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腐植酸是大多數(shù)土壤中的重要有機(jī)部分。按其來源可分為泥炭、褐煤、風(fēng)化煤等類腐植酸。腐植酸的元素組成主要為C、H、O、N、S等,它是一類天然的有機(jī)大分子,這些大分子由幾個相似的結(jié)構(gòu)單元組成,每個結(jié)構(gòu)單元又由芳核、橋鍵和活性基團(tuán)3個主要部分組成。由于其結(jié)構(gòu)內(nèi)酚羥基、醇羥基、羧基、甲氧基的存在決定了腐植酸具有酸性、親水性、陽離子交換性能、絡(luò)合金屬離子等特性。這些特性使腐植酸具有促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)形成、增加養(yǎng)分利用效率、刺激作物生長、吸附土壤重金屬、改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)等功效。 我國土壤質(zhì)量日趨下降,水土流失、土壤沙化、酸化和鹽漬化等現(xiàn)象不斷擴(kuò)展,重金屬污染也逐漸加劇。近些年很多研究人員利用腐植酸來改良土壤,目前針對腐植酸改良土壤的研究取得了很大進(jìn)展。 腐植酸的作用: 1 改善土壤的物的理特性 腐植酸中的羥基、羧基易與土壤中的鈣離子發(fā)生聚合反應(yīng),再通過植物根系的生理作用就形成了土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。當(dāng)土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)變好時,其容重降低、空隙度增大,從而具備良好的通透性。腐植酸又是形成土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的重要的膠結(jié)劑,土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成提高了土壤有機(jī)、無機(jī)復(fù)合度,增加了水穩(wěn)性大顆粒團(tuán)聚體數(shù)量,改善了土體的結(jié)構(gòu)。因此,腐植酸可以改善土壤的物理特性。通過施用各類有機(jī)物料、改良劑、保水劑,可降解的液態(tài)地膜,可以增加土壤中腐植酸的份額。有研究表明,在荒漠化的土地上施用腐植酸類物料可使土壤中大于0.25mm水穩(wěn)性微團(tuán)聚體含量比對照提升32%~72%。利用多種有機(jī)物料進(jìn)行風(fēng)沙土培肥改良,研究結(jié)果顯示,利用泥炭配合麥稈的處理使土壤砂粒和粉砂粒含量都呈降低的趨勢,而小于0.001mm的粘粒、小于0.01mm的物理性粘粒含量則恰恰相反?梢姡菜嵯鄬ζ渌袡C(jī)物料來說,改善土壤物理特性方面具有一定優(yōu)勢。 施用腐植酸類物料可以促進(jìn)作物根系的發(fā)育,使農(nóng)作物形成龐大的深層根系,有利于土壤中水、肥、氣、熱狀況的調(diào)節(jié),有利于作物吸收水分、養(yǎng)分。同時,腐植酸的保水、保肥功效有利于作物的生長發(fā)育,進(jìn)而提高作物的產(chǎn)量。 2 改善土壤的肥力狀況 由于腐植酸是一種酸性物質(zhì),通過酸堿中和反應(yīng)以及陰陽離子交換作用可以降低鹽堿土的pH 值,降低土壤中交換性鈉離子的份額,活化養(yǎng)分離子,從而達(dá)到改善土壤肥力狀況的效果。已有的報道稱,呈現(xiàn)堿性的土壤中在施用占土壤質(zhì)量10%的風(fēng)化煤粉后,土壤的pH值由原來的9.0 降低了1個單位。研究發(fā)現(xiàn)腐殖酸可以改善鹽堿土中速效養(yǎng)分供應(yīng)情況,促進(jìn)水稻根系活力大大提升,提高糧食產(chǎn)量。隨風(fēng)化煤提取的腐植酸施入量的增加,降低了土壤的pH 值,使土壤中有機(jī)碳含量升高,全N、速效N、速效P含量不斷增加。 3 提高土壤生物活力 土壤中存在著大量微生物,這些微生物參與了土壤的形成過程又是土壤的重要組成部分,使土壤具有一定的生物活力。土壤微生物種類及含量可作為1個指標(biāo)反映土壤質(zhì)量情況。土壤微生物的主要作用是促進(jìn)土壤養(yǎng)分的有效化及團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成,經(jīng)微生物改良后的土壤又為微生物提供良好的生存環(huán)境,有利于其大量繁殖。腐植酸類物質(zhì)所含有的C、N、P等元素為土壤微生物提供了生存能源,土壤施用腐植酸類物質(zhì)后,首先土壤自生固氮菌顯著增多,使NO3-的含量明顯增加,豐富了土壤的N素營養(yǎng),改善了植物根際環(huán)境;其次,增加土壤中好氣性細(xì)菌、放線菌、纖維分解菌的數(shù)量,提高有機(jī)物的礦化速度,促進(jìn)養(yǎng)分元素的釋放;再有,土壤中蔗糖酶、蛋白酶、多酚氧化酶的活性均有所提高。研究表明,腐植酸類有機(jī)肥料能為冬小麥生長發(fā)育提供有機(jī)活性物質(zhì),為土壤微生物提供有機(jī)C,改善根際微環(huán)境,提高土壤酶活性,促進(jìn)小麥對土壤養(yǎng)分的吸收與運(yùn)轉(zhuǎn),提高肥料利用效率。 4 存在問題及前景展望 綜上所述,腐植酸在土壤改良中的應(yīng)用效果顯著,在貧瘠的土壤上含有腐植酸類物質(zhì)的肥料和農(nóng)資產(chǎn)品的使用,在防治土壤沙化、修復(fù)培肥土壤以及改良鹽堿土等工作中取得了良好的效果。目前,我國對腐植酸的研究與實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用上還有一段距離,如何有效的從不同來源物質(zhì)中提取腐植酸,降低工藝成本,還有待進(jìn)一步研究。我國風(fēng)化煤、褐煤、泥炭等資源豐富,腐植酸資源的合理開發(fā)與應(yīng)用有利于提高土壤質(zhì)量、改善農(nóng)田生態(tài)環(huán)境,有利于農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,應(yīng)用前景廣闊。 |
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