第2章第1节土壤理化性质及生态效应环境土壤学案例.ppt

（三）、土壤腐殖质 土壤腐殖质 非腐殖物质 腐殖物质 A.非腐殖物质 1. 碳水化合物：多糖、糖醛酸、氨基糖，主要来源于植物残体和根系分泌物，含量占有机质总量15~27%，其中多糖是主体，含量约为有机质总量的9~22% 2. 含氮化合物：主要来源于生物残体中含氮化合物，其中主要形式为蛋白质、缩氨酸，易于分解成氨基酸，占的量不高。 B.腐殖物质 本身并不是一种单一的化合物，而是由多种类似物质组成的高分子物质体系，结构复杂，性质稳定、存留时间长、和无机矿物颗粒密切结合在一起，是土壤有机质主体成分，占有机质总量的50~90%，基本上与盐基离子形成各种腐殖酸盐。 中心为芳香核、连接了许多支链化合物的复杂结构 (三)、土壤腐殖质 B.腐殖物质 根据腐殖质在不同溶剂中的溶解度，可以得到胡敏素、胡敏酸和富啡酸等三种性质不同的腐殖物质； 在提取的三类腐殖物质中，胡敏素与土壤矿物质紧密结合，已经失去了大部分化学活性，不能作为独立的腐殖物质存在，所以一般把土壤腐殖质概括地分为胡敏酸和富啡酸两大组； 由于含有数量不等的羧基官能团，所以纯的腐殖质是带有一定酸性的，故常称为腐殖酸，但正常情况下，腐殖质都是以腐殖酸盐的形态存在。 (三)、土壤腐殖质 以上是依据腐殖酸类物质溶解性进行分类与提取 土壤 用稀碱 （NaOH） 去除了动植物 残体的细土样 溶液 （腐殖酸） 黑色残余物 （胡敏素） 酸化 （HCl） 黄色溶液 富啡酸 褐色沉淀 胡敏酸 水浮选、手挑、静 电吸附或采用比重 1.8或2.0重液浮选 (三)、土壤腐殖质 C、土壤腐殖质性质 1. 元素组成 腐殖酸主要由C、H、O、N、S、P等元素组成，盐基成分有Na、Ca、Mg、Fe等，C一般占55%~60%，N约占3%~6%，C/N=10:1~12:1，胡敏酸大于富啡酸 腐殖酸 C （%） H （%） （O+S） （%） N （%） 分子量 胡敏酸 富啡酸 50~60 45~53 3.1~5.3 4.0~4.8 31~40 40~50 2.8~5.9 1.6~4.3 890~2550 675~1450 我国土壤腐殖酸的元素组成（南京土壤研究所） (三)、土壤腐殖质 2. 化学结构 分子结构非常复杂，中心为芳香核（疏水性基团），周围有许多支链化合物（有许多功能团），成为网状结构特征， 功能基团包含有：羧基、酚羟基、羰基、醌基、醇羟基、甲氧基等，这些基团成为腐殖质分子活性最强的部分，如带电性、吸附性、亲水性等。 种类 羧基 酚羟基 醇羟基 醌基 酮基 甲氧基 总酸度 胡敏酸 15-57 21-57 2-49 1-26 1-5 3-8 67 富啡酸 55-112 3-57 26-95 3-20 12-27 3-12 103 腐殖质的含氧官能团含量（m mol M＋）.kg-1 （三）、土壤腐殖质 土壤有机无机复合体示意图 3. 理化性质 1）颜色：腐殖酸不分组时，整体呈现黑色，胡敏酸颜色较 深，呈棕褐色，富啡酸颜色较浅，呈淡黄色； 2）溶解性：腐殖质是一种弱酸，可溶于碱溶液而生成腐殖酸盐； 富啡酸溶于水、酸、碱；胡敏酸不溶于水和酸，但溶于碱； 3）吸水性：是一种亲水胶体， 最大吸水量可以超过500%； 4）带电性：属于两性胶体，在酸性情况下带负电荷，碱性情况下带正电荷； 5）络合性：土壤腐殖质含有多种功能基，这些功能基对重金属离子有较强络合和富集能力。 （三）、土壤腐殖质 3. 理化性质 6）稳定性 腐殖质是生物有机质被微生物改造后形成的稳定产物，是一种低能态的高分子聚合物，其中可供大多数微生物利用的能量已经很少，所以腐殖质与普通生物有机质相比是抗微生物分解的，一般生物残体的存留期不足一年（分解最快的则仅能存留数天），最长也不过是十几年，而腐殖质的存留期则长达几百年至几千年，因此，腐殖质可以在土壤中长期积累。 （三）、土壤腐殖质 A.有机质在土壤肥力上的作用 1. 提供植物需要的养分 1）碳素营养：土壤每年释放的CO2达1.35×1011吨，相当于陆地植物的需要量； 2）氮素营养：土壤有机质中的氮素占全氮的90-98%； 3）磷素营养：土壤有机质中的磷素占全磷的20-50%； 4）其他营养：K、Na、Ca、Mg、S、Fe、Si等营养元素； 5）腐殖酸的络合和螯合，防止了某些金属如Cu、Zn沉淀，提高了有效性； 6）有机酸促进了矿物风化、溶解释放其养分。 （四）、土壤有机质的作用及管理 （四）、土壤有机质