腐植酸是天然高分子有机化合物,广泛分布于土壤、江河、湖泊、沼泽、森林等自然界中,是地球碳循环的重要组成部分,亦是“维持生命的贮库和生物圈的保护者”。能够作为化肥生产原料的主要包括:泥炭、褐煤、风化煤等,被称为“5000万年前的古老堆肥”。腐植酸主要组分有碳、氢、氧、氮等,具有羧基、羟基、酚羟基等多种活性基团,也就赋予了其较高的吸附性、络合性、阳离子交换性等多种功能,基于这些特性,腐植酸在农业生产中具有五大作用:改良土壤、化肥增效、刺激作物生长、增强作物抗逆性能、改善农产品品质。腐植酸在农业应用上的显著效果,已为人们所共识。仅就化肥增效而言,其独特的缓释效能表现在:
(1)胶体作用,腐植酸通过胶体作用形成团粒结构,增加土壤微团粒结构和毛管孔隙度、降低土壤容重,提高土壤保肥、保水能力。
(2)吸附作用,腐植酸是多孔隙的疏松物质,具有较大的吸附能力,而且与其表面积对水膨胀性大小有关。
(3)凝聚与胶溶,腐植酸是一种亲水的可溶胶体,既可凝聚又能胶溶。
(4)脲酶抑制作用和硝化抑制作用,腐植酸中的醌基有脲酶抑制剂生理功能;腐植酸和硝基腐植酸的Fe盐或Na盐有明显的脲酶抑制作用。腐植酸与尿素络合反应成的腐脲产品,能够抑制土壤脲酶和硝化细菌活性,有效地控制了尿素释放和分解的速度。
(5)络合(螯合)性能,腐植酸的络合(螯合)性能对金属以及矿物的迁移、固定和积累、化学反映性和生物利用度都有直接影响。腐植酸-金属络合物一般呈水合物形态,也有些腐植酸与微量元素的螯合物难溶于水,但其胶体粒子仍是活化态,在植物根部酸性环境或土壤微生物作用下会不断供给植物营养。
(6)氨稳定剂,腐植酸的胺基中含有伯胺和仲伯胺,是比较理想的氨稳定剂。腐植酸与含氮有机物共价结合或以氢键结合,具有高度的耐水解性, 是土壤不断增加易移动氮的主要因素,也是植物的主要缓效氮源。
以腐植酸为载体的缓释肥料其缓释材料就是土壤的组分,这也是腐植酸缓释肥料区别于其他类型缓释肥料的显著特点。以沥青、焦油、树脂、塑料等作为包膜材料的缓(控)释肥料,其缓释材料除在一定时间内起到控制养分溶出作用之外,即成为于土壤不相容的“异物”,而这些“废弃物”很可能成为土壤的污染之源。同时,当“壳”越来越精细化、越来越智能化的时候,它的生产成本也会越来越高,以至更加难以在大田作物上应用。
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