腐殖酸的性质

一、腐殖酸的元素组成

腐殖酸主要由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成，此外还含少量的钙、镁、铁、硅等灰分元素。各种土壤中腐殖酸的元素组成是不完全相同的。就腐殖质整体来说，含碳55%～60%,平均为58%,(在计算土壤腐殖质质量分数时，常以土壤的有机碳百分数质量分数乘以100/58,即1.724作为其腐殖质质量分数）。含氮3%～6%,平均为5.6%。其C/N比值平均为（10:1)～(12:1)。就不同的腐殖酸相比较，褐腐酸的碳、氮质量分数一般高于黄腐酸，而氧和硫的质量分数则低于黄腐酸。

二、腐殖酸的分子结构和分子质量（相对分子质量）

腐殖酸的化学结构式虽然还没有确定，但它们有若干共同点是可以肯定的，即分子结构非常复杂，都属于大分子聚合物，以芳香族核为主体，附以各种功能团。其中主要的功能团为酚羟基、羚基、甲氧基，并有含氮的环状化合物等，这部分氮较难分解，只有在芳核被破坏后才能释放出来。

腐殖酸的分子质量因土壤和组分的不同而异，一般褐腐酸的分子质量大于黄腐酸。根据中国科学院南京土壤研究所的报道，我国黑土和砖红壤的褐腐酸平均相对分子质量为2500和2000,黄腐酸为680～1450。关于腐殖酸分子的形状，研究报道并不一致，过去认为成网状多孔结构，近来通过电子显微镜拍照或通过黏性特征的推断，有的认为是球形的，有的认为是棒状的，也有报道说两种形状都有，腐殖酸分子内部有很多交联构造，因此就整体来说结构并不紧密，尤以表面一层更为疏松，整个分子表现出非晶质特征。

三、腐殖酸的电性

由于腐殖酸的组分中有多种含氧功能团的存在，故腐殖酸表现出多种活性，如离子交换、对金属离子的络合能力以及氧化还原性等。这些性质都与腐殖酸的电性有密切关系，腐殖酸是两性胶体，在它表面既带负电又带正电，通常以带负电为主，电性的来源主要是分子表面的含氧基，如羚基和酚险基的解离以及胺基的质子化。

由于含氧基的解离和胺基质子化的程度是随周围溶液中II'浓度而变化的，所以这些电荷的数量也随着土壤的pH而变异，属可变电荷

四、腐殖酸的溶解度和凝聚性

褐腐酸不溶于水，它与钾、钠、钱等形成的一价盐类可溶于水，而与钙、镁、铁、铝等高价盐基离子形成的盐类，其溶解度就大大降低；黄腐酸有相当大的水溶性，其溶液的酸性较强，它和一价及两价金属离子所形成的盐类都能溶于水。

腐殖酸可与铁、铝、铜、锌等高价金属离子形成络合物，一般认为羧基、酚羟基是参与络合的主要基团。络合物的稳定性随介质pH的升高而增大（例如，腐殖酸在pH4.8时能和铁、铝和钙等离子形成水溶性络合物，在中性或碱性条件下，会产生沉淀）,但随着介质氢离子浓度的增大而降低。此外，络合物的稳定性还和金属离子本身的性质及腐殖酸的性质有关，据研究，络合物稳定性随腐殖酸的腐殖化程度的增高而增大。

腐殖质是带负电荷的有机胶体，根据电荷同性相斥的原理，新形成的腐殖质胶粒在水中是分散的溶胶状态，但增加电解质浓度或高价离子，则电性中和而相互凝聚，形成凝胶。腐殖质在凝聚过程中可使土粒胶结起来，形成结构体。腐殖质还可以通过干燥或冰冻脱水变性，形成凝胶，而且这种变性是不可逆的，所以能形成水稳性团粒结构。

五、吸水性

腐殖质是一种亲水胶体，有强大的吸水能力，单位质量腐殖物质的持水量是硅酸盐黏土矿物的4～5倍，最大吸水量可以超过500%。从饱和大气中吸收的水气量约可达到其本身质量的1倍以上。

六、稳定性

腐殖酸的化学稳定性很强，抗微生物分解的能力较强，分解周转时间长，一般腐殖酸的年矿化速率平均在1%～2%之间。但新旧程度不同的腐殖酸分解的速度有很大的差异。在温带气候条件下，一般新鲜植物残体的半分解期少于3个月，而新形成的腐殖质的半分解期为4.7～9年，褐腐酸的平均存留时间为780～3000年，黄腐酸为200～630年。

参考文献：

【1】陆欣.土壤肥料学【M】.北京：中国农业大学出版社，2019.34-35.