腐植酸螯合肥在土壤修复中的作用

      西安科达农化有限责任公司是一家专门提供腐植酸螯合肥,腐植酸三铵肥,双螯合肥料的公司，主要从事复混肥料、掺混肥料的生产、销售；新型农用肥料、复合微生物肥料的研发、推广、生产、销售；生态循环农业技术的推广应用。公司科研力量雄厚，工艺技术先进，质量检测设备齐全，集科研、生产、示范推广于一体。下面就由我们为大家介绍一下腐植酸螯合肥在土壤修复中的作用。

      土壤是人类赖以生存和发展的物质基础，土壤质量的好坏直接决定着农产品质量的好坏。目前，我国耕地土壤质量日趋恶化，土壤有机质含量降低，养分失调，水土流失、土壤沙化、酸化、盐渍化等面积不断扩大，土壤污染尤其是重金属含量超标极为严重。土壤中的污染物可经由食物链进入人体，直接危害人体健康。因此，土壤质量至关重要，关乎人类的发展大计。

腐植酸是植物遗骸经过微生物的分解和转化，以及地球化学的一系列过程形成的一类有机物，广泛分布于土壤中，不仅能为植物提供营养，还能改良土壤结构，提高土壤肥力，改造盐碱地等，在农业上具有广阔的应用前景。
1 腐植酸的分类
根据腐植酸的来源和组成，可以分：
（1）矿源腐植酸
存在于泥炭、草炭、褐煤、烟煤、无烟煤、风化煤等矿产资源中。商品化的产品主要来源于泥炭、草炭、风化煤等。矿源腐植酸因沉积年代久远，还原态高，活性基团少，活性低，必须经过活化才能应用于农业生产。活化方法包括化学法、物理法和生物法等。
（2）生物腐植酸
特指以生物质为原料，采用生物技术（主要指发酵法）制备的腐植酸。与矿源腐植酸相比，生物腐植酸分子量更小，功能团更多，生物活性更强。生物腐植酸是一种及其复杂的混合物，除黄腐酸外，还含有氨基酸、维生素、微量元素、多种酶、糖类、核酸、活性微生物等成分，易于吸收，具有更好的应用效果。
（3）双源腐植酸
是采用双源腐植酸技术生产的一种新型高效腐植酸产品，同时含有矿源腐植酸与生物腐植酸两种成分。双源腐植酸的生产过程是：矿源腐植酸首先采用化学法活化，然后与预处理后的生物质原料混合，接入PAPM菌剂，进行固态发酵，一方面使矿源腐植酸进行生物活化，同时完成生物腐植酸的生物合成。双源腐植酸技术将生物腐植酸的生物合成与矿源腐植酸的生物活化两大生物过程融合到同一生产过程中，二者相互促进，提高了生物转化率。一方面，矿源腐植酸对生物腐植酸的生物合成具有促进作用，它为生物腐植酸的形成提供前体物质，提高了生物腐植酸的合成速度和合成数量。另一方，生物腐植酸的生物合成过程中会产生大量的酶、微生物、能量和还原力，对矿源腐植酸的生物活化也具有促进作用。
双源腐植酸产品中，矿源腐植酸与生物腐植酸同时存在，二者结构和功能上存在互补性，在一起可以更好的发挥作用。双源腐植酸产品中的矿源腐植酸，采用化学活化后，再经生物活化，活性基团数量进一步增加，活化水平提升，应用效果更好。双源腐植酸产品中的生物腐植酸，在合成过程中将部分矿源腐植酸的活性基团作为前体物质，这有助于提高其生物活性。
双源腐植酸产品是多种生物活性成分的混合物，除矿源腐植酸和生物腐植酸外，还包含酶、维生素、氨基酸、有益菌等，是一种优质、高效的腐植酸产品。
2 腐植酸对土壤的改良作用
（1） 腐植酸改良土壤结构
腐植酸类物质具有胶体性质，通过絮凝作用能够与土壤中团聚体、微团聚体形成团粒，降低土壤容重，增加孔隙度，使土壤具有良好的通透性，有利于土壤中水、肥、气、热状况的调节，形成适合植物根系生长发育的良好土壤环境，提高作物产量。
（2） 腐植酸改良盐碱地
腐植酸是一种带有负电的胶体，与土壤结合后 ， 能够增加阳离子的吸附量，起到隔盐、吸盐作用，抑制盐分上升，降低表土盐分含量。腐植酸是一种弱酸，能够与土壤中的各种阳离子结合，生成腐植酸盐，形成腐植酸-腐植酸盐相互转化的缓冲系统，对土壤的酸碱度起到很好的调节作用。
腐植酸还可与土壤中的碱性物质发生中和反应，降低土壤的碱度。腐植酸的盐基交换量为是土壤中粘土矿物的10 ～ 20 倍，使得土壤溶液中的有害离子能够与双源腐植酸发生交换反应，降低土壤盐基含量。因此，腐植酸对盐碱地改良具有很好的作用。
（3）腐植酸提高土壤肥力
腐植酸中的羧基、羰基、醇羟基、酚羟基等官能团，有较强离子交换和吸附能力，能减少铵态氮损失，提高氮肥利用率。研究表明，尿素被水解成 NH3，NH3经水合反应成 NH4+。由于腐植酸巨大的内表面积和较强吸附能力，NH4+很快被腐植酸吸附，并与其发生氨化反应，生成解离度很低的腐植酸铵盐，既可为作物提供 NH4+，又减少氨的挥发。腐植酸能够加剧土壤中微生物活动，尤其能使土壤自生固氮菌的数量显著增加，生物固氮作用得到加强，土壤中硝酸盐含量增加，为作物提供丰富的氮素营养。腐植酸具有活化钾的功能，可使钾肥缓慢分解，增加钾释放量，促进作物对钾的吸收，提高钾肥利用率。腐植酸可与土壤中难溶性的中微量元素发生螯合反应，使其从不可利用态变为可利用态，溶于水，利于作物吸收。此外，腐植酸分子具有多种活性功能基团，可增强作物体内过氧化氢酶活性，加快作物生理代谢，促进植物的生长。因此，双源腐植酸能够提高肥料利用率，促进作物生长，增加作物产量。
3 腐植酸对重金属污染土壤的修复作用
根据环保部和国土资源部 2014 年 4 月联合发布的《全国土壤污染状况调查公报》，全国土壤中的重金属点位超标率高的是耕地，达到 19.4%。其中，南方土壤污染重于北方，西南、中南地区土壤重金属超标范围较大，镉、汞、砷、铜、铅、铬、锌、镍 8 种无机污染物点位超标率分别为 7.0%、1.6%、2.7%、2.1%、1.5%、1.1%、0.9%、4.8%。土壤重金属污染一方面会导致土壤退化，农作物品质降低，进一步降低农作物产量，甚至导致绝产；另一方面，土壤中的重金属通过植物的富集和食物链的作用进入人体，危害人体健康。
（1）腐植酸对重金属离子的吸附和稳定化作用
腐植酸中的羧基、羟基、羰基和氨基等均能与重金属发生络合、螯合反应，使土壤中水溶态和交换态的重金属含量降低；腐植酸还能与一些重金属形成难溶性的盐类，抑制重金属的迁移，使重金属在土壤中的稳定性增强。腐植酸能够改变土壤中重金属的存在形态，在土壤中加入腐植酸可以降低可溶态重金属含量，增加碳酸盐结合态、氧化物结合态的含量，使有机结合态的 Cu2+、Cd2+、Zn2+、Pb2+含 量 降 低， 从 而 降 低Cu2+、Cd2+、Zn2+、Pb2+等在土壤中的活性、毒性以及生物可利用性。
（2）腐植酸对重金属离子的氧化还原作用
腐植酸能将土壤中重金属离子还原，形成稳定的螯合物。作为还原剂，腐植酸能够使土壤中的镉、汞形成稳定的硫化物沉淀，使毒性较高的六价铬还原为毒性较小的三价铬，降低铬毒性。腐植酸能够为土壤中的生物提供基质和能源，间接影响土壤中重金属离子活动能力。
4 腐植酸对有毒有机物污染土壤的修复作用
随着工业的迅速发展，产生大量的有机工业废水，这些废水直接或间接地对水体周围的土壤造成污染。有机污染物会对生态环境产生有害影响，不仅影响农作物的生长和发育，降低作物品质和产量；同时，有机物能够通过植物进行富集，并通过食物链的作用进入人体，严重威胁人类健康。因此，修复有毒有机物污染土壤意义重大。
（1）腐植酸对土壤中有机污染物的吸附沉淀作用
腐植酸主要是通过物理吸附、分配、氢键、共价键等途径与有机污染物结合，降低有毒有机污染物在土壤中的生物有效性。腐植酸与土壤胶粒形成的有机-无机复合胶体，进一步增强对有机物的吸附。腐植酸对离子的吸附性能，能够使有机物的阳离子紧紧吸附在腐植酸分子周围，减少了土壤中有机污染物的迁移。
（2）腐植酸对土壤中有机污染物氧化还原作用
腐植酸含有多种功能基团，其中一些功能基团有可逆性的氧化还原和离子交换功能，可以降低土壤中有机物的含量，其机理主要有以下两种方式：（1）腐植酸能够将电子从还原态的化合物转移到芳香族化合物等有毒有机污染物上，将这些有机污染物降解，这个过程中腐植酸仅起到电子转递体的作用。（2）腐植酸接受有毒有机污染物提供的电子，将这些有机污染物氧化，这个过程中腐植酸作为电子受体，该方式能够支持菌体的生长，形成一种新型的细菌厌氧呼吸方式—腐植酸类物质呼吸。有关研究表明，发挥腐植酸类物质呼吸作用的成分主要是腐植酸中醌类成分，在氧化降解有机物过程中起到电子受体的作用。
（3）腐植酸促进土壤微生物对有机物的降解
腐植酸是一种有机物质，可以为土壤中的微生物提供营养物质。腐植酸能够改良土壤结构，减少土壤容重，增加土壤空隙度和通透性，调节土壤 p H 值，降低土壤中的盐分，从而为微生物提供一个非常好的生存环境，使微生物大量繁殖，促进微生物对土壤中有机物的降解。同时，腐植酸能够提高氧化酶的活性，加快对有机污染物的降解速度。Pellegrino 等研究结果表明，由于含天然腐植酸的溶液能够促进土壤中微生物的活性，使用含天然腐植酸的溶液淋洗高度有机物污染的土壤，可以有效去除土壤中的污染物，其土壤中有机污染物去除率高达 90%。

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