關於六項腐植酸概念和術語的探討

2021-01-08 中化新網

  當前,腐植酸行業存在概念多元化、詞語不統一、宣傳品各說己見等問題,造成了學術界和市場混亂,給行業和國家管理帶來了很多困難,也給腐植酸產業健康發展造成了負面影響。對此,必須科學地規範行業用語。現就行業內存在爭議較大的六項概念和術語,即「腐植酸名稱」「腐植酸原料」「腐植酸有機質」「煤炭腐植酸」「生物腐植酸」「腐植酸有機碳肥」等進行了歸納,請大家共同探討。

  1 腐植酸名稱

  關於腐植酸和黃腐酸的基本概念,且看如下兩種觀點。

  觀點一:「腐植酸」包含「黃腐酸」。

  自1953年腐植酸由前蘇聯傳入我國起,「腐植酸是由黃腐酸、棕腐酸、黑腐酸組成的」這一概念一直作為腐植酸行業的首要術語,用於行業的科研、教學、生產和經營活動中,指導著腐植酸行業的發展。在上世紀末國際腐殖質學會(IHSS)制定的「腐植酸的綜合分離提純方法」和舊國際標準ISO 5073-1985《褐煤和柴煤中腐植酸的測定》中,將腐植酸和黃腐酸劃分為並列的兩個段分。1999年,國際腐殖質學會更新發布了ISO 5073-1999《褐煤腐植酸測定方法》(目前又新發布ISO 5073-2013版本),對上述腐植酸的定義作了重大修改,即規定腐植酸是用鹼液(或焦磷酸鈉鹼液)抽提出來的「一組分子量相對較高、組成十分複雜的有機縮合多羧酸無定型混合物」。這就是說,腐植酸中囊括了黃腐酸、棕腐酸和黑腐酸,其分離流程為:

  按ISO 5073-1999的這一定義,腐植酸就是我國一貫通稱的所謂「腐植酸總量」(棕+黑+黃之和),黃腐酸是腐植酸中的一個組分,而不能與腐植酸並列;焦磷酸鈉鹼液和氫氧化鈉溶液抽提來的腐植酸分別被稱作總腐植酸和游離腐植酸。國際標準對腐植酸定義的這一重大修改,使經典的腐植物質概念更具科學性和實用性,也與我國多年來實際採用的概念(如GB11957-2001)是完全一致的,而且更貼近我國腐植酸生產應用實際及檢測標準。因此,倡導接受ISO 5073-1999的這一定義,「腐植酸」中包含「黃腐酸」。

  觀點二:「腐植酸」與「黃腐酸」並列。

  1786年,德國的Achard首次從泥炭中用鹼提取出了腐植酸,此時人類還沒有發現黃腐酸。19世紀貝捷利亞從Achard稱之為腐植酸中發現既溶於鹼液又溶於酸和水的黃腐酸。也就是說將黃腐酸作為腐植酸的組分是18~19世紀人類沒發現黃腐酸或發現黃腐酸初期時的概念。直到1919年,奧登將腐植酸和黃腐酸並列分類為兩種有機酸,之後被國際上絕大數國家科學家認可。因此,國際土壤學會、國際腐殖質學會也都定義腐殖質中含有腐植酸(胡敏酸)、黃腐酸(富裡酸)和腐黑物(胡敏素)三個組分,中國農業百科全書土壤卷也是這樣定義的。因為黃腐酸在分子量、溶解性、抗絮凝性、生物活性及結構特徵等方面與腐植酸的顯著差異,所以倡導腐植酸與黃腐酸並列分類。

  2 腐植酸原料

  關於腐植酸原料(包括褐煤、風化煤、泥煤等)活化問題,大致有三種觀點。

  觀點一:腐植酸原料無需活化。

  我國煤炭腐植酸資源(包括褐煤、風化煤、泥煤等)中游離腐植酸含量最高可達70%,將其直接添加到肥料生產或投入到土壤中,就可以達到改良土壤和增效化肥的效果,無需對原料進行活化處理,這不僅簡化了生產流程,節省了設備投入,又節約成本,還提高肥效。

  觀點二:腐植酸原料活化處理後使用效果更好。

  我國風化煤和褐煤、泥炭中總腐植酸含量較高,但多數被鈣鎂離子固定,即使是游離腐植酸,能被作物直接吸收利用的水溶性成份普遍含量很低,生產腐植酸肥料時,這些原料經過活化處理後,活性更強,水溶性更好,這符合水肥一體化、抗旱節水等國家政策。

  觀點三:工業生產用腐植酸原料必須規範。

  因煤炭腐植酸資源(包括褐煤、風化煤、泥煤等)不可再生,且不同來源的腐植酸原料在性質上存在較大差別,如果不加區別地直接添加原料,導致質量不可控,地域環境破壞嚴重,標準化難以提高,既不利於規範化、規模化和優質化生產,也不利於資源的綜合利用。因此,必須對投入生產的腐植酸原料規範化,制定相應的分類指標和檢測方法。


  3 腐植酸有機質

  如何認識傳統有機質和工農業生產的有機質,包括工業和城市生活副產物,已經成為大家關注的焦點。

  凡是有機質不一定是腐植酸,凡是腐植酸一定是最好的有機質。

  NY 525-2012中明確提出有機肥料的定義:「主要來源於植物和(或)動物、經發酵腐熟的含碳有機物料」。人工加入土壤中的有機物質(有機肥、腐植物質),必須與土壤中自然形成的有機質的組分相近。隨著農業生產方式發生的根本性轉變,如人畜糞便、秸稈、動物殘體等傳統有機物已經失去了「天然本色」。以畜禽糞便為例,過去豬、雞、牛、羊吃的全是天然「食品」。現在,生產傳統有機肥的特質已不復存在。隨著含高銅、高鋅、高砷等飼料添加劑的廣泛使用,加之畜禽對微量元素的低利用率,導致畜禽糞便的重金屬含量超標,還有一些激素、放射性物質及其他有機汙染物含量超標。而未經人為幹擾的煤炭腐植酸資源是相對安全和綠色環保的,活化後的腐植酸有機質更利於生產應用。

  4 煤炭腐植酸

  目前,行業內繼「煤炭腐植酸」之後,「有機礦物源腐植酸」提了出來,其分歧點主要在油母頁巖資源是否含有腐植酸。且看如下兩種觀點。

  觀點一:「有機礦物源腐植酸」。風化煤、褐煤和泥炭屬於「煤炭腐植酸」,還有不屬於煤炭的油母頁巖產生腐植酸,為了避免與無機礦物混淆,故提出「有機礦物源腐植酸」的概念,簡稱「礦物源腐植酸」,這一命名把所謂油母頁巖含有腐植酸作為原料擴充了進來。

  觀點二:「煤炭腐植酸」。

  我國腐植酸原料主要包括風化煤、褐煤和泥炭,雖然目前泥炭不屬於煤炭範圍,但是一直以來腐植酸行業談到「煤炭腐植酸」即是指褐煤、風化煤、泥炭腐植酸,這一點在業界已達成長期的共識。油母頁巖中一般只有10%~30%的有機物質,其餘都是無機礦物質,這10%~30%的有機物,實際上全是浮遊生物轉化來的石油(脂肪族烴類)。至今,還沒有看到關於油母頁巖中含有腐植酸的報導,國內外也沒有開展過油母頁巖含有腐植酸的基礎研究,為何一下子就能進入標準化?因此,堅持採用原來的「煤炭腐植酸」名稱是嚴謹的。

  5 生物腐植酸

  生物腐植酸來自可再生資源。生物腐植酸是以工農業有機廢棄物為原料,通過生物發酵工藝而獲得的由芳香族、脂肪族及其多種功能團組成的無定形的高分子有機弱酸混合物。製取生物腐植酸必須符合以下五個條件:(1) 必須具有一定量的木質素含量;(2) 必須具備優勢菌種朝向定向菌種;(3) 發酵工藝或化學提取方法必須科學;(4) 必須可檢測;(5) 必須環保安全。要確保原料(如秸稈、畜禽糞便、工農業副產品、工農業有機廢棄物等)的安全性,防止通過原料將重金屬、微生物等汙染源帶到生物腐植酸之中。近來有人利用「腐植酸」和「黃腐酸」命名混亂以及檢測手段缺失的現狀,將不經過任何生化處理的水溶木質素衍生物、糖蜜及其廢液、味精廢液等的烘乾物冒充生物黃腐酸。這類所謂的「生物黃腐酸」的抗硬水絮凝性明顯優於煤炭黃腐酸,對作物也有一定的促長效應,而且價格極其低廉,在農業市場上暢行無阻。在此,提醒消費者加以甄別。

  6 腐植酸有機碳肥

  關於有機碳營養的研究越來越多,腐植酸是高端有機碳營養之說亦成為行業內爭論的一個焦點。且看如下兩種觀點。

  觀點一:腐植酸是高端有機碳營養。

  植物碳營養如果僅靠大氣CO2的自然補充,僅為其需求量的1/5,將使植物長期處於碳飢餓狀態。植物根系則可以直接吸收利用碳營養。有機碳肥可大致分為3類:(1) 按化學類型分:有機酸類,如乙酸、丙酸;糖類,如單糖、雙糖、多糖;醇類,如乙醇、丙醇以及醛類等。(2) 按存在狀態分:固體、液體、氣體(CO2)。(3) 按結構複雜程度分:簡單有機碳營養,如單糖、乙酸、胺基酸等;結構複雜的有機碳營養,如腐植酸、多糖、多肽等。在結構複雜的有機碳營養中,腐植酸是其高端產品,可謂有機碳肥金字塔尖上的明珠。腐植酸的許多促長、抗逆功能與有機碳營養的高端部分有密切關係。觀點二:腐植酸不是「有機碳營養」。

  (1) 空氣和水是植物碳營養的主要來源。碳、氫、氧(總量佔新鮮植物組織的90%以上)是植物的主要大量營養元素,但不是肥料,它們是由空氣和水來提供的,一般不需要從土壤中補充。這是傳統的植物生理學和肥料學的基本常識,至今未見有新的研究報導。(2) 植物從根部吸收碳營養很少。不可否認,植物也從根部吸收少量低分子的碳營養,包括碳水化合物和水溶腐植酸,但數量微乎其微。相對於畝產約兩萬千克的作物(包括根系、秸稈、籽實)來說,其中約有1萬千克的有機碳的植物組織,而腐植酸只能補充其碳需求量的0.05%~0.1%(即5~10 kg)。這一點點碳對於上萬千克的植物碳需求來說,可謂杯水車薪。(3) 腐植酸的功能和作用源自化學和生物活性。腐植酸是以芳香族結構為核心、以含氧官能團(主要是羧基、酚羥基、醇羥基、甲氧基、醌基等)為關鍵作用點位的生物活性物質,而不是「有機碳營養」。正是腐植酸的化學活性(吸附、離子交換、配位等),使N、P、K和微量元素吸收量和利用率提高;正是腐植酸的生物活性,促使植物提高抗逆性、改善品質、促進生長、減少汙染,提供了食品安全保障。抹殺腐植酸的分子結構特徵和官能團的作用,僅僅把腐植酸當作碳肥,實際是舍本求末。幾十年來大量研究試驗所證明的腐植酸(包括水溶性的低分子腐植酸—黃腐酸)的顯著功能,是化學活性與生理活性的貢獻,而不是有機碳營養的貢獻。

  綜上,我們認為,腐植酸不能亂。一是腐植酸行業弱小,經不起折騰;二是原有基礎研究至今未有顛覆性的研究成果;三是新概念和術語缺少共識;四是腐植酸研究需要集結各方智慧,理當融合各方的研究成果,形成科學的統一認識為好。因此,在傳承和創新中,以「腐植酸包含黃腐酸」「腐植酸原料活化製取」「腐植酸是最好的有機質不應被排斥」「煤炭腐植酸名稱不可更改」「生物腐植酸必須可檢測」「腐植酸有機碳肥概念提出宜慎重」等基本觀點為要。期待大家判明是非,力爭用最短的時間撥亂反正,正本清源,以保障我國腐植酸事業的健康發展。

相關焦點

  • 關於深度學習未來發展方向的六項預測
    關於深度學習未來發展方向的六項預測 隨著深度學習在大規模市場化應用領域的快速推進,其將與數據可視化、商務智能與預測分析一道成為眾多行業的立足基石。本文將與大家一同探討關於深度學習未來發展方向的六項預測。
  • 腐植酸能改良土壤性狀—新聞—科學網
    天然礦物腐植酸主要是動植物遺骸經過微生物分解轉化後形成的有機物質,普遍存在於土壤、泥炭和風化煤中,對植物的生長和土壤生態系統具有重要作用。 腐植酸類肥料中起主要作用的是腐植酸,其次是一些大量、中微量、微生物等營養元素。腐植酸的複雜結構及特性,自然就決定了腐植酸類肥料是一種多功能的有機肥料。其中,改良土壤性狀是腐植酸的最重要的作用之一。
  • 對「科學傳播」這個術語的定義的探討
    畢竟,科學傳播作為一個概念術語並不是一開始就存在的,如果對其進行追根溯源,我們應該會發現有一個傘形概念或者說法,那就是科學大眾化,而隨著時代的發展,不同的文化形態和社會語境會衍生出歸結到這個傘形概念之下的不同術語和概念,其中就包括科學傳播,除此之外還有科學普及,公眾理解科學,科學素養,科學與社會,公眾參與科學,以及近年來頗受關注的公民科學等等。
  • 黃腐酸,胺基酸,腐植酸的作用和區別
    它是由芳香族及其多種官能團構成的高分子有機酸,具有良好的生理活性和吸收、絡合、交換等功能。腐植酸的主要元素組成為碳、氫、氧、氮、硫,是一種多價酚型芳香族化合物與氮化合物的縮聚物。  廣泛分布在低級別煤炭、土壤、水域沉積物、動物糞便、有機肥料、動植物殘體等中。
  • 腐植酸與土壤肥力的關係
    腐植酸是土壤養分運轉的「倉庫」。一方面,腐植酸是土壤最優越的有機質,為植物生長提供有效的營養和能量;另一方面,腐植酸通過與土壤微生物活性、根系之間的相互作用,將作物吸收的營養返還給土壤。於此,腐植酸在保持土壤有效養分支出量與補給量之間發揮著重要的平衡關係。 (3) 本源相似。
  • 腐植酸與土壤微生物的「微妙關係」!
    大家知道,土壤是微生物的大本營,是微生物生長和繁殖的天然培養基。腐植酸貫穿於土壤生命之中,是土壤的「生命核」。沒有腐植酸,土壤將失去活性。據此,理清「土壤—腐植酸—微生物」之間的關係,對保護國土資源、促進土壤可持續生產具有重要的現實意義。一、土壤腐植酸腐植酸是土壤中最深刻的「暗色物質」,其生命的每一個周期皆與生命體相關聯。
  • 「中國農業新聞網」有機質,腐殖質,腐植酸三者有什麼不同
    科學家們利用氫氧化鈉和酸性物質浸泡處理腐殖質,分別得到了它的一些分子量稍小一些的產物:腐植酸、黃腐酸、褐腐酸和胡敏素。腐植酸是腐殖質中的主要成分。腐植酸進一步酸化分解以後得到黃腐酸和褐腐酸。腐植酸類物質廣泛存在於地球表面的海洋、沼澤、泥炭、土壤和淡水水域中。風化褐煤,是迄今為止發現的腐植酸含量最多的一大類資源,可達70%。
  • 解密腐植酸與土壤微生物的微妙關係!
    據此,腐植酸可以調節生物系統、土壤系統和環境系統之間的物質循環、能量轉換和信息傳遞,是維持土壤功能穩定的重要物質。     上述8項,反映了土壤微生物與土壤肥力、土壤健康、植物生長之間的重要關係,是土壤生態系統物質循環和能量流動的主力軍。
  • 你確定含腐植酸水溶性肥料的方法用對了嗎?
    一、「腐植酸」之名土壤學家強調它形成過程中的微生物作用,堅持叫作「腐殖酸」。而煤炭化學家則以其主要是由植物演化而來,認為應該叫作「腐植酸」。目前,在行業應用領域內,一般通用「腐植酸」。二、腐植酸的概念由於腐植酸不是純物質,是類型物質,是複雜的混合物。
  • 有機質、腐殖質、腐植酸到底有啥區別?
    使孔隙度增加,提高土壤的保水保肥能力和緩衝性能; 4. 是土壤微生物生命活動養分和能量的主要來源; 5. 促進植物對其它營養元素的吸收; 6. 活化磷、鉀等營養元素; 7. 有機質中的維生素和一些激素能促進植物的生長發育。
  • 自然資源部發布《海嘯術語》等8項行業標準
    自然資源部發布《海嘯術語》等8項行業標準 2020-06-11 22:20 來源:澎湃新聞·澎湃號·政務
  • 充分認識腐植酸!它是氮肥的緩釋劑,中微量元素螯合劑
    腐植酸本身就含有植物生長所需的元素碳、氫、氧、氮等,同時它又可以提高氮、磷、鉀肥的利用率,所以,腐植酸對於作物的增產效果是非常明顯的。施用腐植酸肥和有機無機復混肥與施用化肥相比:一般大田糧油作物增產8%至20%左右,瓜果蔬菜、經濟作物一般增產15%至35%左右。因此,在農業生產中,它是農民朋友們不可或缺的好幫手。關於腐植酸肥你知道多少呢?
  • 腐植酸改良土壤
    煤炭腐植酸與土壤有機質中的腐植酸具有相似的結構和性質,因此大量施用泥炭、褐煤、風化煤及其製造的腐植酸類肥料,實踐表明,也可以起到顯著的土壤改良作用。 一、鹽鹼土的改良 鹽鹼土的主要危害是:土壤含鹽量過高;有害離子(如Na 、CI-、HCO3-、CO22-、Mg2 等)濃度過大;土壤鹼性過強;土粒高度分散,土壤結構性差;作物生長發育受到抑制。
  • 高效液相色譜儀的基本概念和術語
    高效液相色譜儀術語高效液相色譜儀的基本概念和術語是深圳市億鑫儀器設備有限公司提供。1.色譜圖和峰參數色譜圖:樣品流經色譜柱和檢測器,所得到的信號-時間曲線,又稱色譜流出曲線。基線:經流動相衝洗,柱與流動相達到平衡後,檢測器測出一段時間的流出曲線。一般應平行於時間軸。噪音:基線信號的波動。通常因電源接觸不良或瞬時過載、檢測器不穩定、流動相含有氣泡或色譜柱被汙染所致。漂移:基線隨時間的緩緩變化。
  • 腐植酸的作用(鉀、鈉區別)
    腐植酸又稱胡敏酸,是腐殖質的主要成分。是一種有機酸,其包括黑腐酸、棕腐酸和黃腐酸。
  • 氣相色譜儀的常見術語及概念解釋
    打開APP 氣相色譜儀的常見術語及概念解釋 儀表網 發表於 2020-03-18 10:55:01 它除用於定量和定性分析外,還能測定樣品在固定相上的分配係數、活度係數、分子量和比表面積等物理化學常數。上海泰特睿傑信息科技有限公司(泰特儀器)立足於色譜行業已有十餘年,致力於色譜行業前沿檢測技術的研究與應用開發,主要產品包括GC2030系列氣相色譜分析儀、GC966系列在線氣相色譜儀、GC966可攜式氣相色譜儀等設備,以及相關配套設備。
  • 土壤修復:如何正確認識腐植酸和黃腐酸的作用
    北極星環境修復網訊:在土壤修復中,腐殖酸和黃腐酸發揮著非常大的作用。究竟腐殖酸和黃腐酸有何作用呢?        腐植酸和黃腐酸的作用腐植酸中的官能團(主要是羧基和酚羥基)能給出活潑氫離子,故腐植酸表現出弱酸性和化學反應性,具有較強的離子交換能力、絡(螯)合作用。腐植酸的醌基、羧基和酚羥基結構使其具有生物活性。
  • 為什麼說腐植酸是最好的有機質?
    腐植酸可以促進土壤團粒結構的形成,降低土壤容重,提高陽離子代換量,調節土壤酸鹼度,從而有助於提高土壤的保水、保肥、保溫和通氣能力。 此外,由於腐植酸是高分子有機物,施入土壤後可以為土壤微生物提供充足的碳源和能源,促進微生物代謝及繁殖,從而增加土壤微生物的保有量,增強土壤微生物活性,改善土壤微環境,這對改良和培肥土壤尤為重要。
  • 競賽(或高考):用待定係數法求數列的通項公式和前n項和
    昨天我們談了數列問題中可以代替錯位相減法的兩種方法,其中我們談到待定係數法在數列問題中應用廣泛,今天我們深入的介紹幾種可以用待定係數法處理的數列特徵首先介紹幾個有關數列的概念顯然我們對這個概念並不陌生,初中時一些找規律的問題中,經常用相鄰兩項做減法,有時還要在所得數列的基礎上進一步做減法
  • 黃腐酸鉀、腐植酸鉀的騙局揭秘!
    腐植酸廣泛存在於自然界的草炭、褐煤、風化煤等中,可從腐植酸中提取一定的黃腐植酸與氧化鉀製成黃腐酸鉀。現在市場上黃腐酸鉀、腐殖酸鉀滿天飛,甚至有的複合肥裡面有一種標註為「Kom」的物質也被解釋為鉀肥,今天我就來為您揭開他們神秘的面紗。黃腐酸鉀,不是純鉀K2O(氧化鉀) 黃腐植酸是腐植酸中的一種成分。