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    腐植酸和含腐植酸肥料,你了解多少呢 ?今天就和大家聊聊这方面的内容。
    主要是这几个方面展开叙述:腐植酸简介、腐植酸的来源、国家政策支持、含腐植酸肥料简介、腐植酸与农业。



    一、腐植酸简介
    腐植酸的定义、分类及组成成分



    关于腐植酸的定义,目前还没有统一的公认说法。在不同学科中,腐植酸的定义则不同。现在通常认为,腐植酸是一组含芳香结构、性质类似的无定形的酸性物质组成的混合物。腐植酸大分子的基本结构是芳环和脂环,环上连有羧基、羟基、羰基、醌基、甲氧基等官能团。


    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、煤碳腐植酸、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)。
    按照天然结合状态,又分为游离腐植酸和(钙、镁)结合腐植酸。

    根据腐植酸在溶剂中的溶解度,可分为三个组分:
    (1)不溶于丙酮部分称为黑腐酸;
    (2)溶于丙酮或乙醇的部分称为棕腐酸;
    (3)溶于水或稀酸的部分称为黄腐酸(又称富里酸)。

    腐植酸大分子的基本结构是芳环和脂环,环上连有羧基、羟基、羰基、醌基、甲氧基等官能团。与金属离子有交换、吸附、络合、螯合等作用;在分散体系中作为聚电解质、有凝聚、胶溶、分散等作用。腐植酸分子上还有一定数量的自由基,具有生理活性。



    二、腐植酸的来源
    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。江河湖海,土壤煤矿,大部分地表上都有它的踪迹。由于它的广泛存在,所以对地球的影响也很大,涉及到碳的循环、矿物迁移积累、土壤肥力、生态平衡等方面。

    最有希望加以开发利用的腐植酸资源,是一些低热值的煤炭,诸如泥炭、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。



    我国腐植酸资源丰富,储量大,分布广,品位好,近几年来,新疆、内蒙古、山西、黑龙江、广东、福建、河南、河北等省市远销国外的腐植酸系列产品日益增多。在腐植酸的综合利用方面,虽然起步晚,但由于我国加大了开发力度,因而在世界上并不落后。我国从事腐植酸科研的高等院校、研究院所多达100多个,先后获得过几百项科研成果,一些技术产品已达到或超过了国际领先水平。

    三、国家政策支持

    六、七十年代,在全国掀起了利用腐植酸肥料和改良土壤的热潮,国务院先后于1974年和1979年两次以国发110号和200号文件,全面推动中国腐植酸的综合开发和利用。1987年,国家经贸委批准成立了“中国腐植酸工业协会”,负责统一组织和协调全国的腐植酸工作。2013年,中国腐植酸工业协会登记注册了“腐植酸”行业产品商标。

    1974年11月16日 国务院发布国发(1974)110号文件,批转燃化部、农林部“关于积极试验、推广和发展腐植酸类肥料的报告”的通知。这份文件对我国腐植酸类肥料的开发应用起到了重要作用,史称国字110号文。

    1978年 第一部腐植酸类标准——石油化学工业部部颁标准HG1-1143-78《腐植酸铵肥料统一分析方法》(中科院山西煤化所起草)正式发布。

    1979年8月10日 国务院发布国发[1979]200号文件,批转国家经委“关于加强腐植酸综合利用工作的请示报告”。这份文件对我国腐植酸事业的健康发展具有里程碑的意义。史称国字200号文。1984年6月 国家经委以经科[1984]412号文件批复同意“化工部就成立全国性的腐植酸协会问题的请示”。

    1994年9月2日 农业部(94)农植总(信)字第32号发布“关于成立全国黄腐酸旱地龙推广应用协作网的通知”。


    2013年5月28日,中国腐植酸工业协会第五届第五次常务理事会议,讨论了如何在《土壤环境保护法》(草案)中纳入腐植酸的内容,通过了成立“腐植酸土壤修复专业委员会”的议题,进一步明确了腐植酸在土壤环境保护中的作用地位。腐植酸本身就是土壤中的本源性物质,是最优良的有机质,及时补给土壤中被消耗殆尽的腐植酸物质,优化土壤团粒结构,避免土壤板结,是对土壤最直接的维护和保护。

    2018年1月1日,新修订实施的《中华人民共和国标准化法》,赋予了协会(团体)标准的法律地位。

    2018年12月2日,中国腐植酸工业协会发布了《腐植酸有机-无机复合肥料》、《腐植酸复合肥料》、《矿物源腐植酸钾》、《腐植酸有机肥料》4项产品标准并正式实施。

    2018年12月25日,协会与农业农村部耕地质量监测保护中心联合发布《关于推介使用<腐植酸有机-无机复合肥料>等4项肥料产品团体标准的通知》,直接下发各地土肥部门。

    四、含腐植酸水溶肥简介

    腐植酸必须经过活化处理,使难以为作物直接吸收的结合态的腐植酸和部分游离态腐植酸转化为水溶性腐植酸,才能应用于农业领域。



    所谓“活化”,就是提高化合物的反应性,降低活化能,至少必须采取3种措施:
    1)增加结构单元上的活性官能团数量。
    2)使官能团呈亲电子或亲核状态,或引入相关原子或原子团,激活或提高某些基团的反应能力。
    3) 切断某些化学键,适当降低反应当量和分子量,尽可能地将复杂的物质变成简单的物质。腐植酸的活化可通过物理、化学、生物等过程实现。

    1 腐植酸的物理活化(机械活化 超声波活化)
    2 腐植酸的化学活化(碱溶解、氧化、磺基化等)
    3 腐植酸的生物活化
    将特殊的菌种接种到腐植酸上,微生物繁殖代谢对腐植酸的结构和官能团产生影响,提高腐植酸的应用性。活化后的腐植酸变得疏松,质地变轻,检测发现其黄腐酸含量显著提高,应用到土壤中,土壤理化性状得到改善。
    活化后的腐殖酸水溶性好,抗硬水性强,与大、中、微量元素混配性大大提高,可用于制作高品质的含腐殖酸水溶肥料。








    中国腐植酸网:「链接」
    国家标准全文公开系统:国家标准全文公开
    肥料中黄腐酸的测定 NYT 3162-2017 肥料中黄腐酸的测定 容量滴定法.pdf (3229 K) 下载次数:0


    五、腐植酸与农业




    研究和实践表明,腐植酸与杀虫剂、杀菌剂、除草剂复配,可以起到增强药效和降低毒性的作用。具体表现为:

    增溶作用:腐植酸能起到表面活性剂的作用,其金属盐的表面张力低于水的表面张力,对manx万博可产生明显的分散和乳化效果,能提高可溶性manx万博的溶解能力;

    增效作用:腐植酸可增强植物对manx万博的吸收,能提高manx万博和植物生长调节剂的生物活性,可明显改善manx万博的效果;

    缓释作用:腐植酸对manx万博的分解速率有明显的抑制作用,而且腐植酸的用量越大其速度越慢;

    降毒作用:腐植酸可钝化生物中那些对manx万博毒性敏感酶的活性,激发对manx万博有拮抗作用酶的活性,缓解和降低manx万博中的毒性。

    使用腐植酸,可改变土壤中含盐过高、碱性过强、土粒高度分散、土壤结构性差的理化性状,促进土壤团聚体的形成,使其成良好状态,从而为植物根系生长发育创造良好的条件。(新疆生物、土壤、沙漠研究所试验结果)

    施用腐植酸可疏松耕层土壤,破坏盐份的积累,降低表土含盐量,起到隔盐作用,提高出苗率,减少弱苗、死苗,使植物健康成长。 (河北省张北土肥站资料)

    腐植酸具有较高的阳离子变换量,比一般土壤高10倍以上。施入土壤后,使土壤对阴离子吸附能力显著提高,使表层盐含量减少。 (新疆生物、土壤、沙漠研究所资料)

    盐碱土地特别是碱土PH值过高(9.0以上),直接危害作物生长,甚至引起死亡,另外PH值过高还影响到土壤中的磷、铁、锰、硼、锌等营养元素的有效性。而腐植酸PH值为6.8偏酸性,可中和碱性,减轻消除碱性对土壤和植物的危害,使低产盐碱地得到改良,为作物幼苗生长创造良好的土壤条件。



    土壤微生物是土壤组成成份中的重要原因之一,对土壤有机无机质的转化,营养元素的循环;以及对植物生命活动过程中不可少的生物活性物质——酶的形成均有重要影响。腐植酸能促进土壤微生物的活动,增加土壤微生物的数量,增强土壤酶的活性等事实,已被国内外大量研究资料所证实.而且一致认为,施用腐植酸使好气性细菌、放线菌、纤维分解菌的数量增加较多。对加速有机物的矿化,促进营养元素的释放有利。因此,施用腐植酸,可以防治果树的烂根病、黄叶、小叶、枯萎病

    随着中国化学工业的高速发展,化学肥料的生产和施用数量不断增加,增施化肥对农业生产的发展无疑起了重要的作用,但随着化肥施用量的增加,投肥成本提高.化肥利用率降低等问题,也逐渐反映出来。目前,中国氮肥利率为30—50%,磷肥利用率10—20%,钾肥利用率为50—70%,如何提高化肥利用率,已经成为全世界非常重视的研究课题。提高化肥利用率途径很多,目前最有效的成果就是利用生物活性添加剂去活化腐植酸,增强其化合,吸附、螯合、微生物繁殖等化学活性和生物活性来有效提高化肥利用率。

    腐植酸含有多种官能团,被活化后的腐植酸成为高效生物活性物质,对作物生长发育及体内生理代谢有刺激作用,这种特性是一般肥料所不具备的,活化后的腐植酸高效生物活性物质按一定浓度采用浸种,浸根,蘸根、喷洒、浇灌、做底肥等方式,对各种作物都有明显的刺激效果。综合表现在对根系发育的促进,对作物产量、质量因素的良好影响


    施用腐植酸,可加速种籽发芽,提高出苗率,在早春、低温下尤为显著(一般可提早1~3天发芽,出苗率提高10~30%)。
    腐植酸对作物的根系发育有特殊的促进作用,许多农科人员称腐植酸为”根系肥料”,对根系的影响主要表现在,刺激根端分生组织细胞的分裂与增长,使幼苗发根快,次生根增多,根量增加,根系伸长,最终导致作物吸收水份和养份的能力大大增强。

    在养份供应充足的基础上,腐植酸的刺激作用可使植株地上部分营养体生长旺盛.表现在株高、茎粗、叶片数、干物质积累等面。
    腐植酸对不同作物的产量、构成因素是不同的.对粮食作物,穗多、粒多、千粒重等起到增产作用,前期对分蘖、减少空秕率均有良好的效果。


    腐植酸进入植物体内后,对植物起到刺激作用,主要表现在,呼吸强度的增加.光合作用的增加,各种酶的活动增强,从而使果实提前着色成熟,取得高产、高值(经济作物的应市性)


    腐植酸的施用,能使植物叶片气孔张开度减少叶片蒸腾量降低,耗水量减少,植株体内的水分状况得到改善,使叶片含水率提高.从而为分穗和在籽奠定了基础,腐植酸的施用还能够提高叶绿素的含量和光合作用的正常进行,对于物质的积累和千粒重的提高是非常重要的。

    施用腐植酸对南方的早春育秧和北方小麦的抗寒都有明显效果。中国南方各地在早稻育秧,经常遇到低温多雨天气,往往发生死苗,烂苗现象,施用腐植酸后,地温得到提高,秧苗素质普遍得到改善。西南农业大学在试验时发现,中国北方大部分地区的冬小麦,由于经常出现”倒春寒·,麦苗普遍受到冻害,施用腐植酸,有效地提高了小麦的抗寒能力,不同程度地减轻了冻害


    腐植酸可有效地防治地下病虫害和植物病害及病菌。根据北京、四川、江西大量研究试验证明,腐植酸对果树的腐烂、小叶、黄叶病、黄瓜的霜霉病、辣椒的炭疽病、病毒病等都有明显防治和抑菌杀菌的效果,山西新绛蔬菜研究所两年黄瓜试验表明,施用腐植酸,不使用任何manx万博,但黄瓜自始至终都没有发生过大的病虫害。

    农用腐殖酸制品
    腐植酸钠(钾)统称腐植酸一价盐,其产量最大,用处最多,在动、植物生长刺激剂和肥料、水质净化剂、石油钻井液、陶瓷添加剂粘结剂以及医药应用等领域,是当前HA的主导产品。HA-Na(K)的生产工艺实质是离子交换反应或复分解反应过程,如果原料中的HA是游离的,可用NaOH、KOH直接提取,其溶液中溶解的物质就是HA一价盐。如果原料中HA是钙、镁结合的,则可用NaCO3、K2CO3作提取剂,通过复分解反应,制成水溶性HA盐。

    低级别煤与氨作用后,氨即被煤吸附,包括物理吸附和化学吸附或反应,制成铵盐(HA-NH4),主要用于缓效氮肥和复混肥中的有机部分。与HA-Na的生产相似,游离HA用氨水直接氨化,而高钙镁HA宜用碳化氨水或碳酸氢铵通过复分解反应制取。

    黄腐酸(FA)是指组成腐植酸中的水溶性部分,在一般原料腐植酸中含量较少,析离也比较困难。中国晋东南、豫西北一带,分布有氧化程度很深的风化煤,用硫酸可溶出腐植酸成分,而且含量都在20%以上,黄腐酸,由于分子量低,酸性基团多,溶解性好,所以使用范围较广,经济效益较高的腐植酸类产品,至今在植物生长调节剂、抗逆剂、流体肥料、医药制剂、化妆品等方面有较大的市场和竞争优势。

    硝基腐植酸是腐植酸的硝化产物,是改善和提高腐植酸化学和生物活性的有效途径,是由褐煤经硝酸氧化而成的再生腐植酸。因为氧解转化的程度很深,不进一步提纯就可以得到可溶性腐植酸达70-80%的产品,所以硝基腐植酸生产在经济上有一定的优越性。由于在氧解过程中生成许多新生的酸性基团,而且不可避免的有些被硝基等含氮基团所取代,使硝基腐植酸的反应活性比较高,在农业生产中受到欢迎。
    硝基腐植酸的生产有湿法和干法两种,湿法是用稀硝酸与褐煤反应,生产的硝基腐植酸要和溶液分离,母液处理比较复杂。干法生产成本比较低,它以较浓的硝酸作用于褐煤,不排除任何废液,但相对原料煤的年轻度和纯度要求较高。

    腐植酸尿素的生产有溶剂法、热融法和包裹法,溶剂法成本高,热融法氮的损失较大,而且容易形成缩二脲,为避免上述二法的缺点,包裹法是在具有一定粘性的基质作用下将HA包裹在尿素颗粒上,干燥后形成包裹尿素,该产品具有明显的缓释功能,可有效提高尿素的利用率,提高农作物的产量和品质。该法生产成本低,设备简单,其产品可作为缓效尿素使用,也可作为颗粒BB肥的氮素原料。

    腐植酸虽不是传统意义上的植物养分,可是它能提高无机肥的利用率,调节植物生长,和对土壤的改良,HA有机无机复混肥是30年来HA的主导产品,已有相当的理论依据和实践经验。随着农业生产可持续发展的深入实施,HA类有机无机复合肥更有长足的发展,使用量也随着化肥复合化形式的发展而逐年增加。施用HA复合肥具有明显的社会效益和生态效益。
    HA类流体水溶肥,包括叶面肥、冲施肥、滴灌肥等是用FA或HA的一价盐为水溶有机质,同N、P、K及微量元素配制而成的。此类产品不仅能提供速效养分,而且能同时发挥HA类物质的生物活性,再加上使用成本低,附加值高,施用方便,见效快等优点,很受用户欢迎,成为近年来国际市场上激烈角逐的主要HA品种,HA类流体肥料作为主导肥料的补充产品,也在发展绿色生态农业中起着不可忽视的作用。

    作者:雷晓旭
     
     
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