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        不同來源腐殖質(zhì)各組分的結(jié)構(gòu)特征

        2014-09-02 21:07:51吳蝶黃鶯楊倩等
        江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2014年7期
        關(guān)鍵詞:紅外光譜

        吳蝶 黃鶯 楊倩等

        摘要:通過室內(nèi)培養(yǎng)試驗,采用紅外光譜法對不同來源腐殖質(zhì)各組分的結(jié)構(gòu)特征進行研究。結(jié)果表明,豬糞-HA與沼渣-HA、玉米秸稈-HA相比,含有較多的脂肪族類物質(zhì)、芳香族不飽和物質(zhì);玉米秸稈-FA與沼渣-FA相比,含有較多的羧基及碳水化合物;沼渣-HM與玉米秸稈-HM、豬糞-HM相比,含有較多的脂族烴類、芳香化合物、羧基、碳水化合物等。

        關(guān)鍵詞:胡敏素;胡敏酸;富里酸;紅外光譜

        中圖分類號:S153.6+2 文獻標(biāo)志碼: A 文章編號:1002-1302(2014)07-0304-02

        收稿日期:2013-10-24

        基金項目:貴州省自然科學(xué)基金(編號:黔科合J字[2010]2079);貴州大學(xué)研究生創(chuàng)新基金(編號:研農(nóng)2013012).

        作者簡介:吳蝶(1989—),女,貴州開陽人,碩士研究生,從事土壤化學(xué)研究。E-mail:240325106@qq.com。

        通信作者:黃鶯,副教授,主要從事土壤肥力、農(nóng)田環(huán)境研究。E-mail:huangying98@sina.com。有機物料是土壤有機質(zhì)的重要來源之一,土壤施用有機物料,不僅能提高土壤肥力,同時也有利于土壤固碳。腐殖質(zhì)作為土壤有機質(zhì)的主體,根據(jù)酸堿溶解度不同,大體可分為胡敏酸(HA)、富里酸(FA)、胡敏素(HM)[1]。目前,關(guān)于土壤腐殖質(zhì)的研究中多注重于利用元素分析、紅外光譜等測定不同類型土壤的腐殖質(zhì)結(jié)構(gòu)[2-7],對于同一土壤類型添加不同來源有機物料后土壤腐殖質(zhì)各組分的結(jié)構(gòu)特征卻很少報道。本研究探討了同一土壤類型添加不同來源有機物料腐殖質(zhì)組分結(jié)構(gòu)特征,旨在為土壤腐殖質(zhì)各組分結(jié)構(gòu)特征及其對重金屬形態(tài)、含量的影響研究積累資料。

        1材料與方法

        1.1材料

        黃壤采自貴州大學(xué)南校區(qū)松林坡(自然土),采樣深度為0~20 cm,風(fēng)干后過2 mm篩備用。供試土壤基本理化性質(zhì)為:土壤有機碳含量18.08 g/kg,全氮含量0.93 g/kg,全磷含量0.56 g/kg,速效鉀含量93.00 mg/kg,pH值5.6。玉米秸稈、豬糞、沼渣均采自貴州大學(xué)農(nóng)學(xué)院試驗基地,漚制后,自然風(fēng)干過0.25 mm篩備用。供試有機物料基本性質(zhì)見表1。試驗用蒸餾水均為三重蒸餾水。

        3結(jié)論與討論

        本研究表明,豬糞-HA與沼渣-HA、玉米秸稈-HA相比,含有較多的脂肪族類物質(zhì)、芳香族不飽和物質(zhì),說明施用豬糞有利于增加HA中脂族C—H的比例。竇森等認為,從豬糞中提取的HA其脂族的含量高達80%以上[14],這可能是施用豬糞會導(dǎo)致土壤胡敏酸發(fā)生脂族化的原因。玉米秸稈-FA與沼渣-FA相比,含有較多的羧基及碳水化合物。竇森等認為,隨著腐殖化過程的進行,一般是C—H減少,—COOH增加[15]。研究發(fā)現(xiàn),豬糞有利于腐殖物質(zhì)的脂族化,說明豬糞-FA含有的羧基比玉米秸稈-FA、沼渣-FA少。沼渣-HM與玉米秸稈-HM、豬糞-HM相比,含有較多的脂族烴類、芳香化合物、羧基、碳水化合物等。另外,沼渣-HM、豬糞-HM可能還含有—OH。HA含有大量烷基鏈烴物質(zhì)、芳香族物質(zhì),F(xiàn)A以碳水化合物為主,且含有較多羧基,這與前人研究結(jié)果[16]一致。HM以脂肪族類結(jié)構(gòu)為主,并含有芳香化合物、羧基、碳水化合物等,與肖彥春等的研究結(jié)果[17]一致。土壤腐殖質(zhì)是一類高分子化合物(混合物),影響其結(jié)構(gòu)特征的因素較多,紅外光譜是分析土壤腐殖質(zhì)主要官能團的手段之一,在土壤腐殖質(zhì)研究中具有非常重要的作用。但是,由于紅外光譜的復(fù)雜性及腐殖質(zhì)提取劑的影響,此方法還不能完全反映所測腐殖質(zhì)的全部結(jié)構(gòu)性質(zhì)。本試驗只是對腐殖質(zhì)各組分進行初步的結(jié)構(gòu)表征,下一步應(yīng)采用核磁共振、元素組成等測試技術(shù)進行分析。

        參考文獻:

        [1]李凱,竇森. 不同類型土壤胡敏素組成的研究[J]. 水土保持學(xué)報,2008,22(3):116-119,157.

        [2]Ma H,Allen H E,Yin Y. Characterization of isolated fractions of dissolved organic matter from natural waters and a wastewater effluent[J]. Water Research,2001,35(4):985-996.

        [3]Christensen J B,Jensen D L,Grn C,et al. Characterization of the dissolved organic carbon in landfill leachate-polluted groundwater[J]. Water Research,1998,32(1):125-135.

        [4]蔣疆,王果,陳芳育,等. 草炭溶解態(tài)有機物質(zhì)與Cu2+、Cd2+絡(luò)合穩(wěn)定性的研究[J]. 土壤與環(huán)境,2002,11(2):116-120.

        [5]竇森,華士英. 施用有機肥料對胡敏酸結(jié)構(gòu)特征的影響——胡敏酸的1H-核磁共振波譜[J]. 土壤學(xué)報,1997,34(3):225-234.

        [6]張晉京,竇森,李翠蘭,等. 土壤腐殖質(zhì)分組研究[J]. 土壤通報,2004,35(6):706-709.

        [7]Grasset L,Guignard C,Ambles A. Free and esterified aliphatic carboxylic acids in humin and humic acids from a peat sample as revealed by pyrolysis with tetramethylammonium hydroxide or tetraethylammonium acetate[J]. Organic Geochemistry,2002,33(3):181-188.

        [8]文啟孝.土壤有機質(zhì)研究法[M]. 北京:農(nóng)業(yè)出版社,1984.

        [9]鮑士旦.土壤農(nóng)化分析[M]. 3版.北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2008.

        [10]魯如坤. 土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法[M]. 北京:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社,2000.

        [11]竇森. 土壤有機培肥后HA結(jié)構(gòu)性質(zhì)變化規(guī)律的系統(tǒng)研究[D]. 沈陽:沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué),1988.

        [12]顧志忙,王曉蓉,顧雪元,等. 傅里葉變換紅外光譜和核磁共振法對土壤中腐殖酸的表征[J]. 分析化學(xué),2000,28(3):314-317.

        [13]吳景貴,王明輝,萬忠梅,等. 玉米秸稈腐解過程中形成胡敏酸的組成和結(jié)構(gòu)研究[J]. 土壤學(xué)報,2006,43(3):443-451.

        [14]竇森,陳恩鳳,譚世文,等. 不同來源胡敏酸的結(jié)構(gòu)表征[J]. 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,1989,11(2):50-56,123.

        [15]竇森,陳恩鳳,須湘成,等. 施用有機肥料對土壤胡敏酸結(jié)構(gòu)特征的影響——胡敏酸的光學(xué)性質(zhì)[J]. 土壤學(xué)報,1995,32(1):41-49.

        [16]周江敏,代靜玉,潘根興.土壤中水溶性有機質(zhì)的結(jié)構(gòu)特征及其與富里酸、胡敏酸的比較[J]. 土壤,2004,36(1):46-50.

        [17]肖彥春,竇森. 土壤腐殖質(zhì)各組分紅外光譜研究[J]. 分析化學(xué),2007,35(11):1596-1600.endprint

        摘要:通過室內(nèi)培養(yǎng)試驗,采用紅外光譜法對不同來源腐殖質(zhì)各組分的結(jié)構(gòu)特征進行研究。結(jié)果表明,豬糞-HA與沼渣-HA、玉米秸稈-HA相比,含有較多的脂肪族類物質(zhì)、芳香族不飽和物質(zhì);玉米秸稈-FA與沼渣-FA相比,含有較多的羧基及碳水化合物;沼渣-HM與玉米秸稈-HM、豬糞-HM相比,含有較多的脂族烴類、芳香化合物、羧基、碳水化合物等。

        關(guān)鍵詞:胡敏素;胡敏酸;富里酸;紅外光譜

        中圖分類號:S153.6+2 文獻標(biāo)志碼: A 文章編號:1002-1302(2014)07-0304-02

        收稿日期:2013-10-24

        基金項目:貴州省自然科學(xué)基金(編號:黔科合J字[2010]2079);貴州大學(xué)研究生創(chuàng)新基金(編號:研農(nóng)2013012).

        作者簡介:吳蝶(1989—),女,貴州開陽人,碩士研究生,從事土壤化學(xué)研究。E-mail:240325106@qq.com。

        通信作者:黃鶯,副教授,主要從事土壤肥力、農(nóng)田環(huán)境研究。E-mail:huangying98@sina.com。有機物料是土壤有機質(zhì)的重要來源之一,土壤施用有機物料,不僅能提高土壤肥力,同時也有利于土壤固碳。腐殖質(zhì)作為土壤有機質(zhì)的主體,根據(jù)酸堿溶解度不同,大體可分為胡敏酸(HA)、富里酸(FA)、胡敏素(HM)[1]。目前,關(guān)于土壤腐殖質(zhì)的研究中多注重于利用元素分析、紅外光譜等測定不同類型土壤的腐殖質(zhì)結(jié)構(gòu)[2-7],對于同一土壤類型添加不同來源有機物料后土壤腐殖質(zhì)各組分的結(jié)構(gòu)特征卻很少報道。本研究探討了同一土壤類型添加不同來源有機物料腐殖質(zhì)組分結(jié)構(gòu)特征,旨在為土壤腐殖質(zhì)各組分結(jié)構(gòu)特征及其對重金屬形態(tài)、含量的影響研究積累資料。

        1材料與方法

        1.1材料

        黃壤采自貴州大學(xué)南校區(qū)松林坡(自然土),采樣深度為0~20 cm,風(fēng)干后過2 mm篩備用。供試土壤基本理化性質(zhì)為:土壤有機碳含量18.08 g/kg,全氮含量0.93 g/kg,全磷含量0.56 g/kg,速效鉀含量93.00 mg/kg,pH值5.6。玉米秸稈、豬糞、沼渣均采自貴州大學(xué)農(nóng)學(xué)院試驗基地,漚制后,自然風(fēng)干過0.25 mm篩備用。供試有機物料基本性質(zhì)見表1。試驗用蒸餾水均為三重蒸餾水。

        3結(jié)論與討論

        本研究表明,豬糞-HA與沼渣-HA、玉米秸稈-HA相比,含有較多的脂肪族類物質(zhì)、芳香族不飽和物質(zhì),說明施用豬糞有利于增加HA中脂族C—H的比例。竇森等認為,從豬糞中提取的HA其脂族的含量高達80%以上[14],這可能是施用豬糞會導(dǎo)致土壤胡敏酸發(fā)生脂族化的原因。玉米秸稈-FA與沼渣-FA相比,含有較多的羧基及碳水化合物。竇森等認為,隨著腐殖化過程的進行,一般是C—H減少,—COOH增加[15]。研究發(fā)現(xiàn),豬糞有利于腐殖物質(zhì)的脂族化,說明豬糞-FA含有的羧基比玉米秸稈-FA、沼渣-FA少。沼渣-HM與玉米秸稈-HM、豬糞-HM相比,含有較多的脂族烴類、芳香化合物、羧基、碳水化合物等。另外,沼渣-HM、豬糞-HM可能還含有—OH。HA含有大量烷基鏈烴物質(zhì)、芳香族物質(zhì),F(xiàn)A以碳水化合物為主,且含有較多羧基,這與前人研究結(jié)果[16]一致。HM以脂肪族類結(jié)構(gòu)為主,并含有芳香化合物、羧基、碳水化合物等,與肖彥春等的研究結(jié)果[17]一致。土壤腐殖質(zhì)是一類高分子化合物(混合物),影響其結(jié)構(gòu)特征的因素較多,紅外光譜是分析土壤腐殖質(zhì)主要官能團的手段之一,在土壤腐殖質(zhì)研究中具有非常重要的作用。但是,由于紅外光譜的復(fù)雜性及腐殖質(zhì)提取劑的影響,此方法還不能完全反映所測腐殖質(zhì)的全部結(jié)構(gòu)性質(zhì)。本試驗只是對腐殖質(zhì)各組分進行初步的結(jié)構(gòu)表征,下一步應(yīng)采用核磁共振、元素組成等測試技術(shù)進行分析。

        參考文獻:

        [1]李凱,竇森. 不同類型土壤胡敏素組成的研究[J]. 水土保持學(xué)報,2008,22(3):116-119,157.

        [2]Ma H,Allen H E,Yin Y. Characterization of isolated fractions of dissolved organic matter from natural waters and a wastewater effluent[J]. Water Research,2001,35(4):985-996.

        [3]Christensen J B,Jensen D L,Grn C,et al. Characterization of the dissolved organic carbon in landfill leachate-polluted groundwater[J]. Water Research,1998,32(1):125-135.

        [4]蔣疆,王果,陳芳育,等. 草炭溶解態(tài)有機物質(zhì)與Cu2+、Cd2+絡(luò)合穩(wěn)定性的研究[J]. 土壤與環(huán)境,2002,11(2):116-120.

        [5]竇森,華士英. 施用有機肥料對胡敏酸結(jié)構(gòu)特征的影響——胡敏酸的1H-核磁共振波譜[J]. 土壤學(xué)報,1997,34(3):225-234.

        [6]張晉京,竇森,李翠蘭,等. 土壤腐殖質(zhì)分組研究[J]. 土壤通報,2004,35(6):706-709.

        [7]Grasset L,Guignard C,Ambles A. Free and esterified aliphatic carboxylic acids in humin and humic acids from a peat sample as revealed by pyrolysis with tetramethylammonium hydroxide or tetraethylammonium acetate[J]. Organic Geochemistry,2002,33(3):181-188.

        [8]文啟孝.土壤有機質(zhì)研究法[M]. 北京:農(nóng)業(yè)出版社,1984.

        [9]鮑士旦.土壤農(nóng)化分析[M]. 3版.北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2008.

        [10]魯如坤. 土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法[M]. 北京:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社,2000.

        [11]竇森. 土壤有機培肥后HA結(jié)構(gòu)性質(zhì)變化規(guī)律的系統(tǒng)研究[D]. 沈陽:沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué),1988.

        [12]顧志忙,王曉蓉,顧雪元,等. 傅里葉變換紅外光譜和核磁共振法對土壤中腐殖酸的表征[J]. 分析化學(xué),2000,28(3):314-317.

        [13]吳景貴,王明輝,萬忠梅,等. 玉米秸稈腐解過程中形成胡敏酸的組成和結(jié)構(gòu)研究[J]. 土壤學(xué)報,2006,43(3):443-451.

        [14]竇森,陳恩鳳,譚世文,等. 不同來源胡敏酸的結(jié)構(gòu)表征[J]. 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,1989,11(2):50-56,123.

        [15]竇森,陳恩鳳,須湘成,等. 施用有機肥料對土壤胡敏酸結(jié)構(gòu)特征的影響——胡敏酸的光學(xué)性質(zhì)[J]. 土壤學(xué)報,1995,32(1):41-49.

        [16]周江敏,代靜玉,潘根興.土壤中水溶性有機質(zhì)的結(jié)構(gòu)特征及其與富里酸、胡敏酸的比較[J]. 土壤,2004,36(1):46-50.

        [17]肖彥春,竇森. 土壤腐殖質(zhì)各組分紅外光譜研究[J]. 分析化學(xué),2007,35(11):1596-1600.endprint

        摘要:通過室內(nèi)培養(yǎng)試驗,采用紅外光譜法對不同來源腐殖質(zhì)各組分的結(jié)構(gòu)特征進行研究。結(jié)果表明,豬糞-HA與沼渣-HA、玉米秸稈-HA相比,含有較多的脂肪族類物質(zhì)、芳香族不飽和物質(zhì);玉米秸稈-FA與沼渣-FA相比,含有較多的羧基及碳水化合物;沼渣-HM與玉米秸稈-HM、豬糞-HM相比,含有較多的脂族烴類、芳香化合物、羧基、碳水化合物等。

        關(guān)鍵詞:胡敏素;胡敏酸;富里酸;紅外光譜

        中圖分類號:S153.6+2 文獻標(biāo)志碼: A 文章編號:1002-1302(2014)07-0304-02

        收稿日期:2013-10-24

        基金項目:貴州省自然科學(xué)基金(編號:黔科合J字[2010]2079);貴州大學(xué)研究生創(chuàng)新基金(編號:研農(nóng)2013012).

        作者簡介:吳蝶(1989—),女,貴州開陽人,碩士研究生,從事土壤化學(xué)研究。E-mail:240325106@qq.com。

        通信作者:黃鶯,副教授,主要從事土壤肥力、農(nóng)田環(huán)境研究。E-mail:huangying98@sina.com。有機物料是土壤有機質(zhì)的重要來源之一,土壤施用有機物料,不僅能提高土壤肥力,同時也有利于土壤固碳。腐殖質(zhì)作為土壤有機質(zhì)的主體,根據(jù)酸堿溶解度不同,大體可分為胡敏酸(HA)、富里酸(FA)、胡敏素(HM)[1]。目前,關(guān)于土壤腐殖質(zhì)的研究中多注重于利用元素分析、紅外光譜等測定不同類型土壤的腐殖質(zhì)結(jié)構(gòu)[2-7],對于同一土壤類型添加不同來源有機物料后土壤腐殖質(zhì)各組分的結(jié)構(gòu)特征卻很少報道。本研究探討了同一土壤類型添加不同來源有機物料腐殖質(zhì)組分結(jié)構(gòu)特征,旨在為土壤腐殖質(zhì)各組分結(jié)構(gòu)特征及其對重金屬形態(tài)、含量的影響研究積累資料。

        1材料與方法

        1.1材料

        黃壤采自貴州大學(xué)南校區(qū)松林坡(自然土),采樣深度為0~20 cm,風(fēng)干后過2 mm篩備用。供試土壤基本理化性質(zhì)為:土壤有機碳含量18.08 g/kg,全氮含量0.93 g/kg,全磷含量0.56 g/kg,速效鉀含量93.00 mg/kg,pH值5.6。玉米秸稈、豬糞、沼渣均采自貴州大學(xué)農(nóng)學(xué)院試驗基地,漚制后,自然風(fēng)干過0.25 mm篩備用。供試有機物料基本性質(zhì)見表1。試驗用蒸餾水均為三重蒸餾水。

        3結(jié)論與討論

        本研究表明,豬糞-HA與沼渣-HA、玉米秸稈-HA相比,含有較多的脂肪族類物質(zhì)、芳香族不飽和物質(zhì),說明施用豬糞有利于增加HA中脂族C—H的比例。竇森等認為,從豬糞中提取的HA其脂族的含量高達80%以上[14],這可能是施用豬糞會導(dǎo)致土壤胡敏酸發(fā)生脂族化的原因。玉米秸稈-FA與沼渣-FA相比,含有較多的羧基及碳水化合物。竇森等認為,隨著腐殖化過程的進行,一般是C—H減少,—COOH增加[15]。研究發(fā)現(xiàn),豬糞有利于腐殖物質(zhì)的脂族化,說明豬糞-FA含有的羧基比玉米秸稈-FA、沼渣-FA少。沼渣-HM與玉米秸稈-HM、豬糞-HM相比,含有較多的脂族烴類、芳香化合物、羧基、碳水化合物等。另外,沼渣-HM、豬糞-HM可能還含有—OH。HA含有大量烷基鏈烴物質(zhì)、芳香族物質(zhì),F(xiàn)A以碳水化合物為主,且含有較多羧基,這與前人研究結(jié)果[16]一致。HM以脂肪族類結(jié)構(gòu)為主,并含有芳香化合物、羧基、碳水化合物等,與肖彥春等的研究結(jié)果[17]一致。土壤腐殖質(zhì)是一類高分子化合物(混合物),影響其結(jié)構(gòu)特征的因素較多,紅外光譜是分析土壤腐殖質(zhì)主要官能團的手段之一,在土壤腐殖質(zhì)研究中具有非常重要的作用。但是,由于紅外光譜的復(fù)雜性及腐殖質(zhì)提取劑的影響,此方法還不能完全反映所測腐殖質(zhì)的全部結(jié)構(gòu)性質(zhì)。本試驗只是對腐殖質(zhì)各組分進行初步的結(jié)構(gòu)表征,下一步應(yīng)采用核磁共振、元素組成等測試技術(shù)進行分析。

        參考文獻:

        [1]李凱,竇森. 不同類型土壤胡敏素組成的研究[J]. 水土保持學(xué)報,2008,22(3):116-119,157.

        [2]Ma H,Allen H E,Yin Y. Characterization of isolated fractions of dissolved organic matter from natural waters and a wastewater effluent[J]. Water Research,2001,35(4):985-996.

        [3]Christensen J B,Jensen D L,Grn C,et al. Characterization of the dissolved organic carbon in landfill leachate-polluted groundwater[J]. Water Research,1998,32(1):125-135.

        [4]蔣疆,王果,陳芳育,等. 草炭溶解態(tài)有機物質(zhì)與Cu2+、Cd2+絡(luò)合穩(wěn)定性的研究[J]. 土壤與環(huán)境,2002,11(2):116-120.

        [5]竇森,華士英. 施用有機肥料對胡敏酸結(jié)構(gòu)特征的影響——胡敏酸的1H-核磁共振波譜[J]. 土壤學(xué)報,1997,34(3):225-234.

        [6]張晉京,竇森,李翠蘭,等. 土壤腐殖質(zhì)分組研究[J]. 土壤通報,2004,35(6):706-709.

        [7]Grasset L,Guignard C,Ambles A. Free and esterified aliphatic carboxylic acids in humin and humic acids from a peat sample as revealed by pyrolysis with tetramethylammonium hydroxide or tetraethylammonium acetate[J]. Organic Geochemistry,2002,33(3):181-188.

        [8]文啟孝.土壤有機質(zhì)研究法[M]. 北京:農(nóng)業(yè)出版社,1984.

        [9]鮑士旦.土壤農(nóng)化分析[M]. 3版.北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2008.

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