酸的结构已确定主要由芳香碳架和侧链c组成、芳香部分有疏水性，侧链部分有亲水性基团，这些结构决定了腐殖质的重耍性质。由于胡敏酸是土壤水稳性团聚体形成的有机胶结剂，胡敏酸的芳构化程度，分了大小及功能团的多上都会影响它对团聚体形成的贡献大小。胡敏酸产色基团的多少决定着其芳构化程度和贩子大小，所以测定胡敏酸在可见波长区(400^800nm)的消光系数可作为评价其芳

8、构化程度的和对指标［6］o3.3腐殖质的存在状态土壤中的腐殖质多是与矿质部分结合形成的有机无机复合胶体。但由于结合的方式和松紧程度不一，土壤的肥力特性也有差异。早在三十年代，K.b.tUpKh认为土壤腐殖质可分为五种状态：(1)游离态；(2)强盐基腐殖酸盐态；(3)腐殖酸盐与铁铝凝胶态；(4)与粘粒牢固