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氨基酸、黄腐酸、腐植酸:三大生物刺激剂的作用与区别!

2017-04-11 20:40:43
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在农化产品分支中,有一个古老而新颖的品类——生物刺激剂。

 

根据欧洲生物刺激剂行业委员会(EBIC)的定义:内含某些成分和(或)微生物的物质,当施用于作物或其根际周围时,能够促进作物的自然生理代谢,增强营养物质的吸收及利用,提升非生物胁迫抗性,提高品质和产量。

 

按照来源划分:包括腐殖酸、氨基酸,小分子肽,低聚多糖,海藻多糖类,壳聚糖,糖蜜发酵物,土壤有益微生物及其代谢产物,生物碱(甜菜碱)等。

 

下面来重点介绍一下,氨基酸、黄腐酸、腐植酸的作用和区别。

 

 

氨基酸

 

氨基酸(amino acid)是含有氨基和羧基的一类有机化合物的通称。生物功能大分子蛋白质的基本组成单位,是构成动植物营养所需蛋白质的基本物质。是含有碱性氨基和酸性羧基的有机化合物。氨基连在α-碳上的为α-氨基酸。组成蛋白质的氨基酸均为α-氨基酸。在植物上的作用之一就是直接参与植物的各种生理活动和植物内源激素的合成。

 

生产方法

 

①酸水解法

生产成本低,工艺相对简单,采用盐酸或硫酸进行水解处理。

特点

● 酸解时羟基氨基酸(丝氨酸、苏氨酸)部分被分解。

● 碱解时精氨酸会脱氨损失,这些氨基酸对植物有特定的生长调节作用。

● 色氨酸完全被沸酸所破坏,色氨酸是植物生长素合成前体,损失会影响植物生长素含量。

● 核苷酸含量低,多数被破坏。

● 生产出的氨基酸中氯离子含量高。

 

②发酵法

可分为直接发酵法和添加前体法。

特点

● 对发酵菌种要求严格。

● 产物浓度低,水解度难以控制,生产周期长。

 

③酶解法

与酸水解法相比,成本相对较高。

特点

● 氨基酸种类保留比较全面,寡肽含量较高。

● 有害物质少,有益成分不易被破坏,活性高。

 

氨基酸(肥)的功能作用

 

氨基酸肥是以植物氨基酸作为基质,利用其巨大的表面活性和吸附保持能力,在用作肥料时,会添加一些植物生长发育所需要中微量元素(钙、镁、铁、铜、锰、锌、硼、钼等),经过鳌合(络合)形成的有机、无机复合物;既能保持大量元素的缓慢释放和充分利用,也能保证微量元素的稳效和长效;能增强植物呼吸,改善植物氧化还原过程,促进植物的新陈代谢的良好作用。同时,还能促进光合作用和叶绿素的形成,对氧化物活性酶类活性、种子发芽、营养物质吸收,根系生长发育等生理生化过程均有明显的促进和激活作用。尤其是它与植物的亲合性是其它任何一种物质所无法比的。

 

整体而言,氨基酸的作用如下:

①为蛋白质合成提供基本成分。

 

②为植物提供优质的氮源、碳源和能量。

 

③为根际微生物提供营养(腐生菌)。

 

④钝化多种重金属元素,减轻其毒副作用,降低肥害;对硝酸盐也有一定的抑制作用。

 

⑤抗逆作用:提高作物对干旱、高温、盐胁迫等耐受能力,尤其小分子肽(少量氨基酸聚合物)能清除自由基、抗氧化、抗重金属毒害的能力,修复作物病害作用极强。

 

⑥络合(螯合)多种中微量元素,为植物提供稳定的螯合(络合态)矿质元素(钙镁锌铜锰铁等),能快速被植物吸收和利用;

 

 

黄腐酸

 

矿物源黄腐酸(Fulvic Acid,简称FA)是一种从天然腐植酸中提取的短碳链分子结构物质,是腐植酸中分子量最小,活性基团含量最高的水溶性部分,其功能基团相互作用,反映出多种特定的物理化学特性,进入植物机体后,能发挥出多种多样的生理功能,通过抑制或激活酶而作用于植物机体的新陈代谢,反映出明显的刺激作用,通过内源激素的分泌、调节及提高机体免疫功能而发挥治疗作用。

 

功能特性

 

黄腐酸具有腐植酸的一般特性,即:一是它的分子量较小而易被生物吸收利用;二是它的功能团含量较多,比一般腐植酸的生理活性大,对金属离子的络合能力比较强;三是腐植酸可直接溶于水,这些盐的水溶液成碱性,而黄腐酸可直接溶于水,其水溶液成酸性。

 

矿物源黄腐酸属于广谱植物生长调节剂,用当下最时髦的说法,应该称之为生物刺激剂,有促进植物生长尤其能适当控制作物叶面气孔的开放度,减少蒸腾,对抗旱有重要作用,能提高抗逆能力,增产和改善品质作用。

 

矿源黄腐酸的功能作用

 

①激发植物活性:具有高生物活性功能的未知的促长因子,能增强了植物株内氧化酶活性及其他代谢活动。虽然黄腐酸不含激素类物质,但使用过程中却表现出来与化学合成的生长素,细胞分裂素、脱落酸等多种植物激素相类似的作用,且对植物的生长发育起着全面的调节作用。

 

②增强作物抗逆性:矿源黄腐酸具有抗寒抗旱的显著功能。

 

③缓释肥料:改善化肥及农药利用,改良土壤团粒结构。

 

④螯合中微量营养元素:络合能力强,提高植物微量元素的吸收与运转,使其更好地为植物利用。

 

⑤防治植物病害,增强抗病性:矿源黄腐酸作为农药增效剂来提高防治效果,但是不能替代农药。

 

⑥抗絮凝、具缓冲,溶解性能好:与金属离子相互作用能力强。其抗絮凝能力明显高于腐植酸及同类产品,可溶于pH1~14的任何酸碱性水,在高钙镁硬水饱和盐水中絮凝不沉淀,且稳定性好,抗电解质能力强。

 

 

腐植酸

 

 

腐植酸(HumicAcid,简写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,以及一系列复杂的地球化学反应过程和积累起来的一类有机物质。它是由芳香族及其多种官能团构成的高分子有机酸,具有良好的生理活性和吸收、络合、交换等功能。

 

腐植酸的分类

 

腐植酸的主要元素组成为碳、氢、氧、氮、硫,是一种多价酚型芳香族化合物与氮化合物的缩聚物。广泛分布在低级别煤炭、土壤、水域沉积物、动物粪便、有机肥料、动植物残体等中。

 

按照在溶剂中的溶解性和颜色分类,可分为三个组分:①溶于丙酮或乙醇的部分称为棕腐酸;②不溶于丙酮部分称为黑腐酸;③溶于水或稀酸的部分称为黄腐酸。

 

腐植酸的功能作用

 

①刺激生理代谢

腐植酸含有多种活性功能基因,可增强作物体内过氧化氢酶,多酚氧化酶的活性,刺激生理代谢,促进生长发育。如腐植酸能促使种子提早发芽,出苗率高,在低温下尤为显著;能刺激根系极端分生组织细胞的分裂与增长,使幼苗发根快,此生根多,根量增加,根系伸长,使作物吸收水分、养分能力增加。因此,养分供应充足,作物茎快健壮,枝叶繁茂,光合作用增强,加速养分向子实体转移,促进果实提前着色成熟。

 

②改变化肥特性

腐植酸含有羧基,酚羟基等官能团,有较强的离子交换和吸附能力,能使碳铵减少铵态氮的损失,提高氮肥的利用率。经氧化降解的硝基腐植酸,可抑制尿酶活动,减少尿素挥发。降解的硝基腐植酸增加磷在土壤中移动的距离,抑制土壤对水溶性磷的固定,使速效磷转化为迟效磷,促进根系对磷的吸收。腐植酸与难溶性微量元素可以发生螯合反应,生成溶解性好可被作物吸收的腐植酸微量元素螯合物,从而有利于根系和叶面吸收微量元素。

 

③改良土壤结构

腐植酸可以促进土壤团粒结构的形成,调节土壤pH值,调节土壤水、肥、气、热等状况,提高土壤交换容量,达到酸碱平衡,提高土壤保水保肥能力,促进土壤微生物的活动,使好气性的细菌、放线菌、纤维素分解菌的数量增加,加速有机物质的分解转化,促进营养元素释放,便于作物吸收营养。

 

④增强抗逆特性

腐植酸能减少植物叶片气孔张开强度,减少叶面蒸腾,从而降低耗水量,使植株体内水分状况得到改善,保证作物在干旱条件下正常生长发育,增强抗旱性。腐植酸多为两性胶体,表面活性大,对真菌有抑制作用,可增强作物坑寒性,易被细胞膜吸附,改变细胞膜参透性,促进无机养分的吸收,防止腐烂病、根腐病,减少病虫害。

 

⑤改善子实质量

腐植酸可以与微量元素形成络合物或螯合物,增加微量元素从根部向叶部或其它部位运转的数量,调节常量元素与微量元素的比例和平衡状况,加强酶对糖分、淀粉、蛋白质、脂肪及各种维生素的合成运转。可促进酶的活性,使多糖转化为可溶性单糖,使淀粉、蛋白质、脂肪物质的合成积累增加,加速各种代谢的初级产物从茎叶或根系向果实、种子运转,使果实丰满、厚实。

 


文章内容由段洪涛(肥料湘军)整理编写,转载请注明出处。段洪涛,长沙孟葆隆、湖南华垦创始人,湖南农大植保学院客座教授,精通水溶肥料生产技术,并专注矿质腐植酸、海藻肥料的研究与应用,并颇有建树,同时也是农资互联网社区营销理论与实践的先锋人物。

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