黄腐酸作用机理

TOC \o '1-3' \h \z \u （一）改良土壤2

一、我国土壤现状2

1、北方土壤碱性的形成2

2、土壤盐化2

3、大棚土壤盐渍化2

4、造成土壤板结的原因2

5、南方土壤酸性的形成2

6、大棚土壤酸化原因2

7、土壤板结、酸化、盐化的危害2

二、黄腐酸改良土壤2

1、黄腐酸对土壤团粒结构的影响2

2、黄腐酸增强土壤的保水性、保肥性2

3、调节土壤溶液pH2

4、降低盐分2

5、减轻重金属污染2

6、生物作用2

（二）提高肥料利用率2

一、对氮肥的增效作用2

二、对磷肥的增效作用2

三、对钾肥的增效作用2

四、促进微肥吸收，有效解决缺素症2

五、黄腐酸与个别中微量元素配合使用的效果2

六、缓释增效农药机制2

（三）对植物生长刺激作用2

（四）改善农产品品质2

1、调控酶促反应，增强植物生命活动2

2、提高叶绿素含量，促进光合作用2

3、增强呼吸作用2

4、促进矿物元素的吸收和运输2

（五）增强作物抗逆机理2

一、抗旱机理2

二、抗寒机理2

三、抗病机理2

黄腐酸作用机理

黄腐酸的诸多特征决定了其在物理、化学、生物三方面的作用，下面以黄腐酸在农业领域对土壤、肥料以及植物体的作用为话题展开论述。

（一）改良土壤

一、我国土壤现状

南方土壤偏酸性，北方土壤偏碱性。老百姓为了取得高产量，大量使用无机化肥，造成南方土壤板结、盐化、酸化加重；北方土壤板结、盐化。

1、北方土壤碱性的形成

碱性土壤的碱性物质主要是钙、镁、钠的碳酸盐和碳酸氢盐，以及胶体表面吸附的交换性钠。形成碱性反应的主要机理是碱性物质的水解反应。

（1）碳酸钙的水解 CaCO3+H2OCa2++HCO3-+OH-；（2）碳酸钠的水解Na2CO3+H2O Na++HCO3-+OH-，碳酸钠的来源：土壤矿物中的钠在碳酸作用下形成碳酸氢钠，碳酸氢钠失去一半的CO2形成碳酸钠2NaHCO3→Na2CO3+H2O+CO2；盐渍土水溶性钠盐（如NaCl、Na2SO4）与碳酸钙共存时，形成碳酸钠；（3）交换性钠的水解 足够量的钠离子与土壤胶体表面吸附的钙镁离子交换，胶粒-Ca2++4Na+→胶粒-2Na++Ca2+，土壤胶粒上交换性钠水解 胶粒-xNa++yH2O胶粒-(x-y)Na+/yH++NaOH，使土壤呈碱性。由于土壤中不断产生CO2，所以交换产生的NaOH实际以Na2CO3或NaHCO3形式存在。

2、土壤盐化

盐化是指水灌地由于盐分积聚而缓慢恶化的过程。在蒸发作用下，地下浅层水经毛细管输送到地表被蒸发掉，毛细管向地表输水的过程中，也把水中的盐分带到地表，水被蒸发后，盐分就留在了地表及地面浅层土壤中，这样积累的盐分多了，又没有足够的淡水稀释并将其排走，就形成了土壤盐化。当土壤含盐量太高（超过0.3%）时，形成盐渍土。盐渍土pH值不一定太高，土壤不一定成强碱性。

3、大棚土壤盐渍化

（1）大棚内的土壤因不受降雨条件的影响，土壤中盐分不能随雨水流失或淋溶到土壤深层中去，而残留在土壤耕层内；

（2）由于大棚栽培灌水次数频繁，使土壤的团粒结构遭到破坏，形成板结层，大孔隙减少通透性变差，盐分不能渗透到土壤深层，水分蒸发后使盐分积累下来；

（3）由于大棚地势低洼，土壤温度高，土壤表层积聚大量的盐分，使土壤板结产生盐渍化；

（4）现在大棚蔬菜生产过程中，化肥施用量过多，使土壤含盐量增加，大量施用氮肥使土壤游离态氮素积累过多，特别是硝酸铵等化学肥料施用量过大，更容易造成大棚内土壤盐渍化、板结，使大棚内的土壤通透性下降；

（5）生施人畜粪尿的原因，由于大棚内的温度高，人畜粪尿迅速挥发分解后，大量的氨被挥发掉，使一些硫化物、硫酸盐、有机盐和无机盐残留于耕层土壤内，造成大棚内土壤板结、盐渍化。

4、造成土壤板结的原因

（1）土壤有机质是土壤团粒结构的重要组成部分。土壤有机质的分解是以微生物的活动来实现的。向土壤中过量施入氮肥后，微生物的氮素供应增加1份，相应消耗的碳素就增加25份，所消耗的碳素来源于土壤有机质，有机质含量低，影响微生物的活性，从而影响土壤团粒结构的形成，导致土壤板结；

（2）土壤团粒结构是带负电的土壤粘粒及有机质通过带正电的多价阳离子联接而成的。多价阳离子以键桥形式将土壤微粒连接成大颗粒形成土壤团粒结构。土壤中的阳离子以Ca2+、Mg2+为主，向土壤中过量施入磷肥时，磷肥中的PO43-与土壤中Ca2+、Mg2+结合形成难溶性磷酸盐，即浪费磷肥，又破坏了土壤团粒结构，致使土壤板结；

（3）向土壤中过量施入钾肥时，钾肥中的钾离子置换性特别强，能将形成土壤团粒结构的多价阳离子置换出来，而一价的钾离子不具有键桥作用，土壤团粒结构的键桥被破坏了，也就破坏了团粒结构，致使土壤板结。

5、南方土壤酸性的形成

酸性的形成：（1）土壤中H+的来源 在降雨的自然条件下，降水量远远大于蒸发量，土壤及其母质的淋溶作用非常强烈，土壤溶液中的盐基离子易随渗滤水向下移动，使土壤中易溶性成分减少，这时溶液中H+取代土壤吸收性复合体上的金属离子，被土壤所吸附，变成成交换性H+，其解离会向土壤溶液中提供H+(胶体-H→H+(土壤溶液中H+))，使土壤盐基饱和度降低，氢饱和度增加，引起土壤酸化。

H+的来源：水的解离；碳酸解离；有机酸(土壤有机质分解的中间产物)的解离；酸雨；无机酸（例如NH4Cl、K2SO4、KCl等生理酸性肥料施入土壤后，阳离子NH4+、K+被植物吸收利用而留下酸根，SO42-、Cl-与土壤中的H+结合生成强酸硫酸、盐酸；氮肥的施用：酰胺态氮（尿素）氨化作用CO(NH2)2+H2O→2NH4++CO32- 铵态氮（碳酸氢铵）硝化作用NH4++O2+H2O→NO2-+2H+  NO2-+O2→NO3-；磷肥的施用：可溶性磷肥（过磷酸钙和磷酸一铵）释放出的磷酸使施肥局部酸化，前者使pH降至1.5，后者使pH降至3.5）

（2）土壤中铝的活化 H+进入土壤吸收复合体后，随着阳离子交换作用的进行，土壤盐基饱和度逐渐下降，氢饱和度逐渐提高。当土壤有机矿质复合体或铝硅酸盐粘粒矿物表面吸附的H+超过一定限度，胶体的晶体结构会遭到破坏，铝八面体被解体，使Al3+脱离八面体晶格的束缚，变成活性Al3+，被吸附在带负电荷的粘粒表面，转变为交换性Al3+。交换性Al3+水解产生H+，Al3++3H2O→Al(OH)3↓+3H+

6、大棚土壤酸化原因

（1）施肥的影响 大量施用氮肥使土壤硝酸盐积累过多易引起土壤酸化，另外硫酸铵、氯化铵、硫酸钾、氯化钾也会造成土壤酸化。

（2）酸沉降的影响 酸沉降包括干沉降和湿沉降两个方面。干沉降是指排放到大气中的二氧化硫和氮氧化物一部分直接渗入地面，即通过气体扩散、固体物降落的大气沉降。湿沉降就是通过酸雨和酸雾，在大气中被氧化成三氧化硫和二氧化氮，经过水化随雨水而降落入土。

（3）水污染 使用被污染或 pH 值低的水进行浇灌导致土壤酸化。

7、土壤板结、酸化、盐化的危害

板结使植物根部细胞呼吸减弱，不能为养分以离子状态存在提供有利环境；酸化抑制根系发育、使肥料利用率降低、使土壤有益菌群遭破坏；盐、碱化使土壤溶液浓度升高，从而使植物根系吸收水分和养分的能力减弱，引起“生理干旱”和营养缺乏症。

二、黄腐酸改良土壤

1、黄腐酸对土壤团粒结构的影响

（1）土壤团粒结构是由若干土壤单粒粘结在一起形成为团聚体的一种土壤结构。团粒是由多种微生物分泌的多糖醛酸甙、粘粒矿物以及铁、铅的氢氧化物和腐殖质等胶结而成的。黄腐酸属于腐殖质类物质，黄腐酸的施入影响粘土的性质，能促使土壤形成更稳定的团粒结构，使土壤中≥0.25mm的团粒含量增加10-20%，有机质含量增加10%，可使土壤保持水份、增加通气，有利于农作物的生长；可使土壤悬浮液保持稳定或增加流变性。

（2）粘土也能防止黄腐酸的生物学降解、催化吸附在黄腐酸表面上有机化合物的反应。

2、黄腐酸增强土壤的保水性、保肥性

（1）保水性 黄腐酸是一种亲水胶体，有强大的吸水能力，最大吸水量可以超过500%，从饱和大气中吸收的水分重量可达自身重的一倍以上，比一般的矿质胶体大的多；黄腐酸抑制作物蒸腾作用，使土壤水分消耗速度减慢，土壤含水量相应提高，另外黄腐酸能改良土壤团粒结构，起到省水保墒的作用。

1979年河南科学院生物所许旭旦等研究发现小麦喷施黄腐酸后，气孔宽度缩小72.7%，总蒸腾量比对照减少13.7%，土壤含水率提高1.5%；孟远平等试验测定小麦喷施黄腐酸10-20天内土壤水分消耗降低4.3-5.1%；另报道玉米喷施黄腐酸后，不同土壤深层含水量增加7.0-35.7%。

（2）保肥性 黄腐酸本身是有机酸，既增加了土壤中矿质部分的溶解，提供土壤养分，又通过络合作用增加养分的有效性。黄腐酸是有机胶体，带有正负两种电荷，可吸附阴阳离子，使得这些养分能保存在土壤中，不致于随水流失，提高肥料的利用率，在沙土地上意义尤为重大。

3、调节土壤溶液pH

（1）黄腐酸和黄腐酸盐互相转化，形成一个缓冲系统，从而起到调节土壤溶液PH的作用。 R-COOH+Na+→R-COO Na+H+ （调节H+浓度）

（2）黄腐酸呈弱酸性，可中和碱性。

（3）黄腐酸具有吸附H+、OH-的部位。

4、降低盐分

（1）隔盐：在黄腐酸及植物根系的作用下形成的团粒结构可疏松土壤耕层，破坏盐分沿土壤毛管孔隙随水分上升的条件，降低土壤表层盐分积累。

（2）络合、螯合土壤溶液中的离子。

（3）吸附：黄腐酸络合、螯合土壤中的金属阳离子形成的胶体结构以及其多孔性（比表面大）可吸附土壤溶液中的离子或分子，降低土壤溶液盐的浓度。

5、减轻重金属污染

黄腐酸能络合重金属离子生产难溶的络合物、而减轻土壤重金属的污染。

6、生物作用

黄腐酸含有多种含氧官能团，决定了其生理活性，从而对生命活动起到调控作用，促进有益细菌生长繁殖，抑制有害微生物的数量；黄腐酸中的羧基、酚羟基有一定抑制病毒的作用。

（二）提高肥料利用率

黄腐酸含有羧基、酚羟基等官能团，有较强的络合、螯合和表面吸附能力，能减少铵态氮的损失；增加磷在土壤中移动距离，抑制土壤对水溶性磷的固定，使无效磷转化为有效磷，促进根系对磷的吸收；黄腐酸可以吸收存储钾离子，提高有效钾的含量特别是对钾肥的增效尤为明显。试验表明，黄腐酸能提高肥料中氮、磷、钾养分的利用率20%以上。

一、对氮肥的增效作用

碳铵中添加黄腐酸，可使碳铵在6天中氮素挥发率从13.1％降为2.04％。在农田试验中碳铵肥效维持20多天，黄腐酸铵可达60多天。尿素中添加黄腐酸特别是硝基黄腐酸，可以生成尿素络合物，使尿素分解减缓，肥效延长，损失降低，使尿素的利用率相对提高30％，后效增加15％以上。氮肥利用率测定结果，添加黄腐酸后利用率从30.1％提高到34.1％，吸氮量增加10％。黄腐酸含有羧基，酚羟基等官能团，有较强的离子交换和吸附能力，能使碳铵减少铵态氮的损失，提高氮肥的利用率。经氧化降解的硝基黄腐酸，可抑制尿酶活动，减少尿素挥发。

黄腐酸配合氮素对植物生长发育的影响是十分明显的。当氮素黄腐酸充足时，植物可合成较多的蛋白质，促进细胞的分裂和增长，因此植物叶面积增长快，能有更多的叶面积用来进行光合作用。对促进植物生长健壮有明显的作用。往往施用后，叶色很快转绿，生长量增加。

二、对磷肥的增效作用

降解的硝基黄腐酸可增加磷在土壤中移动的距离，抑制土壤对水溶性磷的固定，使速效磷转化为迟效磷，促进根系对磷的吸收。利用黄腐酸保护水溶性磷肥或以磷为主的复合肥，减少磷的固定；促进磷的吸收，提高磷肥利用率。肥效试验表明，普钙、重钙或磷铵中添加10～20％的黄腐酸，可使肥效相对提高10～20％，吸磷量增加28～39％。放射性磷示踪试验测定磷肥利用率，添加黄腐酸后，磷肥当季利用率从15.4％提高到19.3％，即磷肥利用率相对增加四分之一。

黄腐酸配合磷肥在植物体内参与光合作用、呼吸作用、能量储存和传递、细胞分裂、细胞增大和其他一些过程。

三、对钾肥的增效作用

黄腐酸的酸性官能团可吸收、贮存钾离子，减少钾在沙土及淋溶强的土壤中随水流失数量。黄腐酸可以防止粘性土壤对钾的固定，增加可交换性钾的数量。黄腐酸对含钾矿物有溶蚀作用，缓慢增加钾的释放，提高土壤速效钾含量。黄腐酸还可以利用它的生物活性，刺激和调节作物生理代谢过程，使吸钾量增加30％以上。

黄腐酸与钾配合使用能够促进光合作用，能明显地提高植物对氮的吸收和利用，并很快转化为蛋白质，还能促进植物经济用水。

四、促进微肥吸收，有效解决缺素症  

    黄腐酸螯合中微量元素形成移动性强、易被作物吸收的黄腐酸螯合物，传递到作物中的缺素部位，有效解决缺素症。

    作物生长发育除需要氮、磷、钾等大量元素外，还需要铁、硼、锰、锌、钼、铜等微量元素，它们是作物体内多种酶的组成成分，对促进作物正常生长发育，提高抗病能力，增加产量改善品质都有重要影响。土壤中的微量元素多数处于植物难以吸收的无效状态，向土壤中施入微量元素肥料也很容易被土壤固定。经研究指出：黄腐酸与铁、锌等微量元素可以发生螯合反应，生成溶解度好，易被植物吸收的黄腐酸微量元素螯合物，有利于根部或叶面吸收，并能促进微量元素从根部向地上部运转。示踪试验表明，黄腐酸铁从根部进入植株数量，比硫酸亚铁多32％，在叶片中移动数量比硫酸亚铁多一倍，使叶绿素含量增加15～45%，有效地解决了因缺铁造成叶片黄化。

五、黄腐酸与个别中微量元素配合使用的效果

  1、水稻是喜硅作物，水稻使用黄腐酸硅肥穗粒重，并能提早成熟，还能提高抗病能力。可增强作物对病虫害的抵抗力，减少病虫危害；可提高作物抗倒伏，可使作物体内通气性增强，提高作物抗逆性；能减少磷在土壤中的稳定性；有改善农产品品质，并利于贮存和运输。

  2、黄腐酸配合钙肥可以降低果实吸收作用，增加果实硬度，使果实耐贮，减少腐烂，提高Vc含量。

3、黄腐酸配合镁肥可以促进植物的光合作用，促进蛋白质的合成，提高农作物的产量和改善农产品的品质。

4、黄腐酸配合硫可以提高蛋白质含量，改善谷类作物的质量，增加维生素A含量及油类作物的油含量，同时可以改善水果、蔬菜、甜菜等品种的质量，并能增强作物的御寒和抗旱能力。

5、黄腐酸配合锌以Zn2+的形式被植物吸收，在氮素代谢中，能很好地改变植物体内有机氮和无机氮的比例，大大提高抗干旱、抗低温的能力，促进枝叶健康生长；参与叶绿素生成、防止叶绿素的降解和形成碳水化合物。

六、缓释增效农药机制

1、黄腐酸有表面活性剂的功能，能降低水的表面张力，对农药起乳化分散作用；

2、能与不少农药产生不同程度的氢键缔合或离子交换反应；

3、黄腐酸作为一种粘性与表面积很大的胶体性物质对农药可能产生较强的物理吸咐作用；

4、黄腐酸自身有抑菌抗病作用，与杀菌剂的复配相当于两种农药的复配。

（三）对植物生长刺激作用

黄腐酸类似植物体内源激素，能够促进种子萌发、根生长、果实着色早熟。具体表现在：

1、促进根的生长和活性，类似生长素效果。

2、促进种子萌发、出苗整齐和幼苗生长，类似赤霉素的效果。

3、使叶片增大、增厚、保绿，下部叶片衰老推迟，类似细胞分裂素的作用。

4、使气孔缩小、蒸腾作用降低，类似脱落酸的作用。

5、使果实提前着色、成熟，类似乙烯催熟作用。

6、促进细胞分裂和细胞伸长、分化等方面的作用，类似两种以上植物激素的作用。

（四）改善农产品品质

黄腐酸加强酶对糖分、淀粉、蛋白质、脂肪及各种维生素的合成运转。可刺激多糖酶的活性，使多糖转化为可溶性单糖，从而提高果实甜度；提高烟叶中总糖与烟碱及钾与氯的比值，改善烟叶品质；提高西瓜、哈密瓜等瓜果中总含糖量及维生素C含量。

1、调控酶促反应，增强植物生命活动

酶是植物生命活动的生物催化剂，酶的作用大小以酶的活性来表现。黄腐酸能够刺激多糖酶的活性，使年幼细胞壁果胶质水解，细胞壁软化，使细胞易于伸长分裂，纵向横向生长，因而对促进新生组织幼嫩细胞的生长有明显作用，对根的生长点的作用尤为显著。黄腐酸含大量羧基可抑制生长素氧化酶的活性，使生长素破坏减轻，含量提高，从而利于根、茎生长，使作物发根快，次生根多，根量增加，根系伸长，使作物吸收水分、养分能力增加。黄腐酸可促进糖转化酶、淀粉磷酸化酶及一些与蛋白质、脂肪合成有关的酶的活性，使糖分、淀粉、蛋白质、脂肪、核酸、维生素等物质的合成、累积增加，并促进转移酶的活性，加速各种代谢产物从茎叶或根部向果实和籽粒运转，对提高并改善农作物的产量和品质有直接影响。

2、提高叶绿素含量，促进光合作用

黄腐酸能促进植物对中微量元素的吸收和运转，使叶片叶绿素的含量显著增加，并能抑制蛋白分解酶的活动，使叶绿素分解减慢。黄腐酸能提高保护酶的活性，减轻活性氧对叶绿素的破坏。这些都有利于维护和提高叶绿素含量，促进光合作用，提高光合产物累积。

3、增强呼吸作用

黄腐酸能增强呼吸酶的活性，特别是促进末端氧化酶的活性，从而增强呼吸作用,不断释放能量和产生许多中间产物，提供给植物进行生命活动。呼吸作用强了，从而促进根的吸收功能和物质合成。

4、促进矿物元素的吸收和运输

许多微量矿物元素如Fe、Cu、Zn、Mn、B、Mo等是参与植物代谢活动的酶或辅酶的组成部分，或对多种酶的活性及植物抗逆性有重要影响，有的是细胞结构物质的组成成分。黄腐酸能与土壤中的矿物元素形成可溶性的络合（螯合）物，黄腐酸的这一作用提高了作物对很多微量元素的吸收。

（五）增强作物抗逆机理

植物的抗逆指标（之一）：植物体内ABA(脱落酸：一种抑制生长的植物激素)的含量。植物在任何逆境条件下，ABA含量都会增加。脱落酸是启动植物体内抗逆基因表达的“第一信使”，有效激活植物体内抗逆免疫系统。

黄腐酸提高植物抗逆性的生理机制（共性）：黄腐酸可提高植物体内ABA的含量。

一、抗旱机理

1、黄腐酸使植物体内ABA含量升高，ABA作为生长抑制剂可缩小气孔开度，减少水份蒸腾，促进脯氨酸等调渗物质的积累，使植株保持较多水份；同时促进根系发育，提高根系活力，使作物在干旱条件下能吸收更多的水份和养料；二者有开源节流相辅相成之作用。

2、提高SOD(超氧化物歧化酶)、CAT(过氧化氢酶) 等能清除自由基的物质的活性，降低膜脂的破坏程度，延缓植株衰老，使作物的生命活动少受干旱影响而得以较正常地进行。

二、抗寒机理

黄腐酸可提高植物体内ABA的含量，ABA可使脯氨酸含量升高，脯氨酸作为重要的渗透调节物质能稳定生物大分子结构，使冰点下降有冰冻保护作用，从而提高植物的抗寒力。

三、抗病机理

1、黄腐酸直接提高土壤有机质含量，为有益微生物提供一个优良的环境，有益种群逐步发展有为优势种群，抑制有害病菌的生长，再加上植物本身由于土壤条件优良而生长健壮，抗病能力加强，因而大大减少病害，特别是土传病害的发生。

2、黄腐酸对真菌的抑制作用明显，能防治很多由真菌引起的病害。

3、黄腐酸中含有羧基、羟基等酚型及苯羧酸类结构，这与一些苯氧羧酸类、酚类农药的有效成分相同，具有一定的抑菌抗病毒作用。