腐植酸的组成结构及其对作物根系调控的研究进展

• 作者: 周丽平 袁亮 赵秉强 李燕婷 张水勤
• 来源期刊: 植物营养与肥料学报
• 关键词: 腐植酸 结构 氧化 根系调控
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 专题综述|Comment on special topic
• 页码范围: 334-343
• 页数: 10页
• 语种: 中文
• DOI: 10.11674/zwyf.2021006

摘要

[目的]综述腐植酸的结构及其对作物根系调控方面的研究进展,为腐植酸的进一步资源化利用提供理论依据.[主要进展]1)腐植酸结构复杂、功能多样,由C、H、O、N和S等元素构成.腐植酸是多价酚型芳香族化合物与氮化合物的缩聚物,其裂解产物主要有烷烃类、饱和醇类、非饱和线性醇类、吡啶类等,其形成机制主要基于氨基糖缩合理论、多酚理论和木质素理论.采用核磁共振、漫反射傅里叶变换红外光谱、表面加强拉曼光谱、X射线吸收近边结构和X射线吸收光谱法表征可知,各类来源腐植酸中均含有芳香碳、羧基碳、羰基碳和羟基碳等结构.化学改性可以改变腐植酸的功能组成,而氧化是增加腐植酸含氧官能团数量的重要方式,它可以使腐植酸或者煤中的H/C值、O/C值提高,腐植酸分子量向小分子量方向转移,增加羧酸、醇、胺、酯、醚等含氧基团数量.2)腐植酸含有很多活性官能团,具有较高的物理、化学和生物活性.腐植酸活性功能团对养分的有效性有双向调控,可影响植物生长的原生代谢和次生代谢过程,其对植物生长的影响与其结构关系密切,它可促进作物养分吸收,提高土壤中养分含量,综合调控作物生长环境,改善作物体的养分吸收、同化和利用状况.3)根系对腐植酸的响应是腐植酸促进植物生长的最初动力,它可通过影响根系形态、根系养分吸收、根系基因表达等来影响根系的生长发育,腐植酸对作物根系的作用效果受其来源、浓度、分子量、官能团、结构和成分的影响.[研究展望]今后应加强腐植酸结构特征研究,提高对腐植酸效果的机理认识.腐植酸对作物生长调控特别是对作物根系的调控机理的研究方式与实际有较大差距,因此,建立非破坏性手段还原腐植酸的结构特征,研究腐植酸对作物根系生长的作用机理,值得重视.