黄腐酸在果树生产中的应用

窦彦鑫，续海红*，杨凯，石美娟

（1.山西农业大学果树研究所，山西 太原 030031；2.山西农业大学棉花研究所，山西 运城 044000）

黄腐酸是一种天然有机化合物，广泛应用在农、林、牧、化工、医药、卫生、环保等领域[1]。在农业应用上，大量研究证实，黄腐酸对果树的生长、发育以及生理、生化等方面影响广泛，可以增强果树抗逆境能力，开发潜力巨大，因此，对黄腐酸的研究不但具有理论研究上的意义，更具有实际应用价值。

1 黄腐酸的组成、结构和性质

腐殖酸（Humic acid，HA）是动植物遗骸在微生物参与下经过分解、转化和一系列的化学过程衍变积累起来的一类成分复杂的天然有机高分子混合物[2]。黄腐酸（Fulvic acid，FA）是腐殖酸中分子量较小的有机芳香族类物质，主要由C、H、O、N、S等元素组成。相较于一般的腐殖酸，黄腐酸分子量小，渗透力强，能溶于水、稀酸、稀碱，抗絮凝性能好，易被植物吸收利用；黄腐酸结构中含有羧基、酚羟基等较多的活性基团，具有较强的吸附、交换、络合及螯合能力，化学活性和生物活性很强[3,4]。

2 黄腐酸的来源及分类

黄腐酸按照来源的不同分为矿源黄腐酸（Mineral fulvic acid，MFA）和生化黄腐酸（Biochemical fulvic acid，BFA）。矿源黄腐酸是从风化煤、褐煤、泥炭等不可再生资源中提取出来的，其组成结构较为单一，主要是芳香族羧基羟基类物质，有机质纯度很高，达到98%以上。生化黄腐酸是由秸秆等农业废弃物降解后产生的一类小分子化合物，除了芳香族羧基羟基类物质外还包含水溶性碳水化合物、氨基酸、蛋白质、核酸、糖酸类物质等，组成成分较为复杂，真正的黄腐酸有效组分只占其中一小部分[5,6]。

3 黄腐酸在果树生产中的应用

3.1 改良果园土壤

黄腐酸对果园土壤的改良主要通过协调、修复、药肥增效、增强土壤酶活性等作用来提高土壤的生物学活性。

(1)黄腐酸可以通过促进土壤团粒结构的形成来改善土壤的孔隙状况。黄腐酸进入土壤中后迅速溶于水形成胶结物质，使土壤单粒经过逐级的胶结、黏合和团聚作用凝结成高水稳性的团粒，增加土壤孔隙度，从而有利于土壤水、肥、气、热等各因素的协调和平衡[7,8]。

(2)黄腐酸中富含羟基与羧基等活性基团，且具有较大的比表面积和表面扩张力，可以通过络合、螯合、静电吸附、表面吸附、离子交换等作用[9]，对金属阳离子进行吸附和稳定化作用，从而降低土壤中可溶性盐浓度[10]和重金属生物有效态含量，减轻土壤盐碱化程度和重金属污染，达到土壤修复的目的。

(3)黄腐酸可以提高肥料和农药的利用效率。一方面，黄腐酸作为氮肥的缓释剂和稳定剂、磷肥的增效剂、钾肥的保护剂，与氮肥、磷肥、钾肥制成各种有机-无机复合肥，来提高氮肥、磷肥、钾肥的肥效。刘小媛等[11]研究发现与单施化肥相比，配施黄腐酸能显著提高冬小麦N、P吸收效率和偏生产力；何流等[12]发现化肥减量20%并配施黄腐酸，肥料偏生产力提高了12.45%。另一方面，黄腐酸可作为农药缓释增效剂，与多种农药配合使用，或者制成合剂，达到降低毒性和残留、节药增效的目的[13]。白燕等[14]报道黄腐酸可有效降低氧化乐果、退菌特、杀虫脒和杀灭菊酯对小鼠的急性毒性。郭艳春等[15]研究发现喷施黄腐酸与退菌特复配农药可以有效降低苹果轮纹病和斑点落叶病的发病率，并且可使果品农药残留降低50%以上。

(4)黄腐酸可以增强土壤酶的活性，增加好氧型细菌、放线菌、纤维素分解菌等土壤微生物的数量，提高有机质的分解转化速率，加快矿质元素的释放，增加土壤养分含量。

孙希武等[16]研究发现，硅钙钾镁肥配施黄腐酸钾后，有效提高了土壤酸性磷酸酶、脲酶和过氧化氢酶的活性，增加氮、磷、钾、硅等矿质元素的积累。刘佳欢等[17]研究发现施用黄腐酸肥料后土壤中细菌、真菌和放线菌数量显著增加，在黄腐酸肥料施用量为6 g/kg时种群数量达到最大值；土壤中酸性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶的活性均有增强，在黄腐酸肥料施用量为10 g/kg时土壤微生物的总体活性、物种的丰富度和均匀度、群落的多样性以及根际土壤微生物呼吸强度显著增加。

3.2 促进果树生长

黄腐酸可以作为一种植物生长调节剂[18]，促进果树生长、提高果树产量和品质。黄腐酸对树体的直接影响是降低叶片蒸腾速率、提高光合强度、增加叶绿素含量、提高根系活力、促进根系发育等，间接作用则与土壤的物理、化学和微生物特性的改善有关。孙山等[19]研究证实，对甜樱桃扦插苗喷施黄腐酸，可以降低树苗的蒸腾速率，提高水分利用率，提高扦插苗的移栽成活率。薛希红等[20]研究发现，喷施生化黄腐酸液肥能改良土壤，改善根系生存环境，明显地促进了新根发生和生长，有利于实现草莓优质丰产。大量研究表明，黄腐酸对果树生长的促进作用机理主要是两个方面：一方面黄腐酸通过提高树体内过氧化氢酶和多酚氧化酶等的活性来增强生理代谢能力；另一方面黄腐酸具有极强的表面活性、渗透性及粘着性，共同发挥促进树体对矿质元素的吸收。表面活性可增大根系和叶片与矿质元素的接触面积，渗透性使矿质元素更易于被细胞吸收，粘着性使矿质元素不易被淋溶[21]。

3.3 提高果树产量和品质

黄腐酸通过络合、螯合微量元素，提高微量元素从根系向枝叶、果实的运转能力，调节大量元素与微量元素的比例，激活相关酶，促进糖类、蛋白质、脂肪及各种维生素的合成运转效率，促进细胞生理代谢的初级产物从叶片或根系向果实转运，促进果实膨大，增加果实产量，提高糖分和维生素C含量，降低酸度，改善糖酸比，改善果实品质[22]。胡小军等[23]发现，喷施生化黄腐酸制剂有极显著的增产作用，两年的平均增产率分别为14.1%和15.1%，且单果大小适中，并有效改善了果实品质，含糖量、硬度都有所提高，商品率达80%以上。马焕普等[24]发现对葡萄叶面喷施黄腐酸可增加叶片中叶绿素含量，提高叶片光合速率，提高树体的营养调控能力，促进树体对N、P、K、Ca等矿质元素的吸收和利用，从而提高果实的品质。何流[25]研究果实膨大期施用黄腐酸水溶肥对苹果树叶片生长、果实品质及产量的影响。结果表明与对照组相比，经过不同浓度黄腐酸处理之后，均提高了苹果树叶片叶绿素含量、叶面积和百叶重，改善了果实内在和外在品质，提高了苹果树单株产量，且得出单株黄腐酸水溶肥施用量以2.0 kg 为最佳。苏长青[26]研究发现喷施黄腐酸钾可增加黄冠梨单果重、体积质量、可溶性糖、可滴定酸和维生素C含量，具有明显增产和改善果实品质的作用。韩玉国[27]发现苹果树施用黄腐酸后增产幅度可达4.88%～7.32%，平均单果重增加4.2%～8.4%，并改善果实性状，可溶性糖含量提高0.38%～0.85%，果实品质有所改善。此外，黄腐酸的活性基团能够络合或螯合树体内的有害物质(如化学农药类、重金属类、抗生素类及硝酸盐类)，通过机体的代谢活动排出体外，使有害物质含量大大低于国家规定的绿色食品 A 级标准，从而改善果品品质，提高产品等级，达到增产效果[28]。

3.4 提高果树抗逆性

大量研究发现，当果树受到水分、温度、盐和重金属等逆境胁迫时，黄腐酸会增强SOD、POD、CAT的活性，同时，可以促进脯氨酸等渗透物质的积累，降低丙二醛含量，调节树体内活性氧含量，减轻膜脂的过氧化水平，保持了细胞膜的通透性和稳定性，以此来改善树体的生理生化状态，增强树体对干旱、寒冷、盐分和重金属等的抗性。

3.4.1 提高果树抗旱性

果树抗旱表现为降低果树叶片气孔开张强度，减少叶面水分蒸腾，降低叶片水分散失，改善树体内水分状况；同时促进根尖分生组织细胞的分裂与增殖，增加根量，促进根系延长生长，提高根系吸收水分的能力，提高树体抗旱性能。韩玉国等[27]发现黄腐酸制剂处理可提高苹果树体的水分利用效率，每公顷节约灌溉水量487.5 m3。张常书[29]发现在干旱条件下，施用生化黄腐酸可以缩小苹果叶片气孔开度，减少叶片蒸腾，增强保水性能，且以1000 mg·L-1喷施处理效果最明显。

3.4.2 提高果树抗寒性

梨树二次开花现象已经成为我国南方梨树栽培区的障碍之一[30]，黄腐酸能够延迟花期，有助于克服这一障碍。王俊杰等[31]研究发现黄腐酸可以预防李树、桃树花期寒害，达到延迟花期的效果。王宝申等[32]选择8年生富士苹果，在花前、花后、果实膨大期各喷施一次克旱寒（主要成分是黄腐酸）后发现，叶片变得厚且大，百叶重比对照显著增加8.5 g。并选择2年生巨峰葡萄，在花前、花后、果实膨大期各喷施一次克旱寒，同对照相比，应用克旱寒的葡萄始花期提前3～5天，开花期提前2～3天，可提早3～5天上市。

3.4.3 提高果树抗盐碱性

前文提到，黄腐酸是一种有效的土壤改良剂，可以通过理化作用降低土壤盐分积累，缓解盐胁迫对果树生长的抑制作用。唐雪等[33]将黄腐酸与脱硫石膏、稻壳进行不同配比施用，通过田间试验发现0～20 cm和20～40 cm土层pH值分别降低了3.1%～9.0%和4.1%～8.5%；0～20 cm土层中Na+、HCO3-和Cl-含量分别降低了2.7%～33.6%、6.1%～39.4%和18.0%～34.1%。

3.4.4提高果树抗病性

黄腐酸的表面活性大，可以抑制真菌，增强细胞膜吸附能力，提高细胞膜渗透性，促进细胞对微量元素的吸收与利用。微量元素可以提高树体内多种酶的活性，预防腐烂病和根腐病，从而减少病虫害的发生。张萌欣[34]研究发现黄腐酸钾浓度为0.3%时，对腐烂病的抑菌率达到85.88%。马焕普[24]研究发现黄腐酸可降低红地球葡萄白腐病的发病率。大量研究发现黄腐酸制剂对猕猴桃、蜜桃、砂糖橘和苹果等的黄化病均有显著的预防和治疗效果[35-38]。

4 结语

施用黄腐酸是人类协调资源与环境关系的一种有效手段，具有良好的生态效益。并且，黄腐酸在节肥节药、增产增收中同样发挥了积极作用，取得了显著的经济效益。但是，由于黄腐酸组成和结构复杂，各种有机组分的化学和生物效应尚未完全厘清，再加上提取和加工工艺不同，制品效果差异较大。因此，还须探明黄腐酸的主要成分及效应，改进生产工艺，制定产品质量标准，优化配施技术，充分发挥黄腐酸的功效。