土壤是人類賴以生存和發展的物質基礎，土壤質量的好壞直接決定著農產品質量的好壞。目前，我國耕地土壤質量日趨惡化，土壤有機質含量降低，養分失調，水土流失、土壤沙化、酸化、鹽漬化等面積不斷擴大，土壤污染尤其是重金屬含量超標極為嚴重。土壤中的污染物可經由食物鏈進入人體，直接危害人體健康。因此，土壤質量至關重要，關乎人類的發展大計。

腐植酸是植物遺骸經過微生物的分解和轉化，以及地球化學的一系列過程形成的一類有機物，廣泛分布于土壤中，不僅能為植物提供營養，還能改良土壤結構，提高土壤肥力，改造鹽堿地等，在農業上具有廣闊的應用前景。

2 腐植酸對土壤的改良作用

（1） 腐植酸改良土壤結構

腐植酸類物質具有膠體性質，通過絮凝作用能夠與土壤中團聚體、微團聚體形成團粒，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、熱狀況的調節，形成適合植物根系生長發育的良好土壤環境，提高作物產量。

（2） 腐植酸改良鹽堿地

腐植酸是一種帶有負電的膠體，與土壤結合后 , 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合，生成腐植酸鹽，形成腐植酸-腐植酸鹽相互轉化的緩沖系統，對土壤的酸堿度起到很好的調節作用。

腐植酸還可與土壤中的堿性物質發生中和反應，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生交換反應，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，有較強離子交換和吸附能力，能減少銨態氮損失，提高氮肥利用率。研究表明，尿素被水解成 NH3，NH3經水合反應成 NH4+。由于腐植酸巨大的內表面積和較強吸附能力，NH4+很快被腐植酸吸附，并與其發生氨化反應，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。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量顯著增加，生物固氮作用得到加強，土壤中硝酸鹽含量增加，為作物提供豐富的氮素營養。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生螯合反應，使其從不可利用態變為可利用態，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，可增強作物體內過氧化氫酶活性，加快作物生理代謝，促進植物的生長。因此，雙源腐植酸能夠提高肥料利用率，促進作物生長，增加作物產量。

3 腐植酸對重金屬污染土壤的修復作用

根據環保部和國土資源部 2014 年 4 月聯合發布的《全國土壤污染狀況調查公報》，全國土壤中的重金屬點位超標率最高的是耕地，達到 19.4%。其中，南方土壤污染重于北方，西南、中南地區土壤重金屬超標范圍較大，鎘、汞、砷、銅、鉛、鉻、鋅、鎳 8 種無機污染物點位超標率分別為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致土壤退化，農作物品質降低，進一步降低農作物產量，甚至導致絕產；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入人體，危害人體健康。

（1）腐植酸對重金屬離子的吸附和穩定化作用

腐植酸中的羧基、羥基、羰基和氨基等均能與重金屬發生絡合、螯合反應，使土壤中水溶態和交換態的重金屬含量降低；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定性增強。腐植酸能夠改變土壤中重金屬的存在形態，在土壤中加入腐植酸可以降低可溶態重金屬含量，增加碳酸鹽結合態、氧化物結合態的含量，使有機結合態的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 腐植酸對有毒有機物污染土壤的修復作用

隨著工業的迅速發展，產生大量的有機工業廢水，這些廢水直接或間接地對水體周圍的土壤造成污染。有機污染物會對生態環境產生有害影響，不僅影響農作物的生長和發育，降低作物品質和產量；同時，有機物能夠通過植物進行富集，并通過食物鏈的作用進入人體，嚴重威脅人類健康。因此，修復有毒有機物污染土壤意義重大。

（1）腐植酸對土壤中有機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污染物結合，降低有毒有機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-無機復合膠體，進一步增強對有機物的吸附。腐植酸對離子的吸附性能，能夠使有機物的陽離子緊緊吸附在腐植酸分子周圍，減少了土壤中有機污染物的遷移。

（2）腐植酸對土壤中有機污染物氧化還原作用

腐植酸含有多種功能基團，其中一些功能基團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物的含量，其機理主要有以下兩種方式：（1）腐植酸能夠將電子從還原態的化合物轉移到芳香族化合物等有毒有機污染物上，將這些有機污染物降解，這個過程中腐植酸僅起到電子轉遞體的作用。（2）腐植酸接受有毒有機污染物提供的電子，將這些有機污染物氧化，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，形成一種新型的細菌厭氧呼吸方式—腐植酸類物質呼吸。有關研究表明，發揮腐植酸類物質呼吸作用的成分主要是腐植酸中醌類成分，在氧化降解有機物過程中起到最終電子受體的作用。

（3）腐植酸促進土壤微生物對有機物的降解

腐植酸是一種有機物質，可以為土壤中的微生物提供營養物質。腐植酸能夠改良土壤結構，減少土壤容重，增加土壤空隙度和通透性，調節土壤 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境，使微生物大量繁殖，促進微生物對土壤中有機物的降解。同時，腐植酸能夠提高氧化酶的活性，加快對有機污染物的降解速度。Pellegrino 等研究結果表明，由于含天然腐植酸的溶液能夠促進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，其土壤中有機污染物去除率高達 90%。