毕业论文（设计）自制腐植酸缓效肥养分释放特征及其效应研究.pdf

山东农业大学 硕士学位论文自制腐植酸缓效肥养分释放特征及其效应研究 _申请学位级别：硕士_专业：植物营养学_符号或缩略词说明缩写中文说明g k g克千克mg LNPK h co（nh2）2 SRF 1亳克升 氮磷 钾 小时 尿素以尿素为核心，以钙镁磷肥为包膜材料（一层）制成的肥 料SRF 2以尿素为核心，以钙镁磷肥为包膜材料（两层）制成的肥 料SRF 3HAHA-N以尿素为核心，以褐煤腐植酸为包膜材料制成的肥料褐煤腐植酸褐煤样品与稀硝酸在一定条件下反应，用氨水调至中性，烘干所得样品HA-NPK WJ-N WJ-NPK 褐煤NPKHAN与一定量的无机氮、磷、钾肥料混合后造粒所得样品无机氮肥无机氮、磷、钾肥料以一定比例混合所得样品褐煤样品与一定量的无机氮、磷、钾肥料混合所得样品关于学位论文原创性和使用授权的声明本人所呈交的学位论文，是在导师指导下，独立进行科学研究 所取得的成果。对在论文研究期间给予指导、帮助和做出重要贡献 的个人或集体，均在文中明确说明。本声明的法律责任由本人承担。本人完全了解山东农业大学有关保留和使用学位论文的 规定，同意学校保留和按要求向国家有关部门或机构送交论 文纸质本和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权山东 农业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据 库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文 和汇编本学位论文。保密论文在解密后应遵守此规定。山东农业大学硕士学位论文摘 要化肥在农业生产中占有重要地位，但其较低的利用效率及其给环境、农产品等带来的系列危害越来越受到人们的重视，因此，各种缓效肥料的 研究正成为植物营养与肥料学科研究的热点问题之一。褐煤作为一种重要 的肥料基质，在我国已探明的保有储量就达1300多亿t。本试验采用室内 试验同盆栽试验相结合的方法，采用腐植酸和钙镁磷肥包裹颗粒尿素的方 法自制了包膜氮肥，并对其氮素释放特征和肥效进行了研究。另外，利用 腐植酸的吸附特性制成腐植酸缓效肥，以土肥混合法研究了该肥料中各养 分离子的释放规律，并通过盆栽试验探讨了该腐植酸缓效肥对小白菜产量 及其各品质指标的影响，并进一步研究了腐植酸缓效肥对土壤NPK以及 多种土壤酶活性的影响。主要研究结果如下：1.分别采用腐植酸和钙镁磷肥包裹颗粒尿素的方法自制了三种包膜氮 肥，并对其氮素释放特征和肥效进行了研究。室内土壤培养试验表明，三 种包膜氮肥较普通尿素均有明显的缓释效果，在培养24h后，-*-一 冒另外，采用盆栽试验研究了自制包膜氮肥在玉米上的施用效果。结果表明，与普通氮肥(尿素)相比，自制包膜氮肥具有明显的增产效果，并显著提高 玉米吸氮量和氮素表观利用率，其中以腐植酸包裹尿素(SRF 3)效果最 佳。2.通过室内恒温培养试验，研究了施用腐植酸肥料对土壤钾素释放和固定 作用的影响。结果表明，施用腐植酸肥料可以促进土壤钾素的释放，并有 随腐植酸用量提高而增高的趋势。其中，施用腐植酸肥料20g衣屋，在25 C下培养30d,土壤的钾素释放量增加了 15%。施用腐植酸可以降低土壤 对外源钾的固定量，在施用外源钾600mg%广土条件F,与对照比较各处 理的固钾量差异均达到了极显著水平。腐植酸与土壤恒温培养10d以后施 用钾素的固钾量低于钾素与腐植酸同时施用处理的，腐植酸对土壤钾素释 放和固定的影响可能是通过对含钾矿物的溶解和层间堵塞以及对钾素的 吸附作用实现的。自制腐植酸缓效肥的养分野放特征及其效应研究3.在投入养分量相等的条件下，化学肥料各养分离子的释放主要集中在 前12h,其释放量显著高于腐植酸肥料，而在48h以后，腐植酸肥料的释 放量均要高于化学肥料。其中在氮肥释放过程中，NH/.N是前期主要的 释放形式，而随着时间不断延长，NO3一N成为主要的释放形式。4.在小白菜肥效试验中，各肥料处理比对照均有显著增产效果，HA-NPK 处理产量最高：腐植酸肥料的施用能显著提高小白菜营养品质。腐植酸肥 料能有效的降低小白菜体内硝酸盐含量，提高硝酸还原酶活性，且硝酸盐 含量高的处理硝酸还原酶活性相对较低。腐植酸肥料能有效提高小白菜体 内叶绿素含量，增加VC和可溶性糖含量。5.在土培试验研究腐植酸类肥料对小白菜品质和生理指标影响的同时，对 土壤养分和土壤酶活性的变化进行了研究。结果表明：腐植酸类肥料较等 养分无机肥增加小白菜鲜/干重和肥料利用率；腐植酸类肥料增加土壤碱 解N和速效P含量，促进土壤K的消耗：腐植酸类肥料降低土壤pH值,提高碱性磷酸酶和过氧化氢能活性，降低服酶活性，说明腐植酸可作为服 商抑制剂。关键词：褐煤；腐植酸；钾素糕放与固定；小白菜；肥效2山东农业大学硕士学位论文Effect of Release Characteristics of Humic Fertilizer and Its EfficiencyAbstra ctF e rtilize r is ve ry impo rta n t in a griculture.But n o w,lo w N use e f f icie n cy a n d h igh e n viro n me n ta l risk o f ch e mica l N f e rtilize r a re wo rldwide co n ce rn,wh ich ma y be o ve rco me d by usin g n e w slo w-re le a se f e rtilize rs.So,th e study o n slo w re le a se f e rtilize r h a s ve ry impo rta n t pra ctice me a n in gs to th e pro ductio n in a griculture a n d f o re stry,e tc.Th e bro wn co a l is a k in d o f impo rta n t ra w ma te ria l o f th e f e rtilize r a n d its re se rve s in o ur co un try a re up to mo re th a n 130 billio n to n s.Th e e f f e cts o f slo w-re le a se n itro ge n f e rtilize r(SRNF)o n co m yie ld wa s studie d with po t e xpe rime n t.Mo re o ve r,h umic a cid f e rtilize r wa s ma n uf a cture d th ro ugh th e a dso rptio n ch a ra cte ristic.At th e sa me time,we studie d th e N、P、K re le a se ch a ra cte ristic a n d re gula rity a n d th e e f f e ct o f th is h umic a cid f e rtilize r o n th e qua lity a n d o utput o f spin a ch.Purpo se o f th is re se a rch wa s o f f e rin g ba sic da ta f br th e pro ductio n o f h umic a cid slo w-re le a se f e rtilize rs,th e ma in re sult a re a s f o llo ws:1.Th e e f f e cts o f slo w-re le a se n itro ge n f e rtilize r(SRNF)o n co m yie ld wa s studie d with po t e xpe rime n t.Th e re sults sh o we d th a t:SRNF supplie s th e a va ila ble n itro ge n in so il with a h igh e r le ve l th ro ugh o ut th e wh o le gro win g se a so n o f co m to me e t th e re quire me n t f br n itro ge n upta k e by th e pla n ts*co mpa re d with co mmo n ure a.Th e tra n spo rta tio n s o f N in to gra in s a re spe e de d up.th e n itro ge n co n te n ts in th e pla n t a n d gra in a re in cre a se d by a pplica tio n o f SRNF,wh ich re sult in h igh e r bio lo gica l a n d e co n o mic yie lds.Mo re o ve r,be ca use th e slo w-re le a se n itro ge n f e rtilize r h a ve o bvio usly f un ctio n o f slo ws re le a se it pro vide s th e e f f e ctive te ch n ica l wa y to ra ise d n itro ge n use e f f icie n cy.Af te r 24 h o urs,th e re le a se ra te o f SRNF a re 15.28%,22.95%a n d 11.58%.2.La bo ra to ry in cuba tio n e xpe rime n ts in co n sta n t te mpe ra ture we re 3自制腐植酸缓效肥的养分用放特征及算效应研究imple me n te d to study th e in f lue n ce o f h umic-a cid o n f ixa tio n a n d re le a se o f po ta ssium in so il.Th e re sults in dica te th a t a pplica tio n o f h umic a cid a cce le ra te d po ta ssium re le a se f ro m th e so il sh o win g a te n de n cy o f th e ra te o f K re le a se in cre a sin g with th e ra te o f h umic a cid a dditio n.Af te r in cuba tin g a t 25,Cf br 30da ys,K re le a se in cre a se d by 15%in th e so il tre a te d with 20g-k g1 h umic a cids.Applica tio n o f h umic a cids ma y re duce th e ra te o f th e so il f ixin g e xtra n e o us K.Af te r a pplica tio n o f 600 mg*k g-,K,th e so ils tre a te d with h umic a cids dif f e re d sign if ica n tly f ro m th e so il in th e co n tro l in K f ixa tio n.In th e tre a tme n ts wh e re h umic a cidstre a te d so ils we re in cuba te d in co n sta n t te mpe ra ture f o r lOda ys be f o re a pplica tio n o f po ta ssium*th e K f ixa tio n ra te s we re lo we r th a n th a t in th e tre a tme n t o f a pplyin g po ta ssium a n d h umic a cids a t th e sa me time.Th e e f f e ct o f h umic a cids o n f ixa tio n a n d re le a se o f po ta ssium in so il wa s po ssibly a cco mplish e d by disso lvin g K-be a rin g min e ra ls o r blo ck in g in te rla ye r a n d a dso rbin g K.3.With e qua k n utritrio n a l qua n tity,th e re le a se o f ch e mistry f e ryilize r is ma in ly in th e f irst a n d se co n d time,wh ich is sign if ica n tly h igh e r th a n h umic a cid f e rtilize r.Ho we ve r,th e re le a se o f th e h umic a cid f e rtilize r is h igh e r th a n th e ch e mica l f e rtilize in th e succe e d time.NH4+-N wa s th e do min a te in e a lie r sta ge,wh ile NO3一-N wa s th e ma in f o rm la tte r.4.All f e rtilize r tre a tme n t we re n o ta bly o ut-we igh te d th e CK a n d th e tre a tme n t o f HA-NPK pure ly wa s th e h igh e st but didn t n o ta bly a ll.With e qua l-n utritrio n a l qua n tity,h umic a cid f e rtilize r a ppa re n tly de cre a se d th e NO3 N co n te n t a n d in cre a se VC,so luble so gur a n d ch lo ro ph yll co n te n t.5.Ba se d o n th e e f f e cts o f HA co mpo un d f e rtilize r o n th e qua lity a n d ph ysio lo gica l me ch a n ism o f ra pe un de r th e so il culture co n ditio n,th e co n ve rsio n o f so il n utrie n t a n d a ctivitie s o f so il e n zyme we re studie d in th is pa pe r.Th e re sults sh o we d:co mpa re d with in o rga n ic f e rtilize r,HA po un d f e rtilize r in cre a se d th e f re sh a n d dry we igh ts o f ra pe a n d Nutiliza tio n;HA co mpo un d f e rtilize r in cre a se d th e co n te n ts o f a va ila ble N a n d P a n d th e co n sumptio n o f K in so il;HA po un d f e rtilize r re duce d th e pH,impro ve d th e 4山东农业大学硕上学位论文a ctivitie s o f a lk a lin e ph o sph a ta se a n d h ydro ge n pe ro xida se in so il;but it de cre a se d th e a ctivity o f ure a se th a t in dica te d HA co uld be use d a s in h ibito r f br ure a se.Ke y wo rds:Bro wl co a l;Humic a cid;Re le a se a n d f ixa tio n o f po ta ssium;Ca bba ge;F e rtilize r e f f icie n cy5自制腐植酸缓效肥的养分科放特征及其效应研究1引言化肥在农业生产中占有重要地位，是农业生产中最大的物质投资，约 占其全部生产性支出的50%。随着高产，高效，优质农业的发展，化肥 在我国农业中的地位将更为重要。农业生产实践表明，由于肥料性质与土 壤环境条件的综合影响，肥料利用率低是化肥使用中普遍存在的问题。目 前国外化肥利用率为5%-55%（杨新全,2003）,我国化肥利用率只有35%左右（陈令仪/991）,化肥的利用率太低，会造成超量施肥，使土壤的物 理性质不断恶化，这样将会影响农作物的产量和质量的提高。因此，提高 化肥利用率，减少因施肥而造成的污染，发展可持续高效农业已成为世 界共同关注的问题。为提高化肥利用率，从20世纪初人们就提出了缓释化肥的设想，到 20世纪40年代才见到有关缓释化肥的工艺和农化特性的报道。20世纪 60年代开始，美国，日本等发达国家相继研制出缓释化肥系列产品并开 展了大量田间试验，其应用范围由花卉，草坪，观赏植物扩大到稻麦棉，玉米，大豆，马铃薯，甘蔗和蔬菜等（何绪生,1998）。近期由于高施肥 国家日益重视施肥过多对环境的不良影响，为了节省人力，减少环境污 染，缓释化肥逐渐发展起来，而且缓糕化肥的发展速度远大于常规肥料。因此，缓释化肥已成为本世纪化肥革新和研究的热点。1.1 缓释化肥的类型和优点1.1.1 缓释化肥的概念及定义一般认为，所谓“释放”是指养份由化学物质转变成植物可直接利用的 有效形态的过程（如溶解，水解，降解等）。”缓释“是指化学物质养份释放 速率远小于速溶性肥料施入土壤后转变为植物有效态养份的释放速率。因 此，缓释化肥是指一种根据作物特性设计的包膜（裹）型肥料，它能在土壤 中随作物不同时期的需肥而缓慢释放元素，使作物在不同生长期得到不同 的营养补充，从而减少了施肥的次数和肥料的淋溶损失。缓释肥料的实质 是指在土壤溶液中具有相对较低溶解度的肥料。1.1.2 缓释化肥的类型6山东农业大学硕士学位论文缓释化肥按照其溶解性释放方式不同，可分为4种类型:具有植物 可以利用的养分形式的水溶性物质，其溶解度是以物理阻限作用来控制 的，如薄膜包衣等；限制了水溶解度和植物可利用形式的肥料，如磷酸 镀金属盐类；具有有限的水溶性的物质，这是指其在化学或微生物分解 过程中可释放植物能够利用形式的物质，如胭醛类;具有水溶性的物质，这是指能逐步分解而释放养分的物质，如眯基服盐。总的说来，大多数缓 释物质是把其设计成使之能在土壤溶液中放慢或减小营养元素释放速度，通过使用具有不同释放速度的物质的混合物达到改变释放速率的目的。国 内外缓释肥料主要有胭醛类和薄膜包衣类及包裹类三大缓释肥料。另外，缓释化肥按其加工过程的不同可分为物理型，化学型，物理化 学型。1）物理型缓释肥料就是通过简单的物理处理过程，使肥料具有缓释 性，又可分为微囊法和整体法。微囊法是通过惰性物质的包膜以控制肥料 的渗透速率。整体法是将肥料均一地溶解或分散在聚合物中，形成多孔网 络体系，然后随着聚合物的溶解或降解过程控制养分的释放。2）化学型缓释肥料是宜接或间接地将其连接到预先形成的聚合物上 构成一种新型组合物，其群放速度取决于组合键的性质，立体化学结构的 疏水性，降解难易度和锐链程度等。3）物理化学型缓释化肥是先采用物理型的整体法处理，再在其表面通 过化学型的处理方法。L13缓释化肥的优点缓释化肥主要具有三方面的优点:减少了因淋溶和流失而损失的养 分，可提高化肥利用率0.3%0.7%；减少了土壤中引起植物不能利用 形式的化学与生物固定作用：减少了迅速的氮硝化作用和由于氮的挥 发而损失氮，并减少了脱氮作用（孙克君,2005）。另外，可以减少由于表 面大量施肥时而灼伤叶子，减少了对种子与幼苗的伤害，提高了肥料残留 量，使之使用经济，改善贮藏与管理。缓释肥兼有化肥”速效”和农家肥 的持久特点，它溶解度低，养分缓慢释放，可以不断满足植物对养分的需 求，从而减少施肥次数，节省化肥用量和人力。7自制腐植酸缓效肥的养分将放特征及其效应研究1.2 缓释肥料的应用及其发展前景1.2.1 国外缓释化肥研究现状与进展近几十年来，世界各国在化肥（主要是氮肥）的生产和施用同时出现了 施肥量迅猛增加，但粮食产量却未相应快速增长的现象。如美国，40年 来氮肥的施用量增加了 13倍，而同期玉米作物吸收的氮索只增加了 3倍;英国在小麦作物中也有类似的现象：中国在1984/994年间，化肥施用量 增加了 90.7%,而粮食产量仅增加了 9.1%（何绪生,1998）。这些现象引 发了人们对施肥的经济效益，资源有效利用及其环境问题的反思。反思之一就是试图研制一种能够缓慢释放或按作物需肥规律供给养 分的缓释肥料。一般来说，农作物对养分的吸收速度，在一个生长期中，大体呈S形，即开始较慢，随后大大加快，以后又逐渐变慢（许秀成,2000）。如果某种肥料能够按作物的需肥规律供给养分，释放出的养分很快被作物 吸收，那么肥料养分损失就会大大降低，利用率就会大大提高，这就是缓 释化肥的最终目标。自从1924年胭醛肥料取得专利以来，80年来，缓释 肥料已有长足进步。目前世界缓释化肥的消耗总量大约是每年65万吨，美国是最大的消 耗国家，约占世界总用量的70%,日本和欧洲各占15%左右（何绪 生,1998）。在日本，大部分缓释肥料应用于公园地，有经济价值的作物，旱田作物和水田作物上。缓释肥料尤其适宜于许多盆栽观赏植物，因为这 样的植物在连续的生长期间具有缓慢，均匀的生长速度。美国在几乎所有 的观赏园地和草地中系统使用了缓释肥料。据不完全统计，目前世界缓释 肥料年产约300万吨以上。在美国，每年投入到市场的甲醛缩服大约5 万吨。美国还将部分异丁叉二服（IBDU）掺入肥料用于高尔夫球场，并将这 种物质作为家宅草坪缓释肥料在市场上出售。作为缓释肥料，甲醛缩服 是国外应用最早的，普通的一种缓释肥料，在1955年就已经有商品问世（何绪生,1998）。前苏联，美国，印度和其他国家都对这种化肥进行了研 究。美，法，德等国都有这类缓效肥料的不同类型的产品。近十多年来这 种肥料在制造工艺上有很大发展，其中有粉状，片状，粒状的固体产品。有的掺和于液体肥料中使用，有的还混有P,K和微量元素。在德国，除 8山东农业大学硕上学位论文了甲醛缩腺外，还有尿素与乙醛的反应产物尿素-WUre a-z）,尿素与丁烯 醛的缩合产物“F lo ra n id”.当今世界较著名的缓释肥料的的公司及产品有：Sie rra ch e mica l（美国，荷兰，商品名Osmo e o te），Ch isso一Asa h i（日本，商品名Lpco te，Nutrico te”），Asa h i ch e mica l in dustry（日本，商品名Lo n g,“High”），BASF,Hydro（德国）等。其中，日本的Nutrie o te CAF S 可控释 叙素100360天，控释量80%,氮素利用率达60%-70%,具有特定温度 一释放速度变化规律。其氮素祥放不受土壤类型，含水率，pH,微生物 等复杂环境因素影响。尽管多种效用很好的缓释化肥已经商品化且随技术的发展在不断发 展，但它们在农业上的应用仍然受到限制。仅占世界化肥总消耗量的0.5%以下。主要限制因素是价格和缓释肥料的成本较高，一般比普通肥料高 3-8倍。如果不考虑价格和成本因素，仅考虑缓释化肥提高养分利用率，增加产量，减少因养分损失而引起的对环境的不良影响，缓释肥的潜力是 巨大的。1.2.2 中国缓释化肥研究现状与进展、中国是世界上消耗化肥最多的国家之一，1999年化肥消耗总量为 4124.58万吨。根据F AO统计，1997/1998年度按可耕地及多年生作物面 积计，中国的施肥水平为266 k gh a1,在所统计的162个国家中居第11 位（许秀成,2000）。因此，中国是世界上最大耕作面积的高施肥水平国家。高施肥水平将导致低的肥料利用率。低的肥料利用率造成农户经济上的巨 大损失。具调查1985/996年间，中国投入的氮肥总量约为2.2亿吨氮。其中。随雨水流失或逸入大气中的氮素约1亿吨。若以每吨氮250美元计,12年中，中国农民仅氮肥投入损失已高达250亿美元。据测，中国可能 是世界上氮肥平均利用率最低的国家。减少氮肥施用量，提高氮肥利用率,已到了刻不容缓的地步。施用缓释肥料可使氮利用率达到50%-70%,在 达到相同农作物产量的情况下，可降低施肥量10%乂0%（许秀成,2000）。因此，近年来，缓释肥料的研究开发在中国得到迅速的发展。我国缓释肥 料的研究和开发尚处在起步阶段。20世纪60年代末，中国科学院南京研 究所在我国最早开始缓释氮肥的研究。研制成功以我国大量生产的钙镁磷 肥为主要包膜材料的缓释碳铁和缓释尿素，并对其释放特性，供道过程以 9自制腐植酸缓效肥的芥分释放特征及其效应研究及稻一麦轮作下的生物学效应进行过系统研究。在某些地区。对土壤的研 究结果表明，其氮素利用率在水稻可达74%,小麦可达63%,分别优于 日本的硫衣尿素和异丁叉二服。这以后，又有上海化工研究院，湖南，福 建，山东，浙江等省农科院，沈阳应用生态研究所，西北水保所，广州氮 肥厂和郑州工业大学等开展了这方面的研究。近期，北京农林科学院和华 南农业大学在包膜肥料方面进行了新的尝试中国科学院沈阳应用生态 研究所针对我国氮肥利用率低的问题，采用生物化学途径以及生物化学与 物理学途径相结合的方法，集中力量研制缓释肥料，陆续推出了添加胭酶 抑制剂的缓释尿素，添加硝化抑制剂的缓释成铉等有影响的缓释氮肥，已 被列为国家重点推广项目。并实现了工业化规模生产，现已累计推广600 余万h a,其中，长效碳筱获中国科学院科技进步特等奖，并获得国家科 技进步二等奖。目前我国主要有涂层尿素，长效碳铉，氢醍尿素，非溶性磷肥包裹尿 素，沸石尿素等缓释肥料的生产。近年来国内有多所大学和科研院所承担 了国家和地方的缓释肥料研制课题，已有研究单位从国外引进了制作设 备，研制出适合不同作物需要的缓释肥系列新产品。然而，要使缓释肥的 生产成本进一步降低，尽快扩大推广应用的范围，仍有大量的工作要做。综上所述，考虑我国跨世纪农业可持续发展及21世纪粮食安全的需 求，同时考虑21世纪全球化知识经济的挑战，特别是我国加入WTO后，国外农产品对我国市场的冲击，选择能大力促进“两高两优”（高产，高效,优质，结构优化）农业发展，增强我国农业科技储备，提高农业科技创新 水平，促进农业科技产业化的缓释，控释复合肥料技术和精确施肥技术，进行长期的定向研究和发展，形成系统的肥料创新体系，为我国农业科技 水平的提高和农业高新技术产业化。不断作出基础性，前瞻性，战略性的 重大贡献，是21世纪我国肥料科学的主要研究方向和任务。1.3 腐植酸肥料在农业上的应用1.3.1 腐植酸肥料在农业上应用的科学性.腐植酸肥料是指其结构，性质及对土壤的影响都与土壤中腐植酸有类 似之处的煤炭或草炭腐植酸及其系列制品，其在农业上的应用不仅可以克 山东农业大学硕 L学位论文服大量施用无机肥给土壤，作物及环境带来的污染，而且有很多优良的影 响（张学才,2000）。1.3.1.1 腐植酸对土壤的改良作用长期大量施用腐植酸物质能促进土壤团聚体的形成。土壤团聚体是土 壤结构的基本单位，它是由单个土粒被土壤腐植酸和粘粒等有机无机胶体 粘结较大的土粒（成绍餐，1998）。良好的团聚体遇水不易散，受到机械压 力不易碎，疏松多孔，能够调节土壤的水肥气热状况。腐植酸类肥料作为 一种有机胶体长期使用可以促进土壤团聚体的形成，改善土壤结构状况，使土壤通气，透水性能良好，为加速可溶性盐的淋洗和根系发育生长，创 造了良好的条件。另外，腐植酸能够促进土壤微生物活动，增加土壤有益 微生物的数量，增强土壤酶活性（郑平,1991）。河北省微生物研究所的数据 表明，施用腐植酸使好气性细菌，纤维分解细菌有一定的抑制作用，土壤 酶的活性对土壤中养分的循环，物质的转化,土壤肥力的提高有直接影响。131.2提高肥料利用率随着我国化肥工业的发展，化肥施用量不断提高，对促进农业生产 持续增长起了重要作用。但化肥利用率低，投肥成本增加的问题也普遍反 映出来。目前我国氮肥利用率约为30%-50%；磷肥利用率10%-20%；钾 肥利用率50%-70%（陈令仪,1991）。如何提高化肥利用率是国内外农业 化学工作者的重要研究课题。在氮、磷、钾及微量元素肥料中，添加少量 具有化学活性和生物活性的腐植酸类物质，可以不同程度的提高化肥的利 用率（李善祥，1996）。1.3.1.3 刺激作物生长一定浓度的黄腐酸或腐植酸的钾、钠、筱盐溶液，通过浸种、蘸根、喷洒及根施等方式施用在作物不同生育阶段，都可以产生相应的刺激作 用，促进作物生长发育，提早成熟，提高产量，改善品质。腐植酸的刺激作用可使种子萌发提前2-3天，发芽率高，苗全，苗 壮。作用于根系可促使活力增强。对根系的良好影响，使部分学者给腐植 酸冠以“根系肥料”的称号。除根系以外对地上部分营养体的生长也有促 进作用。值得提出的是，腐植酸的刺激作用在作物生育前期尤为显著（李 善祥，1996）。腐植酸含有酚羟基、醍基等活性官能团，能促进植物体内酶 11自制腐植酸缓效肥的养分释放特征及其效应研究活性的增加，使呼吸强度、光合作用强度有所提高，对物质的合成、运转、积累有利。植物体内新陈代谢，物质的分解与合成都是靠各种酶来完成的，语是 与生命现象密切相关的物质。测定结果表明，腐植酸对多酚氧化酶、过氧 化氢酶、抗坏血酸氧化酶、转化酶等的活性，都有促进作用。酶活性的增 强，使新陈代谢进程加快，物质积累增加，作物成熟提早。1.3.1.4 增强作物的抗逆性国外研究早已发现，腐植酸类物质对改善作物 生长环境条件有利。在不良环境条件下（如：早、涝、寒、热、酸、碱、肥料过多，过少），腐植酸的作用更为明显，这种现象称为“腐植质效应二 经研究表明，腐植酸确实可以增强作物的抗逆能力。1.3.1.5 腐植酸改善农产品品质表现在提高甘蔗，甜菜等的糖分，增加VC含量；粮食作物，蛋白质 含量增加；烟草，茶叶等经济作物内在品质的改善等。西瓜施用腐植酸肥 料，可增加西瓜的含糖量和维生素C的含量（杜会英,2004）。据江西省果 树所的试验结果表明，在肥力较差的土壤上施用腐植酸肥料比施用化肥的 西瓜含糖量相对增加8.1%8.5%,VC的增加幅度比糖还大，为13.4%-63.6%,化肥中添加泥炭，对提高甜菜含糖量有明显的作用。据中国农科 院甜菜所试验结果表明，在化肥中添加腐植酸肥料可使甜菜含糖量增加 1.4%,每666.7mz增加糖产量33.9k g,在烟草中施用腐植酸肥料可调节烟 草的化学成分，改善烟草品质。13.1.6腐 植酸对环境无任何污染因为腐植酸本身就是土壤有机体的一部分，所以施用这类肥料于土壤 中无任何污染。另外，腐植酸类肥料有对作物生长发育的刺激作用，能增 强作物的抗逆性，同时对化肥有明显的增强作用。1.3.2腐植酸在农业上应用的可行性13.2.1资源丰富自然界腐植酸广泛存在于土壤，湖泊，河流，海洋以及泥炭，褐煤，风化煤中，特别是褐煤，风化煤中腐植酸是制作腐植酸肥料的丰富资源。.中国有丰富的褐煤资源，1985年探明的储量为1264.6亿吨，占全国煤炭 储最的17.16%,以内蒙东北部与东北三省褐煤储量为最多，达468.7亿吨。山东农业大学硕士学位论文中国风化煤资源就目前发现及初步工作情况分析，储量是丰富的，特别是 山西，新疆，内蒙，黑龙江，江西，云南，四川，河南等省（张学才,2000）。1.3.2.2生产腐植酸肥料比较简单易行腐植酸本身除了可以提高养分外，在加工肥料过程中可以起到粘合微 量养分载体作用，使肥料的加工易于进行。132.3腐植酸类肥料在农业上应用效果明显吉林省公主岭农业局利用当地泥炭资源与氮磷化肥混合制成的腐植 酸颗粒复混肥用于玉米上，可促进玉米早熟2-3d,比等养分氮磷化肥平 均增产7%9%,每666.7m2增产玉米25 40k g。据河南科学院生物所等 单位1982年到1986年五年间在河南省12个县市累计5067h a试验结果，增产幅度平均为11%,在水稻上增产效果为4%-8%,烟草施用含腐植酸 复混肥，可以促进根系发育，增加烟草的长度和高度，对烟草内在品质的 调节作用，尤其引起人们的重视。甜菜施用含腐植酸的复混肥与等养分化 肥比较，块根产量增加5%,含糖量提高1.4度，产糖量增加15.4%。蔬 菜施用腐植酸肥料，可提高果菜，叶菜产量10%以上，并能增加抗病能力，改善蔬菜品质，便于蔬菜储存。13.3腐植酸肥料在农业上应用前景腐植酸类肥料无论从肥料耕作改革的迫切性，还是从其对农业生产的 科学性方面看，在农业上应用既有迫切性，又有其必要性。比较有发展前 途的几种类型肥料是：制造腐植酸颗粒复混肥料，其中腐植酸含量不要求 很高，主要起粘结剂，化肥增效剂，微量养分携载剂等作用。在可能条件 下，力求高养分含量的产品，但是也应该允许生产一些中等养分含量的品 种，便于综合利用。在这些腐植酸复混肥中应该特别主意经济作物专用肥 的开发（李善祥,1996）。另外发展和推广腐植酸叶肥，重点在于提高农产 品质量；同时，应用腐植酸类肥料是人类协调资源与环境关系的一种有效 手段，对人类长期的社会生活将起良好的生态效应。从目前的形势看，生 产和施用腐植酸类肥料是获得农作物丰产的一条经济有效的措施，对合理 利用资源，保护生态环境具有深远意义，其开发前景广阔，市场需求量大,社会经济效益高。13自制腐植酸线效肥的养分释放特征及其效应研究1.4腐植酸类肥料的作用机理腐植酸能够提高化肥利用率，这是上世纪我国农学家大量研究得出的 试验结论。但是为什么能如此有效？这是各个方面综合作用的结果。近几 年已经有这方面的报道。在肥料中腐植酸起主要作用的官能团是竣基和酚 羟基。1.4.1 腐植酸与氮和钾等阳离子的作用关于褐煤及草炭的吸附解吸性能的研究，目前多见于其对环境有污染 的重金属离子的吸附。而对N、P、K的吸附及解析的研究并不多见。李 光林(2003)等人研究了腐植酸对镉的吸附与解析特征，确定了平衡时间，酸度，分配比对吸附的影响。并分别研究富里酸和胡敏酸对镉的吸附解吸 特征。类似的研究报道很多。腐植酸能与各种离子发生交换作用，如：HA-COOH+NH?f HA-COONH4+ITHA-COOH+K*HA-COOK+H*HA-COOH+Mg2*f(HA-COO)2Mg4-2ir腐植酸不仅能与各种离子发生离子交换作用，因为其具