一、生物刺激素
（一）腐植酸（Humic acid，HA）
1.概念
腐植酸中文别名黑腐酸、腐质酸、腐殖酸、腐殖酸（人造）、硝基腐殖酸、腐植酸类等，是一种大分子有机弱酸，分子量在1 000～20 000之间，是动植物遗骸（主要是植物遗骸）经过微生物的分解、转化以及地球化学的一系列过程造成和积累起来的一类有机物质。它不是单一的化合物，而是一组羟基芳香族和羧酸的混合物。最早是1839年由瑞典的Berzelius提取得到并称克连酸和阿朴白腐酸，即现在的黄腐酸。
腐植酸的提取方法是先用酸处理煤，脱去部分矿物质，再用稀碱溶液萃取，萃取液加酸酸化即可得到腐植酸沉淀。根据腐植酸在溶剂中的溶解度，可分为三个组分：①溶于丙酮或乙醇的部分称为棕腐酸；②不溶于丙酮的部分称为黑腐酸；③溶于水或稀酸的部分称为黄腐酸（又称富里酸）。
2.腐植酸的作用
（1）改良土壤的作用。
①增加土壤团粒结构。在所有土壤结构中，以粒径范围在0.5～10.0 mm的团粒结构最理想。这种土壤在肥力上有下列作用：第一能协调水分和空气的矛盾。具有团粒结构的土壤，由于团粒间大孔隙增加，大大地改善了土壤透气能力，容易接纳降雨和灌溉水。水分由大孔隙渗入土壤，逐步进到团粒内部的毛管孔隙中，使团粒内部充满水分，多余的水分继续渗湿下面的土层，减少了地表径流和冲刷侵蚀。所以这种土壤不像黏土的不渗水，又不像沙土的不保水，使团粒成了“小水库”。大孔隙中的水分渗完以后，空气就能补充进去。团粒间空气充足，团粒内部贮存了水分，这样就解决了水分和空气的矛盾，适于作物生长的需要。雨后或灌溉后，团粒结构的表层土壤水分也会蒸发，表层团粒干燥以后，与下层团粒切断了联系，形成了一个隔离层，使下层水分不能借毛细管作用往上输送而蒸发，水分得以保存。第二能协调土壤养分的消耗和积累的矛盾。具有团粒结构的土壤，团粒间大孔隙供氧充足，好气性微生物活动旺盛，因此团粒表面有机质分解快而养分供应充足，可供植物利用。团粒内部小孔隙缺乏空气，进行嫌气分解，有机质分解缓慢而养分得以保存。团粒外部分解愈快，则团粒内部愈为嫌气，分解也愈慢。所以团粒结构的土壤是由团粒外层向内层逐渐分解释放养分，这样一方面既源源不断地向植物供应养分，另一方面又可以使团粒内部的养分积存起来，有“小肥料库”的作用。第三能使土壤温度比较恒定。由于团粒内部保存水分较多，温度变化就较小，所以整个土层白天的温度比不保水的沙土低，夜间却比沙土高。土温稳定，就有利于植物生长。第四改良耕作和使作物根系发达。有团粒结构的土壤黏性小，疏松易耕，宜耕期长，而且根系穿插阻力小，利于发根。腐植酸是一种有机胶体物质，由极小的球形微粒结成线状或葡萄状，形成疏松有海绵状的团聚体。它具有黏结性，是土壤的主要黏结剂。但它的黏结性比土壤黏力小，所以使土壤疏松。腐植酸能直接和土壤中的黏土矿物生成腐植酸—黏土复合体，复合体和土壤中的钙、铁、铝等形成絮状凝胶体，把分散的土粒胶结在一起，形成水稳性团粒结构，即遇水不易松散的稳固的团粒。腐植酸类物质能增加土壤中真菌的活动，菌丝体可以缠绕土粒，菌丝体的转化产物和某些细菌的分泌物，如多聚糖、氨基糖等也能黏结土粒，增强土壤团粒结构的水稳性，提高其抗侵蚀性。具有团粒结构的土壤通气性好，作物所需要的氧气和二氧化碳气能顺利交换，有利于种子生根、发芽和生长。而且这种团粒结构中所保存的水分，在自然条件下也比较难以挥发，所以大大提高了土壤的保墒能力。
②提高土壤的缓冲性能。腐植酸是弱酸，它与钾、钠、铵等一价阳离子作用，生成能溶于水的弱酸盐类。腐植酸和它的盐类在一起组成缓冲溶液，当外界的酸性或碱性物质进入土壤时，它能够在一定程度上维持土壤溶液的酸碱度大致不变，保证作物在比较稳定的酸碱平衡的环境中生长。酸性土壤，氢离子（H+）浓度大，铁铝氧化物多，腐植酸与铁离子（Fe3+）、铝（Al3+）离子整合，释放出氢氧离子（OH-）与土壤溶液中的氢离子（H+）起中和反应，从而降低了土壤酸度。碱土中，碳酸钠危害作物生长，施用腐植酸肥料，碳酸钠与腐植酸的钙、镁、铁盐等发生反应，因而降低了土壤的碱性。此外，在盐碱地中腐植酸一方面改变土壤表层结构，切断毛细管，破坏了盐分上升的条件，起到“隔盐作用”，减少了土壤表层的盐分累积；另一方面发挥腐植酸代换量大的特性，把土壤溶液中的钠离子（Na+）代换吸收到腐植酸胶体上，减轻钠离子（Na+）对作物的危害。
（2）营养作用。腐植酸类物质本身是有机物质，被植物体吸收有两个途径：第一是小分子的有机酸直接被根吸收，为作物提供碳（C）营养。第二是被根际分泌物、根际酶等微生物作用分解为更小分子后，被根吸收。腐植酸含有作物必需的多种元素，如碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）、磷（P）等，它们的前身就是生物体的残体，经微生物分解的产物是作物所需要的养分，所以其中一部分被微生物分解后直接与根系发生代换，进入作物体内。第三是有些腐植酸与土壤中难溶金属离子络合为可溶性物质，如钙（Ca）、镁（Mg）、铜（Cu）、铁（Fe）、锰（Mn）、锌（Zn）等，以水溶性离子态与根系发生代换，进入作物体内，这一点是其他肥料所不具备的功能。
（3）刺激作物生长。
①调控酶促反应，增强植物生命活力。酶是植物生命活动的生物催化剂。植物的生命活动表现在新陈代谢过程中，即植物与外界环境之间的物质和能量交换及体内物质和能量转化的过程，其综合表现是生长发育。这些新陈代谢都是在一系列酶的专一作用下进行的，少量的酶就能起很强的催化作用。酶的作用大小以酶的活性来体现，如果没有酶促反应，生命活动就不能迅速、顺利地进行，新陈代谢就会中断，生命活动也就停止了。许多研究表明，腐植酸能调控植物体内多种酶的活性，特别是加强末端氧化酶的活性，有刺激和抑制双向调节作用，从而提高植物代谢水平。
②具有类似植物内源激素的作用。酶对植物生命活力有着非常重要的作用，而很多酶的活性则受极微量的具有生理活性的分子即激素传递信息来调控，因此植物激素在协调新陈代谢、促进生长发育等生理过程中充当重要角色。激素是植物正常代谢的产物，已知植物内源激素有五大类，即生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯，还有其他类如抗坏血酸等，它们有各自独特的和互相配合的生理作用。许多研究表明，腐植酸影响植物的很多生理反应，具有类似植物内源激素的作用。第一，腐植酸促使根的生长类似生长素效果。腐植酸对根有很特殊的超过对茎的刺激作用，促进根端分生组织的生长和分化，使幼苗发根伸长加快，次生根增多；第二，腐植酸促进作物种子萌发、出苗整齐和幼苗生长类似赤霉素的效果，据报道，小麦经“旱地龙”处理，发芽率及大田出苗率比对照提高2.3%～13.5%，早出苗2 d，谷子经“旱地龙”处理出苗率也提高10%；第三，腐植酸使作物叶片增大、增重、保绿、青叶期延长，下部叶片衰老推迟，促进伤口愈合等很似细胞分裂素的作用；第四，腐植酸促使作物气孔缩小、蒸腾降低类似脱落酸（ABA）的作用，脱落酸是植物体最重要的生长抑制剂，可提高植物适应逆境的能力；第五，腐植酸使果实提前着色、成熟，又似乙烯催热作用；第六，腐植酸促进细胞分裂和细胞伸长、分化等方面的作用又类似两种以上植物激素的作用。
③增强呼吸作用。植物的呼吸作用是消耗碳水化合物放出生物能量的过程，是一系列氧化还原反应。腐植酸对植物呼吸作用的促进是明显的。腐植酸分子含有酚—醌结构，形成一个氧化还原体系。酚羟基和醌基互相转化，促进作物的呼吸作用。腐植酸的这一种功能，对于处于缺氧环境中的作物更为重要。例如，种子埋在土层下面，发芽生根需要氧气，根愈往下扎，氧气愈不够，当土层中有腐植酸肥时，则与还原性物质作用放出氧，使酚氧化变成醌，输送到缺氧的根部，以满足作物根部及其他缺氧部位的需要。据中国农业大学测定，水稻用腐植酸浸种，根的呼吸强度增加了87%，叶片呼吸强度增加了39%。
（4）肥料缓释作用。
①腐植酸具有较强的络合、螯合和表面吸附能力。在适当配比和特殊工艺条件下，化学肥料可以与腐植酸作用，形成以腐植酸为核心的有机无机络合体，从而有效地改善营养元素的供应过程和土壤酶活性，提高养分的化学稳定性，减少氮的挥发、淋失以及磷、钾的固定与失活。
②腐植酸能降低植物体内硝酸盐含量。腐植酸的缓释效应可抵消因偏施氮肥而使土壤中氮素和硝酸盐富集，从而使植物对氮素平衡吸收，不致累积。植物吸收氮素用于合成蛋白质，如果氮素转化的快，体内贮存就少，硝酸盐含量就少，腐植酸吸收锌、锰和铜，刺激硝酸还原酶、蛋白酶的活性，使植物体内的硝态氮及时向氨态氮转化，促进蛋白质的合成，不仅提高化肥利用率，而且提高了氮素代谢水平，降低了硝酸盐含量，使食品更为安全。
（5）增加肥效，提高肥料利用率。
①对氮肥的影响。腐植酸对土壤中潜在氮素的影响是多方面的，腐植酸刺激作用使土壤微生物的生长速度增加，导致有机氮矿化速度加快。腐植酸具有较高的盐基交换量，能够减少氮的挥发流失，同时也使土壤速效氮的含量有所提高。
②对磷肥的影响。腐植酸对磷肥作用的研究国外已进行多年，我国也进行了这方面的研究，结果表明，不添加腐植酸，磷在土壤中垂直移动距离为3～4 cm，添加腐植酸可以增加到6～8 cm，增加近1倍，有助于作物根系吸收（沈阳农业大学）。腐植酸对磷矿的分解有明显的效果，并对速效磷的保护作用、减少土壤对速效磷的固定、促进作物根部对磷的吸收、提高磷肥的利用吸收率均有极高的价值。加上腐植酸对Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+等金属离子有较强的络合能力，可形成较为稳定的络合物。通过这种络合竞争可减少它们与土壤磷的结合，减少磷在土壤中的固定失活。
③对钾肥的影响。腐植酸对钾肥的增效作用主要表现在：腐植酸的酸性功能团可以吸收和储存钾离子，防止在沙土及淋溶性强的土壤中随水流失，又可以防止黏性土壤对钾的固定，对含钾的硅酸盐、钾长石等矿物有溶蚀作用，可缓慢释放，从而提高土壤速效钾的含量。腐植酸对钾的释放有延缓作用。腐植酸肥料可使土壤速效钾被延缓释放，减少土壤黏土矿物对钾的固定，有利于提高钾素利用率。
④促进矿物元素的吸收和运输。许多微量矿物元素如Fe、Cu、Zn、Mn、B、Mo等是参与植物代谢活动的酶或辅酶的组成成分，或对多种酶的活性及植物抗逆性有重要影响。腐植酸能与土壤中的矿物元素形成可溶性的络合（螯合）物，与Fe的络合能力最强且活性高。腐植酸的这一作用提高了作物对很多微量元素的吸收。植物吸收大量元素在体内容易移动，微量元素如铁、硼、锌等则移动性差，腐植酸与其络合后，促进了从根部向上运输，向其他叶片扩散，利用率提高，这是一些无机元素所欠缺的。示踪试验表明，与Fe SO4比较，HA-Fe从根部进入植株的数量多32%，在叶部移动的数量多1倍，使叶绿素含量增加15%～45%，有效地解决缺Fe引起的黄叶病。试验研究表明，腐植酸对改善作物矿质营养、调节大量元素与微量元素的平衡有重要影响。
⑤腐植酸也是根际微生物的养分，施用腐植酸后的土壤中微生物活动活跃、数量显著增加。据测定，施用腐植酸后，土壤中分解纤维的微生物增加1倍多，分解氨基酸的氨化细菌增加1～2倍。
（5）解毒（污）作用。腐植酸与重金属如汞（Hg）、砷（As）、镉（Cd）、铬（Cr）、铅（Pb）等可以形成难溶性物质——一种复杂络合物，阻断了重金属对植物的危害。
腐植酸是有机胶质的弱酸，可以加速分解除草剂，进而缓解除草剂的药害。
（6）抗逆作用。腐植酸能减少植物叶片气孔张开强度，减少叶面蒸腾，从而降低耗水量，使植株体内水分状况得到改善，保证作物在干旱条件下正常生长发育，增强抗旱性。
（二）氨基酸（Amino acid）
1.概念
氨基酸是含有氨基和羧基的一类有机化合物的通称，是生物功能大分子蛋白质的基本组成单位，是构成动物营养所需蛋白质的基本物质，是含有一个碱性氨基和一个酸性羧基的有机化合物。氨基连在α-碳上的为α-氨基酸。组成蛋白质的氨基酸均为α-氨基酸。
2.氨基酸的作用
（1）土壤改良作用。土壤团粒结构是土壤结构的基本单位。氨基酸可降低土壤中的盐分、碱性和土粒高度分散，改善土壤理化性状，促进土壤团粒结构的形成，降低土壤容重，增加土壤总孔隙度和持水量，提高土壤保水保肥的能力，从而为植物根系生长发育创造良好的条件。
土壤微生物是土壤组成成分中的重要原因之一，对土壤有机无机质的转化、营养元素的循环以及对植物生命活动过程中不可少的生物活性物质——酶的形成均有重要影响。氨基酸能促进土壤微生物的活动，增加土壤微生物的数量，增强土壤酶的活性。国内外大量研究资料证实，施用氨基酸可使好气性细菌、放线菌、纤维分解菌的数量增加，对加速有机物的矿化、促进营养元素的释放有利。
（2）肥料增效与提高肥料利用率。①对氮肥的增效作用：尿素、碳酸氢铵及其他小氮肥，挥发性强，利用率较低，和氨基酸混施后，可提高吸收利用率20%～40%（碳酸氢铵释放的氮素被作物吸收的时间20 d以上，而与氨基酸混施后可达60 d以上）；另外，氨基酸对土壤中潜在氮素的影响是多方面的，氨基酸的刺激作用，使土壤微生物流动性增加，导致有机氮矿化速度加快；氨基酸具有较高的盐基交换量，能够减少氮的挥发流失，同时也使土壤速效氮的含量有所提高。②对磷肥的增效作用：研究结果表明，在不添加氨基酸的条件下，磷在土壤中垂直移动距离3～4 cm，添加氨基酸后磷在土壤中的垂直移动距离可以增加到6～8 cm，增加近1倍，有助于作物根系吸收。氨基酸对磷矿的分解有明显的效果，并且对速效磷有保护作用，可减少对速效磷的固定，促进作物根部对磷的吸收以及提高磷肥的吸收利用率。③对钾肥的增效作用：氨基酸的酸性功能团可以吸收和贮存钾离子，防止在沙土及淋溶性强的土壤中随水流失，可以防止黏性土壤对钾的固定，对含钾的硅酸盐、钾长石等矿物有溶蚀作用，可缓慢分解并增加钾的释放，从而提高土壤速效钾的含量。④对中微量元素肥料的增效作用：作物生长除需要氮、磷、钾三大元素外，还需钙、镁、锌、锰、铜、硼、钼等多种中微量元素，它们是作物体内多种酶的组成成分，对促进作物的生长发育、提高抗病能力、增加产量和改善品质等都有非常重要的影响。氨基酸可与难容性中微量元素发生螯合反应，生成溶解度好、易被作物吸收的氨基酸微量元素螯合物，并能促进被吸收的微量元素从根部向地上部转移，这种作用是无机微量元素肥料所不具备的。
（3）刺激作用。氨基酸含有多种官能团，被活化后的氨基酸成为高效生物活性物质，对作物生长发育及体内生理代谢有刺激作用。①色氨酸和蛋氨酸在土壤中主要被微生物合成生长素和乙烯，色氨酸是生长素的前体物质，蛋氨酸是乙烯的前体物质，因此二者可起到类激素作用，刺激根端分生组织细胞的分裂与增长，促进幼苗根系发育，增加作物次生根数量，增强根系吸收功能；②氨基酸进入植物体内后，对植物起到刺激作用，主要表现在增强作物呼吸强度、光合作用和各种酶的活动。
（4）营养作用。①土壤环境中80%以上的氮是以有机态形式存在的，但过去人们认为植物是不能利用有机态氮的。直到19世纪末以后，不断有研究结果表明植物能够吸收一定量的氨基酸并加以利用，不仅作物的根能吸收氨基酸，有些作物的茎叶也能吸收氨基酸。氨基酸是农作物生长的必需物质，作物吸收氨基酸后能够在体内转化合成其他氨基酸，同时，作物与土壤中的微生物对氨基酸的吸收有一定的竞争关系。②氨基酸对植物生长特别是光合作用具有独特的促进作用，尤其是甘氨酸，它可以增加植物叶绿素含量，提高酶的活性，促进二氧化碳的渗透，使光合作用更加旺盛。氨基酸对提高作物品质、增加维生素C和糖的含量都有着重要作用。
（5）抗逆作用。施用氨基酸的作物，由于土壤结构得到改良，土壤微生物数量增多、繁殖速度加快，作物根系发达，吸收养分和水分的能力提高，光合作用加强，作物的抗性包括抗旱、抗涝、抗倒、抗病等能力增强。
（6）增产提质作用。大面积示范结果表明，氨基酸对不同作物的产量和产量构成因素的作用是不同的。对粮食作物有穗子增大、粒数增多、千粒重增重等增产作用，如玉米施用氨基酸肥料，可促进玉米早熟，增强抗倒性，增加穗粒数和千粒重，比施用其他肥料平均增产7%～9%，每亩增收玉米25～40 kg。经济作物施用氨基酸后，如西瓜含糖量增加13.0%～31.3%，维生素C的含量增加3.0%～42.6%。
（三）甲壳素
1.概念
甲克素又称甲壳质，经脱乙酰化后称为壳聚糖，英文名称Chitin。中文学名几丁质、甲壳素，化学名称β-（1→4）-2-乙酰氨基-2-脱氧-D-葡萄糖，别名壳多糖、几丁质、甲壳质、明角质、聚乙酰氨基葡糖，分子式及分子量（C8H13NO5） n（203.19）n。外观为类白色无定形物质，无臭、无味，能溶于含8%氯化锂的二甲基乙酰胺或浓酸，不溶于水、稀酸、碱、乙醇或其他有机溶剂。自然界中甲壳质广泛存在于低等植物菌类细胞壁和甲壳动物如虾、蟹和昆虫等外壳中。它是一种线型的高分子多糖，即天然的中性黏多糖，若经浓碱处理去掉乙酰基即得脱乙酰壳多糖。甲壳质化学上不活泼，与体液不发生变化，对组织不起异物反应。
2.甲壳素的作用
（1）培养基作用。甲壳素能促进土壤有益微生物的快速繁衍增生，高效率分解、转化利用有机无机养分，同时土壤有益微生物可把甲壳素降解转化成优质的有机肥料，供作物吸收利用。
（2）净化和改良土壤。甲壳素进入土壤后是土壤有益微生物的营养源，可以大大促使有益细菌如固氮菌、纤维分解菌、乳酸菌、放线菌的增生，抑制有害细菌如霉菌、丝状菌的生长。用甲壳素灌根1次，15 d后测定：有益菌如纤维分解细菌、自生固氮细菌、乳酸细菌增加10倍，放线菌增加30倍。有害菌：常见霉菌是对照的1/10，其他丝状真菌是对照的1/15。微生物的大量繁殖可促进土壤团粒结构的形成，改善土壤的理化性质，增强透气性和保水保肥能力，从而为根系提供良好的土壤微生态环境，使土壤中的多种养分处于有效活化状态，可提高养分利用率，减少化学肥料用量。同时，放线菌分泌出抗生素类物质可抑制有害菌（腐霉菌、丝核菌、尖镰孢菌、疫霉菌等）的生长，乳酸细菌本身可直接杀灭有害菌，从而可以净化土壤、消除土壤连作障碍。
（3）肥料增效与提高肥效（螯合作用）。甲壳素分子结构中含有氨基（-NH2），与土壤中钾、钙、镁和微量元素铁、铜、锌、锰、钼等阳离子能产生螯合作用，供作物吸收利用，从而提高了肥效，提高化肥利用率而减少化肥使用量。甲壳素分子结构中含有氨基（-NH2）对酸根（H+），醛基（-COH）、羟基（-OH）对碱根（OH-）都有很强的吸附能力，因此可有效地缓解土壤酸碱度。
（4）提高产量，改善品质。甲壳素对作物的增产作用和提高品质作用十分突出，这是因为甲壳素进入土壤后，可促进有益微生物的种群和数量的增生，促进土壤中残存或施入土壤中的有机质最大化地保护和转化分解合成为作物可直接吸收的养分。甲壳素衍生物可以激活、增强植株的生理生化机制，促使根系发达和茎叶粗壮，增强植株吸收甲壳素降解的氨基葡萄糖等高营养级营养的能力，增强作物利用水肥的能力和光合作用的能力等。用甲壳素处理粮食作物种子，可增产5%～15%；用于果蔬类作物喷灌等，可增产20%～40%或更多。除增产外，甲壳素还可以改善作物的品质，比如，增加粮食蛋白质和面筋的含量以及果蔬中糖的含量。
（四）海藻酸
1.概念
海藻是生长在海洋中的低等光合营养植物，不开花结果，在植物分类学上称为隐花植物。海藻是海洋有机物的原始生产者，具有强大的吸附能力，营养极其丰富，含有大量的非含氮有机物和陆生植物无法比拟的钾、钙、镁、铁等40余种的矿物元素和丰富的维生素，特别含有海藻中所特有的海藻多糖、褐藻酸、高度不饱和脂肪酸和多种天然植物生长调节剂等，具有很高的生物活性，可刺激植物体内非特异性活性因子的产生，调节内源激素的平衡。因此，在工业、医药、食品及农业生产上经济价值巨大，用途广泛。
2.成分
海藻干物质中主要含碳水化合物、粗蛋白、粗脂肪、灰分等有机物质。海藻中的主要有机成分为多糖类物质，占干重的40%～60%；脂质0.1%～0.8%（褐藻脂质含量稍高）；蛋白质含量一般在20%以下；灰分在藻种间含量变化较大，一般为20%～40%（表36）。
表36 海藻的有机成分（%）
3.加工工艺
海藻酸（Alginic acid）是将海藻通过一定的加工工艺（强碱、强酸或微生物发酵）提取的由单糖醛酸线性聚合而成的多糖，单体为β-1，4-D-甘露糖醛酸（M）和α-1，4-L-古洛糖醛酸（G）。M和G单元以M-M，G-G或M-G的组合方式通过1，4糖苷键相连成为嵌段共聚物。海藻酸的分子式为（C6H8O6）n，分子量范围从1万到60万不等。
海藻酸为淡黄色粉末，无臭，几乎无味，在水、甲醇、乙醇、丙酮、氯仿中不溶，在氢氧化钠碱溶液中溶解，可作为微囊囊材或作为包衣及成膜的材料。
4.海藻酸的作用
（1）改良土壤作用。海藻酸是一种天然生物制剂，它含有的天然化合物如藻朊酸钠是天然土壤调理剂，能促进土壤团粒结构的形成，改善土壤内部孔隙空间，协调土壤中固、液、气三者比例，恢复由于土壤负担过重和化学污染而失去的天然胶质平衡，增加土壤生物活力，促进速效养分的释放。
（2）刺激生长作用。海藻中所特有的海藻多糖、高度不饱和脂肪酸等物质，具有很高的生物活性，可刺激植物体内产生植物生长调节剂，如生长素、细胞分裂素类物质和赤霉素等，具有调节内源激素平衡的作用。
（3）营养作用。海藻酸含有陆生植物无法比拟的钾、磷、钙、镁、锌、碘约40种矿物质和丰富的维生素，可以直接被作物吸收利用，改善作物的营养状况，增加叶绿素含量。
（4）缓释肥效作用。海藻多糖与矿物营养形成螯合物，可以使营养元素缓慢释放，延长肥效。
（五）木醋液
1.基本概念
木烯液是木头、木屑、稻壳和秸秆等在无氧条件下干馏热解后的气体产物经冷凝得到的液体组分以及再进一步加工后的组分的总称。对木醋液没有进行进一步加工的液体组分称为木烯液，对木醋液进行精制加工后的液体组分称为木酚液，对木醋液进行进一步蒸馏的液体组分称为木酢液。
2.木烯液的成分
木烯液的成分复杂（表37），主要含有机酸、醛、酮、醇、酚及其衍生物等多种有机化合物，其中有机酸为主要成分，还有胺类、甲胺、吡啶等少量碱类物质及钙、镁、钠、铁等中微量元素。
表37 木烯液的成分
（续表）
3.木酚液在农业上的应用
木酚液在日本、美国、韩国等国家的农业生产中均获得推广应用。木酚液在美国应用于花园园艺和林果业等方面。相比较而言，日本对木酚液的应用最为普遍，每年大约生产50 000 t的木酚液，其中约有一半应用于农业生产，主要用于促进作物生长及控制线虫、病原菌和病毒等。
我国台湾地区对木酚液的研究特别是应用研究起步也较早，主要应用于林果业、促进作物生长和病虫害防治等。我国内陆地区有些科研单位从1989年开始对木酚液也相继开展了研究工作，但在实际应用方面起步较晚。
4.木酚液的作用
（1）刺激作用。木酚液能够影响农作物的发根力。据李桂花等人研究，不同来源和不同浓度的木酚液（200倍以下）对水稻发根能力均比空白对照有所增加，以500～700倍稻壳提取的木酚液促进水稻的发根能力为最好。据杨华研究，用含有木酚液的基质进行大白菜、小白菜、萝卜、水萝卜和黄瓜育苗栽培，结果表明木酚液对幼苗根系均有很好的促进作用。据范永强、李杰等研究，在番茄、黄瓜、西葫芦、草莓、油菜等作物移栽后冲施和茼蒿、菠菜等蔬菜的苗期冲施用木材提取的木酚液5 L/亩，对植物根系均具有显著的促进作用；在小麦播种后，冲施用木材提取的木酚液5 L/亩，可显著增强小麦的发根力。
（2）营养作用。木酚液能够提高农作物的叶绿素含量。据范永强、李杰等研究，在桃树和苹果膨果期喷施用木材提取的木酚液100～150倍液，施后15 d调查，桃树和苹果树的叶绿素含量均有显著提高，桃树较空白对照提高24.7%，苹果树较空白对照提高22.5%。
（六）添加生物刺激素的肥料
1.添加腐植酸尿素肥料
（1）工艺。通过尿素造粒工艺技术制成含腐植酸尿素。
（2）标准。执行Hg/T5045-2016标准（表38）。
表38 含腐植酸尿素Hg/T5045-2016标准要求
a.水分以生产企业出厂检验数据为准。b.若尿素生产工艺不加甲醛，可不做亚甲基二脲含量的测定。c.只需符合四档中的任一档即可，包装标识中应标明粒径范围。
2.添加腐植酸复合肥料
（1）加工工艺。用风化煤、褐煤、泥炭为原料进行腐植酸提取，经过腐植酸活化后与无机肥料配制成腐植酸复合肥料。
（2）标准。执行Hg/T5046-2016标准（表39）。
表39 含腐植酸复合肥Hg/T5046-2016技术要求
a表明的单一养分含量不得低于4.0%，且单一养分测定值与表明值负偏差的绝对值不得大于1.5%。b以钙镁磷肥等枸溶性磷肥为基础磷肥并在包装容器上注明为“枸溶性磷”时，“水溶性磷占有效磷百分率”项目不做检验和判定；若为氮、钾二元素肥料，“水溶性磷占有效磷百分率”项目不做检验和判定。c水分以出厂检验数据为准。d当用户对粒度有特殊要求时，可由供需双方协议确定。e氯离子质量分数大于30%的产品，应在包装上表明“含氯（高氯）”标识，“含氯（高氯）”产品氯离子质量分数可不做检验和判定。
3.含海藻酸尿素
（1）生产工艺。以海藻为主要原料制备海藻酸增效液，添加到尿素生产过程中，通过尿素造粒工艺制成海藻酸尿素。
（2）标准。执行Hg/T5049-2016标准（表40）。
表40 含海藻酸尿素Hg/T5045-2016标准要求
a.水分以生产企业出厂检验数据为准。b.若尿素生产工艺不加甲醛，可不做亚甲基二脲含量的测定。c.只需符合四档中的任一档即可，包装标识中应标明粒径范围。
4.含海藻酸类肥料
（1）加工工艺。以海藻为主要原料制备海藻酸增效液，添加到肥料生产过程中制成含有一定海藻酸的海藻酸包膜尿素，再将含海藻素包膜尿素与其他肥料混合制成海藻酸复合肥、海藻酸掺混肥和海藻酸水溶肥。
（2）标准。执行Hg/T5050-2016标准（表41～表44）。
表41 海藻酸包膜尿素Hg/T5050-2016技术标准
表42 部分海藻酸包膜尿素的掺混肥料Hg/T5050-2016技术标准
注：海藻酸包膜尿素应符合本标准表41的要求。
表43 海藻酸复合肥Hg/T5050-2016技术标准
注：不含尿素的复合肥产品不检测该项指标。
表44 含海藻酸水溶肥Hg/T5050-2016技术标准
二、多功能土壤改良型肥料（氰氨化钙）
（一）氰氨化钙的理化性质
氰氨化钙英文名称为Calcium Cyanamide，分子式Ca CN2，CAS编号156-62-7；分子量80.09，相对密度2.29，表观密度1.0～1.2 g/cm3，熔点1 300℃，在＞1 150℃时开始升华。氰氨化钙外观深灰色或黑灰色微型颗粒，质地较轻，微溶于水，不溶于酒精，易吸潮起水解作用。
氰氨化钙含氮（N）19.8%～21.0%，含钙（Ca）35.0%左右，p H12.5左右。
（二）氰氨化钙在土壤中的反应原理
氰氨化钙在土壤中的分解如图125所示。氰氨化钙施入土壤后，在一定温度条件下遇水反应生成氢氧化钙［Ca（OH）2］和酸性氰氨化钙［Ca（HCN2）2］；酸性氰氨化钙再与土壤胶体上的氢离子（H+）发生阳离子代换，生成单氰胺（H2CN2）和双氰胺（H4C2N4）；单氰胺、双氰胺和水继续反应生成尿素［CO（NH2）2］；尿素逐渐水解成铵态氮（NH4+），铵态氮再转化成硝态氮（NO3-）被作物吸收利用。
图125 氰氨化钙在土壤中的分解示意图
（三）氰氨化钙在土壤中的反应特点
氰氨化钙在土壤中的反应速度与土壤含水量、土壤温度和施用量有关。在土壤相对持水量不低于70%、土壤5 cm日平均地温不低于15℃的情况下才开始分解，当土壤相对持水量低于70%或者土壤5 cm平均地温低于15℃时就停止分解或分解很缓慢。在土壤中的分解速度随着地温的升高而加快，随着施用量的增加而减慢。试验研究表明，在土壤5 cm平均温度为15℃以上、土壤田间相对持水量保持70%以上的条件下，在土壤中的反应速度为3 d /10 kg。
（四）氰氨化钙对土壤障碍的修复作用
1.防止土壤酸化
氰氨化钙和土壤中的水反应生成氢氧化钙和酸性氰氨化钙。氢氧化钙能中和土壤溶液的酸，即活性酸（表酸）；酸性氰氨化钙与土壤胶体上的氢离子发生交换，能降低土壤胶体上的氢离子浓度，即降低土壤的交换性酸（潜酸）。因此，施用氰氨化钙能够改善土壤的酸性功能，防止土壤酸化。表45、图126是在桃树上连续4年环状施用氰氨化钙施肥区土壤酸度的变化情况。
表45 氰氨化钙对土壤p H的影响（4年定位）
图126 氰氨化钙对防治土壤酸性效果
2.长期合理施用氰氨化钙不会对土壤造成碱化
氰氨化钙的p H 为12.5左右，是一种强碱性肥料。据德国阿兹肯公司提供的研究资料表明，在年降水1 100 mm的气候条件下，连续17年施用80 kg/hm2 （5.33 kg/亩，折合氰氨化钙27 kg/亩）不同形态的氮肥（N），氰氨化钙不会对土壤造成碱化。相反，单独施用其他的氮肥如硝酸铵、尿素等对土壤的酸度影响很大（图127）。
图127 长期施用不同氮肥对土壤酸性的影响
3.氰氨化钙对土壤酶活性的影响
德国阿兹肯公司提供的资料表明，连续53年施用氰氨化钙能够提高土壤中脱氢酶、过氧化氢酶、磷酸酯酶、蛋白酶、淀粉酶、硝化酶和生物活性物质的活性，从而提高土壤酶的总活性指数（图128）。
图128 53年应用不同氮肥对土壤7种酶活性的影响
4.氰氨化钙对土壤物理性质的影响
试验结果表明（范永强），在桃树上连续4年环状施用氰氨化钙，施肥区土壤容重降低到1.34 g/cm3，较常规施肥区域土壤容重1.63 g/cm3降低2.9 g/cm3；施肥区土壤孔隙度显著提高到50.57%，较常规施肥区域孔隙度的38.49%提高12.08% （表46、图129、图130）。
表46 施用氰氨化钙对土壤物理性状的影响
图129 施用氰氨化钙对土壤物理性状的影响
图130 施用氰氨化钙对土壤物理性状的影响
5.氰氨化钙对土壤氮素营养的影响
施用氰氨化钙对土壤碱解氮的影响。试验结果表明（范永强），氰氨化钙在土壤中遇水反应生成尿素，尿素再进一步转化成铵态氮和硝态氮肥被作物吸收。双氰胺具有硝化细菌抑制剂的作用，延缓铵态氮向硝态氮转化，因此氰氨化钙是一种缓释性氮肥，增加氰氨化钙的施用明显增加土壤中的碱解氮含量（表47、图131）。
表47 施用氰氨化钙对土壤碱解氮的影响
图131 氰氨化钙对土壤碱解氮的影响
6.氰氨化钙对土壤速效磷的影响
试验结果表明（范永强），结合施用氮磷钾化学肥料增施氰氨化钙，明显提高土壤中的速效磷的含量。在桃树上连续4年环状增施氰氨化钙，施肥区土壤中的速效磷较对照提高31.4%（表48、图132）。
表48 施用氰氨化钙对土壤速效磷的影响
图132 施用氰氨化钙对土壤速效磷的影响
7.氰氨化钙对土壤速效钾的影响
试验结果表明（范永强），结合施用氮磷钾化学肥料增施氰氨化钙，明显提高土壤中速效钾的含量。在桃树上连续4年环状增施氰氨化钙，施肥区土壤中的速效钾较对照提高22.4%（表49、图133）。
表49 施用氰氨化钙对土壤速效钾的影响
图133 施用氰氨化钙对土壤速效钾的影响
8.氰氨化钙对土壤钙的有效性的影响
氰氨化钙是含钙量和钙的有效性均较高的钙肥，在目前所有钙肥中，氰氨化钙的含钙（Ca）量仅次于石灰石和生石灰，达到35%，氯化钙和硝酸钙的含钙量仅为18%～19%（表50）。
表50 不同肥料的含钙量及供钙强度
但石灰石和生石灰钙肥的有效性非常低，而且易溶于水的硝酸钙和氯化钙有效性也较低。结合施用氮磷钾化学肥料增施氰氨化钙，氰氨化钙在土壤中遇土壤水反应生成的酸性氰氨化钙与土壤胶体上的氢离子发生阳离子代换，形成土壤胶体钙，能够有效防止钙的固定和流失，明显提高土壤中有效钙的含量，显著提高了钙肥利用率。在桃树上连续4年环状增施氰氨化钙，施肥区土壤中的交换性钙较对照提高11.6%（表51、图134）。
表51 氰氨化钙对土壤有效钙的影响
图134 施用氰氨化钙对土壤有效钙的影响
9.氰氨化钙对微量元素的影响
试验结果表明（范永强），在施用氮磷钾肥料的同时增施氰氨化钙，土壤中的锌、硼有效性有降低的趋势，镁的有效性有提高的趋势，但增加或降低都不是很明显；对铁的有效性显著提高；对铜的有效性显著降低（表52、图135、图136）。
表52 施用氰氨化钙对土壤中微量元素的影响（mg/kg）
图135 施用氰氨化钙对土壤中微量元素的影响
图136 施用氰氨化钙对土壤中微量元素的影响
10.注意事项
在施用氰氨化钙前后24 h内，严禁饮酒或带酒精的饮料；施用方法与施用量要严格按照产品说明书进行操作。
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