金晶晶 張穎

摘要 腐植酸是天然的有機(jī)高分子混合物，可以有效提升化肥利用率，刺激農(nóng)作物生長(zhǎng)并提升抗逆能力，有效改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。腐植酸的有效運(yùn)用對(duì)土壤改良具有非常積極的作用。圍繞腐植酸在土壤中的應(yīng)用展開(kāi)研究，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和腐植酸高效應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞 腐植酸;土壤改良;應(yīng)用

中圖分類號(hào)：S156 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2021）07–0156–02

腐植酸是由芳香族及多種官能團(tuán)構(gòu)成的高分子有機(jī)弱酸，生理活性、吸附能力、交換額能力都較強(qiáng)，土壤中富含豐富的腐植酸，是非常重要的土壤有機(jī)質(zhì)[1]。當(dāng)前，用于開(kāi)發(fā)利用的腐植酸主要是低熱值煤炭腐植酸，廣泛分布于風(fēng)化煤、褐煤與泥煤中，我國(guó)現(xiàn)有腐植酸儲(chǔ)量較為豐富。腐植酸的20余種官能團(tuán)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用非常突出，國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)科研人員通過(guò)分析和研究腐植酸明確了腐植酸的作用與功效，特別是其在植物生長(zhǎng)、土壤改良及肥料增效方面的作用得到了廣泛認(rèn)可。圍繞腐植酸在土壤改良中的應(yīng)用展開(kāi)探索和分析對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)有突出價(jià)值。

1 腐植酸在土壤保水中的應(yīng)用

土壤保水劑也被稱為植物的微型水庫(kù)，具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，土壤灌溉的水分經(jīng)過(guò)吸收后會(huì)緩慢釋放，使農(nóng)作物的根際也獲得充足水分。土壤保水劑對(duì)土壤改良效果明顯，具有吸水和保水作用，能夠提升肥料和農(nóng)藥的利用效率，調(diào)節(jié)植物生理節(jié)水效應(yīng)。腐植酸本身是膠體物質(zhì)，其中的三維網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)了大量親水基團(tuán)，能夠吸收大量水分并形成水凝膠，吸水率可達(dá)500%～600%。腐植酸吸水溶脹后能夠?qū)⑺肿庸潭ㄔ诰W(wǎng)絡(luò)空間，降低水分子蒸發(fā)和流失的速度。將腐植酸引入保水劑能夠很好地發(fā)揮改良土壤、化肥增效、改善品質(zhì)等作用，可以改善保水劑的性能，同時(shí)降低制備成本?，F(xiàn)有研究表明，在保水劑中增加一定比例的腐植酸能夠提升其吸收自來(lái)水的能力，改善耐鹽性能，進(jìn)而促進(jìn)植物生長(zhǎng)并強(qiáng)化植物的光合作用[2]。

2 腐植酸在黑色液體地膜降解中的應(yīng)用

塑料地膜栽培技術(shù)能夠較好地滿足農(nóng)作物保溫、保肥和防霜凍的要求，這對(duì)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收而言是非常值得推廣的技術(shù)，但塑料地膜的降解和回收利用同樣是難題，土壤中因此產(chǎn)生了大量的白色垃圾。利用風(fēng)化煤或泥炭進(jìn)行造紙黑液、糖蜜廢液、釀酒廢液等改性，將黑液作為腐植酸的提取劑，最終形成土壤需要的有機(jī)肥，其中含有的木質(zhì)素和纖維素等在交聯(lián)劑的作用下能夠形成高分子，有效降解褐色液態(tài)地膜。液態(tài)地膜的使用能夠?qū)r(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生積極作用，達(dá)到抗旱、增溫、早熟增產(chǎn)等效果，相較普通塑料地膜而言，黑色液體地膜在噴施后60 d內(nèi)將逐步降解，90 d內(nèi)成為有機(jī)肥，最終不會(huì)造成污染。

3 腐植酸在鹽堿地改良中的應(yīng)用

我國(guó)擁有3 000多萬(wàn)hm2的鹽堿地，在華北、東北、西北等地區(qū)均有分布，可細(xì)分為輕度鹽堿地、中度鹽堿地和重度鹽堿地。鹽堿地含有中高濃度鹽分，會(huì)導(dǎo)致土壤含水不足，植物吸水面臨較大困難，如果土壤中某種離子濃度過(guò)高還會(huì)導(dǎo)致植物難以吸收其它離子，利用土壤改良劑消除鹽堿地的鹽分和堿分是改良鹽堿地的常用方式，腐植酸在鹽堿地改良中有非常廣泛的應(yīng)用前景。腐植酸與土壤結(jié)合能夠增強(qiáng)陽(yáng)離子的吸附量，隔鹽并吸鹽，形成緩沖系統(tǒng)來(lái)調(diào)節(jié)土壤酸堿度，這也使得腐植酸對(duì)改善鹽堿地的鹽堿程度具有顯著作用。有學(xué)者在堿土中使用了腐植酸堿地寶，結(jié)果顯示脫鹽率超過(guò)20%。植物成活率超過(guò)85%。其他學(xué)者同樣進(jìn)行了類似或相關(guān)的研究，結(jié)果均顯示腐植酸在鹽堿地改良中的應(yīng)用具有較好效果[3]。

4 腐植酸在土壤重金屬污染治理中的應(yīng)用

土壤重金屬污染是指人類活動(dòng)將重金屬帶入土壤后導(dǎo)致土壤內(nèi)重金屬的積累量明顯超出周?chē)h(huán)境的承載量。重金屬污染會(huì)導(dǎo)致土壤質(zhì)量惡化，進(jìn)而導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境惡化。工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)建設(shè)的持續(xù)推進(jìn)使重金屬通過(guò)多種方式進(jìn)入農(nóng)田，特別是工業(yè)三廢排放擴(kuò)大了重金屬污染范圍。環(huán)保部和國(guó)土局于2015年展開(kāi)調(diào)查，結(jié)果顯示我國(guó)土壤重金屬污染超標(biāo)率達(dá)16.8%，而耕地重金屬污染的超標(biāo)率超過(guò)20%。土壤重金屬污染具有長(zhǎng)期性、隱蔽性和不可逆性，有害金屬的持續(xù)積累會(huì)導(dǎo)致土壤退化并將有害物質(zhì)帶入地下水與河流，因此產(chǎn)生的水污染對(duì)植物、動(dòng)物和人類會(huì)造成巨大威脅。物理法、化學(xué)法、工程技術(shù)法和生物法是修復(fù)重金屬污染土壤的常用方法，化學(xué)修復(fù)的應(yīng)用范圍最廣且技術(shù)最成熟，在土壤中增加化學(xué)改良劑能夠提升土壤中的有機(jī)質(zhì)、陽(yáng)離子交換量和顆粒含量，重金屬的吸附、沉淀、抑制和氧化還原作用也將得到改善。腐植酸具有親水性、吸附性、離子交換性、絡(luò)合性與氧化還原性，腐植酸施入土壤后能夠與重金屬離子發(fā)生反應(yīng)，使重金屬離子被絡(luò)合、吸附和固定，降低重金屬生物的有效性及植物體的吸收量。重金屬離子被吸附固定后將不再繼續(xù)進(jìn)入生物循環(huán)，土壤微生物活動(dòng)獲得了基質(zhì)和能源，降低了土壤中重金屬離子的活動(dòng)能力，土壤結(jié)構(gòu)因此變得更加穩(wěn)定。腐植酸對(duì)土壤重金屬污染治理具有非常積極的作用，能夠配合植物強(qiáng)化重金屬吸收，保障土壤肥力并減少二次污染。腐植酸對(duì)土壤重金屬效應(yīng)與腐植酸的成分、種類密切相關(guān)，成分的差異會(huì)導(dǎo)致腐植酸與土壤發(fā)生鈍化效應(yīng)或活化效應(yīng)[4]。

5 腐植酸在土壤改良中的應(yīng)用與研發(fā)建議

（1）當(dāng)前不同的腐植酸產(chǎn)品在土壤改良應(yīng)用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生不同的效果，而我國(guó)目前需要改良的土壤實(shí)際情況各不相同，如何更好地發(fā)揮腐植酸的作用與價(jià)值成為研發(fā)重點(diǎn)。針對(duì)鹽堿地改良、重金屬污染土地改良、退化土壤結(jié)構(gòu)改良、有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合肥應(yīng)用等需求，相關(guān)部門(mén)應(yīng)進(jìn)行針對(duì)性的腐植酸開(kāi)發(fā)與應(yīng)用技術(shù)研究，充分發(fā)揮腐植酸的作用與價(jià)值。

（2）當(dāng)前，煤炭腐植酸基礎(chǔ)產(chǎn)品的種類依然較少，不同地區(qū)的腐植酸來(lái)源及生產(chǎn)工藝存在較大差別，腐植酸產(chǎn)品采用了堿法、酸法、氧化法等不同的生產(chǎn)工藝，各種生產(chǎn)工藝會(huì)導(dǎo)致腐植酸的效應(yīng)出現(xiàn)差異。因此，在腐植酸應(yīng)用和研發(fā)的過(guò)程中，相關(guān)技術(shù)人員需要圍繞產(chǎn)品的理化特征和加工工藝展開(kāi)深入研究，重點(diǎn)分析腐植酸在土壤中的作用及其生物作用效果;強(qiáng)化腐植酸在土壤、水體、大氣等界面存在形式的研究，明晰腐植酸與重金屬元素結(jié)合后的化學(xué)形態(tài)，探索腐植酸在微生物降解中的機(jī)理和調(diào)控途徑，重點(diǎn)關(guān)注腐植酸產(chǎn)品的環(huán)保性及經(jīng)濟(jì)性，為腐植酸的推廣和應(yīng)用提供更加詳實(shí)、全面的依據(jù)。

（3）腐植酸在土壤改良中具有非常突出的作用與效果。我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，但可耕種土地面積較小，且存在大量的鹽堿地，加上重金屬污染耕地，造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。腐植酸在土壤改良中的應(yīng)用能夠有效提升土壤質(zhì)量，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供有效支持。因此，國(guó)家應(yīng)考慮設(shè)立科研專項(xiàng)基金，積極鼓勵(lì)、引導(dǎo)企業(yè)及協(xié)會(huì)開(kāi)展腐植酸相關(guān)研究，使腐植酸在土壤改良中得到更加廣泛的應(yīng)用，持續(xù)提升腐植酸的開(kāi)發(fā)技術(shù)與工藝，加快腐植酸應(yīng)用速度，降低成本。

6 結(jié)束語(yǔ)

腐植酸在土壤改良中有非常廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)有研究已經(jīng)充分證明腐植酸在保水劑、可降解黑色業(yè)態(tài)地膜、鹽堿地改良、土壤重污染治理等方面均具有突出效果，我國(guó)應(yīng)進(jìn)一步加大研發(fā)與推廣力度，充分發(fā)揮腐植酸的作用與價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1] 王相平，楊勁松，張勝江，等.石膏和腐植酸配施對(duì)干旱鹽堿區(qū)土壤改良及棉花生長(zhǎng)的影響[J].土壤，2020，52（2）：327-332.

[2] 曾秀君，程坤，黃學(xué)平，等.石灰、腐植酸單施及復(fù)配對(duì)污染土壤鉛鎘生物有效性的影響[J].生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào)， 2020，36（1）：121-128.

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責(zé)任編輯：黃艷飛

Research and Application of Humic Acid in Soil Improvement

JIN Jing-jing et al（Jiangsu Rudong agricultural technology extension center， Nantong， Jiangsu 226400）

Abstract Humic acid is a natural organic polymer mixture， which can effectively improve the utilization rate of chemical fertilizer， stimulate crop growth and enhance its stress resistance， and effectively improve the quality of agricultural products. The effective application of humic acid plays a very positive role in soil improvement. The application of humic acid in soil was studied to provide reference for agricultural production and efficient application of humic acid.

Key words Humic acid; Soil improvem-ent; Application