【摘要】：腐植酸的生物活性與其結(jié)構(gòu)性密切相關(guān),氧化處理是改變腐植酸結(jié)構(gòu)性的重要方法。本文以風(fēng)化煤腐植酸(HA)為材料,設(shè)計過氧化氫濃度、反應(yīng)時間、液/固比、溫度四因素三水平正交試驗,制備系列氧化腐植酸材料(OHA1~OHA9),結(jié)合超濾分級,研究氧化腐植酸的結(jié)構(gòu)性及其對玉米根系的調(diào)控。主要結(jié)果如下:1.過氧化氫氧化腐植酸的結(jié)構(gòu)特征。與未氧化腐植酸HA相比,過氧化氫氧化處理大都降低了腐植酸(OHA1~OHA9)的C、H和N含量,增加了O含量,提高了C/N、C/H、O/C,一致性地提高了E2/E3與E4/E6值;多數(shù)氧化處理腐植酸的烷基碳、O-烷基碳和芳香碳含量降低,羧基碳含量提高,疏水性指數(shù)呈現(xiàn)一致性下降。四個制備條件中,溫度對腐植酸結(jié)構(gòu)性影響最大,其次是過氧化氫濃度和液/固比,時間因素影響最小。2.超濾分級腐植酸的結(jié)構(gòu)性。1)與HA相比,OHA6(中濃度-高液/固比-短時間-中溫氧化)的中(10 kDa~50 kDa)、小(10 kDa)分子量的產(chǎn)率較高,大(50 kDa)分子量的產(chǎn)率較低;OHA3(低濃度-高液/固比-長時間-高溫氧化)則相反,中、小分子量的產(chǎn)率較HA低,而大分子量產(chǎn)率高于HA的。2)腐植酸的C含量、N含量、C/H比、芳香碳含量、芳香度和疏水性指數(shù)隨分子量的增大而增大,O含量、C/N比、O/C比、E2/E3、E4/E6值和脂化度隨分子量的增大而減小,小分子量腐植酸的羧基含量最多。3)與HA對應(yīng)級分比較,OHA3和OHA6的H元素含量降低而O元素含量提高,大分子量級分的C元素含量增加,而中、小分子量級分的C元素含量降低;OHA3中分子量級分以及OHA6的中、小分子量級分的C/H降低,其他級分的C/H均增加。4)與HA對比,OHA6不同分子量級分的芳香度和疏水性指數(shù)低、脂化度高,且隨分子量變小,效果愈加明顯;OHA3不同分子級分的芳香度、脂化度和疏水指數(shù)與HA的基本相近。3.不同結(jié)構(gòu)氧化腐植酸對玉米根系生長的調(diào)控。1)與HA相比,OHA6顯著提高了玉米的根系生物量和活性,相反,OHA3卻顯著降低了玉米的根系生物量和活性,其他氧化腐植酸(OHAn)對根系的調(diào)控效果介于OHA6和OHA3之間。2)無論是HA還是OHA3和OHA6,對玉米根系生長和活性的調(diào)控效應(yīng)均為小分子量中分子量大分子量。與HA對應(yīng)級分比較,OHA6的小分子量腐植酸顯著提高了玉米根系生物量和活性;OHA3的小、中和大分子量腐植酸均大都降低了玉米根系的數(shù)量和活性。3)無論是HA還是OHA3和OHA6,當(dāng)分根單側(cè)施用腐植酸時,施腐植酸的一側(cè)玉米根系生長和活性顯著高于未施用腐植酸一側(cè),說明腐植酸對根系調(diào)控具有“局部”效應(yīng);單側(cè)施用腐植酸處理的整株根系生長也好于兩側(cè)均未施腐植酸的對照處理,說明腐植酸調(diào)控根系生長也具有“整體”效應(yīng)。4)玉米根干重、根系活力、根系TTC還原總量、根體積、根表面積等均與腐植酸的O含量、O/C比、羧基碳含量、O-芳香碳和E4/E6呈正相關(guān),其中與O/C比、O-芳香碳含量、O含量和羧基碳含量的相關(guān)性較高;與C含量、N含量、甲氧基和N-烷基碳含量、O-烷基碳含量、烷基碳含量、疏水性指數(shù)、C/H比呈負(fù)相關(guān)。
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S513
【圖文】：

STEVENSON的腐植酸模型

技術(shù)路線

12圖 2.1 氧化腐植酸制備裝置圖Figure 2.1 Schematic Diagram of H2O2Oxidation of Humic Acids

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本文編號：2789714