腐殖質技術
一、引言:
腐殖質(humic.substance.縮寫hs)是一類在陸地和水性環(huán)境中分類廣的,普遍存在的天然有機物質,是土壤有機物(soil.organic.matters,縮寫som)的主要構成部分。
土壤腐殖質是由在死亡生物體生物分子的轉化和微生物作用的腐爛過程中的次納反應(腐殖化)生產。土壤腐殖質是物理和化學上的非均相混合物。
二、元素官能團組成
元素:c、h、n、o、s。官能團:羧基、酚羥基、醇羥基、醌和酮c=o、甲氧基
三、分子式模型:
腐殖質結構模型是由芳香的、酚的、醌的和雜環(huán)的結構單元無規(guī)則縮合或通過脂肪族、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的表面鏈。以及各種性質的化學活性官能團(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:無定形
七、物理形態(tài):膏(膠)狀
八、功能
1、物理功能
受腐殖質影響的土壤的基本物理性質為顏色、熱傳導性、結構和相關的性質如透氣性、滲透性、密度和水的保持。
腐殖質使土壤具有典型的深棕色,從而增大對太陽輻射的吸收、提高土壤溫度。腐殖質降低了土壤的熱傳導性、對突然的溫度波動起到一種緩沖作用,這種波動會對土壤中的生物和作物根系造成傷害。腐殖質通過使用土壤顆粒接在一起形成穩(wěn)定的聚集體,對改善和保持一種較好的土壤結構起到顯著的影響,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),使土壤產生大量的空隙,可提高土壤的透氣性、滲透性。增強根的穿透力和種子的發(fā)芽。
由于腐殖質比土壤礦物質組分的密度小,腐殖質還可以降低土壤的堆密度和土壤的密實性。由于它的膠體性質,腐殖質能吸收和貯存充足的水分,大部分可被植物根系利用。
2、化學功能
腐殖質對土壤陽離子交換能力的作用非常大,在保留陽離子養(yǎng)分,防止陽離子流失,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。
腐殖質還可以與許多具有營養(yǎng)作用和對環(huán)境有重要的金屬離子形成絡合物,從而顯著影響其在土壤中的狀態(tài)和化學性質,被土壤有機體利用。
腐殖質在很寬的ph值(酸堿度)圍內具有很高的緩沖能力,這是由于在它們的結構中存在弱酸堿體系,包括羧酸羧酸鹽和酚酸酚酸鹽體系。
腐殖質與土壤中的許多有機污染物,尤其是殺蟲劑,會發(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,從而對土壤有機污染物降解有顯著影響。
3、營養(yǎng)功能
腐殖質通過固定和礦化過程來積累和提供植物生長所需養(yǎng)分的能力。營養(yǎng)物可存在于腐殖質有機高分子中,如n、p和k;存在于腐殖質表面的如無機陽離子,堿性營養(yǎng)物ca、mg和k;微量元素如mn、cu、fe、ze和其他的物質,以有機絡合形式存在。
營養(yǎng)物質在腐殖質中的貯藏和釋放是通過兩類基本的過程來進行的。n、p、k主要為生物過程,大量和微量陽離子營養(yǎng)素為物理化學過程。
腐殖質是有機n、p和k等營養(yǎng)物質的天然倉庫。
4、生物功能
腐殖質為土壤中的大生物體和微生物體提供主要的能量來源,幫助建立種群,促進有益活動。
腐殖質直接和間接的影響植物的生長,腐殖質能夠提高生物利用度,促進營養(yǎng)物質在根的表面或根的細胞膜中吸收。
腐殖質對植物的直接的生理效應表現在植物細胞膜的滲透和輸送、呼吸的活化、光合成、核酸的合成、葉綠素含量的增加和atp的產生。
研究表明。腐殖質對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)生的大多數因素,幫助作物控制病,并增加植物對病原體的抵抗力。
5、環(huán)境功能
腐殖質的一些物理、化學、生物化學和光化學性質,使它特別容易與有機污染物發(fā)生相互作用。腐殖質通過吸附和分配、溶解、水解催化和光敏作用,對土壤中有機污染物的命運、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、流動和傳送、殘留物的存留。
腐殖質重要一種性質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合物,這些絡合物具有各種化學和生物穩(wěn)定性。研究表明,土壤中涉及金屬離子的大多數過程,包括遷移和傳輸,固定積聚、化學反應性和生物利用度,都受到金屬離子與腐殖質相互作用的影響。