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腐植酸肥料的研究现状及展望
崔文娟1,2，牛育华1,3，赵冬冬1，骆
筱1，龙学莉4
（1.陕西科技大学教育部轻化工助剂化学与技术重点实验室，陕西西安710021；2.铜川职业技术学院，陕西铜川727031；3.陕西农产品加工技术研究院，陕西西安710021；4.西安长庆化工集团有限公司，陕西西安710018）
［摘
要］从腐植酸的来源、成分、提取等方面阐述腐植酸肥料的研发现状。重点介绍腐植酸固态肥料、腐植
酸液体肥及腐植酸保水型控释肥料的研究、开发及应用现状，对目前腐植酸肥料存在的问题进行分析，并对腐植酸类肥料的未来发展进行展望。
［关键词］腐植酸类肥料；研究现状；存在问题；展望［中图分类号］TQ444.6
［文献标志码］A
［文章编号］1007－6220（2016）09－0020－04
Current status and prospect of humic acid fertilizer
CUI Wenjuan 1,2，NIU Yuhua 1,3，ZHAO Dongdong 1，LUO Xiao 1，LONG Xueli 4
（1.Key laboratory of Chemistry and Technology for Light Chemical Industry ，Ministry of Education ，Shanxi University of Science and Technology ，Xi'an 710021，China ；2.Tongchuan Vocational and Technical College ，Tongchuan 727031，
China ；3.Shanxi Research Institute of Agricultural Products Processing Technology ，Xi'an 710021，China ；
4.Xi'an Changqing Chemical Group Co.，Ltd.，Xi'an 710018，China ）
Abstract ：The research and development status of humic acid fertilizer is introduced from the source ，composition and extraction of humic acid The research ，developing and application status of solid humic acid fertilizer ，liquid humic acid fertilizer and humic acid water-holding controlled release fertilizer are emphasisly introduced ，the current problems of humic acid fertilizer are analyzed,and ;the future development of humic acid fertilizer is prospected.
Key words ：humic acid fertilizer ；research status ；existing problem ；prospect
［收稿日期］2016-05-30
［作者简介］崔文娟（1975-），女，陕西铜川人，讲师，主要从事腐植酸肥料及土壤肥料的研究。
［通讯作者］牛育华，教授。E-mail ：346861777@ ［基金项目］陕西省农业科技创新资助项目（2012NKCO2-09）
随着农业的快速发展，化学农业为提高农作物产量，促进人类文明的进步和工业化的推进做出过重要的贡献［1-3］。但是，大量化学肥料的连续使用，不仅造成资源的浪费，增加农业生产成本，同时也使得土壤酸碱化程度剧增，导致土壤肥力下降，引起水体富营养化等一系列的环境问题［4］。
腐植酸肥料中含有大量的土壤有机质，可以促进植物生长发育，改良土壤结构，增强作物的抗逆性，改善植物的营养状况。腐植酸结构中含有大量的亲水基团，能够提高土壤的保水能力，减少农业生产活动中灌溉的次数。另外，腐植酸来源广泛，价格低廉，安全无毒，是一种环境友好型物质。因此，腐植酸肥料具有巨大的应用价值和开发前景［4-6］。1腐植酸肥料的研究概况
腐植酸是动植物遗骸经过微生物长期分解转化及化学反应积累起来的有机物质。腐植酸主要是由C 、H 、O 、N 等元素组成，分子结构复杂，一般认为单体分子是由芳环结构的化合物和含N 化合物及
带有侧链的稠环和杂环之间没有规律的缩合体系。腐植酸是一种天然有机分子聚合物，主要官能团有羧基、酚羟基、羟基、醌基、甲氧基、羰基等［7-9］。1.1腐植酸的分类
腐植酸可根据它的来源、溶解度不同进行分类。
腐植酸根据来源不同可以分为天然腐植酸和人工合成腐植酸［10］。天然腐植酸主要包括土壤腐植酸、水体腐植酸和煤炭腐植酸。人工合成腐植酸有化学反应合成腐植酸和发酵、氧化再生腐植酸。由于人工合成腐植酸的技术有限，目前，市面上的腐植酸主要以天然腐植酸为主。土壤和咸淡水中虽然含有大量的腐植酸，但是腐植酸的相对密度较小，
2016年9月第31卷第9期
磷肥与复肥
Phosphate ＆Compound Fertilizer
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几乎不可能作为资源开发，唯有一些低阶煤可以进行腐植酸的提取。腐植煤根据煤化程度的不同可以分为：泥煤、褐煤、风化煤（次烟煤）、烟煤和无烟煤。泥煤、褐煤和风化煤称为年轻煤，含有腐植酸，烟煤和无烟煤称为年老煤，不包含游离腐植酸［11］。
根据溶解度的不同，腐植酸可以分为黄腐酸、棕腐酸和黑腐酸3种［12］。黄腐酸又称富里酸，是一种棕黄色粉末状的物质，溶于水、酸、碱和醇，但不溶于其他有机溶剂；棕腐酸为棕色无定形粉末，不溶于水，溶于丙酮或乙醇；黑腐酸又称胡敏酸，不溶于水和酸，但是溶于碱。
1.2腐植酸的提取
以风化煤、褐煤、泥煤为原料，通过硝化、碱处理、酸化等步骤提取腐植酸（见图1）。具体步骤如下：称取煤样（风化煤、褐煤、泥煤）10g，加入250mL的三口烧瓶中，经预处理（空气氧化预处理、硝酸氧化预处理和超声波预处理）后，加入100mL一定浓度的碱溶液，搅拌，加热反应一段时间后，离心分离，取上层清夜，用6mol/L的盐酸调节pH至2左右，腐植酸作为沉淀析出，离心分离，干燥称质量并计算提取率（提取率=腐植酸提取量/煤样质量×100%）［13-15］。
1.3腐植酸类肥料的制备
传统的腐植酸肥料主要分为固体肥和液体肥两种。固体肥的制备主要是将腐植酸同尿素、磷酸二氢铵、氯化钾等营养物质进行共混，烘干研磨成粉末产品；液体肥料的制备方法同固体肥料比较相似，不同之处在于制备过程中主要是以易溶于水的黄腐酸为主要原料，配成水溶液，在室温下同含其他营养元素的溶液混合均匀，获得高浓度的腐植酸液态共混肥料，使用时需先进行稀释处理。
近年来，随着新型高分子保水材料的出现和控释肥料的迅速发展，新型功能肥料和特性肥料逐渐受到人们的高度关注［16］。长期以来，如何提高土壤的保水性和化肥的利用率是我国农业发展面临的两大难题。腐植酸保水型控释肥料既能发挥腐植酸改良土壤、促进农作物生长的功效，又能提高土壤的保水保肥能力，同时提高肥料的利用率，减少化学肥料的消耗量，达到节能减排的目的。腐植酸保水型控释肥料的制备途径主要3种：一采用水溶液聚合法将腐植酸同亲水性单体混合后，在引发剂与交联剂的作用下进行接枝共聚反应；二在合成保水剂的前提下，通过表面交联作用与保水剂进行复合；三通过包覆作用对腐植酸进行物理包覆，或者是腐植酸对其他营养元素进行包覆。
1.4腐植酸在复合肥中的化学反应
腐植酸结构中含有的羧基可以与碳酸氢铵发生反应生成腐植酸铵，不仅使不溶于水的腐植酸转化成易溶于水的腐植酸铵盐，而且可以减少因碳酸氢铵挥发造成的肥料流失。腐植酸具有络合效应，可以与土壤中存在的矿物质营养元素（Zn、Fe、Mg 等）形成金属螯合物，减少土壤中矿物质元素的流失，促进农作物生长。腐植酸结构中含有的氨基可以与丙烯酸等烯烃基亲水性单体发生聚合加成反应，分子基团上的羟基和羧基可以与亲水性功能单体上的羧基与羟基发生酯化反应，其次分子之间的羟基与羟基、羧基与羧基、羟基与羧基之间可以产生微弱的氢键作用力，形成具有三维空间网络结构的腐植酸保水型控释肥料［11-18］。腐植酸与碳酸氢铵、
Mg2+、丙烯酸发生的反应见式（1）、式（2）、式（3）。COOHROH+NH4
HCO3→HORCCONH4+H2O+CO2；（1）
；（2）
（3）
2腐植酸类肥料的研究和应用现状
2.1腐植酸固体肥料的研究及应用现状
腐植酸肥料是一种多功能型复合肥料，不仅可
以改良土壤结构还可以起到保水、保肥、促进农作
物生长的效果。王永强［19］等用腐植酸铵肥料在新
疆棉花产地中进行试验，结果表明：施用腐植酸铵
肥可以显著提高土壤细菌、真菌、放线菌种群数
量，最大提高比例分别为109%、100%、81%；施
用腐植酸铵肥可以显著提高土壤微生物中碳、氮、
磷的含量，最大提高比例分别为153%、200%、
229%，且能显著增加棉田土壤中蛋白酶、碱性磷
酸酶和多酚氧化酶活性。当腐植酸铵肥施用量为
450kg/hm2时，土壤中微生物活性最大。杭波［20］等以
蒙古风化煤为原料，碳酸氢铵为氨化剂，将两者在
常温下进行反应生成腐植酸铵，并将其应用于小麦
的成长生根过程中，探讨碳酸氢铵用量、风化煤用
量、水分用量、反应天数对氨化试验的影响，结果
表明：碳酸氢铵与风化煤的质量比为1.7∶10.0，图1腐植酸的提取步骤
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