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從土壤腐殖質(zhì)分組到分子有機質(zhì)組學(xué)認識土壤有機質(zhì)本質(zhì)|研究

來源:環(huán)保節(jié)能網(wǎng)
時間:2019-09-13 09:13:08
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從土壤腐殖質(zhì)分組到分子有機質(zhì)組學(xué)認識土壤有機質(zhì)本質(zhì)|研究環(huán)境修復(fù)網(wǎng)訊:導(dǎo)讀本文系統(tǒng)梳理了與土壤生態(tài)系統(tǒng)功能相聯(lián)系的,特別是對固碳減排的土壤有機質(zhì)本質(zhì)認識的研究進展及路徑,探討了經(jīng)典

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本文系統(tǒng)梳理了與土壤生態(tài)系統(tǒng)功能相聯(lián)系的,特別是對固碳減排的土壤有機質(zhì)本質(zhì)認識的研究進展及路徑,探討了經(jīng)典腐殖質(zhì)學(xué)說存在的問題,概述了新近的有機質(zhì)保護穩(wěn)定學(xué)說及腐殖質(zhì)組學(xué)學(xué)說,并追溯了生物標志物有機質(zhì)分子研究,最后從土壤學(xué)的基本理念和理論出發(fā)討論和重新認識土壤有機質(zhì)的本質(zhì)及其價值。

經(jīng)典土壤腐殖質(zhì)學(xué)說及其存在的問題

1 土壤腐殖質(zhì)組分與腐殖化過程

經(jīng)典土壤學(xué)將土壤有機質(zhì)定義為土壤中的生命體及其死亡的生物質(zhì)殘留和腐殖質(zhì)。前者也可認為是非腐殖質(zhì),代表沒有降解或者降解殘留的植物源有機物質(zhì)。腐殖質(zhì)包括腐殖物質(zhì)和非腐殖物質(zhì)。經(jīng)典土壤腐殖質(zhì)理論認為腐殖物質(zhì)包含3 個最基本和重要的組分:分子量較小而化學(xué)性質(zhì)較活潑的富里酸,分子量較大且以雜環(huán)結(jié)構(gòu)為特征的復(fù)雜胡敏酸以及高度縮合、惰性的胡敏素等。這些組分是土壤有機質(zhì)中數(shù)量較多、性質(zhì)穩(wěn)定的復(fù)雜有機物質(zhì),其分子量可介于數(shù)百到數(shù)十萬道爾頓(dalton),化學(xué)結(jié)構(gòu)具有高度異質(zhì)性。

土壤腐殖質(zhì)形成理論先后有植物有機物降解假設(shè)、微生物合成假設(shè)、化學(xué)多聚化假設(shè)以及細胞自溶假設(shè)。經(jīng)典腐殖質(zhì)理論的核心是生物源有機物的腐殖化過程:新鮮有機質(zhì)礦化—殘余物二次合成—聚合與縮合—腐殖質(zhì)形成。腐殖質(zhì)合成的本質(zhì)是以含氧芳香烴為核心,有機質(zhì)降解中間產(chǎn)物與其聚合進一步合成大分子多聚體(往往稱為二次合成),最終很可能以含氧芳香烴及其衍生物為基礎(chǔ),外接不同碳鏈的脂肪族烷烴分子而鏈接為巨大聚合物,這種大分子聚合體通過金屬離子橋鍵結(jié)合到礦物表面,成為有機礦質(zhì)復(fù)合體(被認為是腐殖物質(zhì)的超分子結(jié)構(gòu)本質(zhì))而穩(wěn)定于土壤,使腐殖化過程具有了生態(tài)學(xué)意義。但這種聚合作用和橋接穩(wěn)定作用的熱力學(xué)過程還很不清楚,其反應(yīng)并不符合能量降低規(guī)律,故不斷受到土壤有機質(zhì)研究者的質(zhì)疑。

20 世紀90 年代以來,傅里葉變換紅外光譜、核磁共振和熱裂解—質(zhì)譜儀等光譜/波譜/色譜學(xué)結(jié)合分析技術(shù)引入土壤有機質(zhì)組分研究,使得人們在功能團組成上認識了土壤有機質(zhì)的復(fù)雜性和多元性。

2 有機質(zhì)分解與選擇性殘留保護學(xué)說

與腐殖質(zhì)學(xué)說相交存在的另一種觀點是,土壤有機質(zhì)是植物來源有機物的殘留物。20 世紀30 年代,已經(jīng)有不同分解階段的植物殘留有機物的化學(xué)組成資料。到20 世紀末,對于土壤中不同植物來源有機分子的存在及其分解性已經(jīng)有詳盡的資料。這些未分解、部分分解和正在分解轉(zhuǎn)化中的有機組分構(gòu)成了瞬時的土壤有機質(zhì)主體,且處于連續(xù)的動態(tài)變化中。之前研究認為,真菌促進了新鮮有機物分解而使其殘留物成為土壤有機質(zhì)。后來,這種有機質(zhì)殘留被認為是土壤微生物在完成分解后“選擇性保留”于土壤的結(jié)果,是土壤微生物的“自私行為”。作為優(yōu)先性分解組分,來自植物殘體和葉片的有機物質(zhì)快速分解損失,而來自根部的植物有機質(zhì)傾向于保留在土壤中,使土壤表現(xiàn)出對根有機物的“偏好”(親合性)。

腐殖化理論指向土壤有機質(zhì)持留存在的終極機制是腐殖物質(zhì)的分子化學(xué)穩(wěn)定性,但不易被微生物礦化分解,成為抗性(refractory)有機質(zhì),特別是有機質(zhì)損失而虧缺的農(nóng)業(yè)土壤中殘余的有機質(zhì)部分。隨著有機質(zhì)的輸入,不穩(wěn)定組分首先被土壤中的微生物利用,而穩(wěn)定性組分只有在不穩(wěn)定組分消耗殆盡時才有可能被微生物利用,因而在土壤中更長期保存下來成為老碳,即微生物的“喜新厭舊”使土壤有機質(zhì)總體上更新變慢。即使是這樣,在森林土壤中,大分子的木質(zhì)素化合物可能仍會選擇性地保留在大土壤顆粒(數(shù)百微米的團聚體)中成為抗性組分,而農(nóng)業(yè)利用下的抗性組分主要在細顆粒(例如粉粒/黏粒級復(fù)合體)中,其中選擇性地保留了分解有機質(zhì)產(chǎn)生的微生物多糖。腐殖物質(zhì)化學(xué)穩(wěn)定說曾在土壤學(xué)研究中盛極一時,還提出了多種操作方法(如6 mol/L HCl 提取組分法)用以表征土壤有機質(zhì)特別是腐殖物質(zhì)的化學(xué)穩(wěn)定性。不過,在合適的條件下,特定的微生物區(qū)系對化學(xué)惰性明顯的“腐殖物質(zhì)”大分子化合物的分解可能比預(yù)想的更快,這看起來就像是土壤微生物遇到一個伴侶時的“興奮互動”。

21 世紀以來,腐殖質(zhì)組分抗微生物分解的內(nèi)在(化學(xué))穩(wěn)定性經(jīng)典學(xué)說越來越被詬病。有學(xué)者研究認為,腐殖質(zhì)組分抗分解概念是模糊和抽象的,嚴重誤導(dǎo)了土壤碳循環(huán)與氣候變化的反饋研究,某些組分的固有抗分解性不是其分子性質(zhì)所決定的,而是受到微生境條件下的生物可達性及/酶反應(yīng)動力學(xué)的制約。腐殖質(zhì)學(xué)說的化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不但在化學(xué)本質(zhì)上受到質(zhì)疑,在解釋土壤有機質(zhì)穩(wěn)定機制上也日益顯得蒼白而難以為繼?;谟袡C質(zhì)物理化學(xué)本質(zhì)的腐殖質(zhì)學(xué)說可能誤導(dǎo)了對土壤有機質(zhì)過程以及生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的理解,需要新的角度和技術(shù)方法重新構(gòu)建土壤有機質(zhì)理論。這些認識進展已經(jīng)反映在國外權(quán)威教科書《The Nature and Properties of Soils》第15 版對其第14 版中關(guān)于土壤有機質(zhì)概念及其組成結(jié)構(gòu)的修正上(圖1)。

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圖1土壤有機質(zhì)概念及組成認識的演變

腐殖質(zhì)組學(xué)(Humeomics)學(xué)說及其方法

應(yīng)用檢測技術(shù)進行物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析的前提是待測物質(zhì)中組分組成盡量富集或單一純凈?!案迟|(zhì)”成分的復(fù)雜性并不能滿足各組分的分子結(jié)構(gòu)鑒定。為細致地研究腐殖質(zhì)各組分的分子組成,模擬腐殖質(zhì)由單一的簡單組分與土壤物質(zhì)形成不同結(jié)合力的復(fù)雜組分,采用模擬結(jié)合力的有機提取劑分離特定的腐殖質(zhì)組分一直是腐殖質(zhì)學(xué)說堅守者的努力方向。2011 年P(guān)iccolo 團隊首次提出了“腐殖質(zhì)組學(xué)(Humeomics)”概念及其方法框架。腐殖質(zhì)組學(xué)是基于有機溶劑萃取的連續(xù)性分離法,通過與三氟化硼在甲醇體系中的酯交換、甲醇的堿性水解、使用HI 裂解醚和糖苷鍵合等一系列反應(yīng),土壤中不同結(jié)合狀態(tài)的有機分子被連續(xù)提取和釋放,通過氣相色譜鑒定反應(yīng)釋放出的腐殖質(zhì)組分分子,最后表征土壤腐殖質(zhì)的分子組成結(jié)構(gòu)和特點(圖2)。這種腐殖質(zhì)組學(xué)法分離得到的有機組分可以偶聯(lián)于核磁共振波譜分析、氣質(zhì)聯(lián)用分析和電噴霧靜電場軌道阱組合式高分辨質(zhì)譜聯(lián)用分析系統(tǒng)(ESIOrbitrap-MS),從而獲得高分辨率的腐殖質(zhì)分子組成信息。

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圖2 土壤腐殖質(zhì)組學(xué)的連續(xù)提取分離法程序框架

這套方法體系在傳統(tǒng)的腐殖質(zhì)堿提取法基礎(chǔ)上,試圖將所有土壤有機質(zhì)組分能連續(xù)地分離純化,繼而通過有機組分的高分辨率分子鑒定來詳細解析各分離組分的腐殖質(zhì)分子組成,以獲得比傳統(tǒng)堿提取技術(shù)更多的分子組成信息。然而,基于土壤胡敏酸的腐殖質(zhì)組學(xué)組分所獲得的分子組成,并不能表征全部土壤有機質(zhì)分子組成信息。為此,有學(xué)者提出了修正的提取分離方法程序(圖2),代替上述方法中對胡敏酸的提取。改進后的腐殖質(zhì)組學(xué)技術(shù)能夠直接應(yīng)用于原始土壤樣品,可最大程度地提取和分離出更多的土壤有機質(zhì)組分,獲得令人滿意的土壤有機質(zhì)總回收率。不但獲得了第一個游離態(tài)水溶性(其實是弱酸溶性)組分(AQU1),并對殘留組分進行進一步分離,獲得了更多的土壤有機質(zhì)組分分子組成信息,繼而通過不同組分的質(zhì)量組成及其比例(圖3),可以探究土壤中不同組分對總有機質(zhì)的貢獻。

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圖3 腐殖質(zhì)組學(xué)分離鑒定法獲得的某水稻土土壤有機質(zhì)組分VanKrevelen 圖

生物標志物分子與土壤有機質(zhì)分子組學(xué)的萌生

1 植物生物標志物與植物源有機質(zhì)分子鑒定

直至20 世紀末,生命特征化合物(分子)鑒定技術(shù)不斷成熟,并逐漸用以探究土壤有機質(zhì)的本質(zhì)。了解有機質(zhì)分子分布,需要辨析生命來源的有機物隨著分解的分子變化。在正常土壤中,土壤有機質(zhì)來源于植物殘體、根系及其分泌物,以及土壤微生物生物體及其代謝產(chǎn)物。這些是不同分子大小和碳結(jié)構(gòu)的多糖、單寧、蠟質(zhì)、脂類、木質(zhì)素和蛋白質(zhì)等類群的有機物質(zhì)。土壤中存在的這些有機物質(zhì)可能因來源和降解程度的差異在分子結(jié)構(gòu)及碳鏈長度上帶有特定生命信息,稱為有機質(zhì)的分子生物標志物(biomarker molecules)。鑒定這些分子的豐度和組成,可能為探索土壤有機質(zhì)生命來源、追溯生態(tài)系統(tǒng)演變提供了一種新的技術(shù)途徑。

植物來源的脂類物質(zhì)和木質(zhì)素可穩(wěn)定存在于土壤中,角質(zhì)(cutins)和木栓質(zhì)(suberins)中不同碳鏈長度分子的組成或特定分子的比例常用來研究土壤中有機質(zhì)的植物來源及其降解程度。作為導(dǎo)管植物的生物大分子,木質(zhì)素降解的特征單體包括香蘭基(Vanillyls,代號V)、丁香基(Syringyls,代號S)和肉桂基(Cinnamyls,代號C),常用作木本生物標志物。丁香基/香蘭基值(S/V)和肉桂基/香蘭基值(C/ V)常用于推斷土壤中木質(zhì)素來源的植被類型和量化不同植被來源的有機質(zhì)對土壤碳庫的貢獻,因而可指示土地利用變化導(dǎo)致的有機質(zhì)組成變化。

角質(zhì)素化合物是非晶態(tài)的大分子生物共聚酯,其成分主要是羧酸(n-alkanoic acids)、中鏈羥基烴酸(chain ω-hydroxy-alkanoic acids)和C16單/雙羥基酸,并含有一定數(shù)量以酯鍵結(jié)合的環(huán)氧基團。木栓質(zhì)化合物則主要來自于植物的根系和樹皮,包括脂肪族聚酯、多酚類化合物以及長鏈羥基烴酸(鏈長度≥C20)。角質(zhì)/木栓質(zhì)替代脂肪酸(suberin/cutin-derived substituted fatty acids,Biomarkers-SFA)是相對穩(wěn)定的植物源生物標志物,在C3與C4植物下,土壤有機質(zhì)中20~30 個碳長度的中長鏈羧酸(如n-C22,n-C24和n-C26)分布模式迥異,因而可以用來探討植物地下部/地上部的有機質(zhì)來源。

木栓質(zhì)中的脂肪二酸(di-acids)來自單子葉植物根系,常作為農(nóng)作物植物根系生物標志物(rootbiomarker)。而角質(zhì),特別是其中的鏈羥基羧酸(-chain hydroxy carboxylicacids)來自地上部莖葉組織,常作為地上部生物標志物(shoot biomarker)。作為土壤中穩(wěn)定的植物源有機化合物,檢測這些替代性脂肪酸的相對豐度,可以區(qū)分根和葉片對土壤有機質(zhì)的輸入和穩(wěn)定,并評估植物地上和地下部對土壤有機質(zhì)的貢獻。目前為止土壤有機質(zhì)分子組成研究中報道的生物標志物及其鑒定綜合展示于表1。

表1 土壤有機質(zhì)中可鑒定的生物標志物特征與源解析

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2 從探析碳固定機制到探究土壤有機質(zhì)的生命起源本質(zhì)

以往分子有機質(zhì)研究多是采用固態(tài)紅外光譜或者固態(tài)核磁共振波譜直接對土壤樣品進行有機質(zhì)官能團組成分析。而對顆粒態(tài)有機質(zhì)或者溶解性有機質(zhì)的分子分析需進行提取制樣,結(jié)合氣質(zhì)聯(lián)用分析可以達到定量表征的要求;近年來,基于質(zhì)譜—氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)的靜電場軌道阱組合式質(zhì)譜分析、熱解吸氣質(zhì)聯(lián)用、傅立葉變換回旋共振質(zhì)譜,構(gòu)成了土壤有機質(zhì)波譜化和定量化分析方法,獲得高分辨率有機質(zhì)組成分子信息這些高分辨率技術(shù)可以用于土地利用及管理變化下,外源有機物質(zhì)進入土壤后的去向及其固定途徑的解析研究。

通過近10 多年來的發(fā)展,濕化學(xué)法結(jié)合氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用儀法,即土壤中植物標志物提取—萃取—濃縮法及GC/MS 定性/定量鑒定法聯(lián)合技術(shù)已經(jīng)基本完善,可滿足土壤有機質(zhì)生命來源分子的追蹤。

在生態(tài)系統(tǒng)中,無論來自地上部還是地下部生物生命活動留下的殘余物或者代謝產(chǎn)物,在土壤中隨時隨地處于不同程度微生物接觸而降解的過程,因此瞬時的土壤有機質(zhì)應(yīng)該是所有曾經(jīng)及正在土壤中活動的生命代謝產(chǎn)物或有機體殘余,僅是不同程度微生物降解的化合物的集合,構(gòu)成了土壤有機質(zhì)系統(tǒng)。不同土壤所處生態(tài)系統(tǒng)演替過程各異,作為有機質(zhì)輸入來源的植物種類及其比例差異在不同生態(tài)系統(tǒng)土壤中差異很大,歐洲學(xué)界將此抽象為腐殖質(zhì)系統(tǒng)及其形態(tài)類型(humus system and forms)。故而任何一種土壤中,植物天然生物標志物分子豐度及組成都可能反映特定系統(tǒng)的土壤有機質(zhì)特點,更可以用來追溯有機質(zhì)來源或者生態(tài)系統(tǒng)演化歷程。

面向土壤有機質(zhì)組學(xué)的土壤有機質(zhì)研究

土壤中有機質(zhì)是一系列既處于不同分解階段又結(jié)合或保護于不同粒徑團聚體生命來源的有機分子集合。考慮到有機物質(zhì)的分解程度和微生物參與分解的區(qū)系序列,分解程度較低的生物大分子和主要參與初期分解的真菌及其殘體多存在于粒徑較大的團聚體,而充分降解釋放的較小分子以及主要參與后期分解的細菌及其殘留物趨向于向較小團聚體集中。團聚體結(jié)構(gòu)中土壤微域生境多樣性,可能賦予了土壤有機質(zhì)的分子多樣性與微生物區(qū)系及種群的多樣性。在本體土壤中,團聚體是連續(xù)的,因而土壤中有機分子分布以及相應(yīng)的微生物分布都是土壤中連續(xù)分布的整體。

從本源上說,土壤物質(zhì)就是大小、結(jié)構(gòu)和功能(反應(yīng)性和生物活性)不同的、礦物質(zhì)—有機質(zhì)—微生物有序集合的土壤團聚體顆粒集合。其形成、發(fā)育和穩(wěn)定屬于土壤的生物動力學(xué)過程(biodynamics),是土壤形成及相關(guān)生命過程的基礎(chǔ)。植物等生物活動剩余物輸入的有機物質(zhì),一方面作為原始材料驅(qū)動土壤有機質(zhì)形成和穩(wěn)定;另一方面,它們被土壤中的食物網(wǎng),特別是微生物分解利用,并提供其活動的能源。而土壤團聚體的形成、穩(wěn)定和更新提供和維持了有機質(zhì)—微生物—生物功能的偶聯(lián)關(guān)系及其穩(wěn)定,是土壤發(fā)揮生物地球化學(xué)作用和生物多樣性保持的根本。因此,土壤有機質(zhì)連續(xù)體實際上是一種保持有機質(zhì)—微生物—生物活性良好協(xié)同的微域機制框架。

土壤有機質(zhì)一直是土壤學(xué)研究中的一個物質(zhì)黑箱,從定性到定量認識土壤有機質(zhì)的本質(zhì)及品質(zhì)的研究經(jīng)久不衰。從生物質(zhì)炭土壤改良和秸稈炭基肥的生態(tài)農(nóng)業(yè)試驗得到啟示,土壤有機質(zhì)發(fā)揮著以下功能:①結(jié)構(gòu)建成功能,作為可塑有機構(gòu)件(building blocks)參與形成礦質(zhì)—有機復(fù)合體和土壤團聚體。② 反應(yīng)性功能,即通過包被礦物質(zhì)表面,修飾了土壤的顆粒表面,呈現(xiàn)出氧化還原活性、可變電荷的吸附活性以及對無機元素的螯合和對有機化合物的捕獲固定活性。③生物激活功能,既刺激土壤生物(包括根系)代謝活動的功能,也包括可礦化有機質(zhì)對土壤微生物的激發(fā)效應(yīng)。最近關(guān)于生物質(zhì)炭可提取有機質(zhì)對植物生長的效應(yīng)研究,進一步明確至少部分土壤可溶性有機物可以刺激植物生長,促進植物生長與健康,進而對植物病害具有抵御作用(system resistance),盡管這種效應(yīng)還可能是由于這些活性有機質(zhì)所具有的氧化還原(電子遷移)活性。

表征和認識土壤有機質(zhì)的本質(zhì),首先是探析生態(tài)系統(tǒng)中伴隨土壤形成和發(fā)育的生命活動足跡(不同生物起源有機分子的豐度和結(jié)構(gòu)),其次是土壤中有機質(zhì)與生命多樣性保持的關(guān)系(如有機質(zhì)分子保持與土壤生物選擇性適應(yīng)及利用的關(guān)系),最后才可以揭示土壤有機質(zhì)的土壤功能與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)(如土壤固碳)。鑒于土壤是陸地最大的生物多樣性儲庫且食物多樣性是食物鏈多樣性的基礎(chǔ),土壤有機質(zhì)將具有比微生物更大的多樣性。因此,土壤有機質(zhì)質(zhì)量至少應(yīng)該與土壤微生物的食物多樣性和土壤團聚體穩(wěn)定性相聯(lián)系,這也從生態(tài)學(xué)角度提示了有機質(zhì)分子研究的重要性。我們認為,土壤有機質(zhì)在土壤中不僅是連續(xù)體,而且作為土壤核心的團聚體—有機質(zhì)—微生物—生命活動的耦合結(jié)構(gòu),亦應(yīng)呈連續(xù)體的分布系統(tǒng)(圖4),特別是在長期發(fā)育演化而穩(wěn)定的土壤中。在這方面,近10 年來歐洲學(xué)術(shù)界對土壤腐殖質(zhì)系統(tǒng)與腐殖質(zhì)形態(tài)的大陸尺度的對比和整合研究,有可能對土壤與生命發(fā)育的關(guān)系提供更前沿的視角。這對未來分子有機質(zhì)的研究和認識具有重要的借鑒作用。

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圖4 土壤有機質(zhì)組分及其結(jié)構(gòu)—組成—功能聯(lián)系的連續(xù)分布概念框架

隨著土壤微域鑒定技術(shù)和Nano-SIMS 的應(yīng)用,可視化和原位化的土壤團聚體生物物理結(jié)構(gòu)的重現(xiàn)成為可能。結(jié)合土壤團聚體的非干擾分離制備技術(shù),土壤有機質(zhì)分子組成與土壤團聚體物理結(jié)構(gòu)的耦合發(fā)育可能構(gòu)建土壤有機質(zhì)的分子序列,并逐漸成熟為團聚體—有機質(zhì)—微生物—酶活性等要素的分子組學(xué)。配合業(yè)已成熟的酶活性組學(xué)技術(shù)(Zymography),這種有機質(zhì)組學(xué)技術(shù)將可能回答土壤學(xué)的關(guān)鍵問題:如何解析作為連續(xù)體的土壤有機質(zhì)分子大家庭的基本構(gòu)成與存在狀態(tài),如何表征其與土壤的團聚體結(jié)構(gòu)、微生物區(qū)系結(jié)構(gòu)及其生態(tài)系統(tǒng)功能活性的聯(lián)系,如何刻畫和鑒別不同生態(tài)系統(tǒng)、不同利用和管理下土壤有機質(zhì)的差異,如何建立土壤可持續(xù)管理的土壤分子有機質(zhì)本質(zhì)及品質(zhì)??v觀當今的土壤學(xué)研究,土壤腐殖質(zhì)學(xué)說已不能適應(yīng)土壤有機質(zhì)過程和功能的認識,特別是土壤與生命耦合協(xié)同關(guān)系的探索;腐殖質(zhì)組學(xué)雖然理論框架和方法基本成型,但其對土壤有機質(zhì)的存在狀況及其與生命過程的聯(lián)系尚存疑隙;土壤有機質(zhì)分子研究已經(jīng)走出萌芽階段,借助于現(xiàn)代高分辨率分子分析技術(shù),已經(jīng)凸顯為新時期全球土壤基礎(chǔ)研究的新興領(lǐng)域。

結(jié)語

土壤有機質(zhì)研究一直處于“黑箱”中,隨著其含量、組成、結(jié)構(gòu)和功能的土壤學(xué)研究的深入和有機分子分組、分離、監(jiān)測和定量等有機化學(xué)分析技術(shù)的提升,剖析土壤有機質(zhì)的豐度、組成、結(jié)構(gòu)及其生物活性的條件日益成熟,有機質(zhì)研究已經(jīng)抵近“白箱”。以有機質(zhì)的分子組成為基本線索,以有機質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能為焦點,以有機質(zhì)的本質(zhì)和品質(zhì)為詮釋目標的土壤有機質(zhì)分子組學(xué)將成為土壤學(xué)最核心的基礎(chǔ)理論研究方向。這方面的創(chuàng)新知識不但充實或提升了土壤學(xué)核心理論,并將提升土壤學(xué)服務(wù)可持續(xù)固碳和管理以保持土壤自然價值的支撐能力。期望我國能夠迎頭趕上,并努力樹立優(yōu)勢和特色,在國際土壤學(xué)前沿發(fā)展中做出應(yīng)有的貢獻。



原標題:從土壤腐殖質(zhì)分組到分子有機質(zhì)組學(xué)認識土壤有機質(zhì)本質(zhì)|研究