礦物源腐植酸必須經(jīng)過(guò)活化處理（這里不細(xì)談生化腐植酸），使難以為作物直接吸收的結(jié)合態(tài)的腐植酸和部分游離態(tài)腐植酸轉(zhuǎn)化為水溶性腐植酸，才能應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，或者根據(jù)不同的應(yīng)用要求實(shí)現(xiàn)對(duì)腐植酸不同組分之間的轉(zhuǎn)化，才可實(shí)現(xiàn)礦物源腐植酸的最大化利用（不經(jīng)處理的礦物源腐植酸無(wú)法被微生物利用分解、也無(wú)法被植物吸收利用）。

所謂“活化”，就是提高化合物的反應(yīng)性，降低活化能，至少必須采取3種措施：（1） 增加結(jié)構(gòu)單元上的活性官能團(tuán)數(shù)量。（2）使官能團(tuán)呈親電子或親核狀態(tài)，或引入相關(guān)原子或原子團(tuán)，激活或提高某些基團(tuán)的反應(yīng)能力。（3） 切斷某些化學(xué)鍵，適當(dāng)降低反應(yīng)需求能量和分子量，盡可能地將復(fù)雜的物質(zhì)變成簡(jiǎn)單的物質(zhì)。腐植酸的活化可通過(guò)物理、化學(xué)、生物等過(guò)程實(shí)現(xiàn)。

1 腐植酸的物理活化

（1）腐植酸的物理機(jī)械活化是采用劇烈機(jī)械振動(dòng)等方式對(duì)原料煤進(jìn)行粉碎，從而引起腐植酸分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，弱化學(xué)鍵及烷基支鏈的斷裂會(huì)使其分子量變小，提高溶解性。有關(guān)研究認(rèn)為，腐植酸在強(qiáng)烈粉碎時(shí)會(huì)發(fā)生輕度氧化降解，含氧官能團(tuán)數(shù)量增加，活性增強(qiáng)。有相關(guān)研究表明將褐煤腐植酸粉碎到0.180 - 0.250 mm時(shí)難溶于水，粉碎到0.5 μm則可在水中形成懸浮液，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)其中的黃腐酸 （又稱富啡酸）提高5%，說(shuō)明機(jī)械粉碎是提高腐植酸中黃腐酸含量的有效方法。

（2）  超聲波活化會(huì)在水溶液中引發(fā)空化效應(yīng)，當(dāng)溶液中的空化泡在聲場(chǎng)的壓縮相位內(nèi)坍縮之后，可在水溶液中產(chǎn)生大量的OH根離子、氫離子及氧自由基，這些自由基可以無(wú)選擇地將腐植酸氧化降解。樊興明等的研究表明，通過(guò)超聲波活化原料煤，可有效提高原料煤中腐植酸和黃腐酸的含量。鐘世霞等利用超聲波活化風(fēng)化煤中腐植酸，通過(guò)對(duì)比分析，確定了風(fēng)化煤腐植酸的最佳活化條件，結(jié)果表明：超聲波能夠明顯提高風(fēng)化煤中游離腐植酸的產(chǎn)率，一定范圍內(nèi)，風(fēng)化煤中游離腐植酸含量與水煤比、超聲波功率、超聲時(shí)間呈正相關(guān)。通過(guò)超聲波處理風(fēng)化煤腐植酸可增加腐植酸的總酸性基團(tuán)含量，為腐植酸活化利用開(kāi)辟了新途徑。

2 腐植酸的化學(xué)活化

腐植酸的化學(xué)活化包括堿溶解、氧化、磺基化等。腐植酸含有酚羥基、羧基等酸性基團(tuán)，在水溶液可電離出氫離子，呈酸性，能溶于氫氧化鈉或氫氧化鉀的堿溶液，生成腐植酸的鹽溶液。烘干該鹽溶液即得到腐植酸鉀或腐植酸鈉，腐植酸鉀可單獨(dú)或與其他化學(xué)肥料混合噴施于作物葉面，沖施、滴灌于作物根部，有促進(jìn)作物葉片中葉綠素合成，光合產(chǎn)物的合成和轉(zhuǎn)化，作物根系生長(zhǎng)的作用。未經(jīng)堿溶解提取的腐植酸難溶于水，噴施和滴灌受到阻礙，撒施于土壤也很難發(fā)揮作用。在腐植酸鉀提取過(guò)程中，通過(guò)調(diào)整溶液的酸堿度，可形成不同的腐植酸鹽，再經(jīng)過(guò)分離純化，可得到黃腐酸鉀、棕腐酸鉀、黑腐酸鉀，或得到腐植酸不同組分鹽的綜合體如黃棕腐植酸鉀。黃腐酸鉀、棕腐酸鉀、黑腐酸鉀、黃棕腐植酸鉀的分子量、活性基團(tuán)數(shù)量、分子結(jié)構(gòu)、應(yīng)用到作物上的表現(xiàn)均不相同。

腐植酸的氧化包括硝酸氧化，過(guò)氧化氫氧化，硫酸氧化等。硝酸氧化是改善和提高腐植酸化學(xué)和生物活性的有效途徑。腐植酸在硝酸氧解的過(guò)程中形成許多酸性基團(tuán)，使硝基腐植酸的反應(yīng)活性比較高，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中受到歡迎，特別是在硝基腐植酸的基礎(chǔ)上再通過(guò)堿提取，形成硝基腐植酸鉀則成為一種含氮、鉀和腐植酸的有機(jī)肥料。腐植酸經(jīng)過(guò)硝酸氧化后其含量也可得到顯著提高。孫家壽等研究了硝酸濃度、氧化時(shí)間及煤酸比對(duì)提高風(fēng)化煤中腐植酸含量的影響，結(jié)果表明，當(dāng)煤酸質(zhì)量比為0.4， 硝酸w（HNO3） 為33%，氧化時(shí)間為30 min時(shí)，風(fēng)化煤中w（腐植酸）可由29.5%提高到61.4%。另有研究表明，硝酸氧解可使煤中的w（腐植酸）由20%~30%提高到70%以上，氧解時(shí)，生成新的酸性基團(tuán)，同時(shí)切斷了原生腐植酸及其類似物質(zhì)的鏈的相互結(jié)合，分子量減小，元素組成中C、H 含量下降，而N、O含量增加。杭波、王小宇等在硝酸氧化對(duì)腐植酸鉀抗硬水性能的影響研究中認(rèn)為，褐煤與w（HNO3） 40%的硝酸以質(zhì)量比10 ∶ 3的比例，在75 ℃氧化40 min，可以提高絮凝極限4.9%，改變腐植酸結(jié)構(gòu)。腐植酸鉀絮凝極限的提高，可以解決腐植酸鉀在滴灌過(guò)程中遇到硬水，發(fā)生絮凝堵塞滴灌管、滴灌頭的問(wèn)題，同時(shí)增強(qiáng)腐植酸鉀與其他肥料的混配性能，混合了抗硬水性強(qiáng)的腐植酸的水溶肥料產(chǎn)品穩(wěn)定性和使用性都得到了極大提高。

為得到高抗硬水的腐植酸鉀，在一定條件下，將褐煤腐植酸先用w（HNO3）40%的稀硝酸氧化，再用w（KOH）10%氫氧化鉀溶液溶解，最后用w （H2O2） 30%的過(guò)氧化氫氧化，得到一種高抗硬水的硝基腐植酸鉀，通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)該硝基腐植酸鉀的總酸性基團(tuán)和羧基含量與對(duì)照相比都顯著提高，E4/E6 值、C/H 降低，黃腐酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高50%，說(shuō)明用過(guò)氧化氫氧化是改性腐植酸的有效手段。以該實(shí)驗(yàn)得到的硝基腐植酸鉀樣品稀釋800倍噴施黃瓜，與噴施未氧化處理的硝基腐植酸鉀相比， 葉片內(nèi)過(guò)氧化氫酶的活性提高了10.5%~15.4%。白帆在腐植酸的過(guò)氧化氫的催化氧化特性研究中，運(yùn)用HPLC和GC-MS對(duì)氧化前后有機(jī)物分子量的分布和機(jī)構(gòu)特征比較，結(jié)果表明，過(guò)氧化氫在酸性和Fe2+、O3作為催化劑條件下對(duì)腐植酸的氧化效果顯著，對(duì)有機(jī)物分子量分布和結(jié)構(gòu)改變具有明顯的效果，能將大分子有機(jī)物氧化為小分子有機(jī)物。馬獻(xiàn)發(fā)等為了提高天然褐煤腐植酸的應(yīng)用水平，采用HNO3、H2SO4、H2O2不同氧化劑改性褐煤腐植酸，研究改性后的腐植酸含量，抗硬水性能和生物活性的變化，結(jié)果表明：改性后的褐煤中腐植酸含量，抗硬水性能和生物活性與對(duì)照相比均有不同程度的提高，生物活性與對(duì)照差異顯著。

3 腐植酸的生物活化

與礦物源腐植酸相對(duì)應(yīng)的是生物腐植酸。生物腐植酸與礦物腐植酸在原料來(lái)源和應(yīng)用上差別較大，生物腐植酸來(lái)自可再生資源，以工農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物為原料，通過(guò)生物發(fā)酵工藝而獲得，是由芳香族、脂肪族及其多種功能團(tuán)組成的無(wú)定形的高分子有機(jī)弱酸混合物。腐植酸的生物活化是將特殊的菌種接種到腐植酸上，微生物繁殖代謝對(duì)腐植酸的結(jié)構(gòu)和官能團(tuán)產(chǎn)生影響，提高腐植酸的應(yīng)用性。山西美邦大富農(nóng)科技有限公司把酵素菌接種到風(fēng)化煤腐植酸上，活化后的腐植酸變得疏松，質(zhì)地變輕，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)其黃腐酸含量顯著提高，應(yīng)用到土壤中，土壤理化性狀得到改善。袁紅莉、周希貴等用微生物降解褐煤，分析結(jié)果表明，褐煤經(jīng)微生物降解后其腐植酸氫和氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)減少，分子量減小，絮凝極限明顯增大，紅外吸收光譜也發(fā)生明顯變化。馬靜、高杰等以山西靈石風(fēng)化煤煤樣為研究對(duì)象，研究生物活化條件對(duì)風(fēng)化煤腐植酸含量的影響，結(jié)果表明，增加菌劑用量，不同活性組分腐植酸含量均增加，且水溶性腐植酸增加最多，在特定的條件下生物活化能夠提高風(fēng)化煤腐植酸的降解率。

作為生物刺激劑的腐植酸，可促進(jìn)和刺激作物體內(nèi)多種代謝酶的活性的提高，礦物腐植酸的分子結(jié)構(gòu)和分子量上多有不同，且不同來(lái)源的腐植酸或腐植酸中的不同組分表現(xiàn)出不同的使用效果。因此，根據(jù)不同的用途需求，選擇不同的腐植酸或不同的活化方式對(duì)腐植酸加以活化，以達(dá)到積極的效果。無(wú)論是物理、化學(xué)活化還是生物活化都是以降低分子量，增加活性官能團(tuán)數(shù)量，提高腐植酸的水溶性、抗硬水性等理化性狀為目的的。這種性狀的改變會(huì)極大地提高腐植酸在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用表現(xiàn)。