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大白話掀開腐植酸神秘面紗

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大白話掀開腐植酸神秘面紗
作者:鞏飛飛   來源:農民日報   時間:2016年07月20日   瀏覽量:112

腐植酸說,雖為植物營養界元老,但我地位相當尷尬

公元1786年,其時乾隆當政,也就是電視劇《還珠格格》演繹的小燕子進宮的大致時間,歐洲有位叫艾卡德(Achard)的人,一直在思索一個問題——土壤是由啥組成的?為啥植物能在土壤里生長,而不能在空氣中長?依照當時的技術手段,他做了非常詳盡地分析。就在這一年,他基本搞明白了,土壤是由很小的砂礫、一部分水、一部分有機物組成的。沙子沒啥好研究的,水也了解得差不多了,那么剩下的這部分有機物就比較耐琢磨——它由動植物殘體腐敗之后形成,所以由此得名腐殖質。

總結幾千年來的種植經驗,人們發現土壤中腐殖質越多,土壤肥力越高。以至于在發現腐殖質后不久,大家都覺得其才是作物生長的原動力,作物要長大就得把土壤中的腐殖質吸收轉化成作物體內的營養物質。所以,在人們的認知里,腐殖質一度比光照、空氣和水分還重要。

隨著研究的進展,尤其植物光合作用的發現,腐殖質的地位一落千丈。光合作用表明,植物主要積累的物質是來源于空氣中的二氧化碳,與土壤中的腐殖質沒有多大關系。然后,令人質疑的問題隨之顯現,一個在土壤中占據相當分量的東西,卻看起來沒什么用,而事實上少了這種東西,作物又長不好,實在太矛盾。

我們中國人喜歡論資排輩,若論被發現的時間前后來算,1807年發現的鉀元素都得叫腐殖質的主要存在形式——腐植酸一聲“前輩”,另外氮元素也比腐植酸晚發現,可惜至今大家都知道氮長葉子鉀長果,腐植酸長啥不知道。

腐植酸說,你真以為我在土壤里是“白吃干飯”的

沈陽農業大學的趙洪亮等人研究發現,如果土壤中只有細小的沙子和水,那么沙子很容易崩解。這樣大家就明白了,腐植酸原來是土壤砂礫的粘合劑,可以讓土壤形成一定的支撐力,支撐作物生長。例子反舉一下更簡單:行走沙漠容易陷進沙里,但在你家田里走,怎么也難陷進去吧?

中國礦業大學李威等人通過實驗發現,如果給沙注入水,那么溫度一高,水分很快就被蒸發了。如果在沙中加入過多的水,水很快就會滲走,但如果在沙和水中摻進腐植酸,水分不僅蒸發得慢,有些和腐植酸深度親和的水分子甚至極難流失。再用等量的沙摻入腐植酸后,能吸附更多的水,且不易流失。所以說,腐植酸是土壤的保水劑。

隨著技術的進步,人們對腐植酸的認識也越來越深入。研究發現,腐植酸具有“博愛精神”,它有很強的螯合能力,幾乎能螯合所有植物生長所需的營養元素,“占有欲”超強。何謂螯合?舉個例子,土壤中有很多的碳酸根離子,植物生長所需的鈣離子人緣好,一不小心就被碳酸根離子“勾搭”形成碳酸鈣,也就是大理石的主要成分。你不能指望植物吸收大理石補鈣吧,所以鈣離子不被吸收就相當地郁悶了。但是,如果有了腐植酸就不一樣,它會把鈣離子牢牢“抱在自己的懷里”,防止它和碳酸根離子接觸,如此鈣離子就不會被固定。所以說,腐植酸又是土壤礦質元素的活化劑和保肥劑。

近年農田化肥使用過量,土壤不是酸化就是鹽堿化。酸要靠堿來中和,堿要靠酸來調理。在化學實驗中,有一類物質叫做“pH緩沖劑”,緩沖劑既有酸的性質,又有堿的性質。當把酸加入緩沖劑中后,緩沖劑發揮自己堿性,中和酸帶來的影響,使酸化程度變得很慢。所以說,腐植酸還是土壤酸堿性的緩沖劑。

觀察腐植酸分子結構圖,分子中同時包含了堿性基團和酸性基團。

其實,腐植酸類物質能在酸性土壤有好的表現,關鍵在于它能螯合有毒性的鋁離子。實驗數據表明,酸性土壤中鋁離子含量超量。把鋁離子包裹起來,不讓它和植物接觸,同理還有重金屬如鉛鎘。所以說,正因此獨特的性質,使得腐植酸成為土壤解毒劑。

除了上述這劑那劑之外,腐植酸還可起到提高地溫、降低電導率(即壓鹽)、改善團粒結構、提供微生物碳源等作用。

腐植酸說,我被植物吸收了更牛,雖然量不用多

有些人容易發胖,有些人吃再多也難胖,差異主要在于腸道的吸收能力。同樣吃兩饅頭,瘦子吃完了吸收1個,胖子吃了能吸收兩個。同理,給地里施10公斤復合肥,有些吸收能力強的作物能利用5公斤,吸收能力差的作物只能利用1公斤,于是長勢和產量就會產生差異。腐植酸最牛的優點,就是能改善細胞膜的通透性,讓營養元素更易進入細胞內,加速根細胞對氮磷鉀等的吸收。

如果一個人得了貧血,怎樣讓他恢復健康?途徑一是加強營養,吃飽吃好。二是補充鐵元素,提高血紅蛋白活性。三是同血型輸血。哪種更快呢?明顯第三種。同理,當植株長勢弱,需要補充營養,怎樣讓他更快恢復長勢?途徑一是補充氮磷鉀等營養元素。二是提供足夠的水及二氧化碳,增加光合作用產量。三是直接提供體內所需的木質素、蛋白質、糖類等。哪種更快呢?也明顯第三種。所以,只要腐植酸類的物質被葉面、根部吸收,很容易轉化成作物自身難以合成的木質素,恢復長勢。由于木質素在植物體內難以合成,一旦供應充足,你會發現果面、葉面、莖稈表面光潔油亮。為啥?請看腐植酸分子和木質素分子結構圖。

他們是不是很像?像就對了,國際上有種理論認為,腐植酸由木質素轉化而來。

大家都希望作物增產,那么增產的本質是什么?兩條途徑:一是增加作物果實細胞數量,二是增大細胞體積。腐植酸恰好對這兩個方面都有促進作用。

這里重點說明一下細胞增大。大家都知道,植物細胞要伸長變大可不容易,因為植物細胞有細胞壁,一旦細胞壁形成,這個細胞的體積基本就固定了。這和蛇蛻皮很像,一條蛇要長大,必須把限制它長大的那層皮蛻掉。但是植物細胞不具備把細胞壁也蛻掉的能力,所以細胞壁從根本上限制了細胞的大小。但是,細胞壁并非瞬間形成,它長了一定時間就不再長了,具體來說,就是細胞壁上會結合很多的脯氨酸,這些脯氨酸和細胞壁結合會在亞鐵離子(Fe)的參與下變成羥脯氨酸,當羥脯氨酸積累到一定程度時細胞壁就不長了。這句話信息量比較大,也就是說鐵元素施用過量會致細胞變小,植株矮小發育不良,你看出來了嗎?所以,為讓細胞壁長下去,減少羥脯氨酸的積累是關鍵。而腐植酸恰好特別喜歡“擁抱”亞鐵離子,讓亞鐵離子和脯氨酸不那么容易接觸,從而讓細胞壁盡量多長一些,植物細胞的體積就會更大一些。除此之外,進入細胞內的腐植酸還能增加酶活性,促進蛋白質合成。

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