1、 本科 毕业 设计 (论文 ) （二零 届） 土壤胡敏酸和富里酸提取方法研究 所在学院 专业班级 环境工程 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 摘要 本次 20 个实验样品取自嘉兴市中环路表层 (1 20cm)土壤。根据土壤有机质在酸碱溶液中溶解性的差别，对土壤样 品中胡敏酸进行提取；采用 NaOH 溶液提取土壤中的胡敏酸。得出：提取时间和不同提取条件对实验结果产生影响；有机质含量与 pH 值之间几乎不存在一定线性关系，但当 pH 值为 1.0 1.3 时，浸提液颜色深的样品得到的胡敏酸的量多。土壤有机质含量和提取出的胡敏酸量成正比。通过观察胡敏酸和矿物质的结构，分析其结构的不同
2、之处。此次研究初步了解土壤胡敏酸的提取方法，这对进一步了解土壤有机质有非常重要的意义。 关键词： 土壤；有机质；胡敏酸；结构表征 ABSTRACT The twenty surface soil samples were collected in the zhonghuan road of Jiaxing city. According to the difference that the soil organic matter solubility in acid solution, humic acid were extracted from soil samples. used NaOH
3、 method to extracted soil humic acid. From the experiments, we conclude that: Extraction time and extraction conditions on the experimental result of different impact. There is almost not a relationship between organic matter and pH.the soil humic acid was extracted wih the pH value was 1.0-1.3, dee
4、p color of the sample received more than the amount of humic acid. Extracted humic acids and soil organic matter content are proportional. Through the observation of structure of Humic acids and minerals and analysis of its structure differences. The preliminary study about the extraction of soil hu
5、mic acid, which further understanding of soil organic matter are very important. Keywords:Soil;organic matter;Humic acid;Characterization 目录 1 绪 论 . 2 1.1 土壤污染现状 . 2 1.2 土壤的组成 . 2 1.3 土壤有机质 . 2 1.3.1 土壤有机质与土壤理化性质的关系 . 3 1.3.2 土壤中有机质的分类 . 3 1.3.3 土壤有机质对 PAHs 分布的影响 . 4 2 腐殖质的研究概况 . 5 2.1 腐殖物质的组成和结构特征
6、. 6 2.1.1 腐殖物质的元素及含氧官能团组成 . 6 2.1.2 腐殖物质的化学结构和空间结构特征 . 8 2.2 腐殖物质结构特征与其环境意义 . 9 2.2.1 腐殖物质对重金属的影晌 . 9 2.2.2 腐殖物质对有机污染物吸附行为的影响 . 10 2.2.3 腐殖物质对有机污染物解吸行为的影响 . 11 2.2.4 腐殖物质化学组成和结构对有机污染物吸附 /解吸行为的影响 . 12 2.2.5 腐殖酸对农作物生长的影响 . 12 3 实验方法 . 13 3.1 采样区概况 . 13 3.2 供试土壤样品采集 . 13 3.3 土壤样品采集与基本理化性质分析 . 14 3.4 土壤
7、 pH 值 . 14 3.5 土壤有机质 (SOM) . 15 3.6 胡敏素的提取 . 15 3.7 胡敏酸和富里酸的提取 . 16 3.7.1 实验试剂及仪器 . 16 3.7.2 土壤有机质 (胡敏酸 )提取样品的预处理 . 17 3.7.3 胡敏酸提取原理及实验步骤 . 17 3.8 注意点 . 18 4 实验结果与分析 . 19 4.1 各土样实验结果 . 19 4.2 pH、有机质含量与胡敏酸量的关系 . 20 4.3 胡敏酸与矿物质的结构表征 . 20 4.4 胡敏酸及矿物质结构差异及其产生的原因 . 24 4.5 相关问题分析 . 25 4.6 土壤有机质来源分析 . 25 5
8、 结论 . 27 参考文献 . 27 致谢 .错误 !未定义书签。 2 2 1 绪论 1.1 土壤污染现状 土壤是人类赖以生存的物质基础，是地球吸收和转化太阳能的最重要的过程媒介与物质载体，在其中发生着最重要的生命过程 呼吸与光合作用。土壤圈是生物圈的重要组成部分，同时也是人类以及人类社会生存发展的基本生态环境条件 1。然而，随着工业化进程的加速和人类对化学品依赖程度的提高，同时化肥及农药的大量施用、污水灌溉、大气沉降、有毒有害危险废物的事故性泄露等多种途径进人土壤系统，有机物对环境的污染也越来越严重。目前，土壤污染呈全球化的趋势，污染程度不断加剧，据UNEP(联合国环境署 )1990 年的报
9、告 (IRRTC)，每年约有 34 亿吨有机物进入环境，其中大部分进入了土壤环境。更为严重的是将进一步导致地表水、地下水次生污染以及通过土壤 作物 人这条食物链对人类健康造成不可估量的影响。防治和修复土壤有机污染，保护土壤环境安全，以实现土壤资源的可持续利用已成为全社会关注的焦点 2。 1.2 土壤的组成 土壤是环境中特有的组成部分，土壤是由固相 (包括矿物质、有机质和活的生物有机体 )、液相 (土壤水分或溶液 )、气相 (土壤空气 )多相物质、多层次组成的疏松多孔的复杂体系。按 容积计，在较理想的土壤中矿物质约占 38 45，有机质约占 5 12，土壤孔隙约占 50。土壤水分和空气共同存在于
10、土壤孔隙内，它们的容积比，则是经常变动而相互消长的。按重量计，矿物质可占固相部分的 90 95以上，有机质约占l 10左右。从土壤物质组成的总体来看，大多是以矿物质为主的物质体系。 土壤各相物质成分间，并不是相互孤立和静止不变的，而是彼此紧密联系、相互作用，并具有一定结构的有机整体。土壤因物质组成和结构不同，而具有不同的物理特征(土体厚度、土体的垂直变异结构、质地、孔隙度和大中小空隙的 比例、紧实度、土壤密度等 )、化学特性、物理化学和生物学特性，具有不同的肥力水平。 1.3 土壤有机质 土壤有机质是土壤有机质 (Soil Organic Matter， SOM)由一系列存在于土壤中、组成和结
11、构不均一，主要成分为 C和 N的有机化合物组成。土壤有机质的成分中既有化学结构单一、存在时间只有几分钟的单糖或多糖，也有结构复杂、存在时间可达几百到几千年的腐殖质类物质 (Humic Substance)。土壤有机质与养分供给、土壤物理性质的改善及防止土壤侵蚀有重要关系。土壤有机质是农业生态系统中作物速效养分的来 源，作物吸收的大部分 N、 P、 S和一些微量元素来源，作物吸收的大部分 N、 P、 S和一些微量元素来源于土壤有机质的矿化，有机质也对团聚体的构成有作用，从而可改善土壤的耕性、透气性和透水性。土壤有机质的吸水能力可达自身重量的几十倍，因此，它对保持土壤水分有积极作用。土壤有机质在土
12、壤质量的构成因索中占首要位置，而且一般认为土壤有机质含量与土壤质量存在正相关关系。土壤有机质含量极易受环境条件和农业措施的影响气候和地貌在较大范围内影响着土壤有机质宙量，可以说起主导作用。土壤耕作和轮作也会引起土壤有机质含量变化，如自然土壤 开垦后，土壤有机质含量会迅速减少，且种植历史越久，土壤中有机质的变化越大。施肥虽然会减缓这一过程的速率但无法阻止土壤有机质减少的进程。土壤有机质含量的减少将直接导致土壤质量降低。表现为土壤供给作物养分的能力、土壤的耕性、通气性和透水性迅速降低，从而影响了农业生态系统的生产力而后者正是目益增长的人口的食物和纤维的重要保障。故土壤有机质3 3 含量降低将危及农
13、业生态系统的可持续发展并将最终影响到食物安全和社会的可持续发展。另外，土壤中以有机质形式存在的 C是大气中的 3倍，土壤有机质的分解将在极大程度上影响大气 CO2浓 度，与全球气温上升有直接关系。因此，土壤中的有机质动态不但影响到农业生态系统的可持续发展，也影响到了大气圈、生物圈的可持续发展 3。 1.3.1 土壤有机质与土壤理化性质的关系 土壤的物理特性主要指土壤温度、水分含量及土壤质地和结构等。较高的土温有利于土壤微生物活动，促进土壤营养分解和植物生长，动物利用土温避开不利环境、进行冬眠等。土壤水分直接影响各种盐类溶解、物质转化、有机物分解。土壤水分不足不能满足植物代谢需要，会产生旱灾，同
14、时好气性微生物氧化作用加强，有机质消耗加剧。土壤中空气含量和成分也影响土壤生 物的生长状况，土壤结构决定其通气度，其中 CO2含量与土壤有机物含量直接相关。土壤的质地、结构和土壤的水分空气和温度状况密切相关。 土壤酸碱度是土壤最重要的化学性质，因为它是土壤各种化学性质的综合反映，对土壤肥力、土壤微生物的活动、土壤有机质的合成和分解、各种营养元素的转化和释放、微量元素的有效性以及动物在土壤中的分布都有着重要的影响。 土壤有机质能改善土壤的物理结构和化学性质。土壤有机质的含量越多，土壤动物的种类和数量也越多，因此在富含腐殖质的草原黑钙土中，土壤动物的种类和数量极为丰富；而在有机质含量很少， 并呈碱
15、性的荒漠地区，土壤动物非常贫乏。 有机质能形成土壤团粒结构。有机质中的腐殖质，是一种很好的胶结剂，它能使土壤形成团粒结构，改善土壤物理性能，合理调节土壤水分、养分、空气和温度情况，进而能提高土壤肥力。 有机质能提高土壤保水、保肥和缓冲能力。因为腐殖质属于有机胶体，它是作物养分的 “储藏库 ”，能吸收大量水分和养分，既可减少肥分流失，又能把储藏在土壤溶液中的一些养分源源地供应结作物。由此可见，提高土壤有机质，既能使作物高产稳产，又能提高土壤肥力。 1.3.2 土壤中有机质的分类 土壤中的有机质主要可分为两类 ：非特异性土壤有机质和土壤腐殖质。 非特异性土壤有机质来源于动、植物 (包括微生物 )的
16、残体，主要是绿色高等植物的根、茎、叶等有机残体及其分解产物和代谢产物。对于耕种土壤来说，除继承自然土壤原有的有机质外，施用的各种有机肥是土壤有机质的重要来源。 土壤腐殖质是已死的生物体在土壤中经微生物分解而形成的有机物质。黑褐色，含有植物生长发育所需要的一些元素，能改善土壤，增加肥力，是土壤特异性有机质，土壤中有机质的主要部分，约占有机质总量的 50 65，是一种黑色的无定形的有机胶体。土壤的腐殖质化过程是指土壤有机质通过 微生物作用形成复杂、较稳定的大分子有机化合物的过程。基本上分为两个阶段，第一阶段产生构成腐殖质主要成分的原始材料，即由各种形态和状态的有机物质组成的混合物，在微生物作用下分
17、解为各种简单的化合物；第二阶段为合成阶段，即由微生物为主导的生化过程。将原始材料合成腐殖质的单体分子，进而再通过聚合作用形成不同分子量的复杂环状化合物。影响腐殖质形成的因素有土壤湿度和通气状况、温度、土壤反应及土壤有机质碳氮比值。腐殖质化过程使土体进行腐殖质累积，结果使土体发生分化，往往在土体上部形成一个暗色的腐殖质层。腐殖质是具有酸性、 含氮量很高的胶体状的高分子有机化合物。腐殖质在土壤中，在一4 4 定条件下缓慢地分解，释放出以氮和硫为主的养分来供给植物吸收，同时放出二氧化碳加强植物的光合作用。腐殖质组分的命名都是以溶解度特征为基础的，它的主要成分为胡敏酸、富里酸和胡敏素，有时也从胡敏酸中
18、再分出吉马多美郎酸。腐殖质通常带有电荷，并具有较强的吸收、缓冲性能。腐殖质对土壤的理化性质和生物学性质有重要影响。其胶体中多种能解离的官能团，可与重金属离子等形成络合物或鳌合物，增加其水溶性，使之随水迁移或吸附、固定，减轻其危害。因此，提高土壤腐殖质含量是减轻污 染危害及增强土壤自净能力的重要措施。腐殖质不是单一的有机质，而是在组成、结构和性质上具有共同特征，又有差异的一系列高分子的有机化合物，主要组成元素为碳、氢、氧、氮、硫、磷等。其中以胡敏酸与富里酸为主。 1.3.3 土壤有机质对 PAHs 分布的影响 我国土壤中 PAHs分布深度为 0 100cm的范围内，其含量峰值一般在土壤表层 (0
19、20cm)或亚表层 (20 40cm)。一般的土壤中 PAHs含量随深度的增加而降低，在深 40cm以下的土壤中 PAHs的含量及组成特征差异不大。通常 PAHs人为源主要是来自工业生产和加工 (如焦炭、碳黑和煤焦油的生产、原油及其衍生物的精炼和分馏等 )，以及有机物的不完全燃烧等过程。工业企业分布较多的地区，交通发达的地区， PAHs的污染影响比较大。 加油站对土壤的污染主要体现在 PAHs的污染影响。 PAHs在土壤中的滞留通常认为是由于其分配进入土壤颗粒有机质中或土壤微孔隙分子中，因此，土壤有机质影响了 PAHs的归宿：有机质含量高的土壤对 PAHs的吸附量和吸附强度均较高，有机质吸附限
20、制了土壤中 PAHs的降解。曹红英等研究天津地区菲的空间分异多介质归趋模型结果也证实， PAHs在土壤中的分布主要受控于土壤 有机质对降解的影响。而且，有机质的质量和 PAHs吸附的点位对 PAHs的光降解起决定性作用，吸附在土壤颗粒或有机质表面的可以被光解，而吸附在深层的不能发生光解。 PAHs和它们的代谢产物与有机质结合基于非共价键 (疏水吸附、电荷转移，氢键 )和共价键 (酯、醚、碳 -碳键等 )。在这一结合过程中，腐殖物质与 PAHs的结合比其与无机成分结合得更紧密，因此腐殖质类有机物可能起到关键的作用。高分子量的 PAHs随土壤有机质分解程度即腐殖化程度的加深而富集，而低分子量的 P
21、AHs则是减少，这主要是因为有机质分解过程中形成含有各种芳烃 结构的腐殖物质，其与不同性质的 PAHs有不同的亲和性。高分子量、低溶解性的的 PAHs与胡敏素 (Hu，不溶性腐殖物质 )结合力比与腐殖酸 (HAs，溶解性腐殖物质，包括胡敏酸 (HA)和富里酸 (FA)结合力强，而低分子量、高溶解性的PAHs则相反。如溶解度很低的苯并芘 B(a)P与 FA亲和力很弱 (相对于菲和萘而言 )，而与整个土壤表现出中等的结合力，在 FA的极性部分几乎没有检测到 B(a)P，几乎所有的结合态 B(a)P都在 Hu组分中；而溶解度较高的萘与 FA亲和力强，分配在 FA组分中的也较多。Nam和 Kim把菲投
22、入土壤中 老化 100天后，将土壤腐殖质分成 HA， FA和 Hu，然后用有机溶剂提取测定各组分中菲的含量，结果表明 12%的菲结合在 HA或 FA上，而 90% 93%结合在 Hu-矿物复合体上。与 Hu组分结合的 PAHs很大一部分很难去除，且用一般的有机溶剂很难将其提取出来，被称为结合残留态。外源有机质进入土壤，可能增加对 PAHs的吸附。实验研究表明，有煤焦油存在于土壤中时，作为一种异质有机质 (XOM)，由于其无定形性和与萘极端的亲和性，导致萘主要分配在 XOM上。腐殖物质是土壤有机质的活性部分，对土壤中污染物的吸附、分配等作用有重 要的影响。腐殖物质加入土壤，增加了土壤有机质的含量
23、，从而增加了 PAHs的吸附，降低了其移动性和降解性，也可能降低其回收率。土壤中加入 HA(从土壤中按国际腐殖酸协会 (IHSS)的方法提取 )，老化一段时间后，加入 PAHs，随 PAHs疏水性增强和 HA用量的增加， PAHs回收率降低，并且降低了 PAHs的移动性，主要是因为外源有机质增加了土壤表面积，从而增加了对 PAHs5 5 的吸附。但 Laor等通过室内模拟实验研究表明，溶解性 .HA.能使矿物 -HA复合体上的菲释放出来，增加菲的移动性；也有研究者在沙粒中进行研究， HA增加了 菲和芘的移动性，增强了下渗。存在分歧的原因可能是实验操作的差异，如前者是将 HA与土壤或矿物充分吸附
24、反应后，加入 PAHs进行实验；而后者是在矿物 -PAHs结合后，加入 HA进行实验， HA与吸附到矿物上的 PAHs结合而进入到土壤溶液中。 一般地，土壤有机质含量越高，土壤中的 PAHs的含量也越高。因为 PAHs易于结合在有机质的疏水区域，土壤有机质是公认的 PAHs的最重要的吸附剂；富含有机质的土壤 PAHs降解较慢。随土壤颗粒粒径的减小， PAHs含量升高。团聚体表面的 PAHs含量高于其内部。土壤处于还原状态有助于 PAHs的累积。 影响土壤吸附 PAHs的因素主要是 pH和离子强度。 pH影响土壤有机质的的结构。在低 pH条件下，腐殖质中激发态半奎宁的松弛时间变长，腐殖质呈分子状
25、态，可以保护重要的疏水性位点，有利于 PAHs的吸附。高 pH时，由于腐殖质分子构型的改变，疏水性位点消失。此外， pH也可影响 PAHs的溶解性。介质中离子强度增大时， PAHs在土壤有机质或水溶性有机物 (DOM)上的吸持量增加。 Kgel-knabner等的研究结果表明，离子强度对 PAHs的解吸影响较大，随着离子强度的增大， PAHs的解吸降低，即 PAHs的吸持增加。这是由于盐析作用造成的。离子类型 (一价和二价 )的影响可以忽略。 2 腐殖质的研究概况 早在十八世纪末，人们就开始了对土壤腐殖物质的研究， Achard 是试图从土壤中分离腐殖物质的第一人，他用碱提取泥炭，在酸化时得到
26、一种暗色的无定形沉淀，后来被称为腐殖酸，瑞典研究者 Berzelius 又扩展了对腐殖物质化学性质的研究，在十九世纪末已牢固树立起腐殖物质是复杂的有机物质混合物的观点，这种物质的本性为胶体状态，具有弱酸性。在二十世纪早期，人们对腐殖物质的分类又重新作了尝试，并测定了它们的化 学性质和结构，并且对腐殖物质的起源也进行了研究，其中有两种学说占优势，一种认为它们是由植物残体的木质化组织演化而来，另一种则认为其来源是纤维素或简单糖类 4。现在我们知道，腐殖质不是单一的有机质，而是在组成、结构和性质上具有共同特征，又有差异的一系列高分子的有机化合物，主要组成元素为碳、氢、氧、氮、硫、磷等。腐殖物质或土壤
27、有机质是包括广谱的有机组分，其中许多是在生物组织中有其对应物。土壤腐殖物质是除未分解植物和动物组织及其 “部分分解 ”产物，以及土壤生物体以外，土壤中的全部有机化合物。传统的分组方法是将土壤 腐殖物质划分为胡敏酸(humic acids， HA)、富里酸 (fulvic acids FA)和胡敏素 (humin)三个组分。土壤腐殖物质中6 6 含有多种疏水基、亲水基和游离基等官能团，是土壤中对污染物的吸附 解吸过程中起主要作用的组分，另外土壤腐殖物质也是植物所需营养元素 (如 N 和 P)的主要来源，是土壤肥力的重要组成部分，并可使土壤具有通气性，渗透性和缓冲性，同时土壤腐殖物质也是全球碳平衡
28、过程中非常重要的碳库 5,6。因此，土壤腐殖物质的研究已成为土壤学，环境化学和地球化学等领域的热点方向之一 7。 腐殖物 质的物理特性： 颜色：不同的腐殖物质的颜色因其组分相对分子质量大小或发色基团 (如共轭双键、芳香环、酚基等 )组成比例的不同而不同，其颜色与相对分子质量大小或分子芳构化程度呈正相关，与脂族链烃含量呈负相关。 从整体上看：腐殖物质的颜色一般呈黑色，但水体中腐殖物质的脂族链烃含量较高，其颜色比土壤浅；胡敏酸的颜色较富里酸深，通常呈棕黑色至黑色；富里酸的颜色通常呈黄色至棕红色。 吸水性：腐殖物质是亲水性物质，有强大的吸水能力。 相对密度：土壤胡敏酸的相对密度在 1.41.6之间；
29、黏粒 -腐殖物质复合体的相对密度大于 2.01。 2.1 腐殖物质的组成和结构特征 2.1.1 腐殖物质的元素及含氧官能团组成 元素及官能团的组成是判别腐殖物质结构和性质最简单、最重要的方法之一。土壤腐殖物质主要含有 C、 H、 N、 O、 S五种元素，不同地区腐殖物质的元素组成有明显的差异。富里酸中的 O含量与 O/C原子比明显的高于同一来源的胡敏酸， C、 H、 N的含量及 C/H原子比都较低；且富里酸羧基、醇羟基、酚羟基和酮型羟基的含量高于胡敏酸，而胡敏酸中醌型羟基的含量较高。由此说明富里酸的缩合程度较低，氧化程度较高，极性较强，还原性较弱，其分子结构比胡敏酸 要简单。 胡敏素与胡敏酸在
30、元素组成上十分相似，胡敏素中羧基和羰基含量较高，而甲氧基的含量很低。不管是土壤胡敏素，还是河流沉积物胡敏素，也不管是粗胡敏素，还是MIBK法提取的结合态胡敏素，都有着与同一来源胡敏酸相似的功能基组成 8。胡敏素和胡敏酸的总酸度、羧基和酚羟基的含量均明显低于同一来源的富里酸，其含量仅为富里酸的一半左右。 通过对 Bainsville地的有机质含量较高的土壤研究发现无灰胡敏素与未处理的胡敏素相比，损失了一些单糖，且改变了单糖的组成，但去灰处理并不改变胡敏素的主要结构组成，它可通过提高碳 含量和降低含铁量使胡敏素的 NMR谱具有高的分辨率和较好的信 -噪比，同时高度脱灰胡敏素的元素组成更接近于胡敏酸
31、。但胡敏素通常都含有较高的灰分， HF(胡敏素 )的灰分含量在 10以上，高的可达到 50以上，无机离子常常与胡敏素伴生。对埋藏火山灰土和泥炭土两种土壤的研究发现， HF中主要的金属元素是铝，还有少量的钙和镁等，而 DMSO-胡敏素中主要为铁，还有少量的钛和铝。对于这些灰分的去除一个较为有效的纯化方法是使用一种螯合树脂，它可与这些金属元素形成螯合物以除去它们 9。海洋沉积物中的胡敏素与陆生胡敏素相比，其具有 较高的脂肪特性，且含有较多的 N素，这可能与水生微生物具有较高的蛋白质含量有关 8。 胡敏酸 (Humic Acids)，是腐殖质 (Humic Substances)中含有的一种重要成分
32、，广泛存在于土壤和水体中，是具有高度分散性和非均质的组成不定的复杂聚电解质，它含有丰富的官能团和复杂结构，具有较强配合能力、还原能力，并能在一定条件下形成胶体，研究表明，地质系统中即使腐殖质含量仅 0.1ppm数量级 10。腐植酸的化学性质包括：弱酸性和离子交换作用 (由于腐植酸分子结构中酸性基团上存在活泼氢，因而使腐植酸具7 7 有弱 酸性。腐植酸在酸性基团上的氢可以被 Na+、 K+、 NH4+等一价金属离子置换而生成可溶性的腐植酸，也可与 Ca2+、 Mg2+、 Cu2+、 Zn2+等二价金属离子交换，还可与放射性物质等吸附，絮凝，用于 “三废 ”处理。腐植酸阳离子交换量 CEC： 51
33、2mol/Kg、黄腐酸阳离子交换量 CECV： 500600mg/g)络合与螯合作用 (腐植酸络合螯合能力，黄腐酸棕腐酸黑腐酸；每克黄腐酸可结合氧化铁 750890mg，每克黑腐植酸可结合氧化铁119152mg。由于腐植酸具有络合及螯合能力，因此，对改良土壤，活化土壤中 的微量元素以及矿石的精选、稀有金属治练、重金属和放射性元素的废水处理、工业循环冷却水和离子交换软水处理等，都具有重要意义。 )；氧化还原反应 (腐植酸在不同条件下，具有氯化和还原两种性能，它的标准电位 E0为 j+0.70V。腐植酸处在可逆的氧化 还原体系范围，当 E0 0.7V时，腐植酸起了电子给予体的作用，表现为还原性质，
34、当 E0 0.7V时，腐植酸起了电子体的作用，表现为氧化性质 )；各种化学反应 (腐植酸可与多种无机试剂反应，生成各种衍生物，这对腐植酸的改性处理和综合利用，有很大的指导意义。可以水解、磺化、氯化、 氧化降解、还原降解、综合反应。 )腐植酸对氮肥、磷肥、钾肥、微肥均有不同程度的增效作用。胡敏酸是一类能溶于碱溶液而被酸溶液所沉淀的腐殖质物质，其分子量比富里酸大，分子组成中各元素的百分含量分别约为： C(50%60%)， H(2.8% 6.6%)， O(31% 40%)， N(2.6% 6.0%)。胡敏酸比富里酸的酸度小，呈微酸性，吸收容量较高，它的一价盐类溶于水，二价和三价盐类不溶于水，这对土壤
35、养分的保持及土壤结构的形成都具有意义。 图 2-1 胡敏酸分子的基本结构单元 富里酸是一类既溶于碱溶液又溶于酸溶液的腐 殖质物质，其分子量比胡敏酸小，分子组成中各元素的百分含量分别约为： C(40% 52%)， H(4.0% 6.0%)， O(40% 48%)，N(2.0% 6.0%)。富里酸呈强酸性，移动性大，吸收性比胡敏酸低，它的一价、二价、三价盐类均溶于水，因此富里酸对促进矿物的分解和养分的释放具有重要作用。颜色较浅，多呈黄色。主要由碳、氢、氧和氮等元素构成，碳氢比值较低。分子结构方面芳香核的聚合度较小，官能团中酚羟基和甲氧基的数目比较多。溶解能力强，移动性大，对某些土壤的淋溶和淀积起很
36、大的作用。吉马多美朗酸 (或棕腐酸 )，溶 于碱和酒精，而不溶于酸。胡敏素，是与矿物紧密结合的腐殖质部分，不溶于碱、酸和酒精溶剂。 腐殖物质组分的相互转化 HA、 FA一旦形成，就相互转化或单向转化。 FA与 HA有着发生学的联系，但联系的实质和转化的 “机理 ”并不清楚。黑钙土添加草木樨后随培养时间的延长， HS的 HA/FA比在 160d之前一直下降，说明在 160d以前 FA的形成或相对积累速度大于 HA。在棕壤添加玉米秸秆培养的第 1周， FA的形成速度大于 HA；第 2周后， HA的形成速度大于 FA，HA/FA比上升至最高点；以后随培养时间的延长， HA可分解为 FA或 FA的 形成多于 HA，使 HA/FA比逐渐下降； 6个月后不再下降，即 HS组成已达到平衡态。王旭东等对玉米秸秆腐解过程中 HA/FA比、 HA性质的变化进行研究表明，在 90 210d， HA/FA比减小，
