腐植酸助推農業低碳綠色轉型

蘇 丹 于 暢 盧維宏，3 張乃明*

1 云南農業大學資源與環境學院 昆明 650201

2 云南省土壤培肥與污染修復工程實驗室 昆明 650201

3 河南心連心化學工業集團股份有限公司 新鄉 453730

農業農村現代化的基本要義是將綠色發展變成農業農村發展的主流，農業發展目標從“增產、增收”雙目標向“穩產、增收、可持續”的目標轉變[1]，即農業綠色發展是農業發展方式從過去的高投入、高消耗向資源節約、環境友好型農業的轉變[2]。鄒建文教授在題為《碳中和與低碳農業綠色發展》的會議報告[3]中對低碳綠色農業的內涵有明確的解釋：低碳綠色農業是在農業廢棄物循環利用基礎上的低化石資源消耗和外源化學投入，以提高資源利用效率為核心，以綠色可持續、環境和氣候友好為目標，實現農業高產、養分高效和溫室氣體減排協同的一種農業可持續集約化發展模式。

長期以來，我國農產品生產能力的持續提升是以資源過度消耗為代價[4]，農藥化肥的過度使用、畜禽糞便的隨意排放、農用地膜和農藥包裝回收的不足導致農田土壤受到嚴重污染[5]。《“十四五”全國農業綠色發展規劃》明確了主要農作物化肥、農藥利用率均達到43%，秸稈、糞污、農膜利用率分別達到86%以上、80%和85%[6]。農業低碳綠色發展的主要途徑為低碳生產方式、種植綠肥、秸稈還田等。腐植酸對于減肥增效、鈍化重金屬、修復有機物污染等具有重要作用，是農業低碳綠色發展的主要材料。

本文論述了腐植酸改善土壤性質、固碳增匯，修復污染土壤，提高作物產量及品質等在農業低碳綠色發展中的作用，提出了找準切入點、政府加大科技投入、建立評價指標體系、給予腐植酸系列產品生產企業必要扶持政策等4個方面的對策建議助推農業低碳綠色轉型。

1 農業向低碳綠色發展方向轉型是國家戰略時代要求

在環境優先綠色發展已經成為時代主旋律的大背景下，“碳達峰、碳中和”目標的提出更是倒逼農業向低碳綠色方向轉型。為此，國務院和農業農村部制定了推進農業低碳綠色發展的多個指導性文件。2017年，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發的《關于創新體制機制推進農業綠色發展的意見》中，提到“建立農業綠色循環低碳生產制度”“完善綠色農業法律法規體系”等；2018年，農業農村部印發的《農業綠色發展技術導則》中，提到“化肥農藥減施增效技術”“重金屬污染控制與治理技術”“農產品低碳減污加工貯運技術”等農業綠色發展技術；2021年，中共中央、國務院發布的《關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》中，提到“開展耕地質量提升行動，實施國家黑土地保護工程，提升生態農業碳匯”[7]。可以預見，“十四五”時期我國農業將邁入低碳綠色發展的新階段。

習近平生態文明思想的創造性論述，及鞏前文等[8]提出的未來現代農業發展新方向為生態農業的新理念，意味著生態環境優勢能夠成為農產品質量、農業市場的優勢。增加農業收益、提高農民收入，體現了農業低碳綠色發展是綠色發展理念在農業領域的實踐。李學敏[9]通過對生態文明導向下農業綠色發展的研究，認為在農業低碳綠色發展中生態農業為綠色農業提供了實現模式，并促進了農產品安全、生態安全，是利于環境保護、利于農產品質量的現代農業發展模式，體現了農業低碳綠色發展是對生態農業、綠色農業模式的肯定。管延芳[10]通過對農村土地流轉信托推進農業綠色發展的探究，認識到在中國經濟新常態下的農業低碳綠色發展是踐行綠色發展理念最基本的內容，相較于農業可持續發展目標更為具體，體現了農業低碳綠色發展是新時期農業可持續發展目標的深化。

2 腐植酸在助推低碳農業實現綠色發展中的重要作用

腐植酸是動植物殘骸（主要為植物殘骸）經微生物的分解轉化與地球化學的一系列過程而造成與積累起來的一類大分子有機物，是富含羥基、醌基、甲氧基等多種活性官能團的有機弱酸混合物[11，12]，在農業低碳綠色發展中能夠起到改善土壤性質與固碳增匯、防治土壤污染、提高作物產量與品質等作用。

2.1 腐植酸在改善土壤性質與固碳增匯中的作用

腐植酸本質上為具有良好的結構和活性官能團的含碳有機物，可起到改善土壤性質的作用。相關研究中，高惠敏[13]通過不同調控措施對鹽堿土壤性狀影響研究表明，腐植酸與土壤中Ca2+的凝聚作用，促進了土壤團粒結構的形成。Esraa A A M[14]通過研究腐植酸對基質栽培黃瓜的影響提出，腐植酸的分解過程，產生多種有機酸，中和堿性物質，促進離子交換和土壤養分釋放。劉茜等[15]通過論述腐植酸對植煙土壤的研究進展認為，腐植酸具較強的吸附力，疏松土壤的團粒結構，提高了土壤的蓄水保水能力、透氣性、溫度。張學才等[16]通過論述腐植酸在工農業上的應用指出，腐植酸有助于增加土壤有機質，由此形成的土壤團粒結構能夠增加土壤透水性、透氣性、提高土壤耕性等。據此，腐植酸通過促進土壤團粒結構形成、提高土壤通透性、調節土壤酸堿性等方面，改善了土壤結構與土壤理化性質，保障農業土壤環境安全、生態安全，滿足綠色農產品的生產需求，符合綠色低碳農業的發展要求。

腐植酸作為土壤有機碳庫的組成部分，具有固碳增匯的作用。馬盼等[17]研究表明，腐植酸的光催化聚合，提高了土壤結構的穩定性，降低了土壤有機質中細菌的呼吸作用，促進了碳固定，減少CO2排放。康日峰、魏丹等[18，19]通過東北地區黑土資源與養分演變的研究提出，腐植酸提高土壤有機質含量，緩解土壤中的碳釋放到大氣，從而減少大氣中CO2含量。羅煜等[20]探究生物腐植酸在低碳農業中的地位與作用提出，生物腐植酸改善了土壤通氣性，減弱了土壤中還原反應，進而減少CH4和N2O的排放。周毅等[21]通過評價黃腐酸鉀對冬小麥噴施效果認為，黃腐酸鉀液體肥料提高了土壤團聚體含量，而團聚體的團聚作用促進了農田土壤固碳[22]。綜上所述，腐植酸促進土壤碳固定，減少溫室氣體釋放，從而抑制土壤從“碳匯”到“碳源”的轉變，協調農業低碳、綠色發展，推動“碳達峰、碳中和”目標實現。

2.2 腐植酸防治土壤污染的作用

腐植酸具有天然、環保、無污染等特性，可以降低或避免高污染化學試劑的引入，有效避免土壤的二次污染。腐植酸及其衍生產品通過配合“雙減”（減化肥、減農藥）配施增效、保護土壤團粒結構、促進土壤微生物活動、降低土壤中污染物有害性，達到“防”土壤污染、“治”污染土壤的目的。

從“防”土壤污染角度，對腐植酸的相關研究：Suman S等[23]通過腐植酸尿素與普通尿素進行對比研究表明，腐植酸尿素降低氨揮發、抑制NO3--N向下遷移、減少氮素損失。腐植酸與除草劑配合使用，使除草劑藥效提高10%～20%，使藥效進程提前2～5天[24]，進而提高農藥防效，降低農藥在土壤環境中的污染風險。增施腐植酸有機肥、腐植酸有機-無機復混肥，可提高土壤有機質含量，提高土壤自凈能力[25]。腐植酸可降解地膜保護土壤團粒結構，優化土壤（改良土壤性質、改善土壤微生物生境等），促進了土壤有益微生物種群建立，增加了微生物數量[26]。腐植酸可降解地膜降解過程的中間產物（蔗糖酶、過氧化氫酶）可促進土壤微生物活動，還可促進真菌、放線菌等利于降解地膜的微生物，有效解決了傳統塑料地膜難降解、污染土壤的問題[27]。

從“治”污染土壤角度，對腐植酸的相關研究：童毅等[28]通過歸納腐植酸的應用指出，腐植酸對土壤重金屬的吸附、絡合及氧化還原作用，可降低土壤中重金屬毒性、遷移性。張宇等[29]研究表明，加入腐植酸絡合劑，明顯提升了重金屬污染土壤電動修復效率，對土壤中Zn、Cd、Cu有很高的去除率。Dinesh M等[30]研究表明，腐植酸促進超富集植物快速生長，從而提高植物對Cd、Pb污染土壤的修復，提高生物修復重金屬污染技術的效果。腐植酸類物質能夠促進水中激發氧與O·H的生成，氧化有機物促進了六六六的降解[31]。腐植酸通過吸附、分配、氫鍵等途徑與土壤中有機污染物結合，降低了有機污染物生物有效性[32]，并減少了土壤中污染物含量。

簡而言之，腐植酸是農業低碳綠色發展的推動者。腐植酸及其農資產品或環境修復產品通過反哺土壤來保護土壤且有效恢復被污染土壤健康，進而控制農業領域污染源頭、切斷污染源，確保國家糧食安全，積極引導和推動農業低碳、綠色發展。

2.3 腐植酸在提高作物產量及品質中的作用

腐植酸具有促進作物生長、提高作物產量與作物品質等多方面的作用，在農業生產中調控著作物生理效應，助力了農業向低碳、綠色的方向轉型。

一方面，腐植酸促進作物生長發育、提高作物產量。有相關研究表明，施用腐植酸有效提升作物葉綠素含量，進而增強作物光合作用，增加作物干物質積累，提高作物產量[33～35]。相關研究有：噴施腐植酸水溶肥，提高了燕麥光合特性，增強葉片光合效率，促進養分吸收，增加了燕麥的產量[36，37]；施用含黃腐酸鉀生物活化酶磷肥，土壤中的功能菌大量繁殖，產生多種特效代謝產物供油菜吸收利用，提高了油菜的產量[38]；利用黃腐酸拌種，可以提高小麥的水分利用率，從而提高小麥產量[39]。腐植酸及其衍生產品提高作物產量的同時，間接地降低了農業中對化肥與農藥的需求量，以及提高了化肥利用率，一定程度上解決了傳統農業結構不合理的局限性問題，符合新階段里農業低碳發展、綠色發展的新理念。

另一方面，腐植酸促進作物生長發育、提高作物品質。相關研究有：趙海燕等[40]通過對新型腐植酸型葉面肥的研究表明，新型腐植酸型葉面肥顯著提高小麥旗葉輸送養分能力，進而提高小麥品質；腐植酸鈉配施保水劑，在增強土壤的吸水、保水能力基礎上，提高生菜體內酶活性，使得生菜品質明顯提高[41]；腐植酸對作物根系產生刺激作用，提高了作物的抗逆性，改善了作物的品質[42]；腐植酸土壤調理劑施用于蘋果，可降低蘋果硬度[43]，提高蘋果品質。腐植酸及其衍生產品對作物品質具有提升作用，而高品質的農產品是實現從原料上控制食品安全生產與加工的基礎[44]。從國家糧食安全角度，腐植酸及其衍生產品助力了農業綠色發展。

3 加快腐植酸助推農業低碳綠色轉型的對策

3.1 找準腐植酸助推農業低碳發展綠色轉型的切入點

為了更好地助推農業低碳發展綠色轉型，關注農業領域的腐植酸應用，指導用戶終端科學應用腐植酸，以及加大對腐植酸應用的支持力度是積極有效的切入點。指導用戶終端應用腐植酸，以農戶與涉農企業為例：農戶應積極獲取腐植酸及其作用的新知識，利用5G信息時代中“互聯網+”創新農業生產方式、增加低碳腐植酸類產品輸入、提升綠色農產品輸出。涉農企業可組織專家和農業技術人員深入生產前線，指導腐植酸類系列產品適量適時應用于農業生產，還可面向周邊農戶推廣適宜當地施用的腐植酸類產品。政府應加大腐植酸農業應用技術的投入[45]，包括農業財政投入、科研投入，撥出專門經費支持高等院校、相關雜志刊物等單位對腐植酸發展低碳綠色農業進行深層次的科學研究；腐植酸系列產品生產企業應響應科技部等國家部門號召，統籌研發腐植酸“規模化生產”技術、規范企業發展、推進腐植酸試點項目進程，探索腐植酸產業走低碳綠色發展的新路徑。

3.2 加大腐植酸農業應用關鍵技術攻關的科技投入

由于農業領域的科學技術研究具有公益性特點，政府作為主體就決定了農業科技投入。腐植酸農業應用的關鍵技術，以促進“兩減”、防治土壤污染、支持用戶終端為例，政府加大科技投入應在于：以腐植酸是增效減量化肥農藥的優質原料與良好“輔助物”為理論指導，政府應將推進腐植酸新肥料、腐植酸新技術的應用作為重點任務，示范性地推廣腐植酸緩釋肥料、腐植酸水溶性肥料、腐植酸土壤調理劑等高效新型腐植酸類肥料，進而推動我國肥料產業轉型升級，協調農業低碳綠色發展。政府應高度重視“腐植酸+防治土壤污染”相關研究的科技支撐工作，積極支持建設相關重點實驗室、組建相關科技人才隊伍、創新相關技術、推廣科學技術成果用于農業實踐，加快推進腐植酸防治污染土壤技術引進、自主創新、成果轉化等，促進農業低碳綠色發展。作為腐植酸應用農業的科技投入主體，政府應提供給農戶科學施用腐植酸類產品技術的培訓服務，制定與完善涉農企業“雙減”、增用腐植酸類產品、關注低碳綠色農業發展進程等方面的地方性激勵政策，進而使得面向用戶終端的政府科技服務與政策激勵極具實踐指導意義。政府加大腐植酸農業應用技術攻關的科技投入，體現了政府行為在腐植酸應用于低碳綠色農業方面的必要性與急迫性。

3.3 盡快建立農業綠色發展的評價指標體系

“綠色農業”一詞在2003年被首次提出以來，農業綠色生產就受到國內諸多學者的關注[46]，但如何科學評價一個區域的農業綠色發展水平，至今還沒有一個統一和公認的評價指標體系[47]。要發展綠色農業，就必須建立一個統一公認的農業綠色發展的評價指標體系。農業綠色發展的評價需要綜合考慮多方面因素、使用多項指標，定性與定量相結合。農業綠色發展評價的最終得分為定量指標得分與定性指標得分的加權總和。綜合考慮定量和定性評價指標的重要程度，確定權重[48]。農業綠色發展評價指標體系的建立，可以清晰客觀地比較出各個區域農業綠色發展水平的差異，并針對各區域間的差異和不同，因地制宜地制定相應的發展戰略，提高農業綠色發展水平。

3.4 對腐植酸系列產品生產企業給予必要的扶持政策

舉辦腐植酸農業綠色發展應用的創新大賽，提高相關企業對腐植酸利用創新的積極性。在腐植酸系列產品的生產環節，引導企業注重對腐植酸利用的技術創新，以綠色發展為核心，研發新型腐植酸環境友好型肥料產品，提高肥料利用率，減少化肥殘留，避免土壤污染，進一步提升農業綠色發展水平。加大腐植酸系列產品的稅收優惠力度。政府可通過制定腐植酸系列產品的品質標準，對品質越高的腐植酸系列產品稅收優惠力度越大，以此來促進更高質量的腐植酸系列產品的研發與生產，加快農業綠色發展向前邁進的腳步。政府除了自身對腐植酸系列產品的稅收優惠政策支持，還需要積極引導社會資源對腐植酸系列產品的創新發展提供幫助，鼓勵和引導大眾以投資入股等形式向當地發展前景較好的腐植酸系列產品生產企業投入資金；也可以對外招商，拓寬資金來源渠道，擴大腐植酸系列產品生產企業的生產規模。

綜上所述，腐植酸對農業低碳綠色發展起著協調、促進與助力的作用，助推了我國農業邁入低碳綠色發展的新階段。在“碳達峰、碳中和”目標的大背景下，實現農業低碳綠色轉型逐漸成為新階段農業發展的趨勢。在農業低碳綠色發展過程中，如何發揮腐植酸的重要作用、如何加快腐植酸助推農業低碳綠色轉型，仍是當前和今后農業發展中需密切關注的問題。