土壤是植物生長和繁殖的主要基質(zhì),土壤核心是腐殖質(zhì),而腐殖質(zhì)的基礎(chǔ)是腐植酸。腐植酸對土壤理化性狀、生物肥力、養(yǎng)分指標(biāo)及微生物含量等均有著重要影響,并能為植物生長和發(fā)育營造一個健康、安全的土壤環(huán)境[1]。近年來,中國大力推廣化肥減量增效技術(shù)和發(fā)展綠色有機肥,腐植酸類肥料產(chǎn)量也大幅增加,且越來越被國內(nèi)外眾多肥料企業(yè)所重視。
腐植酸是動植物遺骸,主要是植物遺骸經(jīng)過微生物的長期分解、轉(zhuǎn)化并在地球化學(xué)活動過程中累積起來的一類有機大分子化合物混合物質(zhì)。它的基本結(jié)構(gòu)是芳環(huán)和脂環(huán),且環(huán)上連有羧基、羥基、羰基、醌基、甲氧基等官能團。當(dāng)前,常用作肥料的腐植酸可以分為褐煤腐植酸、風(fēng)化煤腐植酸和泥炭(草灘腐植酸)。植物營養(yǎng)主要靠肥料,而腐植酸含有多種官能團,對植物生長發(fā)育及體內(nèi)生理代謝有刺激作用,是植物營養(yǎng)的有機載體和增效劑;同時,腐植酸還可以與化肥互作,利用生物活性添加劑去活化腐植酸,增強其化合,吸附、螯合、微生物繁殖等化學(xué)活性和生物活性,有效提高化肥利用率。另外,它還可促進氮磷鉀化肥提質(zhì)增效。
腐植酸通過絮凝和溶膠作用在土壤中形成土壤“有機-無機復(fù)合體”,進而形成較大粒徑的土壤團聚體或微團聚體,把土壤中分散的顆粒膠連在一起,可有效改良土壤內(nèi)部的物理結(jié)構(gòu)。腐植酸能降低土壤容重,增加土壤孔隙度,疏松耕層土壤,破壞鹽分積累,起到隔鹽的作用。腐植酸可優(yōu)化土壤氣相、液相物質(zhì)和熱狀況,有效提高土壤保持水分、養(yǎng)分的能力,為作物幼苗生長創(chuàng)造良好的土壤條件[2]。
腐植酸有較高的陽離子變換量,能有效提高土壤陽離子的交換量,將NH3-N吸收并固化為有效的NH+4-N,將N2O轉(zhuǎn)化為NO3;將土壤中難溶性磷、鉀等中微量元素轉(zhuǎn)化為有效態(tài)養(yǎng)分的形式,有效提高土壤中無效態(tài)養(yǎng)分的有效性。
腐植酸及其所含的鹽類物質(zhì)可構(gòu)成土壤溶液的酸堿緩沖體系,進而調(diào)節(jié)土壤pH值。腐植酸pH值為6.8,偏酸性,可中和堿性。土壤過堿時腐植酸的酸性官能團能夠釋放H+,從而降低土壤堿性,這樣便可以減輕或消除堿性對土壤和植物的危害,改良低產(chǎn)鹽堿地。
腐植酸分子結(jié)構(gòu)中多種官能團構(gòu)成的有機載體能通過螯合、絡(luò)合、離子交換、吸附和氧化還原反應(yīng)等活動,緩釋、減少淋失和流失土壤和肥料中的有效態(tài)養(yǎng)分;此外,腐植酸還能抑制脲酶,在很大程度上減緩尿素的分解和減少尿素態(tài)氮以NH3-N和N2Ox形態(tài)進行揮發(fā),提高肥料及土壤中養(yǎng)分的有效性,減少20%~30%化肥使用量和土壤養(yǎng)分損失,提高土壤肥效和供肥水平,有效降低土壤中重金屬和其他污染物對土壤的危害,間接激活或抑制土壤中的土壤酶,有效保護和貯存土壤中的營養(yǎng)元素,提高土壤對營養(yǎng)元素的富集能力,降低施肥對土壤、水體和大氣的污染,有利于生態(tài)環(huán)境保護。
土壤微生物是土壤中的重要組成部分,腐植酸能夠通過改善和提高土壤理化性狀、結(jié)構(gòu)組成、營養(yǎng)條件等來促進微生物活動,增加土壤中微生物的數(shù)量。腐植酸可以直接影響土壤微生物的生理活動,增加M細(xì)胞膜的透性,促進M細(xì)胞內(nèi)部的生理活動和生化反應(yīng),促進營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。腐植酸可作為M細(xì)胞體內(nèi)無氧呼吸和有氧呼吸的電子受體,促進M細(xì)胞的生長繁殖和能量的生成。腐植酸能增加土壤微生物的總活動性和多樣性,增加土壤微生物總量,尤其是可以顯著增加土壤中好氣性細(xì)菌、放線菌和纖維素分解菌的數(shù)量,有利于促進土壤中有機質(zhì)的礦化與營養(yǎng)元素的吸收和釋放[3]。
腐殖質(zhì)是土壤有機質(zhì)的精華,而腐植酸的物質(zhì)成分與土壤中的腐殖質(zhì)成分是一致的,所以腐植酸在增加土壤有機質(zhì)含量方面有著獨特的作用。腐植酸能促進土壤微生物的繁殖及其他活動,影響土壤微生物區(qū)系,刺激土壤酶活性,調(diào)節(jié)土壤中的碳氮比,促使生土熟化,使土壤變的更肥沃。腐植酸能增加土壤大粒徑水穩(wěn)性團聚體,改善土壤的團粒結(jié)構(gòu),提高土壤的透水性、持水性和抗蝕性,是優(yōu)質(zhì)的土壤改良劑[4]。腐植酸能加速有機物的礦化,促進營養(yǎng)元素的釋放,使作物在全生育期酸性磷酸酶和蔗糖酶的活性得到改善,防治果樹爛根病、黃葉、小葉、枯萎病等病害,提高作物產(chǎn)量。
當(dāng)前,中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)存在抗旱排澇能力差、土壤養(yǎng)分失衡、酸化、板結(jié)和保水保肥能力減弱;土傳病害不斷加重、土壤鹽離子濃度升高;長期高強度、反季節(jié)、連作種植等問題,導(dǎo)致土壤環(huán)境發(fā)生變化,各種病蟲害不斷加重,造成農(nóng)作物減產(chǎn)。腐植酸是一種天然有機肥,關(guān)聯(lián)效應(yīng)優(yōu)良,有機質(zhì)含量很高,能有效促進作物生長發(fā)育和刺激植物根系的生長發(fā)育,提高植物吸水能力,本身具有的氧化還原性還可以增強植物的呼吸強度,在為植物生命活動提供能量的同時還能為植物體內(nèi)重要的有機合成提供原料,提高植物抗病性和免疫力;另外還可以增強植物抗逆性,提高抗旱能力,例如噴施腐植酸肥或葉面噴施腐植酸可以加速種籽發(fā)芽,提高發(fā)芽率和出苗率,刺激作物根系的萌發(fā)和快速生長,改善和提高植物體內(nèi)代謝酶活性,提高葉綠素含量和光合作用效率,對于物質(zhì)積累和千粒重提高是非常重要的,改善和提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì);另外,噴施黃腐酸可刺激合成脯氨酸及某些酶的活性,維持細(xì)胞滲透壓,減輕細(xì)胞膜機構(gòu)的損害,縮小葉片氣孔的開合度,從而降低植物蒸騰強度和損耗,提高水分和養(yǎng)分利用率,增強作物抗御不良環(huán)境的能力,為作物分穗奠定基礎(chǔ)。
綜上所述,腐植酸是一種廣泛存在于自然界的大分子有機物質(zhì),涉及到碳循環(huán)、礦物的遷移積累、土壤肥力、生態(tài)平衡和綠色發(fā)展等各個方面,其中土壤中所含的腐植酸總量最大。目前,腐植酸已被廣泛應(yīng)用于農(nóng)、林、牧、建材、石油化工、醫(yī)藥衛(wèi)生、綠色環(huán)保等行業(yè)和領(lǐng)域。由于傳統(tǒng)的種植和耕作模式對耕地破壞嚴(yán)重,濫用化肥使得土壤有機質(zhì)含量持續(xù)降低、土壤肥力下降、質(zhì)量變差,近年來,大量農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐經(jīng)驗表明,推廣應(yīng)用腐植酸類肥料和腐植酸土壤改良劑是防止土壤污染與質(zhì)量下降、提高土壤肥力水平的非常有效的農(nóng)業(yè)技術(shù)措施。
參考文獻
[1]王曰鑫,李強.論腐植酸肥料及有關(guān)研究課題[J].腐植酸,2020(3):21-23.
[2]侯憲文,王曰鑫.腐植酸資源農(nóng)業(yè)利用的現(xiàn)狀與前景[J].腐殖酸,2005(1):1-4,8.
[3]袁亮,趙秉強.腐植酸肥料就是綠色低碳廢料[J].腐植酸,2020(1):45-48
[4]陳祥福,李文平,盧運艷,等.腐植酸型土壤調(diào)理劑對酸性土壤理化性質(zhì)和小麥生長及產(chǎn)量的影響[J].腐植酸,2020(3):42-46.
(山東省平邑縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局李強)
3628500338225