腐殖酸（Humic Acid）与腐殖质（Humus）的区别与联系

深入解析土壤有机质中的核心组分及其生态意义

基本定义

1 腐殖质（Humus）

是土壤中高度分解的稳定有机物质的总称，由动植物残体经微生物分解转化后形成，是土壤有机质（SOM）的核心组成部分。

主要组分：

  • • 胡敏酸（Humic Acid）
  • • 富里酸（Fulvic Acid）
  • • 胡敏素（Humin）

2 腐殖酸（Humic Acid）

是腐殖质中的一种特定组分，属于腐殖物质（Humic Substances）的一类，具有较高的分子量，能溶于碱性溶液但酸化后会沉淀。

核心区别

特征 腐殖酸（Humic Acid） 腐殖质（Humus）
定义范围 腐殖质中的单一成分，仅包含胡敏酸和富里酸。 腐殖质的总称，包含胡敏酸、富里酸、胡敏素。
溶解性
  • 胡敏酸：溶于碱性溶液，酸化后沉淀
  • 富里酸：溶于任何pH的水
 整体为混合物，溶解性因组分而异。
化学结构 复杂芳香族化合物，含羧基、酚羟基等功能团。 包含腐殖酸（胡敏酸、富里酸）及胡敏素。
稳定性 高度稳定，分解速率极慢（数百年至数千年）。 更广泛，包含不同稳定性的组分（如胡敏素更稳定）。

形成与转化关系

腐殖质的形成

动植物残体 → 微生物分解 → 形成简单有机物（如氨基酸、糖类）→ 通过缩合反应生成腐殖酸、富里酸 → 与矿物结合形成胡敏素 → 最终形成腐殖质。

腐殖酸的转化

腐殖酸可进一步与金属离子（如Ca²⁺、Fe³⁺）结合形成腐殖酸盐，增强土壤团聚体稳定性。例如，胡敏酸与铁铝氧化物结合，形成稳定的有机-矿物复合体（OM-Mineral Complex）。

功能与作用

腐殖酸（Humic Acid）的功能

  • 1 提高土壤保水性：富里酸的亲水基团可增加土壤持水能力。
  • 2 改善土壤结构：胡敏酸通过桥联作用促进土壤团聚体形成。
  • 3 重金属螯合：腐殖酸的羧基和酚羟基可固定Cd²⁺、Pb²⁺等污染物。

腐殖质（Humus）的生态意义

  • 1 碳固存：占土壤有机碳（SOC）的60%-80%，是长期碳汇。
  • 2 养分缓释：缓慢分解释放氮、磷、硫等养分。
  • 3 微生物栖息地：为土壤微生物提供能量和生存环境。

实际应用中的关联

土壤健康评估

腐殖酸含量常作为腐殖质质量的指标。例如，研究发现土壤中胡敏酸/富里酸比值（HA/FA）可反映腐殖化程度，森林土壤的HA/FA比值（1.2-2.5）高于农田土壤（0.8-1.0）。

农业与修复

  • 添加腐殖酸肥料（如腐殖酸钠）可快速提升土壤肥力，但需结合腐殖质的长期积累。
  • 腐殖质整体稳定性更高，对缓解气候变化（如固碳）的作用更持久。

研究数据支持

1

温带森林土壤研究

在温带森林土壤中，腐殖质占土壤有机质的70%-90%，其中胡敏酸占比最高（40%-60%），富里酸次之（10%-30%），胡敏素（10%-20%）

来源：Stevenson, 1994

2

长期施肥试验

长期施肥试验表明，施用有机肥可使土壤中腐殖酸含量增加20%-50%，同时提高胡敏酸的芳香化程度，增强其稳定性

来源：Chen et al., 2018

总结

• 腐殖酸是腐殖质的核心组分，而腐殖质是腐殖酸、富里酸和胡敏素的集合体。
• 两者均对土壤肥力和碳循环至关重要，但腐殖质更稳定，是长期碳固存的关键；腐殖酸更活跃，直接影响养分动态和污染修复。
• 在实际研究中，需根据目标选择测定总腐殖质含量或细分组分（如HA/FA比值）。