[其他]每日优课第五讲：深度剖析腐植酸 [复制链接]

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离线堇却

村上老人①级

只看楼主倒序阅读使用道具楼主发表于: 2020-08-20

今天将带大家彻底了解“腐植酸”，它和土壤有着非同一般的关系，今晚将为大家揭开所有秘密。

腐植酸与土壤的趣味对话

那天，我看到被人类失宠多年的腐植酸，千辛万苦找到了当年的土壤情哥哥，偷听了他们的一番对话让我深思。
腐植酸：土壤大哥，最近还好吗？

土壤：妹儿啊，你看我现在，面黄肌瘦，干啦吧唧，能好吗？遥想当年哥哥我雄壮威武，咱一出场迷倒多少妞儿啊！

腐植酸：咋咧啊，大哥？遇到啥事儿了？给妹儿唠叨唠叨。

土壤：本来我那身板儿倍棒，面面红光的，能满足人类的各种生产需要，这你都知道的，可最近不知人类咋了，要么使劲地将各种化肥、激素这类东西往哥上灌，不管我消不消化，要么就是只顾播种，不管耕作，为不让他们损失，我只得尽全力让作物长好些，害我成了局部丰满，局部饥渴到快萎缩。

腐植酸：我也发现这个问题了，人类总是急功近利，总想一口吃个大胖子，掠夺式的开发，好像满足了这几年的需求，那以后的日子就不过了？

土壤：哥很无奈啊！过去我可以长出安全健康的作物，而且都说水果香甜可口，粮食有滋有味。可现在他们却说，什么都不香了，农药残余、重金属超标……愚蠢的人类啊，真可悲！

腐植酸：噢，哥啊，我这腐植酸的名号啊，人类早就忘了，咱们关系不简单，今天才过来看看你。

土壤：哦，是呀，妹儿，这些年越来越难见到你了，哥想你想的好辛苦，都干啥去了啊？

腐植酸：大哥，我的美只有你懂，本来我很清楚我自己，我就是小家碧玉小鸟依人润物细无声型，可人类急功近利，不长眼，抛弃我而大量施用化肥，只为眼下所谓的高效，妹我失宠好多年，心里苦啊！

土壤：听说这几年你在国外混的比在国内好，人家外国人欣赏你的美，懂得反哺土地，尊重自然科学，遵循生态循环，重视你，所以像以色列那样的沙漠国家都是能成为现代农业最优秀的典范。

腐植酸：所以大哥你也别灰心丧气无精打采了，现在越来越多的人知道咱俩的关系不一般，相辅相成离不开，国人也在开始重视土壤平衡了，这不，今天我特意来找你聊聊。

土壤：是啊，现在农资人都说抢钱时代来了，忙着搞什么农资电商，什么跨界，都是瞎几巴折腾净忽悠，妹儿啊，他们太不靠谱，咱俩联手干点靠谱的事呗。

腐植酸：大哥，还不瞒你说，这些年我也练就了一身好功夫。

土壤：说说看。老妹儿都有啥本领？

腐植酸：我和有益微生物菌合作，制成一种高活性生物菌肥，我给菌种提供了天然优质的物质基础，菌种活的可滋润了，那繁殖的速度比中国人口增长速度快多了。2000万个菌团不出一个月就5亿多了，还个个强壮，与其他有害杂菌打起仗来，所向披靡，战无不胜。

土壤：那对我有啥好处呢？

腐植酸：相当于给你身体舒筋活络，滋阴养肺，让你呼吸顺畅，还能帮助你储存水分，大旱时不至于让你渴死，更重要的是能帮助你增强胃动力，把多吃了的化肥再次消化，变成有效营养，你的身体会更强壮。

土壤：那我不是又能生产出好品质的蔬菜水果了吗？

腐植酸：可不是嘛！

土壤：那你还有啥本事？

腐植酸：我还有个特殊功能，让农作物快速生根，在我的帮助下，毛细根发达，主根健壮。我还能提高地温，寒流来了，可以护根不致冻伤。

土壤：这么好的功能，人类咋就不懂呢？

腐植酸：还不是急功近利给闹的嘛。现在好了，人类也开始觉醒了，我的好处，被越来越多的人知道了。

土壤：你还有啥本事？继续说说啊。

腐植酸：我和中微量元素等配合做成叶面肥，喷到农作物叶片上，能使叶色浓绿，叶片肥厚。我和大量元素结合变成水溶性功能肥料，能帮助作物吸收，不浪费养分。又省钱，又增产，果实还能卖上好价钱，农友可高兴了。

土壤：老妹儿啊，看来咱俩的春天又来了！

腐植酸：那是必须的！
当看到腐植酸紧紧的偎依在土壤大哥的怀里的时候，我的眼睛湿润了。

现在，是时候让我们重新认识腐植酸了。

一、“腐植酸”之名
“腐植酸”这个名词至今也还是个问题。土壤学家强调它形成过程中的微生物作用，坚持叫作“腐殖酸”。而煤炭化学家则以其主要是由植物演化而来，认为应该叫作“腐植酸”。目前，在行业应用领域内，一般通用“腐植酸”。

二、腐植酸是什么？
腐植酸（HumicAcid，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。

三、腐植酸作用机理
土壤有机质主要分成两大类：一类是新鲜的和分解不完全的动植物残体；另一类是腐殖质。

腐殖质中除包括有机残留物、进一步分解的产物和微生物再合成的产物外，主要成分是腐植酸。泥炭、褐煤和风化煤中含有的煤炭腐植酸，与土壤腐植酸的结构、性质和对土壤及作物的影响有类似之处。用储备丰富的煤炭腐植酸及其系列制品当做肥料施用，可以作为土壤腐植酸的补充来源。

煤炭腐植酸作为一种有机胶体，长期施用可以促进土壤团聚体的形成，改善土壤的结构状况，使土壤通气、透水性能良好，并且降低盐碱土的酸碱度。

腐植酸具有固氮、分解磷酸盐、固钾的能力，因此，腐植酸能够促进作物对氮、磷、钾的吸收，对氮肥、磷肥和钾肥具有增效作用。
另外，从农业应用角度看，腐植酸还具有较强的抗旱、抗病、抗低温、抗盐渍作用。腐植酸具有广泛的生理药理活性。从毒性上看，腐植酸的毒性不大，黄腐酸的毒性更低，临床也没有明显的副作用。

四、腐植酸形成机理
腐植酸在自然界中广泛存在，从开发利用的角度讲，泥炭、褐煤和风化煤是制取腐植酸的良好原料，农作物秸秆、酒厂废液、糖厂废渣和其他农副产品等非煤资源是制取发酵（生化）腐植酸的良好原料。

造煤植物在成煤过程中，受到微生物和水介质的作用，经过分解和合成的变化，形成腐植酸。

泥炭是由植物变成煤第一阶段的产物，还保留有植物残体，但出现了腐植酸。

泥炭转化为褐煤的过程叫成岩作用，它主要受温度、压力等地质化学因素的影响，植物残体消失了，腐植酸继续存在，但含量上有变化，性质上产生差别。

褐煤向烟煤演变时，腐植酸失水、脱羧、缩合直到消失，形成中性物质，煤化学上称为腐黑物。
烟煤自然风化或者人工氧化形成腐植酸。

五、腐植酸的分类
·按照来源：腐植酸可分为天然腐植酸和人造腐植酸两大类。在天然腐植酸中，又按存在领域分为土壤腐植酸、煤炭煤腐植酸、水体腐植酸和霉菌腐植酸等。

·按照生成方式：腐植酸可分为原生腐植酸和再生腐植酸（包括天然风化煤和人工氧化煤中的腐植酸）。

·按照在溶剂中的溶解性和颜色分类：腐植酸可分为黄腐酸、棕腐酸、黑腐酸。在早先的文献中，还有灰腐酸、褐腐酸和绿色腐植酸的称呼，其实都是不同溶剂分离出来的。

·按照天然结合状态：可以分为游离腐植酸和（钙、镁）结合腐植酸。

·按照腐植酸的腐植化程度（吸光系数等指标）：分为A型、B型（真正的腐植酸）和RP型和P型（不成熟的腐植酸）等。

六、腐植酸原料分布

腐植酸的总量大得惊人，数以万吨计。在江河湖海、咸淡水域、土壤煤矿、页岩等有机矿物中都有分布，大部分地表上都有它的踪迹。
土壤所含的腐植酸总量最大，但在其中的含量平均不足百分之一；

咸淡水中含有的问题也不小，但浓度更低，作为资源开发，是不可能的。泥炭、褐煤和风化煤腐植酸含量较高，含量从10%到80%，是制取腐植酸的良好原料。

我国煤炭含量是非常丰富的，根据资料，有泥炭50亿吨，占世界总量的4.79%左右；褐煤1265亿吨，占世界总量的4.82%左右；风化煤尚没有确切的统计数据，预计在1000亿吨左右，占世界总量的9.3%左右。腐植酸原料资源主要分布在我国的内蒙古、新疆、山西、黑龙江、江西、云南、河南、福建、广西、吉林、四川等地。

因此，腐植酸是一宗数量巨大的，尚未被充分注意和开发利用的有机资源。

七、腐植酸的制取
由于腐植酸原料来源多种多样，提取、纯化方法各不相同，在测定时，腐植酸的杂质很难除尽。腐植酸在水溶液中，一方面会解离，另一方面又可能通过氢键或金属离子的桥键形成一种聚焦体。同一种原料，相同的提取条件，应用不同的提取剂和提取工艺会对腐植酸的提取能力产生较大的影响。因此，腐植酸的抽提技术存在着各种难题。通常情况下，有以下几种。

1、碱法提取
常用的提取剂有氢氧化钠、氢氧化钾、氨水等。通过碱法提取的腐植酸盐溶液，根据黑腐酸、棕腐酸不溶于酸，而黄腐酸溶于酸的特性，在腐植酸溶液中加入无机酸，使溶液pH值控制在2左右，得到的黄色的溶液，即为粗黄腐酸。沉淀物中加入乙醇或丙酮，溶解的部分为棕腐酸，不溶物是黑腐酸。

2、酸法提取
主要的溶剂包括各种有机无机酸、如硝酸、草酸等。

3、中性盐提取
中性盐可以是氟化钠、草酸钠、焦磷酸钠等。

4、有机溶剂萃取
常用的有机溶剂有二甲亚砜、乙醇、丙酮等。

八、腐植酸对作物的六大功效
·1、刺激生理代谢
腐殖酸含有多种活性功能基因，可增强作物体内过氧化氢酶，多酚氧化酶的活性，刺激生理代谢，促进生长发育。如腐殖酸能促使种子提早发芽，出苗率高，在低温下尤为显着；能刺激根系极端分生组织细胞的分裂与增长，使幼苗发根快，此生根多，根量增加，根系伸长，使作物吸收水分、养分能力增加。因此，养分供应充足，作物茎块健壮，枝叶繁茂，光合作用增强，加速养分向子实体转移，促进果实提前着色成熟。

·2、增加植物的抗逆性
腐植酸可以增加植物的抗旱、抗寒、抗盐碱以及抗病虫害等抗逆性，其中与植保工作密切相关的是对植物抗病虫害能力的提高，这主要是通过腐植酸影响植物的生长状况来实现的，植物生长良好会提高其自身的免疫抗逆机能，这是植物防抗病害的内在基础。
腐植酸能减少植物叶片七孔张开强度，减少叶面蒸腾，从而降低耗水量，使植株体内水分状况得到改善，保证作物在干旱条件下正常生长发育，增强抗旱性。腐殖酸多为两性胶体，表面活性大，对真菌有抑制作用，可增强作物抗寒性，易被细胞膜吸附，改变细胞膜渗透性，促进无机养分的吸收，防止腐烂病、根腐病，减少病虫害。

腐植酸自身对植物有类似激素的作用，或直接被植物细胞吸收影响植物生长，一方面可以通过影响细胞膜活性而影响植物生长，提高植物的抗病虫害能力。有研究表明，分子量较小的腐植酸（LMS＜3500Da）能够直接通过细胞膜进入原生质体内发挥作用，分子量较大的腐植酸（HMS＞3500Da）不能通过细胞膜，但是可以影响细胞膜的性质，从而影响营养元素的吸收。但是腐植酸也可能对植物有负面影响，如当期浓度高时抑制植物生长，增加植物根部对病原的敏感度，因此在使用过程中，不要随意加大剂量，按推荐正常使用！

·3、改变化肥特性
腐植酸含有羧基，酚羟基等官能团，有较强的离子交换和吸附能力，能使碳铵减少铵态氮的损失，提高氮肥的利用率。经氧化降解的硝基腐植酸，可抑制尿酶活动，减少尿素挥发。降解的硝基腐植酸增加磷在土壤中移动的距离，抑制土壤对水溶性磷的固定，使速效磷转化为迟效磷，促进根系对磷的吸收。腐植酸官能团可以吸收存储钾离子，使钾肥缓慢分解，增加钾的释放量，提高速效钾的含量。腐植酸与难溶性微量元素可以发生鳌合反应，生成溶解性好可被作物吸收的腐植酸微量元素鳌合物，从而有利于根系和叶面吸收微量元素。

·4、改良土壤结构
腐植酸可以促进土壤团粒结构的形成，调节土壤PH值，调节土壤水、肥、气、热状况，提高土壤交换容量，达到酸碱平衡，提高土壤保水保肥能力，促进土壤微生物的活动，使好气性的细菌、放线菌、纤维素分解菌的数量增加，加速有机物质的分解转化，促进营养元素释放，便于作物吸收营养。

·5、改善子实质量
腐植酸可以与微量元素形成络合物或鳌合物，增加微量元素从根部向叶部或其它部位运转的数量，调节常量元素与微量元素的比例和平衡状况，加强酶对糖分、淀粉、蛋白质、脂肪及各种维生素的合成运转。可促进酶的活性，使多糖转化为可溶性单糖，使淀粉、蛋白质、脂肪物质的合成积累增加，加速各种代谢的初级产物从茎叶或根细想国事、种子运转，使果实丰满、厚实。

·6、优化农田生态系统
腐植酸可以从多方面影响农田生态系统。一方面可以优化土壤物理化学性质、调节土壤酸碱度及离子环境。腐植酸通过凝絮和溶胶作用，促进土壤中的较大粒径的团聚体、微团聚体的形成，改善土壤结构性能。同时，腐植酸自身具有弱酸性，可以调节土壤的酸碱度和吸附土壤阴离子。另一方面，腐植酸积极影响土壤微生物，研究表明腐植酸可以明显提高土壤微生物的活性。

九、为什么说腐植酸能修复土壤？
土壤修复是指利用物理、化学和生物的方法转移、吸收、降解和转化土壤中的污染物，使其浓度降低到可接受水平，或将有毒有害的污染物转化为无害的物质。

在土壤修复行业，已有的土壤修复技术达到一百多种，常用技术也有十多种，大致可分为物理、化学和生物三种方法。

从根本上说，污染土壤修复的技术原理可包括为：
（1）改变污染物在土壤中的存在形态或同土壤的结合方式，降低其在环境中的可迁移性与生物可利用性；
（2）降低土壤中有害物质的浓度。

在农业土壤污染治理、土壤改善过程中，腐植酸体现出了越来越好的效果。

为什么是腐植酸？
腐植酸是自然界中广泛存在的大分子有机物质。
腐植酸是动植物遗骸，主要是植物的遗骸，经过微生物的分解和转化，以及地球化学的一系列过程造成和积累起来的一类有机物质。现代工业中一些发酵工艺也能生产出腐植酸。

腐植酸的原料来源可以分成两大类：煤类物质和非煤类物质。
前者主要包括泥炭、褐煤和风化煤；在它们之中，腐植酸含量达10-80%。
我国煤炭蕴藏量是非常丰富的，根据资料，有泥炭50亿吨，褐煤1265亿吨，风化煤尚没有统计数据。
后者包括土壤、水体、菌类和其他非煤物质，如含酚、醌、糖类等物质，它们经过生物发酵、氧化或合成可以生成腐植酸类物质，如现在市场上粮食发酵生产味精所产生的腐殖酸。

腐植酸是腐植质的主要组成部分，化学结构复杂，是一个含有羧基、酚基、酮基、酚羟基等多种活性功能团的混合物，腐植酸的特殊结构和理化特性决定了它在生态修复上的重要作用。

腐植酸如何修复土壤
腐植酸对“重金属和有毒有机污染物”污染土壤的修复作用主要包括：
腐植酸对重金属和有机物的吸附沉淀作用；氧化还原作用；以及腐植酸能够促进土壤微生物对有机污染物的降解等。
实践证明，腐植酸对于土壤修复和改良的作用是十分明显的。

1、腐植酸改变了被污染的土壤中重金属存在的形态
重金属的累积和富集带给土壤极大的压力，其存在于土壤中的形态多数都是螯合态或者络合态，腐植酸富含大量离子，它可以用自身的离子替换掉螯合态和络合态中的重金属离子，使重金属不易被作物吸收，农作物不易受到重金属污染。轻腐植酸（黄腐酸）分子量较低，有利于重金属的活化、增容、解吸。

例如用含黄腐酸的溶液浇灌“超累积植物”肾蕨（超累积植物就是指对重金属或其他污染物有耐受性的植物），可以明显提高对各种重金属的吸收。
重腐植酸（包括棕腐酸、黑腐酸），分子量较大，对重金属有还原和吸附固定的作用，可降低重金属的有效性，如对镉、汞、铅等固定。

2、腐植酸降低了被污染的土壤中有机物的毒害程度
土壤的另一个“破坏者”是有机污染物，来源主要是石油及裂解产物、农药、有机合成制品(如塑料地膜等)；
腐植酸能够通过增加对有机物的吸附量和稳定性，固定在土壤中，使污染物失去活性，或者诱导有机物的活性自由基光解、化学降解，从而达到为土壤“解毒”的功效。
以重腐植酸为原料生产的腐植酸“可降解地膜”，既有增温保墒保肥作用，用后2～3个月又降解为腐植酸有机肥，作物自然出苗，省工省时，避免了塑料地膜造成的“白色污染”。

3、腐植酸可用于地下水位低于1米的盐碱地治理
腐植酸能够和其他辅助剂的钙铁离子结合，促进地表20～30厘米的细颗粒土壤形成大颗粒团粒结构，
降低了细颗粒土壤的毛细现象，大大减少了蒸发水分携带盐分到地表面和逐渐积聚形成的盐渍化，这是从源头上彻底治理盐碱地的最有效方法。

十、腐植酸何时用？
·1、如果土壤酸化或者盐碱地，可用腐植酸调酸碱，为作物根系创造良好的生长环境。

·2、化肥过量后土壤盐渍化、板结、有机质缺乏，可用腐植酸降低土壤电导率，减少土壤中游离的盐分。

·3、用了生物菌剂之后效果不理想，可用生物菌配合腐植酸，腐植酸能为生物菌提供碳源，增加有益菌的繁殖速度和数量，使生物菌剂发挥更大功效。

·4、地温低、尤其是冬天，因为硝酸钾溶于水后会导致水温降低，冲肥时加上腐植酸可缓解低温对根系的不利影响。另外，冲施腐植酸后地表颜色较深，更容易吸收阳光，有利于提高地温。

·5、旱季、雨季来临前，使用腐植酸会在一定程度减轻旱灾、涝灾之后的田间损失。

·6、由以上任何原因引起的根部发育不良、早衰，要用腐植酸，腐植酸能够促进作物毛细根的发育。

·7、重要的话说三遍：凡需要追求色泽和表面光洁度的作物，一定要用腐植酸！因为腐植酸能促进作物表面蜡质、角质和木质素的合成。

·8、需要膨大的作物，一定要用腐植酸！腐植酸能够增加膨大部位的细胞数量，同时增大细胞体积。

·9、长势弱、需要迅速恢复的作物，一定要用腐植酸！

十一、腐植酸怎么用？
上面几种用腐植酸的情况都没有错，但很多人用过之后感觉并不好，为什么？因为贪。下面为大家总结几个常见的误区。

·1、腐植酸不是一次使用越多越好，而要少量多次。一次用5公斤，不如每次用1公斤，连续用4次。

·2、不要光冲施，冲施、喷施相结合，协同作用更明显。

·3、并非每种作物都对腐植酸表现出肉眼可见的效果。使用时，对作物反应的积极性事先要有认识：

①腐植酸在根茎类作物上效果最为明显，所以推广试验应抓住萝卜、马铃薯、红薯等。

②叶子比较宽大的瓜类以及小麦、水稻等。

③效果不明显的作物有油菜、蓖麻等油料作物，虽然实际效果是有的，如根系发育的速度、根冠比等，但数据只能通过科学方法检测，肉眼很难识别。

·4、土壤本身含有很多的腐植质，条件非常良好的情况下，施用腐植酸的效果就不明显。所以，腐植酸可用来“雪中送炭”，而非“锦上添花”。给有问题的土壤用上1公斤，效果比给正常土壤用去5公斤要好。

十二、使用腐植酸有啥窍门？
·1、腐植酸搭配化肥、无机水溶性肥使用，可以减少化肥、无机水溶性肥常规用量的10%~20%。

·2、腐植酸遇到水中的钙镁离子会产生絮状沉淀，为了防止堵塞滴灌孔，在滴灌腐植酸肥料时，要尽量减少滴灌时间，做到少量多次，同时保证充分稀释。

·3、腐植酸呈黑色或深棕色，如果喷施时浓度过高或雾化程度较差，水分蒸发后往往会在果面、叶面留下黑色斑点。若在采摘时发现有这种情况，用清水冲洗即可。

·4、虽然腐植酸在作物全生育期都能使用，但出于经济考虑，建议在作物移栽后、花前、膨大、转色4个关键时期各冲施两次，膨大期和转色期结合喷施效果会更好。

·5、根据国家农业部《含腐植酸水溶肥料标准》的规定，腐植酸原料必须是矿物源腐植酸。鉴别矿物源或生化腐植酸的方法有二：
①闻味：矿物源腐植酸没味，生化腐植酸根据来源不同会有不同的芳香味、糖蜜味等；
②辨色：矿物源腐植酸多呈黑色，生化腐植酸多为棕色或棕黄色。

来源：本文由农人之家APP日课组整理，参考文献来自：1、《腐植酸和土壤的对话》改编。作者：光大农资城。2、《一篇文章彻底懂了腐植酸》。肥料湘军，长沙孟葆隆生物科技有限公司创始人段洪涛，水溶肥料技术大咖，尤其对矿质腐植酸功能肥料的研发与转化应用颇有建树。著作权归原作者所有，有问题请及时联系处理。