在浩瀚廣袤的地球生物圈里,蘊藏著一種不引人注目的暗色物質,這就是腐植酸。認識腐植酸來自土壤(1807年德國Thomson),不過209年;認識生物圈來自地質學(1875年奧地利Eduard Suess),不過141年。腐植酸與生物圈密不可分,在“孕育—成長—轉化—再孕育—再成長—再轉化”中,不斷繁育、不斷新生、不斷轉化,一直扮演著維護和穩定地球生物圈的重要角色。
腐植酸是動、植物遺骸,主要是植物遺骸,在微生物以及地球物理、化學作用下,經過一系列分解和轉化形成的一類大分子有機弱酸混合物。在自然界中,腐植酸廣泛存在于土壤、水體、湖泊、河流、海洋以及褐煤、風化煤、泥炭之中。無論土壤腐植酸、水體腐植酸還是煤炭腐植酸,于生物圈的正常運轉至關重要。其中,土壤腐植酸儲量最大,是生物圈最大的碳庫。
生物圈是指地球上有生命活動的領域及其居住環境的整體,包括地球上有生命存在和由生命過程變化和轉變的空氣、陸地、巖石和水。生物圈是最大的生態系統,繁衍著各種各樣的生命,按其在物質和能量流動中的作用可分為:①生產者,主要是綠色植物;②消費者,主要是動物(包括人);③分解者,主要是微生物。這三者在一定時間和環境條件下,維持著生物圈的能量流動和物質循環的相對穩定。
腐植酸的形成過程與生物圈的物質和能量流動相伴相生。一方面,腐植酸以動植物(生產者和消費者)殘體為原料,并在微生物(分解者)的參與和作用下,不斷形成;另一方面,形成的腐植酸可以促進綠色植物(生產者)生長,增強畜禽、水產、人等(消費者)的免疫力,還可為微生物(分解者)提供營養物質和能量來源。腐植酸與這三類生物及其所生活的無機環境一起,把來源于環境的再復歸于環境,一個完整的生態系統就行進在物質和能量流動之中。
腐植酸伴生于生物圈,又行走在大氣圈、水圈和土壤圈之中。
于大氣而言:大氣碳循環是生物圈和大氣之間進行最快的,在地球碳循環中占主導地位。生物圈儲備的碳約3.55萬億噸,其中土壤腐植酸類物質碳約2.4萬億噸,占生物圈有機碳的67%,是陸地植被碳的4倍多,大氣CO2的3倍多。可見,腐植酸是地球碳循環的重要一員。截至目前,根據中國知網文獻檢索結果,腐植酸與大氣相關的文獻數量達5597篇,其中與大氣污染相關的文獻達4755篇,占比高達85%。如何利用腐植酸儲碳控碳,自覺參與大氣碳循環,乃至于參與霧霾治理意義重大。
于水體而言:在水生體系中,腐植酸如同血液中的“白細胞”,是水體的“清道夫”,改善水體微生物種群結構,影響和調控其他水質因子,促進水體“自肥”。截至目前,根據中國知網文獻檢索結果,腐植酸與水體相關的文獻數量達7098篇,其中與降低水體富營養化相關的文獻達1398篇,與水體重金屬污染治理相關的文獻達2598篇,與去除水體有機污染物相關的文獻達2665篇。如何利用腐植酸,活水、凈水、治水,當為利生之著力處。
于土壤而言:土壤有機質是土壤固相結構的重要組成成分,腐植酸占土壤有機質比例高達60%。目前,腐植酸與土壤之間的關系和作用已成為學術界關注和研究的焦點。截至目前,根據中國知網文獻檢索結果,腐植酸與土壤相關的文獻數量達18492篇,其中腐植酸與土壤肥力相關的文獻達4123篇,與土壤改良相關的文獻達2729篇,與土壤污染修復相關的文獻達2305篇。這些研究結果充分證明了腐植酸在提升土壤肥力、凈化“土壤血統”、維護土壤長治久安中的重要作用。
生物圈養育著萬物生靈,腐植酸與生物圈有著千絲萬縷的聯系。腐植酸于生物(植物、動物、微生物)間默默奉獻,其質可貴。
腐植酸與微生物若即若離。對腐植酸而言,微生物既是腐植酸的積極“創造者”,也是腐植酸的積極“分解者”。以土壤為例,1克土壤腐植酸中含有高達3.7億個微生物,這些微生物一方面促進著腐植酸的形成,另一方面以腐植酸作碳源,供其自身生存和繁衍。土壤中有著數不清的微生物,腐植酸供給這些生命體,對土壤、植物、動物乃至整個生物圈具有重要意義。截至目前,根據中國知網文獻檢索結果,腐植酸與微生物相關的文獻達12962篇,其中腐植酸與微生物種類和數量相關的文獻達5455篇,與微生物活性相關的文獻達9727篇。如何向土壤反哺腐植酸,或調碳、或調酸、或調氣,越多越有活力,越多越有激情(目前)。
腐植酸與綠色植物相惜相應。綠色植物是生物圈中的生產者,它們依賴土壤、水、陽光、空氣而生,將環境中的碳源、氮源及其他營養元素等吸收利用,并轉化成有機物,為自身及生物圈中的其他生物提供物質和能量。截至目前,根據中國知網文獻檢索結果,腐植酸與綠色植物相關的文獻達16097篇,其中腐植酸肥料與植物生長相關的文獻達7511篇,腐植酸農藥與植物生長相關的文獻達4842篇,腐植酸植物生長調節劑與植物生長相關的文獻達2232篇。如何利用腐植酸,或肥料、或農藥、或植物生長調節劑,應用面寬,勾子深,越專越有魅力,越專越有能量。
腐植酸與現代健康養殖愈加緊密。動物是生物圈中的消費者。腐植酸可以增強雞、鴨、鵝、豬、牛、羊等動物的免疫力,提高肉、蛋、奶等畜禽產品的產量和品質;腐植酸可以養好一方水族,促進有益藻類和微生物的繁殖,絡合沉降重金屬、泥渣,凈化水質,抑制有害微生物的分解,增強藥效、減少藥物殘留,減輕養殖排水對環境的污染,提高水產品的產量和品質等。截至目前,根據中國知網文獻檢索結果,腐植酸與動物相關的文獻達7511篇,其中腐植酸與畜禽肉產品相關的文獻達2985篇,與畜禽蛋產品相關的文獻達3061篇,與水產養殖相關的文獻達1231篇。如何利用腐植酸,或飼料、或獸藥、或凈水,越會用越健康,越會用越安全。
特別指出,人類是生態系統中最重要的消費者。站在人類的視角,可以說我們是地球的主人,幾乎可以決定每一種植物、動物乃至微生物的存亡。但是我們必須明白,人類的生存和發展離不開整個生物圈的繁榮。
在生物圈這個大的生態系統中,生命在一環扣一環的運轉著。生產者為消費者提供食物和傳遞能量;生產者與消費者在生命逝去之后的殘體,又為分解者提供了食物與能量;分解者在完成自己的生命周期的同時,將植物體、動物體中的營養返還給土壤、水體或大氣。在這樣的一個循環中,腐植酸追隨著生物圈中營養與能量的供給、運輸和傳遞,完成了“孕育—成長—轉化—再孕育—再成長—再轉化”全過程,并依此循環往復。駐足腐植酸的每一個“生命周期”,給予植物促進生長→動物增強免疫力→微生物豐富多彩,一直為生物圈的穩定貢獻力量。
凡是有生命的地方就有腐植酸類物質的一席之地。在凈化土壤的團粒里,在潔凈水體的“細胞”里,在清新空氣的負氧粒子里,……腐植酸無處不在。腐植酸——這個生物圈的友好使者,正在以生物圈“主人翁”的精神,營造著綠色大家園的美好未來。