發布時間：2022-01-26所屬分類：農業論文瀏覽：1次
摘 要： 【摘要】土壤污染導致土壤的物理、化學和生物學性質發生改變，降低農作物的產量和質量，并最終危害人體健康。腐植酸具有良好的生理活性和吸收、絡合、交換等功能，能較好的改良土壤。本文介紹了腐植酸的特性，腐植酸對重金屬的污染的防治、對農藥的增效及污染防治、對
【摘要】土壤污染導致土壤的物理、化學和生物學性質發生改變，降低農作物的產量和質量，并最終危害人體健康。腐植酸具有良好的生理活性和吸收、絡合、交換等功能，能較好的改良土壤。本文介紹了腐植酸的特性，腐植酸對重金屬的污染的防治、對農藥的增效及污染防治、對酸性土壤性能的影響及節水抗旱作用幾方面內容，并對腐植酸的應用前景進行了展望。
【關鍵詞】腐植酸;土壤改良;重金屬污染;農藥增效;節水抗旱
腐植酸是一種天然的有機高分子化合物，是泥炭、風化煤及褐煤等有機物中最有價值的成份，它是由芳香族及其多種官能團構成的高分子有機酸，具有良好的生理活性特性和吸收、絡合、交換等功能。同時，它也是綠化環境和生物工程建設的重要組成部分，是實現高產、優質、高效現代化農業的重要舉措。自然界中的腐植酸類物質是動植物殘骸經過長期復雜的生化作用形成的，主要存在于泥炭、草炭、風化煤和褐煤中，稱之為煤炭型腐植酸。這類腐植酸的制取技術復雜、工藝設備投資大、受原料限制，所以在我國發展一直不理想。
1 腐植酸及腐植酸鹽肥料的特性
1.1 腐植酸的來源及其特性
腐植酸是一種弱鰓離多元有機酸(pH約為3.5)，它是一組含芳香族的高分子化合物，存在于各種有機物質中，在土壤中含量可達10%。我國一般泥炭中腐植酸含量為30%～40%，最高可達50%。土狀褐煤中含量約20%一80%左右。泥炭和褐煤中腐植酸含量雖然高，但是在自然狀態下，它不能被植物所吸收。因為它只溶于堿，不溶于水，也不溶于酸。由于腐殖酸在酸性條件下可形成凝膠沉淀，所以一般利用泥炭、褐煤等制取腐植酸。
化學元素分析及功能團測定表明，腐植酸含有碳、氫、氧、氮、硫等元素，由幾個相似的結構單元形成一個大的復合體，每個結構單元又由核、橋鍵和活性基團組成。核主要由5員或6員的均環或雜環，如萘、苯環、吠喃、噻吩和醌等相互組合成為核，橋鍵則聯接核。橋鍵分單橋鍵和雙橋鍵，如一CH：一CH：、一N一、一NH一、=CH一、一0一、一s一等，其中最普遍的是一O一和一CH，一。每個核都帶有一個或多個活性基團。從官能團的測定可知，腐植酸含有醇羥基、酚羥基、羧基、磺酸基、胺基和游離的醌基等。上述活性功能團決定了腐植酸的酸性、浸水性、鞣劑性質、陽離子交換性能、較高的吸附和絡合能力。
腐植酸的分子量在800～5000間，按其在不同溶劑中的溶解度和顏色，腐植酸分為三個組分。以堿直接抽出的部分稱為腐植酸，其中只溶于堿的部分稱為黑腐酸;溶于丙酮、乙醇等溶劑的部分稱為棕腐酸;溶于水的部分稱為黃腐酸。一般腐植酸中以黑腐酸占有較大的比例，它是腐植酸各組分中最主要的組分，可直接做為肥料施用。
1.2腐植酸鹽肥料的特性
泥炭、褐煤中雖含有大量的腐植酸，但由于它不溶解于水，因此不能被農作物直接吸收，不宜作肥料施用。要使泥炭、褐煤中的腐植酸變為作物可用的化肥，就必須使其變成可溶性，即必須提取腐植酸或制成腐植酸鹽。以改善其可溶性。
在腐植酸鹽的肥料中以腐植酸銨、硝基腐植酸銨和腐植酸磷復合肥料為最佳。腐植酸銨和硝基腐植酸銨所含的銨態氮是水溶性的速效氮肥，而非銨態氮的一部分有遲效氮肥的作用。同時它還具有腐植酸及其鹽的絡合和鰲合作用，因此它能牢固控制燦”、Fe“、ca“、 Mg“等高價陽離子，減少了它們與磷肥中HPO;、 H，P04-結合而造成沉淀的機會，從而提高了磷肥的效率。由于腐植酸銨的膠體特性，它可以在鐵、鋁、及氫氧化物表面形成一層保護膜，減輕鐵、鋁、氫氧化物對磷酸根離子的吸附。腐植酸離子可以和難溶性的磷酸鹽形成磷酸一一腐植酸復合體的平衡體系，這種復合體促使難溶性的磷轉化為有效磷(水溶性磷)供作物吸收，且轉化后磷肥的有效利用率可提高50%以上。因此，腐植酸鹽肥料作為磷肥增效劑的效果十分顯著。
2腐植酸對土壤的改良效應
2.1腐植酸對重金屬污染的防治
2.1.1 高分子堿性腐植酸鹽降低土壤重金屬活性
腐植酸含有羧基、酚羥基和醌基等活性功能團，具有親水性、吸附性、離子交換性、絡合性和氧化還原性。腐植酸施入土壤中可與水溶態、生物有效性的重金屬離子發生吸附、離子交換、氧化還原和絡合螯合等反應，使重金屬離子被絡合、螫合固定或吸附固定，降低重金屬生物有效性，減少植物體的吸收量。不同種類腐植酸的絡合螯合能力強弱順序為黃腐酸>棕腐酸>黑腐酸。如每克黃腐酸可結合Fe：O，750—890mg，每克黑腐酸可結合Fe，0，119～52mg。
2.1.2低分子弱酸性腐植酸增強土壤重金屬活性
由于腐植酸分子結構中酸性基團上存在活潑的氫，因此腐植酸具有弱酸性，導致土壤pH值降低，有利于提高土壤重金屬活性。腐植酸分子上的氫元素可與重金屬離子發生交換反應，在土壤氧化還原電位>0.7V的條件下，腐植酸呈現電子給予體的還原作用。使重金屬由氧化態變為還原態，可使高價態重金屬離子轉化為低價態，減少以氧化物態或高價重金屬鹽形態的沉淀。小分子黃腐酸鹽溶解性好，穩定性差，使重金屬離子生物活性增強，易被具有超富集重金屬能力的植物或微生物吸收，因此可加快重金屬污染土壤的植物修復和微生物修復速度。縮短修復時間。
2.2腐植酸對農藥的增效及污染防治
農藥是農業生產過程中使用的殺菌劑、殺蟲劑、除草劑和植物生長調節劑等的總稱。大多數化學農藥具有劇毒、致癌和致畸性，可引發多種疾病，因此農藥污染對人畜健康和生態系統生物多樣性、生物遺傳變異性的影響和危害，是一個急需解決的重大環保問題。
腐植酸類農藥或腐植酸類肥料具有增強農作物抗病性，對農藥有緩釋增效、降低農藥毒性、延長藥效、增強農藥使用安全等多方面作用，可減少農藥使用量，降低農藥污染。試驗研究表明，腐植酸是一種無毒的天然農藥增效劑，也是一個環境友好型的殘留農藥有效降解劑。
腐植酸能增強作物抗逆性，使作物少得病或不得病，可減少農藥使用，有利于降低農藥污染。腐植酸類肥料含有豐富的有機質和微生物所需的各種營養，施入土壤中可促進土壤有益微生物的大量繁殖，調節土壤微生物群落結構，改善土壤生物學性質，有利于抑制病原微生物，降低作物得病機率，減少作物病害。腐植酸還與農藥形成較穩定的高分子復合體，減緩農藥分解，使藥效延長。
2。3腐植酸對酸性土壤性能的影響
2.3.1腐植酸增加土壤的水穩性團粒結構
腐植酸類物質是含酚羥基、醇羥基、羧基等多種官能團的大分子芳香化合物，是形成土壤有機——無機復合體的有機膠體物質，具有增加土壤微團聚體、提高土壤有機質含量等特性。腐殖酸作為一種天然的綠色有機肥料，含有多種營養元素，能有效改善土壤結構，提高土壤保水保肥的能力，使耕作層的土質逐步趨向松軟肥沃，對調節土壤中水、肥、氣、熱起到積極作用。
2.3.2腐植酸對土壤起緩沖作用
腐植酸的活性基團賦予了其多種功能，如酸性、親水性、陽離子交換性、絡合能力及較高的吸附能力等。它是一種有機弱酸和弱酸鹽，同時也是一種兩性有機大分子化合物。腐植酸的陽離子交換量是土壤的10—20 倍。腐植酸是調節土壤pH值、緩沖土壤酸堿性的有效緩沖劑。當土壤中H+過多使土壤呈酸性時，腐植酸中的金屬離子可與土壤溶液中的H+進行離子交換反應，生成中性鹽或弱酸性鹽，從而降低土壤酸性。
2.3.3腐植酸可增加土壤養分的有效性
腐植酸是由多元素組成的，一般含碳55%一65%、氫5.5%～6.6%、氧25%～35%、氮3%～4%，還有少量硫、磷等，在分解過程中這些元素釋放出來供給作物吸收利用。施用腐殖酸肥可使作物對磷的吸收增加 7%一30%，對氮的吸收增加4%一15%。在我國磷肥當季利用率不高，僅有10%一20%，比發達國家低5—10 個百分點。主要原因在于土壤對磷的固定。在亞熱帶紅壤中含磷量并不低，每畝高達150—200kg，但這些磷素養分與紅壤中的鐵鋁結合，形成溶解度很低的磷酸鹽，不易分解出來供作物吸收。如果單施磷肥很容易就會被土壤中的游離氧化鐵所固定，不易被農作物吸收利用，使利用率不到20%。
腐植酸中活潑的含氧官能團可與磷肥有效結合并生成HA—P復合物，使得部分水溶磷轉化成活化的枸溶磷，減少了土壤對磷的固定，使其有效性大大增強，對磷起到部分緩釋的作用。該過程生成的腐植酸磷可使磷的固定率減少30%左右，腐植酸鹽類及硝基腐植酸鹽類都不同程度地抑制了土壤對磷的固定。腐植酸的化學組成、土壤的性質等都與腐植酸抑制磷的固定能力有關。一般認為腐植酸分子量越低，抑制能力越強。此外腐植酸抑制有效磷固定可能還同腐植酸與磷的比例有關。
土壤中鉀易溶于水流失，同時由于農田土壤的干濕度變化，使得一部分鉀素被土壤固定，不易被作物吸收。在我國鉀肥利用率也比較低，約為50%一60%。土壤對K+的吸附及耕層K+被水淋溶至土壤深層和隨降雨引起的徑流流失是鉀肥利用率低的主要原因。日本硝基腐植酸研究會進行的防固鉀試驗中，施入硝基腐植酸量為1.0%、0.5%和0.1%、在土壤反復干濕20d后。土壤巾水溶性鉀分別比對照增加了100%、99%和94%，表明腐植酸可減少土壤對鉀素的吸附，增加土壤中有效鉀含量。向土壤中施加腐植酸共聚物，也可減少土壤對 K+的吸附，增加土壤對K+的解吸，還能提高土壤對 K+的抗淋溶。從而減少土壤中K+的損失，提高鉀肥的利用率，有利于作物吸收利用。
施用褐煤腐植酸不僅能使土壤中的水分、氧分含量增加，而且有機質含量也得到提高，這對土壤理化性能的改變和有益微生物的活動都具有促進作用。這主要與腐植酸的膠體特性、化學活性和生物活性有關。
2.4腐植酸的節水抗旱作用
腐植酸是含有多種含氧活性功能團的高分子有機膠體，是一種兩性膠體，也是一種親水膠體物質，可作為一利t環保型節水抗旱劑。它的節水抗旱作用是其多種功能的綜合作用。
2.4.1腐植酸具有吸水、蓄水功能
腐植酸是有機大分子親水膠體，具有很強的吸水蓄水功能，粘土顆粒吸水率一般為50%～60%，而腐植酸類物質吸水率可達500%一600%，是粘土顆粒吸水率的 7—10倍。施用腐植酸土壤改良劑及腐植酸類肥料，因含有較多的腐植酸，腐植酸的吸水蓄水作用有利于改善土壤水分狀況。
2.4.2腐植酸能增強土壤保水
施用腐植酸土壤改良劑和腐植酸類肥料可以增強土壤腐植酸含量和活性，更新土壤有機——無機復合體，促進土壤團粒結構形成，增加土壤水穩性團聚體。因此，其可以顯著改善土壤結構、水分物理性質、孔隙度、透水性、保水性，增加土壤有效水容量，提高土壤水分供應能力和利用率和抗干旱能力。
2.4.3腐殖酸能增強根系吸水能力
腐植酸具有刺激作物生長發育的作用，不僅可使作物種子早發芽早出苗、早開花結果，還能增加根長、根重和根系活力。作物根長、根幅和根量的增加，可加強作物根系在土壤中吸收養分和水分的深度和范同，、作物根系越活躍，吸收面積越大，可增強根系吸收養分和水分的能力，從而提高作物的抗干旱能力。
3結論和展望
腐植酸是功能多樣、無毒無害、效果顯著的優質土壤改良劑。我國煤儲量極為豐富，分布于全國各地，這就為就地取材大力發展腐植酸鹽肥料提供了有利的條件，問時也為煤的綜合利用開辟了新的途徑。目前，我國研制開發的腐植酸產品已初步用于釀酒促酵劑等方面，并開始滲透到工業、農業、畜牧業等行業。其特點是用量小、效益高、安全可靠，可做畜禽飼料添加劑、殺蟲劑、除草劑、植物生長激素、土壤改良劑和肥料等。因此，開發推廣腐植酸產品前景開闊。——論文作者：章智明黃占斌單瑞娟
參考文獻
[I】啦忐進淺斬我網土壤污染的現狀及防活[J]科技致富向導，201l(06)： 370
[2]連綱，郭旭東.王靜.等.土壤質量與叮持續土地利用管理【J] 牛態學雜，蓉，2005.24(2)：163—169.
[3]方常艷土壤污染現狀及其防治對策[J] 黑龍江科技信息，201 I(10)： 40
[4]張則友，趙紅艷2l世紀泥炭及其腐植酸開發技術’j市場分析[J] 腐植酸.2000(3)：1—9
[5]張剛友阿外泥炭及其腐殖酸資源開發‘j研究[J1腐殖酸，1999(3)：I一 6
[6]葉水英.趙玉娟.于建圍等生化腐植酸肥料的研究與制備[J] I}I阿農-№ 科技導報，1999(2)：76—77
[7]A Violante，A De Ctfstofaro，M A Rao，el al Physicoehemical pro,t-ttries of protein—smectite and protein—AI(OH)x—smecllte Complexes[J] Clay Minerals，1995(30)：325—336
[8]孫來九腐植酸鹽肥料的生產及其在農業上的應j}j[J] 兩北大學學報(自然科學版).1975(2)：88—95
[9]鄒德乙腐植酸對防治土壤重金屬污染的作用[J] 腐植酸，2007(3)：50 一5l
[10]鄰德乙，揚玉紅腐植照對農藥的增效及防治污染作蝴【J].腐植酸，2007 (4)：52—53
[11]文娜.楊波濤植酸肥料對土壤的改良作用及其測定方法[Jj新疆化l‘， 2007(4)：18—19.
[12]A Singer.P M Huang Humic acid effect on aluminum interlayering in montmorillonite『J]Soil Science Society of America Journal，1993.57(1)：271 —279
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