腐植酸及其对土壤的益处

腐植酸及其对土壤的益处

腐植酸是一组结合并帮助植物根系吸收水分和养分的分子。腐植酸含量高可以大大提高产量和品质,而腐植酸缺乏则会影响作物具有最佳营养。

我们首先要理解土壤有机质和腐殖质之间存在差异。“腐殖质”是一个通用术语,描述一组单独但不同的腐殖质。“土壤有机物”是在地下以各种速率分解的物质。统称为“腐殖质”的一些最常见物质包括:黄腐酸:一种黄至黄棕色腐殖质,在所有pH条件下均溶于水,且分子量低。棕腐酸:一种棕褐色腐殖质,仅在较高的土壤pH值下可溶于水,且分子量高于黄腐酸。腐殖酸可能在未受干扰的土壤中保留数个世纪。黑腐酸:一种黑色腐殖质,在任何pH下均不溶于水,具有高分子量。

(1)腐植酸,开发和维护健康土壤可持续的关键

施用有机物无疑是使已浸出或没有化学反应(例如与一些沙子)的土壤再矿化的极好方法。具有低阳离子交换容量(CEC)的沙子很难保持养分的阳离子,这些阳离子很容易渗入土壤深处,无法被植物吸收。

当干旱条件普遍存在且缺少腐殖质时,沙质土壤也无法保持水分。沙土处于“盛宴或饥荒”的状态,因为水和养分在施用后仅在很短的时间内可用。腐殖质的生物分子可以帮助保留水和由有机生物质、堆肥或其他肥料来源的自然循环产生的离子化养分。

腐植酸的负电荷因子是开发和维持健康土壤可持续的关键。腐植酸是功能强大的物质,微量就可以产生巨大的可测量结果,可大幅提高农作物的产量。


腐植酸及其对土壤的益处

(2)腐植酸,将养分从土壤运到植物的媒介

腐植酸作为将养分从土壤运到植物的媒介,极为重要,因为它们可以保留离子化养分,防止它们流失。腐植酸也被吸引到植物根部的消耗区。当它们到达根部时,它们会带来植物所需的水分和养分。

消耗区是靠近植物根部的区域,根系从该区域汲取(消耗)养分。如果缺少腐植酸或菌根真菌,则该区域可能会特别枯竭。当植物菌根时,菌根具有的菌丝微管,其延伸到土壤中的距离比宿主植物要远得多。他们可以从消耗区以外收集矿物质营养,以使寄主植物受益。如果土壤中没有健康的菌根关系,那么腐植酸对于植物养分的获取和吸收更为关键。

阳离子更容易被植物的根吸收,因为根带有负电荷。换句话说,正离子(阳离子)更容易被负离子(活根)吸引。腐植酸以更容易被植物根部吸收的方式持有阳离子(正离子),从而改善了微量营养素向植物循环系统的转移。因为腐植酸会吸收正离子,然后被吸引至根部消耗区或菌根的菌丝微管。由于根的负电荷大于腐植酸生物分子的负电荷,因此科学家推测微量营养素被植物的根吸收,并进入植物的循环系统。某些微量营养素在进入根膜时会从腐植酸分子中释放出来,但我们现在意识到植物也将吸收一些分子量较小的腐植酸。本质上,腐植酸与镁(Mg2 +),钙(Ca2 +)和铁(Fe2 +)等阳离子螯合,通过螯合作用,增加这些阳离子的植物利用率。


腐植酸及其对土壤的益处

(3)如何创建腐植酸水平

堆肥和其他分解有机物的来源不是建立土壤腐殖质水平的有效方法。堆肥迅速分解并留下矿物质,将碳以二氧化碳的形式释放到大气中。而腐殖质是稳定、持久的生物分子,腐殖质的成分的平均停留时间为1,140至1,235年,这些取决于腐植酸的分子量。

如果您真的想改良或修复土壤,增加土壤阳离子交换量(CEC),改善土壤耕作性和孔隙度,提高水资源利用率以保护环境,使土壤成为所有植物,微生物的更健康的陆地生物圈,则必须依靠腐殖质。

腐殖质是土壤化学的产物,其形成也取决于其前体化学物质氨基酸参与。氨基酸是蛋白质的基础。自然生态环境中氨基酸的最佳来源是由菌根菌产生的。中西部的高草草原比任何地球上的生态区都更好地体现了这种土壤建设过程,因为草利用了这种关系,这就是为什么高草大草原中富含腐殖质的表层土壤的原因。菌根菌生产一种特殊的土壤蛋白质,这种蛋白质富含氨基酸,与腐植酸相结合,创造了巨大的固碳和储碳因素。

科学家测量堆肥中来自蛋白质(氨基酸)、碳水化合物和脂肪的能量表明堆肥缺乏腐殖质的潜力。即使在优质的堆肥中,氨基酸(蛋白质)产生的卡路里百分比也不到5%。而且由于不同的生产质量控制和成分一致性,很难得到堆肥中的理想氨基酸比例,因此我们无法预测所有这些氨基酸均能高效转化为腐殖质。因此,

堆肥或其他有机物质对土壤的改良不是增加土壤腐殖质的可靠方法。您可以在合格的实验室中测量堆肥产品中的腐殖酸含量。优质堆肥的腐殖酸含量约为5%至8%。

尝试通过施用堆肥来添加适量的腐植酸将需要如此之大的数量,以至于可能导致营养物过量。实际上,堆肥的质量越好,营养素就会越集中,就应该使用越少。如果想要腐殖质,必须补充腐植酸。

今天,在新墨西哥州洛斯卢纳斯的植物园中,腐殖质的一个明显好处就是粘土的聚集。这种聚集使粘土更加多孔,柔软和有氧,排水性更好,从而使所有植物的根系生长更深。

在北美奇瓦瓦沙漠地区最大的橡树种植区,而这些植物都不能最初的土壤条件下生长,但是凭借腐植酸的力量(或魔力),已经使土壤恢复了生产力和健康水平。

最后,腐殖酸是“土壤化学的奇妙产物,对健康和多产的土壤必不可少。它们是功能化的分子,保留水分,改善土壤结构,充当植物生长刺激剂并清除有毒污染物。

没有任何一种合成材料能够与腐殖酸的物理和化学多功能性相提并论。”

作者: 迈克尔·马丁·梅隆德雷斯(Michael MartinMeléndrez)有节选



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