一、黃腐酸的化學組成與結構

黃腐酸的主要有機元素是碳、氫、氧、氮和硫，其不同來源的黃腐酸元素組成大致范圍見。可以看出，泥炭黃腐酸與生化黃腐酸、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主要是羧基和酚羥基，總稱“總酸性基團”，它們含量的多寡，是黃腐酸化學活性高低的一項重要標志，泥炭黃腐酸與煤炭黃腐酸、土壤黃腐酸的官能團在同一數量級，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，預示泥炭黃腐酸的綜合活性較高。

1、 物理性質和膠體性質

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，但在較高濃度時呈現(xiàn)親水膠體特性。黃腐酸也具有有機聚電解質的特性，表現(xiàn)在能提高膠體粒子的ζ-電位和雙電層厚度、增強膠體也是表面活性物質，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。一般來說，表面活性大小的規(guī)律為：泥炭黃腐酸>褐煤黃腐酸>風化煤黃腐酸。同一來源的腐植酸和黃腐酸相比，前者的n值要小得多，所以風化煤腐植酸鉀（鈉）溶液的抗絮凝能力很差，不適合制取液體肥料。

2 、化學性質

（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+）很容易被一價陽離子（K+、Na+、Li+、NH4+）和部分二價金屬離子（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，如粘土礦物、磷酸鹽、碳酸鹽、肥料、農藥及各種有機陽離子發(fā)生離子交換反應，生成各種各樣的復合物。

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

（4）氧化還原性：據測定，腐植酸和黃腐酸的標準氧化-還原電位在0.7V左右，與半醌自由基的電極電位相當，故認為黃腐酸的氧化還原性是醌-半醌-酚相互轉換引起的。實際上，黃腐酸中的羰基、醇羥基、氨基、硝基、甚至脂肪碳結構部位都有可能參與氧化還原反應。黃腐酸的這種性質，不僅能調節(jié)土壤礦物的氧化還原濃度比、刺激微生物活性、調節(jié)植物體的生理活性，而且對地質化學變化、重金屬和有機毒物（石油、多環(huán)芳烴、酚類、染料、農藥等）的遷移和毒性也有影響。實驗證明，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），有利于農作物生長發(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，很容易進入植物細胞，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程，促進三磷腺苷的合成，起呼吸催化劑的作用；

2）活化植物體內的合成酶（醛縮酶、轉化酶等），調節(jié)氧化酶活性，保護植物生長素，這是提高植物抗逆性的基本原因；

3）提高細胞膜透性，促進營養(yǎng)吸收；

4）增強光合作用，加速糖的積累，促進核酸、葉綠素、維生素、抗生素的合成，提高植物品質與健康水平。關于黃腐酸生物活性的來源，多數理論傾向于黃腐酸中所有的組分和活性官能團都起作用，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，是其他來源黃腐酸無法比擬的。

二、黃腐酸的作用

國外學者對腐植酸類物質的功能有一句精辟的論斷，認為它們“是維持生命的貯庫和生物圈的保護者”、“是運轉大多數生命物質甚至毒性物質的極好工具” 。黃腐酸作為活性最高的家族成員，更能出色地擔負這一“貯庫”、“工具”和“保護者”的角色。下面就5個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量重金屬、農藥、多環(huán)芳烴等毒性和污染方面也有重要貢獻。在防止水體有害菌藻滋生、改善魚蝦養(yǎng)殖環(huán)境、保障水產安全方面也有成功事例。據統(tǒng)計，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6~25%，越是惡劣的環(huán)境，增產幅度越大，這幾乎都是黃腐酸抗逆性起主導作用的。關于黃腐酸抗逆作用的機理，多數人認為，植物在處于不利環(huán)境脅迫下，黃腐酸都具有促進或調控植物體中脯氨酸以及各種細胞保護酶活性的作用，從而提高了抗逆性能。

2、 刺激植物發(fā)育

噴施濃度為十萬分之一到百萬分之一(0.001~0.0001%)的黃腐酸溶液，就能明顯促進植物生長速度，濃度過高反而抑制了生長，說明黃腐酸具有典型的天然生長刺激劑特性。研究證明，黃腐酸在刺激根部和葉面呼吸、刺激根細胞分裂、促進各種植物酶合成、增強植物光合作用、延緩植物衰老等方面，都顯示出獨特的功效。有人做過試驗，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。

3 、提高肥料養(yǎng)分利用率

腐植酸類物質與肥料復合施用，肥料利用率一般能提高10個百分點以上。如前所述，黃腐酸（特別是泥炭黃腐酸）的絡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、經濟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，施用黃腐酸液體肥料的糧食作物產量增產10%左右，水果、蔬菜和其他經濟作物一般增產10~30%，都是與提高養(yǎng)分有效利用率分不開的。

4、 改善農產品品質

黃腐酸改善農產品品質包括兩方面:一是提高營養(yǎng)物質（包括核酸、氨基酸、蛋白質、糖、維生素、有益元素）含量，二是降低有害物質（重金屬、硝酸鹽、亞硝酸鹽、殘留農藥等）含量。據初步統(tǒng)計，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、農藥殘留降低10~90%。

5 、對農藥增效減毒

黃腐酸與多種農藥復合施用，或者配制成黃腐酸-農藥合劑，多數都有緩釋增效、降低毒性、安全穩(wěn)定和減少農藥用量的功效，添加黃腐酸的農藥不僅藥效提高，毒性降低，而且農藥用量減少30~50%，11種農藥與氧化黃腐酸復合，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10天以上。因為絕大多數農藥是酸性的，而黃腐酸的水溶液也是弱酸性的，二者復配不僅互溶性好，而且相互發(fā)生離子交換、絡合配位、氫鍵締合、物理化學吸附等作用，形成新的有機復合體系，是生產新型高效低毒農藥的新途徑，很有開拓前景。