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腐植酸在作物生長發(fā)育化學(xué)控制中的作用及機理探討 中文摘要：腐植酸在作物生長發(fā)育化學(xué)控制中有刺激生長、改善品質(zhì)和提高抗逆能力等作用。其作用機制為促進對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收、提高酶的活性、調(diào)節(jié)內(nèi)源激素合成、增強呼吸強度和提高光合作用效率等。 關(guān)鍵詞：腐植酸 作物生長發(fā)育化學(xué)控制 內(nèi)源激素 酶活性 光合效率 世界上對腐植酸（humic acid）的研究與應(yīng)用
一、我國農(nóng)業(yè)上應(yīng)用腐植酸的現(xiàn)狀 我國的腐植酸的試驗、研究及綜合利用開始于二十世紀(jì)五十年代。而在農(nóng)業(yè)上的推廣應(yīng)用則是從二十世紀(jì)七十年代就有腐植酸肥料的研發(fā)和試驗示范推廣。當(dāng)時開發(fā)的品種有腐植酸銨、腐植酸納、腐植酸生化有機肥等系列產(chǎn)品。八十年代初，國家化工部、江西省化工廳在江西萍鄉(xiāng)進行了“腐植酸銨和腐植酸鉀產(chǎn)品定型鑒定”。之后，全國大量農(nóng)業(yè)科技單位進行了腐植酸肥料的研制、生產(chǎn)和推廣應(yīng)用，并由單純的生產(chǎn)腐植酸銨發(fā)展到腐植酸銨磷鉀復(fù)合肥料及腐植酸與大、中、微量元素結(jié)合的葉面肥等，而且在農(nóng)、林業(yè)上推廣應(yīng)用，取得多方面的良好肥效。進入二十一世紀(jì)后，腐植酸作為復(fù)合肥料或復(fù)混肥料的主要成分之一，已經(jīng)廣泛應(yīng)用到肥料生產(chǎn)中，尤其是肥料的二次加工領(lǐng)域，已進入了配方肥基礎(chǔ)原料行列。實踐證明，應(yīng)用腐植酸配方肥料對提高化學(xué)肥料利用率和提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)作用非常明顯。近年來，腐植酸液態(tài)環(huán)保地膜的研發(fā)成功及推廣示范，更證明了腐植酸產(chǎn)品的應(yīng)用前景越來越廣闊。 現(xiàn)階段我國農(nóng)業(yè)上推廣應(yīng)用的腐植酸類產(chǎn)品據(jù)腐植酸來源可分成2類： 1、原生腐植酸類：即在農(nóng)田直接利用含有大量有機質(zhì)、腐植酸的泥炭資源作肥料。例如，用泥炭土配置營養(yǎng)土、作土壤改良劑等。 2、次生腐植酸類： ①風(fēng)化煤再生腐植酸類產(chǎn)品； ②褐煤再生腐植酸類產(chǎn)品； ③生化腐植酸類產(chǎn)品； ④生物腐植酸類產(chǎn)品。 至于應(yīng)用腐植酸二次加工的肥料，主要有腐銨、腐鈉、腐鉀、腐植酸復(fù)合肥、腐植酸摻混肥、腐植酸葉面肥等種，以腐植酸鈉、腐植酸復(fù)混肥、腐植酸葉面肥推廣較多。 二、腐植酸在作物生長發(fā)育化學(xué)控制中的作用 1、刺激生長，協(xié)調(diào)營養(yǎng)生長與生殖生長的關(guān)系。 1.1刺激根系生長 據(jù)我們在江西鷹潭、上饒等地觀察，腐植酸葉面肥對促進水稻、花生、葛等作物根系生長作用明顯[4]，資料列成表1。 表1 腐植酸葉面肥對作物根系生長的影響
(江西省余江縣土肥站，2002) 數(shù)據(jù)表明，應(yīng)用腐植酸以后，作物的根系生長發(fā)育刺激效果很好，根幅擴大，根干重增幅大，根系活力也明顯增強，表現(xiàn)在白根比例提高顯著，說明根系的活力旺盛，吸收養(yǎng)分能力增強，能夠有效地利用深層土壤的養(yǎng)分和水分，打下了作物高產(chǎn)的營養(yǎng)基礎(chǔ)。 1.2促進莖葉生長 經(jīng)過試驗示范，施用腐植酸葉面肥后，茶葉、桑葉、白菜葉的刺激生長效果明顯[4]，資料列成表 2。 表2 腐植酸葉面肥對作物葉生長的影響
（江西華農(nóng)公司技術(shù)部） 北京市農(nóng)科院果樹研究所試驗場通過根部施用腐植酸肥，鴨梨的新梢長度及葉片數(shù)、葉大小均明顯優(yōu)于對照，資料列成表3： 表3 腐植酸對鴨梨樹地上部分生長的影響
我們在江西余江縣應(yīng)用腐植酸葉面肥進行試驗示范，資料表明，腐植酸葉面肥對水稻莖和分蘗的生長促進不明顯，但對劍葉的生長促進效果明顯[4]，資料見表4。 表4 腐植酸對水稻莖葉生長的影響
(江西余江縣土肥站，2000年) 1.3有利于生殖生長 據(jù)我們的大面積推廣應(yīng)用實踐，施用腐植酸對農(nóng)作物的生殖生長極為有利。例如，促進花芽分化，減少花（蕾、果）的脫落，�；�、座果，增果效果優(yōu)于常用的化學(xué)�；ū９麆�。 1.3.1 柑桔類果樹應(yīng)用腐植酸后座果率顯著提高。 臍橙是一種落花落果相當(dāng)嚴(yán)重的果樹，據(jù)Erickson(1960)測定：一株臍橙總花蕾數(shù)為198693個，落蕾落花落果總數(shù)高達198274個，結(jié)果419個，座果率僅0.2％。目前江西省用于臍橙�；ū９淖罴鸦瘜W(xué)藥劑為細胞分裂素類加赤霉素類，即通常稱為BA+GA混合噴施效果較好。2003年我們在贛州市果業(yè)技術(shù)推廣站施大敏、曾慶鑾專家的幫助下，在信豐縣大塘埠鎮(zhèn)市法院果園場進行了腐植酸葉面肥�；ū９囼炗^察，結(jié)果使用腐植酸葉面肥的臍橙樹座果率為6.8％，使用BA+GA保果的臍橙樹座果率為5.5％，提高了一點三個百分點[4]。 表5 腐植酸葉面肥對柑桔座果率及產(chǎn)量的影響
（江西華農(nóng)公司科技部，2003） 1.3.2 棉花應(yīng)用腐植酸后，花芽發(fā)育提前，伏前桃增加，果枝層數(shù)增多，蕾鈴脫落減少，伏桃和秋桃也明顯增加，棉花產(chǎn)量增加顯著。資料見表6。 表6 腐植酸葉面肥對棉花生長發(fā)育的影響
（江西華農(nóng)公司技術(shù)部，2003） 1.3.3 西瓜、甜瓜應(yīng)用腐植酸后，瓜多、瓜大，增產(chǎn)2—3成。 表7 腐植酸葉面肥對西瓜、甜瓜產(chǎn)量、品質(zhì)的影響
（江西華農(nóng)公司技術(shù)部，2003—2004） 2、調(diào)節(jié)生理，增強作物對不良條件的抵抗能力 2.1 增強抗旱耐澇能力：根據(jù)我們在江西省大面積推廣腐植酸葉面肥的實踐資料，施用腐植酸后，棉花、花生、水稻等作物的抵抗伏秋干旱、夏季洪澇能力顯著增強，促進災(zāi)年增產(chǎn)增收。2003年贛北棉花產(chǎn)區(qū)發(fā)生了罕見的夏秋連續(xù)干旱，造成大面積減產(chǎn)減收。但是，凡是應(yīng)用了腐植酸的棉花卻創(chuàng)造了奇跡，棉株青秀老健，結(jié)桃累累，大災(zāi)之年大增產(chǎn)。德安縣長龍村16組棉農(nóng)熊時東，1.7畝棉地，其中1.2畝噴施了4次，計0.8公斤腐植酸葉面肥，其余0.5畝則為常規(guī)施肥對照區(qū)，結(jié)果腐植酸區(qū)棉株高出0.21米，果枝增加5層，每株棉鈴增加11.4個，畝產(chǎn)籽棉高出1.3倍。2002年，余江縣五萬畝花生，遭遇嚴(yán)重干旱，普遍減產(chǎn)3成以上。這個縣的劉家站墾殖場一分場艾隆村農(nóng)民官元開等5戶農(nóng)民，在20多畝花生地里，連續(xù)噴施了三次腐植酸葉面肥，這些地的花生卻茂盛生長，未受干旱影響，平均畝產(chǎn)在300公斤左右，臨近成百畝花生卻旱得火燒一樣，畝產(chǎn)僅150多公斤。2000年，樂平市馬家良種場晚稻遇到了嚴(yán)重秋旱，該場的柴油機壞了一段時間，抽不到水灌田，結(jié)果未噴腐植酸葉面肥的晚稻大都干枯減產(chǎn)，畝產(chǎn)不到200公斤，而噴施了兩遍腐植酸葉面肥的晚稻依然生長良好，畝增稻谷200公斤。至于耐澇方面，余江縣平定鄉(xiāng)洪橋村農(nóng)民就認(rèn)識到，施用了腐植酸肥料的早稻，雖然兩度山洪淹沒，禾苗長勢仍旺，未用的田塊長勢差，還發(fā)病嚴(yán)重。有一戶農(nóng)民有一坵田，噴施葉面肥時有幾分田未噴到。結(jié)果，腐植酸葉面肥噴到那里，那里的禾苗長勢好，明顯分界。 2.2. 增強抗病蟲害能力。 2.2.1防治作物病害：自1979年起，河北農(nóng)業(yè)大學(xué)唐山分校、北京市農(nóng)科院林科所試驗站和北京市土肥 站等相繼進行了腐植酸鈉防治蘋果樹腐爛病的試驗，取得了很好的效果。唐山分校的資料列成表8[2]。表8 腐植酸鈉防治蘋果腐爛病的效果
注：品種為國光、紅星等27年生樹。 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)1978年起，應(yīng)用腐植酸鈉防治棉花炭疽病、黃瓜霜霉病、番茄白粉病等進行了試驗，獲得顯著防效。江西省彭澤縣1979年在棉花幼苗地噴灑腐植酸鈉，結(jié)果立枯病發(fā)病率減少50％以上、炭疽病發(fā)病率減少65％以上。北京市土肥站1981年施用腐鈉、腐鉀和腐植酸氮磷鉀等對青椒病毒病的防治效果較好，防治率比對照（清水）高65.9％、73％和76％。據(jù)我們在花生及辣椒上做的試驗調(diào)查，說明腐植酸葉面肥具有良好的防治效果[4]。 表9 腐植酸葉面肥對作物抗病性的影響
注：數(shù)據(jù)來自余江縣鄧埠鎮(zhèn)、劉家站場。 另據(jù)在江西省余干縣鷺鷥港鄉(xiāng)茶林村的調(diào)查，該村委會主任何來廣2000年5月24日在自己的1.2畝水稻田中噴施了腐植酸葉面肥兩遍，結(jié)果禾苗粗壯、挺拔、穗長粒飽，未發(fā)生病害，而在同一個茶林畈上的禾苗幾乎全感染了紋枯病、稻瘟病，每畝都因病減產(chǎn)三、四百斤。于是，鄉(xiāng)人民政府在這里組織了一個現(xiàn)場會，推廣何來廣施用腐植酸葉面肥防病增產(chǎn)的試驗。 2.2.2 防治作物蟲害：山西農(nóng)業(yè)大學(xué)發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用腐植酸鈉防治麥蚜、棉蚜的作用優(yōu)于當(dāng)時的化學(xué)農(nóng)藥，殺蟲效率在90％以上。北京市1979年試驗0.03％腐植酸鈉與800倍樂果作對照，防治菜蚜，24小時殺蟲率分別為90.5％和85.8％，一周后分別為96.8％和92.3％。我們2003年在江西省星子縣、德安縣發(fā)現(xiàn)，施用腐植酸葉面肥后，果樹上的梨紅蜘蛛、桃蚜等蟲口密度顯著降低，有一定的防治效果。 3、改善品質(zhì)，提高農(nóng)產(chǎn)品的市場競爭力。 3.1 提高農(nóng)產(chǎn)品的營養(yǎng)品質(zhì)。例如，糖類、蛋白質(zhì)、脂肪、維生素的數(shù)量與質(zhì)量都能增加和改善。 江西省樂平鎮(zhèn)糧管所，2001年加工測定，應(yīng)用腐植酸葉面肥的稻谷出米率提高4—5％，花生和油菜籽出油率提高1.5—2%。據(jù)我們2003年在星子縣澤泉鄉(xiāng)測定，應(yīng)用腐植酸葉面肥的晚稻出米率為70.6％，碎米率為4.2％，對照田出米率為68.7％，碎米率8.2％。至于提高含糖量的資料列成表10[2] [4]。 表10 腐植酸肥提高瓜果含糖量的效果
腐植酸對煙葉、茶葉的提質(zhì)作用也較顯著，據(jù)河南省農(nóng)林科學(xué)院煙草研究所1981—1982年對比試驗[2]，試驗面積為430.2畝，施腐植酸復(fù)合肥的煙葉的上等煙比例占6.73％，比無機復(fù)合肥煙葉提高116％，平均每斤煙葉價為0.906元，比無機復(fù)合肥煙葉提高0.136元。卷煙質(zhì)量經(jīng)評吸鑒定結(jié)果，質(zhì)量好，煙葉含糖量17.71％，比無機復(fù)合肥高0.73％，施木克值為2，比無機復(fù)合肥高0.06，而且香氣量足。雜氣含量低。江西九江市廬山區(qū)茶科所的茶樹噴施腐植酸的茶葉的水浸出物濃度提高2.66個百分點，茶多酚增加2.95％，咖啡堿增加0.05％（江西省蠶茶研究所化驗）[4]。 3.2 改善農(nóng)產(chǎn)品的外觀品質(zhì)（商品品質(zhì)），例如減少畸形果、大小均勻、色澤艷，提高產(chǎn)品的商品等級。據(jù)我們2003年在江西贛州市測定，臍橙應(yīng)用腐植酸后，果面光滑，色澤鮮亮，大果率（商品果）增加。應(yīng)用腐植酸的臍橙7—8cm的商品果占70.91％，而對照區(qū)的商品果僅占42.72％[4]。同年，在江西九江市星子縣桃花源果場調(diào)查，應(yīng)用了腐植酸的畸形果率僅7.9％，對照處理畸形果達41.4％。據(jù)宋紅勤觀察[6]，大白菜應(yīng)用了黃腐植酸有機無機復(fù)合肥后，外觀品質(zhì)顯著改善，一是結(jié)球緊實度高，二是未發(fā)生軟腐病，而應(yīng)用等量化肥的處理則緊實度稍差，稍有焦變現(xiàn)象，并輕度感染軟腐病。 3.3 延長瓜果、花卉的保鮮和貯運時間。2003 年，江西省永修縣的農(nóng)民告訴我們，應(yīng)用了腐植酸葉面肥的草莓保鮮期長。據(jù)我們?nèi)踊貙嶒炇覝y定，應(yīng)用了腐植酸葉面肥的草莓，室內(nèi)貯存到第11天才開始出現(xiàn)爛果跡象，而對照處理的草莓室內(nèi)貯存到第4天就開始出現(xiàn)爛果，草莓保鮮期至少延長了7天。江西省德安縣花農(nóng)認(rèn)為噴施4次腐植酸葉面肥后，百合花期比對照處理延長了五天。 三、腐植酸在作物生長化學(xué)調(diào)控中的機制探討 1、促進作物對營養(yǎng)元素的吸收利用 中國科學(xué)院化學(xué)研究所通過質(zhì)壁分離復(fù)原試驗，揭示了腐植酸可以影響作物細胞膜的通透性，從而促進作物對營養(yǎng)元素的吸收利用[2]。日本按50ppm的濃度向土壤施入腐植酸肥料后，用α—萘胺氧化能力測定根的吸收能力，發(fā)現(xiàn)水稻提高155％，小麥提高110％，黃瓜提高86％，大豆提高37％，資料見圖2。 圖2 腐植酸對作物根系吸收能力的影響 我國北京農(nóng)業(yè)大學(xué)測定，施腐植酸銨的玉米比施等量硫酸銨的多吸收氮8.8％，單株含氮量施腐銨的多36.6％。廣西省農(nóng)科院測定，在早稻齊穗期施腐銨較施等量碳銨植株多吸收氮11.4％，晚稻育穗期多吸收氮8.6％。腐植酸對促進作物吸收磷的能力也很顯著，可以大大提高磷肥的利用率。北京農(nóng)業(yè)大學(xué)用放射示蹤法測定，在等氮條件下，過磷酸鈣利用率為23.3％，添加腐銨后，利用率為28.8％；添加硝基腐植酸銨后，利用率為32％。同時，腐植酸可以抑制土壤的鉀肥的固定，提高對鉀肥的利用率。日本試驗，當(dāng)對照區(qū)的速效鉀流失率為11.55％時，腐植酸鉀僅流失7.4％。至于添加腐肥防止土壤固鉀的效果見圖3。 圖3 腐植酸防止土壤固鉀的效果 2、促進酶的活性 施用腐植酸可以增加瓜果、甘蔗、甜菜的含糖量，主要內(nèi)因就是使作物體內(nèi)酶的活性強度增高，使新陳代謝作物旺盛，從而有利于物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和積累，提高農(nóng)產(chǎn)品的糖、酸、維生素的含量。1980年，西南農(nóng)學(xué)院研究[2]，對照處理的西瓜葉片過氧化氫酶活性：O2（毫升/克/2分鐘），為46.4％，施用各種腐植酸處理的西瓜葉片則提高到89.13—134.68。 北京大學(xué)測定吲哚乙酸氧化酶的活性表明，黃腐植酸能使豌豆下胚軸中的內(nèi)源生長素活性上升，這是由于體內(nèi)的吲哚乙酸氧化酶受到黃腐植酸的抑制所致。國外，也有研究報導(dǎo)，腐植酸成分中的酚類物質(zhì)能引起吲哚乙酸氧化酶的破壞而促進體內(nèi)生長素含量的相對提高，因而促進作物根系和莖葉、花、果的強烈生長。多項重復(fù)試驗表明，1/10000腐植酸鈉溶液強烈刺激小麥根系生長，水培第三天就能表現(xiàn)出來，在一周內(nèi)效果最明顯，比對照根長增加75％。1/10000腐植酸鈉水溶液培養(yǎng)棉花，當(dāng)對照尚未長出真葉時，處理苗已長出2—3片真葉[2]。而且，在低溫、缺磷、缺氧和干旱條件下，腐植酸鈉刺激生長的作用更為明顯，說明，腐植酸鈉可提高作物的抗逆性。 3、促進葉綠素的形成，提高光合作用效率 據(jù)陳淑云等研究[5]，花卉施用腐植酸營養(yǎng)液后，葉綠素含量明顯增加。腐植酸營養(yǎng)液栽培的美女櫻，葉綠素含量2.34mg/Kg，對照處理為1.90mg/Kg，增加24％；四季梅的葉綠素含量為1.64mg/Kg，比對照增加24.34％。 為了探索腐植酸葉面肥對農(nóng)作物葉片光合作用機能的影響，我們曾在2000年7月利用從美國進口的光合作用測定儀進行測定[4]。結(jié)果是使用腐植酸葉面肥使農(nóng)作物葉片的光合作用強度提高，效率提高，資料列成表11。 表11 腐植酸葉面肥對作物光合作用的影響
注：數(shù)據(jù)來自中國科學(xué)院紅壤生態(tài)實驗站，按10點平均。 4、促進呼吸作用 大量研究表明，腐植酸分子中的多元酚結(jié)構(gòu)可以作為氧的活化劑和氫的接受體，可有效促進作物體氧化還原的作用，加強呼吸作用強度，可以為作物在缺氧環(huán)境下繼續(xù)生長提供一定條件。 表12 腐植酸鈉對水稻植株酶活性及根葉呼吸強度的影響
（北京農(nóng)業(yè)大學(xué)） 參考文獻 1、中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所等 腐植酸類肥料 科學(xué)出版社 1979年 2、秦萬德 《腐植酸的綜合利用》 科學(xué)出版社 1987年 3、張會春 《腐植酸肥料在農(nóng)業(yè)上應(yīng)用前景初探》 農(nóng)業(yè)與技術(shù) 1999 19（6） 4、吳金發(fā)等 腐植酸葉面肥的增產(chǎn)機制及其施用技術(shù) 2006.5 5、陳淑云等 “綠生源”高效植物營養(yǎng)液的研制及其應(yīng)用 《腐植酸》 2006.1 6、宋紅勤 黃腐酸有機無機復(fù)混肥在蔬菜上的施用效果 山東農(nóng)業(yè)科技2004年增刊 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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