讓腐植酸在優化土肥關系中發揮重要作用

曾憲成 李 雙

（中國腐植酸工業協會 北京 100120)

2014年11月20日，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發了《關于引導農村土地經營權有序流轉發展農業適度規模經營的意見》，土地大流轉成為農業變革的主旋律。10月16日，“世界糧食日”的主題是“家庭農業：供給世界，關愛地球”。10月15日，李克強總理在位于羅馬的聯合國糧農組織總部發表了題為《依托家庭經營推進農業現代化》的重要演講。家庭農場成為世界農業的發展方向。

腐植酸既是土壤的，也是肥料的。認識腐植酸來自土壤，反哺腐植酸則來自肥料。對此，面向“農場主新時代”，讓腐植酸在優化土肥關系中發揮重要作用，不僅有利于更好地“供養中國”，也會對世界糧食安全作出重要貢獻。

1 腐植酸是土壤的

1.1 認識土壤腐植酸的歷史過程

243年前(1761年)，人們對土壤中的“黑東西”搞不明白，總以為“幽靈”在“作怪”。后來，土壤學家把它稱之為“暗色物質”[1]。直到1761年，第一部農業化學著作《農業化學原理》(華萊士Wallerius著)問世，華萊士首先提出“腐殖質”這一名稱。1786年，德國的阿查德(Achard)第一個從泥炭中用堿溶液提取再用酸沉淀出腐植酸(農業化學家開始啟用“植”)[1,2]。此后，1797年和1807年，德國的沃克蘭(Vauquelin)和湯姆森(Thomson)分別用堿液從腐解植物殘體和土壤中提取出腐植酸。對此，經過長期、復雜的探索過程，終于形成了對“黑東西→暗色物質→腐殖質→腐植酸→土壤肥力”認識的演變過程，這才明確了土壤中最深刻的“暗色物質”就是腐植酸[3]。

1.2 確立土壤腐植酸的科學地位

1.3 讓腐植酸育化土壤的現實意義

當前，我國土壤質量及其可持續性面臨暫時或永久性的下降，對全民食物安全和農業可持續發展構成了嚴重威脅。縱觀“腐植酸→有機無機復合體→微團聚體→土壤基礎肥力”之間的親密關系，不難發現，腐植酸是提升土壤肥力水平、促進土壤可持續利用必不可少的重要物質。據此“認清土壤中最深刻的物質(腐植酸)→探明土壤肥力的根本(微團聚體)→尋求培育土壤肥力的脈道(凈化血統)→抓住提升土壤肥力的方式(反哺腐植酸)”之間的關系，就等于抓住了事物的本質。為此，讓腐植酸育化土壤，補充和提升土壤肥力，對我國土壤可持續利用和農業可持續發展有著重要的現實意義[5]。

2 腐植酸是肥料的

2.1 機理充分

(1) 從物理作用來說，與構造土壤結構最優(動力)。

腐植酸類物質本身是土壤團粒的構造者，可促進土壤中團聚體數量增多，有效調節和改良土壤質地，降低土壤容重，增加土壤孔隙度，保護和改善土壤結構，增加和保持土壤有效水份，調節土壤熱狀況，增加土壤通氣性能，形成有利于植物根系生長發育的良好土壤環境。

(2) 從化學作用來說，與調節土壤環境最好(控制力)。

腐植酸具有吸附、螯合、絡合、離子交換、氧化還原等功能，通過吸附-解析、離子交換、礦物質溶解和有機污染物降解過程，可以調控和改善土壤的膠體性質、酸堿性、氧化還原性以及配位反應等，使土壤有機質含量增加，速效養分含量提高，對酸堿度的調節適中，形成適宜植物生長的土壤環境。

(3) 從生物作用來說，腐植酸與刺激根系發育最親(活力)。

腐植酸類物質在提高土壤微生物活性，增加土壤微生物數量，尤其在提高土壤好氧菌、放線菌、纖維分解菌三大種群數量方面效果顯著，有利于增強土壤酶的活性，加速有機物的礦化，促進營養元素的釋放，改良植物根系的營養條件。

(4) 從反哺土壤來說，工業化利用腐植酸最匹配(智慧利用)。

土壤中的腐植酸不可提取(也不必提取)，工業化利用腐植酸方為解決之道。研究發現，煤炭腐植酸與土壤腐殖酸具有相似的物理特性、化學組成、分子結構及分子量范圍，具有一致的應用特性[6～9]。

我國煤炭腐植酸(諸如泥炭、褐煤、風化煤等)資源豐富，種類齊全，是目前腐植酸生產和應用的主要來源。另外，生物腐植酸可加工利用。

2.2 中國成就

從世界范圍看，中國政府在推廣應用腐植酸肥料方面力度最大、范圍最廣，成就最豐。1974年和1979年，國務院分別批轉了“國發[1974]110號”和“國發[1979]200號”兩個文件，即：燃化部、農林部“關于積極試驗、推廣和發展腐植酸類肥料的報告”和國家經委“關于加強腐植酸綜合利用工作的請示報告”。1979-1985年，我國政府組織32家科研單位連續5年，在全國19個省、市、自治區，開展了24種作物773個大面積田間試驗，獲得了腐植酸肥料在農業上“改良土壤、增效化肥、刺激生長、增強抗逆、改善品質”的五大作用[8]。通過科學實踐取得了黃腐酸在農業上“抗旱劑、生長調節劑、農藥緩釋增效劑、化學元素絡(螯)合劑”的四劑功能。通過40年的農業生產應用，“五大作用”和“四劑功能”越來越具說服力，更具現代農業需要[1]。

現介紹5個近三年研究應用的實例。

【例1】腐植酸改良土壤

東北農業大學李杰等研究了保護地土壤質量變化規律及不同措施對土壤改良效果的影響。試驗結果表明，在優化施肥基礎上施加腐植酸鉀，改良土壤效果明顯，與農民傳統施肥相比，土壤非毛管孔隙度與毛管空隙度比值增加了0.1，非水穩性團聚體＞0.25 mm粒級的百分含量提高了13.57%；非水穩性團聚體平均直徑增加了0.7 mm，水穩性團聚體＞0.25 mm粒級的百分含量提高16.53%。土壤容重減少了0.12 g/cm3[10]。

【例2】腐植酸增效化肥

中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所袁亮等研究普通尿素、海藻酸增值尿素、腐植酸增值尿素和谷氨酸增值尿素對小麥氮肥利用率的影響。試驗結果表明，腐植酸增值尿素處理的小麥氮肥表觀利用率較普通尿素處理提高了15.63個百分點，15N利用率較普通尿素高出3.70個百分點，肥料氮的損失率比普通尿素降低了9.52個百分點，提高氮肥利用率效果顯著[11]。

【例3】腐植酸刺激生長

湖南農業大學趙日明等研究了腐植酸對水稻種子萌發的影響。試驗結果表明，在適宜的濃度范圍(100～300 mg/L)，腐植酸對水稻種子萌發有一定促進作用，主要表現為提高種子發芽率，縮短萌發時間(發萌勢增加)，增加幼苗長勢。當腐植酸濃度為200 mg/L時，水稻發芽指數、幼苗長度均達到最高，分別比對照增加了7.05 cm和0.3 cm；當濃度為250 mg/L時，發芽率和發芽勢達到峰值，分別比對照增加了4%和2.7%；而當濃度大于300 mg/L時，發芽率、發芽勢、發芽指數、幼苗長度則逐漸降低，表明高濃度的腐植酸對種子萌發有一定的抑制作用[12]。

【例4】腐植酸增強抗逆

內蒙古農業大學農學院劉偉等研究了腐植酸水溶肥料對燕麥葉片保護酶活性和滲透物質的影響。結果表明，不同干旱脅迫條件下，噴施腐植酸水溶肥料均能有效地改善燕麥抗氧化系統和滲透調節物質。與CK相比，超氧化物歧化酶(SOD)活性增加13.41%～26.53%，過氧化氫酶(CAT)活性增加13.90%～41.18%，可溶性蛋白增加11.43%～16.58%，游離脯氨酸增加4.19%～39.41%。燕麥產量提高3.79%～6.23%，增產幅度表現為：重度脅迫＞中度脅迫＞正常供水。3種干旱脅迫下，重度脅迫下噴施腐植酸水溶肥料后，燕麥產量增幅最大[13]。

【例5】腐植酸改善品質

山西農業大學資源環境學院王旭鈺等研究了腐植酸鈉與保水劑配施對生菜生長和品質的影響。結果表明，不同比例的腐植酸鈉與保水劑配施，可以明顯改善生菜品質：生菜的Vc含量增加了17.25%～46.54%，粗蛋白含量增加了16.25%～48.01%，硝酸鹽含量減少了19.68%～33.62%。在等氮、磷、鉀養分條件下，腐植酸鈉和保水劑的比例以7∶3的配比效果最佳[14]。

2.3 羽翼豐碩

在我國，腐植酸最早開發應用于肥料，已經形成了產業思想、技術支撐、產品生產等產業核心價值體系，以及腐植酸科技傳播服務體系、腐植酸產品售后服務體系、腐植酸終端品質服務體系，還有腐植酸行業的文化價值增值體系等，積累了豐富的工作成果，為腐植酸綠色環保肥料產業可持續發展奠定了堅實的基礎。

經過近40年的實踐，腐植酸肥料產品體系最豐富、最成熟、最完備(圖1、圖2)[5]。

且看腐植酸專利、腐植酸文獻、腐植酸肥料登記產品、腐植酸“兩會”數據庫、腐植酸產業群等數據誰來支撐。

(1) 腐植酸專利。截至2013年5月，在國家知識產權局登記的腐植酸專利有2132項。其中，腐植酸肥料專利1246項，約占專利總數的58.4%[5]。

(2) 腐植酸文獻。截至2014年2月，被中國知網收錄的腐植酸類文獻數量已達23000余篇，其中，農業應用文獻數量超過60%，堪為農用之首[5]。

(3) 腐植酸肥料登記產品。截至2014年11月，在農業部登記的水溶性腐植酸產品累計1410個(其中“農肥準字”748個、“農肥臨字”662個)，適宜的蔬菜作物類、大田作物類、經濟作物類、瓜果類別等品種上千個，涉及29個省、市、自治區的企業上千家。

(4) 腐植酸“兩會”數據庫。截至2013年，協會組織召開全國綠色環保肥料(農藥)交流會15屆(次)，報告近400場(次)，會議論文集收錄文章1022篇，信息量高達660萬字。

(5) 腐植酸產業群。截至2013年12月，涉足腐植酸生產企業3500多家，其中腐植酸肥料生產企業逾2000多家，以中小企業居多；腐植酸企業論壇QQ群每天有500多家企業進行原料及產品推廣的在線咨詢與交易。

3 讓腐植酸在優化土肥關系中發揮重要作用

3.1 土壤離不開腐植酸

腐植酸是土壤的物質基礎。在土壤固相組成中，除了礦物質(重量占固體部分的95%以上)之外，就是土壤有機質(重量不到5%)。土壤腐殖質是土壤有機質中最主要的存在形式，一般占比高達80%。腐植酸是土壤腐殖質中最活躍的組分，一般占比高達75%以上[15]。可謂選擇與土壤同一血統的腐植酸，就等于抓住了土壤的“靈魂”，現在首哺腐植酸或通過腐植酸肥料優化土壤，是土壤可持續發展的“上好選擇”。

3.2 肥料離不開腐植酸

在化肥行業出現拐點的今天，我們應該正視化肥：化肥本身沒有問題，化肥施用方法、施用量、利用率等存在問題。腐植酸是土壤的本源性物質，腐植酸具有提氮、解磷、促鉀、融合多元的作用，可以形成1+1＞2的集成效應。

腐植酸與氮肥：二者有機結合可以減少氮肥損失，抑制硝化，抑制土壤脲酶活性，減緩尿素的分解與揮發，從而提高氮肥利用率[16]。

腐植酸與磷肥：具有活化磷的作用，使難溶性磷轉化為枸溶性磷，使水溶性磷也轉化為不易固定的可溶性磷，從而大大提高磷肥當季的利用率[16]。

腐植酸與鉀肥：具有活化鉀的功能，腐植酸增加了土壤陽離子代換能力及改善了土壤膠體性質，從而促進了作物對鉀的吸收[16]。

腐植酸與中微量元素：通過螯合、絡合活化微量元素，使其從不可利用態變為可利用態，可促進土壤中微量元素的有效化利用[16]。

腐植酸與肥料相結合，一方面可融合多種元素，包括大量元素、中量元素、微量元素和特種元素；另一方面可進行多元融合，包括一元融合、二元融合或三元融合，實現1＋1＞2的集成效果，不僅有效解決了單一肥料的弊端，提高肥料利用率，滿足植物不同生長階段對多種元素的需求，還省時省工，降低生產成本。

現介紹5個近三年研究應用的實例。

【例1】腐植酸提氮

北京市農林科學院植物營養與資源研究所許俊香等研究了腐植酸尿素對土壤氨揮發和玉米生長的影響。結果表明：普通尿素和腐植酸尿素處理的氨揮發累積量占施氮總量的比例分別為0.565%和0.375%，與普通尿素處理相比，腐植酸尿素可降低氨揮發累積量33.5%，促進玉米棒干物重增加33.9%，吸氮量增加24.0%，氮肥利用率增加7.4個百分點[17]。

【例2】腐植酸解磷

中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所李志堅等人在實驗室條件下分別制備了含腐植酸、海藻酸和谷氨酸3種增效劑的增效磷肥，運用土柱栽培試驗研究等磷(設置低、高2個施磷水平)投入條件下不同增效劑添加量的增效磷肥對小麥產量和磷肥利用率的影響。結果表明：低磷水平下，含腐植酸增效磷肥處理小麥子粒產量比普通磷酸一銨提高26.28%，小麥吸磷總量比普通磷酸一銨增加42.59%，磷肥的表觀利用率平均提高了26.21個百分點；高磷水平下，含腐植酸增效磷肥處理小麥子粒產量比普通磷酸一銨提高26.81%，小麥吸磷總量比普通磷酸一銨增加18.18%，磷肥的表觀利用率平均提高了6.13個百分點[18]。

【例3】腐植酸活鉀

山東農業大學農學院王振振等研究了腐植酸緩釋鉀肥對土壤鉀素含量和甘薯吸收利用的影響。結果表明，與不施鉀(空白對照)相比，施用腐植酸促進了甘薯對鉀素的吸收，降低了甘薯全生育期土壤中的速效鉀和緩效鉀含量以及生長前期土壤有效鉀含量，但是提高了甘薯生長中、后期土壤有效鉀含量。與施等量氧化鉀對照相比，施用腐植酸緩釋鉀肥顯著提高了鉀肥吸收利用率(REK)、農學利用率(AEK)、偏生產力(PFPK)和甘薯塊根產量，增幅分別為20.09%、42.69%、5.89%和22.83%[19]。

【例4】腐植酸多元融合

腐植酸復混肥的生產工藝發明專利[20]解決了傳統腐植酸復混肥在造粒過程中成粒率低、成本高、工藝操作復雜的問題。本發明生產的產品顆粒較其他方法顆粒大小更均勻、圓整度更高、顆粒硬度較強，成粒率能達到65%～85%，提高了企業的生產能力同時實現了廢棄物的再利用，更加環保[20]。

【例5】腐植酸融合多種元素

一種具有節水保水和微肥緩釋功能的腐植酸高吸水性樹脂發明專利[21]公開了一種具有節水保水和微肥緩釋功能的腐植酸多功能高吸水性樹脂的制備方法及其應用。本發明腐植酸高吸水性樹脂既具有節水保水功能，又具有微肥緩釋功能，能夠更好滿足作物生長發育需要，可在農業、林業和園藝等行業進行應用，達到增產增收的目的。

3.3 腐植酸攜手土肥一榮俱榮

眾所周知，對于種植業而言，土離不開肥，肥離不開土，二者密不可分。二者的“血緣”關系以“黑土地”為例，所謂“黑得流油”那是沃土出來的。沃土靠的就是腐殖質(有機)化，其物質形態趨近(聚合)至腐植酸才昭然若揭。然，反哺土壤即以此物為貴。

腐植酸是土壤基礎肥力永續利用的“團粒寶貝”，既與土好，又于肥好。在土地利用過程中，腐植酸保持著土壤有效養分支出量與補給量之間的平衡運轉，不僅是土壤自然肥力持久性的本質特征，也是形成土壤自然生產力的物質基礎。與此同時，腐植酸是土壤肥料的運轉“倉庫”，與化肥結合有著天然協同的條件。一方面，通過穩定、緩釋、控制作用，延長肥效，提高化肥利用率；另一方面，通過量的約束，調控釋放植物所需的營養元素，促進有效物質合成，平衡各種營養物質，從性狀上改善了化肥質量。

腐植酸一手聯土，一手聯肥，三位一體(圖3)，予土壤健康、安全，予作物營養、提質，可謂一榮俱榮。

研究表明，在等養分的情況下，腐植酸肥料比常規肥料利用率平均提高10個百分點以上，相當于凈增30%～40%，實現了生產成本低、經濟效益好、環境效益佳的結果[22]。現在來看，此物是魂，此物是宗，修復土壤、哺育土壤、優化土壤、肥向土壤——種好田，于“土肥血統”中安全生產最珍重。

3.4 讓腐植酸肥料及衍生產品確保食品源頭安全生產

眾所周知，糧從土中生。土存，肥料存；土肥強，種植業強。土壤健康了，產出的食品就安全了；肥料優化了，產出的食品就營養了。

我們必須要深刻認識到，工農業副產的有機質不一定安全，而富存腐植酸的有機質一定安全。凡是有機質不一定是腐植酸，凡是腐植酸一定是最好的有機質。腐植酸予土好，予肥強，是土壤的魂，是種植業的根。讓腐植酸從把脈土壤健康和優化肥料開始，從把脈食品源頭生產開始，以確保老百姓舌尖上的安全(圖4)。

當前，大力發展生態農業，保護“土壤生態紅線”、確保老百姓“舌尖上的安全”已成為民生之本。實踐證明，腐植酸、腐植酸肥料及其衍生產品，種類豐富，功能齊全，不僅可以有效改善傳統化肥種類單一、結構不合理、肥料利用率低下等局限性，還可以實現從源頭上控制食品安全生產，確保老百姓“舌尖上的安全”[5]。

3.5 讓腐植酸肥料保障土壤生態環境可持續發展

大量研究表明，在土壤中投放腐植酸產品，如腐植酸土壤調理劑、腐植酸土壤調節劑、腐植酸土壤修復劑、腐植酸綠色環保肥料、腐植酸綠色環保農藥、腐植酸可降解地膜等，可有效改良土壤結構，提高土壤肥力水平，改善土壤水、肥、氣、熱狀況，為作物提供良好的生長環境。

此外，有研究表明，腐植酸可以增加農田土壤儲碳量，減少土壤及作物系統碳排放。腐植酸通過提高植物的光合作用，可以將更多的碳保留在土壤中，增加土壤有機質含量的同時，減少了CO2的排放[22]。

綜上，通過腐植酸產品多元反哺土壤，儲碳控碳，調節地球碳循環，是生態環境可持續發展的重要保障。

4 結語

2014年6月5日，聯合國紀念“世界環境日”，同時舉辦了“農業可持續發展論壇”，“腐植酸”第一次走上了世界舞臺。通過中國的實踐，讓腐植酸、腐植酸肥料促進農業可持續發展為全球矚目。當前，因大氣環境、因食品安全、因人類可持續發展，腐植酸、腐植酸的孩子們(肥料)已經迎來了春天。我們相信，面對“農場主”新時代，開創“腐植酸與大地同樂”的美好時光已經到來。

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