中文名稱:腐殖化作用
英文名稱:humification
定義1:土壤有機質在微生物作用下,一些分解的中間產物重新合成複雜高分子聚合物的過程。
所屬學科:生態學(一級學科);生態系統生態學(二級學科)
定義2:動物、植物、微生物殘體在微生物作用下,通過生化和化學作用而形成腐殖質的過程。
所屬學科:土壤學(一級學科);土壤生物與土壤生物化學(二級學科)
概念
土壤腐殖質是除未分解和半分解動、植物殘體及微生物體以外的有機物質的總稱。由非腐殖物質和腐殖物質組成,通常占土壤有機質的90%以上。
非腐殖物質為有特定物理化學性質,結構已知的有機化合物,其中一些是經微生物改變的植物有機化合物,而另一些則是微生物合成的有機化合物。這類物質約占土壤腐殖質的20%-30%,其中,碳水化合物(包括糖醛酸)占土壤有機質的5%-25%,平均為10%,它在增加土壤團聚體穩定性方面起著極重要的作用。
腐殖物質是經微生物作用後,由多酚和多醌類物質聚合而成的含芳香環結構的、新形成的黃色至黑色的非晶形高分子有機化合物。它是土壤有機質的主體,也是土壤有機質中最難降解的組分,一般占土壤有機質的60%-80%。
有機物質的腐殖化過程
關於腐殖質的形成過程目前有多種說法,概括起來可分為2個階段:第一階段
有機殘體分解提供了組成腐殖質分子的原始材料,如多元酚、含氮有機物(如胺基酸、多肽等)及其它的礦質化中間產物等。第二階段
由微生物分泌的多酚氧化酶將多元酚氧化成醌,醌再與胺基酸或肽縮合而成腐殖質的基本結構單元,然後在微生物及其分泌酶作用下,與其它結構單元進一步縮合形成複雜而穩定的腐殖質。這裡所述的只是形成腐殖質的可能途徑,實際上腐殖質的形成、組成和性質遠遠比上述模式要複雜的多。
腐殖質的組成
將土壤腐殖質進行分離提取可以得到3大類物質,即胡敏素、胡敏酸(褐腐酸)和富里酸(黃腐酸)。腐殖酸的化學組成中主要含有碳、氫、氧、氮、磷、硫等元素,還有少量的鈣、鎂、鐵、矽等灰分元素,其中碳、氮、磷、硫的比值大約為100:10:1:1。
腐殖酸分子中含有許多的功能團,如羧基、酚羥基、醇羥基、甲氧基、氨基、醯胺基等,正是由於這些功能團的存在,使腐殖酸表現出多種活性,如離子交換、與金屬絡合、緩衝酸鹼、氧化還原及生理活性等。