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什么是土壤低分子有机酸检测

发布时间: 2024-05-17  点击次数: 111次

有机酸是指由碳、氢、氧元素组成的一类有机化合物,其分子量小于 200,且含有至少一个羧基(-COOH)。它们可分为脂肪族碳链有机酸和芳香族酚酸。低分子量 有机酸在土壤中存在相当广泛,它们主要来源于动植物残体分解、植物根系分泌与微生物合成,有机酸的组成和含量因土壤类型和环境差异而有所不同。土壤中肥料的施加 以及有机物的转化是另一个重要来源。此外,自然降雨中一般也含有少量的甲酸盐和 乙酸盐,所以大气沉降也是土壤中一部分有机酸的来源之一。

土壤有机质的来源:

(1)动植物残体分解产生有机酸。通过动植物残体分解产生的有机酸大致分为两 部分:一部分是动植物的内源有机酸,如一些低级脂肪酸、草酸、柠檬酸、苹果酸、酚酸等,当动、植物残体被分解之后,释放体内的有机酸类物质,使其进入土壤;另一部分来源于植物残体中多种成分的发酵或水解,包括淀粉、果胶、纤维等产生的低级饱和脂肪酸。木质素转化产生的酚酸,脂肪类物质分解产生的长链脂肪酸如辛酸、蜡酸等。

(2)植物根系分泌产生有机酸。任何有根系活动的土层中都有发生根系分泌有机 酸的可能,这既可以是一种因被动“缺少"而出现的结果,也可以是有机化合物积极主动地渗出。简单来说,就是受环境胁迫作用,从而使植物根系主动或被动释放出大量 有机物质,这些有机物质进入根际土壤,其中低分子量有机酸含量占有相当比例。

(3)微生物合成有机酸。多数细菌和真菌都能分泌出多种有机酸, 菌株类型影响 着分泌有机酸的数量和种类。真菌主要分泌草酸、乳酸、丙二酸等有机酸, 而细菌除了能分泌以上三种有机酸外,一定条件下还能分泌出乙酸和酒石酸。除此之外,一些霉菌类微生物还会产生糖酸类物质如葡糖酸、葡糖醛酸和2-酮葡糖酸等。再者,少数微生物还能产生一些芳香酸类物质,如阿魏酸、香草酸、丁香酸和 p-羟基苯乙烯酸等。

土壤低分子有机质的类型及作用:

常见的低分子量有机酸主要类型有丙二酸、丙酸、草酸、琥珀酸、甲酸、酒石酸、柠檬酸、苹果酸、乳酸、乙酸。

土壤中有机酸含有的羧基具有较为显著的络合作用,在改善植物根际土壤理化性质、促进矿物溶解和成土作用、调节植物根际营养、缓解有毒元素的毒害等方面扮演着重要的角色,此外,有机酸还在植物化感作用方面也起着重要的作用。

在植物的生长发育过程中,它们可以作为植物的碳源和能源,促进和抑制植物内生长素的合成,改变根际环境和微生物活性,调节养分,影响植物对不利环境的适应性等。 植物根际土壤低分子量有机酸不仅有着显著的酸化效应,还可以通过羧基基团生成更为稳定的络合/螯合物,从而影响土壤理化特征、微生物活性、根际养分和重金属解毒等诸多根际生理生态过程,其功能主要表现为 5个方面:

(1)释放游离的 H +,酸化植物根际环境,通过降低土壤 pH 值间接影响根际理化特征;

(2)作为细菌、真菌等微生物生长过程中的碳源,通过影响酶在土壤与矿物中的吸附性来影响微生物生化反应的速率,从而影响根际土壤微生物的组成浓度特征;

(3)加快土壤原生和次生矿物风化效应,基于酸化、水解和络合/螯合等过程,使得原生和次生矿物加速风化作用,从而提供更多的养分载体;

(4)改善植物生长环境中营养情况,通过一系列反应作用增强土壤中的 P、Fe、Mn 和 Zn 等营养元素的活性,调节植物生长所需的营养环境;

(5) 减弱铝毒危害,有机酸通过螯合作用能够减弱铝毒危害,同时也能和镉、铅进行螯合反应缓解土壤重金属污染

土壤的不同类型、pH、温度、含水量、微生物活性以及有机物种类和含量等都会影响到土壤低分子量有机酸的组成和含量。目前因为有机酸的结构、性质比较复杂,定性定量的方法较多。

方法优点缺点气相色谱法适用于挥发性酸需要衍生化反应,测试过程复杂费用高高效液相色谱法方法简便快捷,能够快速分析样本中主要有机酸类成分分离效果较差离子色谱法操作简便、分离良好对目标物定性只能靠保留时间,容易受共存离子干扰毛细管电泳法速度快、成本低灵敏度和精密度较差

目前测定有机酸方法中,因HPLC法操作简单、准确度高等优点,应用最为广泛,且可同时测定多种有机酸。





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