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第1章 土壤有机质的基础知识1

1.1 土壤的基本概念及其物质组成1

1.1.1 土壤的概念1

1.1.2 土壤的三相物质组成2

1.1.3 土壤的生物学特性和结构特性2

1.2 土壤有机质的概念、来源及构成2

1.2.1 土壤有机质的概念2

1.2.2 土壤有机质的来源和组成4

1.2.3 土壤有机质的存在状态5

1.3 土壤有机质与土壤肥力5

1.3.1 土壤有机质在土壤肥力上的作用5

1.3.2 土壤有机质与土壤固碳9

1.3.3 土壤有机质与土壤环境解毒14

1.3.4 土壤有机质与作物生长19

参考文献24

第2章 土壤有机质的分组26

2.1 土壤有机质分组的概念和研究进展26

2.1.1 土壤有机质的物理分组26

2.1.2 化学分组34

2.1.3 物理-化学结合分组37

2.1.4 生物学稳定性分组38

2.1.5 按光学性质分组39

2.1.6 对土壤有机质分组新认识40

2.2 定量研究中土壤有机质分组方法43

2.2.1 水稳性团聚体分组方法43

2.2.2 Pallo的腐殖质分组方法43

2.2.3 修改的Pallo腐殖质分组方法44

2.2.4 腐殖质组成修改法45

2.2.5 HM组成和相应的分组方法46

参考文献47

第3章 非腐殖物质55

3.1 碳水化合物55

3.1.1 土壤碳水化合物的作用55

3.1.2 土壤碳水化合物的结构和分类56

3.1.3 土壤碳水化合物的存在状态58

3.1.4 土壤碳水化合物的定量测定58

3.2 含氮化合物58

3.2.1 土壤有机氮分组58

3.2.2 氨基酸59

3.2.3 氨基糖60

3.2.4 其他含氮化合物61

3.2.5 土壤有机氮的稳定性62

3.2.6 有机氮的测定方法62

3.2.7 N示踪技术63

3.3 有机磷、硫化合物63

3.3.1 有机磷化合物63

3.3.2 有机硫化合物65

3.3.3 土壤有机质的C∶N∶P∶S值66

3.4 脂类化合物66

3.4.1 土壤脂类化合物的作用67

3.4.2 土壤脂类化合物的含量67

3.4.3 土壤脂类化合物的组成和结构68

参考文献70

第4章 腐殖物质及其物理性质71

4.1 腐殖物质的定义71

4.1.1 历史回顾71

4.1.2 现代概念和定义71

4.2 定性研究中腐殖物质的提取、分组和纯化72

4.2.1 腐殖物质的提取72

4.2.2 主要的提取和纯化方法76

4.3 腐殖物质的物理性质83

4.3.1 固体物理性质83

4.3.2 溶液物理性质83

4.3.3 电子显微镜观察84

参考文献85

第5章 腐殖物质的化学性质和生物地球化学性质88

5.1 相对分子质量及其分布与分子模型88

5.1.1 相对分子质量及其分布88

5.1.2 分子模型89

5.2 元素组成、官能团和电化学性质95

5.2.1 元素组成95

5.2.2 官能团含量96

5.2.3 电化学性质98

5.3 活化度99

5.3.1 活化度的概念和测定方法99

5.3.2 土壤有机质及其组分的活化度100

5.4 化学降解及产物分析101

5.4.1 腐殖物质的降解101

5.4.2 土壤胡敏酸水解和分组102

5.4.3 HA水解产物的GC-MS鉴定104

5.5 腐殖物质的同位素生物地球化学性质109

5.5.1 不同有机质组分的同位素分异109

5.5.2 不同腐殖物质组分的更新速度112

参考文献114

第6章 土壤有机质的热性质和热力学稳定性116

6.1 土壤有机质的热分解特征及热解产物分析116

6.1.1 土壤有机质的差热分析116

6.1.2 土壤有机质的热重分析120

6.1.3 土壤有机质的微炉热解分析121

6.2 土壤有机质的热解产物分析122

6.2.1 土壤有机质的居里点热解-气相色谱／质谱产物分析123

6.2.2 土壤有机质的甲基化-热解-气相色谱／质谱技术132

6.2.3 土壤有机质的热解-场离子化-质谱产物分析132

6.3 有机质组分的热力学参数和热力学稳定性133

6.3.1 不同有机质组分的热值134

6.3.2 土壤腐殖物质的热力学稳定性研究（元素组成-土壤条件参数法）134

6.3.3 Vodyanitsky方法137

参考文献139

第7章 土壤有机质的光学性质和电子能谱141

7.1 土壤有机质的相对吸光值141

7.1.1 色值141

7.1.2 色调系数142

7.1.3 相对色度144

7.1.4 紫外E265、E265／E325值145

7.2 土壤有机质的紫外-可见光谱146

7.2.1 吸光值曲线146

7.2.2 可见-紫外光谱148

7.3 土壤有机质的荧光光谱149

7.3.1 荧光激发光谱150

7.3.2 荧光发射光谱151

7.4 土壤有机质的红外光谱153

7.4.1 HS红外光谱的归属153

7.4.2 不同有机质组分的红外光谱154

7.5 土壤有机质的电子能谱161

7.5.1 电子能谱的原理161

7.5.2 HA的XPS（C1s）162

参考文献164

第8章 土壤有机质的核磁共振波谱和顺磁共振波谱166

8.1 土壤有机质的1H-NMR波谱166

8.1.1 NMR波谱的原理166

8.1.2 1H NMR在土壤有机质研究中的应用167

8.1.3 1H-NMR测定方法和间接计算芳香度的方法175

8.2 土壤有机质的液态13C-NMR波谱176

8.2.1 13C-NMR的特点176

8.2.2 土壤有机质的液态13C-NMR177

8.2.3 液态13C-NMR的定量方法研究181

8.3 土壤有机质的固态13C-NMR波谱185

8.3.1 CP-MAS技术185

8.3.2 土壤有机质的CP-MAS-13C-NMR186

8.3.3 不同来源腐殖质组分的CP-MAS-13C-NMR187

8.4 土壤有机质的顺磁共振波谱192

8.4.1 顺磁共振波谱的原理192

8.4.2 顺磁共振波谱在土壤有机质研究中的应用193

参考文献193

第9章 土壤腐殖物质的形成与转化198

9.1 有机物料在土壤中分解及腐殖化系数198

9.1.1 有机物料在土壤中分解198

9.1.2 有机物料的腐殖化系数199

9.2 土壤有机质的分解及矿化率199

9.2.1 14C标记研究199

9.2.2 δ13C标记研究200

9.2.3 土壤氮素矿化205

9.3 土壤腐殖物质不同组分的矿化和环境因素的作用207

9.3.1 土壤腐殖物质不同组分的矿化207

9.3.2 环境因素对土壤腐殖物质不同组分矿化的影响207

9.4 土壤腐殖物质的形成209

9.4.1 土壤腐殖物质的形成的几种假说209

9.4.2 腐殖物质各组分的形成顺序和相互转化211

参考文献217

第10章 微生物在腐殖质形成转化中的作用219

10.1 土壤微生物种类组成特征219

10.1.1 细菌219

10.1.2 放线菌222

10.1.3 真菌223

10.2 土壤微生物对环境变化的响应225

10.2.1 种群丰富度的变化225

10.2.2 种群更替227

10.2.3 不同环境条件对土壤微生物的影响227

10.3 微生物在腐殖物质形成转化中的作用229

10.3.1 细菌在腐殖质形成转化中的作用229

10.3.2 放线菌在腐殖质形成转化中的作用230

10.3.3 真菌在腐殖质形成转化中的作用231

10.3.4 不同基质在腐殖质形成转化中的作用233

参考文献234

第11章 土壤腐殖质形成转化的驱动因素236

11.1 不同温度对土壤腐殖质形成转化的影响236

11.1.1 不同温度对土壤腐殖质组成的影响238

11.1.2 胡敏素组成243

11.1.3 不同温度对溶性腐殖物质结构性质的影响244

11.2 不同水分含量对土壤腐殖质形成转化的影响249

11.2.1 腐殖质组成和胡敏素组成250

11.2.2 不同水分处理对土壤溶性腐殖质结构性质的影响255

11.3 不同O2浓度对土壤腐殖质形成转化的影响261

11.3.1 不同O2浓度对土壤腐殖质组成的影响262

11.3.2 O2浓度对胡敏素组成的影响268

11.3.3 溶性腐殖质的结构性质269

11.4 不同CO2浓度对土壤腐殖质形成转化的影响274

11.4.1 腐殖质组成275

11.4.2 胡敏素组成285

11.4.3 溶性腐殖质的结构性质288

参考文献291

第12章 土壤有机质调节原理295

12.1 对土壤肥力实质的认识295

12.1.1 土壤肥力与土壤生产力295

12.1.2 微团聚体与土壤肥力296

12.1.3 土壤有机质是土壤肥力的核心物质296

12.2 简论土壤有机培肥297

12.2.1 土壤有机培肥理论297

12.2.2 有机物料施用方式297

12.2.3 改善土壤有机质品质是土壤有机培肥的核心298

12.3 土壤有机质的生态平衡理论299

12.3.1 土壤有机质分解的大气控制和矿物控制阶段299

12.3.2 土壤有机质含量的适宜值300

12.3.3 维持土壤有机质平衡的有机物料施入量301

12.3.4 土壤有机胶体老化与更新及保持生态平衡的途径303

参考文献303

第13章 耕作施肥对土壤有机质各组分数量的影响305

13.1 施用有机肥对土壤有机质含量和活性的影响305

13.1.1 施用有机肥对土壤有机质含量的影响305

13.1.2 施用有机肥对土壤碳活性的影响306

13.2 施肥对土壤有机-无机复合和腐殖质结合形态的影响308

13.2.1 施肥对土壤有机-无机复合的影响308

13.2.2 施肥对腐殖质结合形态的影响309

13.3 施用有机物料对土壤团聚体组成和团聚体中碳氮分布的影响311

13.3.1 施用有机物料对土壤团聚体组成的影响311

13.3.2 施用有机物料对土壤团聚体中碳氮分布的影响315

13.4 耕作施肥对土壤腐殖质组成和胡敏素组成的影响318

13.4.1 耕作和施肥对土壤腐殖质组成的影响318

13.4.2 耕作和施肥对胡敏素组成的影响322

参考文献324

第14章 耕作施肥对土壤胡敏酸结构性质的影响326

14.1 施用有机物料对胡敏酸结构性质的影响327

14.1.1 施用有机物料对胡敏酸化学性质的影响327

14.1.2 施用有机物料对胡敏酸光学性质的影响330

14.1.3 土壤有机培肥对胡敏酸热性质的影响335

14.1.4 施用有机肥对胡敏酸波谱学性质的影响336

14.2 施用化肥对胡敏酸结构性质的影响340

14.2.1 施用化肥对胡敏酸化学性质的影响340

14.2.2 施用化肥对胡敏酸光学性质的影响341

14.2.3 施用化肥对胡敏酸热性质的影响343

14.3 有机无机配施对胡敏酸结构性质的影响344

14.3.1 有机无机配施对胡敏酸化学性质的影响344

14.3.2 有机无机配施对胡敏酸光学性质的影响344

14.3.3 有机无机配施对胡敏酸热性质的影响346

14.4 耕作对胡敏酸结构性质的影响347

14.4.1 耕作对胡敏酸化学性质的影响347

14.4.2 耕作对胡敏酸光学性质的影响348

14.4.3 耕作对胡敏酸热性质的影响349

14.4.4 耕作对胡敏酸波谱学性质的影响350

14.5 不同土地利用方式对胡敏酸结构性质的影响350

14.5.1 不同土地利用方式对胡敏酸化学性质的影响351

14.5.2 不同土地利用方式对胡敏酸光学性质的影响351

14.5.3 不同土地利用方式对胡敏酸热性质的影响352

参考文献353

第15章 耕作施肥对富里酸结构性质的影响356

15.1 施用有机物料对富里酸结构性质的影响357

15.1.1 施用有机物料对富里酸化学性质的影响357

15.1.2 有机培肥对富里酸光学性质的影响361

15.1.3 有机培肥对富里酸的13C NMR波谱的影响363

15.2 施用化肥和有机无机配施对富里酸结构性质的影响366

15.2.1 施用化肥对富里酸元素组成的影响366

15.2.2 有机无机配施对富里酸元素组成的影响366

15.3 耕作和不同土地利用方式对富里酸结构性质的影响366

15.3.1 耕作对富里酸元素组成的影响366

15.3.2 耕作对富里酸红外光谱的影响367

15.3.3 耕作对富里酸热性质的影响368

15.3.4 不同土地利用方式对富里酸热性质的影响368

参考文献369

第16章 耕作施肥对土壤胡敏素结构性质的影响371

16.1 施用有机肥料对胡敏素结构特征的影响371

16.1.1 施用有机肥料对铁结合胡敏素结构性质的影响371

16.1.2 施用有机肥料对黏粒结合胡敏素结构性质的影响373

16.1.3 施用有机肥料对不溶性胡敏素结构性质的影响376

16.2 施用化肥对胡敏素结构性质的影响380

16.2.1 施用化肥对铁结合胡敏素结构性质的影响380

16.2.2 施用化肥对黏粒结合胡敏素结构性质的影响381

16.3 有机无机配施对胡敏素结构性质的影响382

16.3.1 有机无机配施对铁结合胡敏素结构性质的影响382

16.3.2 有机无机配施对黏粒结合胡敏素结构性质的影响384

16.4 耕作措施对胡敏素结构性质的影响385

16.4.1 耕作措施对铁结合胡敏素结构性质的影响386

16.4.2 耕作措施对黏粒结合胡敏素结构性质的影响387

16.5 不同土地利用方式对胡敏素结构性质的影响389

16.5.1 不同土地利用方式对铁结合胡敏素结构性质的影响390

16.5.2 不同土地利用方式对黏粒结合胡敏素结构性质的影响391

参考文献394

第17章 展望397

附：博士后和研究生名单399