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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-NMR 177

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-NMR 186

8.3.3 不同来源腐殖质组分的CP-MAS-13C-NMR 187

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