黃腐酸在果樹生產(chǎn)中的應(yīng)用

竇彥鑫，續(xù)海紅★，楊凱，石美娟，王蕓蕓，何美美

（1 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)果樹研究所，山西太原 030031：2 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)棉花研究所，山西運(yùn)城 044000）

黃腐酸是一種天然有機(jī)化合物，廣泛應(yīng)用于農(nóng)、林、牧、化工、醫(yī)藥、衛(wèi)生、環(huán)保等領(lǐng)域[1]。在農(nóng)業(yè)應(yīng)用上，大量研究證實(shí)，黃腐酸對(duì)果樹的生長(zhǎng)、發(fā)育及生理、生化等方面影響廣泛，尤其可增強(qiáng)果樹抗逆性能，開發(fā)潛力巨大。因此，對(duì)黃腐酸的研究不但具有理論研究的意義，更具有實(shí)際應(yīng)用的價(jià)值。

1 黃腐酸的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

腐殖酸（Humic acid，HA）是動(dòng)植物遺骸在微生物參與下經(jīng)過(guò)分解、轉(zhuǎn)化和一系列的地球化學(xué)過(guò)程衍變積累起來(lái)的一類成分復(fù)雜的天然有機(jī)高分子混合物[2]。黃腐酸（Fulvic acid，F(xiàn)A）是腐殖酸中分子量較小的有機(jī)芳香族類物質(zhì)，主要由C、H、O、N、S 等元素組成。相較于一般的腐殖酸，黃腐酸分子量小，滲透力強(qiáng)，能溶于水、稀酸、稀堿，抗絮凝性能好，易被植物吸收利用；黃腐酸結(jié)構(gòu)中含有羧基、酚羥基等活性基團(tuán)，具有較強(qiáng)的吸附、交換、絡(luò)合及螯合能力，化學(xué)活性和生物活性強(qiáng)[3-4]。

2 黃腐酸的來(lái)源及分類

黃腐酸按照來(lái)源的不同分為礦源黃腐酸（Mineral fulvic acid，MFA）和生化黃腐酸（Biochemical fulvic acid，BFA）。礦源黃腐酸是從風(fēng)化煤、褐煤、泥炭等不可再生資源中提取出來(lái)的，其組成結(jié)構(gòu)較為單一，主要是芳香族羧基羥基類物質(zhì)，有機(jī)質(zhì)純度很高，達(dá)到98%以上。生化黃腐酸是由秸稈等農(nóng)業(yè)廢棄物降解后產(chǎn)生的一類小分子化合物，除了芳香族羧基羥基類物質(zhì)外，還包含水溶性碳水化合物、氨基酸、蛋白質(zhì)、核酸、糖酸類物質(zhì)等，組成成分較為復(fù)雜，真正的黃腐酸有效組分只占其中一小部分[5-6]。

3 黃腐酸在果樹生產(chǎn)中的應(yīng)用

3.1 改良果園土壤

黃腐酸對(duì)果園土壤的改良主要通過(guò)協(xié)調(diào)、修復(fù)、藥肥增效、增強(qiáng)土壤酶活性等作用，提高土壤的生物學(xué)活性。

3.1.1 改善土壤孔隙。黃腐酸可通過(guò)促進(jìn)土壤形成團(tuán)粒結(jié)構(gòu)改善土壤孔隙狀況。黃腐酸進(jìn)入土壤中后迅速溶于水形成膠結(jié)物質(zhì)，使土壤單粒經(jīng)過(guò)逐級(jí)的膠結(jié)、黏合和團(tuán)聚作用凝結(jié)成高水穩(wěn)性的團(tuán)粒，增加土壤孔隙度，有利于土壤水、肥、氣、熱等各因素的協(xié)調(diào)和平衡[7-8]。

3.1.2 修復(fù)土壤。黃腐酸中富含羥基與羧基等活性基團(tuán)，且具有較大的比表面積和表面擴(kuò)張力，可以通過(guò)絡(luò)合、螯合、靜電吸附、表面吸附、離子交換等作用[9]，對(duì)金屬陽(yáng)離子進(jìn)行吸附和穩(wěn)定化作用，從而降低土壤中可溶性鹽濃度[10]和重金屬生物有效態(tài)含量，減輕土壤鹽堿化程度和重金屬污染，達(dá)到土壤修復(fù)的目的。

3.1.3 提高肥料和農(nóng)藥的利用效率。一方面，黃腐酸作為氮肥的緩釋劑和穩(wěn)定劑、磷肥的增效劑、鉀肥的保護(hù)劑，與氮肥、磷肥、鉀肥制成各種有機(jī)——無(wú)機(jī)復(fù)合肥，提高氮肥、磷肥、鉀肥的肥效。劉小媛等[11]研究發(fā)現(xiàn)，與單施化肥相比，配施黃腐酸能顯著提高冬小麥N、P 吸收效率和偏生產(chǎn)力；何流等[12]發(fā)現(xiàn)，化肥減量20%并配施黃腐酸，肥料偏生產(chǎn)力提高了12.45%。另一方面，黃腐酸可作為農(nóng)藥緩釋增效劑，與多種農(nóng)藥配合使用，或制成合劑，可降低毒性和殘留，節(jié)藥增效[13]。白燕等[14]報(bào)道，黃腐酸可有效降低氧化樂(lè)果、退菌特、殺蟲脒和殺滅菊酯對(duì)小鼠的急性毒性。郭艷春等[15]研究發(fā)現(xiàn)，噴施黃腐酸與退菌特復(fù)配農(nóng)藥可有效降低蘋果輪紋病和斑點(diǎn)落葉病的發(fā)病率，并且可使果品農(nóng)藥殘留降低50%以上。

3.1.4 增加土壤養(yǎng)分。黃腐酸可增強(qiáng)土壤酶的活性，增加好氧型細(xì)菌、放線菌、纖維素分解菌等土壤微生物的數(shù)量，提高有機(jī)質(zhì)的分解轉(zhuǎn)化速率，加快礦質(zhì)元素的釋放，增加土壤養(yǎng)分含量。

孫希武等[16]研究發(fā)現(xiàn)，硅鈣鉀鎂肥配施黃腐酸鉀后，有效提高了土壤酸性磷酸酶、脲酶和過(guò)氧化氫酶的活性，增加氮、磷、鉀、硅等礦質(zhì)元素的積累。劉佳歡等[17]研究發(fā)現(xiàn)，施用黃腐酸肥料后，土壤中細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量顯著增加，在黃腐酸肥料施用量為6g/kg 時(shí)種群數(shù)量達(dá)到最大值；土壤中酸性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶和過(guò)氧化氫酶的活性均有增強(qiáng)，在黃腐酸肥料施用量為10 g/kg 時(shí)土壤微生物的總體活性、物種的豐富度和均勻度、群落的多樣性及根際土壤微生物呼吸強(qiáng)度顯著增加。

3.2 促進(jìn)果樹生長(zhǎng)

黃腐酸可作為一種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑[18]，促進(jìn)果樹生長(zhǎng)、提高果樹產(chǎn)量和品質(zhì)。黃腐酸對(duì)樹體的直接影響是降低葉片蒸騰速率、提高光合強(qiáng)度、增加葉綠素含量、提高根系活力、促進(jìn)根系發(fā)育等，間接作用則與土壤的物理、化學(xué)和微生物特性的改善有關(guān)。孫山等[19]研究證實(shí)，對(duì)甜櫻桃扦插苗噴施黃腐酸，可減少樹苗蒸騰速率，提高水分利用率，提高扦插苗的移栽成活率。薛希紅等[20]研究發(fā)現(xiàn)，噴施生化黃腐酸液肥能改良土壤，改善根系生存環(huán)境，明顯促進(jìn)新根發(fā)生和生長(zhǎng)，有利于實(shí)現(xiàn)草莓優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)。大量研究表明，黃腐酸對(duì)果樹生長(zhǎng)的促進(jìn)作用機(jī)理，主要體現(xiàn)在2 個(gè)方面：一方面，黃腐酸通過(guò)提高樹體內(nèi)過(guò)氧化氫酶和多酚氧化酶等的活性增強(qiáng)生理代謝能力。另一方面，黃腐酸具有極強(qiáng)的表面活性、滲透性及粘著性，共同發(fā)揮促進(jìn)樹體吸收礦質(zhì)元素。表面活性可增大根系和葉片與礦質(zhì)元素的接觸面積，滲透性使礦質(zhì)元素更易于被細(xì)胞吸收，粘著性使礦質(zhì)元素不易被淋溶[21]。

3.3 提高果樹產(chǎn)量和品質(zhì)

黃腐酸通過(guò)絡(luò)合、螯合微量元素，提高微量元素從根系向枝葉、果實(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)能力，調(diào)節(jié)大量元素與微量元素的比例，激活相關(guān)酶，促進(jìn)糖類、蛋白質(zhì)、脂肪及各種維生素的合成運(yùn)轉(zhuǎn)效率，促進(jìn)細(xì)胞生理代謝的初級(jí)產(chǎn)物從葉片或根系向果實(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)，促進(jìn)果實(shí)膨大，增加果實(shí)產(chǎn)量，提高糖分和維生素C 含量，降低酸度，改善糖酸比，改善果實(shí)品質(zhì)[22]。胡小軍等[23]發(fā)現(xiàn)，噴施生化黃腐酸制劑有極顯著的增產(chǎn)作用，2 年的平均增產(chǎn)率分別為14.1%和15.1%，且單果大小適中，并有效改善了果實(shí)品質(zhì)，含糖量、硬度都有所提高，商品率達(dá)80%以上。馬煥普等[24]發(fā)現(xiàn)，對(duì)葡萄葉面噴施黃腐酸，可增加葉片中葉綠素含量，提高葉片光合速率，提高樹體的營(yíng)養(yǎng)調(diào)控能力，促進(jìn)N、P、K、Ca 等礦質(zhì)元素的吸收和利用，提高果實(shí)的品質(zhì)。何流[25]研究果實(shí)膨大期施用黃腐酸水溶肥對(duì)蘋果葉片生長(zhǎng)、果實(shí)品質(zhì)及產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，與對(duì)照組相比，不同濃度黃腐酸處理后，均提高了蘋果葉片葉綠素含量、葉面積和百葉重，改善了果實(shí)內(nèi)在和外在品質(zhì)，提高了蘋果單株產(chǎn)量，且單株黃腐酸水溶肥施用量以2.0 kg 為最佳。蘇長(zhǎng)青[26]研究發(fā)現(xiàn)，噴施黃腐酸鉀可增加黃冠梨單果重、體積質(zhì)量、可溶性糖、可滴定酸和維生素C含量，具有明顯增產(chǎn)和改善果實(shí)品質(zhì)的作用。韓玉國(guó)[27]發(fā)現(xiàn)，蘋果樹施用黃腐酸后，增產(chǎn)幅度可達(dá)4.88%～7.32%，平均單果重增加4.2%～8.4%，并改善果實(shí)性狀，可溶性糖含量提高0.38%～0.85%，果實(shí)品質(zhì)有所改善。此外，黃腐酸的活性基團(tuán)能絡(luò)合或螯合樹體內(nèi)的有害物質(zhì)（如化學(xué)農(nóng)藥類、重金屬類、抗生素類及硝酸鹽類），通過(guò)機(jī)體的代謝活動(dòng)排出體外，使有害物質(zhì)含量大大低于國(guó)家規(guī)定的綠色食品A 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，改善果品品質(zhì)，提高產(chǎn)品等級(jí)，達(dá)到增產(chǎn)效果[28]。

3.4 提高果樹抗逆性

大量研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)果樹受到水分、溫度、鹽和重金屬等逆境脅迫時(shí)，黃腐酸會(huì)增強(qiáng)SOD、POD、CAT 的活性，同時(shí)，可促進(jìn)脯氨酸等滲透物質(zhì)的積累，降低丙二醛含量，調(diào)節(jié)樹體內(nèi)活性氧含量，減輕膜脂的過(guò)氧化水平，保持了細(xì)胞膜的通透性和穩(wěn)定性，改善樹體的生理生化狀態(tài)，增強(qiáng)樹體對(duì)干旱、寒冷、鹽分和重金屬等的抗性。

3.4.1 提高果樹抗旱性?？购当憩F(xiàn)為降低果樹葉片氣孔開張強(qiáng)度，減少葉面水分蒸騰，降低葉片水分散失，改善樹體內(nèi)水分狀況；同時(shí)，促進(jìn)根尖分生組織細(xì)胞的分裂與增殖，增加根量，促進(jìn)根系延長(zhǎng)生長(zhǎng)，提高根系吸收水分的能力，提高樹體抗旱性能。韓玉國(guó)等[27]黃腐酸制劑處理可提高蘋果樹體的水分利用效率，節(jié)約灌溉水量約487.5m3/hm2。張常書[29]發(fā)現(xiàn)在干旱條件下，施用生化黃腐酸可縮小的蘋果葉片氣孔開度，減少葉片蒸騰，增強(qiáng)保水性能，且以1000 mg/L 噴施處理效果最明顯。

3.4.2 提高果樹抗寒性。梨樹二次開花現(xiàn)象已成為我國(guó)南方梨樹栽培區(qū)的障礙之一[30]，黃腐酸能延遲花期，有助于克服這一障礙。王俊杰等[31]研究發(fā)現(xiàn)，黃腐酸可預(yù)防李樹、桃樹花期寒害，達(dá)到延遲花期的效果。王寶申等[32]選擇8 年生富士蘋果，在花前、花后、果實(shí)膨大期各噴施1 次克旱寒（主要成分是黃腐酸）后發(fā)現(xiàn)，葉片變得厚且大，百葉重比對(duì)照顯著增加8.5g。選擇2 年生巨峰葡萄，在花前、花后、果實(shí)膨大期各噴施1 次克旱寒，同對(duì)照相比，應(yīng)用克旱寒的葡萄始花期提前3～5d，開花期提前2～3d，可提早3～5d 上市。

3.4.3 提高果樹抗鹽堿性。黃腐酸是一種有效的土壤改良劑，可通過(guò)理化作用降低土壤鹽分積累，緩解鹽脅迫對(duì)果樹生長(zhǎng)的抑制作用。唐雪等[33]將黃腐酸與脫硫石膏、稻殼進(jìn)行不同配比施用，通過(guò)田間試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，0～20cm 和20～40cm 土層pH 值分別降低了3.1%～9.0%和4.1%～8.5%；0～20 cm 土層中Na+、HCO3-和Cl-含量分別降低了2.7%～33.6%、6.1%～39.4%和18.0%～34.1%。鄭敏娜等[34]在研究不同添加劑處理對(duì)山西蘇打型鹽堿土鹽基離子等影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，黃腐酸處理均可提高各鹽基陽(yáng)離子的淋洗量，其中，Na+的累積淋洗量以黃腐酸處理的較高，說(shuō)明黃腐酸對(duì)Na+的吸附作用明顯，可顯著降低鹽堿土中的Na+含量，且認(rèn)為1.33%泥炭和黃腐酸混合物的淋洗效果最佳，在蘇打型鹽堿土的治理中應(yīng)優(yōu)先施用。

3.4.4 提高果樹抗病性。黃腐酸的表面活性大，可抑制真菌，增強(qiáng)細(xì)胞膜吸附能力，提高細(xì)胞膜滲透性，促進(jìn)細(xì)胞吸收與利用微量元素。微量元素可提高樹體內(nèi)多種酶的活性，預(yù)防腐爛病和根腐病，減少病蟲害的發(fā)生。張萌欣[35]研究發(fā)現(xiàn)，黃腐酸鉀濃度為0.3%時(shí)，對(duì)腐爛病的抑菌率達(dá)到85.88%。馬煥普[24]研究發(fā)現(xiàn)，黃腐酸可降低紅地球葡萄白腐病的發(fā)病率。大量研究發(fā)現(xiàn)，黃腐酸制劑對(duì)蜜桃、砂糖橘、獼猴桃和蘋果等的黃化病均有顯著的預(yù)防和治療效果[36-39]。

4 結(jié)語(yǔ)

施用黃腐酸是人類協(xié)調(diào)資源與環(huán)境關(guān)系的一種有效手段，具有良好的生態(tài)效益。并且黃腐酸在節(jié)肥節(jié)藥、增產(chǎn)增收中發(fā)揮了積極作用，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。但由于黃腐酸組成和結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各種有機(jī)組分的化學(xué)和生物效應(yīng)尚未完全厘清，再加上提取和加工工藝不同，制品效果差異較大。因此，還須探明黃腐酸的主要成分及效應(yīng)，改進(jìn)生產(chǎn)工藝，制定產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化配施技術(shù)，充分發(fā)揮黃腐酸的功效。