环境腐殖质及腐殖化过程
土壤学名词解释
土壤：发育于地球陆地表面具有肥力能生长绿色植物的疏松多孔结构表层。
土壤肥力：土壤具有的能同时和持续不断地供给和调节植物生长发育所需的水、肥、气、热等生活因素的能力。
土壤圈：土壤以不完全连续的状态分布于陆地的表面，被称为土壤圈。
原生矿物：风化和成土过程中未改变化学组成的原始成岩矿物。
物理风化粒径大次生矿物：在风化和成土过程中新形成的矿物。
残积母质:就地风化未经搬运的岩石风化物运积母质:岩石风化物经过外力搬运后，在一定地区堆积下来形成的成土母质粒级：根据土壤单粒直径大小和性质变化而划分的土粒级别土壤机械组成(颗粒组成）：土壤中各级土粒所占的质量百分数称为土壤机械组成土壤质地：为了区分由于土壤组成不同所表现出来的性质差别，按照土壤中不同粒级土粒的相对比例归并土壤组合，称为土壤质地根际：一般将距根表2mm的土壤范围土壤腐殖质：是经微生物彻底改造过的一种特殊类型的高分子含氮有机化合物。
占土壤有机质的85%～90%腐殖化过程：在微生物作用下，把有机质分解产生的简单有机化合物及中间产物转化为更为复杂的，稳定的，特殊的高分子有机化合物的过程。
土壤有机质:含C有机化合物的组成，最主要的形态是土壤腐殖质土壤有机质的转化：是在微生物的作用下进行的生物化学过程，主要向两个方向转化，即有机质的矿质化和腐殖化矿质化过程：指有机质在微生物的作用下，分解成简单的无机化合物(CO2和H2O)并释放出矿质养分和热量的过程土壤的物理机械性:外力作用于土壤后所产生的一系列动力学特性的总称。
土粒密度：单位容积（不包括土粒间孔隙容积）的土粒的质量。
土壤容重：单位容积（包括孔隙在内）原状土壤的干重。
土壤黏结性：是指土粒与土粒之间由于分子引力而相互黏结在一起来的性质。
土壤黏着性：是指在一定含水量条件下，土粒黏附于外物（农机具）的性能。
土壤可塑性:指土壤在一定含水量范围内，可被外力塑成任何形状，当外力消失或干燥后，仍能保持其形状不变的性能。
黏粒含量：是产生土壤黏结性、黏着性和可塑性的物质基础，而含水量则是其表现强弱程度的条件。
土壤学期末复习资料
vvvvvvV绪论1、名词解释土壤：是一种自然体，它是在母质、气候、生物、地形和时间5个自然因素综合作用下形成和发展的，受人类活动和其自身发生发展规律的影响。
土壤肥力：是指土壤能够在多大程度上满足植物对于来自土壤的生活要素需求的能力，水分、养分、空气和热量是土壤肥力的4个要素。
土壤厚度:土壤剖面：就是土壤的垂直切面，通常挖到1-2米的深度，在土层总厚度较薄的情况下，则挖到较硬的母质层为止。
如何挖掘土壤剖面：土壤肥力的生态相对性：针对某种植物而言，土壤能够在多大程度上满足植物对于来自土壤的生活要素需求的能力，不同植物对土壤条件的具体要求不同，有些甚至差别很大。
土壤的物质组成：主要有四种物质组成——矿物质、有机质、水和空气土壤具有哪些特征：土壤肥力和土壤生产力第一章什么是矿物：狭义：指地壳（岩石圈）中的化学元素在各种地质作用下形成的自然体；广义：包括地壳矿物、地幔矿物、陨石矿物、宇宙矿物和人造矿物。
什么是原生矿物和次生矿物：由地壳深处的岩浆冷凝而成的矿物称为原生矿物；有原生矿物经过化学变化形成的新矿物，称为次生矿物。
试述下列矿物含有的主要营养元素正长石（钾）、斜长石（钙）、白云母（钾）、黑云母（铁）角闪石（钙、铁、镁）、辉石（钙、铁、镁）、橄榄石(铁)、方解石、白云石矿物的物理性质有哪些：形状、颜色与条痕、光泽与透明度、硬度、解理及断口、比重、其它物理性质什么是解理和断口：矿物受外力作用后，沿一定方向平行裂开的性能为解理；如果矿物受力后不延一定的方向裂开，而是不规则破碎，那么破碎后形成的面叫断口。
第二章什么是岩石:在各种地质作用下形成的，由一种或多种矿物以一定规律结合而成的矿物集合体。
岩浆岩：地壳和上地幔中岩浆流动或喷出地表冷却结晶而成的岩石沉积岩：岩石在地表经风化、破碎，搬运沉积下来，又经成岩作用而形成的一类新的岩石变质岩：先成岩石受地球力和地热作用发生重新排列，结晶增大等变质作用而形成的新一类岩石。
土壤地理学复习资料
土壤地理学土壤的定义：土壤是发育于地球陆地表面具有生物活性和孔隙结构的介质，是陆地表面的脆弱薄层。
土壤肥力：是指土壤为植物生长发育供应、协调营养因素（水分和养分）和环境条件（温度和空气）的能力。
土壤圈与其他圈层的关系：土壤圈与大气圈在近地表层进行着频繁的水分、热量、气态物质的迁移转化，土壤不仅因其疏松多孔而能接收大气降水及其沉降物质以供应生命之需，而且还能向大气释放二氧化碳等气体，参与碳氮硫磷等元素的全球循环。
土壤圈与水圈的关系密切，如大气降水通过土壤过滤、吸持与渗透进入水圈，成为全球水分循环的重要组成部分，从而对水体的物质组成产生影响，在改善生态环境的同时供应生命体对水分的需要；水分也是土壤圈物质能量迁移转化的重要载体和影响土壤性质的介质。
土壤圈与岩石圈联系更为密切，岩石圈表层的风化物是土壤形成的物质基础，植物生长发育所需的矿质营养元素均来源于岩石的风化，土壤侵蚀及其堆积也是岩石圈中沉积岩形成的重要物源。
土壤圈与生物圈的关系也极为密切，土壤是陆地生物圈的载体，土壤支撑绿色植物，并供应其根系吸收水分和养分；同时生物活动又对土壤圈的形成发育具有深刻的影响。
土壤剖面：从地面垂直向下到母质层的土壤纵断面。
从上至下依次为枯枝落叶层、腐殖质层、淋溶层、淀积层、母质层和母岩层枯枝落叶层：堆积枯枝落叶，下部已初步分解腐殖质层：腐殖质含量高，与矿物颗粒紧密结合形成暗色土层淋溶层：物质淋失，颜色较浅淀积层：淋溶层淋移物质在此层淀积，形成柱状、核状、棱柱状结构，较紧实母质层：土层较深，受成土因素影响小，保持母质特性母岩层：未风化的岩石土壤质地或机械组成：土壤颗粒的不同粒级所占的重量百分比组合即粒级大小及组成比例，反映土壤砂粘程度将粒径大小相近、性质相似的土粒归为一类，称为粒级土壤粒级分为石块、砾石、砂粒、粉粒、黏粒五个大类别石块、砾石和砂粒由原生矿物组成，粉粒由抗风化能力较强石英组成，黏粒由次生矿物组成砂质土：透水性强，保水性差；通气性强，为好气条件；潜在养分少，保肥性差，养分转化快，有效性好，热性土；疏松易耕粘质土：透水性差，保水性强；通气性差，；潜在养分多，保肥性强，养分转化快，有效性差，冷性土；粘重难耕质量差壤土：砂粘适中，兼有砂质土和粘质土的优点，是农业生产上质地理想的土壤通气透水性良好，保水保肥性能好，含水量适宜，土温比较稳定，粘性不大，耕性较好，宜耕期长，适宜耕作各种作物上砂下粘：蒙金土土壤结构：土壤固相颗粒经常是相互作用而聚积形成大小不同、形状各异的团聚体，土壤中这些团聚体的组合排列方式称为土壤结构土壤结构的类型单粒状结构：由松散的未胶结的土壤颗粒组成粒状结构：团粒状结构多出现在土壤表层，按团聚体的大小分为粒状、团粒状、团块状块状结构；柱状结构；片状结构；大块结构团粒状结构在土壤肥力中的作用：在农业生产上最有价值的土壤结构型是水稳性的团粒结构1）具有团粒结构的土壤的总孔隙度高达55%，孔隙的比例较为适宜，而且在土壤中的分布均匀，大小相间分布。
【2024版】土壤生物与土壤有机质(共66张PPT)
•
• 2、含氮有机质的矿化
• 以蛋白质为例
• (1)水解过程（hydrolysis）：蛋白质在酶的作用下，水解成为氨基酸的过程 。
•
蛋白酶 （proteinase）
对烟草，可以促进K 吸收，抑制Cl 、SO 的吸收，提高烟草品 嫌气条件下，丁酸发酵，放出大量温室效应气体（green house effect gases）, 沼气（meth4ane, or marsh gas）。
好气细菌、厌气细菌 蓝细菌
土壤生物的主要类群示 意图
土壤生物
土壤微生物种群的多样性
（一）原核微生物
1、古细菌
古细菌包括甲烷产生菌、极端嗜酸热菌和
极端嗜盐菌
现已探明生物适应特殊环境因子的遗传基因 普遍存在于质粒上。因此，有可能把这类生活在极 端环境的古细菌作为特殊基因库，用以构建有益的 新种。
土壤生物
• 硫化细菌
• 氨化细菌
在土壤碳、氮、磷、硫循环中担当重要
的角色。
细 菌 菌 落
根瘤
3、放线菌
☆ 放线菌也是原核微生物，菌丝比真菌细，菌丝断裂为孢子
每克土壤中的细胞数在104～106变动。
☆ 链霉菌属，占70%～90%；其次为诺卡氏菌属占10%～30%；
小单胞菌属占第三位，只有1%～15%。它们的大部分均属
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矿质化过程
•
腐殖化过程
• 矿物质 • 及热能
分解 微生物
进入土壤的 分解后合成 腐殖质
有机质
微生物
图4-1 有机质的分解与合成示意图
2013 第一章2 土壤有机质
华中农业大学
一、土壤有机质的来源与转化
3、有机质的含量
耕作土壤中，表层有机质的含量通常在5%以下 不同土壤中差异很大，高的可达20%或30%以上（如
泥炭土、一些森林土壤等），低的不足0.5%（如一
些漠境土和砂质土壤）。
在土壤学中，一般把耕层含有机质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。
华中农业大学
一、土壤有机质的来源与转化
4、有机质存在状态
（1）动、植物残体 （2）半分解的动、植物残体 （3）腐殖物质
华中农业大学
一、土壤有机质的来源与转化
4、有机质组成
华中农业大学
一、土壤有机质的来源与转化
4、有机质组成
化合物组成
可分为： 腐殖物质 （Humic Substance） 非腐殖物质（Non-Humic Substance） 20~40%
土壤有机质在微生物作用下，分解为简单的无机化合物 的过程。其最终产物为 CO2 、 H2O，而 N、 P、 S则以矿质盐
类释放出来，同时放出热量的过程 。
矿化率***：每年因矿化作用而消耗掉的有机质数量占
土壤有机质总量的百分数。矿化率一般在1%～3%。
华中农业大学
（一）矿质化过程 (mineralization)
一、土壤有机质的来源与转化
3、有机质的含量分级
有机质含量（%） 肥力水平
<0.5
0.5~1.0
低
较低
1.0~1.2
1.2~1.5
中等
较高
>1.5
华中农业大学
高
一、土壤有机质的来源与转化
4、有机质组成
元素组成
土壤腐殖质的提取、分离与纯化综述
土壤腐殖质的提取、分离与纯化综述大车神[摘要]腐殖质（humic substances; HS）是一类呈棕黑色或棕褐色、无定形、酸性、亲水性、多分散的有机物质，广泛存在于土壤、水体(如河流、湖泊、海洋和地下水等)以及沉积物中，根据溶解性，腐殖质可分为3类：腐殖酸(HA,又称胡敏酸，只溶于碱不溶于酸)，富里酸(FA，又称黄腐酸，既溶于酸又溶于碱)和胡敏素(Humin，又称腐殖素、腐黑物，酸碱都不溶) 殖酸、富里酸广泛存在于土壤、水体以及沉积物中，对有金属离子、机污染物、及水处理过程中消毒副产物的形成有重要的影响。
本文通过查阅文献，总结目前学者对于腐殖酸的提取、分离与纯化的相关技术进行阐述。
【关键词】腐殖酸、富里酸、胡敏酸、胡敏素、分离提纯一、概述土壤是人类赖以生存的物质基础,是人类不可缺少、不可再生的自然资源[1,2]。
土壤有机质是土壤的重要组成部分,在土壤肥力、环境保护、农业可持续发展等方面都具有重要作用。
其主要成分包括有机质及其他有机物，其中腐殖质类物质占有机质总量的85%～95%。
腐殖质（humic substances; HS）是一类呈棕黑色或棕褐色、无定形、酸性、亲水性、多分散的有机物质，广泛存在于土壤、水体(如河流、湖泊、海洋和地下水等)以及沉积物中[3]。
根据溶解性，腐殖质可分为3类：腐殖酸(HA,又称胡敏酸，只溶于碱不溶于酸)，富里酸(FA，又称黄腐酸，既溶于酸又溶于碱)和胡敏素(Humin，又称腐殖素、腐黑物，酸碱都不溶)[4,5]，其中可提取腐殖质(HA+ FA)组成复杂，存在氨基、羟基、醌基、羰基和甲氧基等多种基团，能够对水体中各种机污染物和重金属的迁移转化进行影响和控制[6-8]。
富里酸( Fulvicacid，简称 FA)属于腐植酸的一种，别名为黄腐殖酸，是土壤腐植质的组成成分之一。
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，分子式为C14H12O8[9,10]。
土壤地理学名词解释复习
1.土壤质地：各个粒级的土壤颗粒在土壤中所占的相对比例或质量分数。
2.土壤剖面:地表至母质或母岩的土壤垂直断面。
3.土被结构：地球陆地表面连续分布的土壤状如被覆，故称之为土被，而土壤群体组合的空间格局或空间构型，简称为土被结构。
4.土壤腐殖质：是一种分子结构复杂、抗分解性强的棕色或暗棕色无定性胶体，是土壤微生物利用植物残体及其分解产物重新合成的一种有机高分子化合物。
5.土壤结构：土壤中团聚体的组合排列方式成为土壤结构6.土壤地理学：是介于自然地理学和土壤科学的交叉学科，其研究对象是土壤及其与地理环境系统的关系，主要内容是研究土壤的发生发育、土壤分类及时空分异规律，进而为调控、改造和利用土壤资源提供科学依据的学科。
7.土壤潜育化过程：主要是在土体在水分饱和、强烈嫌气条件下所发生的还原过程；8.淋溶土：土纲的一个名称，土壤形成过程中淋滤作用，有粘化层。
9.富铁土：是分布在世界亚热带地区，中度富铁铝化作用的土壤类型，含有低活性富铁层，其成土过程是盐基强烈淋失，明显的脱硅作用，铁铝氧化物富集。
10聚合土体：在空间上相邻、物质组成和性状上相近的多个单个土体组成聚合土体。
12母质：是形成土壤的物质基础；通常把与土壤有直接联系的母岩风化物或堆积物成为物质。
13门塞尔颜色系统：一种科学化描述土壤颜色的标准色卡比色法，命名系统用颜色的三个属性色调、量度和饱和度。
14土水势：是指单位水量从一平衡的土-水系统移动到与它同温度而处于参比状态的水池时所作的功。
15 CEC:土壤阳离子交换量，土壤胶体所能吸附的各种阳离子总量，其数值以每千克土壤中各种阳离子的物质的量来表示。
17单个土体：土壤剖面的立体化，作为土壤的三维实体，体积最小，横切面积面积近似六边形，面积一般为1－10平方米。
18土壤发生层：简称土层，是土壤剖面中与地面大致平行的物质及性状相对均匀的各层土壤。
20土壤胶体: 土壤胶体是指土壤中颗粒直径小于2000毫微米，具有胶体性质的微粒。
腐殖质基础概念[整理版]
![腐殖质基础概念[整理版]](https://img.taocdn.com/s3/m/e7f3bb1abb1aa8114431b90d6c85ec3a87c28b6c.png)
腐殖质1腐殖质的来源、性质腐殖质是羰基结构高分子量芳香族聚合物，来源于动植物残体的腐殖化反应(humification)，或者说来源于微生物的生物活动，普遍存在于陆地、海水和土壤沉积物等自然环境中。
腐殖质被认为比它们的前体更难解。
自然腐殖质的主要组成部分是腐植酸，根据在酸碱性水溶液中的溶解度，可以将其分为胡敏酸(humie acid即腐殖酸，HA)和富里酸(fulvie acid即富啡酸，煤化学中称黄腐酸，FA)。
胡敏酸溶于碱溶液，但在酸性溶液(一般pH<2)qb不溶；富里酸在所有的pH条件下都溶。
天然水体中溶解态腐殖质含量一般在10mg／L左右，在溶解有机质(DOM)中所占比重可高达90％是天然水体中最主要的有机物。
腐殖物质整体呈黑色，腐殖酸的分子量因土壤类型及腐殖酸组成不同而异。
土壤中腐殖酸的相对密度在1．4～1．6之间，直径为l--1000nm。
2腐殖质的结构、模型和模式物腐殖酸是高分子聚合物，其分子结构十分复杂。
关于它的分子结构已提出了多种假设，但各种理论差异甚远，缺乏一致性，因此对它的认识还很不清楚。
早期研究认为腐殖物质的基本结构单元是与酚或醌键合的含氮化合物和碳水化合物，随后研究认为腐殖酸是木质素经过一系列氧化和脱甲基过程后形成的醌衍生物与氨基酸和多糖缩合而成的化合物。
近期通过各种分析技术的应用研究，认为腐殖物质可以通过各种机理形成，其核心由4个结构单元组成，即两个木质素单体形成的二聚物、酚．氨基酸复合体、羟基醌和木质素的C6．C3单元。
目前应用的腐殖酸分子模型主要有Flaig(1960)的HA模型、Stevenson(1982)的HA模型以及Schnitzer和Khan(1972)的FA模型。
在Stevenson(1982)的HA模型中，典型的HA 有自由的和结合的酚羟基、醌结构，N和O是桥接单元，羧基互不相同地连接在芳香环上。
如图2．1所示。
电子自旋共振(ESR)等研究表明腐殖质中含有的醌基成分能起到传递电子的作用，一些醌类物质能作为腐殖质的标准模式物起到同腐殖质类似的作用。