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土壤腐殖物质的形成过程称为腐殖化作用。腐殖化作用是一系列极端复杂过程的总称，其中主要的是由微生物为主导的生物和生物化学过程，还有一些纯化学的反应。近年的研究虽然提供了一些新论据，但整个作用过程现在均非定论。目前，对土壤腐殖化作用的看法一般可分为3个阶段。第一阶段是植物残体分解产生简单的有机碳化合物；第二阶段是通过微生物对这些有机化合物的代谢作用及反复的循环，增殖微生物细胞；第三阶段是通过微生物合成的多酚和醌或来自植物的类木质素，聚合形成高分子多聚化合物，即腐殖物质。
腐殖物质是一类组成和结构都很复杂的天然高分子聚合物，其主体是各种腐殖酸及其与金属离子相结合的盐类，它与土壤矿物质部分密切结合形成有机无机复合体，因而难溶于水。因此要研究土壤腐殖酸的性质，首先必须用适当的溶剂将它们从土壤中提取出来。理想的提取剂应满足：①对腐殖酸的性质没有影响或影响极小；②获得均匀的组分；③具有较高的提取能力，能将腐殖酸几乎完全分离出来。但是，由于腐殖酸的复杂性以及组成上的非均质性，满足所有这些条件的提取剂尚未找到。
传统的分组方法是将土壤腐殖物质划分为胡敏酸、富啡酸和胡敏素3个组分，其中胡敏酸是碱可溶、水和酸不溶，颜色和分子量中等；富啡酸是水、酸、碱都可溶，颜色最浅和分子量最低；胡敏素则水、酸、碱都不溶，颜色最深和分子量最高，但其中一部分能被热碱所提取。再将胡敏酸用95%乙醇回流提取，可溶性部分为吉马多美郎酸。目前对富啡酸和胡敏酸的研究最多。它们是腐殖物质中最重要的组成。但需要特别指出的是，这些腐殖物质组分仅仅是操作上的划分，而不是特定化学组分的划分。
腐殖酸的物理性质
腐殖酸在土壤中的功能与分子的形状和大小有密切的关系。腐殖酸的分子量因土壤类型及腐殖酸组成的不同而异，即使同一样品用不同方法测得的结果，也有较大差异。据报道，腐殖酸分子量的变动范围为几至几百万之间。但共同的趋势是，同一土壤中，富啡酸的平均分子量最小。胡敏素的平均分子量最大，胡敏酸则处于富啡酸和胡敏素之间。我国几种主要土壤胡敏酸和富啡酸的平均分子量分别在890～2550和675～1450之间。
土壤胡敏酸的直径范围在1～0.001 μm之间，富啡酸则更小些。通过电子显微镜或根据粘性特征的推断，腐殖酸分子可能均为短棒形。芳香基和烷基结构的存在使得腐殖酸分子具有伸曲性，分子结构内部有很多交联构造，物理性空隙能凹陷一些有机和无机化合物。腐殖酸的整体结构并不紧密，整个分子表现出非晶质特征，具有较大的比表面积，高达2000 m2/g，远大于粘土矿物和金属氧化物的表面积。
腐殖酸是一种亲水胶体，有强大的吸水能力，单位重量腐殖物质的持水量是硅酸盐粘土矿物的4～5倍，最大吸水量可以超过其本身重量的500%。腐殖物质的整体呈黑色，而其不同组分腐殖酸的颜色则略有深浅之别。富啡酸颜色较淡，呈黄色至棕红色，而胡敏酸的颜色较深，为棕黑色至黑色，这是由于它们各自的分子量的大小和发色基团组成及其比例不同所引起的。腐殖酸的光密度与其分子量大小和分子的芳构化程度大体呈正相关。
腐殖酸的化学性质
腐殖酸的主要元素组成是碳、氢、氧、氮、硫，此外还含有少量的钙、镁、铁、硅等灰分元素。不同土壤中腐殖酸的元素组成不完全相同，有的甚至相差很大。腐殖质含碳约55～60%，平均为58%，含氮约3～6%，平均为5.6%，其C/N值为10:1～12:1。但不同腐殖酸的含碳量和含氮量均以富啡酸、胡敏酸和胡敏素的次序增加，其增幅大致分别为4.5～6.2%和2～5%。富啡酸的氧、硫含量大于胡敏酸，C/H和C/O小于胡敏酸。来源倍丰农资集团
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