腐植酸作用

腐植酸作用 中国腐植酸叶面肥专调查 发布时间:2007-10-08 一、产品概述 腐植酸叶面肥是叶面肥家族的重要成员之一。 叶面肥是除根施肥(如固体化肥、复合肥等)外的重要补充部份，甚至是现代农业施肥中必不可少的组成部分。大家知道，作物除了“根”营养，还可进行根外营养。最重要的根外营养器官就是“叶”。“叶片”与外界进行物质(如叶面肥)交换，主要有两条路径。一条路径是通过主要分布在叶背面的气孔，另一条路径是叶面角质层的亲水气孔。两条路径都有吸收速效营养的能力。早期，人们只认识到气孔能吸收溶液状态的营养物质。后来研究表明，植物“叶”片表质层上有很多裂隙，细胞通过质外连结与外界相通，喷施到叶片表面的肥料溶液中的营养物质，是通过叶片细胞的质外连结，像根系表面一样，通过主动吸收营养物质吸收到叶片内部的。由此说明，叶面肥的出现是人们认识植物叶面营养吸收规律的重大突破，也是叶面肥被开发和应用的客观要求。而且,它与根系施肥相比，有其显著特点:(1)针对性强。根据作物叶片缺素特征，可及时喷施补充缺少的元素而改善症状。(2)养分吸收快，肥效好。据试验，喷施2%浓度的过磷酸钙浸提液，经过5min后便可转运到植株各个部位，而土施过磷酸钙，15天后才能达到此效果。(3)补充根部对养分吸收的不足。植物苗期，一般根系不发达，吸收能力弱，容易出现黄苗、弱苗现象;植物生长后期，由于根功能衰退，吸收养分能力差，通过叶面施肥可以起到壮苗和减少秕粒，增加产量的作用。(4)避免养分在土壤中的固定、淋溶，提高肥效和肥料利用率。(5)叶面施肥与土壤施肥相比，用于叶面施肥的肥料用量仅为土壤施肥的1/10到1/5。(6)喷施方法简便。只要有水源，通过喷施器械就可作业。 腐植酸是大分子天然有机酸，主要来源于泥炭、褐煤、风化煤，还有生物发酵腐植酸。通常它包括黄腐酸、棕腐酸、黑腐酸组成的总腐酸及单体酸，其重要元素有碳和氧，还有少量的氮、氢和硫。它的活性基含有羧基、羟基、醇羟基、烯醇基、磺酸基、胺基、醌基、羰基、 甲氧基等多种基团。通常呈黑色或棕色的无定型。发酵腐植酸多呈黄色。由于腐植酸物质是一种混合体，不可能用单一的化学结构式表示。它是弱酸性，胶体状，吸附，离子交换，具有络合、螯合、表面活性与化学反应性能，因而可塑性很大。而腐植酸组分中的黄腐植酸，不但具有腐植酸的优良特性，而且是小分子，水溶好，活性高，附着力强，易被植物叶面吸收，最适合做叶面肥。从今后发展的角度来看，黄腐植酸将是叶面肥的主要选择。 腐植酸，特别是黄腐植酸在农业上的作用功能众所周知。我国农业部早期经过774个田间试验而得出腐植酸对农业的5大作用(改良土壤、增进肥效、促进生长、抗逆和提高产物品质)，已经在农业生产应用中发挥了重要作用。 二、发展现状 腐植酸叶面肥作为商品进入市场已有25年历史。 单纯从土壤根施肥的角度来看，叶面肥是突破传统根施肥的一次革命。人们知道，农作物除了根部在土壤中，枝体部分全在空间。在现代农业生产中，如何建立植物空间施肥体系，确立“立体施肥”模型，是提升种植业进步的一项重要措施。叶面施肥打破了土壤根施肥的传统方式，是构筑“立体施肥”模式的重要元素，可以说是最灵活、最便捷的施肥方式。 我国腐植酸叶面肥是随着整个叶面肥的发展而不断进入市场的。上世纪八十年代中期，叶面肥在我国兴起。当时，产品单一，主要有广西的喷施宝。可以说，它开启了我国叶面肥的先河，影响遍及全国。而它的主要成份就是腐植酸。由此说明，腐植酸在我国叶面肥的开发应用中起到了率先使用的作用，也可以说是先行者。 从开发和应用过程来看，早期(1985-1992年)做叶面肥的腐植酸，以煤炭腐植酸为主;中期(1992-2000年)，以煤炭腐植酸和发酵腐植酸(黄腐酸)并行;后期(2000至今)，发酵腐植酸(黄腐酸)开发势头发展较快。 目前，在农业部登记的叶面肥中，以腐植酸或黄腐植酸登记的叶面肥有53个产品，占到全 国349个叶面肥产品(以2001年12月底前中国农业部登记为准，下同)的15%。其中，以调节剂登记的叶面肥，腐植酸亦是一类。现在，农业部已将植物生长调节剂归为农药登记之中。腐植酸亦同。其实以微量元素、大量元素、氨基酸等作为叶面肥登记的产品，约有一半以上，添加有腐植酸 腐殖酸 腐植酸(Humic Acid，简写HA)是动植物遗骸，主要是植物的遗骸，经过微生物的分解和转化，以及一系列复杂的地球化学反应过程和积累起来的一类有机物质。它是由芳香族及其多种官能团构成的高分子有机酸，具有良好的生理活性和吸收、络合、交换等功能。腐植酸的主要元素组成为碳、氢、氧、氮、硫，是一种多价酚型芳香族化合物与氮化合物的缩聚物。 广泛分布在低级别煤炭、土壤、水域沉积物、动物粪便、有机肥料、动植物残体等中。我们常看到的土壤是发黑的，就是因为含有腐植酸(不含、少含腐植酸的土是黄色的)在低级别煤炭(风化煤、褐煤、泥炭)中腐植酸含量最高(30~80%)，其次是有机堆肥(约5~20%)。煤经人工氧化(如用空气、臭氧或硝酸处理)可形成再生腐植酸 按照在溶剂中的溶解性和颜色分类，可分为三个组分:?溶于丙酮或乙醇的部分称为棕腐酸;?不溶于丙酮部分称为黑腐酸;?溶于水或稀酸的部分称为黄腐酸 用于农业可作为营养土添加剂，生根和壮根肥添加剂、土壤改良剂、植物生长调节剂、叶面肥复合剂、抗寒剂、抗旱剂、复合肥增效剂等，与氮、磷、钾等元素结合制成的腐植酸类肥料，具有肥料增效、改良土壤、刺激作物生长、改善农产品质量等功能。腐植酸镁、腐植酸锌、腐植酸尿素铁分别在补充土壤缺镁、玉米缺锌、果树缺铁上有良好的效果;腐植酸和除草醚、莠去津等农药混用，可以提高药效、抑制残毒;腐植酸钠对治疗苹果树腐烂病有效。 黄腐酸 广谱植物生长调节剂，有促进植物生长尤其能适当控制作物叶面气孔的开放度，减少蒸腾，对抗旱有重要作用，能提高抗逆能力，增产和改善品质作用，主要应用对象为小麦、玉米、 红薯、谷子、水稻、棉花、花生、油菜、烟草、蚕桑、瓜果、蔬菜等;可与一些非碱性农药混用，并常有协同增效作用。 腐植酸是大分子天然有机酸，主要来源于泥炭、褐煤、风化煤，还有生物发酵腐植酸。通常它包括黄腐酸、棕腐酸、黑腐酸组成的总腐酸及单体酸，其重要元素有碳和氧，还有少量的氮、氢和硫。它的活性基含有羧基、羟基、醇羟基、烯醇基、磺酸基、胺基、醌基、羰基、甲氧基等多种基团。通常呈黑色或棕色的无定型。发酵腐植酸多呈黄色。由于腐植酸物质是一种混合体，不可能用单一的化学结构式表示。它是弱酸性，胶体状，吸附，离子交换，具有络合、螯合、表面活性与化学反应性能，因而可塑性很大。 而腐植酸组分中的黄腐植酸，不但具有腐植酸的优良特性，而且是小分子，水溶好，活性高，附着力强，易被植物叶面吸收，最适合做叶面肥。从今后发展的角度来看，黄腐植酸将是叶面肥的主要选择。 一、蔬菜生产常用的腐植酸类物质 蔬菜生产中常用的腐殖酸类物质包括硝基腐植酸、农用腐植酸铵、农用腐植酸钠、农用腐植酸钾和硝基腐植酸钾等。 二、腐植酸在无公害蔬菜生产上的作用 1.提高肥料利用率 蔬菜是喜肥作物，需肥量较一般大田作物多，但过量施用，不仅肥效下降，而且还会破坏土壤结构，污染环境。氮肥的过量施用已造成了许多地区蔬菜中硝态氮的超标以及地下水和土壤的严重污染。化肥利用率低、肥效下降、重氮轻钾、重无机肥轻有机肥等施肥习惯已成为制约无公害蔬菜生产的重大障碍。腐植酸肥料既具有一般化肥的速效增产作用，又具有有机肥料的活化土壤、缓释培肥作用，而且无公害、无污染，对解决既要发展农业又要保护环境的矛盾，促进生态良性循环有着十分重要的意义。 增施腐植酸能够提高氮肥特别是尿素的利用率，腐植酸与尿素作用可生成络合物，对尿 素的缓释增效作用十分明显，可使氮利用率提高6.9~11.9%，后效增加15%。 腐植酸对磷肥的增效作用表现在:一、与磷肥形成腐植酸-金属-磷酸盐络合物，从而防止土壤对磷的固定，磷肥肥效可相对提高10—20%，吸磷量提高28—39%;二、能够提高土壤中磷酸酶的活性，从而使土壤中的有机磷转化为有效磷。 腐植酸对钾肥具有增效作用，腐植酸是-系列酸性物质的复杂混合物，其酸性功能可吸收和贮存钾离子，减少其流失，并可避免因长期使用无机钾遗留阴离子对土壤造成的不良影响。腐植酸可促使难溶性钾的释放，提高土壤速效钾特别是水溶性钾的含量，同时还可减少土壤对钾的固定。 腐植酸还能提高土壤中微量元素的活性，一些微量元素如硼、钙、锌、锰、铜等，多以无机盐形式施入土壤，易转化为难溶性盐，使其利用率降低甚至完全失效。腐植酸可与金属离子间发生螯合作用，使其成为水溶性腐植酸螯合微量元素，从而提高植物对微量元素的吸收与运转。 2.增施腐植酸，减少农药施用量，降低蔬菜产品中的农药残留 (1)腐植酸对某些植物病菌有很好的抑制作用。施用腐植酸在防治枯萎病、黄萎病、霜霉病、根腐病等方面效果达85%以上。而且腐植酸的无毒、无副作用是许多农药所望尘莫及的，还有助于提高蔬菜自身的抗逆防衰能力。 (2)腐植酸对农药的缓释增效作用，可降低农药的使用量。腐植酸不仅可单独作为农药，而且还可以与农药混用，其与有机、无机磷农药复合可使有机磷分解率大大降低。这是由于腐植酸分子中含有较多的亲水基团，与农药混合，能有效地发挥其良好的分散、乳化作用，从而有助于提高农药活性。此外，腐植酸具有很大的内表面积，对有机无机物均有很强的吸附作用，与农药配伍，会形成稳定性很高的复合体，从而对农药起缓释作用。腐植酸与农药复合，可使农药用量减少1/3—1/2，药效延缓3—7天。而且腐植酸与农药复配后，其毒性大大降低，这对于减少环境污染、发展无公害蔬菜生产具有重要的意义。 3.腐植酸具有改良土壤的作用 腐植酸是一种良好的土壤改良剂。腐植酸对土壤中多种微生物和酶都有激活作用。这是由于腐植酸系高分子有机化合物，气容量大，能提供充足的碳氮元素给土壤微生物，从而促进微生物代谢及生长发育，增强微生物活性;同时腐植酸还能促进土壤团粒结构的形成，降低土壤容重，提高阳离子代换量，缓冲酸碱度，从而提高了土壤保水、保肥、保温和通气能力，最终改良土壤结构，培肥地力。 腐植酸对磷肥的六大增效机理 1、 抑制土壤对磷的固定; 2、提高磷在土壤中的移动距离; 3、延缓速效磷向迟效、无效磷转化的速度; 4、提高磷肥利用率和肥效; 5、提高作物吸磷量; 6、提高土壤有效磷含量。 腐植酸对氮肥的增效作用 1、碳酸氢铵(NH4HCO3)是常用的氮肥，但很不稳定，在常温下就容易逐渐分解为CO2和NH3而挥发流失。NH4HCO3与HA复合制成HA-NH4后，N的流失大大降低。试验表明，在温度24-25?、湿度72%-82%环境下暴露7d，NH4HCO3损失96%，而等N量的HA-NH4只损失40.9%。NH4HCO3在农田中的释放N并被植物利用的时间大于20d，而HA-NH4可达到60天以上，而且还有后效。HA-NH4的N利用率也显著增加，如水稻孕穗期N利用率从NH4HCO3的16.43%提高到HA-NH4的66%，分穗期N利用率从14.05%提高到35.58%。 2、尿素[(NH2)2CO]是氮含量最高、使用最广泛的氮肥，但利用率也只有30%-35%。尿素的酰胺氮经过土壤脲酶作用转化为铵态N才能被植物吸引，但大部分土壤脲酶过分活跃，对尿素分解速度过快，在30?、2d就可全部转化为(NH4)2)CO3，继而分解为CO2和NH3。此外，活跃在土壤中的硝化菌和反消化菌又会把NH3依次转化为NO3-(易随水流失)、N2、NO、N2O(逸入大气)，后者又成为破坏大气臭氧层的一大元凶。按一般规律，大多数土壤HS和氨基酸具有促进脲酶活性的作用，这可能由于腐植酸的COOH、OHph 通过NH4或某些重金属键与脲酶蛋白结合，对脲酶起保护作用的结果。但陆欣等发现腐植酸和NHA的Fe盐或Na盐却有较明显的脲酶抑制作用，168h抑制率达到50%以上。Francioso等也认为，只有高分子量的HA和pH在pH6时对脲酶活性才有一定抑制作用而且，腐植酸与重金属(如Cu2+、、、Hg2+)结合后脲酶抑制性才能增强。几乎所有的试验都证明HA、NHA都具有硝化抑制性，如内蒙风化煤HA和河南FA的硝化菌活性抑制率分别为27.3%和24.2%(35d)，有希望代替昂贵的化学合成脲酶抑制剂和硝化抑制剂(如双氰胺、氢醌等)。但氮肥中腐植酸的添加量不是越多越好，一般4%左右为宜。