腐植酸(HA) 是植物残体经过微生物分解和合成,以及地球物理、化学的一系列相互作用过程形成的一类富含多种活性官能团的非均一脂肪芳香族无定形有机弱酸混合物,具有良好的生理活性和吸收、络合、交换等功能。
黄腐酸是一种可溶于水的红棕色或灰黑色粉末物质,且黄腐酸是短碳链分子结构物质,较其他腐植酸芳香度低,分子量小,含氧官能团多,溶解性好,因此有人称黄腐酸是“运转大多数生命物质甚至毒性物质的极好工具”。黄腐酸盐是黄腐酸在其酸性官能团上结合金属离子,市场上主要是钾盐及钠盐。黄腐酸钾外观呈黄色块状,发泡式多微孔颗粒,含药物成分,具有速溶速效的特性。能预防虫病,使瓜果蔬菜类延长保鲜期及采摘期,预防落花、落果,增加果品的含糖量,改善果品品质。本文将带您探究矿源和生化腐植酸在应用领域方面的异同。矿源黄腐酸(煤炭腐植酸)来源于风化煤、褐煤、泥炭等有机矿物中提取的腐植酸,是含有酚羟基、羧基、羰基和醌基等多种官能团且溶于酸、碱、有机物的低分子类物质,通常采用碱溶酸析、酸抽提剂法、微生物溶解法等方法提取。主要黄腐酸原料组成见表1。生化黄腐酸主要来自洁净的生物质,例如秸秆、锯末、甘蔗渣、稻糠、食品工业废弃物等富含木质素和碳水化合物的工农业副产物为原料,经采用生物或化学工艺技术而制得的生物质黄腐酸。矿源黄腐酸是动植物的残体( 褐煤、风化煤、泥炭) 经过几千万年的土壤微生物转化而形成的,富含羟基、酚基、羧基等多种官能团且溶于酸、碱、有机物的低分子类物质。其主要生产原理是在黄腐酸结构中的酸性基团上的氢离子与钾离子之间的置换反应。形成了可溶性的黄腐酸钾,具体工艺流程见图1。生化黄腐酸钾的生产主要是将生物源的材料(如糖蜜液等)进行发酵和分离,通过多级离心提纯得到黄腐酸。生物源黄腐酸的生产模拟了土壤腐植酸的形成过程,是腐植酸工业的一大丰碑。
使用矿源黄腐酸生产的黄腐酸钾成分比较固定,主要为乙酸、苯、吡咯、甲苯、糠醛、苯酚、苯并呋喃、丁二酰亚胺、邻苯二甲酸二异丁酯等物质的钾盐。生化黄腐酸钾一般含有蛋白质、核苷酸、醇类、脂肪酸、酚酸、糖类、单宁、纤维素、木质素、各种激素等。生化黄腐酸钾含有丰富的吸水基团,苯环含量较少,生化黄腐酸钾易受发酵时间及原料影响。矿源黄腐酸钾因其官能团作用,能够调节土壤酸碱度,同时是一种天然的螯合剂,与金属离子螯合,减少养分流失或固化,促进植物直接吸收; 能够促使土壤中难溶性的硅铝酸盐无机矿物质( 磷钾)
形成可溶性养分,被植物直接吸收利用。而生化黄腐酸钾也有刺激根系生长作用,相比矿源而言,通常意义上具有速效性。矿源黄腐酸钾含有较多苯环,疏水性比较强,具有空穴结构较大的交换容量,能够形成土壤团粒结构,提高肥料利用率,同时又不吸潮; 生化黄腐酸长链烃基、苯环等疏水基含量很少,亲水基团很多,极易吸潮。当前,生态安全和生态修复是“十四五”期间的重点关注工作,而腐植酸就是一种低碳环保、环境友好的有机材料。腐植酸已经在工业、农业、环保以及医药等行业中广泛应用,腐植酸产业的发展未来可期。但市场上现有腐植酸品质参差不齐,有关腐植酸的研究还需更加深入,开发高纯度、品质优良的腐植酸生产工艺技术。