腐殖質(zhì)技術(shù)
一、引言:
腐殖質(zhì)(humic.substance.縮寫(xiě)hs)是一類(lèi)在陸地和水性環(huán)境中分類(lèi)廣的,普遍存在的天然有機(jī)物質(zhì),是土壤有機(jī)物(soil.organic.matters,縮寫(xiě)som)的主要構(gòu)成部分。
土壤腐殖質(zhì)是由在死亡生物體生物分子的轉(zhuǎn)化和微生物作用的腐爛過(guò)程中的次納反應(yīng)(腐殖化)生產(chǎn)。土壤腐殖質(zhì)是物理和化學(xué)上的非均相混合物。
二、元素官能團(tuán)組成
元素:c、h、n、o、s。官能團(tuán):羧基、酚羥基、醇羥基、醌和酮c=o、甲氧基
三、分子式模型:
腐殖質(zhì)結(jié)構(gòu)模型是由芳香的、酚的、醌的和雜環(huán)的結(jié)構(gòu)單元無(wú)規(guī)則縮合或通過(guò)脂肪族、氧、氮和硫橋連接,這種大分子具有脂肪族的多糖的氨基酸的和脂質(zhì)的表面鏈。以及各種性質(zhì)的化學(xué)活性官能團(tuán)(主要為羧酸、酚酸、醇羥基和羥基等)
四、分子量:在200000~1000000之間分布
五、物理顏色:黑褐色
六、物理性狀:無(wú)定形
七、物理形態(tài):膏(膠)狀
八、功能
1、物理功能
受腐殖質(zhì)影響的土壤的基本物理性質(zhì)為顏色、熱傳導(dǎo)性、結(jié)構(gòu)和相關(guān)的性質(zhì)如透氣性、滲透性、密度和水的保持。
腐殖質(zhì)使土壤具有典型的深棕色,從而增大對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收、提高土壤溫度。腐殖質(zhì)降低了土壤的熱傳導(dǎo)性、對(duì)突然的溫度波動(dòng)起到一種緩沖作用,這種波動(dòng)會(huì)對(duì)土壤中的生物和作物根系造成傷害。腐殖質(zhì)通過(guò)使用土壤顆粒接在一起形成穩(wěn)定的聚集體,對(duì)改善和保持一種較好的土壤結(jié)構(gòu)起到顯著的影響,使難耕的土壤更加疏松。
聚集體的存在可幫助土壤維持一種輸送的、通暢的和小顆粒的狀態(tài),使土壤產(chǎn)生大量的空隙,可提高土壤的透氣性、滲透性。增強(qiáng)根的穿透力和種子的發(fā)芽。
由于腐殖質(zhì)比土壤礦物質(zhì)組分的密度小,腐殖質(zhì)還可以降低土壤的堆密度和土壤的密實(shí)性。由于它的膠體性質(zhì),腐殖質(zhì)能吸收和貯存充足的水分,大部分可被植物根系利用。
2、化學(xué)功能
腐殖質(zhì)對(duì)土壤陽(yáng)離子交換能力的作用非常大,在保留陽(yáng)離子養(yǎng)分,防止陽(yáng)離子流失,保持其以一種可交換的并可被生物利用的形式存在方面起著重要的作用。
腐殖質(zhì)還可以與許多具有營(yíng)養(yǎng)作用和對(duì)環(huán)境有重要的金屬離子形成絡(luò)合物,從而顯著影響其在土壤中的狀態(tài)和化學(xué)性質(zhì),被土壤有機(jī)體利用。
腐殖質(zhì)在很寬的ph值(酸堿度)圍內(nèi)具有很高的緩沖能力,這是由于在它們的結(jié)構(gòu)中存在弱酸堿體系,包括羧酸羧酸鹽和酚酸酚酸鹽體系。
腐殖質(zhì)與土壤中的許多有機(jī)污染物,尤其是殺蟲(chóng)劑,會(huì)發(fā)生不同程度的相互作用。如吸附作用、光敏作用和催化作用,從而對(duì)土壤有機(jī)污染物降解有顯著影響。
3、營(yíng)養(yǎng)功能
腐殖質(zhì)通過(guò)固定和礦化過(guò)程來(lái)積累和提供植物生長(zhǎng)所需養(yǎng)分的能力。營(yíng)養(yǎng)物可存在于腐殖質(zhì)有機(jī)高分子中,如n、p和k;存在于腐殖質(zhì)表面的如無(wú)機(jī)陽(yáng)離子,堿性營(yíng)養(yǎng)物ca、mg和k;微量元素如mn、cu、fe、ze和其他的物質(zhì),以有機(jī)絡(luò)合形式存在。
營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在腐殖質(zhì)中的貯藏和釋放是通過(guò)兩類(lèi)基本的過(guò)程來(lái)進(jìn)行的。n、p、k主要為生物過(guò)程,大量和微量陽(yáng)離子營(yíng)養(yǎng)素為物理化學(xué)過(guò)程。
腐殖質(zhì)是有機(jī)n、p和k等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的天然倉(cāng)庫(kù)。
4、生物功能
腐殖質(zhì)為土壤中的大生物體和微生物體提供主要的能量來(lái)源,幫助建立種群,促進(jìn)有益活動(dòng)。
腐殖質(zhì)直接和間接的影響植物的生長(zhǎng),腐殖質(zhì)能夠提高生物利用度,促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在根的表面或根的細(xì)胞膜中吸收。
腐殖質(zhì)對(duì)植物的直接的生理效應(yīng)表現(xiàn)在植物細(xì)胞膜的滲透和輸送、呼吸的活化、光合成、核酸的合成、葉綠素含量的增加和atp的產(chǎn)生。
研究表明。腐殖質(zhì)對(duì)土壤中植物疾病的傳播有直接的影響,控制影響土壤中病原體發(fā)生的大多數(shù)因素,幫助作物控制病,并增加植物對(duì)病原體的抵抗力。
5、環(huán)境功能
腐殖質(zhì)的一些物理、化學(xué)、生物化學(xué)和光化學(xué)性質(zhì),使它特別容易與有機(jī)污染物發(fā)生相互作用。腐殖質(zhì)通過(guò)吸附和分配、溶解、水解催化和光敏作用,對(duì)土壤中有機(jī)污染物的命運(yùn)、性能和行為具有重要的作用。不同程度影響生物降解和,生物利用度和植物毒性、積累、流動(dòng)和傳送、殘留物的存留。
腐殖質(zhì)重要一種性質(zhì)是它們能與金屬離子相互作用形成水溶性和水不溶性的絡(luò)合物,這些絡(luò)合物具有各種化學(xué)和生物穩(wěn)定性。研究表明,土壤中涉及金屬離子的大多數(shù)過(guò)程,包括遷移和傳輸,固定積聚、化學(xué)反應(yīng)性和生物利用度,都受到金屬離子與腐殖質(zhì)相互作用的影響。