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腐植酸在土壤根际生态系统中的作用


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近些年种植户发现:肥料施了不少,却不见产量增加;作物病害越来越多,也越来越难控制;肥料种类施了很多,但品质却没有提升;叶面补充了不少微量元素,黄化缺素现象却总会卷土重来….通过检测和评估,农技专家给出结论:土壤出问题了。


这时人们才将目光从植株上转移到了土壤。是的,土壤生病了:土壤板结了;酸化了;盐渍化了;土味没了…….怎么回事?土壤生态系统出现故障了,对于农作物来说,作物的根际生态系统亮红灯了。


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(图1)


根际生态系统是土壤-微生物-植物生态系统物质交换的活跃界面如图1。1904年,德国微生物学家Lorenz Hiltner提出了根际概念,他将根际定义为根系周围,受根系生长影响的土体。植物是第一生产力,植物将光合作用以根系分泌物和植物残体形式释放到土壤中,供给土壤微生物碳源和能源;微生物则将有机养分转化为无机养分,以利于植物吸收,同时微生物又是土壤构成中重要的组成部分;土壤为植物生长提供了媒介,为微生物提供了栖息地,是地表水的过滤系统,也以有机质形式储存了碳。当土壤,微生物,植物三者系统有效运行,处于平衡状态时,土壤最为健康。一旦一方运行出现故障时,整个根际生态系统就开始崩溃。



土壤中的腐植酸是土壤家族中除矿物质,空气,水之外的另一核心成员。土壤腐植酸是指有机质经过微生物分解后再合成的一种褐色或者暗褐色的大分子胶体物质,与土壤矿物质土粒紧密结合,是土壤有机质存在的主要形态类型,占土壤有机质总量的85%-90%。

土壤腐植的作用主要有以下三点:
一:效的改善土壤理化性状和生物特性,疏松土壤,增强土壤的保肥供肥能力,为作物生长创造良好的土壤条件。腐植酸是土壤团聚体的主要胶结剂,土壤中的腐植酸很少以游离态存在,因为其长带负电荷,多数和矿质土粒相互结合,通过官能团、氢键等机制(如图2),以胶膜形式抱被在矿质土粒的外表,形成有机-无机复合体,储蓄了养分。而胶体空隙大小合理是高产土壤的基本要素。

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(如图2)



二:为土壤微生物活动提供能量和养料,促进微生物活动,加速有机质分解,产生的活性物质等能促进作物的生长和提高农产品品质;促进了微生物活性,进而使矿物质营养转化为植物更容易吸收的有机形式。土壤微生物群落越健康,种类越多样,土壤就越肥沃;有益微生物群落越活跃,由于竞争排斥作用,病原体就越少。

三:腐植酸分解产生的有机酸还能促进土壤和化肥中矿质养分的溶解,有利于作物吸收,提高肥料利用率。

当土壤被过度用于作物生产而没有恢复有机质和养分含量时,养分循环被破坏,土壤肥力下降,土壤生态系统的平衡被破坏。而没有及时补充腐植酸,植物就无法获得有效的养分,这又助长了肥料的过度施用,进而损害了植物的健康,也破坏了土壤-微生物-植物的根际生态系统,从而导致土壤酸化,土壤板结等一系列的次生反应。

怎么解决呢?
第一种是以添加腐植酸产品,启动整个生态系统的正常循环。这就要求添加的腐植酸既可补充土壤中的腐殖质成分,又可提供给微生物养分,促使微生物活化,恢复土著微生物的生态系统。这就对于腐植酸品质要求很高。
第二种:增加土壤微生物,以启动整个生态系统。这点选择适合微生物是难点和重点。因为这种微生物既要有能够存活并能有效激活整个系统,同时不能破坏土壤原微生物系统的平衡。
第三种:前两者兼而有之。
总之,笔者认为腐植酸作为土壤改良产品,既不损害生态环境又能改善土壤质量,培育地力,是修复根际生态系统的最佳选择。

选择合适的腐植酸产品这时就显得尤为重腐植酸广泛存在与土壤,泥炭和分化煤中,对作物的生长以及营养物质的吸收具有重要作用。在现代分组方法中,根据腐植酸的活性成分,将腐植酸分为黄腐酸,棕腐酸和黑腐酸BHN又为其增加一种:有机酸小分子片段(MCT).即 腐植酸分为:黄腐酸,棕腐酸,黑腐酸和有机酸小分子片段(MCT).(如图3),黑腐酸是腐植酸中既不溶于碱也不溶于酸的部分;胡敏酸是腐植酸中溶于碱而不溶于酸的部分,黄腐酸是腐植酸中既溶于碱有溶于酸的部分。黑腐酸和胡敏酸有大于1000个碳环,黄腐酸约有100个碳环,MCT约有10个碳环。土壤CEC可以表征土壤肥力的大小,CEC越高,土壤肥力越好。 MCT的CEC在2500,黄腐酸的CEC在800-1500,棕腐酸和黑腐酸CEC更低. 所以由此可判断相较棕腐酸,黑腐酸和黄腐酸,MCT产品在施入到土壤中后可以有效提升肥力,进而帮助土壤启动健康生态系统。


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3微碳技术®小分子有机酸片段与腐植酸、黄腐酸分子量的比较


附:优马®腐殖质类产品的优势



优马®所有产品的核心成分来源于爱达荷州的风化褐煤矿源
风化褐煤是一种软煤,高度富含碳元素。优马®的风化褐煤非常稀有,该矿源从未经过挤压或受热形成煤炭,也从未受过海水或盐碱水的侵蚀,所以不含任何重金属成分。在过去的40多年里,优马®不断地改进完善工艺,利用先进的技术加速风化褐煤中腐植酸和黄腐酸的天然转化进程,并进一步生产出一种富碳氧的小分子有机酸片段,可作为高效载体提高肥料和农药的吸收利用率。这种片段的分子量小于500,碳环数小于10个,因此具有极大的比表面积和官能团数目,易于和营养元素结合。其作用机理和腐植酸、黄腐酸类似,且因为具有极小的分子量,能够更有效的运用在植物生产中,显著提高养分吸收效率,避免叶面施肥中肥料对叶片的灼伤。这项技术被命名为“微碳技术”,简称“MCT”,是优马®的核心专利技术。


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