曾憲成 李 雙

(中國腐植酸工業(yè)協(xié)會 北京 100120)

讓黑色腐植酸、腐植酸肥料改變一下中國，也改變一下世界

曾憲成 李 雙

(中國腐植酸工業(yè)協(xié)會 北京 100120)

黑色是地球的本色。認識黑色土壤，必須認識黑色腐植酸。當前，維護土壤健康，應以黑色腐植酸為先導。解決肥料供給側(cè)改革，必須以腐植酸為核心。依據(jù)“腐植酸(有機)·植物礦物質(zhì)(無機)營養(yǎng)學說”，讓“腐植酸+”集成大中微量營養(yǎng)元素及有益元素，開創(chuàng)“肥料工業(yè)4.0”新時代，以構(gòu)建“土肥和諧”新關系，既還土壤本色，又還地球本色。通過腐植酸將白色化肥轉(zhuǎn)成黑色肥料還土壤本色，土安糧安天下安。“一黑解千愁”意義就在于此。

黑色 腐植酸 土壤 肥料 綠色革命 地球生態(tài)

因為白色而說黑色，白色化肥用過了，耗盡了土壤地力。白色地膜用過了，阻隔了土壤生命交換。沒有說哪個不好，偏頗了就不好。相對于過量施用化肥，現(xiàn)在矯枉過正，又何嘗不可。面對古老的土壤，說說黑色腐植酸，需要加大科普力度。腐植酸既古老又神秘，腐植酸既微小又偉大，腐植酸既綠色又生態(tài)。腐植酸既工既農(nóng)，腐植酸既土既肥，腐植酸既產(chǎn)既用……。60年來，腐植酸綠色產(chǎn)業(yè)哺育環(huán)境、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)藥等領域矢志不渝，產(chǎn)業(yè)發(fā)展快，產(chǎn)品豐富多彩，腐植酸人操守好。目前，在國家大力開展生態(tài)文明建設的背景下，腐植酸、腐植酸肥料在維護土壤碳穩(wěn)定、優(yōu)化肥料結(jié)構(gòu)、修復生態(tài)環(huán)境、治理農(nóng)業(yè)霧霾和應對氣候變化等方面發(fā)揮著重要作用，得到了社會各界的充分肯定。新時期，認識→利用→再認識→再利用，通過腐植酸、腐植酸肥料開展黑色革命，不僅對中國乃至世界黑色土壤綠色變革意義重大。

1 認識土壤黑色的重要性

萬物立于地球，土壤是生命之本。土壤圈屬于地球上最富生命力的圈層，所有生命，包括土壤微生物、植物、動物乃至于人類生命安全都離不開它。認識土壤——認識土壤的黑色屬性十分重要。

1.1 黑色是地球的本色

在現(xiàn)實生活中，黑色無處不在。天地之間、陰陽之間(太極)、日月之間、男女之間、生產(chǎn)生活之間……，無一不處于黑白之間。從視覺角度來講，黑色基本上定義為沒有任何可見光進入視覺范圍，和白色正相反，白色是所有可見光光譜內(nèi)的光都同時進入視覺范圍內(nèi)[1]。從色彩角度來講，黑白是兩個極色，黑色作為色中王，而白色作為色中母，分別代表色彩世界的陰極和陽極[2]。從哲學角度來看，中國傳統(tǒng)的道家太極圖是中國哲學意識的根源，正是運用黑與白的對立、統(tǒng)一，形象地表現(xiàn)出宇宙永恒的運動[3]?？梢哉f，黑色是地球的本色，代表著安寧，乃一切生命之歸宿。

1.2 認識土壤的黑色屬性

人們對土壤的黑色認識，大致分為3個階段。第一，古代五色土。始于古代以五色土建成的社稷壇，包含著古代人對土地的崇拜。黑土、黃土、紅土、青土、白土五種顏色的土壤，寓含了全中國的疆土[4]。第二，200多年前識土壤黑色。256年前(1761年)，人們總以為土壤中的“黑東西”是“幽靈”在“作怪”。后來，經(jīng)過長期、復雜的探索過程，人們形成了對“黑東西→暗色物質(zhì)→腐殖質(zhì)→腐植酸”認識的演變過程，明確了土壤中最深刻的“暗色物質(zhì)”就是腐植酸[5]。第三，如今的黑土地。人們常說東北黑土地黑得流油，如今已經(jīng)不黑了，主要是因為黑土開墾后，腐殖質(zhì)-腐植酸含量下降，這也是當今人們對黑土地利用需引起注意的問題。

1.3 土壤失去黑色就失去了生命力

眾所周知，“有機質(zhì)-微生物-腐殖質(zhì)-腐植酸-微生物”貫穿于土壤生命之中，而腐植酸在土壤形成過程中起到了“生命核”作用。沒有腐植酸，土壤就“死”了。大家知道，農(nóng)業(yè)立足于土壤，土壤立足于團粒結(jié)構(gòu)，團粒結(jié)構(gòu)立足于有機無機復合體，而含腐植酸的微團聚體賦予土壤有機無機復合體鮮活的生命力[6]。一克含有腐植酸的土壤具有微生物數(shù)量高達幾億到幾百億個，推動著土壤的形成發(fā)育、物質(zhì)循環(huán)和肥力演變[7]。腐植酸具有土壤的“心臟”功能，主導著土壤生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)交換和能量轉(zhuǎn)化，是永續(xù)土壤生命的“發(fā)動機”[7]。為此，土壤失去腐植酸的代價，等于失去了土壤生命(微)及其肥力的代價，就等于失去了土壤的代價，人類耕作與之生存的基石將不復存在[7]。揭示真理，應當由淺入深；認識黑色土壤，必須認識黑色腐植酸。

2 工業(yè)反哺黑色腐植酸的重要性

長期以來，我國粗放不合理的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，使得土壤亙古以來儲備的腐殖酸不斷被消耗，甚至榨干吃盡。大家知道，依靠自然風化每形成1 cm的表土，需要100～400年的時間。在極其寒冷的地區(qū)時間更長，可達1000年左右。然而，腐殖酸是土壤形成必不可少的核心要素。因此，利用工業(yè)制取的腐植酸反哺土壤，是還土壤本色最簡單、最快速、最安全、最有效的途徑。

2.1 土壤腐殖酸不可取

我國是農(nóng)業(yè)大國，基本國情是人多地少、土壤有機質(zhì)(腐殖酸)含量低、復種指數(shù)高，補充土壤腐殖酸迫在眉睫。通過土壤自身分解-合成-分解，形成腐殖酸所需時間太長，一般田間耕作土中植物殘體的平均分解期為5～6年[8]，通過這種方法達不到效果。2017年2月28日，農(nóng)業(yè)部在北京召開耕地輪作休耕制度試點推進落實會，部署試點工作[9]。面對占世界9%的耕地養(yǎng)活占世界21%的人口的巨大壓力，采用這種休耕方式提升土壤肥力，短時間內(nèi)很難在18億畝耕地上全部實現(xiàn)。相反，通過制取工業(yè)腐植酸反哺土壤，不僅可以縮短有機質(zhì)的腐殖化時間，全面補充和提升土壤腐殖酸含量，還可以在全國范圍內(nèi)統(tǒng)一推廣應用，是促進土壤可持續(xù)生產(chǎn)的解決之道。

2.2 工業(yè)腐植酸同源匹配

土壤所含的腐殖酸總量最大，但濃度只有百分之幾，作為資源開發(fā)進行工業(yè)化利用不可能，也不必提取[10]。①從腐植酸原料形成來看，土壤腐殖酸和煤炭腐植酸的起源和發(fā)育初期過程大致相同，都是植物死亡后進入土壤→分解反應→縮合反應→腐植酸。不同的是，煤炭腐植酸中后期會有沉積、聚合、老化等過程[8]。②從功能特性來看，工業(yè)提取的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(jié)構(gòu)及分子量范圍，有著一致性的應用特性，是匹配土壤的優(yōu)質(zhì)資源[5，11，12]。③從安全性來看，風化煤、褐煤、泥炭是經(jīng)過幾百年甚至幾千年的生物化學和地質(zhì)化學作用自然形成的，其賦存的腐植酸相對潔凈、安全。而其他的反哺方式，如秸稈還田，畜禽糞便、城市生活垃圾以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廢棄物轉(zhuǎn)化有機肥還田等，受工藝技術、生產(chǎn)成本、安全轉(zhuǎn)化等多元條件限制，存在重金屬、抗生素、放射性物質(zhì)超標等風險[13，14]。因此，利用不同來源的腐植酸原料、技術手段和加工工藝等制取的工業(yè)腐植酸、腐植酸肥料反哺土壤，不但不會對土壤造成攻擊，反而會保護和提升耕地質(zhì)量。

2.3 工業(yè)化反哺腐植酸益于回歸

基于我國國情，立足我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展現(xiàn)狀，要求我們必須走規(guī)模化、集約化、可持續(xù)的工業(yè)化反哺之路。①從自然觀來看，如果土壤腐殖酸得不到及時有效補充，會導致“土壤質(zhì)量越來越差→土地產(chǎn)出量越來越低→土壤儲碳功能越來越弱→無法滿足人們對農(nóng)產(chǎn)品數(shù)量和質(zhì)量要求→破壞生態(tài)環(huán)境→最終威脅人類健康和生存”的惡性發(fā)展。對此，只能通過規(guī)?；?、集約化、專業(yè)化反哺的方式進行系統(tǒng)解決。②從科學觀來講，一切事物必須遵循“尊重自然-利用自然-反哺自然”的原則，才能回歸自然，回歸寧靜。土壤缺什么，補什么；缺多少，補多少。利用與土壤同源的腐植酸、腐植酸肥料反哺，還土壤本色，至真至凈，實至名歸。③從生命觀來看，土壤-微生物-動物、植物-人類，都是有生命的個體，且各種生命共生共存，息息相關。如果我們隨意踐踏地球上的生命，即使是微小的土壤生命，終將傷害到人類自己。保護土壤生命，就是保護我們自己。

3 黑色腐植酸、腐植酸肥料的應用成果

60年來，腐植酸、腐植酸肥料從基礎研究→試驗研究→應用研究，有了突飛猛進的發(fā)展，腐植酸肥料專利、標準、產(chǎn)品等方面成果豐碩。

3.1 國家開展腐植酸基礎研究

腐植酸產(chǎn)業(yè)取得今天的輝煌成果，得益于60年前國家的力量，得益于一批批腐植酸專業(yè)人才回國發(fā)展，一個個專業(yè)研究機構(gòu)積極聯(lián)合，一個個科研項目扎實推進，為腐植酸產(chǎn)業(yè)的后續(xù)發(fā)展奠定了堅實的基礎(表1)。

表1 腐植酸基礎研究起點Tab.1 Basic research point of humic acid

3.2 腐植酸四次化學會議

“全國腐植酸化學學術討論會”是腐植酸發(fā)展史上最高水平的學術會議。1979-1987年，中國化學會先后主辦了4次“全國腐植酸化學學術討論會”(表2)，累計發(fā)表252篇研究論文，深度闡明了腐植酸的基本化學結(jié)構(gòu)，明確了黑腐酸、棕腐酸、黃腐酸三大組分的范圍和特點，為腐植酸深度開發(fā)和合理利用提供了科學依據(jù)。

表2 四次全國腐植酸化學學術討論會Tab.2 The four National Symposium on humic acid chemistry

3.3 腐植酸肥料試驗獲得“五大作用”

1974年，國務院批轉(zhuǎn)了燃化部、農(nóng)林部“關于積極試驗、推廣和發(fā)展腐植酸類肥料的報告”(國發(fā)〔1974〕110號)；1979年，國務院批轉(zhuǎn)了國家經(jīng)委“關于加強腐植酸綜合利用工作的請示報告”(國發(fā)〔1979〕200號)。這兩個文件對我國腐植酸事業(yè)的健康發(fā)展具有里程碑的意義。正是在這兩個文件的推動下，1980-1985年，原農(nóng)牧漁業(yè)部委托北京農(nóng)業(yè)大學，組織32家農(nóng)業(yè)科研單位連續(xù)5年，在全國19個省、市、自治區(qū)，開展了24種作物773個大面積田間試驗，總結(jié)出了腐植酸、腐植酸肥料在農(nóng)業(yè)上“改良土壤、增效化肥、刺激生長、增強抗逆、改善品質(zhì)”的五大作用(表3)，為人類工業(yè)化利用腐植酸反哺土壤(農(nóng)業(yè))、促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展奠定了基石，這是人類科學利用腐植酸的偉大創(chuàng)舉[15]。

表3 腐植酸肥料的“五大作用”Tab.3 Five major functions of humic acid fertilizer

3.4 農(nóng)業(yè)部登記含腐植酸水溶肥料快速增長

根根據(jù)農(nóng)業(yè)部種植業(yè)管理司網(wǎng)站查詢，1994-2017年(6月)登記的含腐植酸水溶肥料產(chǎn)品數(shù)量達2221個(表4)?？梢钥闯觯?012起，含腐植酸水溶肥料產(chǎn)品登記數(shù)量明顯增加。特別是自2015年以來，登記產(chǎn)品數(shù)量呈現(xiàn)快速增長趨勢，不到3年的時間，累計登記產(chǎn)品數(shù)量達1443個，占21年肥料產(chǎn)品登記總數(shù)的65%，充分說明了腐植酸肥料與環(huán)境友好的時代特征，在肥料供給側(cè)改革中發(fā)揮了重要作用。

3.5 腐植酸肥料專利3年突飛猛進

根據(jù)國家專利局網(wǎng)站檢索1985-2017(4月26日)在國家知識產(chǎn)權局登記的腐植酸肥料專利數(shù)據(jù)顯示，去除無效和重復專利，審中和有效腐植酸肥料專利累計7752項(表5)。其中，從2015年開始，腐植酸肥料專利數(shù)量急劇增加，不到3年時間，申請腐植酸肥料專利數(shù)量累計6529個，占比84.3%，說明國家開展化肥零增長行動，提升了腐植酸肥料的科技創(chuàng)新水平，推動了腐植酸肥料產(chǎn)業(yè)的技術進步。

表4 1994-2017年含腐植酸水溶肥料登記數(shù)量Tab.4 The registered quantity of water soluble fertilizer containing humic acid in 1994-2017 years

表5 1985-2017年腐植酸肥料專利數(shù)量Tab.5 The patent quantity of humic acid fertilizer in 1985-2017 years

3.6 腐植酸科普文獻豐富

根據(jù)中國知網(wǎng)檢索結(jié)果，1958-2016年中國腐植酸肥料科研文獻共7882篇(表6)?？梢钥闯觯菜岱柿衔墨I研究大致分為①1958-1973年②1974-1998年③1999-2010年④2011-2016年等4個階段。其中，2011-2016年腐植酸肥料科研文獻數(shù)量呈迅猛增加趨勢。5年多來，腐植酸肥料科研文獻累計達4932篇，占59年總數(shù)的62.6%，與國家實行綠色化——肥料供給側(cè)改革的方向一致。

3.7 腐植酸肥料標準化有了話語權

2009年“全國肥料和土壤調(diào)理劑標準化技術委員會腐植酸肥料工作組”成立；2011年協(xié)會“中國腐植酸工業(yè)協(xié)會標準化技術委員會”成立；2015年“腐植酸肥料工作組”升格為“腐植酸肥料標準化分技術委員會”。隨著產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，在國家標準化改革政策引導和支持下，腐植酸肥料標準化工作也取得了一定進展。目前，腐植酸肥料相關行業(yè)標準8項(表7)；腐植酸肥料協(xié)會標準12項，其中8項協(xié)會標準即將發(fā)布、3項協(xié)會標準進入征求意見稿階段、1項正在起草制定中(表8)；此外，還有若干地方標準、企業(yè)標準。這些標準相互補充，將有力地激發(fā)腐植酸肥料產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新能力，加速技術積累和科技進步，規(guī)范腐植酸肥料產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。

表6 1958-2016年腐植酸肥料科研文獻數(shù)量Tab.6 The scientif i c literature quantity of humic acid fertilizer in 1958-2016 years

表7 腐植酸肥料相關行業(yè)標準Tab.7 Industry standards of humic acid fertilizer

表8 腐植酸肥料協(xié)會標準制標進展Tab.8 Progress on standards making of humic acid fertilizer association standards

3.8 腐植酸肥料作用越來越突出

近5年，在農(nóng)業(yè)部全國農(nóng)技中心的大力支持下，以腐植酸肥料“三大創(chuàng)新理論”為指針[16]，通過在全國范圍內(nèi)開展大面積腐植酸肥料試驗示范，新獲腐植酸肥料在農(nóng)業(yè)上“兩高三少”[17]、“三劑化”[17]、“三化效應”[18]等一系列科學成果(表9)。通過實踐檢驗證明，腐植酸、腐植酸肥料在化肥零增長的新形勢下，起到了提質(zhì)增效化肥、構(gòu)筑“土肥和諧”、促進肥料供給側(cè)改革先鋒隊的作用。

表9 近5年腐植酸肥料試驗新成果Tab.9 New achievements of humic acid fertilizer in recent fi ve years

3.9 腐植酸肥料減少碳排放

腐植酸就是“儲碳器”。早在1979年，加拿大知名土壤化學家Schnitzer指出：“土壤腐殖質(zhì)碳是大氣CO2的主要來源之一，并作為環(huán)境和大氣CO2濃度變化極敏感的碳聚集體”。實踐證明，腐植酸與土肥融合力獨具特色，或團粒，或節(jié)能，或低碳，或固碳，或增綠，或減排，其低碳化效應突出(表10)。

3.10 腐植酸肥料減少霧霾

2017年3月9日，在第十二屆全國人民代表大會第五次會議陜西代表團審議會議上，中國科學院院士、中科院地球環(huán)境研究所所長周衛(wèi)健指出，“氮肥釋放的氨對霧霾的貢獻率可達20%以上”。幾十年來的試驗研究表明，腐植酸在提高氮肥利用率、減少氨揮發(fā)方面具有顯著效果(表11)，對我國霧霾治理具有重要的現(xiàn)實意義。

表10 腐植酸肥料低碳減排效果[19]Tab.10 Low carbon and emission reduction effect of humic acid fertilizer

表11 腐植酸對土壤和肥料氨揮發(fā)的影響Tab.11 Effects of humic acid on ammonia volatilization from soil and fertilizer

4 讓黑色腐植酸、腐植酸肥料改變一下中國，改變一下世界

人類生存離不開土壤，土壤生命離不開黑色腐植酸，腐植酸與肥料結(jié)合最緊密，自環(huán)境友好。通過腐植酸將白色化肥轉(zhuǎn)成黑色肥料還土壤本色，必然改變中國，也改變世界。

4.1 腐植酸(有機)·植物礦物質(zhì)(無機)營養(yǎng)學說

確立正確的“土肥學說”對于指導土壤肥力產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展十分重要。與歷史上創(chuàng)立的 “土壤腐殖質(zhì)營養(yǎng)學說”(1809年泰伊爾提出)[35]、“植物礦物質(zhì)營養(yǎng)學說”(1840年李比希提出)[36]相比，“腐植酸(有機)·植物礦物質(zhì)(無機)營養(yǎng)學說”[37]是順應我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的產(chǎn)物(表12)。該學說強調(diào)堅持尊重自然、利用自然、反哺自然、育化自然，通過有機(腐植酸)-無機(礦物質(zhì))養(yǎng)分相互融合，促進土、肥、水、氣多方向好，實現(xiàn)凈土潔食、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)持續(xù)[38]。

表12 三個時期“土肥學說”理論對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響[38]Tab.12 Effects on agricultural production of three “soil and fertilizer theory”

4.2 “腐植酸+”開創(chuàng)“肥料工業(yè)4.0”新方向

大家知道，土離不開肥，肥離不開土，土肥一家親。面向土壤、肥料、糧食、環(huán)境等安全問題，化肥工業(yè)轉(zhuǎn)型升級，催生了“腐植酸+”集成大中微量營養(yǎng)營養(yǎng)集成型時代，即“肥料工業(yè)4.0”時代的的到來(表13)[39]。對比化肥工業(yè)1.0～3.0時代，“肥料工業(yè)4.0”時代最大的亮點，就是讓“腐植酸+”集成大中微量營養(yǎng)元素及有益元素，通過與化肥“聯(lián)姻”，反哺土壤，構(gòu)建新型“土肥和諧”關系(表14)。

表13 “肥料工業(yè)4.0”時代腐植酸肥料產(chǎn)品集成Tab.13 Integration of humic acid fertilizer products in “fertilizer industry 4.0” era

表14 肥料工業(yè)1.0～4.0時代特征比較Tab.14 Characteristics comparison of fertilizer industry era from 1.0 to 4.0

4.3 腐植酸將白色化肥轉(zhuǎn)成黑色肥料還土壤本色

萬物土中生，土壤是生命的基礎，不可替代。利用“腐植酸+”集成大中微量營養(yǎng)元素→將白色化肥轉(zhuǎn)成黑色肥料→優(yōu)化新時期“土肥和諧”新關系→還土壤本色→構(gòu)筑“腐植酸-土壤-肥料-作物”的良性運轉(zhuǎn)→實現(xiàn)“土壤-農(nóng)業(yè)-人類”的可持續(xù)和諧發(fā)展(表15)。正如1979年加拿大知名土壤化學家斯尼茨爾(Schnitzer M.)教授指出，“腐殖酸類物質(zhì)廣泛分布于地球表面，直接或間接地控制著許多反應，影響著這個星球上人類的生存，并繼續(xù)地向許多久經(jīng)考驗的科學家的好奇心和智慧發(fā)起挑戰(zhàn)”[41]。

表15 黑色腐植酸、腐植酸肥料維護土壤健康Tab.15 Black humic acid and humic acid fertilizer to maintain soil health

綜上，認識黑色、認識黑色腐植酸→通過工業(yè)化智慧生產(chǎn)腐植酸→檢驗60年腐植酸科學應用綜合成果→讓黑色腐植酸、腐植酸肥料改變中國，也改變世界，完全可行。目前，黑色腐植酸、腐植酸肥料正在改變著土壤、改變著肥料、改變著大氣……進而改善地球生態(tài)環(huán)境。特別強調(diào)，讓腐植酸將白色化肥轉(zhuǎn)成黑色肥料還土壤本色，也是還地球本色。把土壤本色還回來，地球安寧了，社會就和諧穩(wěn)定了。正所謂大道至簡，“一黑(HA)解千愁”就在于此。

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Let Black Humic Acid and Humic Acid Fertilizer Change China and the World

Zeng Xiancheng, Li Shuang
(China Humic Acid Industry Association, Beijing, 100120)

Black is the most fundamental color of the earth. To understand black soil, we must recognize black humic acid. At present, to maintain the soil health, we should keep the black humic acid as the guide.To solve the fertilizer supply side reform, we must take humic acid as the core. On the basis of “humic acid (organic)-plant mineral (inorganic) nutrition theory”, combining humic acid and different range of nutrient elements to create a “fertilizer industry 4.0”new era and build a new relationship of “harmonious between soil and fertilizer”, which is restoring soil and earth qualities. By humic acid converting white chemical fertilizer into black fertilizer to restore the soil quality, so that the food and world’s security. which is the real meaning of “one black solution, one thousand worries”.

black; humic acid; soil; fertilizer; green revolution; earth ecology

TQ314.1，TQ444.6

1671-9212(2017)03-0003-12

A

10.19451/j.cnki.issn1671-9212.2017.04.001

2017-05-15

曾憲成，男，1958年生，中國腐植酸工業(yè)協(xié)會理事長，主要從事腐植酸行業(yè)管理，重點開展農(nóng)業(yè)和環(huán)境領域的研究工作。E-mail：chaia@126.com。