天然腐殖酸的7大作用

2020-10-07 494

  针对药效、药害、残留等农药焦点问题,探讨低碳条件下草甘膦、喹啉酸等与腐植酸活性组分作用,形成生物活性肽、多糖衍生物转化为植物营养,促进三羧酸循环的机理;探讨新烟碱、拟除虫菊酯等在水解酶、氧化还原酶、聚合酶及辅酶作用下,脱硫、脱氰、脱氮再转化为特异性维生素、蛋白质类植物营养的自由基反应历程;对保障粮食、蔬果丰收,构建可持续发展的和谐社会有深远意义。

  在人口增长、气候变化、人均耕地面积日益减少的中国乃至世界, 具有杀虫、杀菌、除草、植物生长调节功能的农药为保障粮食、蔬果增产发挥了不可替代的重要作用。因某些农药在防治土壤、植物病害虫的同时,会造成严重的食物链和环境污染,因此农药应用也成为世界富争议的焦点问题。

  农药的负面作用,促使世界范围内禁用、限用高毒农药(有机氯类、有机磷类),引导开发低毒的合成农药(拟除虫菊酯、新烟碱类、甾醇合成剂-三唑类),不断发现天然杀虫剂(杠柳、苦皮藤、印楝素等杀虫剂)、杀菌剂(芸香、烟碱、白僵菌等杀菌剂)、除草剂(植物源次生代谢产物、氨基酸-草甘膦类),但仍然存在生物农药品种少、疗效慢、难治突发性虫害,化学农药成本高、有抗药性等问题。

  同位素是具有相同原子序数的同一化学元素的两种或多种原子之一,化学性质几乎相同但原子质量或质量数不同的化学名词。

  在自然界中天然存在同位素称为天然同位素,人工合成的同位素称为人造同位素。同位素有重要用途,如用O标记化合物可确证酯化反应的历程,I用于甲状腺吸碘机能的实验等。同位素标记法是研究农药在生物体内的生化作用机制、中间产物和代谢途径的主要技术手段。利用同位素研究在低碳条件下(水、微生物酶、营养物、光合作用),将农药转变成植物营养的机理,对发挥农药功能、保障农业丰收、优化生态环境,构建可持续发展的和谐社会具有深远的意义。

  ●天然腐植酸与生化腐植酸的营养构成与作用

  腐植酸包括天然腐植酸(泥炭、褐煤、风化煤)、氧化再生腐植酸、生化腐植酸、菌类腐植酸、土壤腐植酸等,是含羧基、酚羟基、醌基等多种官能团非均一的有机高分子物质。天然腐植酸主要是动、植物遗骸,是经过微生物分解、转化、地球化学的过程造成和积累起来的一类有机物质,有“植物转化”“化学聚合”“细胞组织自溶”“微生物合成”四种科学假说。天然泥炭腐植酸与植物的主要化学组成区别是蛋白质消失。依据植物生理代谢和生长是氧化-还原的周期循环规律,天然腐植酸的作用有以下几方面。

  (1) 利用自身的活性功能团醌基-酚羟基的氧化还原转变,调节植物生长。

  (2) 利用非醌羰基、硝基、醇羟基、氨基也可进行新陈代谢的氧化-还原反应。

  (3) 作为H的受体影响植物的氧化还原,促进糖的积累。在缺氧条件下,天然腐植酸能促进三磷腺甙(ATP)的合成,或作为多酚供应源,起呼吸催化剂的作用。

  (4) 含有甾类、萜类、α-萘乙酸、琥珀酸、肉桂酸、香豆酸、苯乙酸、阿魏酸等13类植物内源激素。

  (5) 通过其羧基官能团,形成腐植酸钾、腐植酸磷、腐植酸锌、腐植酸硒、腐植酸硼、腐植酸钙、腐植酸铁等构成可控释植物的有机-无机复合营养。

  (6) 运用其胶体、聚电解质、表面活性等物理性能作为固定化酶的载体,提高靶标酶活性,起到抗逆、渗透、保水、促进新陈代谢,保持植物营养的动态平衡。

  (7) 光作用下,天然腐植酸分子中存在的自由基可与不少环境化合物(农药、化肥、金属离子、矿物等)作用,可对除草剂解毒,增加肥效等。 天然腐植酸营养体以肥料的形式在农业应用上硕果累累,但与化学农药、生物农药的协同作用,营养转化机理的探讨,还在不断深入中。


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