12例腐植酸肥料低碳化減排效果明顯

全球氣候變暖對(duì)人類的生存和發(fā)展提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，低碳已成為全世界矚目的焦點(diǎn)。腐植酸是天然大分子有機(jī)聚合物，官能團(tuán)多，具有弱酸性、離子交換性、絡(luò)合性、氧化還原性、表面活性及生理活性等功能，富有綠色低碳的內(nèi)涵。在眾多腐植酸產(chǎn)品中，腐植酸肥料發(fā)展最快、產(chǎn)品種類最豐富、應(yīng)用最廣泛。

腐植酸肥料的節(jié)能減排、低碳作用，在一定意義上應(yīng)理解為3方面的內(nèi)容：(1) 腐植酸肥料提高化肥利用率尤其是氮肥利用率，減少氨、硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮、氮氧化物等的排放。腐植酸肥料提高化肥利用率，節(jié)能減排效果毋庸置疑。如果按照化肥利用率平均提高10個(gè)百分點(diǎn)來計(jì)算，假如全國(guó)農(nóng)業(yè)耕地使用該類肥料，按2013年我國(guó)化肥總產(chǎn)量7153.7萬(wàn)噸(折純量，下同)計(jì)算，可減少化肥損失715.37萬(wàn)噸。若按尿素產(chǎn)量3200萬(wàn)噸計(jì)算，可節(jié)省320萬(wàn)噸尿素、424.6萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤和24.1億千瓦時(shí)電，減少排放CO21171.4萬(wàn)噸。(2) 因施用腐植酸肥料，改善土壤理化性能和微生物活性，減少腐殖質(zhì)的分解以及CO2和其他氣體的排放。(3) 因施用腐植酸肥料，提高綠色植物產(chǎn)量和呼吸強(qiáng)度，增加CO2的吸收量。因此，腐植酸肥料在儲(chǔ)碳、控碳、節(jié)能減排領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用空間。

1 腐植酸肥提高化肥利用率

腐植酸作為大肥料的融合者，能夠融合N、P、K，實(shí)現(xiàn)一元融合、二元融合或三元融合，可以達(dá)到1＋1＞2的集成效果。腐植酸與氮肥有機(jī)結(jié)合，形成了速效與緩釋兼具的腐植酸氮肥，減少氮肥損失以及由此造成的氨污染。腐植酸與磷肥結(jié)合，能減少磷的固定，提高磷素利用率。同時(shí)，腐植酸進(jìn)入土壤還能活化土壤中已被固定的磷素，增加土壤供磷水平。腐植酸與鉀肥有機(jī)結(jié)合，形成了腐植酸速效與緩釋兼具的腐植酸鉀肥，甚至腐植酸與鉀離子(K+)結(jié)合，較腐植酸與銨離子更牢靠。腐植酸鉀的水溶性很好，不會(huì)限制植物的吸收，使肥效更持久。腐植酸提高氮、磷、鉀的利用率，減少化肥用量，對(duì)于減少CO2排放作用顯著。

例1：農(nóng)業(yè)部作物營(yíng)養(yǎng)與施肥重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室袁亮等研究了等氮量條件下(N 0.1 g/kg干土,以0～30 cm土層干土重量計(jì)算)普通尿素(U)和3種增值尿素產(chǎn)品[海藻酸增值尿素(AU)、腐植酸增值尿素(HAU)和谷氨酸增值尿素(GU)]對(duì)小麥產(chǎn)量、氮肥利用率和肥料氮在土壤剖面中分布的影響。結(jié)果表明：(1) 與U相比，AU、HAU和GU處理均可顯著提高小麥籽粒產(chǎn)量，增加幅度分別為7.12%、13.63%和3.65%；(2) 小麥吸收的氮素中有44.8%～48.0%來自肥料氮，AU、HAU、GU處理的小麥地上部吸收的肥料氮量均顯著高于U處理，分別高出4.83%、7.41%和3.12%；(3) AU、HAU和GU處理的小麥氮肥表觀利用率分別較U處理顯著提高6.38%、15.63%、3.08%，HAU和AU處理的15N利用率分別較U高出3.70%和2.41%，AU、HAU和GU處理的肥料氮的損失率分別比U顯著降低7.64%、9.52%和2.19%。

例2：山西農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院王曰鑫等研究了腐植酸的增氮解磷促鉀作用。結(jié)果表明：腐植酸與氮肥有機(jī)結(jié)合，形成了緩釋氮肥，減少氮肥損失以及由此造成的氮污染，可使氮素利用率提高10%以上。腐植酸與磷肥結(jié)合，減少了磷的固定，提高了磷素利用率；腐植酸進(jìn)入土壤還能活化土壤中原來已被固定的磷素，增加土壤的供磷水平，二者的有機(jī)結(jié)合可使供磷提高值達(dá)6.7～8.3 mg/kg；腐植酸復(fù)合磷肥可使作物增產(chǎn)10%以上。腐植酸與鉀肥有機(jī)結(jié)合也同氮肥一樣，形成了緩釋鉀肥，其水溶性好，不會(huì)限制植物的吸收，只會(huì)使肥效更持久。

例3：北京市農(nóng)林科學(xué)院植物營(yíng)養(yǎng)與資源研究所許俊香等研究了普通尿素(U)、腐植酸尿素(UHA)和添加脲酶抑制劑的尿素(U+NBPT)對(duì)土壤氨揮發(fā)和玉米生長(zhǎng)的影響。結(jié)果表明：U、UHA和U+NBPT處理的氨揮發(fā)累積量占施氮總量的比例依次是0.565%、0.375%和0.091%。其中，UHA處理與U相比，降低氨揮發(fā)累積量33.5%，U+NBPT處理與U和UHA相比分別降低氨揮發(fā)總量84.0%和75.9%。施用腐植酸尿素促進(jìn)了盆栽玉米的生長(zhǎng)，與普通尿素相比，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%。腐植酸尿素降低了土壤氨揮發(fā)，有效促進(jìn)了玉米氮素吸收，增加了氮肥利用率。

例4：山西師范大學(xué)化工技術(shù)研究所郝青等研究了腐植酸復(fù)混肥對(duì)玉米生物性狀、產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)效益、氮素利用率及土壤肥力的影響。結(jié)果表明：隨著腐植酸含量的增加，玉米穗長(zhǎng)、穗圍、百粒質(zhì)量均有不同程度增長(zhǎng)；產(chǎn)量、產(chǎn)投比較對(duì)照和常規(guī)復(fù)混肥處理呈增長(zhǎng)趨勢(shì)；腐植酸與無機(jī)復(fù)混肥配施還可顯著增加玉米根、莖稈和籽粒中的氮含量，促進(jìn)根和莖稈中的氮向籽粒中轉(zhuǎn)移，氮素利用率較常規(guī)復(fù)混肥處理提高11.93%～23.37%。綜合考慮玉米產(chǎn)量和氮素利用率，復(fù)混肥中含有20%～25%的腐植酸為玉米的最佳肥料。

2 腐植酸肥料改善土壤理化性能和微生物活性

土壤腐殖質(zhì)是土壤有機(jī)質(zhì)中最主要的存在形式，一般占比高達(dá)80%。腐植酸是土壤腐殖質(zhì)中最活躍的組分，一般占比高達(dá)75%以上。腐植酸是土壤的“活力素”“生命核”，腐植酸肥料能顯著改善土壤理化性質(zhì)和微生物活性，從而減少CO2和其他有害氣體的排放。

例1：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所李冉等研究了4種不同產(chǎn)地(內(nèi)蒙古、新疆、山西、江西)的風(fēng)化煤腐植酸與氮磷鉀配施對(duì)小白菜養(yǎng)分利用及土壤理化性質(zhì)的影響。結(jié)果表明，土壤中除山西腐植酸處理，其他各腐植酸處理均提高了土壤中有效磷和速效鉀的含量，提高幅度分別為44.88%～60.89%和15.04%～24.78%。在旺盛生長(zhǎng)期，除內(nèi)蒙古腐植酸，其余各腐植酸處理均顯著提高了小白菜植株中的氮含量，提高幅度為11.52%～40.45%；各腐植酸處理均顯著提高了土壤中有效磷含量，提高幅度為19.12%～51.24%。

例2：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院劉蘭蘭等研究了腐植酸肥料在生姜不同生育時(shí)期對(duì)土壤微生物量和3種重要酶活性的影響。結(jié)果表明：與不施肥處理比較，施用腐植酸使前期的微生物量碳增加、脲酶活性降低，后期的微生物量碳減少、脲酶活性提高；施用腐植酸增加土壤活躍微生物量、提高酸性磷酸酶活性、降低蔗糖酶活性，全生育期平均土壤活躍微生物量和酸性磷酸酶活性分別提高17.34%和11.40%，蔗糖酶活性降低10.57%。與施用等量無機(jī)養(yǎng)分處理比較，施用腐植酸復(fù)合肥使前期的微生物量碳增加、脲酶活性降低，后期的微生物量碳減少、脲酶活性提高；全生育期平均土壤活躍微生物量、酸性磷酸酶和蔗糖酶活性分別提高18.61%、10.07%和7.61%。

例3：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所于江等研究了生物腐植酸不同施用量對(duì)新疆甘草生物量、其產(chǎn)地土壤腐殖質(zhì)組分含量和土壤酶活性的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：施用生物腐植酸可以顯著提高甘草生物量(植株高度、單株地上鮮重和產(chǎn)量)、產(chǎn)地土壤腐殖質(zhì)(可提取腐殖質(zhì)、富里酸、胡敏酸)各組分含量以及土壤酶(脲酶、堿性磷酸酶和過氧化氫酶)活性，其最佳施用量為450 kg/hm2。種植甘草第3年其植株高度、單株地上鮮重和甘草產(chǎn)量分別達(dá)到80.80 cm、137.5 g和18.41 t/hm2，分別比對(duì)照提高8.2%、6.9%和29.1%；施用生物腐植酸后190天時(shí)，可提取腐殖質(zhì)碳、富里酸碳和胡敏酸碳含量分別達(dá)到 4.15 g/kg、2.16 g/kg和 1.99 g/kg， 比 對(duì)照分別提高了21.0%、17.4%和20.1%；土壤脲酶、堿性磷酸酶、過氧化氫酶活性分別比對(duì)照提高了57.6%、20.3%和11.9%，差異均達(dá)顯著或極顯著水平。因此，施用生物腐植酸對(duì)于甘草產(chǎn)量的提高和產(chǎn)地環(huán)境的改善具有明顯的促進(jìn)作用。

例4：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)環(huán)境科學(xué)學(xué)院鐘世霞等研究了超聲波活化風(fēng)化煤腐植酸對(duì)小白菜吸收重金屬鉛、鎘和土壤酶活性的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：添加超聲波活化風(fēng)化煤量10 g/kg、20 g/kg、40 g/kg、60 g/kg，均不同程度地降低了土壤中弱酸提取態(tài)、可還原態(tài)和可氧化態(tài)的鉛、鎘，降低了鉛、鎘在土壤中的可移動(dòng)性。土壤中弱酸提取態(tài)鉛和鎘較對(duì)照分別降低了29.8%～41.3%、20.9%～32.6%；可還原態(tài)鉛和鎘較對(duì)照分別降低了5.5%～9.3%、25%～31.3%；可氧化態(tài)鉛比對(duì)照降低了21.8～22.3%，可氧化態(tài)鎘與對(duì)照相比沒有顯著性差異；殘?jiān)鼞B(tài)鉛和鎘均顯著高于對(duì)照值，且具有顯著性差異。腐植酸作用下鉛和鎘均提高了土壤酶活性，與對(duì)照相比，土壤脲酶活性分別升高了16.3%～61.2%、9.1%～38.2%；土壤蔗糖酶活性分別升高了9.34%～24.7%、27.0%～41.6%；鉛對(duì)土壤過氧化氫酶活性無顯著性差異，鎘提高了10.9%～34.4%。

3 腐植酸肥料促進(jìn)綠色植物產(chǎn)量和葉綠素含量，增強(qiáng)光合作用

腐植酸肥料能顯著提高綠色植物產(chǎn)量，促進(jìn)植物Mg2+或Fe2+的吸收，使葉綠素含量增加。葉綠素含量增加會(huì)導(dǎo)致光合作用加強(qiáng)，并會(huì)使干物質(zhì)積累增加，從而增強(qiáng)了植物吸收CO2的能力，達(dá)到減少排放的效果。

例1：新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料與農(nóng)業(yè)節(jié)水研究所何生麗等研究了腐植酸肥料對(duì)洋蔥產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：與對(duì)照相比，腐植酸肥料可平均增產(chǎn)13.2%，最高達(dá)到24.9%。在品質(zhì)方面，與對(duì)照相比，腐植酸肥料可平均提高總糖6.7%，最高可達(dá)11.6%，同時(shí)降低洋蔥硝酸鹽含量64%～100%。

例2：農(nóng)業(yè)部新型肥料創(chuàng)制重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室林海濤等對(duì)煤炭腐植酸尿素的田間應(yīng)用效果進(jìn)行了研究。通過在蔬菜、果樹和糧食等作物上進(jìn)行大量的田間試驗(yàn)，結(jié)果表明：與施用等氮量尿素相比，腐植酸尿素可使冬小麥增產(chǎn)8.1%～13.2%，夏玉米增產(chǎn)9.1%～15.7%，棉花增產(chǎn)6.2%～17.5%，蔬菜增產(chǎn)15.7%～29.7%，果樹增產(chǎn)10.7%～14.2%。

例3：西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院車俊峰等研究了在葡萄不同生育時(shí)期，噴施螯合氨基酸鈣液肥、腐植酸液肥和平衡營(yíng)養(yǎng)肥3種葉面肥對(duì)紅地球葡萄和木納格葡萄葉綠素含量的影響。結(jié)果表明：紅地球葡萄噴肥處理葉片葉綠素SPAD值顯著高于對(duì)照，增幅為4.03%～14.22%。而木納格葡萄除了噴施平衡營(yíng)養(yǎng)肥的處理與對(duì)照無顯著差異外，噴施螯合氨基酸鈣液肥與腐植酸液肥的處理都顯著高于對(duì)照，增幅分別為1.74%和13.57%。因此，噴施不同葉面肥均能增加葡萄植株葉綠素SPAD值，更好地捕獲光能，光合作用增強(qiáng)，提高葡萄植株的養(yǎng)分和干物質(zhì)，從而提高產(chǎn)量。

例4：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)劉偉等研究了拔節(jié)期水分脅迫后，腐植酸水溶肥料對(duì)小麥光合速率、蒸騰速率、葉綠素含量、氣孔導(dǎo)度等的影響。結(jié)果表明：在不同水分脅迫下，腐植酸水溶肥料均有效地改善了小麥光合特性。全生育期，正常供水、適度控水和中度脅迫下，與對(duì)照相比，噴施腐植酸水溶肥料，小麥平均光合速率分別增加37.55%、27.53%、21.90%；蒸騰速率分別減少28.95%、35.17%、25.81%；葉綠素含量分別增加38.01%、28.78%、24.61%；氣孔導(dǎo)度分別降低47.18%、21.50% 和37.42%，均達(dá)到顯著差異水平。說明正常供水條件下，腐植酸水溶肥料顯著增加小麥光合速率、葉綠素含量，降低小麥蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度。

綜上，腐植酸及其肥料產(chǎn)品因其天然、環(huán)保、安全、高效的特性，于土壤親和，于環(huán)境友好，與食品安全，在生態(tài)農(nóng)業(yè)、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮著不可替代的作用，已被業(yè)界廣泛認(rèn)可。希望全行業(yè)積極行動(dòng)起來，積極參與到綠色低碳活動(dòng)之中，讓腐植酸及其肥料產(chǎn)品最大限度地發(fā)揮其功用，全面推動(dòng)我國(guó)腐植酸肥料低碳化減排取得重要成果，為構(gòu)建土壤可持續(xù)生產(chǎn)做出貢獻(xiàn)！