维护土壤可持续发展必须抓住地力之“芯”——建议国家全面推广农用腐植酸、腐植酸肥料

曾宪成 李 双

(中国腐植酸工业协会 北京 100120)

维护土壤可持续发展必须抓住地力之“芯”
——建议国家全面推广农用腐植酸、腐植酸肥料

曾宪成 李 双

(中国腐植酸工业协会 北京 100120)

腐植酸是土壤的核心物质，抓住她就等于抓住了地力之“芯”。当前，面对由化肥带来的土壤质量退化、农业面源污染、大气环境污染等生态环境问题，通过工业化制取的腐植酸之“芯”，补土壤地力之“芯”，对维护土壤可持续发展具有重要的现实意义。

土壤 腐植酸 团聚体 肥料 可持续

土壤是人类生命(微生命)的基石。只有土壤生命(微生命)富足，人类(生命)才能富足。若要土壤生命(微生命)富足，必须抓住土壤地力之“芯”，方可维护土壤可持续发展。

1 腐植酸是维护土壤可持续的地力之“芯”

认识腐植酸源自土壤，它是土壤中最深刻的“暗色物质”，在土壤结构形成与保持、土壤养分循环及土壤生物多样性养育中发挥着核心作用。反哺腐植酸来自工业化利用，通过工业制取的农用腐植酸、腐植酸肥料及其衍生产品，与土壤同源匹配，是维护土壤可持续的地力之“芯”。

1.1 认识黑色腐植酸源自土壤

(1) 初识腐殖质。256年前(1761年)，人们对土壤中的“黑东西”搞不明白，总以为“幽灵”在“作怪”。后来，土壤学家把它称之为“暗色物质”。直到1761年，第一部农业化学著作《农业化学原理》(Wallerius著)问世，Wallerius首先提出“腐殖质”这一名称[1]。

(2) 提取腐植酸。1786年，德国的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”)。1797年，德国的Vauquelin用碱液从腐解植物残体中提取腐植酸。1807年，德国的Thomson用碱液从土壤中提取出腐植酸，这才明确了土壤中最深刻的“暗色物质”就是腐植酸[1]。

(3) 利用腐植酸。经过长期、复杂的探索，人类终于形成了“黑东西→暗色物质→腐殖质→腐植酸→团粒素→生命核”演变过程的认识。此后，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，实现了认识→利用腐植酸的转变过程[2]。

1.2 腐植酸在土壤形成中的作用和地位

(1) 土壤组成比重。众所周知，在土壤固相组成中，除了矿物质之外，就是土壤有机质。土壤腐殖质是土壤有机质中最主要的存在形式，一般占比高达80%。腐植酸是土壤腐殖质中最活跃的组分，一般占比高达75%以上[3]。在土壤形成过程之中，“有机质—腐殖质—腐植酸”三者之间密不可分。如果说，土壤有机质是土壤肥力的标志，而腐植酸作为土壤有机质的核心物质，始终贯穿于土壤肥力形成之中，说明腐植酸的优寡直接反映着土壤肥力的状况[4]。

(2) 土壤形成作用。大家知道，农业立足于土壤，土壤立足于团粒结构，团粒结构立足于有机无机复合体。在土壤中，腐植酸是一种亲水胶体，起着吸附粘结的重要作用。在土壤形成过程中，腐植酸与各种微生物分泌的多糖醛酸甙、粘粒矿物以及铁、铝的氢氧化物等，通过不同形式与各种作用力相结合，形成了各种类型的有机无机复合体[3]。同时，在各种表面电荷和作用力下，通过团聚作用而形成了不同粒级的微团聚体。含腐植酸的微团聚体赋予土壤有机无机复合体鲜活的生命力，发挥着微生命体的作用，在保持和协调土壤中的水、肥、气、热，影响和决定土壤酶的种类和活性，形成和稳定土壤的疏松熟化程度等三个方面发挥重要作用[5]。可见，腐植酸在土壤形成过程中起到了“生命核”作用。没有腐殖质和腐植酸的土地，就不能称其为土壤，土壤具有的耕植功能将丧失殆尽[6]。

(3) 土壤“心脏”功能。一克含有腐植酸的土壤具有微生物数量高达几亿到几百亿个，推动着土壤的形成发育、物质循环和肥力演变。在土壤中，腐植酸及其他有机物为微生物提供碳源、氮源并伴其终身，微生物通过不断分解对腐植酸形成功不可灭，腐植酸与微生物对土壤不可或缺。“有机质—微生物—腐殖质—腐植酸—微生物”贯穿于土壤生命之中，属于生命共同体[7]。而腐植酸具有土壤的“心脏”功能，主导着土壤生态系统的物质交换和能量转化，是永续土壤生命的“发动机”。为此，土壤失去腐植酸的代价，等于失去了土壤生命(微生命)及其肥力的代价，就等于失去了土壤的代价，人类耕作与之生存的基石将不复存在。

1.3 工业腐植酸可持续开发利用

(1) 选择必然性。大家知道，土壤中所含的腐殖酸总量最大，但浓度只有百分之几，作为资源开发进行工业化利用不可能，也不可取[8]。因此，利用不同的腐植酸原料、技术手段和加工工艺等，制取工业腐植酸环境友好产品反哺土壤，方为解决之道。

(2) 应用一致性。科学研究表明，工业提取的煤炭腐植酸与天然的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，以及一致的应用特性[2，9，10]。目前，我国煤炭腐植酸资源(包括褐煤、风化煤、泥煤等)丰富，储量超过2000亿吨，种类齐全，腐植酸含量高达70%。同时，还有大量可再生利用的生物质资源。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[11]。

(3) 开发多元化。经过40多年的研究和实践证明，腐植酸肥料可以根据不同区域、不同作物、作物不同生长阶段等，开发或单质、二元、多元，或速效、长效、迟效，或固体、膏状、液体，或基施、根施、叶面喷施等具备特殊功能性、专一化、多元化产品，且具有用量少、利用率高、与环境友好等特点，是优质高效的绿色环保肥料，符合化肥零增长、食品安全生产、低碳农业对肥料的高品质需要。

2 大量施用化肥给土壤造成负面影响

由于指导理论的不合时宜，导致化肥长期不合理的大量施用，对土壤环境造成了直接的、严重的负面影响，其影响的深远性远远超乎我们的想象。正所谓“一旦土壤生命力被剥夺，那将是灾难性的”。

2.1 正确认识植物营养供给理论

(1) “土壤腐殖质营养学说”基础地位不得动摇。人类认识土壤营养并建立“植物营养学说”始于208年前。1809年，德国学者泰伊尔(Albrecht Daniel Thae，1752-1828)第一个提出了“土壤腐殖质营养学说”[12]，成为指导人类正确认识土壤营养自给的第一理论。该学说揭示了当时生产力发展水平，粮食生产满足于“自然投入、自然产出”的农耕模式，属于“土壤肥力自给自足型农业”。虽然该理论很快被“植物矿质营养学说”理论否定和替代，但立足中国农业现状，特别是当前“藏粮于地，藏粮于技”的战略来看，该理论的基础地位并未过时。

(2) “植物矿质营养学说”应当调整。1840年，德国化学家李比希(Justus von Liebig，1803-1873)第一个提出了实际指导化肥生产的“植物矿质营养学说”理论[13]，否定了“土壤腐殖质营养学说”，成为植物营养学说新旧时代分界线和转折点，一直主导着植物养分供给和化肥急剧生产，至今仍产生着巨大影响[14]。然而，我们必须正视，以一成不变的化肥供给理论指导，已经不能适应我国农业生产力和生产关系的变化，必须适时调整以正确指导新时期农业生产。

(3) 有机无机理论没有形成。关于“有机无机矿物质营养学说”，是近年来大家把二者结合起来而假定的一种学说[14]。该学说在实际生产中有应用，但并未形成真正的指导理论。客观地评价，如果有机质和矿物质的来源安全、可靠，理论上是完全成立和可行的。与此同时，“腐植酸(有机)·植物矿物质(无机)营养学说”自然形成。该学说的应世而出，成为构筑新时期“土肥和谐”关系的重要指导理论，更具科学性和时代特征。

2.2 土壤环境严重破坏

(1) 为增产盲目多投。我国是化肥使用量最大的国家。根据国家统计局数据，2014年我国化肥施用量5995.94万吨(折纯量，下同)[15]，2015年为6022.60万吨[15]，2016年为6000万吨左右(不完全统计)。如此大的化肥施用量，占世界的35%，相当于美国、印度的总和，但其平均利用率只有35%左右，比世界发达国家低15%至20%。

(2) 土壤功能退化。长期过量施用化肥，造成我国土壤基础养分含量下降、养分分布不均衡、土壤酸化或碱化等问题突出[16]，7成土壤存在不同程度的障碍[17]，部分地区土壤生产力、环境调控潜力和可持续发展能力正面临下降甚至完全丧失的危险。

(3) 土壤污染严重。我国3.492亿亩耕地被污染已成事实[18]。其中，化肥是一个重要污染源。以畜禽粪便为例，过去猪、鸡、牛、羊吃的全是天然“食品”。现在，随着含高铜、高锌、高砷等饲料添加剂的广泛使用，加之畜禽对微量元素的低利用率，导致畜禽粪便的重金属含量超标，特别添加的激素、抗生素及其他有机污染物含量严重超标[19，20]。利用这些有机物通过一定的载体与无机矿物质结合，追加到土壤中，将使土壤长期受害。通过食物链进入人体，将对人类健康造成伤害[4]。

2.3 土壤碳排放增加

(1) 土壤退化加速碳排放。斐济总统乔治·孔罗特在“土壤有机碳”国际研讨会上发表主旨演讲时说，“地球土表1米深土壤目前储存的碳超过大气层和所有陆地植物碳储量的总合”[21]。而当这部分土壤受到干扰或出现退化时，被封存的碳和腐烂导致产生的其他温室气体会再度释放到大气中。研究表明，地球上已有三分之一的土壤发生退化，导致全球土壤有机碳储量大幅度减少，并向大气释放多达1000亿吨的碳。

(2) 气候变暖加速土壤碳排放。根据2016年12月1日美国《自然》杂志线上版发表一篇题为《Quantifying global soil carbon losses in response to warming》的研究显示，到2050年，气候变暖可能会导致全球土壤释放550亿吨的碳，占同期人类活动所致碳排放总量的12%至17%，相当于地球上又出现了一个与美国相当的工业化国家[22]。

(3) 中国土壤碳排放比重大。据世界资源组织的碳排放计算器和著名碳循环研究专家的估算：1850-1998年间的全球碳排放中，土地利用变化及其引起的碳排放是人类活动影响总排放量的1/3；而中国1950-2005年全国土地利用变化的累计碳排放10.6 PgC，占全部人为碳源排放量的30%，占同期全球土地利用变化碳排放量的12%[23]。近十年来，我国化肥用量不断增加，导致土壤储碳控碳能力急剧下降，土壤释放的碳量更大。

3 腐植酸、腐植酸肥料在维护土壤可持续中的重要地位

中国腐植酸环境友好产业发展60年来，腐植酸耕耘农业最深，在提质增效化肥、促进农业增产、维护土壤可持续中发挥了重要作用。

3.1 重要历史成果

(1) 40年经典成果。早在20世纪70年代中后期，王震副总理亲自抓全国腐植酸肥料科学应用试验。1974年、1979年，国务院分别批转了“国发〔1974〕110号”和“国发〔1979〕200号”文件。在国发2个文件推动下，1980-1985年，32家科研单位连续5年，在全国19个省、市、自治区24种作物上，开展了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，这是人类开发应用腐植酸肥料历史上最伟大的创举工程[11]。

(2) 近5年获新成果。近5年，全国农业技术推广服务中心在全国开展腐植酸肥料试验示范，新获腐植酸肥料在农业上“两高三少”(肥料利用率高、作物产量高、肥料用量少、施肥次数少、有害气体排放少)[24]；“三剂化”(肥料增效剂、土壤调理剂、作物根剂刺激剂)[24]；“三化效应”(腐植酸肥料低碳化、生态化、优质化)[25]等一系列科学成果。通过实践检验证明，腐植酸肥料在化肥零增长的新形势下，起到了提质增效化肥、构筑“土肥和谐”、促进肥料供给侧改革先锋队的作用。

(3) 5年4项建议。2013年和2014年，中腐协联合权威专家向“人民日报社”内参部分别提交了题为《加强立法确保安全投放土壤有机物》和《强化腐植酸综合利用提升农产品质量》两个内参；2014年，中腐协联合权威专家完成了《让腐植酸在补充和提升土壤肥力中发挥重要作用——开展“土壤腐植酸肥力综合指数”研究刻不容缓》一文，由农业部农业规划设计院能源环境所所长赵立欣作为人大建议提案，已由农业部种植业司受理；2017年，中腐协联合权威专家起草了《维护土壤可持续发展必须抓住地力之“芯”》一文，由全国人大代表佳木斯市委书记林宽海提升为《关于加快推广使用腐植酸肥料促进农业可持续发展》的人大建议。

3.2 “腐植酸(有机)·植物矿物质(无机)营养学

说”更具科学性和时代特征

(1) 理论提出。2015年12月1日，在“全国土壤可持续发展论坛上”，中腐协基于耕地可持续发展的长远目标，基于腐植酸在构土、构肥方面的重要作用，基于对“土壤腐殖质营养学说”“植物矿质营养学说”“有机-无机矿物质营养学说”3种学说正确理解和深入认识，提出了“腐植酸(有机)·植物矿物质(无机)营养学说”，即针对土壤性状和作物需求，通过工业化提取的土壤本源性物质腐植酸，融合大、中、微量营养元素及有益元素，形成有机-无机态营养复合体，以满足农作物健康产出、永续“土肥和谐”、实现可持续生产为目的[14]。

(2) 科学比较。面对土壤、肥料、粮食环境等安全问题,创立“腐植酸(有机)·植物矿物质(无机)营养学说”，与历史上创立的“土壤腐殖质营养学说”和“植物矿质营养学说”相比较,通过该学说指导形成的以“低投入、低能耗、补环境、稳增产”的环境友好型生产模式，属于“土壤肥力和谐共生型”农业生产方式。以该理论为指导。农业生产环境会越来越好，生产力发展会越来越旺盛[26]。

(3) 正合适宜。当前，国家开展的生态革命，这就要求必须将地上(肥料养分供给)和地下(土壤营养供给)结合起来。经过长时间检验，“腐植酸(有机)·植物矿物质(无机)营养学说”其理论与实践相结合的指导思想已经成熟，完全可以正确指导肥料供给侧改革走上健康发展的道路。特别是新时期，为了构筑“土肥和谐”，永续“田园健康”，确立以该学说为指导正合时宜。

3.3 开创“肥料工业4.0”时代新方向

(1) “肥料工业4.0”时代。回顾“化肥工业1.0～3.0”：① 1.0时代——以碳铵、过磷酸钙等低含量粉状化肥为代表，化肥生产规模小，技术相对落后，产量低；② 2.0时代——以尿素、二铵等新产品为代表，化肥生产规模扩大，技术水平提高，产量快速增加；③ 3.0时代——以氮、磷、钾三元素结合以及三元素与中微量元素相结合的复混肥料，化肥生产技术不断进步，品种增多，产量增大。上述3个化肥工业发展时代，大力促进了当时农业的发展，同时也带来许多环境问题。新时期，基于生产力发展需要，为调整生产关系催生了④“肥料工业4.0”时代，即以构建“土肥和谐”为目标，让“腐植酸+”集成大中微量营养元素，融合有机无机营养更好[27]。

(2) 构建新型“土肥和谐”关系。腐植酸是土壤的根本属性，是土壤肥料的“运转仓库”，是连接“土壤—肥料—植物营养”的桥梁纽带。基于“植物矿物质营养学说”的现实影响，结合、生产力发展需要，让“腐植酸+”集成大中微量营养元素及有益元素，通过与化肥“联姻”，反哺土壤，构建“利用‘腐植酸+’集成大中微量营养元素→开发腐植酸环境友好型肥料→优化新时期‘土肥和谐’新关系→重构农田土壤健康环境”，将成为“肥料工业4.0”时代的最大亮点[27]。

(3) 构筑土壤生命“共同体”。“土壤有机质(腐植酸)—微生物—土壤功能活性”的关系，成为当前应对全球气候变化和提升土壤健康和安全的重大课题。而在土壤生态系统，唯有“土壤肥力—腐植酸(有机质)—微生物”三者之间最具互动力[7]。让腐植酸将土壤肥力、微生物三者组织起来，构筑土壤生命“共同体”共生共荣，于土壤生命可持续发展具有重要的现实意义。

(4) 开创气候农业新生模式。40多年来，腐植酸“灯下光明”产业，立足农业可持续发展，新生农业模式越来越丰富，也越来越聚结地气。以泉林模式为例，利用腐植酸环境友好肥料可以将秸秆焚烧、有机物腐熟、安全生产、肥料转型、农业供给侧改革、粮食安全生产、低碳减排等问题有效地统一了起来，于气候农业(碳汇)产业化更具生态价值，于食品安全、人类可持续发展更具重要现实意义。

4 充分发挥腐植酸维护土壤可持续的5点建议

基于我国普遍存在的土壤、肥料、粮食安全生产的问题，结合40多年来腐植酸、腐植酸肥料在农业应用中取得的丰富经验和成果，提出维护土壤可持续发展的5点建议。

第一，建议国家全面推广农用腐植酸、腐植酸肥料。腐植酸是土壤的核心物质，抓住她就等于抓住了地力之“芯”。40多年来，我国在农业上已经取得了科学应用腐植酸肥料的重要成果。当前，在农业供给侧改革、化肥实现零增长的背景下，肥料供给侧改革尤为重要。让腐植酸从土壤中来到土壤中去，利用腐植酸肥料可举一反三，既肥田，又养地，还优化土壤生态环境。因此，应当像上世纪70年代中后期一样，把腐植酸肥料推广提升到国家的高度来抓。

第二，建议国家设立“维护土壤可持续发展基金”。土壤有机质的腐熟化少则两三年，多则一百年。工业开发利用腐植酸可以缩短有机质的腐熟化时间，使之当年受益甚至当季当期受益。该项基金主要用于黑土地保护(反哺腐植酸/黄腐酸)、土壤污染治理与修复、气候农业、碳汇农业、低碳农业等方面的应用研究、技术创新和试验示范等。同时，建立“培育土壤可持续发展国家工程示范区”，先期设立示范点，取得成功经验后，面向全国推广。

第三，建议国家设立“碳汇农业新生模式发展基金”。该模式以煤炭(风化煤、褐煤、泥炭)和废弃生物质资源为原料，利用不同的生产工艺、技术和设备等，通过节约、集约、循环利用的资源开发利用新模式，制取腐植酸肥料、生态地膜、土壤改良剂、种子包衣剂、有机农药等系列绿色产品，构筑食品源头安全生产绿色新农资保障体系。该项基金主要用于新产品开发、试验示范、推广应用以及种植户补贴等，以引导农民大面积应用腐植酸肥料及其系列产品。

第四，建议国家将腐植酸土壤污染修复产业纳入到土壤环境治理工程之中，并通过制定相应的法律法规予以支持。在“土十条”指导下，我们应该引导土壤修复和治理的正确方向，不能想用什么就用什么。我们必须明确，哪些物质能投，哪些物质不能投，哪些物质必须‘优化’达标后才能投，只有这样才能保障土壤的长治久安。特别是现代有机物投入，腐熟程度、重金属含量、有害气体排放等相关标准严重缺少。工业制取的腐植酸与土壤同根同源，在土壤重金属污染修复与治理，土壤酸碱度调节，有机无机污染控制或转化等方面具有重要作用。在新一轮土壤修复治理工程中，国家应当把腐植酸土壤修复产业，提高到土壤“肌体自我修复”的高度来布局。

第五，建议国家设立开展“土壤腐植酸肥力综合指数”和“土壤腐植酸储碳控碳综合作用”专项研究基金，抓紧划定“土壤生态保护红线”。腐植酸在土壤基础肥力形成过程中起着决定性作用，建议将其作为补充和提升土壤肥力的一项重要指标，开展专项研究。即以腐植酸的相对含量变化，衡量不同时间或空间条件下土壤肥力的变化水平及变动情况。特别指出，腐植酸是地球碳循环的重要一员，是土壤最大的碳库，占土壤有机碳的80%，建议国家开展土壤腐植酸储碳控碳综合作用研究，以寻求有效调控大气环境变化的解决方案。

5 结语

腐植酸是土壤地力之“芯”当之无愧。认识她，抓住她，就等于抓住了维护土壤可持续发展的根本。通过工业化制取腐植酸，把“地下”的事(土壤腐殖质营养自给理论)和“地上”的事(化肥养分供给理论)有机结合起来，就是智慧的事(反哺大地母亲工程)。

(本文系第十二届全国人民代表大会第五次会议人大代表建议稿。)

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Grasping the Core of Soil Fertility for Maintaining Soil Sustainable Development——Suggested Comprehensive Promoting Agricultural Humic Acid and Humic Acid Fertilizer at the National Level

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

Humic acid is the core of the soil fertility, seizing humic acid is to seize the core of soil fertility. At present, in the face of ecological problems such as degradation of soil, agricultural non-point source pollution and atmospheric environmental pollution caused by chemical fertilizers, through the humic acid from industrial production, supplementing and improving soil fertility, has an important practical signifi cance to maintain the sustainable development of the soil.

soil; humic acid; soil aggregates; fertilizer; sustainable

TQ314.1

1671-9212(2017)02-0010-06

A

10.19451/j.cnki.issn1671-9212.2017.02.001

2017-02-15

曾宪成，男，1958年生，中国腐植酸工业协会理事长，主要从事腐植酸行业管理，重点开展农业和环境领域的研究工作。E-mail：chaia@126.com。