摘要:腐植酸在医药、农业等方面有着广泛的用途。本文综述了腐植酸肥料在烟草生产上的应用研究进展,并简述了腐植酸农药的研究概况,探讨了腐植酸在烟叶农残控制上应用的可能性,为腐植酸在烟草生产上应用提供一定的理论基础。
关键词:腐植酸; 烟草; 腐植酸肥料; 腐植酸农药
腐植酸(humic acid简写为ha)是动植物遗骸,主要是植物的遗骸,经过微生物的分解和转化,以及地球化学、物理的一系列变化过程积累起来的一类大分子有机弱酸混合物[1]。腐植酸是一种天然的有机大分子化合物,它在农业方面的作用主要有:改良土壤、增进肥效,刺激植物生长,增加植物抗逆性,改善植物的品质。腐植酸在烟草生产上的应用研究主要是其作为肥料和与农药配合施用两个方面。
一、腐植酸肥料在烟草生产上的应用
肥料种类对烟草生长、烟叶的外观品质和内在质量及烟叶产量都有重要的影响[2]。目前腐植酸在烟草生产上的应用研究主要集中在肥料利用方面。腐植酸能够降低烟株根区土壤的ph值,这对于石灰性土壤而言,恰恰有利于烟草的生长[3]。另一方面烟草施用腐植酸有机肥料能增加植烟土壤的贮水量,减轻干旱对烟草生长的影响,促进烟叶生长发育, 并可在一定程度上改善烟叶外观质量,增加烟叶产量,协调烟叶主要化学成分[4]。李广才等[5]在盆栽试验中发现,施用腐植酸和饼肥可使土壤ph值下降,改善水肥条件,优化烟草生长环境,从而促进烟株早发快长;烟叶干物质积累和烟株根系体积明显增加,并对后期叶绿素a降解和成熟落黄有较好的作用。成绍鑫[6]发现腐植酸对硝化细菌活性有抑制作用。试验研究表明,在尿素中添加2%-20%的腐植酸物质,在土壤中保持35天内,总抑制率达69.3%。62天后含腐植酸的尿素比普通尿素在土壤中多保留42%-50%的氮。陆欣等人[7]认为腐植酸对土壤脲酶活性具有抑制作用,可维持在100天左右。汪耀富等[8]研究发现:烟田施用腐植酸可以提高烟株氮、磷、钾、铁的含量,且随腐植酸用量的增加,烟叶产量、上等烟比例和烟碱含量显著增加,还原糖含量明显下降。梁文旭[9]认为ha能够提高叶绿素含量和光合速率,从而改善烟株光合性能,为烟叶干物质积累和品质形成提供充足的c来源,同时ha能促进烟株生长前期硝酸还原酶活性的提高,并能使烤烟在成熟阶段硝酸还原酶活性适时衰竭下去,从而使烤烟前中期维持较高的氮代谢水平,为烤烟旺盛生长提供充分的氮素营养,并能使烟叶正常成熟落黄。ha 的作用还改善了烤烟对矿质元素的吸收和利用,烤后烟叶内的磷、钾、镁、锌、硼等矿质元素含量都有不同程度的提高,烤烟的矿质营养趋于协调和平衡,烤烟的产量、产值、上等烟比例随之得到提高,烟叶内的烟碱和致香物质等内含物质的含量更趋协调,糖蛋比、糖碱比、氮碱比等各项品质指标更趋合理。孙梅霞等[10]研究发现,施用腐植酸能够防止土壤水分散失,促使烟株早发,并使烟株持续稳定增长。可使烟株形成合理的冠层结构,叶面积指数较大,散射辐射光透过率高,叶分布均匀,能够充分利用光能,利于光合作用的进行。靳志丽等[11]对腐植酸和基肥混施进行了烤烟盆栽试验,结果表明,腐植酸能有效刺激根系的生理活性。提高根系抗坏血酸氧化酶、多酚氧化酶等呼吸酶的活性,增强根系的活力,并能有效促进烤烟根系生长,根干重、体积和长度均有提高。在一定用量范围内,随用量的增加,ha对根系生长和活力作用效果逐渐增强,但超过一定范围,作用降低,甚至会出现负效应。因此,各地在使用前要进行ha用量试验,找到与本地区栽培条件相适宜的最佳ha用量范围。
袁秀云等[12]的研究结果表明:从根系发育的整个过程看,饼肥和腐植酸与化肥配合施用比单施任何一种肥料更符合烤烟生长的需肥规律。据刘卫群等[13]研究,腐植酸+化肥能够改善烟株现蕾期以后碳氮代谢的适时转化,可能是由于腐植酸的高分子有机结构可吸附较多的矿质元素并缓慢地释放,供烟株吸收利用所致。同时,腐植酸对所施的化肥也起到一个缓冲和持续释放肥力的效应。姚志新[14]认为腐植酸复混肥是一种新型的烤烟根施肥料,在半干旱原区施用,具有肥效高、释放性强、氮、磷钾主要养分含量较协调,能较好地满足烤烟生长的需肥规律。这些研究说明腐植酸和其它肥料配合施用比单施腐植酸更符合烟株在整个生育过程中营养的均衡,这也说明腐植酸复混肥的研制是有必要的。云南满好肥料有限公司在烟叶公司土壤普查的基础上,开发了以腐植酸为原料,适合云南烤烟各阶段生长需求及土壤特点的腐植酸有机-无机烟草复混肥。发现使用腐植酸有机-无机烟草复混肥比国产某复混肥烟叶增产11.6%,上等烟比例提高24.26% ,上中等烟比例提高9.97%,氮的利用率提高约20%,同时改良土壤,增强了烟叶的抗病害能力[15]。
二、腐植酸农药研究概况
近年来,腐植酸与农药的研究成为热门。当前,在我国农药工业中高毒、低效、长残留农药还占有相当大的比例,解决这部分农药的途径有三个,一是研发高效、低毒、低残留,对环境无污染的新型农药,这需要投入大量的资金和时间;二是淘汰一些不符合环保要求的农药;三是改造原有的农药,研发农药高分子复合体,使原来的高毒、低效农药,成为环保农药。腐植酸与农药结合,构成的农药高分子复合体是创建或改造原有农药成环保农药的最佳途径之一[16]。腐植酸与农药二者之间的关系,主要是通过离子键、氢键、质子转移、电子转移、络合等相互作用而生成的一种新型的农药高分子复合体。我们可以简称为腐植酸环保型农药。即它不同于腐植酸,也不同于原来农药体。研究表明腐植酸类物质对农药的作用主要有:(1)对农药的缓释增效作用[17-18]。主要是因为腐植酸有表面活性剂的功能,能降低水的表面张力,对农药起乳化分散作用。(2)减小农药的分解速率,提高农药稳定性[19]。因为腐植酸的弱酸性和缓冲性能,恰好与大多数农药在此条件下存在稳定相一致,是较好的农药稳定剂。(3)降低农药毒性[20]。农药在生物体内的蓄积随腐植酸浓度的增加而减少,农药急性毒性呈相同的下降规律,使高毒农药低毒化,使农药进入植物组织内的量减少1/2及以上。据报道,腐植酸可降低农药急性毒性的有拟除虫菊菌脂类农药(如氰戊菊酯,溴氰菊酯、辛硫磷-氰戊菊酯混剂等)、有机磷类农药(如二嗪农、甲基对硫磷等)。(4)可以作为农药的吸附剂,减少农药进入环境的量。腐植酸在通常情况下连接成纤维,具有较大的比表面,丰富的微孔结构,因此,对多种物质具有较好的吸附作用,通常可吸附自身重量1-2倍的农药。腐植酸的这些特性使得腐植酸类农药在调控有害生物与有害微生物种群,维护生态平衡,降低农药用量,维护自然净化力等方面比原有农药效果更好,是今后农药发展的方向之一[21]。上述研究为腐植酸在作物和土壤农药残留控制上应用提供了新的思路,吉林通化广田经济技术开发有限公司研制出了一种腐植酸农药残留降解剂,在人参、蔬菜、果树等作物农药残留控制上示范已经取得很好的效果[22-24]。
三、结语
腐植酸物质作为肥料在烟草生产上使用已有诸多报道,它主要是能改良植烟土壤团粒结构,增加土壤中有机质含量,提高化肥的利用率,促进烟草中酶的活性,增强烟株的抗逆能力,从而表现出能促进烟草的生长发育,进而提高烟草的产量与品质。进一步摸清腐植酸对烟草生长发育的作用机理,进而配制更加符合烟草生长发育需要的腐植酸有机无机复混肥是今后有待研究解决的问题。而烟叶生产中广泛、大量和长期使用化学农药造成了烟叶中农药残留的增加,部分烟叶农药残留超标问题将可能成为未来限制我国烟叶发展的不安全因素,但是烟叶农药残留控制还没有一套可行的方法,由腐植酸类物质对农药有四大作用,可以预见腐植酸将在植烟土壤保护和烟叶农药残留控制上发挥越来越重要的作用。