卫晓磊 俞晓芸
（开创阳光环保科技发展(北京)有限公司 北京 100101）
摘 要：生物腐植酸(黄腐酸)能够促进作物生长发育，增强作物抗性，提高作物产量和改善作物品质，具有很好的发展前景。
关键词：生物腐植酸 作物 抗性 产量 品质
Research Advances on the Effectiveness of Bio-humic Acid on Crop
Wei Xiaolei, Yu Xiaoyun
(Beijing Inaugurate Sunlight Environment High-tech Co., Ltd., Beijing, 100101)
Abstract: Bio-humic acid(fulvic acid) could accelerate crop growth and development, enhance the resistant ability of crop, increase crop yields and improve its quality, which are promising in the future.
Key words: bio-humic acid; crop; resistant ability; yield; quality
腐植酸(humic acid，HA)应用历史悠久，天然腐植酸主要是动植物残骸经过长期复杂的生化作用形成的，主要存在于土壤和低级别煤(泥炭、风化煤和褐煤)中，后者属于不可再生的自然资源，其碱提取物被称为煤炭腐植酸或矿物腐植酸，是当前实现产业化和工农业应用的主要腐植酸产品。生物腐植酸(BHA)则是以工农业有机废弃物秸秆、禽畜粪便、食品加工废液、造纸黑液、糖蜜、园林废弃物以及水浮莲等为原料，效法自然界腐植酸的形成过程，通过微生物或化学发酵工艺生成的一种富含有益微生物、低分子有机酸和其他可溶性物质的混合物。混合物中除最具活性的黄腐酸(bio-fulvic acid，BFA)和微生物外，还含有氨基酸、核糖核酸、矿质元素、维生素、叶酸、烟酸、肌醇、糖类等多种营养物质[1]。中国科学院化学研究所测定，BFA结晶中含黄腐酸纯品52%，棕腐酸和黑腐酸13%，核酸16%，赖氨酸等17种氨基酸9.3%，以及大量B族维生素、维生素C、肌醇、多糖等，其活性是天然HA的10倍[2～4]。不少研究证实或推测，与矿物腐植酸相比，BHA具有以下优点：(1) 分子量小，水溶性好，渗透力更强，更容易被作物吸收利用；(2) 活性基团含量更丰富，耐酸耐碱，抗二价离子，在各种水质下不絮沉，与N、P、K等大量元素和微量元素共溶性好；(3) 成分更多样化，活性更高，应用效果更为优良。
大量研究表明，BHA可以促进土壤团粒结构形成，增强土壤通透性，调节土壤pH值，调节土壤水肥气热状况，提高土壤交换容量，达到酸碱平衡，增强土壤保水、保肥能力；BHA可以改变化肥特性，提高N、P、K等大量元素的利用率，促进植物根系对其吸收，并可以与难溶性微量元素发生螯合反应，生成溶解性好、可被作物吸收利用的BHA微量元素螯合物，从而有利于根系和叶面吸收微量元素；BHA可以刺激土壤微生物的活动，使好氧性细菌、放线菌、纤维素分解菌的数量增加，加速有机质的分解转化，促进营养元素释放，便于作物吸收营养。除了可以改善土壤生态环境之外，外施BHA对作物自身也有许多效果：BHA可以刺激植物生理代谢，促进生根发芽，促进营养生长和生殖生长，增强其抗旱、抗寒、抗盐碱、抗病虫害等能力，提高农作物的产量、改善农产品品质等[5～7]。实验证明，BHA对小麦、西红柿、葡萄、棉花等作物的生长具有类似荷尔蒙的刺激作用[8]。目前，BHA已成为农业上应用的抗旱剂、叶面肥、调整剂及微肥复配产品的主要成分[9，10]。
1 对作物抗逆性的影响
1.1 增强作物的抗旱性
BHA在减轻农业干旱危害方面发挥着巨大的作用。杨晓玲等[11]分别以500 mg/kg、1000 mg/ kg、2000 mg/kg BHA灌根喷施，均取得了显著的抗旱效果。田新会[12]用BHA处理苜蓿种子2 h，可显著增强种子的抗旱性。刘淑贞、马瑞昆等[13]对小麦叶面喷施BHA，亩增小麦一般30千克/亩(10%)以上，以在旱地或限水灌溉条件下增产效果较好：在限水条件下，可以达到节约20～30方/亩水的效果。目前，国内主要的农用BHA类产品有：河南产的抗旱剂一号(代号HCF-1)，新疆产的“旱地龙”和河北产的“深杨”及“丰鸽”等多种品牌已投放市场。
关于BHA增强作物抗旱性的机理研究，主要包括以下方面：(1) 缩小气孔开张度，减少水分蒸腾。1979年，河南科学院生物所许旭旦等[14]观察到小麦喷施BHA后表现出明显的抗旱作用，进一步观察证明，喷药两天后可使气孔宽度缩小72.7%，第9天总蒸腾量比对照减少13.7%，土壤含水率提高了1.5个百分点。连续观察发现，施药后使气孔开张度缩小的效应可持续12 d以上，到第13天基本消失。之后，新疆哈密市农业局的试验结果进一步验证了BHA抗蒸腾作用的机制。他们于小麦孕穗期喷施不同浓度的黄腐酸，发现随着用量和浓度的增加，气孔关闭度相应增大，药效持续时间也相应延长，最长可达22 d。有关BHA增强作物抗旱性的报道还有很多，除小麦外还研究报道了BHA对玉米、花生、烟草、甘薯、大豆等作物蒸腾作用的影响，发现不同作物间有差异。小麦、玉米、燕麦喷药后气孔开张度比对照缩小51.2%～60.4%，大豆、苜蓿缩小48.3%～67.1%。同一作物不同品种间也有差异。一般随着用药浓度增加，对气孔开张度抑制越强，但气孔开度太小阻碍二氧化碳的吸收，影响植物的光合作用，所以确定适宜的使用浓度非常必要。(2) 促进根系发育，提高根系活力。诸涵素等[15]对小麦进行BHA拌种，发现次生根条数和长度显著增加，这一效应可从幼苗期持续到越冬、返青期。田间调查显示，拌种的植株生长健壮，根冠比提高，下部叶片衰老推迟，绿叶数保持多，光合面积增大，干物质积累增多。据报道，BHA对玉米、水稻、花生、甘薯等根系生长和活力也有明显的作用。玉米用0.5%BHA拌种，平均根长增加3.6 cm，根条数增加1.3条，干物质重增加1.45 g，从而增加了对土壤中氮、磷、钾的吸收量。除拌种外，浸种或喷施也均有效果。(3) 对土壤持水量的影响。喷施BHA抑制了作物蒸腾，使土壤水分消耗速度减慢，土壤含水量相应提高，加之BHA有改良土壤结构的作用，有利于保持土壤水分平衡，起到省水保墒的作用，可使作物顺利度过干旱时期。孟远平等[16]试验测定了小麦喷施BHA后不同时期土壤含水量的变化，喷后10～20 d内消耗降低了4.3%～5.1%。另据报道，玉米喷施BHA后，不同土壤深层的含水量增加7.0%～35.7%。
1.2 增强作物的抗寒性
据河南科学院生物所、中科院长沙现代化研究所等单位的试验表明，在水稻、冬小麦、油菜、苹果、梨、桃、葡萄、大棚蔬菜上使用BHA，均可增加作物抗寒能力，预防和减轻低温寒害。作用机理主要是BHA可刺激植物体内一些酶的活性，影响了一些渗透调节物质，从而对细胞膜起到保护作用。
1.3 增强作物的抗盐碱性
在盐碱地中，BHA能够增强作物细胞膜的渗透调节作用，降低每克干物质Na的含量，提高PEP羧化酶活性；通过吸附和缓冲作用，可降低土壤中的盐类和碱类对农作物的危害，提高作物耐盐碱性能，可以中和碱性，同时替换吸附Na，使土壤pH值降低，使土壤中的铁、铝、钙形成腐植酸铁(铝、钙)盐，把磷酸释放出来，供植物吸收和利用。腐植酸钙可以改善土壤团粒结构，消除土壤重金属的危害。盐碱土壤由于先天不足，造成铁、锰、锌、铜4种微量元素缺乏，而BHA能够活化上述元素。杨宇等[17]将盐碱土壤与BHA试剂分别按照不同的比例混合并搅拌均匀以种植小白菜，统计小白菜种子的发芽率，观察其生长势，并分别在播种前、秧苗生长盛期和生长末期测定土壤水稳性团粒结构的含量与pH值，发现菜田盐碱土壤施用一定量的BHA土壤改良剂有较明显的改碱效果，并可改善植株的生长发育：BHA最佳施用量为2%左右，对盐渍化程度高的土壤，使用量适当加大效果更好。施用时间越长，碱性菜田土壤的改良效果越好，植株长势也越强。
1.4 增强作物的抗病虫害性
有关研究表明，BHA能提高作物的抗病能力，对多种植物病害有一定的防治作用。BHA与农药混配后，对抑制病原菌孢子萌发和菌落扩展的增效作用，显示出BHA对农药的增效作用。王永卫、卢国政等[18]在山东省莱西市，分别喷洒BHA300倍液和500倍液3次，苹果轮纹病、霉心病发病率均低于对照。在河北省衡水市农校，于种子萌芽期刮除腐烂病斑后涂BHA克轮威50倍液，30～40 d后再涂一次，病斑痊。与50倍福美肿、2倍灭腐灵、50倍菌毒清防效相当。这主要是由于BHA及其盐类作用于植物，增加了植株体内氧化酶活性及其他代谢活动。过氧化酶(POD)和多酚氧化酶活性的提高，有利于增强植物的抗病能力。李维琴等[19]在研究BHA对防治黄瓜霜霉病的增效作用时，测定了不同处理下多酚氧化酶活性，发现BHA处理酶活性最高。另外，有关资料报道，BHA可增加酶活性，增加酚酸类抗性物质的含量，改善植物的新陈代谢过程，对植物的抗病性也是有益的。王永卫等[18]发现：BHA防治苹果腐烂病、水稻烂秧病的效果明显优于福美系列化学药物，对蚜病也有一定的防治作用。BHA还能降低黄瓜、黄芽菜、马铃薯的霜霉病，减少红薯黑斑病，辣椒、烟叶的炭疽病，改善甘蔗、甜菜、烟草、桑叶等经济作物的品质。据叶美德等[20]试验报道，用0.6%和0.2%BHA多菌灵处理小麦，处理区病穗率远远低于单用多菌灵对照区，防治效果相对提高了30%。在对花生叶斑病防治的增效作用上，据河北省保定农校用BHA与多菌灵复配和BHA与甲基托布津复配后处理小麦，试验结果显示，BHA对两种农药均有增效作用。在棉花枯、黄萎病、甘薯黑斑病防治上，BHA也具有防治效果及增效作用。
2 对作物生长的影响
已有的研究表明，适当浓度BHA溶液浸种、拌种能明显提高种子萌发率，使幼苗粗壮，种子活力指数大大提高。施用BHA还可促进苗期长势、株高、鲜重、干重及根系生长，作物根系发达(根多、根粗、根长)，茎杆粗壮抗倒伏，枝繁叶茂花艳，叶绿素含量高，增强光合作用，促进营养生长和生殖生长的平衡与协调，座果率高，脱落少，增产显著，果实个大而均匀，果品等级提高。于萍等[21]发现，对西红柿喷施60～80克/亩黄腐酸(发酵)时，植株生长健壮，茎粗，叶色浓绿，叶肉厚，提高了叶绿素含量，提高了西红柿光合生产能力，从而提高西红柿产量，增产幅度8%～10%。
3 对农作物产量和品质的影响
BHA对多种农作物有增产效果，一般来说，小麦的增产幅度为8%～14%，玉米增产8%～15%，水稻和谷子可增产10%～20%，甘薯增产15%～40%等。这是由于BHA可使根系活力提高，水分和养分的增多，使植株生长健壮，推迟衰老，延长光合作用时间，有利于增加穗粒数和千粒重。
王永卫、卢国政等[24]在河北满城县东杨乡高平源村郭明影红富士苹果园中，喷洒黄腐酸600倍液3次，比对照提高产量24.3%。马焕普等[22]用BHA进行葡萄叶面喷施，试验结果显示BHA提高了叶片中叶绿素含量和光合速率，提高了树体的营养调控能力，促进了氮、磷、钾、钙等营养元素的吸收，从而提高了果实的品质。刘增祥[23]利用黑腐酸、BHA和棕腐酸喷施哈密瓜，经统计分析，低分子量BHA增糖作用显著。
BHA对农作物品质的改善是其他化肥所莫及的优点，已得到国内外学者的共识。BHA可提高瓜果、蔬菜的糖分和维生素C含量，降低酸度，调整果实的糖/酸比度，提高营养价值，改善瓜果口感，提高苹果着色度，提高棉花纤维强度，改进经济作物烟叶、桑叶的品质。胡小军等[23]发现，苹果喷施BHA制剂后，果树生长健壮、叶片深绿，在当地其他地区普遍发生早期斑点落叶病和黄化病、小叶病的情况下，没发生早期落叶病和缺素症，并且果面光洁，着色好。施用BHA制剂后增产作用显著，且座果率高，果实大小均匀，单果大小适中，并具有改善果实品质的功效，果实含糖量、硬度都有所提高，商品率达80%以上。
4 结语
BHA是自然界馈赠人类的天然礼物。利用农作物遗骸发酵生成BHA再施放到农作物上，增强其抗逆性、促进增产增收这种循环农业生产模式，符合科学发展观和低碳经济建设要求，在未来农业生产中的应用前景将越来越广阔。
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