腐殖酸复合肥料在农作物中的应用研究进展

白志浩，雷治兵，张智敏，田金磊

(1.北方民族大学 化学与化学工程学院，宁夏 银川 750021；2.宁夏新方向生物科技有限公司，宁夏 银川 750205)

腐殖酸是腐殖物质的主要组成部分，是土壤的主要有机成分。腐殖酸肥料是由草炭或泥炭与化学肥料化合而成的新型肥料，也是一种多功能肥料[1]，主要产品有腐殖酸铵、腐殖酸钠、腐殖酸磷、腐殖酸钾、腐殖酸氮磷钾复合肥以及硝基腐殖酸铵、硝基腐殖酸钾等硝基复合肥类。作为潜在的可开发利用的一类有机资源，腐殖酸受到国内外研究人员的日益重视，也为煤炭行业和农业的发展创造了新的契机。

腐殖酸可以通过络合无机氮源、磷源、钾源形成盐类，与普通肥料形成高效的复合肥料，为作物生长提供养分，对作物的生长发育具有明显的促进作用，并且可以提高作物的抗旱性、抗寒性、抗病性等。腐殖酸氮肥复合肥料的生产工艺路线可通过腐殖酸与尿素反应，生成水溶性腐殖酸尿素复合物，或者硫酸铵与腐殖酸盐作用，生成腐殖酸铵和硫酸盐[2]。

1 腐殖酸肥料的作用

1.1 刺激作物生长

腐殖酸可明显的促进农作物的生长发育，陈振德等研究了腐殖酸与尿素配合施用对玉米养分吸收、产量和氮素利用率的影响，发现腐殖酸能明显提高玉米产量及氮素利用率，综合玉米产量和氮素利用率两个因素来看，在尿素中添加质量分数10%腐殖酸的综合效果最好[3]，该研究为在尿素中直接加入腐殖酸加工生产复混肥提供了理论基础。

1.2 改良土壤结构

腐殖酸对土壤的改善作用明显。首先，腐殖酸具有胶体性能，在土壤中有助于提高土壤保水、保肥能力；其次，腐殖酸中含有大量多种类的活性基团，在吸附可溶性盐的同时阻碍有害阳离子，可改良盐碱土壤，还可与重金属离子、放射性核素以及芳香化合物等物质发生吸附、离子交换、氧化还原、络合鳌合等各种物理化学反应，对转化和降解污染物，净化土壤环境起重要作用[4]；最后，腐殖酸能增加土壤微生物数量及活性，改善植物根系营养。刘继培等研究发现腐殖酸肥料能显著改善草莓地土壤理化性质，提高土壤有机质含量[5]。孙焕顷等研究发现腐植酸钾能使土壤有机质增加，起到增氮、解磷、促钾作用，有效调节果园土壤中营养元素的合理比例[6]。

1.3 肥料增效

国内肥料平均利用率不高，对环境污染严重，腐殖酸对氮肥、磷肥、钾肥及微量元素均有显著增效及提高利用率的作用。隋常玲等通过试验发现对火龙果施用腐殖酸功能肥，可显著增加火龙果对N和P的吸收率[7]。杜会英等研究对葡萄树施用腐殖酸肥料后的影响效果，发现腐殖酸能减缓氮向土壤的释放[8]。裴瑞杰等在河南省焦作市博爱县孝敬镇开展田间定位试验研究腐殖酸肥料与氮肥配施对土壤理化性质的影响，发现二者配施可以有效改善土壤理化性质，以常规施肥减氮15%并配施腐殖酸肥料的效果最佳，对应条件下土壤容重最低，pH值最低，有机质含量、氮素含量、有效磷含量和速效钾含量最高，与常规施肥相比，土壤有机质含量增加了0.44%，土壤全氮和碱解氮含量分别增加了5.41% 和21.76%，土壤有效磷含量增加了4.66%，土壤速效钾含量增加了1.65%[9]。

1.4 改善作物品质

腐殖酸可提高作物的品质，促进作物的光合作用和营养积累[10]。研究表明腐植酸在果树上应用后，显著增加果实的含糖量，具有风味浓，内在品质得到明显改善，果实着色好、艳丽、果大等特点[11]。田明武等研究腐殖酸肥在蔬菜生产中的作用，研究结果表明腐殖酸对蔬菜有显著的增产作用，并且减少蔬菜中硝酸盐的含量，提高含氮、磷、钾的利用率，改善蔬菜的品质[12]。刘增照等研究发现腐殖酸能提高猕猴桃果实可溶性糖、维生素C及干物质的浓度，降低可滴定酸浓度，增大糖酸比，改善果实的营养品质与口感品质。 周超等研究发现喷施腐殖酸叶面肥后西瓜的总糖增加2.2%，总酸降低0.029%，糖酸比提高13.63%[13]。

1.5 提高作物抗病性

腐殖酸无毒、无公害、有抗病作用，具有抗病虫害、多官能团和高吸附性等特点[14,15]，腐殖酸可抑制农药的分解速率，且其用量越大分解速度越慢，腐殖酸可钝化生物中农药毒性敏感酶的活性，激发果树中对农药有拮抗作用的酶的活性，缓解和降低农药毒性[16]。将腐植酸与除草剂、杀菌剂及杀虫剂复配，腐植酸可以作为农药的吸附剂、缓释剂、增效剂和优良助剂等应用，起到增强药效、降低毒性及减少农药流失的作用，从而能直接或间接地增强土壤的自然净化能力，减少环境污染[17]。

2 腐殖酸复合肥料的应用

2.1 腐殖酸复合肥料在水果蔬菜方面的应用

腐殖酸复合肥料在水果蔬菜方面的应用一直是研究热点，刘文璐等采用随机区组设计研究了布利塔设施茄子生产施用的腐殖酸复合肥中腐殖酸的含量对茄子产量和养分利用率的影响。发现含腐殖酸复合肥增产幅度可达10.72%～16.46%，腐殖酸可显著提高茄子植株氮素、磷素、钾素的吸收利用率、生理利用率和农学利用率，含腐殖酸质量分数为15%的腐殖酸复合肥效果最佳[18]。李小玉等研究发现腐殖酸肥施用量过高或过低都不利于番茄品质的提高[19]。赵满兴等研究发现与常规施肥相比，化肥减量配施腐殖酸肥或生物有机肥能够显著增加土壤有机质浓度，但降低了土壤碱解氮和速效磷的浓度，增加红枣产量和单个枣果果型，但出干率降低，代表枣果品质的维生素C、蛋白质、还原糖、黄酮、总可溶性糖均有让所增加[20]。张焕菊等[21]研究发现复合肥中同时添加腐殖酸、微量元素对大葱的生长、产量、质量促进作用最好，与单用复合肥相比经济收益增加1795.28元/hm2。

2.2 腐殖酸肥料在粮食作物方面的应用

为了促进腐殖酸资源在农业生产上的合理利用，缓解有机肥源不足的问题，中国研究者做了大量的研究，史鹤等通过优质籼稻的田间试验研究发现施用腐殖酸液肥1号的大米中钙、铁、铜、蛋白质含量高于清水和施用普通复合肥，并且施用36 g/m2腐植酸液肥1号钙、硅、铁、蛋白质含量最高，说明腐殖酸液肥1号施肥量以36 g/m2为最佳，施用后会改变土壤矿物质元素含量、增加大米中钙、铁、铜、硅、蛋白质含量，提高稻米中铜和蛋白质含量的效果优于复合肥，因此可以通过施用腐殖酸液肥改善稻米品质，提高稻米蛋白质和矿物质含量[22]。赫臣等在土质差、稻米品质低的盐碱地上开展了减施化肥并增施腐殖酸对垦粳7号水稻品质影响的研究，发现增施腐殖酸提高了糙米率、精米率，降低水稻直链淀粉，对整精米率、蛋白质影响不明显，每盆增施15.84 g腐殖酸配施减量30%化肥可明显提升稻米食味品质，但降低了稻米的外观品质[23]。袁丽峰等通过研究发现风化煤与化肥配施、单施腐殖酸有机肥均比单施化肥能显著改善玉米生长，增加根重、秸秆重、籽粒产量，提高玉米各部位氮磷含量及肥料的利用率，还能显著促进植株对钾的吸收，提高根系和秸秆中钾含量[24]。代明等研究不同浓度的腐殖酸、3，4-二甲基吡唑磷酸盐( DMPP) 及其复配剂添加到复合肥中对玉米生长的影响，发现腐殖酸和DMPP 均可提高玉米株高、茎粗、叶绿素含量(SPAD)及生物量，二者复配肥效提升，最佳处理组合为5 kg/t腐殖酸+ 1.0 kg/t DMPP复配，该复合肥配方更适宜在玉米生产中应用[25]。

2.3 腐殖酸肥料在林木方面的应用

腐殖酸肥料在林木方面的应用也引起研究者关注，以尾巨桉DH3229 组培苗木为研究对象，云朝光等研究了五种施肥方式(常规复合肥、桉树专用肥、桉树专用肥+泥炭腐殖酸、桉树专用肥+风化褐煤腐殖酸、不施肥)对桉树苗木生长、养分利用和积累及土壤养分的影响。发现施用腐殖酸肥处理后的苗高、地径生长量、根系生物量比常规复合肥相比均有提高，对尾巨桉苗木中养分积累量的提高不明显，但泥炭腐殖酸对巨尾桉苗木中P元素积累量明显增加，泥炭腐殖酸对土壤速效养分及镁元素的提高效果显著，特别是有效磷含量能提高59.70%以上，风化褐煤腐殖酸土壤基质中N、Ca 含量最高[26]。朱友飞等对比分析了五种施肥方式下桉树苗木生长及抗性生理特性差异，发现腐殖酸极大地促进了根的生物量累积，能明显改变尾巨桉苗木叶片酶的活性，其中施桉树专用肥+泥炭腐殖酸对提高植株叶片的抗性生理能力比施桉专用肥+风化褐煤腐殖酸要好[27]。

3 腐殖酸肥料的发展方向

腐殖酸类肥料是协调资源与环境的有效手段[28]，近年来腐殖酸及腐殖酸肥料的研究进展喜人，在果蔬、粮食、林木等生产中，合理施用腐殖酸类肥料，尤其是化肥配施腐殖酸类肥料获得良好的效果，为农业生产注入了新的活力。今后还须在确定腐殖酸原料的主要成分、研究不同成份的生物效应的作用机理、改进生产工艺、细化配施技术、制定质量标准、降低生产成本、探索生物降解机理等方面进行深入研究，并做好监督管理工作。