黄腐植酸的介绍和作用

发布日期:2020-02-25 作者:腐殖酸 来源:www.humate-cn.com

黄腐植酸的介绍和作用一、黄腐酸的化学组成与结构

黄腐酸的主要有机元素是碳、氢、氧、氮和硫,其不同来源的黄腐酸元素组成大致范围见。可以看出,泥炭黄腐酸与生化黄腐酸、水体黄腐酸、堆肥黄腐酸、土壤黄腐酸的各元素比例基本相近,H/C原子比都在1.1以上,而煤炭黄腐酸(特别是风化煤黄腐酸)则不同,表现在碳含量较高、氢含量较低,H/C原子比都小于1。黄腐酸中的活性基团主要是羧基和酚羟基,总称“总酸性基团”,它们含量的多寡,是黄腐酸化学活性高低的一项重要标志,泥炭黄腐酸与煤炭黄腐酸、土壤黄腐酸的官能团在同一数量级,即总酸性基含量明显高于生化黄腐酸和堆肥黄腐酸,而酚羟基则比煤炭黄腐酸和土壤黄腐酸高,预示泥炭黄腐酸的综合活性较高。

1、 物理性质和胶体性质

黄腐酸在固体状态下为深黄-深褐色粉末,颜色深度一般随土壤黄腐酸≈泥炭黄腐酸<褐煤黄腐酸<风化煤黄腐酸依次加深。黄腐酸真密度在1.4g/cm3左右;易溶于水、酸和碱性溶液以及某些有机溶剂。黄腐酸的分子尺寸大约0.15~0.2nm,其稀溶液几乎为真溶液,但在较高浓度时呈现亲水胶体特性。黄腐酸也具有有机聚电解质的特性,表现在能提高胶体粒子的ζ-电位和双电层厚度、增强胶体也是表面活性物质,具体表现在降低水表面张力、减小接触角和提高发泡性上。一般来说,表面活性大小的规律为:泥炭黄腐酸>褐煤黄腐酸>风化煤黄腐酸。同一来源的腐植酸和黄腐酸相比,前者的n值要小得多,所以风化煤腐植酸钾(钠)溶液的抗絮凝能力很差,不适合制取液体肥料。

2 、化学性质

(1)弱酸性:由于黄腐酸含羧基、酚羟基,所以具有弱酸性,其水溶液pH值在3~5范围。

(2)离子交换性:黄腐酸羧基和酚羟基上的活泼氢离子(H+)很容易被一价阳离子(K+、Na+、Li+、NH4+)和部分二价金属离子(Ca2+、Mg2+、Fe2+等)置换,形成黄腐酸的盐类,如黄腐酸钠、黄腐酸钾等。黄腐酸甚至可以与许多天然物质,如粘土矿物、磷酸盐、碳酸盐、肥料、农药及各种有机阳离子发生离子交换反应,生成各种各样的复合物。

(3)络合、螯合性:黄腐酸的活性基团(包括羧基、羟基以及某些含磷、氧、氮、硫的基团)一般都是电子给予体,很容易与许多电子接受体(多价金属离子、有机基团或离子)构成配位化合物,称作络合物或螯合物。黄腐酸的络合(螯合)性能直接影响着自然界各种物质的迁移、固定、胶、化学反应性和生物可利用度,也是生产各种黄腐酸化学制剂的理论基础之一。

(4)氧化还原性:据测定,腐植酸和黄腐酸的标准氧化-还原电位在0.7V左右,与半醌自由基的电极电位相当,故认为黄腐酸的氧化还原性是醌-半醌-酚相互转换引起的。实际上,黄腐酸中的羰基、醇羟基、氨基、硝基、甚至脂肪碳结构部位都有可能参与氧化还原反应。黄腐酸的这种性质,不仅能调节土壤矿物的氧化还原浓度比、刺激微生物活性、调节植物体的生理活性,而且对地质化学变化、重金属和有机毒物(石油、多环芳烃、酚类、染料、农药等)的迁移和毒性也有影响。实验证明,腐植酸和黄腐酸的大量存在,可使土壤环境的有效氧化-还原电位保持在最佳范围(0.2~0.7V),有利于农作物生长发育。

3、 生物活性

黄腐酸的生物活性主要表现在:

1)由于黄腐酸分子较小,很容易进入植物细胞,作为植物多酚的供体或氢的受体,直接影响植物的氧化还原过程,促进三磷腺苷的合成,起呼吸催化剂的作用;

2)活化植物体内的合成酶(醛缩酶、转化酶等),调节氧化酶活性,保护植物生长素,这是提高植物抗逆性的基本原因;

3)提高细胞膜透性,促进营养吸收;

4)增强光合作用,加速糖的积累,促进核酸、叶绿素、维生素、抗生素的合成,提高植物品质与健康水平。关于黄腐酸生物活性的来源,多数理论倾向于黄腐酸中所有的组分和活性官能团都起作用,特别是泥炭黄腐酸制剂中,除小分子芳香族羟基羧酸(黄腐酸主体成分)发挥生理效应外,其携带的水溶性糖类、氨基酸、核酸也具有生理活性;另外,在泥炭中已发现的激素和类激素,都或多或少地与黄腐酸制剂共存,它们本身就是生理活性剂。泥炭黄腐酸的这一特色,是其他来源黄腐酸无法比拟的。

黄腐植酸的介绍和作用二、黄腐酸的作用

国外学者对腐植酸类物质的功能有一句精辟的论断,认为它们“是维持生命的贮库和生物圈的保护者”、“是运转大多数生命物质甚至毒性物质的极好工具” 。黄腐酸作为活性最高的家族成员,更能出色地担负这一“贮库”、“工具”和“保护者”的角色。下面就5个方面论述黄腐酸的作用:

1 、提高植物抗逆性

黄腐酸的抗逆性包括抗旱、抗寒、抗盐碱、抗病虫害、抗污染等。这方面的事例不胜枚举。证明黄腐酸是优良的抗旱剂;试验还证明,黄腐酸在小麦、油菜、水稻以及豆科作物、甘蔗上都表现出明显的抗寒作用,其中在防治水稻早春低温烂秧上效果非常明显;在盐碱地上种植的小麦、玉米,凡用黄腐酸拌种或喷施处理者,都取得明显的增产效果;黄腐酸在防治苹果腐烂病、黄瓜霜霉病、甘薯根腐病、蔬菜黄叶病、棉花黄萎病等方面都有许多范例;黄腐酸在抵抗土壤和灌溉水中过量重金属、农药、多环芳烃等毒性和污染方面也有重要贡献。在防止水体有害菌藻滋生、改善鱼虾养殖环境、保障水产安全方面也有成功事例。据统计,与喷施等量的水相比,喷施低浓度的黄腐酸溶液使不同作物增产6~25%,越是恶劣的环境,增产幅度越大,这几乎都是黄腐酸抗逆性起主导作用的。关于黄腐酸抗逆作用的机理,多数人认为,植物在处于不利环境胁迫下,黄腐酸都具有促进或调控植物体中脯氨酸以及各种细胞保护酶活性的作用,从而提高了抗逆性能。

2、 刺激植物发育

喷施浓度为十万分之一到百万分之一(0.001~0.0001%)的黄腐酸溶液,就能明显促进植物生长速度,浓度过高反而抑制了生长,说明黄腐酸具有典型的天然生长刺激剂特性。研究证明,黄腐酸在刺激根部和叶面呼吸、刺激根细胞分裂、促进各种植物酶合成、增强植物光合作用、延缓植物衰老等方面,都显示出独特的功效。有人做过试验,喷施黄腐酸溶液后,淀粉酶活性提高了1倍。刺激作用大小的规律是,黄腐酸>腐植酸,小分子黄腐酸>大分子黄腐酸,氧化降解的黄腐酸>普通黄腐酸。可以确定,泥炭黄腐酸,特别是氧化降解的泥炭黄腐酸,生理刺激活性更强。

3 、提高肥料养分利用率

腐植酸类物质与肥料复合施用,肥料利用率一般能提高10个百分点以上。如前所述,黄腐酸(特别是泥炭黄腐酸)的络合增溶性和抗絮凝性更高,非常适于配制液体肥料,其氮、磷、钾、钙、镁以及多种微量元素、稀土元素的利用率都比腐植酸高,尤其在水果、蔬菜、经济作物上喷施含黄腐酸的液体肥料,养分吸收率更高。以铁为例,在大豆上喷施黄腐酸铁与喷施等量的硫酸亚铁相比,前者叶面中吸收的铁多23%。大致统计,施用黄腐酸液体肥料的粮食作物产量增产10%左右,水果、蔬菜和其他经济作物一般增产10~30%,都是与提高养分有效利用率分不开的。

4、 改善农产品品质

黄腐酸改善农产品品质包括两方面:一是提高营养物质(包括核酸、氨基酸、蛋白质、糖、维生素、有益元素)含量,二是降低有害物质(重金属、硝酸盐、亚硝酸盐、残留农药等)含量。据初步统计,施用腐植酸和黄腐酸可使各种作物糖含量增加3~40%,VC增加20~49%,氨基酸增加6~16%;硝酸盐减少23~35%,重金属、砷、农药残留降低10~90%。

5 、对农药增效减毒

黄腐酸与多种农药复合施用,或者配制成黄腐酸-农药合剂,多数都有缓释增效、降低毒性、安全稳定和减少农药用量的功效,添加黄腐酸的农药不仅药效提高,毒性降低,而且农药用量减少30~50%,11种农药与氧化黄腐酸复合,其中有10种是增效减毒的正效果,一般药效提高了12倍左右,持效期延长10天以上。因为绝大多数农药是酸性的,而黄腐酸的水溶液也是弱酸性的,二者复配不仅互溶性好,而且相互发生离子交换、络合配位、氢键缔合、物理化学吸附等作用,形成新的有机复合体系,是生产新型高效低毒农药的新途径,很有开拓前景。

 

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