優(yōu)化土肥關(guān)系中腐殖酸的重要性分析

仝媛

摘? ?要：在全球碳循環(huán)過程中，如何適應(yīng)全球變暖的氣候變化，保證土肥和諧可以看作應(yīng)對的重要手段。而作為土壤中一個最大的碳庫，在土壤的總有機(jī)碳中腐殖酸可以占到80%以上。隨著科學(xué)的不斷進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，對腐殖酸如何參與構(gòu)建土肥關(guān)系的研究取得了一系列更加先進(jìn)的思想理論和技術(shù)成果，使土肥關(guān)系得到了進(jìn)一步的發(fā)展。針對土肥關(guān)系研究的進(jìn)程和發(fā)展規(guī)律，對優(yōu)化土肥關(guān)系中的腐殖酸進(jìn)行分析，為土肥關(guān)系的進(jìn)一步優(yōu)化提供理論支撐。

關(guān)鍵詞：土肥;腐殖酸;優(yōu)化;重要性

文章編號： 1005-2690（2020）16-0091-02? ? ? ?中圖分類號： S141? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

隨著科學(xué)進(jìn)步和社會發(fā)展，在關(guān)注當(dāng)代人類基本生活的基礎(chǔ)上，對全球物質(zhì)循環(huán)穩(wěn)定的維持和保護(hù)成為了不可忽視的問題，而腐殖酸則是保障全球碳循環(huán)的一個重要環(huán)節(jié)。一旦土壤腐殖酸缺失，將導(dǎo)致土壤失去肥力，因此腐殖酸不僅是土壤中一個重要組成部分，對土壤來說還是一種可用于優(yōu)化土肥的特殊肥料，可以顯著提升土肥效果。土壤中的腐殖酸既孕育了土壤肥力，還保障了農(nóng)業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展，在土肥關(guān)系的研究中引起了越來越多的關(guān)注。

1? ?土肥關(guān)系的相關(guān)學(xué)說

1.1? ?土壤腐殖質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說

土壤腐殖質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說是在19世紀(jì)初期由泰伊爾提出，該學(xué)說認(rèn)為植物營養(yǎng)的來源是土壤腐殖質(zhì)[1]。該學(xué)說的建立主要由當(dāng)時的生產(chǎn)力水平和糧食需求所決定，由于實行的農(nóng)耕模式處于不加干預(yù)的自然投入與生產(chǎn)狀態(tài)，還屬于一種依靠土壤肥力自給自足的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情景。這個情況下養(yǎng)分由自然供給，由土壤向作物進(jìn)行產(chǎn)出，雖然這一土肥學(xué)說還處于原始狀態(tài)，但仍具有較大的現(xiàn)實意義，包括通過依靠土壤供給來正確指導(dǎo)生產(chǎn)水平的發(fā)展和提高。

雖然生產(chǎn)力發(fā)展基本平衡，但存在一定的局限性。初期土壤肥力充足，但隨著生產(chǎn)日益消耗與糧食需求的增加，僅靠土壤本身，后期土壤肥力將逐漸貧瘠，不足以支撐農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求。另外，肥料的使用以農(nóng)家肥等天然有機(jī)養(yǎng)分供給為主，缺失無機(jī)養(yǎng)分的補(bǔ)給，容易造成植物生長受限。雖然作物產(chǎn)出以一戶一村分散種植的形式，其指導(dǎo)下的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量更加安全，但達(dá)成的總產(chǎn)量較低。

1.2? ?植物礦物質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說

植物礦物質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說是19世紀(jì)中期由德國化學(xué)家李比希提出的一種認(rèn)為植物營養(yǎng)來源于礦物質(zhì)的學(xué)說。這一學(xué)說的建立是基于當(dāng)時經(jīng)濟(jì)和人口迅速發(fā)展下以化肥投入作為主要糧食增產(chǎn)方式的背景下，形成了該時期大量的投入消耗和產(chǎn)出排放的化肥農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，成為一種土壤肥力透支型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)運(yùn)作模式情景。該情景中通過化學(xué)養(yǎng)分的供給，由外部添加對土壤進(jìn)行輸入，這一學(xué)說使土肥關(guān)系偏離原始狀態(tài)，形成前期主要基于土壤養(yǎng)分儲備而生產(chǎn)發(fā)展種植業(yè)，后期土壤肥力供給水平脫離，只能為作物提供養(yǎng)分且不可持續(xù)。

植物礦物質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說的主要缺陷在于該學(xué)說只能滿足初期的養(yǎng)分供給，在該過程中土壤生命會逐步受傷害，最終導(dǎo)致土壤肥力的崩壞失活。養(yǎng)分供給方面以化學(xué)養(yǎng)分供給為主，喪失了對有機(jī)養(yǎng)分的關(guān)注，二者間沒有協(xié)調(diào)結(jié)合。

雖然該學(xué)說指導(dǎo)下的作物產(chǎn)量高，但其品質(zhì)下降，農(nóng)產(chǎn)品安全也存在很大的隱患。長此以往，隨著化肥大量不合理使用，會導(dǎo)致土壤肥力環(huán)境越來越差，作物的生產(chǎn)力也將日益減少。

1.3? ?腐殖酸-植物礦物質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說

腐殖酸-植物礦物質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說是20世紀(jì)中國腐殖酸研究協(xié)會提出的重要學(xué)說，該學(xué)說認(rèn)為腐殖酸可以提質(zhì)增效化肥和育化土壤。這一學(xué)說面對土壤肥料、糧食與環(huán)境等問題，形成投入能耗較少、對環(huán)境進(jìn)行補(bǔ)給和穩(wěn)定增產(chǎn)的環(huán)境友好型生產(chǎn)，是一種土壤肥力和諧共生的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情景。該情景中通過雙向調(diào)節(jié)和雙向供給，從土壤和添加一起調(diào)補(bǔ)結(jié)合，能夠重建新時期土肥和諧關(guān)系，通過優(yōu)化肥料來提質(zhì)增效，向土壤補(bǔ)給腐殖酸，在養(yǎng)地的同時還可以養(yǎng)田，使得生產(chǎn)力更加穩(wěn)定增加。

腐殖酸-植物礦物質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說的優(yōu)點在于通過向土壤大量補(bǔ)給腐殖酸而提升土壤肥力，隨著腐殖酸肥料輸入增加，土壤環(huán)境被改善，后期優(yōu)勢會持續(xù)擴(kuò)大。另外有機(jī)養(yǎng)分和無機(jī)養(yǎng)分的融合使得植物養(yǎng)分需求被很好地滿足，可以提質(zhì)增效，既保證了多產(chǎn)高品，又使農(nóng)產(chǎn)品安全得到了保障，生產(chǎn)環(huán)境和生產(chǎn)力都得到了有效改善。

2? ?土肥關(guān)系和諧標(biāo)準(zhǔn)

土壤與肥料是互相依賴、共同生存，并且既制約著彼此又存在相對穩(wěn)定的關(guān)系，各種自組織的功能間存在著非常復(fù)雜的關(guān)系，因此土壤與肥力的和諧必須符合以下標(biāo)準(zhǔn)。

2.1? ?可持續(xù)發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)

作為大自然給人類的最寶貴的天然資源之一，土壤大約每年自然形成的只有不到0.06 mm，由此可見要想形成1 cm的天然土壤至少需要170多年。隨著發(fā)展需求的不斷增加，人類對土壤資源的開發(fā)和利用已經(jīng)超過了土壤自然形成的速度，因此嚴(yán)重破壞了土壤的再生功能。只有對土壤資源的索取以不影響其資源的再生為標(biāo)準(zhǔn)，才能維持土壤的可持續(xù)生產(chǎn)。

2.2? ?尊重自然的標(biāo)準(zhǔn)

土壤環(huán)境的管理，必須要注意對自然的利用和改造過程中遵循尊重自然和反哺自然的基本規(guī)則[2]。因此對于任何投放于自然土壤的物質(zhì)，都應(yīng)該首先考慮尊重土壤本身的特性，并對土壤生命的正常繁殖生存也以減少干擾為前提。只有尊重和順應(yīng)自然，才能更好地保護(hù)自然，從而保證自然屏障作用的正常發(fā)揮。

2.3? ?生存與共的標(biāo)準(zhǔn)

在土壤的生物鏈中，所有的生物生命都是生死存亡互相影響的關(guān)系。通過施加肥料來對土壤進(jìn)行補(bǔ)給，不僅可以維持土壤的生活環(huán)境，也為人類生產(chǎn)生活提供了便利。由此可見，肥料的添加必須在維系土壤共生共榮的基礎(chǔ)上進(jìn)行，只有這樣才能保證土壤和肥料間和諧相處，這也是保證農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵條件。

3? ?腐殖酸在優(yōu)化土肥關(guān)系中的重要性

土肥之間存在土離不開肥、肥也離不開土的關(guān)系，因此構(gòu)筑和諧土肥關(guān)系，就必須確保土壤生態(tài)系統(tǒng)的和諧以及肥料的可行性，其中土壤生態(tài)系統(tǒng)和諧主要通過控制土壤本源性肥料投放掌控土壤的投放過程。

3.1? ?腐殖酸是土壤地力的重要核心

土壤是農(nóng)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，主要以團(tuán)粒結(jié)構(gòu)構(gòu)成，這些團(tuán)粒結(jié)構(gòu)主要屬于有機(jī)與無機(jī)的復(fù)合體，其中含腐殖酸的微團(tuán)聚體就是這些土壤有機(jī)與無機(jī)的復(fù)合體生成和實現(xiàn)維護(hù)土壤可持續(xù)發(fā)展功能的核心力量。腐殖酸與其他形式腐殖質(zhì)在土壤形成過程中游走在所有的土壤生命中，是土壤的重要核心。在土壤固體組成成分中，土壤腐殖質(zhì)屬于有機(jī)質(zhì)，而腐殖酸又是土壤腐殖質(zhì)中活力最高的組分，該成分的占比高達(dá)3/4以上?？梢哉f失去了腐殖酸，土壤就失去了生命力。因此對于土壤腐殖酸要主要保護(hù)和涵養(yǎng)，主動利用煤炭中的腐殖酸和生物中的腐殖酸，通過工業(yè)開發(fā)腐殖酸，推動土壤生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。

3.2? ?腐殖酸是土壤的命運(yùn)共同體

腐殖酸成為了土壤中所有生命過程的運(yùn)輸者，所以它將為所有土壤微生物提供其整個生命周期所需的碳氮，促進(jìn)土壤微生物群落數(shù)量、物種多樣性及功能多樣性的發(fā)展[3]。因為土壤微生物是土壤中的分解者，因此微生物的增加又反作用于腐殖酸的形成與分解。由此可見，腐殖酸的繁殖離不開土壤微生物，土壤微生物的繁殖和生存也離不開腐殖酸，二者是互利互助的關(guān)系，并且共同影響著土壤的生成、發(fā)育、演替、物質(zhì)循環(huán)及能量流動的過程[4]。土壤與腐殖酸和微生物都是密不可分的生命共同體，一榮俱榮，一損俱損。一旦土壤中缺失腐殖酸就會引起土壤微生物及其肥力的流失，從而導(dǎo)致土壤生態(tài)系統(tǒng)的崩塌，人類的耕作與生存也將岌岌可危[5]。

3.3? ?腐殖酸調(diào)節(jié)了土壤pH值

腐殖酸屬于一種大分子有機(jī)弱酸，其中含有羧基、醌基、羰基、酚羥基和醇羥基等多種多樣的官能團(tuán)，因此相關(guān)的物理、化學(xué)和生物活性對酸堿具有強(qiáng)大的緩沖能力[6]。另外，腐殖酸的分子量變化范圍很大，小的有幾百，大的到上百萬，具有多樣性開發(fā)條件[7]。因此通過不同工藝可針對我國土壤酸堿性差異較大的特性，對適應(yīng)堿性或酸性土壤的系列腐殖酸產(chǎn)品進(jìn)行研發(fā)。

4? ?小結(jié)

近年來，腐殖酸產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展中的系統(tǒng)思維、技術(shù)工藝和發(fā)展模式的發(fā)展動力不斷增強(qiáng)。隨著大氣環(huán)境和食品安全，以及人類可持續(xù)發(fā)展等重大問題的提出，使得腐殖酸方面的研究必須加快進(jìn)程，不斷創(chuàng)新發(fā)展，讓其盡快為構(gòu)筑土肥和諧新關(guān)系添磚加瓦，使土壤肥力不斷提高，土壤性能得到優(yōu)化和改善，從而可持續(xù)地為我國國民提供生產(chǎn)生活所需。

參考文獻(xiàn)：

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