腐植酸肥料是肥料創(chuàng)新的重要途徑

□中國化工學(xué)會肥料專業(yè)委員會副理事長、江蘇省農(nóng)科院資環(huán)所研究員 邵建華

水溶肥發(fā)展帶動腐植酸肥料產(chǎn)業(yè)

化肥行業(yè)至今為止，已經(jīng)進(jìn)入了最寒冷的冬天。目前我國肥料產(chǎn)能達(dá)到7000萬噸，是世界上產(chǎn)能最大的國家，同時(shí)，肥料使用量也位居榜首，為世界平均用肥量的3.7倍。但是，我國的肥料利用率世界最低，僅為25%-35%。與此同時(shí)，我國耕地占世界的9%，也就是說，我們用了世界三分之一的化肥，每公斤養(yǎng)分增產(chǎn)的糧食不及世界水平的二分之一。

肥料利用率低造成不可再生資源和能源的浪費(fèi)、經(jīng)濟(jì)上的巨大損失、人類生存環(huán)境惡化以及土壤養(yǎng)分的非均衡化加劇等后果。發(fā)展新型肥料的目的，就是為了解決化肥不合理使用帶來的問題，例如土壤板結(jié)、土壤有機(jī)質(zhì)含量下降、肥料利用率和農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降以及環(huán)境污染嚴(yán)重等問題。其目標(biāo)是為了提高肥料利用率、農(nóng)作物產(chǎn)量、農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)、土壤肥力、農(nóng)作物健康水平以及便于農(nóng)民使用。同時(shí)，新型肥料在保護(hù)生態(tài)環(huán)境、減少碳排放方面具有突出作為。

特別是我國肥料同質(zhì)化現(xiàn)象嚴(yán)重，企業(yè)要想立于不敗之地就必須不斷創(chuàng)新。目前，新型肥料的發(fā)展趨勢出現(xiàn)高效化、復(fù)合化、長效化、多元化、功能化以及低碳化等特點(diǎn)，符合未來的環(huán)保目標(biāo)。世界化肥的生產(chǎn)和使用經(jīng)歷了3次變革，20世紀(jì)60年代前單質(zhì)低濃度肥料，20世紀(jì)60-80年代發(fā)達(dá)國家發(fā)展高濃度化肥和復(fù)合肥，最近20年發(fā)達(dá)國家重點(diǎn)研究緩、控釋肥、生物肥、有機(jī)復(fù)合肥、功能性肥料。從目前的發(fā)展來看，水溶性肥料和腐植酸肥料發(fā)展較快，前途光明。

水溶性肥料最大的特點(diǎn)是可以將水肥有效結(jié)合。俗話說：“有收無收在于水，收多收少在于肥”，水溶性肥料的優(yōu)勢在于營養(yǎng)平衡、無污染、離子態(tài)、速溶。隨著中國農(nóng)業(yè)的集約化、規(guī)模化的發(fā)展，水資源匱乏以及大型農(nóng)場的不斷涌現(xiàn)，滴灌噴灌節(jié)水農(nóng)業(yè)面積迅速擴(kuò)大，高效節(jié)水肥料是符合環(huán)保和實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的新一代肥料，是近期實(shí)現(xiàn)“兩型”農(nóng)業(yè)的有效途徑之一，也是中國肥料工業(yè)重點(diǎn)發(fā)展的課題。

除此之外，腐植酸肥料的發(fā)展前景也十分廣闊。國外最早提取腐植酸的是德國人，從泥炭中提取，距今200多年；我國最早使用腐植酸的人是李時(shí)珍，距今400多年，用于“烏金散”給人治病。1957年研究至今，伴隨著國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的需要，腐植酸終于迎來了市場成長的最好時(shí)期。

腐植酸肥料功能明顯

我國腐植酸的原料資源豐富，主要從富含腐植酸的礦源中提取，煤炭腐植酸已知褐煤約1265億噸，風(fēng)化煤約1000億噸，泥炭125億噸。腐植酸是不定型的高分子膠體，可分為天然形成和人工合成(生化腐植酸BHA)，其功能主要是對農(nóng)作物生長起關(guān)鍵作用。主要表現(xiàn)為：改良土壤結(jié)構(gòu)、調(diào)節(jié)土壤、減輕重金屬污染、提高作物抗鹽堿能力。長期以來，我國重用地，輕養(yǎng)地，重化肥輕有機(jī)肥，導(dǎo)致耕地養(yǎng)分失調(diào)，肥力下降。腐植酸能使土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)得以形成，調(diào)節(jié)土壤pH，降低土壤容重，提高土壤陽離子交換容量，達(dá)到酸堿平衡，提高土壤肥力，促進(jìn)土壤中微生物數(shù)量的增多和生物活性的增強(qiáng)，加速土壤中有機(jī)物質(zhì)的分解轉(zhuǎn)化，使土壤中的養(yǎng)分得以釋放，利于作物的吸收。首先是使氮肥長效。腐植酸含有羧基、羥基等官能團(tuán)，交換能力和吸附能力比較強(qiáng)，能使銨態(tài)氮的損失減少，提高氮肥利用率20%-40%，提高土壤有效氮含量。其次可抑制尿酶的活性，氧化降解的硝基腐植酸，減少尿素的揮發(fā)。再次，使磷肥增效，磷施入土壤后80%被土壤固定，HA可抑制速效磷的固定，提高磷肥的利用率。降解的硝基腐植酸能抑制土壤對水溶性磷的固定，促進(jìn)根系對磷的吸收。

此外，腐植酸的酸性官能團(tuán)可以吸收儲存鉀離子，防止在沙土及淋溶性強(qiáng)的土壤中隨水流失，使鉀肥得到高效利用。對鉀長石等礦物有溶蝕作用，提高土壤速效鉀的含量。

腐植酸可與難溶的微量元素發(fā)生螯合反應(yīng)，生成溶解度高，易被植物吸收的微量元素螯合物，有利于根部吸收，并能促進(jìn)微量元素從根部向上部轉(zhuǎn)移。腐植酸含有很多種活性功能基因，它能使作物體內(nèi)的過氧化氫酶和多酚氧化酶的活性增強(qiáng)，刺激作物的生理代謝，促進(jìn)生長發(fā)育。腐植酸是天然激素和植物生長調(diào)節(jié)劑，小分子的腐植酸，特別是含有一定數(shù)量酸性基團(tuán)的腐植酸分子具有較大的水溶性，有利于植物吸收，發(fā)揮刺激作用。

腐植酸的防病治病功能也十分明顯。實(shí)踐表明，使用HA的復(fù)混肥的作物病蟲害的發(fā)病率普遍降低，對防治青枯病等被稱為癌癥的農(nóng)作物疾病有特效，對小麥的赤霉病，棉花黃萎病，果樹腐爛病紅薯的根腐病等作用明顯。

更為重要的是，腐植酸還可以減輕農(nóng)藥污染，加快農(nóng)藥在土壤和植物體中的分解速度，對于農(nóng)藥具有減毒增效的功能，可減少農(nóng)藥的用量，使進(jìn)入植物體的農(nóng)藥減少一半，在調(diào)控生物種群，保護(hù)生態(tài)平衡維護(hù)自然凈化力方面，具有廣闊的前景。同時(shí)，能夠改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，不僅可以提高營養(yǎng)物質(zhì)的含量，如蛋白質(zhì)、單糖、維生素、有益元素等，還能夠降低有害物質(zhì)的含量，如重金屬、硝酸鹽、亞硝酸鹽、殘留農(nóng)藥等。腐植酸還可以與微量元素形成絡(luò)合物或螯合物，增加微量元素從根部向作物其它部位運(yùn)轉(zhuǎn)的數(shù)量，促進(jìn)酶的活性，加速各種代謝，促進(jìn)果實(shí)豐滿、厚實(shí)。

腐植酸在肥料中的應(yīng)用中提高了肥料利用率、提高土壤肥力，不僅可以提高農(nóng)作物的產(chǎn)量、提高農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)，更能夠減輕化肥對于環(huán)境的污染。無可非議，發(fā)展腐植酸肥料是利國利民的好事。

值得一提的是，我國腐植酸資源豐富。下一步，如何高效合理的使用這一寶貴資源，是未來肥料創(chuàng)新重要途徑。