腐植酸是一種高分子非均一的芳香族羥基羥酸,外觀為褐黑色粉狀或粒狀,不溶于水,廣泛存在于自然界中,土壤、泥褐煤以及土化煤是腐植酸的主要來(lái)源。
到目前為止,腐植酸尚缺乏嚴(yán)格的定義和化學(xué)分子式,相對(duì)分子質(zhì)量在10000-100000000之間,因地區(qū)、來(lái)源不同,結(jié)構(gòu)、性能也各異。根據(jù)分子量的大小與性質(zhì),分為黑腐酸、褐腐酸、黃腐酸等,據(jù)研究,腐植酸含有相當(dāng)多的含氧官能團(tuán),主要是羧基、酚基、羥基、羰基和甲氧基。羧基和酚基使它呈酸性,所以具有陽(yáng)離子交換性能和絡(luò)合能力,能和NH4+、堿金屬、微量元素形成可溶的、不可溶的鹽,以及穩(wěn)定程度不同的有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合物。
天然腐植酸中各成分含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)):C-62.7%H-6.1%N-0.4%O-3.06%有機(jī)S-0.08%官能團(tuán)含羧基6.3%羥基4.4%。從氧化褐煤中分離的腐植酸中各成分含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)):C-68.8%H-3.15%N-1.44%有機(jī)S-0.53%羧基羥基。腐植酸的有效性與其活性基團(tuán),尤其是羧基的含量有關(guān)。
在農(nóng)業(yè)中腐植酸具有以下的作用
1.腐植酸可對(duì)土壤進(jìn)行改良
(1)對(duì)鹽堿地的改良
A.促進(jìn)土壤團(tuán)聚體的形成:土壤團(tuán)聚體是土壤結(jié)構(gòu)的基本單位。使用腐植酸,可改變土壤中含鹽過(guò)高、堿性過(guò)強(qiáng)、土粒高度分散、土壤結(jié)構(gòu)性差的理化性狀,促進(jìn)土壤團(tuán)聚體的形成,使其成良好狀態(tài),從而為植物根系生長(zhǎng)發(fā)育創(chuàng)造良好的條件。(新疆生物、土壤、沙漠研究所試驗(yàn)結(jié)果)
B.降低表土含鹽量:施用腐植酸可疏松耕層土壤,破壞鹽份的積累,降低表土含鹽量,起到隔鹽作用,提高出苗率,減少弱苗、死苗,使植物健康成長(zhǎng)。(河北省張北土肥站資料)
C.提高土壤交換容量:腐植酸具有較高的陽(yáng)離子變換量,比一般土壤高10倍以上。施入土壤后,使土壤對(duì)陰離子吸附能力顯著提高,使表層鹽含量減少。(新疆生物、土壤、沙漠研究所資料)
D.降低鹽堿土的酸堿度(PH值):鹽堿土地特別是堿土PH值過(guò)高(9.0以上),直接危害作物生長(zhǎng),甚至引起死亡,另外PH值過(guò)高還影響到土壤中的磷、鐵、錳、硼、鋅等營(yíng)養(yǎng)元素的有效性。而腐植酸PH值為6.8偏酸性,可中和堿性,減輕消除堿性對(duì)土壤和植物的危害,使低產(chǎn)鹽堿地得到改良,為作物幼苗生長(zhǎng)創(chuàng)造良好的土壤條件。
(2)對(duì)白漿土和紅土壤的改良
A.白漿土主要分布在我國(guó)東北地區(qū),這類土壤耕作層底約為5~10cm的 灰化層,此層土壤水性差,凝聚性酸度大,土壤結(jié)構(gòu)不良,生物活性弱,作物的根系很難穿透,這是低產(chǎn)的主要原因。施用腐植酸后,土壤容量明顯下降,土壤總孔 隙度和持水量相應(yīng)增加,有助于提高土壤保水保肥的能力,從而改善了作物的生長(zhǎng)環(huán)境,降低了耕翻時(shí)的機(jī)械能耗,為降低成本創(chuàng)造了條件。(吉林市農(nóng)科所資料)
B.對(duì)紅壤土的改良
這類土壤分布在我國(guó)南方各省、熱帶和亞熱帶地區(qū)有大面積的紅壤分布。由于南方高溫多雨,土壤有機(jī)質(zhì)分解快,肥份容易隨雨水流失,因此土壤有機(jī)質(zhì)養(yǎng)份貧乏。由 于雨水多,土壤中堿性成份大部分被淋失,而不容易流失的鐵、鋁等酸性物質(zhì)相對(duì)積聚,因此造成了紅壤的酸性或強(qiáng)酸性,破壞了土壤結(jié)構(gòu),尤其干旱時(shí)土壤變得 “酸、瘠、板、干”。(江西農(nóng)科院耕作所資料)施用腐植酸后,可以改善紅壤土的物理性狀,土壤的團(tuán)聚體增多,土壤容量下降,孔隙增加,持水量高,施用腐植 酸也可以改善紅壤的化學(xué)性狀,主要表現(xiàn)在土壤有機(jī)質(zhì)含量增加,養(yǎng)分含量增加,對(duì)酸堿度的調(diào)解適中,適宜植物生長(zhǎng)。
(3)對(duì)土壤微生物區(qū)系及酶活性的影響
土壤微生物是土壤組成成份中的重要原因之一,對(duì)土壤有機(jī)無(wú)機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化,營(yíng)養(yǎng)元素的循環(huán);以及對(duì)植物生命活動(dòng)過(guò)程中不可少的生物活性物質(zhì)----酶 的形成均有重要影響。腐植酸能促進(jìn)土壤微生物的活動(dòng),增加土壤微生物的數(shù)量,增強(qiáng)土壤酶的活性等事實(shí),已被國(guó)內(nèi)外大量研究資料所證實(shí),而且一致認(rèn)為,施用 腐植酸使好氣性細(xì)菌、放線菌、纖維分解菌的數(shù)量增加較多。對(duì)加速有機(jī)物的礦化,促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)元素的釋放有利。因此,施用腐植酸,可以防治果樹(shù)的爛根病、黃葉、 小葉、枯萎病。
2.腐植酸對(duì)化肥和微肥有增效作用
隨著我國(guó)化學(xué)工業(yè)的高速發(fā)展,化學(xué)肥料的生產(chǎn)和施用數(shù)量不斷增加,增施化肥對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展無(wú)疑起了重要的作用,但隨著化肥施用量的增加,投肥成本提高,化肥利用率降低等問(wèn)題,也逐漸反映出來(lái)。目前,我國(guó)氮肥利率為30~50%,磷肥利用率10~20%,鉀肥利用率為50~70%,如何提高化肥利用率,已經(jīng)成為全世界非常重視的研究課題。提高化肥利用率途徑很多,目前***有效的成果就是利用生物活性添加劑去活化腐植酸,增強(qiáng)其化合、吸附、螯合、微生物繁殖等化學(xué)活性和生物活性來(lái)有效提高化肥利用率。
(1)對(duì)氮肥的增效作用
A.減少氮素?fù)]發(fā)損失
以尿素和碳胺為代表的氮素肥,揮發(fā)性強(qiáng),一般利用率較低,農(nóng)民普遍認(rèn)為其“暴、猛、短”,而和腐植酸混施后,可提高吸收利用率20~40%(碳胺釋放的氮素被作物吸收的時(shí)間20多天,而與腐植酸混施后可達(dá)60天以上),農(nóng)民認(rèn)為是“緩、穩(wěn)、久”。
B.腐植酸對(duì)土壤有效氮的影響
腐植酸對(duì)土壤中潛在氮素的影響是多方面的,腐植酸的刺激作用,使土壤微生物流行性增加,導(dǎo)致有機(jī)氮礦化速度加快,腐植酸具有較高的鹽基交換量,能夠減少氮的揮發(fā)流失,同時(shí)也使土壤氮的含量有所提高。
(2)對(duì)磷肥的增效作用
腐植酸對(duì)磷肥作用的研究,國(guó)外已進(jìn)行多年,我國(guó)也進(jìn)行了這方面的研究,結(jié)果表明,不添加腐植酸,磷在土壤中垂直移動(dòng)距離3~4cm,添加腐植酸可以增加到6~8cm,增加近一倍,有助于作物根系吸收(沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué))腐植酸對(duì)磷礦的分解有明顯的效果,并且對(duì)磷的保護(hù)作用和減少土壤對(duì)磷的固定上以及促進(jìn)作物根部對(duì)磷的吸收,提高磷肥的利用吸收率均有極高的價(jià)值。
(3)對(duì)鉀肥的增效作用
腐植酸對(duì)鉀肥的增效作用主要表現(xiàn)在:腐植酸的酸性功能團(tuán)可以吸收和貯存鉀離子,防止在沙土及淋溶性強(qiáng)的土壤中隨水流失,又可以防止粘性土壤對(duì)鉀的固定,可對(duì)含鉀的硅酸鹽、鉀長(zhǎng)石等礦物有溶蝕作用,可緩慢分解增加的釋放,從而提高土壤鉀的含量。
(4)對(duì)微肥的增效作用
作物生長(zhǎng),除氮、磷、鉀三大元素外,還需鈣、鎂、硼、錳、銅、鋅、鉬等多種中量、微量元素,它們是作物體內(nèi)多種酶的組成成份,對(duì)促進(jìn)作物的生長(zhǎng)發(fā)育,提高抗 病能力,增加產(chǎn)量和改善品質(zhì)都有非常重要的影響。有時(shí)不是土壤中缺乏微量元素,而是可被植物吸收的有效部分含量太少。腐植酸的施用,可與難容性微量元素發(fā) 生螯合反應(yīng),生成溶解度好易被作物吸收的腐植酸微量元素螯合物,有利于根部或葉面吸收,并能促進(jìn)被吸收的微量元素從根部向地上部位轉(zhuǎn)移,這種作用是無(wú)機(jī)微 量元素肥料所不具備的。
3.腐植酸對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育的作用
腐植酸含有多種官能團(tuán),被活化后的腐植酸成為高效生物活性物質(zhì),對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育及體內(nèi)生理代謝有刺激作用,這種特性是一般肥料所不具備的,活化后的腐植酸高 效生物活性物質(zhì)按一定濃度采用浸種、浸根、蘸根、噴酒、澆灌、做底肥等方式,對(duì)各種作物都有明顯的刺激效果。綜合表現(xiàn)在對(duì)根系發(fā)育的促進(jìn),對(duì)作物產(chǎn)量、質(zhì) 量因素的良好影響。
(1)對(duì)農(nóng)作物發(fā)育的影響
A.提早發(fā)芽,出苗率高
施用腐植酸,可加速種籽發(fā)芽,提高出苗率,在早春、低溫下尤為顯著(一般可提早1~3天發(fā)芽,出苗率提高10~30%)。
B.根系發(fā)達(dá),吸收力強(qiáng)
腐植酸對(duì)作物的根系發(fā)育有特殊的促進(jìn)作用,許多農(nóng)科人員稱腐植酸為“根系肥料”,對(duì)根系的影響主要表現(xiàn)在,刺激根端分生組織細(xì)胞的分裂與增長(zhǎng),使幼苗發(fā)根快,次生根增多,根量增加,根系伸長(zhǎng),***終導(dǎo)致作物吸收水份和養(yǎng)份的能力大大增強(qiáng)。
C.對(duì)地上部分營(yíng)養(yǎng)體生長(zhǎng)的影響
在養(yǎng)份供應(yīng)充足的基礎(chǔ)上,腐植酸的刺激作用可使植株地上部分營(yíng)養(yǎng)體生長(zhǎng)旺盛,表現(xiàn)在株高、莖粗、葉片數(shù)、干物質(zhì)積累等方面。
D.對(duì)產(chǎn)量和構(gòu)成因素的影響
腐植酸對(duì)不同作物的產(chǎn)量、構(gòu)成因素是不同的,對(duì)糧食作物,穗多、粒多、千粒重等起到增產(chǎn)作用,前期對(duì)分蘗、減少空秕率均有良好的效果。
(2)對(duì)作物生理代謝及酶活動(dòng)的影響
腐植酸進(jìn)入植物體內(nèi)后,對(duì)植物起到刺激作用,主要表現(xiàn)在,呼吸強(qiáng)度的增加,光合作用的增加,各種酶的活動(dòng)增強(qiáng),從而使果實(shí)提前著色成熟,取得高產(chǎn)、高值(經(jīng)濟(jì)作物的應(yīng)市性)。
(3)刺激作物的機(jī)理
腐植酸被活化后成為高效生物活性物質(zhì),被植物根部和葉片吸收以后,可促進(jìn)無(wú)機(jī)養(yǎng)份的吸收,對(duì)水份的吸收也相應(yīng)增加。尤其對(duì)植物呼吸作用是比較突出的,文獻(xiàn)曾 把它稱為“呼吸肥料”。在缺氧的環(huán)境下顯得更為突出,如何利用腐植酸的刺激作用,歷來(lái)是人們關(guān)心的問(wèn)題。利用腐植酸促發(fā)芽,提高出苗率,獲得苗齊、苗全、 苗壯的效果;利用腐植酸溶液蘸根、浸根,已成為桿插作用或移栽作用提高成活率的一項(xiàng)農(nóng)業(yè)技術(shù)措施。
(4)提高作物抗旱能力
腐植酸的施用,能使植物葉片氣孔張開(kāi)度減少,葉片蒸騰量降低,耗水量減少,植株體內(nèi)的水分狀況得到改善,使葉片含水率提高,從而為分穗和在籽奠定了基礎(chǔ),腐植酸的施用還能夠提高葉綠素的含量和光合作用的正常進(jìn)行,對(duì)于物質(zhì)的積累和千粒重的提高是非常重要的。
(5)增強(qiáng)作物的抗寒性
施用腐植酸對(duì)南方的早春育秧和北方小麥的抗寒都有明顯效果。我國(guó)南方各地在早稻育秧,經(jīng)常遇到低溫多雨天氣,往往發(fā)生死苗、爛苗現(xiàn)象,施用腐植酸后,地溫得 到提高,秧苗素質(zhì)普遍得到改善。西南農(nóng)業(yè)大學(xué)在試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn),我國(guó)北方大部分地區(qū)的冬小麥,由于經(jīng)常出現(xiàn)“倒春寒”,麥苗普遍受到冬害,施用腐植酸,有效地 提高了小麥的抗寒能力,不同程度地減輕了凍害。
(6)防治植物病蟲(chóng)害和免疫力
腐植酸可有效地防治地下病蟲(chóng)害和植物病害及病菌。根據(jù)北京、四川、江西大量研究試驗(yàn)證明,腐植酸對(duì)果樹(shù)的腐爛、小葉、黃葉病、黃瓜的霜霉病、辣椒的炭疽病、 病毒病等都有明顯防治和抑菌殺菌的效果,山西新絳蔬菜研究所兩年黃瓜試驗(yàn)表明,施用腐植酸,不使用任何農(nóng)藥,但黃瓜自始至終都沒(méi)有發(fā)生過(guò)大的病蟲(chóng)害。
4、腐植酸對(duì)改變農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的影響
隨著人類生活水平的提高,不僅要求農(nóng)作物有較高產(chǎn)量,而且要求具有良好的品質(zhì)特性。農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)是受多方面因素影響的,***主要的因素就是肥料,科研人員和廣大農(nóng)民在長(zhǎng)期實(shí)踐中總結(jié)出一條經(jīng)驗(yàn),施用腐植酸,不僅有明顯的增產(chǎn)效果和經(jīng)濟(jì)效益,而且腐植酸作為一種無(wú)公害的有機(jī)肥料,可以改善提高農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì),是綠色基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的重要產(chǎn)品。 想要了解更多內(nèi)容,請(qǐng)關(guān)注1988.TV!