腐植酸肥的功能

1、Gumus (腐殖物质) 青岛康源国际贸易有限公司 腐殖物质 (Humic/Fulvic acid) 1. 腐殖物质的定义 腐殖质(Humus)又称作腐殖物质(Humic substances)。腐殖物质虽然属于有机物，但并非所有有机物就是腐殖物质，这是因为腐殖物质是由土壤有机物变成的。有机物(Organic matter)原本为含有碳原子的化合物，出自生物或者合成而成，虽然表示所有有机化合物，但是在农业方面只表示自然来自动物、植物、微生物等生物的有机化合物。由于土壤有机物（Soil organic matter）只表示存于土壤的有机物，因此从本质上并非不同于有机物，但是土壤中的有机物在接受许

2、多种类与很多微生物的影响而变化，这一点与一般意义上的有机物不同。换句话说，土壤里的有机物根据微生物进行不断地降解和聚合而变化着，因此，土壤有机物深受土壤环境影响并影响土地环境，不同于一般的有机物，具有复杂的概念。土壤中的有机物，根据变化阶段分为四种，即（1）活着的有机物；（2）未熟有机物；（3）非腐殖；（4）腐殖。(1)活着的有机物是指诸如植物根系、土壤动物、土壤微生物等存有活细胞的有机物；(2)未熟有机物是指诸如落叶、树枝、动植物遗体等动植物组织处在未熟过程的有机物；(3) 非腐殖（Non-humus）是指诸如多糖类、蛋白质、脂质、氨基酸等未熟有机物处于腐殖化（Humification）过程

3、的有机物；(4) 腐殖（Humus）是指非腐殖更加变化呈褐色-黑色有机胶质（Colloid）的有机物。腐殖物质是指，进入土壤的有机物（Organic matter），经过长久岁月的降解、凝聚、聚合、氧化，增加双重结合，形成稠环（condensed ring）的高分子化合物，处于褐色-黑色有机胶质状态的有机物。这里的聚合是指结合两个以上同一分子而生成聚合物（Polimer）的反应；凝聚是指同类或异类的两个分子在祛除水或低分子而结合的反应；胶质（Colloid）是指1-100nm大小的微粒子可以在液体内分散的状态。 腐殖物质根据理化特性分为胡敏素（Humin）、腐殖酸（Humic acid）、黄腐

4、酸（Fulvic acid）、乌敏酸（Ulmic acid）等，大部分腐殖物质以吸附于土壤粘土矿的状态存在，对降解带有一定程度的抵抗力。虽然腐殖物质产品根据种类，其使用方法有所不同，但是用于水田、旱田、果园、草坪等耕地的土壤处理、所有作物的叶面处理、所有家畜的饲料添加物时，可以收到惊人的效果，使用效果并非夸张，而是相对于效果呈现过低评价的倾向。一般来说耕地土壤之中含有腐殖物质是当然的事情，耕地虽然也可以自然地渗入有机物，但大部分源于以人为的堆肥形态持续的投放，但是就像不同的土壤之中有机物含量不同一样，腐殖含量也根据土壤而不同。含在土壤有机物的腐殖物质含量，一般来说比较高，但是，从土壤整体来看，

5、其量并非很多。腐殖物质只能富含在有机物含量高的土壤里，因此，大量投放完熟堆肥的肥沃土壤中富含腐殖。可能在植物体死亡，其遗体继续堆积的土壤中富含腐殖，但是，在对耕地继续投放堆肥，促使微生物活动活跃并持续的进行降解的土壤之中更多。 2. 腐殖物质的堆积 腐殖物质富含于泥炭（Peat）之中，泥炭是植物遗体经过几千年几万年持续的堆积，反复的被微生物降解和聚合而自然形成。人们经常认为褐煤（Lignite）富含腐殖物质，但事实上褐煤里并不多，这可能是因为富含腐殖物质的风化褐煤（Leonardite）被分类为褐煤之一。一般来说，风化褐煤的腐殖物质含量最多，比它更碳化的沥青（Bitumen）与褐煤之中含的不多

6、。植物遗体按照泥炭(Peat)、 风化褐煤(Leonardite)、沥青(Bitumen)、褐煤(Lignite)顺序碳化。泥煤苔（Peat moss）是泥炭（Peat）之中尤其堆积苔藓而碳化的物质，本来泥煤苔的腐殖物质含量根据其起源与生成年代而千差万别，并且含有腐殖物质也可能是事实，但是作为床土出售而调配的泥炭之中，腐殖物质并不多。风化褐煤与褐煤主要是草本植物堆积，并被微生物降解而碳化的物质，但是煤炭（Coal）是木质埋没于地下，并经过长期的地压与地热作用而碳化而成的。一般来说，风化褐煤（Leonardite）埋藏于褐煤矿的最上层，其碳化程度也不同。风化褐煤富含碳与有机物，但只能用作煤炭，相

7、比褐煤腐殖物质与矿物质灰分（Mineral ash）多。即使在相同地点的风化褐煤之中，浅层的风化褐煤富含黄腐酸，较深层的风化褐煤富含腐殖酸。风化褐煤根据生成年代与深度，其成分也大不相同，但是俄罗斯产风化褐煤的有机物与矿物质灰分各为90%、10%最有，有机物含腐殖酸约60%、黄腐酸约10%、胡敏素约20%。大量埋藏腐殖物质的地区为草本植物多，土壤微生物活动活跃的北方寒冷湿地。寒冷湿地生长着芦苇、苔藓等，其遗体持续的堆积几千年几万年，并反复的被微生物降解和变化而自然形成天然腐殖物质。因此，腐殖物质从气候层次来看，大量分布于生长草本植物的寒冷湿地，大量埋藏于可进行微生物活动的表土附近。3. 腐殖物质

8、的结构 一般来说，腐殖物质分为为胡敏素（Humin）、腐殖酸（Humic acid）、黄腐酸（Fulvic acid）、乌敏酸（Ulmic acid）等四种，从乌敏酸的提取过程与费用来看，其生物功能与效果并不突出，目前处于实用性低的状态。腐殖物质可按照种类绘出型号，但是无法写出明确的分子结构，只是按照各种类的颜色、分子大小、元素比率、养分置换性，可以大致的区分，而且，还可以根据被各种溶剂溶化的性质进行区分。胡敏素（Humin）是泥炭投入碱性溶液而沉淀的腐殖物质，与酸度无关不溶于水，是不能再提取其它物质的（Nonextractable component）黑色高分子化合物。胡敏素相比黄腐酸与腐殖

9、酸碳多氧少，其养分置换性虽然比其它腐殖低，但是相比黏土非常高，至少达到500 me/100g。腐殖酸（Humic acid）几乎不溶于水，但是溶于诸如苛性钾（KOH）、苛性钠（NaOH）等碱性的高分子化合物，呈褐色-黑褐色，由于其分子内破损的部分多，因此易于各种微量元素的结合，氧化部分自然带有负电荷。腐植酸为芳香族环与环之间氨基酸、氨基糖、肽、脂肪族化合物等复杂结合的复合芳香族高分子化合物（aromatic macromolecules），芳香环上大量结合氮、氧、羟基、羧基等。腐植酸有机结构的许多部分被自然氧化呈负电荷，因此，在断裂的部分容易结合阳离子微量元素，有助于微生物的栖息。人们容易认为

10、可根据腐殖物质的种类，具有一定的结构与分子量的高分子聚合体，但事实上不容易识别，因此，根据颜色、聚合程度、分子量、COOH基、OH基等官能团的数、碳与氧的数、置换性、水溶性等综合考虑。据电子显微镜观察，按照土壤腐植酸的聚合（Polymerization）结构、环、链、群（Cluster）的形态也不同，分子大小在60-500范围，其立体结构与尺寸主要取决于腐殖化过程。 黄腐酸（Fulvic acid）作为少含于土壤的腐殖物质，是与酸度无关的轻易溶于水的高分子化合物，呈黄色或朱黄色。黄腐酸拥有芳香族、脂肪族结构，两个结构均置换为广泛含氧的功能基。黄腐酸相比腐殖酸氧多碳少，富含官能团、尤其是COOH

11、基。黄腐酸多氧意味着富含诸如COOH、OH、C=0等功能基，但是腐殖酸也含有相当数量氧气的原因是，其核心结构上多氧。黄腐酸的置换性（Exchange acidity）为900-1400meq/100g，相比腐殖酸（400-870meq /100g）非常的高。4. 腐殖物质的功能 1) 增进养分吸收 由于腐殖物质在吸收巨量元素之后供应根系，进而促进作物繁育，但最基本的功能是促进植物根系的磷酸吸收（Phosphorus absorption），换句话说，腐殖物质促进根系的磷酸吸收功能，提高其它巨量元素的要求，从而促进植物的拔根与繁育，腐殖物质带有负电荷。因此，腐殖物质可以聚集周围的阳电荷微量元素，

12、从而阻止养分从土壤水平流失或淋溶（eluviation）下层，使作物能够容易的利用，可是，相比腐殖物质的阴电荷，根系的阴电荷更强，与腐殖物质结合的阳离子逐渐移动至根系一侧，最终被作物吸收养分。存在水分时，粘在腐殖物质的阳离子从腐殖物质分子稍微脱离，重新产生可以与水分子的氧原子结合的引力。阳离子粘上水分子的氧原子，形成该分子的氢原子与其它分子的氧原子结合的连接结构，进而减少水分蒸发，蒸发量约减少30%。2) 增进能量代谢 腐殖物质增进光合成（Photosynthesis）与呼吸（Respiration）等能量代谢。根据腐殖酸与黄腐酸的根部处理，增进叶子的叶绿素含量与呼吸量。基于腐殖物质的光合成与

13、呼吸的增进效果，在叶面喷洒时也出现。3) 增进酶活性 腐殖物质相关细胞内m-RNA合成，对酶的生成与活性也带来有利的影响。腐殖物质促进有关磷酸化作用的Phosphorylase的合成，抑制IAA氧化酶，抑制基于过氧化酶（Peroxidase）的活性，影响各种酶的生成与活性，进而促进作物的繁育。腐植酸与黄腐酸富含官能团（Functional group），因此可以对一个酶也会起不同的作用，而且，腐殖物质的作用模式也根据酶而不同。腐植酸与黄腐酸可增进种子与幼苗的酶活性，增进水分吸收与呼吸，进而增进发芽（Germination）与幼苗生长（Seedling growth）。通过腐植酸与黄腐酸的处理增

14、进酶活性，伸张幼根，促进侧根与不定根以及根须的形成，进而促进作物的水分与养分吸收。4) 增进细胞膜透过性 由于腐殖物质的分子同时存在亲水性、亲油性基，因此腐殖物质可以轻易地透过细胞膜的磷脂结构，可以起到腐殖物质的载体（Carrier）作用。当混用养分与腐殖物质喷洒叶面时，腐殖物质增进细胞膜（Cell membrane）的透过性（Permeability），起到运输作用。比如说，酶和腐殖物质混用喷洒在叶面时，促进表皮细胞的酶吸收，黄腐酸的效果也与腐植酸相同。用显微镜观察经过腐殖物质处理的作物组织时，发现着色为褐色，从而可知腐殖物质被作物吸收而移动，但是，其机制还不明确。从根系吸收的腐殖物质，只有

15、一部分（约5%）可以移动至茎干。黄腐酸的叶面喷洒，可以增进叶子的叶绿素含量，增进根系的磷酸吸收。黄腐酸的叶面喷洒可以减少叶子的气孔传导（Stomatal conductance），减轻干燥问题。对干旱条件的小麦实施黄腐酸叶面喷洒的结果，未处理相比灌溉栽培减收30%，而经过黄腐酸处理时只减收3%。黄腐酸的叶面喷洒对各种作物起着激素型（Hormone-like）作用，增进根系与地上部分的繁育，并增加数量。在西红柿种植上，采用黄腐酸叶面喷洒增加了10.5%数量。在液状肥料里添加腐殖物质喷洒时，可以防止集中吸收阳离子的现象，进而可以防止液状肥料的冲击吸收。叶面喷洒与土壤喷洒均有促进作物繁育效果，但是仅

16、从作物呈现的喷洒效果来看，采用少量喷洒发挥效果的叶面喷洒方法，更具经济性。5) 增进养分可溶性 将腐殖物质喷洒在土壤时，增进微量元素（(Fe、Zn、Mn等）与部分巨量元素（K、Ca、P）的可溶性，使之容易被作物所吸收。基于腐殖物质的养分可溶性增进效果与微生物有着密切的关系，腐殖物质的关键之处在于为微生物的增殖供应必需的磷酸与碳，并且提供栖息场所。 由于喷洒腐殖物质的土壤增殖的细菌分泌的催化酶，可使不溶性磷酸钙中的钙和磷可溶，使不溶性磷酸铁中的铁和磷可溶，不仅如此，由于细菌游离的钙、铁、磷的离子与腐殖物质结合，提高了养分的利用率。 6) 改善土壤结构 投放在土壤的腐殖物质，改变根圈的水分与空气比

17、（Water-air ratio），进而改善土壤结构。腐植酸与黄腐酸像表面活性剂（Surfactants）一样同时具有亲水基与亲油基，最重要的是富含亲水性OH基、COOH基等极性官能团（Polar functional group），因此，通过使用腐殖物质提高土壤的水分保留力，而且，腐殖物质又是亲油性物质，因此，容易保留非离子型溶质（Solute），这可以从腐殖物质一旦干燥，就难以制造潮湿的物理特性得知。腐殖物质在土壤中还能担当PH缓冲剂，改良土壤PH。7) 增进微生物密度 腐殖物质在土壤中能够平衡菌、细菌比率。对有机物少的土壤喷洒腐殖物质的结果，提高了微生物密度（Microbial popu

18、lation），促使微生物数量在两周之内增加至最多2,000倍，从而提高了土壤的肥沃度。对粘土质土壤喷洒腐殖物质时，通过絮凝（Flocculation）土壤，增进粒团形成（Aggregates formation），使水和空气可以容易的移动至根圈（Rhizosphere）。黄腐酸成为菌根真菌（Mycorrhizal fungus）的优秀的饲料，增加在部分植物发生菌根（Myccrrhiza），促进根系存活扎根，抑制有害菌的发生。8) 增进阳离子置换容量 由于腐殖物质的阳离子置换容量（CEC）高，复合体形成能力高，因此保留各种阳离子与有机化合物，并持续的释放给植物。从置换性（Exchange acid