腐植酸的活性在“四大”中的具体表现

点击次数:   更新时间:2020-09-07 14:05     来源:老哥论坛

  在大农业中腐植酸主要表现在生物活性方面,这可以从农作物生理代谢过程中体现。

  呼吸作用被认为是生命的标志,呼吸停止,生命就终结,死亡突现。呼吸作用实质是一系列的氧化还原反应。北京大学梅慧生教授指出,腐植酸分子中的酚锟互相转化的结构,使其自身形成一个氧化还原体系,促进细胞呼吸,加速新陈代谢,对机体的生理功能进行调节。这实质上是一个电子得失过程。从C3植物的呼吸代谢的三羧酸循环可以见到在一系列酶促反应中电子传递链的作用就是证明。酶促反应增强了生物的生命力,目前已经了解腐植酸可以影响植物体中的酶活性,包括超氧物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶等200多种酶[4]。由于腐植酸分子结构中含有氨基酸和蛋白质,因此也具有类似酶的特性。

  腐植酸还具有多种植物激素的作用,很多酶受极微量具有生理活性的分子调控、激素传递信息等调控。郑平先生指出,腐植酸具有植物生长调节作用[5],一些资料表明,腐植酸具有类似生长素、赤霉素、细胞分裂素与脱落酸的作用[6~8],他们对多条代谢途径进行调节,其中包括呼吸作用与光合作用。

  叶绿体是叶绿素的载体,叶绿素是光合色素,对光能的吸收和利用起到重要作用,是光合作用的核心。腐植酸促进植物对矿质元素的吸收和运转,使叶片中叶绿素含量显著增加,并能提高保护酶的活性,减轻活性氧对叶绿素的破坏,从而促进了光合作用,提高了光合产物累积。植物光合作用C3途径中的卡尔文环中发现,无论光合作用中的酶活性与电子传递链的功效都可能受到腐植酸或黄腐酸的直接与间接影响[5]。

  腐植酸的节水抗旱作用,早在1996年,许旭旦、王一鸣等的论文中已做了详细的论述,包括作用原理与取得的成效。新疆双龙腐植酸有限公司提出,腐植酸是节水农业新的生力军[10],用最通俗的文字说明腐植酸的保水作用:第一,腐植酸、黄腐酸通过刺激植物体内酶的活性,催化植物体内的细胞,加速水分和养分的吸收,以及降低叶片水势,增强渗透压等代谢活动,刺激植株在生理上适应旱寒生存环境;第二,它能抑制保卫细胞中钾的积累,提高其自身保水能力;第三,增强植物根系活动。

  综上所述,腐植酸在植物呼吸、光合作用、水分3个重要代谢中全面的调控植物生长与发育,充分体现了它的生物活性与效益,把大农业的发展在适应农业现代化进程上又上了一个台阶。大农业中腐植酸的活性就在它调控作物的重要代谢过程中展现,具体表现是腐植酸农资系列产品的功能。

  在大工业中,腐植酸的活性是以化学活性为主。主要体现腐植酸作为溶剂、吸附剂、表面活性剂、离子交换剂、氧化还原剂等绿色工业助剂功能[9]。

  这些功能与腐植酸具有多种官能团有密切关系,其官能团包括羧基、酚羟基、羟基、甲氧基、氨基、巯基等。各种官能团及其在分子中的三维空间赋予其大分子特定的化学性质与功能[10]。

  官能团的化学特性主要体现在与其他物质的反应类型,包括氧化还原反应、基团转移反应、消除反应(即物质转化反应)、异构化反应、缩合反应、水解反应、分子重排反应,合成反应,与烷基化反应,以及其他系列反应等。

  官能团之间的反应很多表现在化学键上,其中共价键和官能团是决定其理化性质与生物功能的核心。腐植酸分子中各种官能团和原子在空间的排列位置对其化学性能与功能有重要影响。

  腐植酸的分子有不同的构象。构象的实质是非键合原子或基团的相互作用。这种相互作用是由于相邻碳,原子或基团之间的距离小于范德华半径而产生的斥力所致,结果引起两个非键合原子基团在空间相互位置不同,从而产生不同的空间排列关系,即不同构象[10]。

  氢键对腐植酸大分子的理化性质也有重要影响。酶催化作用与氢键也有极重要的关系,氢键使其保持适合与底物结合的构型,在反应进程中,通过氢键促进反应进行[10]。

  此外,腐植酸分子中还广泛存在配位键、离子键、疏水与亲水基团等等,他们对物质之间作用也有重要影响。

  探讨腐植酸对大工业的活性,应当利用有机化学的基本原理去破解他们作用机理,以便指导我们在大工业上可更好利用腐植酸多功能效应。

  腐植酸在大医药上体现的是综合活性,即包括生物活性与化学活性。这种综合活性在医学上是增强人体免疫能力。

  大量实践证明,腐植酸具有抗菌、抗病毒、消炎、止血、止疼、收敛、抗渗出、去腐生肌的作用,对多种疾病如心血管病、肠胃道病、妇科病等都有治疗作用,其中很多是生化反应,即所谓的化学活性。而提高人体免疫力是腐植酸在医药上的最高效益体现。在临床上不论作为治疗药物还是药剂的稳定剂,都有广阔的应用前景[1]。

  腐植酸在医学上的活性,可以用中医的观点来比较,由于腐植酸是复合体,其构件中,有不同分子大小片段的基团,我们可以把某一分子大小片段的基团,作为中医配方中某一成分,不同类型的复合体就是各种分子片段为官能团的组合,看作一个中药配方,这样他们的综合生物活性就很突出的表现出来。

  一方水土养一方人。不同地区与水体都有差别,尤其是水中金属元素与腐植酸的差异对人体健康有很大影响。好山好水好土壤会出健康人群,穷山恶水就会出弱势人群。用泥炭腐植酸治疗慢性病,已是人们生活中的重要保健措施。人们的生活也越来越离不开腐植酸。

  虽然目前腐植酸在医学上许多机理仍不清楚,但是实践说明效果很好。在医学上,我认为“乌金”时代已经开始。腐植酸与中医一样是人类医药宝库中的重要一员。

  腐植酸在大环境中体现出多功能的综合活性,其修复功能包括修复水体、修复土壤、修复生态等。腐植酸实际上是自然净化力的重要组成部分。

  (1)修复水体。水体污染一是化合物污染,二是重金属过多造成水生生物灭绝,三是水体富营养化中产生有害微生物侵入水体,造成水生生物异常、生态畸形,如水葫芦、红藻的大发生等。利用生物腐植酸的有益微生物去抑制有害微生物。利用腐植酸的胶体性能,吸附与粘合有害物质,约束有害物质的危害,已在广泛运用。

  (2)修复土壤。土壤的盐碱化、荒漠化使土壤结构受到严重破坏丧失保水、保肥的功能。利用腐植酸的有机质与胶体特性可以维护土壤的团粒结构、保持土壤中的肥分,腐植酸的生物活性可促进植物生长,尤其是根系发育,能更好固定土壤,减少水土流失。日本、新加坡等国规定每年必须在耕地中加施腐植酸,增加土壤中有机质是修复土壤的重要手段。

  (3)修复生态。修复生态主要是减少人为对生态系统的干扰,增加土壤肥力,可以通过人工施肥也可利用休闲与封山育林达到此目的。朱昌雄等提到了施用生物肥、有机无机复混肥和改进耕作方法,提倡免耕等,都有利于土壤中腐植酸的维护与再生等。环境修复靠植物,大量植树、种草、绿化大地[11]。环境修复要求人们善待腐植酸,合理利用土地中的腐植酸。

  综上所述,大农业、大工业、大医药、大环境的纽带是腐植酸的活性即有活性的有机质,它的表现形式多样,它的活性调控了大农业,促使作物速生丰产;调控了大工业,使绿色工业大发展;调控了大医药,使人类更健康;调控了大环境,使山更绿、水更清、天更蓝。

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