周丽平，袁 亮，赵秉强*，李燕婷，张水勤

    (1 天津市农业科学院农业资源与环境研究所，天津 300192；2 农业农村部植物营养与肥料重点实验室/中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，北京 100081)

    腐植酸是动植物遗骸经过微生物的分解和转化，以及地球化学、物理的一系列变化过程而形成积累起来的一类具有多种官能团的大分子有机弱酸混合物[1–2]。它能够调控肥料的释放和转化，改善肥料理化性状，刺激根系生长，提高根系对养分的吸收，进而提高作物产量和肥料利用率，减少施肥带来的环境压力。因此，腐植酸被用于制备绿色高效肥料新产品，以更好地调控根系的吸收功能，大幅度提高肥料利用率[3–5]。

    腐植酸的生物活性与其结构息息相关，不同结构的腐植酸对植物生长的原生代谢和次生代谢过程调控效果不同。从堆肥材料中分离出的腐植酸富含羧基基团和疏水结构[6]，从蚯蚓粪中提取的腐殖质疏水性结构较为明显[7]，风化煤中提取的腐植酸能增加玉米根系碳水化合物、蛋白质、多肽和氨基酸类物质的含量，减少其在茎中的积累[8]。施用纯化的褐煤腐植酸可改变黄瓜主要生理根对缺铁响应的转录调控[9]，腐植酸与根细胞壁相互作用可以降低根际的导水率[10]。Piccolo等[11]、Nardi等[12–13]认为聚合程度低、分子量小的腐植酸可增加玉米根表面积，提高玉米根系H+-ATP酶和H+-PPase酶的活力，而Canellas等[14]、Zandonadi等[15]认为聚合程度高、分子量大的腐植酸有助于提高玉米根系H+-ATP酶和H+-PPase酶的活力。因此，需要进一步深入研究腐植酸的结构与其生物活性之间的关系。

    1 腐植酸的组成与结构

    1.1 腐植酸的组成

    腐植酸因其来源、形成方式的不同，可以分为天然腐植酸和人工腐植酸。天然腐植酸包括土壤腐植酸、水体腐植酸、煤类腐植酸；人工腐植酸包括生物发酵腐植酸、化学合成腐植酸和氧化再生腐植酸。以来源方式又可分为原生腐植酸、再生腐植酸和合成腐植酸[16]。腐植酸主要由C、H、O、N和S等元素构成，C和O两种元素的含量范围分别为42%～67%和25%～45%，远高于H、N和S。腐植酸还含有少量的Ca、Mg、Fe和Si等元素[17]，腐植酸的元素组成与其形成时的环境条件(尤其是前体)关系很大[18]。腐植酸的元素摩尔比可表征其芳香度和氧化程度，C/H值越大，芳香度越高，不饱和度越高；O/C值越大，氧化程度越高。泥炭腐植酸的氧化度不高，但是其缩合度却比猪粪腐植酸高得多。腐植酸是多价酚型芳香族化合物与氮化合物的缩聚物 ......