黄腐酸作用机理

黄腐酸的诸多特征决定了其在物理、化学、生物三方面的作用，下面以黄腐酸在农业领域对土壤、肥料以及植物体的作用为话题展开论述。

一、黄腐酸改良土壤

1、黄腐酸对土壤团粒结构的影响

（1）土壤团粒结构是由若干土壤单粒粘结在一起形成为团聚体的一种土壤结构。团粒是由多种微生物分泌的多糖醛酸甙、粘粒矿物以及铁、铅的氢氧化物和腐殖质等胶结而成的。黄腐酸属于腐殖质类物质，黄腐酸的施入影响粘土的性质，能促使土壤形成更稳定的团粒结构，使土壤中≥的团粒含量增加10-20%，有机质含量增加10%，可使土壤保持水份、增加通气，有利于农作物的生长；可使土壤悬浮液保持稳定或增加流变性。

（2）粘土也能防止黄腐酸的生物学降解、催化吸附在黄腐酸表

面上有机化合物的反应。

2、黄腐酸增强土壤的保水性、保肥性

（1）保水性

黄腐酸属于有机胶体物质，是一种亲水胶体，有强大的吸水能力，最大吸水量可超过500%，从饱和大气中吸收的水分重量可达自身重的一倍以上，比一般的矿质胶体大的多；黄腐酸抑制作物蒸腾作用，使土壤水分消耗速度减慢，土壤含水量相应提高，另外黄腐酸能改良土壤团粒结构，起到省水保墒的作用。

1979年河南科学院生物所许旭旦等研究发现小麦喷施黄腐酸后，气孔宽度缩小%，总蒸腾量比对照减少%，土壤含水率提高%；孟远平等试验测定小麦喷施黄腐酸10-20天内土壤水分消耗降低；另报道玉米喷施黄腐酸后，不同土壤深层含水量增加。(Nelson, 2004)（2）保肥性

黄腐酸本身是有机酸，既增加了土壤中矿质部分的溶解，提供土壤养分，又通过络合作用增加养分的有效性。黄腐酸是有机胶体，具有巨大的比表面和表面能，同时带有大量负电荷，能提高土壤的吸附性能，使养分能保存在土壤中，不致于随水流失，提高肥料的利用率，增强养土和保肥能力，在沙土地上意义尤为重大。(王天立,1981)

3、盐碱地改造

黄腐酸和黄腐酸盐还具有较强的缓冲能力，通过离子交换作用可降低土壤的酸性或碱性。所以，黄腐酸和黄腐酸盐可通过调节土壤的酸碱度(pH)，优化土壤环境，达到治理盐碱地的效果。

（1）黄腐酸和黄腐酸盐互相转化，形成一个缓冲系统，从而起到调节土壤溶液PH的作用。 R-COOH+Na+→R-COO Na+H+（调节H+浓度）（2）由于黄腐酸含羧基、酚羟基，所以具有弱酸性，其水溶液pH值在3~5范围，可中和碱性土壤。

4、降低盐分

（1）隔盐：在黄腐酸及植物根系的作用下形成的团粒结构可疏松土壤耕层，破坏盐分沿土壤毛管孔隙随水分上升的条件，降低土壤表层盐分积累。

（2）吸附：黄腐酸络合、螯合土壤中的金属阳离子形成的胶体结构以及其多孔性（比表面大）可吸附土壤溶液中的离子或分子，降低土壤溶液盐的浓度。（韩文志, 1997)

5、土壤重金属污染防治与修复

黄腐酸本身具备的结构框架及其丰富的官能团，如：芳香环、共轭双键、羟基、羰基、羧基等，可以有效地与重金属发生吸附、络(螯)合、氧化还原等反应。黄腐酸的活性基团之间以氢键结合成网络状，使得分子表面具有孔状结构，提供了良好吸附表面。由于它的特殊结构使其与金属离子能够发生离子交换、表面吸附、配位和凝结等作用发生结合，在土壤中黄腐酸几乎全部是以结合态（有机-无机复合体）存在。黄腐酸作为化学改良剂，可以转变土壤中重金属离子的存在形态，减少植物对重金属的吸收利用或降低其生物活性等。

土壤胶体结构中的有机-无机复合体

黄腐酸吸附重金属改良土壤反应机理图

黄腐酸也具有有机聚电解质的特性，表现在能提高胶体粒子的ζ-电位（ζ-电位越高胶体性能越好）和双电层厚度、增强胶体体系稳定性方面。当黄腐酸水溶液中的金属离子达到一定浓度时，或者H+离子浓度极高（pH很低）时，黄腐酸会凝聚沉淀，这一性质主要用“凝聚极限”（n）来表示，n越大，黄腐酸抵抗电解质絮凝的能力越强。

6、土壤有机污染物修复与净化

黄腐酸具有的吸附和解吸正是决定土壤中有机污染物环境行为的一对关键过程，它控制着有机污染物的活动性、生物可利用性、毒性及归宿。

通过分子的极性大小，功能基团的类型、数量、排布，氧化还原等几种不同途径实现对污染物的吸附、解吸、降解，最终实现对土壤有机污染物的修复与净化。

7、生物作用

黄腐酸含有多种含氧官能团，决定了其生理活性，从而对生命活动起到调控作用，促进有益细菌生长繁殖，抑制有害微生物的数量；黄腐酸中的羧基、酚羟基有一定抑制病毒的作用。(周霞萍，2005)

二、提高肥料利用率

黄腐酸含有羧基、酚羟基等官能团，有较强的络合、螯合和表面吸附能力，能减少铵态氮的损失；增加磷在土壤中移动距离，抑制土壤对水溶性磷的固定，使无效磷转化为有效磷，促进根系对磷的吸收；

黄腐酸可以吸收存储钾离子，提高有效钾的含量特别是对钾肥的增效尤为明显。试验表明，黄腐酸能提高肥料中氮、磷、钾养分的利用率20%以上。

1、对氮肥的增效作用

碳铵中添加黄腐酸，可使碳铵在6天中氮素挥发率从％降为％。在农田试验中碳铵肥效维持20多天，黄腐酸铵可达60多天。尿素中添加黄腐酸特别是硝基黄腐酸，可以生成尿素络合物，使尿素分解减缓，肥效延长，损失降低，使尿素的利用率相对提高30％，后效增加15％以上。氮肥利用率测定结果，添加黄腐酸后利用率从％提高到％，吸氮量增加10％。黄腐酸的活性基团（包括羧基、羟基以及某些含P、O、N、S的基团）一般都是电子给予体，很容易与许多电子接受体（多价金属离子、有机基团或离子）构成配位化合物，称作络合物或螯合物。比如黄腐酸-尿素等，实际是络合（螯合）物，能使碳铵减少铵态氮的损失，提高氮肥的利用率。经氧化降解的硝基黄腐酸，可抑制尿酶活动，减少尿素挥发。

黄腐酸配合氮素对植物生长发育的影响是十分明显的。当氮素、黄腐酸充足时，植物可合成较多的蛋白质，促进细胞的分裂和增长，因此植物叶面积增长快，能有更多的叶面积用来进行光合作用。对促进植物生长健壮有明显的作用。往往施用后，叶色很快转绿，生长量增加。

2、对磷肥的增效作用

降解的硝基黄腐酸可增加磷在土壤中移动的距离，抑制土壤对水