一、黃腐酸的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)

黃腐酸的主要有機(jī)元素是碳、氫、氧、氮和硫，其不同來(lái)源的黃腐酸元素組成大致范圍見?？梢钥闯觯嗵奎S腐酸與生化黃腐酸、水體黃腐酸、堆肥黃腐酸、土壤黃腐酸的各元素比例基本相近，H/C原子比都在1.1以上，而煤炭黃腐酸（特別是風(fēng)化煤黃腐酸）則不同，表現(xiàn)在碳含量較高、氫含量較低，H/C原子比都小于1。黃腐酸中的活性基團(tuán)主要是羧基和酚羥基，總稱“總酸性基團(tuán)”，它們含量的多寡，是黃腐酸化學(xué)活性高低的一項(xiàng)重要標(biāo)志，泥炭黃腐酸與煤炭黃腐酸、土壤黃腐酸的官能團(tuán)在同一數(shù)量級(jí)，即總酸性基含量明顯高于生化黃腐酸和堆肥黃腐酸，而酚羥基則比煤炭黃腐酸和土壤黃腐酸高，預(yù)示泥炭黃腐酸的綜合活性較高。

1、 物理性質(zhì)和膠體性質(zhì)

黃腐酸在固體狀態(tài)下為深黃-深褐色粉末，顏色深度一般隨土壤黃腐酸≈泥炭黃腐酸<褐煤黃腐酸<風(fēng)化煤黃腐酸依次加深。黃腐酸真密度在1.4g/cm3左右；易溶于水、酸和堿性溶液以及某些有機(jī)溶劑。黃腐酸的分子尺寸大約0.15~0.2nm，其稀溶液幾乎為真溶液，但在較高濃度時(shí)呈現(xiàn)親水膠體特性。黃腐酸也具有有機(jī)聚電解質(zhì)的特性，表現(xiàn)在能提高膠體粒子的ζ-電位和雙電層厚度、增強(qiáng)膠體也是表面活性物質(zhì)，具體表現(xiàn)在降低水表面張力、減小接觸角和提高發(fā)泡性上。一般來(lái)說(shuō)，表面活性大小的規(guī)律為：泥炭黃腐酸>褐煤黃腐酸>風(fēng)化煤黃腐酸。同一來(lái)源的腐植酸和黃腐酸相比，前者的n值要小得多，所以風(fēng)化煤腐植酸鉀（鈉）溶液的抗絮凝能力很差，不適合制取液體肥料。

2 、化學(xué)性質(zhì)

（1）弱酸性：由于黃腐酸含羧基、酚羥基，所以具有弱酸性，其水溶液pH值在3~5范圍。

（2）離子交換性：黃腐酸羧基和酚羥基上的活潑氫離子（H+）很容易被一價(jià)陽(yáng)離子（K+、Na+、Li+、NH4+）和部分二價(jià)金屬離子（Ca2+、Mg2+、Fe2+等）置換，形成黃腐酸的鹽類，如黃腐酸鈉、黃腐酸鉀等。黃腐酸甚至可以與許多天然物質(zhì)，如粘土礦物、磷酸鹽、碳酸鹽、肥料、農(nóng)藥及各種有機(jī)陽(yáng)離子發(fā)生離子交換反應(yīng)，生成各種各樣的復(fù)合物。

（3）絡(luò)合、螯合性：黃腐酸的活性基團(tuán)（包括羧基、羥基以及某些含磷、氧、氮、硫的基團(tuán)）一般都是電子給予體，很容易與許多電子接受體（多價(jià)金屬離子、有機(jī)基團(tuán)或離子）構(gòu)成配位化合物，稱作絡(luò)合物或螯合物。黃腐酸的絡(luò)合（螯合）性能直接影響著自然界各種物質(zhì)的遷移、固定、膠、化學(xué)反應(yīng)性和生物可利用度，也是生產(chǎn)各種黃腐酸化學(xué)制劑的理論基礎(chǔ)之一。

（4）氧化還原性：據(jù)測(cè)定，腐植酸和黃腐酸的標(biāo)準(zhǔn)氧化-還原電位在0.7V左右，與半醌自由基的電極電位相當(dāng)，故認(rèn)為黃腐酸的氧化還原性是醌-半醌-酚相互轉(zhuǎn)換引起的。實(shí)際上，黃腐酸中的羰基、醇羥基、氨基、硝基、甚至脂肪碳結(jié)構(gòu)部位都有可能參與氧化還原反應(yīng)。黃腐酸的這種性質(zhì)，不僅能調(diào)節(jié)土壤礦物的氧化還原濃度比、刺激微生物活性、調(diào)節(jié)植物體的生理活性，而且對(duì)地質(zhì)化學(xué)變化、重金屬和有機(jī)毒物（石油、多環(huán)芳烴、酚類、染料、農(nóng)藥等）的遷移和毒性也有影響。實(shí)驗(yàn)證明，腐植酸和黃腐酸的大量存在，可使土壤環(huán)境的有效氧化-還原電位保持在最佳范圍（0.2~0.7V），有利于農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育。

3、 生物活性

黃腐酸的生物活性主要表現(xiàn)在：

1）由于黃腐酸分子較小，很容易進(jìn)入植物細(xì)胞，作為植物多酚的供體或氫的受體，直接影響植物的氧化還原過(guò)程，促進(jìn)三磷腺苷的合成，起呼吸催化劑的作用；

2）活化植物體內(nèi)的合成酶（醛縮酶、轉(zhuǎn)化酶等），調(diào)節(jié)氧化酶活性，保護(hù)植物生長(zhǎng)素，這是提高植物抗逆性的基本原因；

3）提高細(xì)胞膜透性，促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)吸收；

4）增強(qiáng)光合作用，加速糖的積累，促進(jìn)核酸、葉綠素、維生素、抗生素的合成，提高植物品質(zhì)與健康水平。關(guān)于黃腐酸生物活性的來(lái)源，多數(shù)理論傾向于黃腐酸中所有的組分和活性官能團(tuán)都起作用，特別是泥炭黃腐酸制劑中，除小分子芳香族羥基羧酸（黃腐酸主體成分）發(fā)揮生理效應(yīng)外，其攜帶的水溶性糖類、氨基酸、核酸也具有生理活性；另外，在泥炭中已發(fā)現(xiàn)的激素和類激素，都或多或少地與黃腐酸制劑共存，它們本身就是生理活性劑。泥炭黃腐酸的這一特色，是其他來(lái)源黃腐酸無(wú)法比擬的。

二、黃腐酸的作用

國(guó)外學(xué)者對(duì)腐植酸類物質(zhì)的功能有一句精辟的論斷，認(rèn)為它們“是維持生命的貯庫(kù)和生物圈的保護(hù)者”、“是運(yùn)轉(zhuǎn)大多數(shù)生命物質(zhì)甚至毒性物質(zhì)的極好工具” 。黃腐酸作為活性最高的家族成員，更能出色地?fù)?dān)負(fù)這一“貯庫(kù)”、“工具”和“保護(hù)者”的角色。下面就5個(gè)方面論述黃腐酸的作用：

1 、提高植物抗逆性

黃腐酸的抗逆性包括抗旱、抗寒、抗鹽堿、抗病蟲害、抗污染等。這方面的事例不勝枚舉。證明黃腐酸是優(yōu)良的抗旱劑；試驗(yàn)還證明，黃腐酸在小麥、油菜、水稻以及豆科作物、甘蔗上都表現(xiàn)出明顯的抗寒作用，其中在防治水稻早春低溫爛秧上效果非常明顯；在鹽堿地上種植的小麥、玉米，凡用黃腐酸拌種或噴施處理者，都取得明顯的增產(chǎn)效果；黃腐酸在防治蘋果腐爛病、黃瓜霜霉病、甘薯根腐病、蔬菜黃葉病、棉花黃萎病等方面都有許多范例；黃腐酸在抵抗土壤和灌溉水中過(guò)量重金屬、農(nóng)藥、多環(huán)芳烴等毒性和污染方面也有重要貢獻(xiàn)。在防止水體有害菌藻滋生、改善魚蝦養(yǎng)殖環(huán)境、保障水產(chǎn)安全方面也有成功事例。據(jù)統(tǒng)計(jì)，與噴施等量的水相比，噴施低濃度的黃腐酸溶液使不同作物增產(chǎn)6~25%，越是惡劣的環(huán)境，增產(chǎn)幅度越大，這幾乎都是黃腐酸抗逆性起主導(dǎo)作用的。關(guān)于黃腐酸抗逆作用的機(jī)理，多數(shù)人認(rèn)為，植物在處于不利環(huán)境脅迫下，黃腐酸都具有促進(jìn)或調(diào)控植物體中脯氨酸以及各種細(xì)胞保護(hù)酶活性的作用，從而提高了抗逆性能。

2、 刺激植物發(fā)育

噴施濃度為十萬(wàn)分之一到百萬(wàn)分之一(0.001~0.0001%)的黃腐酸溶液，就能明顯促進(jìn)植物生長(zhǎng)速度，濃度過(guò)高反而抑制了生長(zhǎng)，說(shuō)明黃腐酸具有典型的天然生長(zhǎng)刺激劑特性。研究證明，黃腐酸在刺激根部和葉面呼吸、刺激根細(xì)胞分裂、促進(jìn)各種植物酶合成、增強(qiáng)植物光合作用、延緩植物衰老等方面，都顯示出獨(dú)特的功效。有人做過(guò)試驗(yàn)，噴施黃腐酸溶液后，淀粉酶活性提高了1倍。刺激作用大小的規(guī)律是，黃腐酸>腐植酸，小分子黃腐酸>大分子黃腐酸，氧化降解的黃腐酸>普通黃腐酸?？梢源_定，泥炭黃腐酸，特別是氧化降解的泥炭黃腐酸，生理刺激活性更強(qiáng)。

3 、提高肥料養(yǎng)分利用率

腐植酸類物質(zhì)與肥料復(fù)合施用，肥料利用率一般能提高10個(gè)百分點(diǎn)以上。如前所述，黃腐酸（特別是泥炭黃腐酸）的絡(luò)合增溶性和抗絮凝性更高，非常適于配制液體肥料，其氮、磷、鉀、鈣、鎂以及多種微量元素、稀土元素的利用率都比腐植酸高，尤其在水果、蔬菜、經(jīng)濟(jì)作物上噴施含黃腐酸的液體肥料，養(yǎng)分吸收率更高。以鐵為例，在大豆上噴施黃腐酸鐵與噴施等量的硫酸亞鐵相比，前者葉面中吸收的鐵多23%。大致統(tǒng)計(jì)，施用黃腐酸液體肥料的糧食作物產(chǎn)量增產(chǎn)10%左右，水果、蔬菜和其他經(jīng)濟(jì)作物一般增產(chǎn)10~30%，都是與提高養(yǎng)分有效利用率分不開的。

4、 改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)

黃腐酸改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)包括兩方面:一是提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（包括核酸、氨基酸、蛋白質(zhì)、糖、維生素、有益元素）含量，二是降低有害物質(zhì)（重金屬、硝酸鹽、亞硝酸鹽、殘留農(nóng)藥等）含量。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，施用腐植酸和黃腐酸可使各種作物糖含量增加3~40%，VC增加20~49%，氨基酸增加6~16%；硝酸鹽減少23~35%，重金屬、砷、農(nóng)藥殘留降低10~90%。

5 、對(duì)農(nóng)藥增效減毒

黃腐酸與多種農(nóng)藥復(fù)合施用，或者配制成黃腐酸-農(nóng)藥合劑，多數(shù)都有緩釋增效、降低毒性、安全穩(wěn)定和減少農(nóng)藥用量的功效，添加黃腐酸的農(nóng)藥不僅藥效提高，毒性降低，而且農(nóng)藥用量減少30~50%，11種農(nóng)藥與氧化黃腐酸復(fù)合，其中有10種是增效減毒的正效果，一般藥效提高了12倍左右，持效期延長(zhǎng)10天以上。因?yàn)榻^大多數(shù)農(nóng)藥是酸性的，而黃腐酸的水溶液也是弱酸性的，二者復(fù)配不僅互溶性好，而且相互發(fā)生離子交換、絡(luò)合配位、氫鍵締合、物理化學(xué)吸附等作用，形成新的有機(jī)復(fù)合體系，是生產(chǎn)新型高效低毒農(nóng)藥的新途徑，很有開拓前景。