专利名称：土壤中胡敏酸及胡敏素分级连续提取方法
技术领域：
本发明属于农业生产技术领域中土壤有机质的一种提取方法，具体说就是一种提取土壤有机质中的胡敏酸(Humic acid)和胡敏素(Humin)的新方法。
背景技术：
胡敏酸和胡敏素是土壤有机质的主要组成部分，其主要成分是高分子有机物混合物。土壤中土壤有机质的状况决定着土壤的物理、化学和生物学特性，也决定了土壤的健康状况和土壤生产力。因此，国内外的土壤科学方面的研究人员对土壤有机质研究都非常重视。胡敏酸和胡敏素作为土壤有机质的核心组分而成为土壤研究工作的一个热点和突破口。
传统的提取胡敏酸和胡敏素的方法一般采用氢氧化钠溶液或氢氧化钠与焦磷酸钠的混合溶液，对土壤样品进行1次提取或几次提取后混合提取液，得到的混合提取液再进过分离提纯，得到1个胡敏酸样品；经过提取后剩余的土壤残余物再经过处理得到1个胡敏素样品。因此对于胡敏酸或胡敏素进行分析和测定后也只能得到单一的信息。由于胡敏酸和胡敏素是高度复杂的有机高分子化合物的混合物，其组成成分中分子结构又非常相似，这就造成了分离和分析的困难。最好的解决办法是对胡敏酸和胡敏素进行高度分离，使其成为一个个单一化学结构的组分，但目前的科学技术手段无法做到这一点，所以对其进行部分分离是目前有效可行的途径。
发明内容
本发明从这一角度出发，对同一土壤样品进行多次连续提取，将得到的提取液分别进行处理，获得多个物理化学性质不同的胡敏酸分级样品；胡敏素的提取是通过提取胡敏酸后剩余的土壤残余物得到的，将土壤残余物的上层深色部分同下层浅色部分分离之后得到2个胡敏素粗样，再分别经过一系列纯化处理后就得到了2个胡敏素样品。
本发明的关键是在提取的过程中对被提取物进行分离，将提取的过程与样品的分级融为一体，最终获得多个分级产品，从而更好的满足科研需要。
技术方案本发明采用焦磷酸钠溶液对土壤样品进行提取，不使用传统方法中常用的氢氧化钠或氢氧化钠与焦磷酸钠的混合液，以避免提取液的碱性过强，从而减少被提取物发生碱解的几率。对提取物进行多次提取，而不是传统的1次或2-3次提取，保证了被提取物被充分的提取出来。提取后的提取液分别逐一进行处理，不是混合后再处理，这样可以得到不同提取次数的分级样品，这一步骤很关键，因为提取出的样品一旦被混合将无法再将其分开，而每一次提取出的样品都具有不同的物理化学性质和结构特征，这一特点对于研究人员非常重要，通过仪器分析可以看到被提取物与提取次数间的变化规律，进而分析出这一土壤样品所含胡敏酸和胡敏素的不同分级间的差异。
分级提取步骤1.前期准备A土壤样品过2mm筛；B配置提取液0.1M的焦磷酸钠溶液。
2.提取将土壤样品与提取液以1∶7混合，通氮气5分钟密封，震荡，5-12小时。
3.分离离心分离，4000转10-30分钟，移出上层液清夜置于其它容器中待处理。
4.再提取下层土壤样品返回提取容器，重复步骤2-3，重复次数是具体情况而定，建议10次以上。
胡敏酸处理步骤1.向得到的清液中加入6N HCl，调pH为1-2，得到沉淀，吸出大部分上清液后离心。
2.将沉淀重新溶解于焦磷酸钠溶液中，再次离心，去除残渣，得到上清液。
3.重复步骤1-2二至三次。
4.同步骤1。
5.向沉淀物中加入0.3/0.1M HF/HCl混合液，洗涤沉淀，洗涤3-4次，每次洗涤都要搅拌或震荡4-8小时。
6.洗涤后离心分离，沉淀用蒸馏水或弱盐酸洗涤3-4次，洗涤要迅速。
7.冷冻干燥。
胡敏素处理步骤1.将提取胡敏酸后剩余的土壤残余物用蒸馏水洗涤3-5次。
2.最后一次洗涤离心后可观察到沉淀大体分为上下两层，上层颜色较深，下层较浅。将其分别转入两个塑料烧杯中。
3.向两个烧杯中加入3M HF溶液，放入磁力搅拌棒，搅拌或震荡4-8小时。
4.离心，倒除上层清夜，重复步骤3-4，重复次数依具体情况定，一般为4-6次。
5.用蒸馏水洗涤沉淀，3-5次，冷冻干燥。
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施例方式
本发明在中国科学院东北地理与农业生态研究所的百人计划(黑土有机质在农业可持续发展和环境保护方面的功能效应)课题中得到过应用。在课题的进行中按本方法对中国黑龙江黑土进行了胡敏酸和胡敏素的提取，得到了很好的效果，具体的情况如下对土壤样品作了23次提取，得到了23个胡敏酸和2个胡敏素样品。并用傅立叶红外、紫外、元素分析、核磁共振等分析手段对所得到的样品进行了分析。
表1.元素分析结果及原子个数比率
从表1中我们可以看出每次提出的样品之间具有显著的差异性，并且有明显的规律性变化，通过红外分析、紫外分析、和核磁共振分析我们会得到更多的信息，如芳香碳与烃基碳的变化规律，光密度的变化规律等等。由于本项课题研究尚在进行当中，不便于公开太多有关具体数据，但仅从上表中就足可以体现出本方法的绝对优势与实用性。
权利要求
1.在土壤有机质提取中，一种提取胡敏酸和胡敏素的方法，其特征在于采用焦磷酸钠溶液作为土壤样品的提取液；在提取过程中对被提取物进行分离，将提取的过程与分级融为一体，最终获得多个分级样品。
2.根据权利要求1所诉的方法，其特征采用了如下的具体步骤分级提取步骤a.前期准备A土壤样品过2mm筛；B配置提取液0.1M的焦磷酸钠溶液；b.提取将土壤样品与提取液以1∶7混合，通氮气5分钟密封，震荡，5-12小时；c.分离离心分离，4000转10-30分钟，移出上层液清夜置于其它容器中待处理；d.再提取下层土壤样品返回提取容器，重复步骤2-3，重复次数是具体情况而定，建议10次以上；胡敏酸处理步骤a.得到的清液中加入6N HCl，调pH为1-2，得到沉淀，吸出大部分上清液后离心；b.将沉淀重新溶解于焦磷酸钠溶液中，再次离心，去除残渣，得到上清液；c.重复步骤1-2二至三次；d.同步骤1；e.向沉淀物中加入0.3/0.1M HF/HCl混合液，洗涤沉淀，洗涤3-4次，每次洗涤都要搅拌或震荡4-8小时；f.洗涤后离心分离，沉淀用蒸馏水或弱盐酸洗涤3-4次，洗涤要迅速；g.冷冻干燥；胡敏素处理步骤a.提取胡敏酸后剩余的土壤残余物用蒸馏水洗涤3-5次；b.最后一次洗涤离心后可观察到沉淀大体分为上下两层，上层颜色较深，下层较浅。将其分别转入两个塑料烧杯中；c.向两个烧杯中加入3M HF溶液，放入磁力搅拌棒，搅拌或震荡4-8小时；d.离心，倒除上层清夜，重复步骤3-4，重复次数依具体情况定，一般为4-6次；e.用蒸馏水洗涤沉淀，3-5次，冷冻干燥。
全文摘要
本发明属于农业生产技术领域中土壤有机质的一种提取方法，具体说就是一种提取土壤有机质中的胡敏酸(Humic acid)和胡敏素(Humin)的新方法。本发明改进了传统提取混合液的组成成分，减少了被提取物发生碱解的几率；另一关键点是在提取的过程中对被提取物进行分离，将提取的过程与样品分级融为一体，最终获得多个分级样品而不是一个，从而更好的满足科研需要。
文档编号C08H99/00GK1718615SQ20041001100
公开日2006年1月11日 申请日期2004年7月23日 优先权日2004年7月23日
发明者刘居东, 邢宝山, 韩晓增 申请人:中国科学院东北地理与农业生态研究所