腐植酸类农药及其发展前景综述

1、腐植酸类农药及其发展前景早在20世纪20年代末，就有人将腐植酸与某些金属离子结合，发现可 以大大提高药效，从此开始腐植酸类物质与农药之间作用药效的探索。在我 国，腐植酸在农业上应用上的开拓者郑平、梅慧生、许旭旦、王天立、李善 祥、成绍鑫等人，先后在他们的论文或著作中，从不同角度提到腐植酸本身 以及腐植酸与农药配伍后的效果。大量室内、田间试验证明，腐植酸类物质 与农药配伍，在提高农药药效、环保方面有很大的潜力。在2002年新世纪（首届）全国绿色环保农药技术论坛暨产品展示会”上， 中科院煤化所李善祥研究员发表了腐植酸类物质与农药一一研究应用与展 望”的论文，全面系统地介绍了这方面的研究成果与进展，

2、对腐植酸类农药的 探讨起到了积极的推动作用。与此同时，许恩光、曾宪成以自身科研为主， 在多年研究探索的基础上，发表了腐植酸环保型农药的开发与应用（腐 植酸2002年1期912页）、开发环保型腐植酸类农药探讨（腐植酸 2003年1期1217页）等文章，对于怎样认识腐植酸类农药及其应具备的条 件与指标，开发腐植酸农药的种类、特点、分类、剂型、作用方式与机理及 存在问题与发展趋势做了介绍。同时，冯元琦先生发表了腐植酸类农药新 技术（腐植酸2003年1期12页）一文，介绍了腐植酸类农药与应用进 展。这些文献引起了有关科研单位、大专院校及生产企业的关注，引起了各 界重视。在这过程中，中国腐植酸工业协会曾

3、宪成先生做了大量工作，他推 动了腐植酸类农药开发与应用的进程，并把它与绿色环保农药紧密地结合起 来，使人们对腐植酸类农药的关注成为重点，有力地促进了我国绿色环保农药的发展腐植酸类农药概述腐植酸类农药是指腐植酸（其中包括黄腐酸）、腐植酸与金属离子相结 合，以及腐植酸与农药配伍形成的农药高分子复合体（占较大比例）的总称。 可以理解为：（1）腐植酸类本身具有农药的作用。如腐植酸作为植物生长调节 就是农药的一类（农业部农药登记中，腐植酸列入植物生长调节剂登记范围）0 腐植酸类与金属离子结合而具有农药的作用，如腐植酸铜，用作杀菌剂。 腐植酸与农药配伍，构成腐植酸农药高分子复合体。农药的含义也不限于 化学

4、农药，它的配伍范围包括植物生长调节剂、除草剂、杀菌剂、杀虫剂等。从字面上看，腐植酸类是指多种来源、结构、功能的腐植酸，因此，同 一农药与腐植酸配伍会有多种结果。由于腐植酸类农药在农药的作用方式、靶标与剂型等诸多方面与原农药 有差别，它能更好地发挥原农药的潜力，减少其副作用，并且强化了环保作 用，因此具有双向调节功能，即能调节生物代谢，又能减少环境污染，改善 环境，有利于农业的持续发展。因此，它是一种新型绿色环保农药。腐植酸类农药剖析为了更深入地理解腐植酸类农药，我们分别从腐植酸类分析、配伍农药 分析、腐植酸类农药分析三个方面论述。腐植酸类分析所谓腐植酸是指动植物遗骸，主要是植物的遗骸，经过微生

5、物的分解和 转化，以及地球化学的一系列过程累积起来的一类由芳香族及其多种功能团 组成的大分子有机弱酸。主要来源于泥炭、褐煤、风化煤及通过生物发酵与 秸杆的化学氧化产生的黄腐酸等。通常它包括黄腐酸、棕腐酸、黑腐酸组成 的总腐酸（Humic Acid, 简称HA）及单体酸，其主要元素组成是碳和氧，还有 少量的氮、氢和硫。它不是一种纯物质，它没有确定的原子数与固定的分子 量，它是对各元素的原子在空间排列、也不能描述得很清楚的，组成复杂的 天然有机物。是一种无定形大分子类多聚物，通常组成单元包括核、桥键和 活性基团三个部分。其活性基含有羧基、羟基、醇羟基、烯醇基、磺酸基、 氨基、醌基、羰基、甲氧基等多

6、种基团。通常呈黑色或棕色的无定型。干燥 的腐植酸其外形呈贝壳断口那样的凝胶状，相对密度在1.330-1.448 之间。由 于腐植酸类物质是一种混合物体系，不可能用单一的化学结构式表示。它具 有弱酸性，胶体性能，吸附，离子交换，络合，螯合，表面活性与化学反应 的性能r”。不同来源的腐植酸在以上方面表现出很大的差异。它最显著的特 点如下。具有生物活性 腐植酸的生物活性主要表现在以下两个方面：（1）对植物具有调节生长作用， 即类似植物激素的作用，主要是其对植物体内多种酶促反应有作用，传递信 息、调控植物生长进程，可以把它视为一种多靶标的活性物质m，植物第二 化学信使。（2）生物能利用方面，即生物代谢

7、途径中生物能的释放、累积中体 现、通过电子传递系统来调节生物的物质代谢、能量代谢，即呼吸作用。因 此，所有生物（植物、动物）对它均有不同程度的生理反应。毒性几乎所有的农药都有一定的毒性，主要区别是毒性大小，对人的毒性尤其重 要。腐植酸类物质在医学上有止血、消肿，增加食欲和提高免疫能力，加速 新陈代谢功能，对于人体的保健与生存具有重要的作用。从一定的意义上讲， 人类只有依靠它培植的植物才能生存与发展，由于它对人体没有副作用，无 毒性，因此，与农药配伍不存在潜在的毒性问题。腐植酸可作为农药的新助剂农药必须制作剂型才能具有实用价值。根据我们初步试验，它可起以下助剂 作用。可作为农药的稳定剂。由于腐植

8、酸的多功能基因，使它有很好的离子交换性 能以及络合与螯合性能。因此，它可以对原药进行化学修饰。经过我们测定， 含有腐植酸的长效生根剂，在室温下存放6年活性基本不变。而不含腐植酸 的同样生根剂，在室温保存至第5年，就已完全失去活性。可作为农药的润湿剂。腐植酸类具有降低水溶液表面张力，增加农药的渗透 性，使原农药更易在植物和菌、虫、草的表面展开、附着。经过试验，加有 腐植酸的草甘膦药液，更易被植物茎叶吸收，药效快，效果好。可作为农药的吸附剂。腐植酸由于具有胶体性能和较大的比表面积更丰富的 微孔结构，因此有较好的吸附作用，它可以把原药更好的保持在载体上，性 能优于白炭黑，从而减少农药的流失。可作为农

9、药的增效剂。腐植酸的生物活性与多靶标性，可以提高农药的作用 效果及克服有害生物的抗药性，从而达到提高药效的目的。可以作为农药缓释剂。通过与农药的物理化学作用，生成腐植酸农药高分子 复合体，起到缓释、降低毒性的目的。腐植酸是一种农药的优良助剂。虽然它具有多种助剂功能，但也不是万能的， 实际制剂时还要参考原农药需求添加其他助剂。腐植酸是一种优良的农药填料腐植酸不但具有载体所具有的填充、分散、稀释、吸附等全部惰性材料的作 用，同时具有生物活性，提高了农药的稳定性，及减少农药在土壤中的流失。腐植酸对环境（包括土壤与水源）的保护作用腐植酸本身是天然有机弱酸，广泛存在我们的地下地上空间11），起到保护 环

10、境与维持生态平衡的重要作用。可以有效改良土壤物理结构。通过物理化学作用，如吸附、络合反应，减少 土壤中的有害物质（包括残留农药、重金属及其他有毒物），增加土壤中的腐 殖质含量，提高土壤自然净化能力，减少污染。可以有效改善土壤中的微生物群体。由于腐植酸内含有铁与碳，并具有胶体 性状，适宜保存益菌的生长繁殖。它的内表面很大，使许多益菌可附人其上， 避免原生生物的吞食，从而消除了由于农田过多使用农药，增加土壤中有害 微生物种群（这种有害微生物不是农药本身造成的而是其靶标生物死亡所引 发的）。可以有效改善植物，体内外微生物的分布。植物微生态制剂的重要理论指导 认为：任何植物个体都是其组织细胞与其体内微

11、生物组成的复合体。其体表、 体内存在各种微生物，有特定的微生物群落，它们是微生物与植物体组成的 一个生态系。腐植酸类农药的使用，增加了作物的生长活力和诱导作物根圈 内的有益微生物种群发展，增加益菌数量，抑制有害菌的生长，改善了土壤 中的微生态平衡，例如 菌根菌的生长”等。可以有效保护水源。腐植酸可以吸附水中有害物质，减少水生生物病害和水 体富营养化作用，清洁水源。俗话说 山清水秀”中的 山清”，主要是指生长 在含有腐植酸土壤中的植物，它可固定土壤，减少水土流失，从而保持水质。我们可以把腐植酸对于环境的作用归结于环境改良或者环境调节。这种调节 可以把农药很好地容纳于自然之中，强化自然净化能力，达

12、到回归自然的目 的。与腐植酸配伍的农药分析所谓农药是指以各种有害生物（包括病、虫、草）为靶标的化学物质、植物生 长调节剂以及可以改善农药的物理化学性状使其增效的助剂等，它包括植物 生长调节剂、除草剂、杀菌剂：杀虫剂等。有人认为腐植酸类只能算农药的 增效剂，按农药定义增效助剂也属于农药范畴。配伍的农药种类不管农药怎样分类，如化学农药、微生物农药、转基因农药等，起作用的活 性物质都是化学物质。从这个意义上说，腐植酸类可以和多种农药结合或者 说配伍，因此不仅限于化学农药。通过试验表明，它与微生物农药、植物源 农药、转基因农药、生物化学农药等配伍，表现出良好的性能。配伍的方式包括农药商品，直接配伍不另

13、做剂型和分做剂型两种；原药配伍兼做剂型； 修饰配伍，在配伍配方中另加活性物质；多种农药的混合配伍即复配农药配 伍；农药加上化肥配伍等。配伍的类型配伍类型主要有三种。(1)作为生物活性物质配伍：即按农药混用复配，一般是与腐植酸具有相同作 用的农药，如植物生长调节剂、杀菌剂等。作为农药助剂配伍：适用于各类农药，主要用于增加药效，用腐植酸取代 某些助剂，具体可按农药助剂比例配伍。作为填料配伍：一般用于杀虫剂、杀菌剂及部分除草剂，以减少对环境的 污染，改善环境，减少抗药性，与抑制有害微生物的繁殖等。以上三种配伍都具有增加药效，降低毒性，减少污染，降低成本等优点。不同活性农药的配伍目前农药的活性(均指有

14、效量)差异很大，可以分为：(1)高活性农药15-150 g / hm2 ,如豆磺隆、七氟菊酯、抗生素；高活性农药150-750 g / hm2 ,如克阔乐、百草敌等； 常量活性农药750-1500 g / hm2 ,如多菌灵、果尔等；一般活性农药1500 g / hm2以上，如草甘膦、百草枯等。不同活性农药与腐植酸配伍时，腐植酸的剂量、比例不同，用作农药助剂， 或是填料，还是生物活性物质配比与加入腐植酸的剂量、比例也是不同的。甚至不同来源腐植酸及其盐类，对同一活性农药的配伍也会有区别。因此配 伍时要根据活性制宜。配伍的农药剂型通常一种农药往往有多种剂型，如环嗪酮就有液剂、可湿粉剂、颗粒剂等。

15、根据1999年的统计，我国农业部农药检定所确定的固体制剂、液体制剂共 26种，选择什么剂型也是配伍必须考虑的问题，可以参考原农药剂型与有害 生物的特点选择。剂型外配比与腐植酸肥为了解决高毒农药低毒化和农药的长残留，保护农田环境，有的农药，除了 使用剂型内配比外，还要在剂型外再加若干腐植酸，并配合施腐植酸复合肥, 才能达到较好效果。尤其是超高活性长残留的农药更有必要。对于某些杀菌 剂，由于浓度变化大，腐植酸不能适应对于稀释倍数大于腐植酸适用浓度的， 要加若干腐植酸，以避免浓度过稀产生絮凝现象，影响药效。配伍筛选不是每一种农药和腐植酸都能配伍，配伍之前筛选试验不可缺少，其筛选程 序如下：(1)农药

16、筛选：有些过于活泼的农药配伍后会失去活性，如百草枯；也有的农药可能会降低活性，如某些氨基甲酸酯类除草剂腐植酸类筛选：选用煤基酸一般效果稳定，选用生化黄腐酸要选用菌种稳 定不老化的产品。配比筛选：可以按不同比例筛选用量，如农药有效量比例、商品量比例、 助剂比例、填料比例和复配比例，不论采用什么比例，以配伍后效果最佳为 标准。剂型筛选：一般小分子腐植酸农药作水剂更佳，而较大分子腐植酸农药可 作颗粒剂通过根吸收更好。(5)使用技术筛选：茎叶处理还是土壤处理，用药剂量、浓度、适用环境等， 一般用药量可以略低于原农药10 % -20 %。以上筛选均要通过生测与田间试验完成。总之，配伍筛选要从农药的药效与

17、 环保两个方面去做才能完善。配伍农药的测定从环保方面还要做以下测定(1)毒性测定：主要与原农药相比低还是升高；是降残效期测定：用敏感植物测定，其对后茬作物影响；解毒作用：对重金属的作用，以及对农田土壤、水质的影响等；对土壤微生物群落变化测定，有害菌与益菌的变化；(5)对农业持续发展的影响，经过上使用，评价对环境的影响。腐植酸类农药分析有关这方面文献可参考本文前面列举的论文，现在我们简单归结以下几个方 面。(1)促使高毒农药低毒化。利用腐植酸类的多功能活性基团的作用来实现，以 确保人、畜、作物和环境的安全。实现长残效农药调控化。通过对不同腐植酸类物质的选择与配伍，把长残 效农药调控化到适于农田作

18、物栽培模式，减少甚至清除对作物的影响，减少 环境与植物体内的农药残留，以适应生产无公害食品、绿色食品的要求。提高农药药效，实现农药药效增效化。腐植酸类农药不但有助于农药在植 物体内的传导吸收和促进根系生长，更重要的是它可改变植物体内多种酶的 活性，调节了植物代谢，使其作用更明显，药效大大提高。 改善农田环境，实现农田土壤水质清洁化。使用腐植酸大分子网状结构与 胶体特性，吸附和络合土壤、水中的有害物质，提高水质，可以改良农田。(5) 通过腐植酸对生物能量代谢的调节，改善了植物体内的物质代谢进程，实 现了农作物产品优质化，尤其是与其类似植物激素的作用，可以有效调控植 物发育进程，达到人们的预定目标

19、。(6) 腐植酸类农药最大限度地发挥了农药的潜力，克服了其副作用，把农药的 作用提高到一个新的水平。从这个意义上说，腐植酸类农药的出现，标志着 新一代农药的开始：它把原农药的单向调节(即靶标生物)扩展到环境保护， 将有害生物宏观调节扩大到微生态系调节。腐植酸类农药还可将化学农药与生物农药联结到一起。建立一个化学农药 腐植酸类物质生物农药三位一体的绿色环保农药支柱，为农业可持 续发展提供了一条新路。这是农药发展的创新思路。腐植酸类农药的发展新思路与前景腐植酸类农药是在环境条件日趋恶化的形势下产生与发展的，因此与原农药 的发展思路有明显不同。农药的使用要把环保放在首位人们不能再走先污染再治理的老路

20、。人们不能只顾眼前利益而放弃长远利益。 因此，新农药的研发必须要取得双赢的效果，既满足人们的眼前利益，又能 保护环境。在这种形势下对有害生物要一分为二，不仅要看到农药的直接效 益，还要看到间接影响。不仅要有宏观的生态平衡，还要看到对微生态的影 响，例如，过去只看到农药对有害生物的直接效益，没有注意有害生物对微 生物的影响。因为在生物界中微生物种群变化最大，其稳定性远远低于高等 动植物，而微生物的变化往往会给人类生存带来麻烦，尤其是人类自身安全 问题。2003年4-5月，在我国广为传播的非典”就是新类型的微生物种所引 起的。因此，解决农药对环境的影响时，应当把对微生物的影响放在重要位 置加以考虑

21、。保护环境还应考虑到生态平衡和生态链的问题，如对有害生物的数量与危害 程度进行适当控制，而不是要全部消灭。因为还涉及到益菌与天敌问题，涉 及到生物竞争问题。世界上所有生物必须要有竞争对手，一物降一物，互相 制约，才能共同发展。要维持环境的现状进而改善环境，必须考虑环境自然净化力。农药进入环境 的量必须控制在自然净化力之内，如超过就会使环境日趋恶化。因此，农药在使用中降低用量、提高药效非常重要以上说明，农业的可持续发展对开发新农药提出了要求，而腐植酸类农药在调控有害生物与有害微生物种群，维护生态平衡，降低用药量，维护自然净化力等方面，比原农药效果更好，是今后农药发展的方向之一腐植酸类农药的发展前景对于不同靶标生物的农药应有不同的重点(1)植物生长调节剂主要是发挥腐植酸类农药缓释或持续药效作用，以便 在整个