1、腐植酸的概述腐植酸(HLniicacid,HA)是一种大分子有机弱酸,它不是单一的化合物,而是一组羟基芳香族羧酸的混合物。其分子量在1000--20000之间,含阴离子多的一种电解质,由多糖类、蛋白质、比较简单的酚和金属元素结合而成,并存在酚羟基与醌基的相互转化,使其分子具有较高酌分子孔隙。腐植酸具有良好的离子交换和催化作用、螯合能力和缓冲能力,又因其呈微细球形颗粒,故也有较强的吸附力。腐植酸大分子的基本结构是芳环和脂环,环上连有羧基、羟基、羰基、醌基、甲氧基等官能团。与金属离子有交换、吸附、络合、螯合等作用;在分散体系中作为聚电解质、有凝聚、胶溶、分散等作用。腐植酸分子上还有一定数量的自由基,具有生理活性。腐植酸的组分根据其在溶剂中的溶解度或颜色可分为3个组分:黄腐酸、棕腐酸、黑腐酸。它们的分子量依次递增,且三者之间的物理化学性质存在较大差异。腐植酸中可溶于水或稀酸的组分为黄腐酸;可溶于丙酮或乙醇的组分为棕腐酸;不溶于水或稀酸、丙酮或乙醇的组分为黑腐酸。腐植酸广泛存在于土壤有机质、泥炭、褐煤、风化煤以及湖泊和海洋沉积物中。煤经人工氧化(如用空气、臭氧或硝酸处理)可形成再生腐植酸,如煤用硝酸轻度氧化所得的产物称为硝基腐植酸。提取的方法是先用酸处理,脱去部分矿物质,再用稀碱溶液萃取,萃取液加酸酸化,即可得到腐植酸沉淀。腐植酸及其制品有多种用途。在农业方面,与氮、磷、钾等元素结合制成的腐植酸类肥料(例如:用氨中和腐植酸可制成腐植酸铵肥料),具有肥料增效、改良土壤、刺激作物生长、改善农产品质量等功能;硝基腐植酸可用作水稻育秧调酸剂;腐植酸镁、腐植酸锌、腐植酸尿素铁分别在补充土壤缺镁、玉米缺锌、果树缺铁上有良好的效果;腐植酸和除草醚、莠去津等农药混用,可以提高药效、抑制残毒;腐植酸钠对治疗苹果树腐烂病有效。在畜牧业方面,腐植酸钠用于鹿茸止血,硝基腐植酸尿素络合物作牛饲料添加剂也有良好的效果。在工业方面,腐植酸钠用于陶瓷泥料调整;低压锅炉、机车锅炉防垢;腐植酸离子交换剂用于处理含重金属废水;磺化腐植酸钠用于水泥减水剂;腐植酸制品还用作石油钻井泥浆处理剂(见油田化学品);提纯腐植酸用作铅蓄电池阴极膨胀剂。中国有上述多种产品,应用比较广泛。2、腐植酸的组成腐殖酸的元素组成非常复杂。大量的研究表明,腐殖酸的主要元素有碳、氢、氧、氮、硫及磷。其中,碳含量随着腐殖化程度的加深而增大,一般泥炭、褐煤和风化煤的碳含量分别约为50%、55%和60%,土壤胡敏酸碳含量为50%~60%,富里酸碳含量一般为40%~50%;氢等元素的含量则随腐殖化程度的加深而减少,土壤胡敏酸氧含量为30%.35%,富里酸氧含量为44.50%。氢、氮和硫在土壤胡敏酸和富里酸中的含量大致相似,分别为4%~6%、2%。6%和0%-2%。腐殖酸属于高分子聚合物,分子结构非常复杂,单体中有芳核结构,芳核上有多种取代基(如含氧功能团和氨基酸功能团等),并连接着多肽或脂肪族侧链;此外,也可能存在杂环态氮的结构,这部分氮较难分解,只有当芳核破坏后才能释放出来。腐殖酸是一类不溶于水的以芳香核为主体、含有多种官能团结构的高分子有机酸性物质聚合体,它包括胡敏酸(黑腐酸+棕腐酸)和富里酸(黄腐酸),广泛的存在于自然界中,是土壤中有机质的重要组成部分。它与铵、钠、钾等一价碱金属物质化合后产生可溶于水的腐殖酸盐。胡敏酸含碳52%、氢3%-4.5%、氧30%-39%、氮3.5%-5%。一般认为其分子上含有四个羟基和三个酚羟基,使之具有较大的阳离子代换量,一般在300-500cmol/kg,因而具有了很好的保肥性,但其与二价的阳离子结合后的产物不溶于水,所以它是水稳性团粒结构形成时的不可缺少的物质。富里酸(黄腐酸)的分子量较小,易于被生物吸收利用,其功能团含量较多,生理活性大,可直接溶于水。这些特性就决定了它在农业上有较多的应用。其作用主要为:①能缩小作物气孔的开张度,减少水分的蒸腾,使植物和土壤保持较多的水分,是一种优良的抗旱剂。②提高多种酶活性和叶绿素含量,增加新陈代谢和光合作用,使糖分和干物质增多,从而提高作物抗冻和抗病等抗逆能力,提高作物产量,改善作物品质,是一种新型的植物生长调节剂。③通过物理化学作用与农药形成农药、黄腐酸复合物。这种复合物既降低了农药的毒性,又减少污染,提高药效,降低用量,是一种较好的农药缓释增效剂;④可络合微量元素,提高作物对微量元素的吸收能力;⑤能腐蚀钾长石等矿物使之释放出各种养分。但它与一二价阳离子形成的盐能溶于水,不利于水稳性团粒结构的形成。3、腐殖酸的分类(1)矿物腐殖酸:通过一定工艺从矿物中(如泥炭、煤炭)直接提取的腐殖酸,从藓类泥炭到草本泥炭再到木本泥炭,腐殖酸含量逐渐提高。(2)生化腐殖酸(BFA):是由作物秸秆、木屑、蔗渣等农业废弃物通过特殊微生物发酵工艺制取。含有丰富的黄腐酸,还有氨基酸和多种微生物群,是一种混合物,堪称现代农业的绿色精灵。3、腐殖酸的理化性质腐植酸有多种理化性质,简单的介绍下它的化学性质:1、弱酸交换作用:由于腐植酸分子结构中酸性基团上存在活泼氢,因而使腐植酸具有弱酸性。腐植酸在酸性基团上的氢可以被Na+K+NH4+等一价金属离子置换而生成可溶性的腐植酸,也可与Ca2+Mg2+Cu2+Zn2+等二价金属离子交换,还可与放射性物质等吸附,絮凝,用于“三废”处理。腐植酸阳离子交换量CEC:5-12mol/Kg、黄腐酸阳离子交换量CECV:500-600毫克/克。2、络合与螯合作用:腐植酸络合螯合能力,黄腐酸>棕腐酸>黑腐酸;每克黄腐酸可结合Fe2O3750-890毫克,每克黑腐植酸可结合Fe2O3119-152毫克。由于腐植酸具有缝合及螯合能力,因此,对改良土壤,活化土壤中的微量元素以及矿石的精选、稀有金属治练、重金属和放射性元素的废水处理、工业循环冷却水和离子交换软水处理等。都具有重要意义。3、氧化还原反应:腐植酸在不同条件下,具有氯化和还原两种性能,它的标准电位E0j+0.70V.腐植酸处在可逆的氧化--还原体系范围,当Eo>0.7V时,腐植酸起了电子给予体的作用,表现为还原性质,当Eo<0.7V时,腐植酸起了电子体的作用,表现为氧化性质。4、各种化学反应:腐植酸可与多种无机试剂反应,生成各种衍生物,这对腐植酸的改性处理和综合利用,有很大的指导意义。可以水解、磺化、氯化、氧化降解、还原降解、综合反应。腐植酸因为它的分子量和分子结构的复杂,有很多有性能尚待研究。腐植酸对土壤的间接作用1、物理作用1)2)3)4)改善土壤结构防止土壤裂化和土壤被侵蚀。增加土壤持水量,提高抗旱能力使土壤颜色变暗,有利于太阳能量的吸收2、化学作用1)2)3)调节土壤的PH值。改善和优化植物对营养和水分的吸收在碱性条件下作为一种天然螯合剂与金属离子促进其根部吸收。4)5)6)7)8)9)富含植物生长所必须的有机物和矿物质。在根区保持溶解性的无机肥料,产减少其流失。提高土壤阳离子交换容量。使营养元素转化成易被植物吸收的状态加强植物对氮的吸收。减少磷与Ca、Fe、Mg、Al反应的机会,使磷以有利于植物生长的状态存在。10)有助于CO2从土壤碳酸钙中释放出来,能被光合作用利用11)有助于减少微量元素引起的植物萎黄病。12)减少毒性物质在土壤中的有效性。3、生物作用1)2)刺激土壤中有益微生物的成长和繁殖。提高植物自然抵抗性,虫害的能力。二、腐植酸的性能及其应用腐殖酸的吸附性能腐殖酸的吸附性能由于腐殖酸含有多种功能基,如羧基、醇羟基、酚羟基、羰基和甲氧基等,因而具有很高的反应活性(如吸附作用、络合作用、氧化还原作用),能与环境中的金属离子、氧化物、氢氧化物、矿物质、有机质、有毒活性污染物等发生相互作用。2.提取方法2.1酸抽提剂法。童同家等采用酸抽提剂法从风化煤中提取了能满足汽车用蓄电池技术条件要求的腐殖酸。其制备工艺:风化煤一加入稀硫酸一蒸汽煮沸—搅拌沉淀一取出上部液体一水洗oH5→沉淀物烘干→粉碎过筛→包装。酸抽提剂法提取腐殖酸工艺简单,易于操作,生产周期短,而且省去碱法的碳酸物,因此酸法腐殖酸价格与碱法腐殖酸价格相比,约降低30%。但酸抽提剂法提取的腐殖酸因含杂质太多,应用受到了限制。2.2微生物溶解法。微生物溶解法提取腐殖酸反应周期长,产率低但反应温和,可清洁转化,产物生物活性高,现主要处于试验研究阶段,离工业生产还有一定差距。2.3碱溶酸析法。目前主要采用碱溶酸析法即碱抽提剂法生产腐殖酸,方法十分简单而被广泛利用。徐东耀等用硫酸溶液和氢氧化钠溶液从褐煤中提取了腐殖酸。抽提部分的试验原理如下:R.(COOH)4+4NaOH→R-(COONa)4H20R-(COOH)4+2Na2C03→R-(COONa)4+2C02+2H20酸化部分的试验原理如下:R-(COONa)4+2H2S4→R-(COOH)4+2Na2S04由于某些原料中游离的腐殖酸含量不是很高,直接抽提腐殖酸的提取率很不理想。为了提高腐殖酸的提取率,通常对原料先做预处理再进行碱溶酸析。常用的预处理方法有空气氧化预处理、硝酸氧化预处理、超声波预处理3种。针对特殊的原料,在提取腐殖酸的过程中可采用一些较为特殊的方法。例如,对于水体沉积物而言,灰分较多,文启孝等用稀HCl、HF混合液对其进行了预处理,达到了降低灰分的目的。土壤中腐殖质由难溶于水的钙、镁、铁、铝旧等离子络合,易溶于水的钾、钠等离子结合的腐殖质以及极少量游离态存在的腐殖质等组成。杨敏等采用0.1mol/L焦磷酸钠和0.1mol/L氢氧化钠混合液提取腐殖质,可以将土壤中难溶于水和易溶于水的结合态腐殖质一次络合成易溶于水的腐殖质钠盐,从而比较完全地将腐殖质提取出来,再用盐酸溶液将腐殖酸沉降出来,采用碱溶酸析法提取的腐殖酸有机质含量较高;样品分子中芳香环和脂肪链上的羧基以及羟基中存在可离解的氢离子,使得腐殖质有酸度和交换容量,从而使其与许多有机物、无机物有发生作用的潜在能力。产率的计算腐殖酸在强酸性溶液中可用重铬酸钾将其中的碳氧化成二氧化碳。根据重铬酸钾的消耗量和腐殖酸的含碳比,可计算出腐殖酸的产率。主要反应过程如下:R-(C00)4Ca2+Na~P20T-'-*R一(COONa)~+Ca2P207R-(C00)4Fe4(或A14)+3Na4P207→3R-(COONa)4+Fe4(或A14)(P207)。2K2Cr:OT+SH2S04+3C→2K2S04+2Cr2(S04)3+3C02↑+8H20K2Cr207+7H2S04+6FeS04→K2S04+2Cr(S04)3+3Fe(S04)3+7H20该方法的优点是腐殖酸提取量较大,不足之处是重铬酸钾有毒,操作时有危险,而且步骤繁琐、复杂。腐殖酸的应用3腐植酸的应用3.1腐殖酸在农业中的应用(1)改良土壤腐肥中的腐殖酸有机胶体在土壤中形成胶状物质,能把土粒胶结起来,使土壤中水稳性团粒增加,协调土壤的水、肥、气、热状况,对改良过砂过黏等贫瘠土壤效果很好,从而改善作物的生态环境。腐殖酸在改良盐碱土壤中,以其含有活性基因较多,盐基交换容量大,能够使土壤的可溶性盐中吸附和阻留较大数量的有害阳离子,降低土壤盐浓度,降低盐碱土的酸碱度。从而改善作物的生态环境。(2)提高肥效由于腐殖酸能吸附交换活化土壤中很多矿质元素,如磷、钾、钙、镁等,使这些元素的有效性大大增加,从而改善了作物的营养条件。在化肥中起到增效剂的作用,而且减轻化肥对土壤理化性状产生的不良影响。对氮肥增效的作用表现在:减少氮素挥发损失,对尿素的增效作用非常显著,可以使尿素的肥效延长。促进氮的吸收,提高氮肥利用率。对土壤中有机氮矿化速度加快,促使土壤速效氮的含量有所提高。对磷肥的增效作用表现在:减少土壤对速效磷的固定,起到解磷的作用。使土壤中难溶性磷转化为有效磷,促进农作物对磷的吸收。提高磷肥有效利用率,促进土壤中有机、无机磷的转化,增加磷在土壤中的移动距离,刺激作物根系发育。对钾肥增效作用表现在:能减少土壤中对钾的吸收固定,提高速效钾利用率。促进难溶性钾的释放,增加速效钾的数量,能够缓解钾肥对土壤和作物产生的不良影响,对改善作物品质有良好效果。黄腐酸对微量元素也具有明显的增效作用。(3)刺激作物生长腐殖酸中含有多种官能团,作为生理活性物质,对作物的生长发育及体内生理代谢有刺激作用,无机肥料不具有这种特性。腐殖酸中的低分子组成黄腐酸是水溶性的,它不仅表现在对拌种、蘸根、喷洒等方式对各种作物有明显刺激作用,而且被根系吸收产生刺激作用。促进种子发芽,提高出苗率和成苗率。对作物根系发育有特殊的促进作用,促使幼苗发根快,次生根多,根量增加,根系伸长,使作物吸收水份和养份的能力增加。黄腐酸的刺激作用在作物地上部分表现出生长旺盛、株高、杆壮等方面,在前期表现尤为明显。黄腐酸通过植物根部吸收,对植物细胞的生理代谢起刺激作用,表现在呼吸强度、光合作用强度的增加。作物叶面喷施黄腐酸引起叶片气孔开张度缩小、水份蒸腾降低,作物根系酶活性提高等。(4)抗病功能土壤有机质含量高,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。(5)能增强作物的抗逆性能作物生长环境的土壤、水份、养份、温度、光照、空气等诸因素组成了植物的生长条件,腐殖酸发挥缓冲作用,降低作物生长的不良影响,具有抗逆性能。能够提高作物抗旱能力,节水能力可以提高30%。节水保墒的效果仅次于地膜覆盖所产生的效果。增强作物抗寒能力,使用黄腐酸复混肥或黄腐酸叶面喷施都可以提高越冬作物的抗御力。具有防御病虫危害的能力,腐殖酸对防治病虫害有着独特的效果,与农药配合施用具有抑菌抗病作用(如:与井冈霉素混用有增效作用)。(6)能改善作物品质黄腐酸对改善作物品质带来的影响将是十分深远的。在蔬菜、瓜果类中,可以提高糖份,增加维生素C的含量,降低果质酸度。在烟叶、蔬菜等阔叶型作物中,可以提高叶片的质量品质。在粮食作物中,促使作物含有较多的低分子有机营养物质。3.2腐殖酸类肥料种类及概念简介自1953年我国腐植酸开发应用以来,腐植酸最早进入农业领域应用的当属肥料。随着全球肥料产业、特别是化肥产业升级换代的需要,腐植酸作为重要的有机原料和绿色环保肥料,其开发愈来愈受到业界的重视。目前,在市场上流通的腐植酸类肥料涉及固体、液体两大类肥料的所有方面,已成为肥料产业体系中的一朵奇葩。腐植酸类固体肥料腐植酸类固体肥料系指以根施(底肥)为主的基础肥料。主要由腐植酸与大量元素(N、P、K)、中量元素(Ca、Mg、S)、微量元素(Zn、B、Fe、Mo、Mn、Cu)及稀有元素结合而形成的单质或多元肥料,以及腐植酸有机或生物腐植酸有机肥料等多种类型,属于生产无公害食品、绿色食品和有机食品的天然“盟友”。(1)腐植酸氮肥(2)腐植酸磷肥(或称磷腐肥)(3)腐植酸钾肥(4)腐植酸钠(5)腐植酸铵(6)硝基腐植酸铵(7)腐植酸尿素(8)腐植酸复混肥料(9)腐植酸复合肥料(10)腐植酸有机-无机复合肥料(11)腐植酸无机-有机复合肥料(12)腐植酸有机肥料(13)生物腐植酸有机肥料(14)生物腐植酸复合肥料(15)腐植酸镁肥料(16)腐植酸微量元素肥料(17)腐植酸硒肥(18)腐植酸硅肥在深化上述腐植酸类肥料的开发中,针对各种作物的用途而配制的各类专用肥,可谓五花八门,应有尽有,充分说明用腐植酸开发应用肥料的空间十分广阔。腐植酸类液体肥料腐植酸类液体(流体)肥料(包括液态和固态或粉剂两类)系指以沟壑冲施和植物枝体以及叶面喷施为主的补充肥料。包括含腐植酸水溶性肥料、腐植酸叶面肥料、腐植酸冲施肥料等各种类型的液体肥料。腐植酸类肥料文献种类概念通过查阅大量文献资料得知,腐植酸作为肥料的种类及概念相当庞杂。现将《中国农业百科全书》(农业出版社,1996)和《中国肥料手册》(中国化工信息中心,2001)两个版本中,有关腐植酸类肥料的种类及概念摘录如下。(1)腐植酸类肥料:主要有腐植酸铵、硝基腐植酸铵、腐植酸钾、腐植酸钠及腐植酸复合肥料等。(《中国农业百科全书》农业化学卷,1996:87)(2)腐植酸铵:简称腐铵。凡原料中腐植酸含量在40%以上,而钙、镁含量在2.5%以下的,可采取直接氨化法;当原料中钙、镁含量>2.5%,腐植酸含量在30%以上者,则采用碳化氨水或碳酸氢铵与腐植酸钙、镁复分解反应法,或者采用氨化法制取腐铵。(《中国农业百科全书》农业化学卷,1996:87)(3)硝基腐植酸铵:简称硝基腐铵。生产硝基腐铵是以硝酸为氧化剂,使腐植酸原 料中的高分子芳香族结构发生氧化、分解而增加羧基、羟基等活性基团,同时使硝基引入腐植酸结构中而成为硝基腐植酸,然后与氨水进行氨化反应,即成硝基腐铵。(《中国农业百科全书》农业化学卷,1996:87)(4)腐植酸钾和腐植酸钠:简称腐钾和腐钠。腐植酸结构中的羧基、酚羟基等酸性集团,能与苛性碱发生中和反应,生成溶于水的腐植酸钾(或钠)。将残渣分离后,即为液体腐钾(或腐钠),进一步浓缩、蒸干,或直接喷雾干燥,即为固体腐钾(或腐钠)肥料。(《中国农业百科全书》农业化学卷,1996:87)(5)腐植酸复合肥料:系腐铵与过磷酸钙、钾肥或微量元素的混合物。(《中国农业百科全书》农业化学卷,1996:87)(6)腐植酸复混肥料:生产腐植酸复混肥料的方法大致有两类,第一类是在复混肥料生产时加入腐植酸;第二类是生产基础肥料时,配入养分元素和腐植酸。目前以第一类生产方法为主,即以泥炭、褐煤、风化煤或已制成的腐植酸类肥料,与基础肥料按比例进行混配生产。(《中国肥料手册》,2001:505)(7)长效腐植酸尿素:用腐植酸和尿素反应制成的有机络合物。其主要原料是低级别煤(泥炭、褐煤、风化煤)中腐植酸和尿素。其效果既好于尿素亦好于腐植酸,是一种集化肥与有机肥于一体的新型肥料。其重要特征除含有尿素中酰胺态氮,低级煤中的腐植酸还含有腐脲络合物、络合态氮。(《中国肥料手册》,2001:507)以富含腐殖酸的泥炭、褐煤、风化煤为主要原料,经过氨化、硝化、盐化等化学处理,或填加氮、磷、钾、微量元素及其他调制剂制成的一类化肥,称为腐殖类肥料。3.2.1腐殖酸类肥料的特点(1)刺激生理代谢:腐殖酸分子中含有多种活性功能基团,可增强作物体内过氧化氢酶,多酚氧化酶的活性,刺激生理代谢,促进生长发育。如腐殖酸能促使种子提早发芽,出苗率高,在低温下尤为显著;能刺激根尖分生组织细胞的分裂与增长,使幼苗发根快,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。因此,养分供应充足,作物茎快健壮,枝叶繁茂,光合作用增强,加速养分向子实体转移,促进果实提前着色成熟。(2)提高养分利用率:腐殖酸含有羧基,酚羟基等官能团,有较强的离子交换和吸附能力,能减少铵态氮的损失,提高氮肥的利用率。经氧化降解的硝基腐殖酸,可抑制尿酶活动,提高尿素利用率。降解的硝基腐殖酸增加磷在土壤中移动的距离,抑制土壤对水溶性磷的固定,使速效磷转化为缓效磷,促进根系对磷的吸收。腐殖酸官能团可以吸收存储钾离子,使钾肥缓慢分解,增加钾的释放量,提高速效钾的含量。腐殖酸与难溶性微量元素可以发生鳌合反应,生成溶解性好可被作物吸收的腐殖酸微量元素鳌合物,从而有利于根系和叶面吸收微量元素。(3)改善土壤结构:腐殖酸可以促进土壤水稳性团粒结构的形成,调节土壤PH值,调节土壤水、肥、气、热状况,提高土壤交换容量,达到酸碱平衡,提高土壤保水保肥能力,促进土壤微生物的活动,使好气性的细菌、放线菌、纤维素分解菌的数量增加,加速有机物质的分解转化,促进营养元素释放,便于作物吸收营养。(4)增强植物植物抗逆性:腐殖酸能减少植物叶片气孔张开强度,减少叶面蒸腾,从而降低植株耗水量,使植株体内水分状况得到改善,保证作物在干旱条件下正常生长发育,增强抗旱性。腐殖酸多为两性胶体,表面活性大,对真菌有抑制作用,可增强作物坑寒性,易被细胞膜吸附,改变细胞膜渗透性,促进无机养分的吸收,防止腐烂病、根腐病,减轻作物害。(5)增产提质:腐殖酸可以与微量元素形成络合物或鳌合物,增加微量元素从根部向叶部或其它部位运转的数量,调节常量元素与微量元素的比例和平衡状况,加强酶对糖分、淀粉、蛋白质、脂肪及各种维生素的合成运转。可促进酶的活性,使多糖转化为可溶性单糖,使淀粉、蛋白质、脂肪物质的合成积累增加,加速各种代谢的初级产物从茎叶或根系向果实、种子输送,使果实丰满、种子饱满,提高子实的产量。3.2.2腐殖酸类肥料的施用(1)腐殖酸铵、硝基腐殖酸铵等固体腐肥的施用方法:①基肥:采用撒施、穴施或条施的办法,随耕翻作施人土壤内,用量因作物及土壤不同而异。②种肥:将肥料播种时同时施用,施用时最好拌入1-3倍的土,以避免种子接触肥料或施肥施用不匀造成局部肥料浓度过高,影响种子的发芽及幼根的生长。⑧追肥:在距离作物根部10厘米的地方,挖坑或开沟施人后覆土,并结合浇水。作追肥宜早不宜迟。此外,在施用此类腐肥时要与农家肥、氮肥、钾肥等配合施用,以平衡养分,充分发挥其增产作用。(2)腐殖酸钠、腐殖酸钾的施用方法:①浸种:用该两种腐肥浸种的浓度为0.05%-0.005%(有效含量),水稻种浸泡48小时以上;小麦种浸泡8-10小时;玉米种浸泡24小时左右。浸种温度最好保持在20℃左右。②浸根、蘸根、浸条:水稻、甘薯、蔬菜等移栽作物或果树插条时可用其浸根、浸条,或在移栽时将液体腐肥加泥土调成糊状蘸根。浸根的浓度为0.01%~0.05%,蘸根浓度可稍高。浸泡时间一般为10-24小时,温度高时可相应缩短时间。③根外追施:水稻、小麦等作物扬花至灌浆时期,用腐殖酸钾或腐殖酸钠配成水溶液喷洒叶面及穗部2-3次,可促进灌浆,使籽粒饱满。根外追肥在小麦、水稻等扬花、灌浆初期进行,每(亩)用50千克液体腐肥,浓度为0.01%-0.05%。3.2.3施用腐殖酸类肥料的效果腐殖酸类肥料对于提高农作物的产量、改善农产品品质的作用是十分显著的。但由于应用作物不同、肥料种类不同及肥料中各有效组分比例的差异,增产提质效果也自然有很大差别,增产幅度较小的大田作物增幅大约在5%-15%,而增产幅度较大的蔬菜类则增产15%-30%。据沈阳农业大学试验:草莓施用腐殖酸复合肥、(N:P205:K20=10-10-13,腐殖酸20%)可比等养分处理增产84.6%。从改善农产品质量方面看,该类肥料具有提高子实中糖分、Vc等营养成分含量和降低子实中有机酸含量的功效,并可促进果实提早着色。3.2.4施用腐殖酸类肥料的注意事项在施用时也必须注意如下几点:①腐殖酸钠、钾溶液喷施的PH值要求在7.2-7.5之间,若大于8应加入少量的酸进行调节。它们的刺激作用与气温高低有关,气温低见效慢,气温高见效快。气温超过18℃时肥效最易发挥,但若超过38℃,则必须停止或减少腐殖酸的使用,否则易造成作物呼吸过旺,影响作物干物质的积累及产量。②腐殖酸铵只有在土壤水分充足的地方才能充分发挥肥效。③保护地上尽量不施用腐殖酸铵,以免因游离态的铵离子浓度过高造成熏棚事故。④各类腐殖酸肥料养分比例不同,制作方法不同,因而肥性差异很大,适宜的用量自然不一样,各地一定要按肥料使用说明施用,不可随意增减用量。⑤腐殖酸类肥料不能完全代替化肥和农家肥,与化肥及农家肥配合施用效果更佳。⑥最好选用活化过的腐殖酸肥料,因为未经活化的腐殖酸效果来的慢。⑦由于黄腐酸不利用土壤中水稳性团粒结构的形成,因而黄腐酸类肥料不宜施用于土壤中,而应做叶面肥施用。3.3腐殖酸在水处理中的应用(1)处理重金属离子废水重金属离子废水是一种对生态环境危害极大的工业废水,重金属离子进入环境后参与食物链直接威胁人体健康,带来严重后果。目前对含重金属离子Pb2+、Cu2+、Cr3+、Cd2+等的废水处理方法主要分为两类:一类是将溶液中的金属离子转变为不溶性物质,如化学沉淀法、电解还原法[1]等;另一类是不改变金属离子化学形态条件下的缩合分离,如离子交换法和交换纤维法[2,3]等。化学沉淀法通常是向废水中加入化学药剂,使重金属离子生成不溶的或难溶的化合物沉淀析出,但此法所用沉淀剂价格较贵,处理中易排出有害气体,反应后残留物的去除还存在一定困难;电解还原法是通过电解作用使重金属离子在电极上析出,此法操作简便,不必消耗化学药剂,但电和金属电极消耗大,而且在处理过程中产生大量的污泥还需要进一步的处理;离子交换法处理效果好,但处理废水成本较高。交换纤维是一种新型的交换材料,其特点是比颗粒状吸附剂交换速度快,多用于各种无机离子的分离、提取(如重金属、贵金属等),但用于处理废水成本较高。而泥炭价格低,其中含有腐殖酸及羟基、羧基、醌基等活性基团,可与水中重金属发生离子交换、络合反应及表面吸附作用[4,5],对重金属离子具有很好的去除效果,去除率均在97%以上,且具有较强的抗Ca2+、Mg2+干扰能力。吸附重金属离子后,经过解析脱附再生处理可循环利用[6]。王兰等[7]利用大同风化煤粉中的腐殖酸处理天津某厂含镉电镀废水,使处理前含镉量为92.5mg/L的水,处理后镉含量降为0.1mg/L,去除率为99.8%,达到国家规定的排放标准。王兰等[7]还利用吉林黄泥河泥炭(腐殖酸含量42.6%,粒径<60目)对长春某厂的电镀含铬废水进行吸附实验,常温下间歇搅拌,吸附5h后,铬的去除率达96.6%以上。(2)处理染色废水染料废水在处理中脱色是一个难题。利用泥炭腐殖酸作为阳离子染料脱色剂用于处理阳离子印染废水,无论色度有多高,通过泥炭脱色剂滤层,都可达到无色透明,经脱色处理后的污水可循环利用。泥炭吸附剂也可以把染色废水中毒性较大的阳离子缓染剂(1227)和柔剂VS等去除97%以上。陈仙[8]利用腐殖酸钠对印染废水进行处理研究,实验结果表明,对染色污染物的去除率很高,而且工艺成本较低,具有较高的净化效果。(3)用于阻垢缓蚀剂腐殖酸主要是一些天然的芳香族羟基羧酸,相对分子质量大,具有离子交换、吸附络合等性质及良好的渗透性与分散性,且能有效地分散金属氧化物,在金属表面形成化学性质稳定的保护膜,表现出良好的阻垢、除垢和缓蚀性。邱广明等[9]利用腐殖酸钠和含磺酸基的共聚物为原料制得HA/P共混物对水中CaCO3、Ca3(PO4)2的阻垢率、Fe2O3的分散性以及缓蚀性进行研究发现,此共混物具有很高的阻垢、分散和缓蚀性能,避免了由于缺少磷系水处理剂而带来的不利影响,具有很高的实际应用价值。、(4)用于处理其他工业废水用含77.22%游离腐殖酸的Kapucin制剂进行污水脱酚试验,在向污水中加入此种制剂时,腐殖酸变成腐殖酸盐,可以吸附污水中的酚。被酚饱和的腐殖酸盐以沉淀物形式从污水中分离出来。日本进行的研究是将2~3mm的SiO2用酚醛树脂涂覆后再涂上腐殖酸制成吸油剂,用于处理含油废水,去油效果非常理想。按5:100比例将含有腐殖酸和微生物的土壤丸粒投入屠宰厂废水中(含BOD14300mg/L、固体悬浮物18900mg/L及大肠杆菌24000mg/L),在3个曝气池中连续反应,最后生成一种不含大肠杆菌、BOD和悬浮固体极低(分别为65和19mg/L)的澄清液。三、应用前景近年来,腐殖酸的研究取得了长足的进展。但腐殖酸在应用过程中还存在诸多问题,今后腐殖酸的研究主要集中在2个方面:(1)降低成本。由于目前腐殖酸的提取成本较高,极大地限制了其在农业和其他行业中的应用。为降低成本,比较可行的方法有:①开发新工艺,减少试剂用量,简化反应条件;②使用廉价原材料;③加强复合化研究。(2)腐殖酸的污染处理。腐殖酸本身就是一种污染物,是许多水体有害化学物质的先驱物,而且在一定条件下可溶于水。选择合适的配比生产腐殖酸类肥料,使其达到最大的使用效率,减少污染是研究的热点之一。由于腐殖酸具有较强的离子交换能力、吸附能力和脱除杂质能力,而且原料来源广泛,制造简单,生产成本低,使用安全方便,还可以再生回用,因此在处理工业废水、废气等方面的应用日益受到各国广泛关注。近十年来,它作为废水废气净化剂,作为脱臭剂等在国内外都进行了大量的研制工作。作为一种新型天然水处理剂,其开发利用前景将是非常广阔的。