生化腐植酸

生化腐植酸(biotechnology humic acid,簡稱BHA)是以工農業有機廢物為原料,通過特殊的生化工藝生產富含黃腐酸的產品,可利用的工農業廢物主要有作物秸稈、禽畜糞便、食品加工廢液、造紙黑液、糖蜜、園林廢棄物以及水浮蓮等。因此,BHA是一種“人造腐植酸”,是腐植酸的新來源,其原料是工農業廢物而不是自然資源。 在BHA產品中,除最具活性的黃腐酸外,還含有一定數量的胺基酸以及多種其他生理活性組分。

BHA的特點

(1)分子量小,滲透力更強,更容易被作物吸收利用;

(2)活性基團含量更豐富,生理活性和化學活性更強;

(3)成分更多樣化,活性更高,套用效果更為優良。

加工與生產

傳統的腐植酸(即礦物腐植酸)產品從泥炭、褐煤和風化煤等原料中提取,有時還要用化學方法對原料進行降解,在其降解過程中需消耗大量的酸、鹼等化學物質,有的還需要高溫、高壓等劇烈條件及嚴格的工藝和特殊設備,消耗大量的能量,有的工藝過程還產生廢水、廢氣,對環境造成污染。對非原料產地來說,生產成本更高。 與傳統腐植酸的化學加工方法不同,BHA的生產是將特定的多種微生物菌種接種到植物培養基(如作物秸稈、木屑、蔗渣等農業廢棄物)中,通過化學或微生物發酵工藝生成並提取製成。其中,水解法製取BHA,是一種把化學和生物(發酵)處理結合起來的新型的方法。

BHA的功能

節水抗旱功能

BHA具有控制植物氣孔開閉度,增強植物抗旱力的功能。有研究表明,富士蘋果噴施BHA後第7天,發現蘋果葉片氣孔開度由原來φ2.75 mm下降至0.72 mm。作物葉片氣孔開度的減小,可有效地減少蒸騰,從而提高作物的抗旱能力。 BHA還有“促根提水”的作用,即通過促進作物的根部發育,由土壤更深層次吸收水分的機能大大提高。此外,BHA對磷有顯著的活化效果,通過提高磷的有效性,達到“以磷促根,促根提水”的效果。這兩方面的作用也是提高作物抗旱機能的重要原因。 作為農業節水措施中一種很有發展前途的功能產品,BHA可作為添加劑在肥料中廣泛套用。

養分控釋功能

研究表明,BHA含有酚羥基、羧基、醇羥基及少量烯醇基、氨基、醌基、甲氧基等多種官能團,具有較強的陽離子交換能力、絡合能力、緩衝能力和吸附能力,因而對於難溶或易被固定的養分(如P、zn、Mg等)均有明顯的增溶和活化效果;對於N等養分,則有顯著的緩釋功能。 利用生化改性和無害化處理的造紙黑液,對尿素進行包膜處理,製成3種不同包膜厚度的緩釋尿素。土壤淋溶試驗和盆栽試驗結果表明,3種包膜尿素具有不同程度的緩釋性能,包膜尿素中N累積溶出速率比普通尿素低12%,尿素N利用率平均提高了3.59%。

土壤微生態的調控功能與防病功能

BHA含有生物活性高的黃腐酸,本身就是微生物的生長基質和調控劑。因此,通過“基質一菌群”效應,BHA施入土壤後,有益菌群能夠快速繁殖,並調控土壤微生物群落結構,提高土壤微生物多樣性,減少土傳病害的發生。盆栽試驗結果顯示,BHA能明顯提高番茄的株高、生物量,使土壤微生物群落的結構組成發生明顯變化,土壤微生物的各項多樣性指數也都有所提高,並能降低番茄青枯病的發生率。而較早地施入BHA更有利於土壤微生物的及時調控,防治土傳病害的效果也更為明顯。

貯碳於土,固碳降溫的功能

作物秸稈中的含碳量約占有機質總量的40%,目前我國作物秸稈年產生總量約為6億噸,如果全部被焚燒的話,將占全國現有大氣CO2貢獻率的1/3。如果將作物秸稈轉化為BHA肥料,以肥料形式施入土壤中,實現“貯碳於土”,將大大減少CO2,的排放。在全球變暖受到各國普遍關注、減少溫室氣體排放呼聲日益高漲的今天,這樣一種“貯碳於土、固碳降溫”的新節能減排措施將會越來越受到人們的重視,這項研究將成為一個新興領域。

BHA產品套用

BHA由於具有節水抗旱、養分控釋以及生態調控等功能,因而在農業生產中得到廣泛的套用。BHA在現代肥料生產中的套用主要有以下5個方面。

(1)控釋肥。BHA套用於包膜尿素,可以使尿素緩釋,不但減少N的揮發和流失,提高了尿素的利用率,而且避免作物對N的過度吸收,降低農產品的硝酸鹽含量,提高了食品的安全性。

(2)活化磷肥。BHA中活性基團可以促進磷礦粉中磷的釋放,減少土壤對磷的固定,因而可用BHA作活化劑,與磷礦粉、過磷酸鈣等混合製備活化磷肥。類似的技術可以套用於菱鎂礦,製造活化鎂肥。

(3)有機一無機複合肥。利用酒精廢液或味素廢液深加工而成的BHA,可以與多種肥料複合,製備有機一無機複合肥,具有十分優良的多種肥效,還能提高產量。

(4)高效微肥。BHA與微量元素複合,可以減少拮抗、沉澱反應的發生,提高作物對微量元素的吸收利用,不但能有效防治作物的缺素症狀,還能提高產量。

(5)防病生物肥料。BHA能給微生物創造良好的生長繁殖環境,因此BHA與生物肥料結合,可以增強對土壤微生態的調控功能,提高防治土傳病害的效果。

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