泥炭在农业中的研究与应用

曹石榴

（1陕西省土地工程建设集团/国土资源部退化及未利用土地整治工程重点实验室/陕西省土地工程技术研究中心，陕西西安 710075）

泥炭，又称草炭、草煤等，是由枯死的植物遗体经过不充分的生物化学的分解作用而形成的一种有机质土，多呈黑色或黑褐色，大多数存在于沼泽地中。泥炭是一种重要的自然资源，世界上泥炭储量的70%应用在农业中。我国泥炭种类多样，是世界上泥炭资源丰富的大国之一，目前探明的泥炭总储量为50亿t[1]，泥炭是一种疏松的纤维状自然生物质特殊材料，疏松多孔使其具有较大的比表面积及很强的吸附能力[2]，因此泥炭具有通透性能优良、亲水性好、活性强的优点。随着科学技术的进步，工农业快速地发展，泥炭在农业中作为土壤改良添加剂、肥料及园艺栽培基质，将会发挥出更大作用，本文主要总结分析近年来泥炭在这三方面的研发与应用进展，为泥炭在农业领域更广阔的研发与应用提供参考。

1 天然泥炭作为土壤改良剂添加剂

1.1 对土壤理化性质的影响

自然状态下的泥炭主要以3种状态存在——泥炭水、矿物质和有机质，其中泥炭水的含量最多，可以达到65%，活性最强，因其有机质含量较多，纤维素丰富，疏松多孔，有较强的离子交换能力及盐分平衡能力，对土壤的理化性质有重要的调节作用。

试验发现，在风沙土中加入泥炭，其物理化学性质发生着显著的变化。由于泥炭中含有大量的腐殖酸，使得泥炭具有较强的酸度调节能力，随着泥炭施入量的增加，pH变化较显著，变化范围在5.98～8.25，施入量的多少与pH呈负相关关系，且pH趋向于中性。容重是表征土壤肥力的重要指标之一，容重越小，土壤疏松多孔，结构性较好[3]。风沙土中加入泥炭，泥炭的小颗粒破坏了风沙的孔隙结构，使其内部孔隙增多，直接导致容重减小。

另外，对坪床中加入泥炭后，其渗透性也发生了变化，随着泥炭量的增多，渗透速度呈缓慢减小的趋势（表1），在加入25%的泥炭后，渗透系数减小得最小（0.55），说明此时土壤的保水能力达到最大；继续增大泥炭量，渗透系数却变大，是由于较多的泥炭中含有的水分破坏了坪床原有的孔隙结构，使得渗透系数变大，含水量增多。综合来看，风沙土中泥炭的加入，大大改良了其物理结构，使得其更有利于作物的生长。

表1 不同泥炭添加量处理对坪床基质理化性质的影响

1.2 对土壤养分元素的影响

泥炭中含有丰富的有机质及一定量的氮磷钾等营养元素，可以为土壤提供大量的养分元素，特别是泥炭自身携带丰富的腐植酸的加入，大大促进了土壤团粒结构的形成，对土壤性质的改善具有明显的作用。

我国泥炭中全氮含量普遍较多，平均可以达到1.5%，是土壤中全氮含量的40倍左右。泥炭中较高的氮含量，是植物的有机残体在长期的分解中不断释放出来的，主要为植物可以直接吸收的氨态氮和硝态氮[4]。因此，对全氮含量缺少的土壤，考虑可以加入适量的泥炭。氨基酸也是泥炭中不能忽视的营养成分，试验发现，泥炭中含有氨基酸的种类可达22种[2]。低位泥炭的氨基酸含量最多，且泥炭中全氮含量与氨基酸的含量成明显的正相关[5]。

方丽婷认为，泥炭可以提高土壤中有机碳的含量，促进土壤腐殖物质各组分之间的转化，增强有机质的稳定性，对于缺有机质的土壤具有很好的改善作用[6]。泥炭中磷钾等元素相对有机质来说含量较少，对于长期使用的农用地，还需补充足够的磷肥和钾肥[7]。

1.3 对土壤中的重金属污染土壤的修复

农田中土壤的重金属污染极为严重，由于其污染的持续时间较长，又不易被其他物质所分解，且其污染的隐蔽性及不可逆性，可以通过食物链传到人体，直接危害到人类健康，因此，土壤重金属污染的修复，多年来一直是研究的重点与热点[8]。泥炭较大的比表面积使得其吸附螯合能力较强，存在的腐殖酸可以增强植物体内氧化酶的活性，又对植物生长具有刺激性作用，使植物生长加速，有效地吸附重金属元素，减轻重金属对植物的损伤[9]，因此是很好的植物土壤改良剂。

近些年来，研究较多的是泥炭与其他无机物质以一定比例混合组合修复，可以最大限度地提高降解土壤中重金属的能力。沈丽萍等通过盆栽试验研究了泥炭与螯合剂（EDTA、柠檬酸）混合使用在土壤中，可以有效提高修复土壤修复Cd元素的能力。具体是通过3个方面来实现的：一方面天然泥炭对根系起保护作用，增强了植物对重金属吸收的抵抗能力，另一方面，由于泥炭中高含量的腐殖酸，降低了Cd元素的活性和Cd元素对植物的损伤，同时，泥炭又增加了土壤肥力，稳定了土壤结构，为土壤微生物活性物质生存提供了更好的场所，也间接地提高了抵御重金属污染的能力。

2 泥炭在肥料应用中的作用

泥炭作为肥料的使用，在世界各国已经有较成熟的技术，目前存在的肥料种类有可分为5种类型：①泥炭商品有机肥；②泥炭有机无机复合肥；③泥炭微量元素复混肥；④泥炭生物活性有机肥；⑤泥炭喷淋肥与冲施肥。前3种因腐殖酸含量较多又称为腐殖酸类肥料。

2.1 泥炭对作物幼苗生长的影响

泥炭肥料因其较为全面的有机、无机物质，可以基本满足作物幼苗生长初期所需要的一些养分，确保幼苗自然的生长，其作为育苗的基质具有以下的优点[10]：①减少病虫害；②使用方便；③省时高效；④改土培肥；⑤高产增收；不同的泥炭使用量对幼苗出苗率和各项生长指标有显著的作用，随着泥炭使用量的增大，植物幼苗的出苗率和各项生长指标会有显著的提高，有利于植株的生长，但当使用量超过一定量之后，会起反作用。需要注意的是，植物幼苗的嫩芽耐酸能力较弱，泥炭中含有的腐殖酸的酸性较强，对嫩芽具有抑制作用，过量使用会降低植物的出苗率，并抑制嫩芽生长。

2.2 泥炭复合肥对作物产量的影响

泥炭对于作物的产量也有很大的影响。高会议[11]选用生物试验的方法，对泥炭与页岩等采用不同比例的混合，盆栽栽种小青菜，发现随着泥炭比例的增大，小青菜的产量也随之提高，当泥炭达到某个量时再增加，小青菜的产量却变低。通过对泥炭和油页岩对比研究，由于理化性质之间的差异，当两者以一定比例混合后，为小青菜生长所需的养分提供一定的互补性，且在泥炭较少的混合基质中加入8%的油页岩能起到较好的增产作用。

2.3 泥炭复合肥对作物质量的影响

近些年来，有少部分企业通过提取泥炭中黄腐酸的养分元素，研制出一种新型液体肥料，其中添加了氮磷钾及植物生长所需的各种微量元素，如：锌、锰、钼、铜、铁、硼等，具备促进作物生根，增强其光合作用，改良土壤，提高作物抗病、抗旱、抗涝、抗寒、抗虫害等优良性能，提升肥料利用率的同时，又有效地改善作物品质，增产效果更明显[12]。

3 泥炭资源在园艺中的应用

泥炭，取得简单易行，在园艺中主要是用来配制营养土、营养钵、苗床土和纤维状、粉状、颗粒状的商品泥炭[13]。在一些发达国家，由泥炭的采集到加工到工业生产，都是在很成熟的科学理论的基础上完成的，且工艺流程等已经很完备，可以生产出具有较高标准的新产品，如生产出的泥炭营养钵、草坪等。国内在泥炭产品生产方面虽起步较晚，但也已形成了简单的规模化生产，广泛的应用于花卉、蔬菜等的栽培中。工艺流程总结起来，由以下环节组成：粉碎、筛选、制浆、干燥、包装，最终形成泥炭营养钵。泥炭营养钵工业化制备过程中，降低成本的同时，将基质配置、酸度调节、养分平衡、防虫剂等一系列复杂繁琐劳动固化在育苗基质中，提高了用户综合的使用效率[14]。泥炭又可生产为泥炭营养土，近些年来多应用于城市绿化建设中、花圃营养土、沙漠绿化、无土栽培、无菌培养等。在城市植物绿化中，对生态化城市建设具有重要的意义[15]。泥炭营养土可以防虫防病，且相对于有土栽培，有占地面积小，不需要经常更换栽培基质、操作简便等优点[16]。

4 泥炭在农业土壤改良应用研发建议

（1）现代农业中，由不平衡施肥及单一化学施肥过多所带来的土壤肥力下降、环境污染及农作物品质下降等问题日趋严重，考虑使用泥炭开发出多元素、多功能、高效低污染的新型肥料。在改良性状理论不断完善的基础上，逐渐改进生产工艺流程，实现泥炭虚拟性肥料国内需求的工业化生产。在改良性状上，具体可以采用生物-化学方法——“生物发酵塔”增强有机质的转化，使得泥炭中C、N元素的比值达到最佳配比。

（2）泥炭及其腐植酸产品也是有益的开发方式。泥炭产品开发可以划分为5种类型——动力燃料型、农业利用型、化学工艺型、医用型、环保型[17]。农业自身的结构及科学化决定，农作物生长所需要的16种营养元素需要复合型肥料才能实现，以实现高产高效、优质的农业发展目标。在适应市场需求的同时，找到适合各个地区不同档次的产品，充分发挥原材料就地加工与经济发达或需求量大地区深加工的协调发展，互补、互利共同开发生产，这也是我国泥炭企业发展的重要方向。

[1]闫玉敏,黄占斌,景生鹏,等.腐植酸在农业生产中的应用[C].第八届全国绿色环保肥料(农药)新技术、新产品交流会论文集2009.

[2]张则有,王荣力,王质安,等.泥炭在农业上的开发技术与应用[J].腐植酸,2001(3)：50-55.

[3]王辉,王全九,邵明安.表层土壤容重对黄土坡面养分随径流迁移的影响[J].水土保持学报 200721(3)：10-18.

[4]Luca Bragazza,Chris Freeman,谷晓楠,等.高有效氮可降低泥炭藓泥炭中的多酚含量[J].腐植酸,2014(5).

[5]黄安香,张彦雄,杨守禄,等.沼泽地低位泥炭土壤和旱地土壤活性有机碳与土壤营养成分的关系[J].安徽林业科技,2017(5).

[6]方丽婷,张一扬,黄崇俊,等.泥炭和褐煤对土壤有机碳和腐殖物质组成的影响[J].土壤通报,2017,48(5)：1149-1153.

[7]李鹏,王益权,喻建波,等.陕西省泥炭油页岩草炭三种有机矿藏资源基本性状及农业利用的可行性分析[J].干旱地区农业研究,2007,25(6)：197-200.

[8]张海燕,刘阳,李娟,等.重金属污染土壤修复技术综述[J].四川环境,2010,29(6)：138-141.

[9]谢佳,徐惠风,王丽兰,等.泥炭净水应用研究[J].安徽农业科学,2013(2)：794-796.

[10]曹基武,杨玉洁,张冬林,等.不同基质对柔毛大叶桂樱幼苗生长的影响[J].中南林业科技大学学报,2011,31(8)：16-21.

[11]高会议,王益权,郭胜利,等.渭北泥炭资源在栽培基质中的应用研究[J].干旱地区农业研究,2009,27(1)：26-32.

[12]刘君阁.氧化泥炭黄腐酸液体肥应用效果的探讨[J].农村实用科技信息,2010(1)：47.

[13]朱玮.泥炭资源在园艺栽培中的应用探讨[J].现代园艺,2014(22)：76-76.

[14]孟宪民,崔保山,周朝华.系列压缩泥炭育苗营养钵及其制备方法,CN 1249132 A[P].2000.

[15]赵红艳,郝亚玲,安玉龙,等.泥炭花卉育苗营养土的性质及其在草花上的应用效果[J].腐植酸,2010(3)：16-19.

[16]张承新,刘美玲.泥炭营养土在水稻育秧上的应用效果[J].现代化农业,2013(12)：22-23.

[17]张则有,赵红艳.新型高效环保肥料产品开发技术与市场分析[C]//全国绿色环保肥料新技术新产品交流会会议交流,2002：1-8.