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黄腐酸与水溶肥料初探

作者:创新科技 孙明广日期:2015年6月5日 11:21

面对我国粮食安全和环境安全的双重压力,如何合理利用化肥,提高肥料利用率,是实现我国农业可持续发展的必然要求。腐植酸物质是土壤团粒组织的构造者,是肥料运转的“仓库”。利用腐植酸增效提质化肥,可以改变我国肥料利用现状,促进我国农业可持续发展。

水溶肥料功效

当前,中国农业面临四大困惑,一方面是土地过度耕种,一片土地上一年种两季甚至三季农作物,致使中国的土地退化非常严重。二是农产品污染很严重。近年来,血铅超标、尿镉超标等时有报道。三是化肥利用率非常低,中国的化肥利用率只有30%左右。四是中国水资源匮乏,农业部农林技术推广数据显示,中国正在用9%的耕地和6%的水资源生产出占世界26%的农产品,养活21%的人口。要解决化肥利用率低,以及水资源和土地的矛盾,节水农业、水肥一体化是极佳的解决方案。

国际肥料工业协会指出:“腐腐植酸介于食物链,让土壤更肥沃,让食物更安全,让生活更美好”。因而,发展水肥一体,做好水溶性肥料则是农业发展的必要条件,也是先决条件。腐植酸将为此发挥重要作用。

腐植酸性质及作用

腐植酸是天然大分子有机聚合体,主要组分为黄腐酸、棕腐酸、黑腐酸等,含有多种活性基因----羟基、酚羟基、醇羟基、醌基等,具有螯合、吸附、渗透、粘结、交换、稀释、缓释、稳定、表面活性等物理、化学特征和生物活性,已经成为国民经济可持续发展的绿色动力物质。在国外,腐植酸已在工农业70多个领域中被开发应用,我国仅涉足32个专业类型,市场应用潜力巨大。

在农业上的主要用途:

(1) 改善土壤结构,尤其对长期单一使用肥料造成的土壤板结有显著的改善效果。对于比较贫瘠和沙化的土壤,腐植酸可以增加土壤的阳离子交换容量,把土壤中被固定的对植物有益的金属阳离子像(K+Mg+)转化成一种能够被吸收的形式,进而促进植物对营养元素的吸收。在板结的土壤中,腐植酸可以与土壤中的有益菌作用进而使土壤变成松软结构,同时也促进植物对营养元素的吸收。

(2) 中和土壤的酸碱性,条和土壤的PH。在碱性土壤中很多基本元素和微量元素是以不被吸收的形式存在的,腐植酸可以起到缓冲PH的作用,进而把这些基本的营养元素和微量元素转化成被植物能够吸收的形式。在酸性土壤中,可与重金属反应,减少重金属污染,同时土壤中被Ca3+Fe3+Al3+固定的磷也能够释放出来被植物吸收;在盐含量较高的土壤里能通过盐基交换容量置换出来被作物吸收。

(3) 促进植物生长。增强作物抗寒抵抗虫灾能力,同时增加产量。腐植酸对土壤的如上作用,再加上能够促进光合作用,促进细胞壁的分裂,可以促进糖分的增加和营养物质的增加,增产将近30%

(4) 腐植酸与土壤中有害硝酸盐发生作用,避免进入地下饮用水,保护水资源。

(5) 增加农药和除草剂的持效性,同时降低农药残留。

黄腐酸性质及作用

     黄腐酸又叫富里酸,是腐植酸中水、酸和都可溶、颜色最浅和分子量最低的组分。黄腐酸功能基团多,有较强的生理活性,在农业、医药领域的用途最为广泛。黄腐酸具有缩小叶片气孔开张度、促进根系发育、提高叶绿素含量、影响多种酶,增强作物抗逆能力、提高作物产量和改善产品品质等诸多功能,是页面喷施肥、冲施肥,滴灌肥的理想原料。

    黄腐酸钾的主要功能:(1)改善土壤团粒结构,提高植株根系活力,存进根系发达,防止早衰。(2)提高作物抗旱、抗涝、抗病能力,防重茬、防病菌感染。(3)提高肥料及农药的利用率,吸附络合土壤中的有毒物质。(4)缩小气孔开张度,减少水分蒸发,增强光合作用,提高产量,改善品质。

黄腐酸活性和抗絮凝性

黄腐酸的活性和抗絮凝性是黄腐酸是否能够被高效利用的两个

最核心的因素。

1、 黄腐酸的活性

     羟基、酚羟基等功能团是使HA具有独特化学和生物活性的主

要因素,也是决定腐植酸类物质基本特性的核心成分,官能团含量的不同使得腐植酸物质的化学活性也不同。由于黄腐酸活性官能团含量高,同时分子量小,水溶性好,可以使FA的活性基团很容易的进入植物体内,从而发挥其应有的作用。

那么,如何来提高FA的生物活性。多年来,腐植酸工作者做出

了大量的工作,目前主要有两种途径,一是利用生物菌进行生物降解;二是利用氧化剂进行化学降解,以此来降低分子量,增加活性官能团。

2、 黄腐酸的抗絮凝性

     黄腐酸的抗絮凝性是判断黄腐酸质量优劣的一项非常重要的指标,腐植酸物质对金属离子具有很强的络合吸附能力,达到每克腐植酸能吸附几百毫克金属离子,这是由于腐植酸同时含有酚羟基、醇羟基、羧基等多个反应活性基团和活性部位以及亲核、亲电等多种化学反应。关于黄腐酸的抗絮凝原理,据国外资料介绍认为,腐植酸类物质是类胶体,在高电介质溶液中会导致腐植酸分子“卷曲”或压缩溶液的双电层,使腐植(黄腐酸)的官能团“屏蔽”成为不溶状态,要想使腐植酸抗絮凝,主要措施是降低分子量、提高官能团的活性和数量,不至于被电解质屏蔽,相应地使其溶液的双电层加厚。

    那么为什么黄腐酸的抗絮凝性如此重要呢?因为黄腐酸不论是制作滴灌肥、喷施肥、冲施肥、叶面肥等水溶性肥料,使用时,都要用水来进行调配,而我国干旱地区大部分是用含有大量重金属离子的地下硬水来进行调配,尤其是滴灌,水的用量是黄腐酸用量的3-5万倍。我国之前所生产的矿源黄腐酸用200012度硬水稀释,黄腐酸就会和水中的钙、镁等离子络合后,生成了黄腐酸钙镁等盐类,这是黄腐酸变成了水不溶物,其多种功能同时都会失效。所以说,黄腐酸的抗絮凝性是黄腐酸最重要的一个指标。

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