中國干旱半干旱草原地區(qū)土壤中腐殖質(zhì)的提取與表征研究.pdf

1、隨著氣候異常和人類非理性活動的影響，我國干旱半干旱地域不斷擴展，區(qū)域生態(tài)環(huán)境惡化，導(dǎo)致土地荒漠化、草場退化和土地污染等一系列問題加劇。土壤腐殖質(zhì)作為土壤微生物和植物生長營養(yǎng)物質(zhì)的主要承擔(dān)者，其含量和質(zhì)量直接決定著土壤品質(zhì)的優(yōu)劣。研究表明，土壤腐殖質(zhì)通過與土壤重金屬和有機污染物作用，參與其在土壤中的遷移歸宿，在土壤界面化學(xué)領(lǐng)域具有重要意義。本文選取干旱半干旱地域（內(nèi)蒙古-甘肅）土壤為研究對象，采用國際腐殖質(zhì)協(xié)會提供的標準方法對土壤有機質(zhì)進

2、行提取和純化，采用紫外/可見光譜、傅里葉紅外變換光譜和X-射線光電子能譜技術(shù)對提取的腐殖質(zhì)樣品進行結(jié)構(gòu)表征，通過酸堿滴定實驗對腐殖酸和富里酸表面酸性官能團-COOH和Ar-OH進行定量分析。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴土壤腐殖質(zhì)含量受地域干燥指數(shù)的影響，隨區(qū)域內(nèi)干燥指數(shù)AI（年平均降水量/蒸發(fā)量）的增大，土壤中可提取腐殖質(zhì)的含量增大，當(dāng)干燥指數(shù)低至0.05時，實驗所采取的提取方法無法將土壤中少量的腐殖質(zhì)提取出來。⑵紫外/可見吸收光

3、譜E4/E6和E2/E3比值隨干燥指數(shù)的變化表明，對于腐殖酸分子，干燥指數(shù)對分子量和芳香度的影響存在一個閾值，即干燥指數(shù)為0.53，干燥指數(shù)在由0.17增至0.53，腐殖酸相對分子質(zhì)量和芳香性逐進增強，當(dāng)干燥指數(shù)超過0.53時，腐殖質(zhì)分子芳香度和分子量降低。而對于富里酸分子，分子量和芳香度隨干燥指數(shù)的變化呈無規(guī)律。⑶腐殖酸和富里酸表面元素主要為碳、氮、氧(除氫以外)，表面氮含量約占3.32-5.79％，碳含量為62.98-71.08%，

4、氧含量為25.68-35.38%。腐殖酸表面含氧量和(O+N)/C值均隨干燥指數(shù)上升而增加；而富里酸表面含氧量和(O+N)/C隨干燥指數(shù)的變化存在一臨界干燥值(AI=0.32)，臨界干燥值范圍內(nèi)，樣品極性和氧含量隨區(qū)域干燥指數(shù)成正比，干燥指數(shù)超過0.32，富里酸樣品極性和氧含量隨區(qū)域干燥指數(shù)增加而降低。⑷碳在腐殖質(zhì)中的7種化學(xué)形態(tài)和結(jié)合能分別為：芳香碳C/C-H(282.5eV)、烷基碳 C/C-H(283eV)、C(O)O(283.5

5、eV)、O(284.4eV)、C=O(285.6eV)、C(O)N(286.45eV)、C(O)O(287.1eV)；氮在土壤腐殖質(zhì)中的三種化學(xué)形態(tài)和結(jié)合能為：NH2(397.8 eV)、NR3+(399.1eV)和NO2(400.5eV)；氧在土壤中的化學(xué)形態(tài)和結(jié)合能為：C=O(529.5eV)和C-O(530.5eV)。⑸研究區(qū)域內(nèi)，腐殖酸分子中羧基的含量在3.24-4.79mmol/g，酚羥基的含量約在0.16-0.34 mmol