土壤胡敏酸提取方法研究

土壤胡敏酸提取方法研究

摘要:采集20个表层土壤实验样品,优化了实验方法,提取了土壤胡敏酸、胡敏酸,结果表明:提取时间对实验结果产生影响,土壤有机质含量与pH值之间没有线性关系,土壤有机质含量和提取出的胡敏酸量成正比。

关键词:土壤有机质胡敏酸结构表征

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。根据颜色和溶解性一般被分为:富里酸、胡敏酸、胡敏素[3]。腐殖质类物质占腐殖质总量的85%～95%。胡敏酸主要由碳、氢、氧、氮等元素构成,碳、氢比值高,胡敏酸分子的边缘有官能团如羧基、酚羟基、甲氧基、酰氨基等。这些官能团决定胡敏酸的酸度、吸收容量及与无机物形成有机－无机复合物的能力[4]。

1 材料和方法

1.1 土壤样品采集

以嘉兴市中环路为采样地点,每隔1公里采集马路沿线花坛的表层土壤样品。采集土壤样品时,首先铲除地表草根落叶,五点法采集表层土壤样品(0～20cm),置于塑料盆中,混匀,收集500g左右土壤样品,

装入采样瓶中并贴上标签,带回实验室后风干,碾细过60目筛,装瓶备用。

1.2 样品理化性质分析

本次研究主要测定土壤pH、土壤有机质含量(SOM)。用pH计测量其中的pH值,测定土壤有机质时,准确称取5.0g样品置于250mL烧瓶中,取30%浓度的H2O2溶液40mL和蒸馏水10mL,混合均匀,再将其加入装有土样的烧瓶中,摇动,使溶液均匀,混合均匀后,将其静置2h,待冷却后,将溶液倒入100mL的离心管中,用3900r/min的速度,运行30min,离心完后,再将上清液倒掉,取剩余土样,将其转移至小烧杯中,放入烘箱,待烘干后,测其剩余土壤重量,记录,计算。

1.3 胡敏酸提取原理及实验步骤

本实验采用碱溶酸析法对土壤样品中胡敏酸进行提取,具体实验步骤如下。

(1) 准确称取50g过60目筛的土样于4个容量为1000mL的玻璃瓶中,加入0.05M盐酸500mL,充分搅拌后,浸提16h。

(2)吸去上层溶液,在玻璃瓶中加入500mL水,用离心机对悬浮液进行离心分离。离心管中的溶液应为50mL～55mL。

(3)将离心沉淀物收集,加入0.1MNaOH溶液500mL,间隙搅拌后,浸提16h,加入结晶硫酸钠,搅拌至硫酸钠完全溶解,静置过夜。

(4)提取上层清液。重新加入0.1MNaOH溶液处理土壤,离心分离。在3900r·min-1离心25min。同等条件下离心多次。得到上层清液。

(5)将碱提取液加盐酸调至pH至1.0～1.2之间,使其产生褐色絮状沉淀,静置24h后,然后离心分离,得到粗胡敏酸,60℃下烘干,然后提取。

实验现象表明,由于胡敏酸是溶于碱的有机质,NaOH溶液处理土壤时间越长,溶液颜色会逐渐加深。随提取次数增加,溶液颜色逐渐变浅,即土壤中胡敏酸数量逐渐变少,提取出的胡敏酸的绝对数量均下降。

2 实验结果及分析

本次研究了土壤的pH和有机质含量还有土壤中胡敏酸的提取方法,并对两者与胡敏酸之间的关系进行了系统整合。

2.1 pH、土壤有机质与胡敏酸量的关系

五个土样中,有机质含量与pH值之间几乎不存在一定线性关系,土壤中胡敏酸的提取量与其有机质含量呈正比,即在一般情况下,土壤中胡敏酸的含量随有机质含量的增大而增大(图2、3）。

2.2 土壤有机质来源分析（图4）

4#土样有机质含量最低,提取出胡敏酸的量也最少。这主要是因

为采样地区周围有较大面积施工地,土壤中含有较多水泥,沙石等杂质对土壤产生影响,此外,土样采集点植被较稀疏,其生物群落种类较少,凋落物的质和量,加上温度、雨量等外界环境因素共同决定了相应土壤中有机质的含量。8#土样有机质含量最高,其提取出胡敏酸的量也最多。原因在于附近植被密集,其凋落物的质和量较多,有机质的含量也高。

2.3 相关实验问题分析

整个实验过程,虽方法容易,简单入手,但整个实验过程花费时间较长,产率相对较低,容易造成损失,造成误差的地方太多,主要有以下几点。

(1)实验室湿度较高,室温风干后在磨碎过筛称重与磨碎后放入烘箱后称重,两者之间实验提取量有一定的出入。(2)在提取碱提取液过程中有一定的溶液流失,造成一定的误差。(3)实验中,浸提时,时间较长,有时浸提时间达到要求时还是会出现一直浑浊现象。(4)试验中,多次使用离心机,进行离心分离然后烘干提取出来的时,不容易提取干净,在这过程中提取量的误差甚大。

3 结语

本次实验采集了嘉兴交通干线周边表层土壤样品,对土壤中胡敏

酸进行提取。从试验中,我们得出结论:根据土壤有机质在酸碱溶液中溶解性的差别,采用碱溶酸析法对土壤样品中胡敏酸进行提取。有机质含量与pH值之间几乎不存在一定线性关系。提取出的胡敏酸含量和土壤有机质量成正比。

参考文献

[1]张晋京,窦森,李翠兰.土壤腐殖质分组研究[J].土壤通报,2004,12(6):706～709.

[2]Qualls RG,Haines BL.1991.Geochemistry of dissolved organic nutrients in water percolating through a forest ecosystem.Soil Sci Soc Am J,55:1112～1123.

[3]赵劲松,张旭东,袁星,等.土壤溶解性有机质的特性与环境意义[J].应用生态学报,2003,1(1):126～130.

[4]武天云,Jeff J.Schoenau,李凤民,等.土壤有机质概念和分组技术研究进展[J].应用生态学报,2004,4(15):717～722.