让腐植酸水溶肥普惠全人类
——热烈庆祝联合国“世界环境日”暨“农业可持续发展论坛”胜利召开!
2014-03-02中国腐植酸工业协会曾宪成
中国腐植酸工业协会 曾宪成
(2014年6月5日,纽约联合国总部)
让腐植酸水溶肥普惠全人类
——热烈庆祝联合国“世界环境日”暨“农业可持续发展论坛”胜利召开!
中国腐植酸工业协会 曾宪成
(2014年6月5日,纽约联合国总部)
[编者按]2014年6月5日,联合国首次设立“农业可持续发展论坛”,曾宪成理事长用八个既古朴又经典的科学故事讲述了“腐植酸水溶肥”的来龙去脉,在联合国舞台上赢得了满堂喝彩。为此,《相约曼哈顿》电视台对曾理事长进行了长达20分钟的专题采访。同时,在本次论坛上,联合国首次发布了《食品与农业商业原则》(简称FABs)。现将曾理事长“让腐植酸水溶肥普惠全人类”主题演讲全文、《相约曼哈顿》专访及《食品与农业商业原则》编发如下。
尊敬的大会主席普凡·塞尔瓦纳森阁下,女士们,先生们:
大家上午好!
现在,请允许我和大家一起分享中国腐植酸水溶肥产生的八个科学故事。
故事1【暗色香浓】在浩瀚广袤的地球生物圈里,蕴藏着一种不引人注目的暗色有机物,这就是腐殖酸类物质。毫不夸张地说,人类赖以生存的土壤、水体、空气、动植物、有益微生物等环境因子,不可回避地都要牵涉到腐殖酸类物质,见图1。正如1979年加拿大知名土壤化学家斯尼茨尔(Schnitzer M.)教授指出,“腐殖酸类物质广泛分布于地球表面,直接或间接地控制着许多反应,影响着这个星球上人类的生存,并继续地向许多久经考验的科学家的好奇心和智慧发起挑战”[1]。正所谓“暗香盈盈始成香”。
图1 腐殖酸与地球四大系统物质交流关系(虚线“----”表示生物圈的范围)
故事2【绿色天使】腐殖酸类物质作为地球碳循环的重要一环,在地球生物圈中约占68%(2.4/3.55,万亿吨),在土壤有机物中约占80%(2.4/3,万亿吨),凡土、凡水、凡大气,无处不在。在土壤中,腐植酸是“活力素”[2];在水体中,腐植酸是“白细胞”[3];在环境中,腐植酸是“储碳库”[1]。观分子量,大至几百万,小至几百[4];恰似无穷大,又见无穷小。凡是有生命的地方就有腐殖酸类物质,堪为地球生物圈的“绿色天使”[5],见图2。
图2 腐植酸是担当“环境卫士”的“绿色天使”
故事3【从土壤中来】243年前,人们对土壤中的“黑东西”搞不明白,总以为“幽灵”在“作怪”。后来,土壤学家把它称为“暗色物质”。1761年,第一部农业化学著作《农业化学原理》(华莱士Wallerius著)首次提出了“腐殖质”这一名称。1786年,德国的阿查德(Achard)第一个从泥炭中用碱溶液提取再用酸沉淀出腐植酸(农业化学家开始启用“植”),见图3。此后,1797年和1807年,德国的沃克兰(Vauquelin)和汤姆森 (Thomson)分别用碱液从腐解植物残体和土壤中提取出腐植酸,这才明确了“暗色物质”就是腐植酸。200多年来,人类在探索“黑东西—暗色物质—腐殖质—腐殖酸”的过程中,经历了“认识朦胧、探索交锋、理论形成、研究应用、大量开发”等五个阶段,真正实现了从“认识土壤腐殖酸”转向了“工业利用腐植酸”的质的飞跃。这是人类智慧的结晶。
图3 泥炭腐植酸分离基本流程
故事4【到土壤中去】腐植酸是一种具有多维空间结构的高分子有机聚合物,由黑腐酸、棕腐酸和黄腐酸三个组分构成,其主要元素组成有碳、氧、氢、氮、硫等,并含有羧基、酚羟基、醇羟基、羰基、甲氧基、醌基等活性含氧官能团,是土壤有机质中最活跃的组分(占比高达60%以上),是土壤肥料的“运转仓库”,是土壤团粒的构造者,见图4。
图4 腐植酸团粒结构
至今,天然腐植酸仍无法人为合成,从土壤中获取腐植酸不可取,而煤炭腐植酸工业化利用则成为必然。57年前,中国开始了煤炭腐植酸的研究、生产和应用。中国煤炭腐植酸资源(如褐煤、风化煤、泥煤等)丰富,种类齐全,腐植酸含量高达70%。生物腐植酸可再生利用。经研究发现,工业提取的煤炭腐植酸与土壤腐殖酸具有相似的物理特性、化学组成、分子结构及分子量范围,有着一致性的应用特性,见图5[3,6]。诚然,工业利用腐植酸已成为土壤腐殖酸的主要补充来源和潜在库存。我们深刻认识到,“让腐植酸从土壤中来,到土壤中去”是多么重要。
图5 土壤和泥煤腐殖酸的电位滴定曲线
故事5【中国经典】1974年和1979年,中华人民共和国国务院分别批转了“国发[1974]110号”和“国发[1979]200号”两个文件,见图6。即:燃化部、农林部“关于积极试验、推广和发展腐植酸类肥料的报告”和国家经委“关于加强腐植酸综合利用工作的请示报告”。1979—1985年,中国政府组织32家科研单位连续5年,在全国19个省、市、自治区,开展了24种作物773个大面积田间试验,获得了腐植酸肥料在农业上“改良土壤、增效化肥、刺激生长、增强抗逆、改善品质”的五大作用,这是人类科学利用腐植酸的伟大创举,为人类工业化利用腐植酸反哺土壤(农业)、促进农业生产可持续发展奠定了基石。正如国际肥料工业协会指出,“腐植酸介生于食物链,让土壤更肥沃,让食物更安全,让生活更美好”。
图6 “国发[1974]110号”和“国发[1979]200号”文件
故事6【卓尔不群】腐植酸水溶肥集植物生长调节、营养补充、抗旱节水(抗蒸腾)见图7、抵御病虫害、提高品质(如增加维生素、蛋白质、糖类等含量)、环境友好(如降低重金属、亚硝酸盐、残留农药等含量)于一身。腐植酸叶面肥开启了中国植株立体施肥的先河。1981年,中国科研部门经过多学科精诚合作,研制成功了具有调节植株生长作用的“叶面喷施抗旱剂一号”(许旭旦、王天立等),其作用机理得到了中国科学院娄成后、梁晓天、周同慧、沈允钢、吴养洁等5位资深院士的高度赞誉。为了大力推广这一成果,在中国农业部、中国科学院、中国农科院等单位的共同组织下,1989年1月成立了“全国FA(H)推广协作网”。该产品的科研成果先后发表在澳大利亚出版的《农业研究》(1985年)、法国出版的《植物气孔抗蒸腾剂的研究与应用》(1986年)、美国农学会和土壤学会出版的《土壤和作物科学中的腐植酸类物质》(1990年)、中国《人民日报》海外版(1985年)等国内外报刊上,引起了国际植生界的广泛重视。“中国植株立体高效施肥”新模式由此成立,腐植酸被广大农民誉之为“懂得植株肢体语言的肥料”。1985年,中国广西喷施宝股份有限公司利用腐植酸研制出“喷施宝”叶面肥,一经问世即获得农民广泛认可,推动了中国叶面肥市场的大发展,成长业绩卓尔不群。近年来,中国政府十分重视可持续农业发展,开设了“植株叶面防控”“抗旱节水”、小麦“一喷三防”等专项工程,而腐植酸水溶肥则成为“植株立体高效施肥”与“环境友好”不可缺少的黄金产品。
图7 腐植酸调节气孔关闭、抑制蒸腾
故事7【滴水入微】“芥子纳须弥”是中国先贤的哲学思想。一个小事物可以看大,让我们在1%的岗位上做出100%的努力。
一个小产品(叶面肥),不分地域,可以涵盖全世界;
一个小产品(叶面肥),不分作物,可以滋养全人类;
……见图8。
图8 腐植酸水溶肥滴滴入微
今天,在联合国庆祝“世界环境日”之际,举办“农业可持续发展论坛”则更具有重要的现实意义。
让我们从叶面开启,促进全球农业生产可持续发展;
让我们从点滴做起,促进全球生态环境可持续发展;
让腐植酸水溶肥普惠全人类,我们责无旁贷!对此,我们满怀信心,奋进、奋进、再奋进!
故事8【稼禾声声】现在,朗诵一首“暗香盈盈提水来”(见2014年第3期卷首语)。
和注释
[ 1 ]斯尼茨尔(Schnitzer M.)著,吴奇虎等译.《环境中的腐植物质》.北京:科学出版社,1979
[ 2 ]科诺诺娃(Kohohoba)著,周礼恺译.《土壤有机质》.北京:科学出版社,1966
[ 3 ]霍夫里特(Hofrichter M.)、斯泰因比歇尔(Steinbuchel A.)主编,郭圣荣主译.《生物高分子》.北京:化工工业出版社,2004
[ 4 ]郑平主编.《煤炭腐植酸的生产和应用》.北京:化学工业出版社,1991
[ 5 ]曾宪成主编.《腐植酸》.主办单位:中国腐植酸工业协会,2008
[ 6 ]曾宪成主编.《腐植酸》.主办单位:中国腐植酸工业协会,2012
[ 7 ]全句三重义。(1) 微风习习:2014年3月27日,习近平主席在巴黎出席中法建交50周年纪念大会上发表重要讲话时指出,“拿破仑说过,中国是一头沉睡的狮子,当这头睡狮醒来时,世界都会为之发抖。中国这头狮子已经醒了,但这是一只和平的、可亲的、文明的狮子。”(2) 释祖预言:佛教创始人释迦牟尼佛曾预言,他灭度后,佛教在当地逐渐衰落,将重兴于震旦(中国)。2014年3月27日,习近平主席在巴黎联合国教科文组织总部的演讲中指出,“佛教产生于古代印度……。中国唐代玄奘西行取经,历尽磨难,体现的是中国人学习域外文化的坚韧精神。中国人根据中华文化发展了佛教思想,形成了独特的佛教理论,而且使佛教从中国传播到了日本、韩国、东南亚等地。”(3)紫气东来:中国共产党十八大确立了“生态文明”建设的国家方略。我们认为,腐植酸物质的生态性与生态文明建设有着紧密的关系。腐植酸是地球碳循环的一员,让腐植酸发挥维护全球生态平衡的作用,以至于构建腐植酸可持续立体施肥工程尤为重要。
[ 8 ]全句:腐植酸叶面肥(或水溶肥)稀释后呈金黄色状。
[ 9 ]全句两重义:一指粮仓,即世界粮食安全;二指胃府,即百姓食品安全。
[ 10 ]暗香:自18世纪中叶起60年以来,土壤环境学家将土壤中像“幽灵”似的物质(腐殖酸)称之为“暗色物质”。
[ 11 ]全句:纵观地球生物碳约为3.55万亿吨,其中2.4万亿吨为腐殖酸类物质碳,约占生物圈总碳量的68%。近观土壤腐殖酸浓度不到1%,从一至百,循环往复,直接影响着地球生物圈的碳平衡。正如1979年加拿大知名土壤化学家斯尼茨尔(Schnitzer M.)指出,“土壤腐殖酸类物质碳是CO2主要来源之一,也是环境和大气浓度变化敏感的碳聚集体。”全句:在土壤(生命)有机质—腐殖质—腐殖酸物质的形成过程中,腐殖酸不断地调节着地球生物碳循环。
[ 12 ]全句 :1761年,第一部农业化学著作《农业化学原理》(华莱士Wallerius著)首次提出“腐殖质”这一名称。
[ 13 ]243年来,人类在不断探索“黑东西—暗色物质—腐殖质—腐殖酸”的过程中,通过深刻“认知土壤腐殖酸”而转向“工业利用煤炭腐植酸”。