土壤是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，土壤質(zhì)量的好壞直接決定著農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的好壞。目前，我國耕地土壤質(zhì)量日趨惡化，土壤有機(jī)質(zhì)含量降低，養(yǎng)分失調(diào)，水土流失、土壤沙化、酸化、鹽漬化等面積不斷擴(kuò)大，土壤污染尤其是重金屬含量超標(biāo)極為嚴(yán)重。土壤中的污染物可經(jīng)由食物鏈進(jìn)入人體，直接危害人體健康。因此，土壤質(zhì)量至關(guān)重要，關(guān)乎人類的發(fā)展大計。

腐植酸是植物遺骸經(jīng)過微生物的分解和轉(zhuǎn)化，以及地球化學(xué)的一系列過程形成的一類有機(jī)物，廣泛分布于土壤中，不僅能為植物提供營養(yǎng)，還能改良土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力，改造鹽堿地等，在農(nóng)業(yè)上具有廣闊的應(yīng)用前景。

2 腐植酸對土壤的改良作用

（1） 腐植酸改良土壤結(jié)構(gòu)

腐植酸類物質(zhì)具有膠體性質(zhì)，通過絮凝作用能夠與土壤中團(tuán)聚體、微團(tuán)聚體形成團(tuán)粒，降低土壤容重，增加孔隙度，使土壤具有良好的通透性，有利于土壤中水、肥、氣、熱狀況的調(diào)節(jié)，形成適合植物根系生長發(fā)育的良好土壤環(huán)境，提高作物產(chǎn)量。

（2） 腐植酸改良鹽堿地

腐植酸是一種帶有負(fù)電的膠體，與土壤結(jié)合后 , 能夠增加陽離子的吸附量，起到隔鹽、吸鹽作用，抑制鹽分上升，降低表土鹽分含量。腐植酸是一種弱酸，能夠與土壤中的各種陽離子結(jié)合，生成腐植酸鹽，形成腐植酸-腐植酸鹽相互轉(zhuǎn)化的緩沖系統(tǒng)，對土壤的酸堿度起到很好的調(diào)節(jié)作用。

腐植酸還可與土壤中的堿性物質(zhì)發(fā)生中和反應(yīng)，降低土壤的堿度。腐植酸的鹽基交換量為是土壤中粘土礦物的10 ～ 20 倍，使得土壤溶液中的有害離子能夠與雙源腐植酸發(fā)生交換反應(yīng)，降低土壤鹽基含量。因此，腐植酸對鹽堿地改良具有很好的作用。

（3）腐植酸提高土壤肥力

腐植酸中的羧基、羰基、醇羥基、酚羥基等官能團(tuán)，有較強(qiáng)離子交換和吸附能力，能減少銨態(tài)氮損失，提高氮肥利用率。研究表明，尿素被水解成 NH3，NH3經(jīng)水合反應(yīng)成 NH4+。由于腐植酸巨大的內(nèi)表面積和較強(qiáng)吸附能力，NH4+很快被腐植酸吸附，并與其發(fā)生氨化反應(yīng)，生成解離度很低的腐植酸銨鹽，既可為作物提供 NH4+，又減少氨的揮發(fā)。腐植酸能夠加劇土壤中微生物活動，尤其能使土壤自生固氮菌的數(shù)量顯著增加，生物固氮作用得到加強(qiáng)，土壤中硝酸鹽含量增加，為作物提供豐富的氮素營養(yǎng)。腐植酸具有活化鉀的功能，可使鉀肥緩慢分解，增加鉀釋放量，促進(jìn)作物對鉀的吸收，提高鉀肥利用率。腐植酸可與土壤中難溶性的中微量元素發(fā)生螯合反應(yīng)，使其從不可利用態(tài)變?yōu)榭衫�用態(tài)，溶于水，利于作物吸收。此外，腐植酸分子具有多種活性功能基團(tuán)，可增強(qiáng)作物體內(nèi)過氧化氫酶活性，加快作物生理代謝，促進(jìn)植物的生長。因此，雙源腐植酸能夠提高肥料利用率，促進(jìn)作物生長，增加作物產(chǎn)量。

3 腐植酸對重金屬污染土壤的修復(fù)作用

根據(jù)環(huán)保部和國土資源部 2014 年 4 月聯(lián)合發(fā)布的《全國土壤污染狀況調(diào)查公報》，全國土壤中的重金屬點位超標(biāo)率最高的是耕地，達(dá)到 19.4%。其中，南方土壤污染重于北方，西南、中南地區(qū)土壤重金屬超標(biāo)范圍較大，鎘、汞、砷、銅、鉛、鉻、鋅、鎳 8 種無機(jī)污染物點位超標(biāo)率分別為7.0%、1.6%、2.7%、2.1%、1.5%、1.1%、0.9%、4.8%。土壤重金屬污染一方面會導(dǎo)致土壤退化，農(nóng)作物品質(zhì)降低，進(jìn)一步降低農(nóng)作物產(chǎn)量，甚至導(dǎo)致絕產(chǎn)；另一方面，土壤中的重金屬通過植物的富集和食物鏈的作用進(jìn)入人體，危害人體健康。

（1）腐植酸對重金屬離子的吸附和穩(wěn)定化作用

腐植酸中的羧基、羥基、羰基和氨基等均能與重金屬發(fā)生絡(luò)合、螯合反應(yīng)，使土壤中水溶態(tài)和交換態(tài)的重金屬含量降低；腐植酸還能與一些重金屬形成難溶性的鹽類，抑制重金屬的遷移，使重金屬在土壤中的穩(wěn)定性增強(qiáng)。腐植酸能夠改變土壤中重金屬的存在形態(tài)，在土壤中加入腐植酸可以降低可溶態(tài)重金屬含量，增加碳酸鹽結(jié)合態(tài)、氧化物結(jié)合態(tài)的含量，使有機(jī)結(jié)合態(tài)的Cu2+、Cd2+、Zn2+、Pb2+含量降低，從而降低Cu2+、Cd2+、Zn2+、Pb2+等在土壤中的活性、毒性以及生物可利用性。

（2）腐植酸對重金屬離子的氧化還原作用

腐植酸能將土壤中重金屬離子還原，形成穩(wěn)定的螯合物。作為還原劑，腐植酸能夠使土壤中的鎘、汞形成穩(wěn)定的硫化物沉淀，使毒性較高的六價鉻還原為毒性較小的三價鉻，降低鉻毒性。腐植酸能夠為土壤中的生物提供基質(zhì)和能源，間接影響土壤中重金屬離子活動能力。

4 腐植酸對有毒有機(jī)物污染土壤的修復(fù)作用

隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，產(chǎn)生大量的有機(jī)工業(yè)廢水，這些廢水直接或間接地對水體周圍的土壤造成污染。有機(jī)污染物會對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生有害影響，不僅影響農(nóng)作物的生長和發(fā)育，降低作物品質(zhì)和產(chǎn)量；同時，有機(jī)物能夠通過植物進(jìn)行富集，并通過食物鏈的作用進(jìn)入人體，嚴(yán)重威脅人類健康。因此，修復(fù)有毒有機(jī)物污染土壤意義重大。

（1）腐植酸對土壤中有機(jī)污染物的吸附沉淀作用

腐植酸主要是通過物理吸附、分配、氫鍵、共價鍵等途徑與有機(jī)污染物結(jié)合，降低有毒有機(jī)污染物在土壤中的生物有效性。腐植酸與土壤膠粒形成的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合膠體，進(jìn)一步增強(qiáng)對有機(jī)物的吸附。腐植酸對離子的吸附性能，能夠使有機(jī)物的陽離子緊緊吸附在腐植酸分子周圍，減少了土壤中有機(jī)污染物的遷移。

（2）腐植酸對土壤中有機(jī)污染物氧化還原作用

腐植酸含有多種功能基團(tuán)，其中一些功能基團(tuán)有可逆性的氧化還原和離子交換功能，可以降低土壤中有機(jī)物的含量，其機(jī)理主要有以下兩種方式：（1）腐植酸能夠?qū)㈦娮訌倪�原態(tài)的化合物轉(zhuǎn)移到芳香族化合物等有毒有機(jī)污染物上，將這些有機(jī)污染物降解，這個過程中腐植酸僅起到電子轉(zhuǎn)遞體的作用。（2）腐植酸接受有毒有機(jī)污染物提供的電子，將這些有機(jī)污染物氧化，這個過程中腐植酸作為電子受體，該方式能夠支持菌體的生長，形成一種新型的細(xì)菌厭氧呼吸方式—腐植酸類物質(zhì)呼吸。有關(guān)研究表明，發(fā)揮腐植酸類物質(zhì)呼吸作用的成分主要是腐植酸中醌類成分，在氧化降解有機(jī)物過程中起到最終電子受體的作用。

（3）腐植酸促進(jìn)土壤微生物對有機(jī)物的降解

腐植酸是一種有機(jī)物質(zhì)，可以為土壤中的微生物提供營養(yǎng)物質(zhì)。腐植酸能夠改良土壤結(jié)構(gòu)，減少土壤容重，增加土壤空隙度和通透性，調(diào)節(jié)土壤 p H 值，降低土壤中的鹽分，從而為微生物提供一個非常好的生存環(huán)境，使微生物大量繁殖，促進(jìn)微生物對土壤中有機(jī)物的降解。同時，腐植酸能夠提高氧化酶的活性，加快對有機(jī)污染物的降解速度。Pellegrino 等研究結(jié)果表明，由于含天然腐植酸的溶液能夠促進(jìn)土壤中微生物的活性，使用含天然腐植酸的溶液淋洗高度有機(jī)物污染的土壤，可以有效去除土壤中的污染物，其土壤中有機(jī)污染物去除率高達(dá) 90%。