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腐植酸說(shuō)，雖為植物營(yíng)養界元老，但我地位相當尷尬
公元1786年，其時(shí)乾隆當政，也就是電視劇《還珠格格》演繹的小燕子進(jìn)宮的大致時(shí)間，歐洲有位叫艾卡德（Achard）的人，一直在思索一個(gè)問(wèn)題——土壤是由啥組成的？為啥植物能在土壤里生長(cháng)，而不能在空氣中長(cháng)？依照當時(shí)的技術(shù)手段，他做了非常詳盡地分析。就在這一年，他基本搞明白了，土壤是由很小的砂礫、一部分水、一部分有機物組成的。沙子沒(méi)啥好研究的，水也了解得差不多了，那么剩下的這部分有機物就比較耐琢磨——它由動(dòng)植物殘體腐敗之后形成，所以由此得名腐殖質(zhì)。
總結幾千年來(lái)的種植經(jīng)驗，人們發(fā)現土壤中腐殖質(zhì)越多，土壤肥力越高。以至于在發(fā)現腐殖質(zhì)后不久，大家都覺(jué)得其才是作物生長(cháng)的原動(dòng)力，作物要長(cháng)大就得把土壤中的腐殖質(zhì)吸收轉化成作物體內的營(yíng)養物質(zhì)。所以，在人們的認知里，腐殖質(zhì)一度比光照、空氣和水分還重要。
隨著(zhù)研究的進(jìn)展，尤其植物光合作用的發(fā)現，腐殖質(zhì)的地位一落千丈。光合作用表明，植物主要積累的物質(zhì)是來(lái)源于空氣中的二氧化碳，與土壤中的腐殖質(zhì)沒(méi)有多大關(guān)系。然后，令人質(zhì)疑的問(wèn)題隨之顯現，一個(gè)在土壤中占據相當分量的東西，卻看起來(lái)沒(méi)什么用，而事實(shí)上少了這種東西，作物又長(cháng)不好，實(shí)在太矛盾。
我們中國人喜歡論資排輩，若論被發(fā)現的時(shí)間前后來(lái)算，1807年發(fā)現的鉀元素都得叫腐殖質(zhì)的主要存在形式——腐植酸一聲“前輩”，另外氮元素也比腐植酸晚發(fā)現，可惜至今大家都知道氮長(cháng)葉子鉀長(cháng)果，腐植酸長(cháng)啥不知道。
腐植酸說(shuō)，你真以為我在土壤里是“白吃干飯”的
沈陽(yáng)農業(yè)大學(xué)的趙洪亮等人研究發(fā)現，如果土壤中只有細小的沙子和水，那么沙子很容易崩解。這樣大家就明白了，腐植酸原來(lái)是土壤砂礫的粘合劑，可以讓土壤形成一定的支撐力，支撐作物生長(cháng)。例子反舉一下更簡(jiǎn)單：行走沙漠容易陷進(jìn)沙里，但在你家田里走，怎么也難陷進(jìn)去吧？
中國礦業(yè)大學(xué)李威等人通過(guò)實(shí)驗發(fā)現，如果給沙注入水，那么溫度一高，水分很快就被蒸發(fā)了。如果在沙中加入過(guò)多的水，水很快就會(huì )滲走，但如果在沙和水中摻進(jìn)腐植酸，水分不僅蒸發(fā)得慢，有些和腐植酸深度親和的水分子甚至極難流失。再用等量的沙摻入腐植酸后，能吸附更多的水，且不易流失。所以說(shuō)，腐植酸是土壤的保水劑。
隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步，人們對腐植酸的認識也越來(lái)越深入。研究發(fā)現，腐植酸具有“博愛(ài)精神”，它有很強的螯合能力，幾乎能螯合所有植物生長(cháng)所需的營(yíng)養元素，“占有欲”超強。何謂螯合？舉個(gè)例子，土壤中有很多的碳酸根離子，植物生長(cháng)所需的鈣離子人緣好，一不小心就被碳酸根離子“勾搭”形成碳酸鈣，也就是大理石的主要成分。你不能指望植物吸收大理石補鈣吧，所以鈣離子不被吸收就相當地郁悶了。但是，如果有了腐植酸就不一樣，它會(huì )把鈣離子牢牢“抱在自己的懷里”，防止它和碳酸根離子接觸，如此鈣離子就不會(huì )被固定。所以說(shuō)，腐植酸又是土壤礦質(zhì)元素的活化劑和保肥劑。
近年農田化肥使用過(guò)量，土壤不是酸化就是鹽堿化。酸要靠堿來(lái)中和，堿要靠酸來(lái)調理。在化學(xué)實(shí)驗中，有一類(lèi)物質(zhì)叫做“pH緩沖劑”，緩沖劑既有酸的性質(zhì)，又有堿的性質(zhì)。當把酸加入緩沖劑中后，緩沖劑發(fā)揮自己堿性，中和酸帶來(lái)的影響，使酸化程度變得很慢。所以說(shuō)，腐植酸還是土壤酸堿性的緩沖劑。
觀(guān)察腐植酸分子結構圖，分子中同時(shí)包含了堿性基團和酸性基團。
其實(shí)，腐植酸類(lèi)物質(zhì)能在酸性土壤有好的表現，關(guān)鍵在于它能螯合有毒性的鋁離子。實(shí)驗數據表明，酸性土壤中鋁離子含量超量。把鋁離子包裹起來(lái)，不讓它和植物接觸，同理還有重金屬如鉛鎘。所以說(shuō)，正因此獨特的性質(zhì)，使得腐植酸成為土壤解毒劑。
除了上述這劑那劑之外，腐植酸還可起到提高地溫、降低電導率（即壓鹽）、改善團粒結構、提供微生物碳源等作用。
腐植酸說(shuō)，我被植物吸收了更牛，雖然量不用多
有些人容易發(fā)胖，有些人吃再多也難胖，差異主要在于腸道的吸收能力。同樣吃?xún)绅z頭，瘦子吃完了吸收1個(gè)，胖子吃了能吸收兩個(gè)。同理，給地里施10公斤復合肥，有些吸收能力強的作物能利用5公斤，吸收能力差的作物只能利用1公斤，于是長(cháng)勢和產(chǎn)量就會(huì )產(chǎn)生差異。腐植酸最牛的優(yōu)點(diǎn)，就是能改善細胞膜的通透性，讓營(yíng)養元素更易進(jìn)入細胞內，加速根細胞對氮磷鉀等的吸收。
如果一個(gè)人得了貧血，怎樣讓他恢復健康？途徑一是加強營(yíng)養，吃飽吃好。二是補充鐵元素，提高血紅蛋白活性。三是同血型輸血。哪種更快呢？明顯第三種。同理，當植株長(cháng)勢弱，需要補充營(yíng)養，怎樣讓他更快恢復長(cháng)勢？途徑一是補充氮磷鉀等營(yíng)養元素。二是提供足夠的水及二氧化碳，增加光合作用產(chǎn)量。三是直接提供體內所需的木質(zhì)素、蛋白質(zhì)、糖類(lèi)等。哪種更快呢？也明顯第三種。所以，只要腐植酸類(lèi)的物質(zhì)被葉面、根部吸收，很容易轉化成作物自身難以合成的木質(zhì)素,恢復長(cháng)勢。由于木質(zhì)素在植物體內難以合成，一旦供應充足，你會(huì )發(fā)現果面、葉面、莖稈表面光潔油亮。為啥？請看腐植酸分子和木質(zhì)素分子結構圖。
他們是不是很像？像就對了，國際上有種理論認為，腐植酸由木質(zhì)素轉化而來(lái)。
大家都希望作物增產(chǎn)，那么增產(chǎn)的本質(zhì)是什么？?jì)蓷l途徑：一是增加作物果實(shí)細胞數量，二是增大細胞體積。腐植酸恰好對這兩個(gè)方面都有促進(jìn)作用。
這里重點(diǎn)說(shuō)明一下細胞增大。大家都知道，植物細胞要伸長(cháng)變大可不容易，因為植物細胞有細胞壁，一旦細胞壁形成，這個(gè)細胞的體積基本就固定了。這和蛇蛻皮很像，一條蛇要長(cháng)大，必須把限制它長(cháng)大的那層皮蛻掉。但是植物細胞不具備把細胞壁也蛻掉的能力，所以細胞壁從根本上限制了細胞的大小。但是，細胞壁并非瞬間形成，它長(cháng)了一定時(shí)間就不再長(cháng)了，具體來(lái)說(shuō)，就是細胞壁上會(huì )結合很多的脯氨酸，這些脯氨酸和細胞壁結合會(huì )在亞鐵離子（Fe）的參與下變成羥脯氨酸，當羥脯氨酸積累到一定程度時(shí)細胞壁就不長(cháng)了。這句話(huà)信息量比較大，也就是說(shuō)鐵元素施用過(guò)量會(huì )致細胞變小，植株矮小發(fā)育不良，你看出來(lái)了嗎？所以，為讓細胞壁長(cháng)下去，減少羥脯氨酸的積累是關(guān)鍵。而腐植酸恰好特別喜歡“擁抱”亞鐵離子，讓亞鐵離子和脯氨酸不那么容易接觸，從而讓細胞壁盡量多長(cháng)一些，植物細胞的體積就會(huì )更大一些。除此之外，進(jìn)入細胞內的腐植酸還能增加酶活性，促進(jìn)蛋白質(zhì)合成。