摘 要：針對(duì)藥效、藥害、殘留等農(nóng)藥焦點(diǎn)問題，探討低碳條件下草甘膦、喹啉酸等與腐植酸活性組分作用，形成生物活性肽、多糖衍生物轉(zhuǎn)化為植物營(yíng)養(yǎng)，促進(jìn)三羧酸循環(huán)的機(jī)理;探討新煙堿、擬除蟲菊酯等在水解酶、氧化還原酶、聚合酶及輔酶作用下，脫硫、脫氰、脫氮再轉(zhuǎn)化為特異性維生素、蛋白質(zhì)類植物營(yíng)養(yǎng)的自由基反應(yīng)歷程;對(duì)保障糧食、蔬果豐收，構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展的和諧社會(huì)有深遠(yuǎn)意義。

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　　關(guān)鍵詞：殘留農(nóng)藥 腐植酸 植物營(yíng)養(yǎng) 轉(zhuǎn)化機(jī)理

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　　中圖分類號(hào)：S158.3，TQ314.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-9212(2013)02-0001-07

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　　Discussion on Interaction Mechanism of Humic Acid in the Conversion

　　of Residual Pesticide to Plant Nutrition

　　Zhou Xiaping

　　(College of Resources and Environment Engineering, East China University of Science and Technology,Shanghai, 200237)

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　　Abstract: Considering the focus of pharmacology, phytotoxicity and pesticide residues, this paper elaborated the convertion of glyphosate, quinolinic acid and humic acid active component to plant nutrition by forming bioactive peptides,polysaccharides and its derivatives, as well as the mechanism of promoting tricarboxylic acidradical reactions under the low-carbon condition. Moreover, this paper also described the process of radical reaction through which the new nicotine and pyrethroid converted to plant nutrion such as specific vitamin, protein by desulfurization, decyanation, denitrification with the help of hydrolase, oxide reductase, polymerase, and coenzyme. So it is significant to ensure the food security, fruits and vegetable harvest as well as sustainable development of harmonious society.

　　Key words: residual pesticides; humic acid; plant nutrition; transformation mechanism.

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　　在人口增長(zhǎng)、氣候變化、人均耕地面積日益減少的中國(guó)乃至世界, 具有殺蟲、殺菌、除草、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)功能的農(nóng)藥為保障糧食、蔬果增產(chǎn)發(fā)揮了不可替代的重要作用。因某些農(nóng)藥在防治土壤、植物病害蟲的同時(shí)，會(huì)造成嚴(yán)重的食物鏈和環(huán)境污染，因此農(nóng)藥應(yīng)用也成為世界最富爭(zhēng)議的焦點(diǎn)問題。

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　　農(nóng)藥的負(fù)面作用，促使世界范圍內(nèi)禁用、限用高毒農(nóng)藥(有機(jī)氯類、有機(jī)磷類)，引導(dǎo)開發(fā)低毒的合成農(nóng)藥(擬除蟲菊酯、新煙堿類、甾醇合成劑-三唑類)，不斷發(fā)現(xiàn)天然殺蟲劑(杠柳、苦皮藤、印楝素等殺蟲劑)、殺菌劑(蕓香、煙堿、白僵菌等殺菌劑)、除草劑(植物源次生代謝產(chǎn)物、氨基酸-草甘膦類)，但仍然存在生物農(nóng)藥品種少、療效慢、難治突發(fā)性蟲害，化學(xué)農(nóng)藥成本高、有抗藥性等問題。

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　　同位素是具有相同原子序數(shù)的同一化學(xué)元素的兩種或多種原子之一，化學(xué)性質(zhì)幾乎相同但原子質(zhì)量或質(zhì)量數(shù)不同的化學(xué)名詞。在自然界中天然存在同位素稱為天然同位素，人工合成的同位素稱為人造同位素。同位素有重要用途，如用O標(biāo)記化合物可確證酯化反應(yīng)的歷程，I用于甲狀腺吸碘機(jī)能的實(shí)驗(yàn)等。同位素標(biāo)記法是研究農(nóng)藥在生物體內(nèi)的生化作用機(jī)制、中間產(chǎn)物和代謝途徑的主要技術(shù)手段。利用同位素研究在低碳條件下(水、微生物酶、營(yíng)養(yǎng)物、光合作用)，將農(nóng)藥轉(zhuǎn)變成植物營(yíng)養(yǎng)的機(jī)理，對(duì)發(fā)揮農(nóng)藥功能、保障農(nóng)業(yè)豐收、優(yōu)化生態(tài)環(huán)境，構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展的和諧社會(huì)具有深遠(yuǎn)的意義。

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　　1 天然腐植酸與生化腐植酸的營(yíng)養(yǎng)構(gòu)成與作用

　　腐植酸包括天然腐植酸(泥炭、褐煤、風(fēng)化煤)、氧化再生腐植酸、生化腐植酸、菌類腐植酸、土壤腐植酸等，是含羧基、酚羥基、醌基等多種官能團(tuán)非均一的有機(jī)高分子物質(zhì)。天然腐植酸主要是動(dòng)、植物遺骸，是經(jīng)過微生物分解、轉(zhuǎn)化、地球化學(xué)的過程造成和積累起來的一類有機(jī)物質(zhì)，有“植物轉(zhuǎn)化”“化學(xué)聚合”“細(xì)胞組織自溶”“微生物合成”四種科學(xué)假說。天然泥炭腐植酸與植物的主要化學(xué)組成區(qū)別是蛋白質(zhì)消失。依據(jù)植物生理代謝和生長(zhǎng)是氧化-還原的周期循環(huán)規(guī)律，天然腐植酸的作用有以下幾方面。

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　　(1) 利用自身的活性功能團(tuán)醌基-酚羥基的氧化還原轉(zhuǎn)變，調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)。

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　　(2) 利用非醌羰基、硝基、醇羥基、氨基也可進(jìn)行新陳代謝的氧化-還原反應(yīng)。

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　　(3) 作為H的受體影響植物的氧化還原，促進(jìn)糖的積累。在缺氧條件下，天然腐植酸能促進(jìn)三磷腺甙(ATP)的合成，或作為多酚供應(yīng)源，起呼吸催化劑的作用。

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　　(4) 含有甾類、萜類、α-萘乙酸、琥珀酸、肉桂酸、香豆酸、苯乙酸、阿魏酸等13類植物內(nèi)源激素。

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　　(5) 通過其羧基官能團(tuán)，形成腐植酸鉀、腐植酸磷、腐植酸鋅、腐植酸硒、腐植酸硼、腐植酸鈣、腐植酸鐵等構(gòu)成可控釋植物的有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合營(yíng)養(yǎng)。

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　　(6) 運(yùn)用其膠體、聚電解質(zhì)、表面活性等物理性能作為固定化酶的載體，提高靶標(biāo)酶活性，起到抗逆、滲透、保水、促進(jìn)新陳代謝，保持植物營(yíng)養(yǎng)的動(dòng)態(tài)平衡。

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　　(7) 光作用下，天然腐植酸分子中存在的自由基可與不少環(huán)境化合物(農(nóng)藥、化肥、金屬離子、礦物等)作用，可對(duì)除草劑解毒，增加肥效等。 天然腐植酸營(yíng)養(yǎng)體以肥料的形式在農(nóng)業(yè)應(yīng)用上碩果累累，但與化學(xué)農(nóng)藥、生物農(nóng)藥的協(xié)同作用，營(yíng)養(yǎng)轉(zhuǎn)化機(jī)理的探討，還在不斷深入中。

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　　有關(guān)更多內(nèi)容敬請(qǐng)參閱《腐植酸》雜志2013年第2期專題評(píng)述之相關(guān)文章。