淺議腐植酸肥料功能

江志陽 尹微(中國科學(xué)院 沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所，遼寧 沈陽110016；沈陽中科新型肥料有限公司，遼寧 沈陽 110016)

淺議腐植酸肥料功能

江志陽 尹微(中國科學(xué)院 沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所，遼寧 沈陽110016；沈陽中科新型肥料有限公司，遼寧 沈陽 110016)

闡述了腐植酸類肥料在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的作用。礦物腐植酸是肥料中腐植酸的主要來源，腐植酸也在改良土壤、提高肥料利用率、刺激作物生長等方面起到關(guān)鍵作用，如何提高腐植酸在肥料方面的作用是值得深入研究的。

腐植酸；改良土壤；肥料利用率；刺激；作物生長

腐植酸有多種,天然礦物腐植酸(泥炭、褐煤、風(fēng)化煤)主要是動植物遺骸。動植物遺骸在空氣和水并存的條件下經(jīng)過微生物分解轉(zhuǎn)化后，在經(jīng)過地球演變而積累起來的有機物質(zhì)，普遍存在于土壤、泥炭和風(fēng)化煤中，對植物的生長和土壤生態(tài)系統(tǒng)具有重要作用。

腐植酸類肥料中起主要作用的是腐植酸，其次是一些大量、中微量、微生物等營養(yǎng)元素。因此，腐植酸的復(fù)雜結(jié)構(gòu)及特性，自然就決定了腐植酸類肥料是一種多功能的有機肥料。這種肥料的作用歸納起來可分為三方面：①改土作用，②營養(yǎng)作用，③刺激作用。也可以說這種肥料，既是土壤改良劑，又是肥料，又是植物生長刺激劑。

1. 改良土壤

1.1 增加土壤的團粒結(jié)構(gòu)，促進土壤生態(tài)平衡

團粒結(jié)構(gòu)是土壤土壤肥力的基礎(chǔ)。其含義就是指要保持土壤有良好的團粒結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)是由疏松的呈小米粒至豆粒大小不等的無數(shù)顆粒組成的，它能通氣，又能保水，蓄肥，調(diào)節(jié)土壤中水、肥、氣、熱狀況。當(dāng)前我國提倡的“秸稈還田”就是提高土塘團粒結(jié)構(gòu)的重要方法。

那么，良好土壤團粒結(jié)構(gòu)又是怎樣形成的呢？自然界中，土壤中的團粒結(jié)構(gòu)，主要是由于土壤中有機質(zhì)發(fā)生分解時，產(chǎn)生出一些腐植酸。這種腐植酸是一種黑色有機膠體物質(zhì)，在土壤中，和土粒粘合，生成腐植酸-粘合復(fù)合體，從而增加了土壤中的團粒結(jié)構(gòu)。另外，腐植酸與土壤中的鈣離子相互作用，可以形成絮狀凝膠體。這種膠體可以把分散結(jié)構(gòu)土粒膠結(jié)在一起，形成遇水都不易分散的“水穩(wěn)性團粒結(jié)構(gòu)”。而長期耕作的土壤，腐植酸會逐年減少，團粒結(jié)構(gòu)也會隨之變壞。尤其長期單施無機化肥，而有機肥料不足的土地，土壤團粒結(jié)構(gòu)更易遭到破壞。因此，施用腐植酸類肥料便是增加土壤團粒結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力的重要措施。各地施用腐植酸類肥料情況證明，腐植酸類肥料能夠增加土壤團粒結(jié)構(gòu)。據(jù)中科院生態(tài)所試驗測定，施用腐植酸類肥料土壤水穩(wěn)性團粒增加10%～20%；中科院生態(tài)所對施用生物型腐植酸復(fù)合肥料的試驗，土壤水穩(wěn)性團粒結(jié)構(gòu)也有明顯增加。肥料使用后，土壤疏松，植株生長旺盛、土壤抗逆性增強。

1.2 增加土壤的緩沖性能，調(diào)整土壤酸堿度

腐植酸是一種含有多種活性基團的有機弱酸，弱酸(弱堿也同樣)和弱酸鹽結(jié)合在一起具有緩沖作用，即在一定程度上可維持溶液的酸堿度(pH值)大致不變，腐植酸在土壤里就具有這樣的緩沖調(diào)節(jié)酸堿度的特性。腐植酸類肥料的有機膠體，有著很大的鹽基交換量。據(jù)測定，粘土鹽基交換量為10～30毫克當(dāng)量/100克，而腐植酸卻高達(dá)100～300毫克當(dāng)量/100克，這樣就能把影響土壤酸堿度的離子，交換到腐植酸結(jié)構(gòu)上去，從而增加土壤的緩沖性能，調(diào)節(jié)土壤的酸堿度。

對酸性土壤的改良作用。我國南方酸性土壤較多，大都是些紅黃

泥田，造成酸性的主要原因是由于雨水多、大部分陽離子被淋洗掉，引起氫離子濃度增加，以及存在鐵和鋁的的酸性氧化物所致。這種土壤的酸堿度(pH值)在4.5～6，有的甚至達(dá)到3.5，不宜于作物生長，也使土壤中微生物的活動能力大大減弱。施用磷肥后，形成了不溶性的磷酸鐵和磷酸鋁，也很難被植物吸收利用。但施用腐植酸類肥料，使土壤中腐植酸增加了，這樣腐植酸就可以與土壤中的鐵離子、鋁離子等發(fā)生作用，形成一種新的化合物，因而減少了鐵、鋁離子對作物的毒害作用，同時又可代換出原來與鐵、鋁離子結(jié)合的氫氧根對氫離子起中和作用，及減少磷的固定。再加上腐植酸本身的緩沖作用，從而降低了酸性土壤的酸度，有利作物生長。

對鹽堿地的改造作用。鹽堿地主要含氯化鈉(NaCl)、硫酸鈉(Na2SO4)、碳酸鈉(Na2CO3)、碳酸氫鈉(NaHCO3)、氯化鎂(MgCl2)、氯化鈣(CaCl2)等鹽分，由于這些鹽分在土壤中含量過高，對作物種子的發(fā)芽、出苗和生長均產(chǎn)生不利影響，甚至完全不能生長。形成鹽堿的主要原因是含鹽分的地下水位上升，其中的鹽分被帶到土壤的表層。我國鹽堿地大多分布在北方干旱地區(qū)，由于降雨量少，蒸發(fā)量大，所以造成含鹽地下水大量沿土壤毛細(xì)管上升，致使地表鹽分過多，成為鹽堿地。中科院生態(tài)所多年來開展腐植酸類肥料研究來改造鹽堿地，已取得了可喜的效果。實踐證明，施用腐植酸類肥料，能夠顯著地改造鹽堿地。理由是，施用腐植酸類肥料首先能改變鹽堿地土壤表層的結(jié)構(gòu)，增加了團粒結(jié)構(gòu)，破壞了鹽分上升條件，起到“隔鹽”作用，減少了土壤表層鹽分的積累。另外，腐植酸類肥料能夠從土壤的可溶性鹽中吸附和阻留較大量的有害離子，降低土壤溶液中鹽分濃度，因而當(dāng)種子發(fā)根時所接觸到的水溶液中的鹽分濃度變小，減少了鹽分對種子的危害。例如，山東省東營市在重堿地上，施用腐植酸類肥料，保苗率由原來的20%～30%，提高到90%，糧食增產(chǎn)53.5%。

2. 提高肥料利用率

2.1 提供多種養(yǎng)分

農(nóng)作物在生長過程中需要多種營養(yǎng)元素，但目前施用多數(shù)化學(xué)肥料，多以單一的氮或磷、鉀營養(yǎng)元素供給作物生長時需要的養(yǎng)分，是速效性很強的。因而，往往造成作物需肥時期作物一下子“吃不了”，過了一段時間肥勁又沒有了。而腐植酸類肥料則就不同了，在原來的氮、磷、鉀等元素基礎(chǔ)上還可以以腐植酸為載體添加中微量元素和微生物菌劑等營養(yǎng)元素[5-8]。因此，腐植酸越來越成為肥料中不可缺少的部分，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中獲得越來越廣泛的應(yīng)用[9]。

2.2 增加速效養(yǎng)分，減少化肥流失

腐植酸類肥料施入土壤中還有一個特殊作用，就是可以吸代換和活化土壤中許多礦物營養(yǎng)元素，供給作物吸收利用。如土壤中有一些鐵和鎂、錳、鉬、硼等微量元素，通常情況下作物不能直接吸收，但同腐植酸發(fā)生作用后，即可變成了作物可吸收利用的東西了。有的地方果樹因為缺鐵引起“黃葉病”，就可以通過施用腐植酸類肥料來解決。腐植酸類肥料對土壤中磷的活化起很大作用。在我們施用磷肥時，如磷礦粉或者過磷酸鈣，發(fā)現(xiàn)效果總不那么理想，這是因為磷礦粉中的磷多是不可溶狀態(tài)，就是過磷酸鈣，施入土壤中，磷也很容易被“固定”，因而，降低了磷的有效性。一般施用的磷肥在當(dāng)年利用率僅在10%～20%，而磷肥與腐植酸類肥料混合、配合施用，效果明顯提高。據(jù)中科院生態(tài)所測定，施用腐植酸類肥料后，能夠減少磷的固定，使磷肥的利用率提高一倍以上，土壤速效磷提高9%～40%，因此開發(fā)出了多種肥料增效產(chǎn)品。

腐植酸類肥料本身含有多種營養(yǎng)元素，又能把土壤中許多作物不能吸收的固定態(tài)營養(yǎng)元素轉(zhuǎn)化為可吸收的營養(yǎng)元素。同時，還能減少化肥的流失。通常，作物對施入土壤里的氮肥和鉀肥，只能利用其中養(yǎng)分的50%以下，其余隨雨水沖刷流失，但是，通過腐植酸的吸附性和很高的鹽基交換量，可以把容易流失、揮發(fā)的肥料養(yǎng)分物質(zhì)吸收在土壤膠體上，可使氮肥流失減少到25～65%。當(dāng)土壤溶液中養(yǎng)分減少時，又可隨時釋放出來，使養(yǎng)分供應(yīng)穩(wěn)定，肥效持久。因此，在我國肥料發(fā)展過程中，推廣腐植酸與化學(xué)肥料、生物肥料配合施用，也是更好發(fā)揮腐植酸的作用效果，確保作物穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的重要措施。中科院生態(tài)所利用生物、有機、無機的理念經(jīng)過多年試驗發(fā)現(xiàn)生物型腐植酸復(fù)合肥料在遼寧東港水稻上使用后能夠，對土壤的有機質(zhì)、全氮、速效磷等都有明顯作用。

3. 刺激作物生長

腐植酸類肥料具有刺激作用，這是多數(shù)天然肥料所不具備的，也是腐植酸類肥料的特效之處。試驗表明，施用腐植酸類肥料，可使種子催芽快，提前2～3天，出苗，作物根系發(fā)達(dá)，主根增長，次生根、須根增多，根的干物質(zhì)可以增加20%～40%；地上部分是，苗高莖粗，葉大色綠，長勢健壯。一般成熟期可提前2～4天，千粒重增加，空癟率降低，產(chǎn)量高，且產(chǎn)品質(zhì)量也有提高。

3.1 提高產(chǎn)量

腐植酸類肥料的刺激作用主要表現(xiàn)在能促進作物的呼吸作用和新陳代謝活動。腐植酸類肥料也可稱做“會呼吸的肥料”。眾所周知，作物生長離不開水、肥、氣，而水、肥、氣主要靠作物的根系來吸收，因此，根系狀況直接影響作物生長，“根深則葉茂”。腐植酸類肥料對作物根系發(fā)育影響很大。試驗證明：施用腐植酸類肥料的水稻，根系“呼吸”強度較對照增加77.3%，葉片“呼吸”呼吸強度增加38.2%。由于呼吸作用的加強，也就促進了作物對養(yǎng)分大量的吸收。數(shù)據(jù)顯示，施用腐植酸類肥料可使作物對磷的吸收增加7.2%～29.5%，氮的吸收增加4.3%～17.1%。王秀龍[10]等發(fā)現(xiàn)，對大白菜施用腐植酸類水溶肥料，對其產(chǎn)量、單棵質(zhì)量、株高、莖粗均有顯著影響；張莉[11]將腐植酸水溶肥應(yīng)用于西瓜，增產(chǎn)7.82%，投入產(chǎn)出比達(dá)到1：6.14。

由于作物吸收養(yǎng)分?jǐn)?shù)量的增加，促進了物質(zhì)的積累，所以，作物長勢茂盛，產(chǎn)量提高。

3.2 提升品質(zhì)

由于過量使用化學(xué)肥料嚴(yán)重影響農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。而施用腐植酸類肥料的草莓、甘蔗、西紅柿、西瓜、蕃茄以及葡萄等，可溶性固形物、含糖量普遍提高，味甜可口。植物體內(nèi)的糖是在一種糖化酶作用下形成的，轉(zhuǎn)化酶活性增強，植物體內(nèi)糖分積累也就隨之增加。當(dāng)施用腐植酸類肥料時，由于腐植酸具有提高糖轉(zhuǎn)化酶活性的作用，所以促使難溶于水的多糖轉(zhuǎn)化為可溶的單糖。同時，它又能活化土壤中的磷素，提供給作物，致使果實中糖分增加，提高果實的甜度。如廣東雷州在甘蔗上試驗，施用腐植酸肥料后，含糖量為10.37%，對照為8.32%；遼寧丹東草莓上進行試驗，結(jié)果表明施用腐植酸類肥料的含糖量為5.97%，對照是8.25%，提高了2.28%。在遼寧熊岳我們曾在葡萄上進行

了追施腐植酸鉀水溶肥料的試驗，與常規(guī)復(fù)合肥料對比含糖量為11.97%，對照是8.25%，提高了3.71%，同時產(chǎn)量提高5.8%。

另外，資料顯示，腐植酸對提高水稻出米率、馬鈴薯淀粉含量，中草藥品質(zhì)也有明顯作用，所有這些都可能與施用腐植酸類肥料后，它的刺激作用有關(guān)，值得進一步研究。

4 、促進土壤微生物系統(tǒng)平衡

腐植酸類肥料可以促進土壤有益微生物的活動。腐植酸類肥料一方面提供給微生物多種養(yǎng)料，又能創(chuàng)造微生物活動的良好土壤環(huán)境條件。土壤中有很多肉眼看不見的微生物，別看它微小，但是數(shù)量可很多，它對作物生長很有幫助。每克土壤中微生物數(shù)量有幾千萬、數(shù)億乃至幾十億之多，他們對土壤生態(tài)系統(tǒng)的影響可見一斑。據(jù)測定，施用腐植酸類肥料后，分解纖維素的微生物增加一倍，分解氨基酸釋放氮素的氨化細(xì)菌約增加1～2倍，土壤自生固氨菌增加兩倍以上。這樣就能夠加速土壤中有機物的分解，增加土壤腐殖質(zhì)數(shù)量，速效養(yǎng)分的釋放和累計，便于作物吸收利用。

其次，由于腐植酸類肥料是黑色的，施入土壤中，加深了土壤的顏色，增加了土壤對陽光的吸收，加之，腐植酸促進土壤微生物分解活動，產(chǎn)生了熱量，所以能提高地溫，增強作物抗寒防凍能力，據(jù)各地試驗觀測，施腐植酸類肥料可提高地溫1～3度。

總之，腐植酸(泥炭、風(fēng)化煤)類肥料是肥料發(fā)展過程中的重要發(fā)展方向，對于研究單位腐植酸肥料的理論研究需要深入，政府部門和協(xié)會應(yīng)該嚴(yán)格監(jiān)管腐植酸肥料的工藝、產(chǎn)品，在腐植酸肥料如火如荼的發(fā)展過程中很多企業(yè)也在炒作腐植酸的概念，這也是要注意的，另外，針對我國農(nóng)業(yè)和城市有機廢棄物這一放錯位置的資源，如何進行高效無殘留轉(zhuǎn)化為生化腐植酸也是值得探討和利用的。腐植酸在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的工作任重道遠(yuǎn)。

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