土壤不同有機(jī)質(zhì)組分的提取方法研究[開題報(bào)告]

1、<p><b>　　畢業(yè)論文開題報(bào)告</b></p><p><b>　　環(huán)境工程</b></p><p>　　土壤不同有機(jī)質(zhì)組分的提取方法研究</p><p>　　一、選題的背景、意義</p><p>　　人類的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)主要在土壤上進(jìn)行, 人類所需要的農(nóng)產(chǎn)品均直接或間接從土壤中生產(chǎn),

2、 土壤性質(zhì)在很大程度上制約著植物的生長發(fā)育和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)措施的效果, 所以土壤是農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ), 是人類不可或缺的自然資源。</p><p>　　土壤是指陸地表面具有肥力、能夠生長植物的疏松表層，其厚度一般在2m左右。土壤不但為植物生長提供機(jī)械支撐能力，并能為植物生長發(fā)育提供所需要的水、肥、氣、熱等肥力要素。</p><p>　　當(dāng)今我國土壤的基本狀況: (1)人均數(shù)量偏少。(2)整體質(zhì)量偏低。(

3、3)土壤退化現(xiàn)象仍較嚴(yán)重。其中整體質(zhì)量偏低主要原因?yàn)橥寥婪柿Φ拖隆Ｍ寥婪柿ΜF(xiàn)尚無直接度量的指標(biāo), 但一般認(rèn)為土壤有機(jī)質(zhì)能大體反映土壤的肥力水平, 人們還常常輔以土壤養(yǎng)分含量和障礙因素狀況來進(jìn)行綜合判斷。根據(jù)20世紀(jì)80年代第二次土壤普查的數(shù)據(jù),我國耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量1%～2%和低于1%的面積分別占38.125%和25.195%。</p><p>　　土壤有機(jī)質(zhì)由一系列存在于土壤中、組成和結(jié)構(gòu)不均一、主要成分為C和

4、N的有機(jī)化合物組成。土壤有機(jī)質(zhì)的成分中既有化學(xué)結(jié)構(gòu)單一，也有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、存在時(shí)問可達(dá)幾百到幾千年的腐殖質(zhì)類物質(zhì)，既包括主要成分為纖維素、半纖維素的正在腐解的植物殘?bào)w，也包括與土壤礦質(zhì)顆粒和團(tuán)聚體結(jié)合的植物殘?bào)w降解產(chǎn)物、根系分泌物和菌絲體。</p><p>　　從18世紀(jì)80年代開始．土壤中的一類黑色物質(zhì)引起了人們的廣泛關(guān)注，隨著對其化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)研究的深入，最后被定名為土壤腐殖質(zhì)。土壤腐殖質(zhì)是動(dòng)、植物殘?bào)w在微生物作

5、用下分解并再合成的一類深色、難分解、大分子有機(jī)化合物。</p><p>　　土壤腐殖質(zhì)可分為2類．一類是與已知的有機(jī)化合物具有相同結(jié)構(gòu)的單一物質(zhì)，被稱作非腐殖質(zhì)類物質(zhì)。另一類是腐殖質(zhì)類物質(zhì)。腐殖質(zhì)類物質(zhì)是土壤中所特有的，根據(jù)顏色和溶解性一般被分為：(1)富里酸。(2)胡敏酸。(3)胡敏素。腐殖質(zhì)類物質(zhì)占腐殖質(zhì)總量的85％一95％。</p><p>　　由于土壤有機(jī)質(zhì)在C、N、P、S等營養(yǎng)元

6、素的生物地球化學(xué)過程、成土過程、微生物的生長代謝過程、土壤有機(jī)質(zhì)分解和轉(zhuǎn)化過程以及土壤污染物的遷移過程有著重要的作用，特別是腐殖質(zhì)的一些環(huán)境行為優(yōu)勢和對環(huán)境修復(fù)的功能。因此已成為土壤科學(xué)、生態(tài)科學(xué)和環(huán)境科學(xué)交叉領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。</p><p>　　此次研究中，我們提取的目的有機(jī)質(zhì)組分為富里酸和胡敏酸。希望通過研究可以對我國土壤研究和農(nóng)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生積極作用。同時(shí)此次研究對我國環(huán)境保護(hù)事業(yè)具有現(xiàn)實(shí)意義。</p&g

7、t;<p>　　二、相關(guān)研究的最新成果及動(dòng)態(tài)</p><p>　　土壤中的腐殖物質(zhì)大多數(shù)是同無機(jī)成分相結(jié)合以復(fù)合體形式存在,大部分不溶于水。為了研究腐殖物質(zhì)的本質(zhì)和特征,需要將腐殖物質(zhì)同無機(jī)成分分離開來。目前最常用的提取劑是NaOH和Na4P2O7或其混合液。含強(qiáng)堿的提取劑雖具有提取效率高等優(yōu)點(diǎn),但也存在提取過程中腐殖物質(zhì)被氧化。</p><p>　　非離子性有機(jī)溶劑二甲基亞

8、砜(DMSO)在酸性條件下可溶解很多種天然高分子有機(jī)物質(zhì)。土壤中的腐殖物質(zhì)也能被溶解。</p><p>　　一般采用NaOH和Na4P2O7或其混合液和非離子性有機(jī)溶劑二甲基亞砜(DMSO)提取土壤胡敏酸，下面就二甲基亞砜(DMSO)提取土壤胡敏酸方法的敘述如下。</p><p>　　酸性DMSO的提取方法如下：稱取一定量的土壤，然后用稀鹽酸洗滌土壤3次，加入0.2 mol／L的DOSM鹽

9、酸溶液(W土：W液=l：25)，25℃恒溫振蕩16h，離心分離，重復(fù)操作直至上清液無色為止。向收集的上清液中加人10mol／L的NaOH至pH為8～10之間，沉淀用甲醇洗去殘余的DMSO并真空干燥除去過剩的甲醇，即為DMSO提取的土壤腐殖質(zhì)。</p><p>　　有人已經(jīng)對酸性二甲基亞砜和堿混液提取土壤胡敏酸效率及其特性進(jìn)行研究比較，研究結(jié)果表明，對于供試土壤，用兩種溶劑提取腐殖物質(zhì)、胡敏酸的提取率、1％吸光度、

10、元素組成、官能基組成和非腐殖性成分含量等，可以認(rèn)為，與堿混液相比，酸性DMSO提取出來的胡敏酸具有暗色化程度高、不飽和度高、羧基含量多以及非腐殖性成分少等特征。即具有腐殖化程度高的特征，因此，這種提取法在研究有機(jī)質(zhì)在土壤中的腐殖化過程以及形成的穩(wěn)定胡敏酸的化學(xué)性質(zhì)時(shí)，可能是一種取代堿性溶液的較好的腐殖質(zhì)提取劑。</p><p>　　此外，胡敏酸和富里酸的提取還可采用國際腐殖酸協(xié)會(huì)的制備方法，具體方法參見文獻(xiàn)Che

11、mical Studies on Soil Humin Acid .I.Elemen.Compositiom of Humic Acids ，由Kuwatsuka S與Tsutsuki K 于1978年發(fā)表。</p><p>　　最新的相關(guān)研究成果為由中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所于2004年07月23日申請專利的土壤中胡敏酸及胡敏素分級連續(xù)提取方法。此發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域中土壤有機(jī)質(zhì)的一種提取方法，具體

12、說就是一種提取土壤有機(jī)質(zhì)中的胡敏酸和胡敏素的新方法。本發(fā)明改進(jìn)了傳統(tǒng)提取混合液的組成成分，減少了被提取物發(fā)生堿解的幾率；另一關(guān)鍵點(diǎn)是在提取的過程中對被提取物進(jìn)行分離，將提取的過程與樣品分級融為一體，最終獲得多個(gè)分級樣品而不是一個(gè)，從而更好的滿足科研需要。</p><p>　　土壤有機(jī)質(zhì)一直是土壤學(xué)研究領(lǐng)域的重點(diǎn)，在過去的50年里，對土壤質(zhì)量可持續(xù)性觀念的增強(qiáng)和尋找快速判斷人為因素對土壤質(zhì)量影響方向指標(biāo)的強(qiáng)烈愿望導(dǎo)

13、致了土壤有機(jī)質(zhì)的研究重點(diǎn)發(fā)生了急劇變化；對農(nóng)業(yè)措施反映慢的土壤腐殖質(zhì)類物質(zhì)的研究正在退出土壤有機(jī)質(zhì)研究領(lǐng)域，而側(cè)重點(diǎn)逐漸轉(zhuǎn)向了土壤中未受微生物作用或正在受微生物降解的有機(jī)殘?bào)w；也出現(xiàn)了新的土壤有機(jī)質(zhì)研究概念和對應(yīng)測試手段：土壤有機(jī)質(zhì)的比重分組、與有機(jī)質(zhì)結(jié)合的土壤顆粒大小分組、土壤團(tuán)聚體中的POM和iPOM以及土壤水溶性有機(jī)質(zhì)和微生物體C等概念和測試手段被相繼提了出來。</p><p>　　不管將來研究土壤有機(jī)質(zhì)的

14、方向往何處發(fā)展，有機(jī)質(zhì)研究在土壤研究中的地位不會(huì)改變，現(xiàn)階段仍以胡敏酸和富里酸為代表的腐殖質(zhì)研究為主。</p><p>　　三、課題的研究內(nèi)容及擬采取的研究方法（技術(shù)路線）及預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)</p><p><b>　　1、研究內(nèi)容</b></p><p>　　以嘉興市中環(huán)路表層土壤為研究對象，在其路周邊實(shí)地采集多個(gè)土壤樣品，根據(jù)土壤有機(jī)質(zhì)在酸、

15、堿液中溶解性的差別，分別提取土壤胡敏酸和富里酸，并且不斷優(yōu)化提取時(shí)間和提取條件，建立起土壤中有機(jī)質(zhì)組分的提取方法，并且探討不同提取條件及周圍環(huán)境對實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生的影響。</p><p>　　2、擬采取的研究方法</p><p>　　胡敏酸和富里酸的提取還可采用國際腐殖酸協(xié)會(huì)的制備方法。</p><p><b>　　3、預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)</b><

16、;/p><p>　?。?）熟悉并掌握野外采集土壤樣品的基本流程和方法，包括采樣儀器的準(zhǔn)備、采樣方案設(shè)計(jì)和采樣的具體過程。</p><p>　　（2）熟悉并掌握實(shí)際土壤樣品的運(yùn)輸和保存方法。 </p><p>　?。?）探索土壤有機(jī)質(zhì)組分的提取方法。</p><p>　?。?）探索過程中不同周圍環(huán)境條件、提取條件對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。</p>

17、;<p>　　此外通過本課程實(shí)驗(yàn)并完成畢業(yè)論文的撰寫，為學(xué)生順利走向工作崗位、開展科研實(shí)驗(yàn)和后續(xù)研究生階段學(xué)習(xí)打下較為堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。</p><p>　　四、論文詳細(xì)工作進(jìn)度和安排</p><p>　　10月下旬：完成選題審批表和畢業(yè)論文任務(wù)書的制定。</p><p>　　11月－12月上旬：學(xué)生完成文獻(xiàn)綜述、開題報(bào)告和外文翻譯。 </p>

18、;<p>　　12月中旬－3月下旬：畢業(yè)論文實(shí)驗(yàn)階段，完成樣品采集、分級提取土壤有機(jī)質(zhì)不同組分。 </p><p>　　4月上旬－5月上旬：完成數(shù)據(jù)整理和畢業(yè)論文初稿的撰寫。 </p><p>　　5月上旬－5月中旬：論文修改，準(zhǔn)備答辯。</p><p><b>　　五、主要參考文獻(xiàn)</b></p><p>

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