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腐植酸对尿素的增效及应用
 
 
黄晓婷　张星　郎朗　李任丰
氮肥是农作生长发育必不可少的一种肥料，对于促进我国农业的发展发挥着巨大的作用，由于尿素是最主要的氮肥种类，而且全世界每年尿素的消耗量约占氮肥总消耗量的一半，但是其利用率却只达到了28%-41%，资源处于严重浪费的状态，根据相关的数据显示，尿素流失的途径较多，如挥发、与土壤发生水解反应等，因此，工作人员必须加强对尿素的研究工作，实现对资源的充分利用。
由于腐殖酸是尿素的基本组成部分之一，其是各种动物残体经过复杂的物理、化学以及生物等反应后生成的一种化学物质，具有良好的物理以及化学性能，可以通过改善土壤结构，刺激农作物的生长发育，并且还能和土壤发生化学反应，释放出氮、磷、钾等元素，促进植物的生长。除此之外，将腐殖酸与尿素结合起来使用，不仅能够降低尿素分解的速度，延长其作用时间，同时还能够提升尿素的利用率，%～%，而农作物增产高达10%～30%。因此，本文对腐殖酸的作用机理进行研究，分析腐殖酸在农业中的具体应用，意在推动我国农业产品的研究工作。
1、腐植酸与尿素的反应机理
腐植酸与尿素的反应主要发生在腐植酸分子中的羧基上。梁宗存等人认为腐植酸是一种天然大分子芳香族羟基羧基的混合物，尿素是含氮的弱碱类物质，二者可能通过腐植酸的羧基和酚羟基与尿素作用生成腐植酸-脲络合物，随后，其又通过用化学法和波谱法表征了腐植酸、尿素和水按照3：7：15比例混合所制备的腐植酸-尿素和尿素-腐植酸的复合物，发现，腐植酸的各活性含氧官能团均能与尿素发生反应，并形成具有较高稳定性的化学键，其中以羧基对反应深度影响最大。其中，腐植酸的羧基和酚羟基均能够与尿素反应形成氢键和域络合配位键，同时，形成一定量的COO-NH4+离子键，但羧基的离子化倾向远强于酚羟基;腐植酸的羰/羧基与尿素的-NH2基发生作用，形成>C=N键;腐植酸的醌基则以自由基断片形式与尿素反应，形成离子键或共价键。
高樹青等人通过构建风化煤-尿素-水的反应体系，发现腐植酸与尿素的结合后，体系中水溶性腐植酸含量和水溶性腐植酸转化率增加、pH值和腐植酸的羧基含量降低，并认为腐植酸能够通过羧基的络合作用结合尿素。随后，王玲玲试验结果表明，在干燥和常温的条件下，腐植酸与尿素是不发生化学反应的;当加水和加热后，腐植酸与尿素开始缓慢发生反应：当温度达100℃以上且加水量逐渐增加时，反应速度加快。以上研究均认为，反应生成的水溶性腐植酸尿素复合物是一种长效缓释肥料，这种化合物具有在农业生产中具有氮利用率较高、肥效较长的特性。
2、腐植酸对尿素的增效作用
利用腐殖酸对氮肥进行改性，其主要原理就是降低氮肥分解的速度，避免其流失，实现对氮肥的高效利用，根据相关的研究显示，腐殖酸通过与尿素、碳酸氢铵以及氯化铵等发生反应，能够有效避免氮肥的流失。这是由于腐殖酸中含有大量的羧基以及酚羟基等活性基团，不仅表面积大，同时还拥有良好的离子交换能
力以及离子吸附能力，一旦其与腐殖酸发生化学反应，可以有效减少氨元素的挥发。根据调查研究显示，可以减少约5%-23%的氮肥流失，例如，当尿素在与水发生化学反应后，会生成NH4+，而由于腐殖酸的特性，其吸收了大量的NH4+，并且进一步发生化学反应，从而生成稳定状态的复合硝酸盐，经过一系列