腐植酸肥料知识概述

— 1 — 腐植酸肥料知识概述 前 言 我国加入世贸组织后，各地都把加快发展绿色食品作为提高农产品竞争力、迎接国际市场挑战地重要对策。“绿色风潮”正在席卷神州大地。然而越来越多的农民更想知道用什么肥料种出的产品能达到绿色质量标准。既能优质增产，又能减污节能；既能节水省工，又能规模经营；既能满足测土施肥需要，又能实现肥料深施。用新型的绿色环保肥料来取代污染严重的化肥必将是一种潮流。 以天然优质腐植酸为载体，采用新型工艺，科学方法配置而成，富含有机质腐植酸，加以合理配比的氮、磷、钾及适量的微量元素，集长效、速效、物效于一体，为腐植酸有机—无机肥料，对土壤、植物安全，无污染、无公害，是绿色有机食品的首选肥料。根据中华人民共和国农业部发布的绿色食品肥料使用准则NY/T394-2000标准，腐植酸复混肥属于A级绿色食品使用肥料。 腐植酸既可以单元肥料施用，又可构成以腐植酸为主体的复混肥料。腐植酸肥料是以腐植酸为主体成份，并与其它化学肥料的元素和物质组合而成的多元复混肥料，属有机—无机肥料。腐植酸含有作物需要的碳、氮、磷、硫等重要元素，加入适量的氮、磷、钾养分。腐植酸复混肥具有较高的肥效，同时又是一种化肥增效剂，可提高氮利用率1-2倍，提高磷、钾利用率1倍左右。因其具有刺激、缓冲等功能，又可称为刺激肥料、缓冲肥料、呼吸肥料。腐植酸复混肥的施用与普通的复混肥施用方法相同，可以撒施、带施，也可以作基肥和追肥，对各种作物都有明显的作用，每亩施用50～100Kg。进入 21世纪，腐植酸复混肥在国内许多展览会、双交会上成为新秀，越来越受到农民的青睐。 一、腐植酸概念 腐植酸（humic acid，简写HA）是动、植物遗骸，主要是植物遗骸经过微生物的分解和转化，以及地球化学的一系列过程形成和积累起来的一类有机物质。腐植酸不是纯物质，而是一种非均一的高分子缩聚物，也可看成是一种不定型的高分子胶体。腐植酸的成因取决于原材料、温度、压力、时间等，可分为天然形成和人工合成。 天然形成的腐植酸广泛存在于土壤、湖泊、河流、海洋水及其沉淀物中，也广泛存在于泥炭、褐煤、各类风化煤和页岩等含碳沉积岩中。 二、风化煤特征 风化煤的特征，风化煤（露头煤）由接近地表或位于地表浅层的褐煤和烟煤等在大气中长期经受阳光、空气、雨雪、风沙等渗透和风化作用，主要是由造煤植物在地中经历了煤化过程的还原性环境，再在地表气流影响下置于氧化性环境中，受空气和水的影响而发生缓慢的氧化所引起的。风化煤以氧含量、腐植酸含量高，黏结性降低等为分类特征。经过风化的煤，颜色变浅，光泽变暗，强度降低。煤的风化大至经历三个阶段。第一阶段，煤的表面氧化。氧与煤的有机物形成一种煤氧复合物，同时有少量的CO、CO2和水生成。第二阶段，即腐植酸形成阶段。这一阶段在氧化剂继续作用下，煤氧复合物发生分解，放出活性氧，氧化生成腐植酸（再生腐植酸），并逐渐增加。随着氧化深度的加深，再生腐植酸达到一个最大值并开始下降。风化后煤中HA可达50%~80%。第三阶段，化学组成变化，即风化后碳、氢含量下降，氧含量上升，活性功能团增加；并随着再生腐植酸含量的增加，发热量降低，着火点下降。 — 2 —

我国风化煤腐植酸自1980年出口日本、东南亚等国家和地区以来形势一直不错。随着生态农业对肥料要求的变化，重视对风化煤腐植酸在肥料中应用的适度改性，比如在复混肥中要提高腐植酸的水溶性，在控释肥中要加大创新力度，探索腐植酸和化肥有效结合，有规律释放的途径和方法，加强腐植酸和化肥结合中同其他包涂材料和工艺的有效结合，重视HA和畜禽粪便及其他有机肥源的相互结合和改性等，综合利用面将更广。 三、腐植酸的应用 腐植酸是一类无定形的网状高分子有机物质。除本草纲目记载“乌金散”（腐植酸组分）的药学应用外，涉及腐植酸类物质的工业、农业等领域中的研究已有200多年的历史。随着科学技术的迅速发展，当今可形成腐植酸类物质的原材料在不断地增加，腐植酸应用研究的内容越来越丰富。 图1主要列出了传统意义上的天然腐植酸的用途。如用腐植酸代替棉花、炭黑用于蓄电池阴极膨胀剂，可以使电池寿命明显延长；腐植酸用作混凝土减水剂，可改养水泥的稳定性、流动度，降低工程造价；在石油开采中，腐植酸作为钻井泥浆处理剂，能起稀释、降失水作用；腐植酸也可作为锅炉等工业设备除垢剂、重金属离子吸附剂、涂料添加剂等。腐植酸在医药上具有消炎、皮肤美容、改善微循环、预防控制恶性肿瘤的生长和扩散等功能。

图2中，腐植酸与氮、磷、钾及各种微量元素复配，可制备30余种专用有机液肥；作为保水剂，施用腐植酸可松散土壤，促进植物根系吸引水分，对土壤湿度和水蒸发率有稳定作用；同时游离的腐植酸可促进植物叶面毛孔的收缩，减少水分的丧失。作为土壤改良剂，腐植酸可改善土壤的结构和质地，从而提高土壤的透气性和保水性，活化土质养分。 — 3 —

腐植酸的抗旱作用是我国科学家首先发现的，引起了世界的重视。抗旱作用是腐植酸的固有特性。腐植酸与土壤节水、植物抗病等有关，在世界经济要付“缺水的代价”，水将成为社会管制手段，全球将通过农产品的形式“出口”水的后几十年、几百年中，腐植酸的利用形式将更多。如利用地膜覆盖方式改善农作物生长环境的栽培技术，该法可防止土壤水分蒸发，抑制杂草生长，全面提高作物对光、温、水、肥与土地利用率等。我国目前品种不多（为避免“白色污染”），利用腐植酸类地膜（图3）能提高田地温度1～4℃，其最终可化作肥料。

腐植酸类缓释肥/保水剂如图4所示。 — 4 —

我国南方为高温多雨地带，土壤有机构质分解强烈，氮、钾养分流失严重，在这些地带施用腐植酸肥料，对提高土壤的阳离子代换量，增加土壤的保肥性，减少养分损失具有重要意义，养分增放作用更加显著。我国有较大面积的沙质土壤，漏水、漏肥问题十分严重，养分利用率极低，在这种土壤上施用腐植酸肥料，可改善土壤结构。增加固粒含量，提高土壤的阳离子代换能力，对提高养分利用率意义更大。 随着我国化学工业的高速发展，化学肥料的生产和施用数量不断增加，增施化肥对农业生产的发展无疑起了重要的作用，但随着化肥施用量的增加，投肥成本提高，化肥利用率降低等问题也逐渐反映出来，同时过量地施用化肥已经成为农村的主要污染源。目前，我国氮肥利用率为30%-35%，磷肥利用率为20%~40%，钾肥利用率为50%~55%，如何提高化肥利用率已经成为全世界非常重视的研究课题。 腐植酸是一种结构复杂的天然高分子有机聚合物，含有大量的羧基和酚羟基等活性基团，对土壤的改良作用主要体现在：促进土壤团聚体的形成，降低表土含盐量，提高土壤交换容量，降低盐碱土的酸碱度（pH值）和增加N、P、K及微量元素的利用率等方面。实践表面利用腐植酸生产的复合肥不仅能够提高化肥利用率，改良土壤，增加作物的抗逆性能和改善农产品品质，而且能够降低土壤养分的淋失，减少施用化肥对环境的潜在影响。 HA复合肥对土壤养分转化和土壤酶活性的作用机理在于：腐植酸较强的络合、螯合和表面吸附能力，在适当配比和工艺条件下，分学肥料可以与HA作用，形成以HA为核心的有机无机络合体，从而有效地改善营养元素的供应过程和土壤酶活性，提高养化的化学稳定性，减少氮的挥发、淋失以及磷、钾的固定与失活。 以尿素和碳铵为代表的氮素肥挥发性强，一般利用率较低，农民普遍认为其“暴、猛、短”，而和腐植酸混施后，可提高吸收利用率1-2倍，碳铵释放的氮素被作物吸收的时间为20多天，而与腐植酸混施后可达60天以上，农民认为是“缓、稳、久”。 腐植酸对土壤中潜在氮素的影响是多方面的，腐植酸原刺激作用使土壤微生物的生长速度增加，导致有机氮矿化速度加快，腐植酸具有较高的盐基交换量，能够减少氮的挥发流失，同时也使土壤速效氮的含量有所提高。 腐植酸对磷肥作用的研究国外已进行多年，我国也进行了这方面的研究，结果表明，不添加腐植酸，磷在土壤中垂直移动距离为3～4cm，添加腐植酸可以增加到6～8cm，增加近1倍，有助于作物根系吸收（沈阳农业大学），腐植酸对磷矿的分解有明显的效果，并对速效磷的保护作用、减少土壤对速效磷的固定、促进作物根部对磷的吸收、提高磷肥的利用吸收率均有极高的价值。加上腐植酸对Fe、Al、Ca、Mg等金属离子有较强的络合能力，可形成较为稳定的络合物。通过这种络合竞争可减少它们与土壤磷的结合，减少磷在土壤中的固定失活。 腐植酸对钾肥的增效作用主要表现在：腐植酸的酸性功能团可以吸收和储存钾离子，防止在沙土及淋溶性强的土壤中随水流失，又可以防止黏性土壤对钾的固定，对含钾的硅酸盐、钾长石等矿物有溶蚀作用，可缓慢释放，从而提高土壤速效钾的含量。 腐植酸对钾的释放有延缓作用。腐植酸肥料可使土壤速效钾被延缓释放，减少土壤黏土矿物对钾的固定，有利于提高钾素利用率。 腐植酸肥料的使用使土壤淋出液中pH变化幅度小，对土壤酸碱性有缓冲作用，可改善作物生长的土壤环境条件。 腐植酸肥料具有可减少土壤盐分淋失、调节土壤盐分平衡的作用，有利于保持土壤养分和减少对水体等生态环境的污染。 腐植酸肥料可控制土壤中硝态氮的淋失，减少土壤翻土矿物对钾的固定，延长钾素— 5 —

的释放时间。既有利于提高土壤养分的利用率，又有利于减少施肥对生态环境的污染。 四、腐植酸复混肥的作用与功效 （一）调控酶促反应 增强植物生命活力 酶是植物生命活动的生物催化剂。植物的生命活动表现在新陈代谢过程中，即植物与外界环境之间的物质和能量交换及体内物质和能量转化的过程，其综合表现是生长发育。这些新陈代谢都是在一系列酶的专一作用下进行的，少量的酶就能起很强的催化作用，酶的作用大小以酶的活性来体现。如果没有酶促反应，生命活动不能迅速、顺利的进行，新陈代谢就会中断，生命活动也就停止了。许多研究表明HA能调控植物体内多种酶的活性，有刺激和抑制双向调节作用，从而提高植物代谢水平。 （二）具有类似植物内源激素的作用 酶对植物生命活力有着非常重要的作用，而很多酶的活性则受极微量的具有生理活性的分子—激素传递信息来调控，因此植物激素在协调新陈代谢，促进生长发育等生理过程中充当重要角色。激素是植物正常代谢的产物，已知植物内源激素有5大类，即生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯，还有其他类如抗坏血酸等，它们有各自独特的和互相配合的生理作用，许多研究表明，HA影响植物的很多生理反应类似植物内源激素的作用。 腐植酸促使根的生长和活性类似生长素效果。HA对根有很特殊的超过对茎的刺激作用，促进根端分生组织的生长和分化，使幼苗发根伸长加快，次生根增多。 腐植酸促进种子萌发、出苗整齐和幼苗生长类似赤霉素的效果。山西报道小麦经旱地龙处理，发芽率及大田出苗率比对照提高2.3%~13.5%，早出苗2d，谷子出苗率也提高10%。 腐植酸使叶片增大、增重、保绿、青叶期延长，下部叶片衰老推迟，促进伤口愈合等很似细胞分裂素的作用。 腐植酸促使气孔缩小、蒸腾降低类似脱落酸（ABA）的作用。脱落酸是植物体最重要的生长抑制剂，可提高植物适应逆境的能力。 腐植酸使果实提前着色、成熟，又似乙烯催热作用。 腐植酸促进细胞分裂和细胞伸长、分化等方面的作用又类似两种以上植物激素作用。 （三）增强呼吸作用 植物的呼吸作用是消耗糖放出生物能量的过程，是一系列氧化还原反应，作为主要代谢过程，是能量代谢和物质代谢的中心，HA对植物呼吸作用的促进是明显的。 （四）提高叶绿素含量促进光合作用 光合作用是通过细胞中的叶绿体进行的，叶绿体是叶绿素的载体，叶绿素是光合色素，对光能的吸收和利用起重要作用，是光合作用的核心。叶绿素作为媒介把从根部和叶部吸收的物质在光的作用下合成碳水化合物。N、Mg、Ca、Fe、Zn、Cu、Mn等元素都与叶绿素、叶绿体的形成、发育和稳定密切相关，有的元素是某些酶的活化剂，植物体约有90%的Fe分布于叶绿体中，这些元素缺少时不能形成叶绿素，而呈现缺绿症。HA能促进植物对中、微量矿物元素的吸收和运转，使叶片叶绿素的含量显著增加。并能抑制矿物元素的吸收和运转，使叶片叶绿素的含量显著增加。并能抑制蛋白分解酶的活动使叶绿素分解减慢。HA能提高保护酶的活性，减轻活性氧对叶绿素的破坏。这些都有利于维护和提高叶绿素含量，促进光合作用，提高光合产物累积。试验研究表明，HA对提高植物叶绿素含量的效应非常明显，在作物生长发育的不同时期，不论采用什么方法处理，均能显著提高叶绿素含量，施用HA后，作物叶片明显浓绿，绿叶面积增大，下层