關(guān)于六項(xiàng)腐植酸概念和術(shù)語的探討

關(guān)于六項(xiàng)腐植酸概念和術(shù)語的探討

[編者按]當(dāng)前，腐植酸行業(yè)存在概念多元化、詞語不統(tǒng)一、宣傳品各說己見等問題，造成了學(xué)術(shù)界和市場混亂，給行業(yè)和國家管理帶來了很多困難，也給腐植酸產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展造成了負(fù)面影響。對此，必須科學(xué)地規(guī)范行業(yè)用語?，F(xiàn)就行業(yè)內(nèi)存在爭議較大的六項(xiàng)概念和術(shù)語，即“腐植酸名稱”“腐植酸原料”“腐植酸有機(jī)質(zhì)”“煤炭腐植酸”“生物腐植酸”“腐植酸有機(jī)碳肥”等進(jìn)行了歸納，請大家共同探討。

1 腐植酸名稱

關(guān)于腐植酸和黃腐酸的基本概念，且看如下兩種觀點(diǎn)。

觀點(diǎn)一：“腐植酸”包含“黃腐酸”。

自1953年腐植酸由前蘇聯(lián)傳入我國起，“腐植酸是由黃腐酸、棕腐酸、黑腐酸組成的”這一概念一直作為腐植酸行業(yè)的首要術(shù)語，用于行業(yè)的科研、教學(xué)、生產(chǎn)和經(jīng)營活動中，指導(dǎo)著腐植酸行業(yè)的發(fā)展。在上世紀(jì)末國際腐殖質(zhì)學(xué)會（IHSS)制定的“腐植酸的綜合分離提純方法”和舊國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 5073-1985《褐煤和柴煤中腐植酸的測定》中，將腐植酸和黃腐酸劃分為并列的兩個段分。1999年，國際腐殖質(zhì)學(xué)會更新發(fā)布了ISO 5073-1999《褐煤腐植酸測定方法》（目前又新發(fā)布ISO 5073-2013版本)，對上述腐植酸的定義作了重大修改，即規(guī)定腐植酸是用堿液（或焦磷酸鈉堿液)抽提出來的“一組分子量相對較高、組成十分復(fù)雜的有機(jī)縮合多羧酸無定型混合物”。這就是說，腐植酸中囊括了黃腐酸、棕腐酸和黑腐酸，其分離流程為：

按ISO 5073-1999的這一定義，腐植酸就是我國一貫通稱的所謂“腐植酸總量”（棕+黑+黃之和)，黃腐酸是腐植酸中的一個組分，而不能與腐植酸并列；焦磷酸鈉堿液和氫氧化鈉溶液抽提來的腐植酸分別被稱作總腐植酸和游離腐植酸。國際標(biāo)準(zhǔn)對腐植酸定義的這一重大修改，使經(jīng)典的腐植物質(zhì)概念更具科學(xué)性和實(shí)用性，也與我國多年來實(shí)際采用的概念（如GB11957-2001)是完全一致的，而且更貼近我國腐植酸生產(chǎn)應(yīng)用實(shí)際及檢測標(biāo)準(zhǔn)。因此，倡導(dǎo)接受ISO 5073-1999的這一定義，“腐植酸”中包含“黃腐酸”。

觀點(diǎn)二：“腐植酸”與“黃腐酸”并列。

1786年，德國的Achard首次從泥炭中用堿提取出了腐植酸，此時人類還沒有發(fā)現(xiàn)黃腐酸。19世紀(jì)貝捷利亞從Achard稱之為腐植酸中發(fā)現(xiàn)既溶于堿液又溶于酸和水的黃腐酸。也就是說將黃腐酸作為腐植酸的組分是18～19世紀(jì)人類沒發(fā)現(xiàn)黃腐酸或發(fā)現(xiàn)黃腐酸初期時的概念。直到1919年，奧登將腐植酸和黃腐酸并列分類為兩種有機(jī)酸，之后被國際上絕大數(shù)國家科學(xué)家認(rèn)可。因此，國際土壤學(xué)會、國際腐殖質(zhì)學(xué)會也都定義腐殖質(zhì)中含有腐植酸（胡敏酸)、黃腐酸（富里酸)和腐黑物（胡敏素)三個組分，中國農(nóng)業(yè)百科全書土壤卷也是這樣定義的。因?yàn)辄S腐酸在分子量、溶解性、抗絮凝性、生物活性及結(jié)構(gòu)特征等方面與腐植酸的顯著差異，所以倡導(dǎo)腐植酸與黃腐酸并列分類。

2 腐植酸原料

關(guān)于腐植酸原料（包括褐煤、風(fēng)化煤、泥煤等)活化問題，大致有三種觀點(diǎn)。

觀點(diǎn)一：腐植酸原料無需活化。

我國煤炭腐植酸資源（包括褐煤、風(fēng)化煤、泥煤等)中游離腐植酸含量最高可達(dá)70%，將其直接添加到肥料生產(chǎn)或投入到土壤中，就可以達(dá)到改良土壤和增效化肥的效果，無需對原料進(jìn)行活化處理，這不僅簡化了生產(chǎn)流程，節(jié)省了設(shè)備投入，又節(jié)約成本，還提高肥效。

觀點(diǎn)二：腐植酸原料活化處理后使用效果更好。

我國風(fēng)化煤和褐煤、泥炭中總腐植酸含量較高，但多數(shù)被鈣鎂離子固定，即使是游離腐植酸，能被作物直接吸收利用的水溶性成份普遍含量很低，生產(chǎn)腐植酸肥料時，這些原料經(jīng)過活化處理后，活性更強(qiáng)，水溶性更好，這符合水肥一體化、抗旱節(jié)水等國家政策。

觀點(diǎn)三：工業(yè)生產(chǎn)用腐植酸原料必須規(guī)范。

因煤炭腐植酸資源（包括褐煤、風(fēng)化煤、泥煤等)不可再生，且不同來源的腐植酸原料在性質(zhì)上存在較大差別，如果不加區(qū)別地直接添加原料，導(dǎo)致質(zhì)量不可控，地域環(huán)境破壞嚴(yán)重，標(biāo)準(zhǔn)化難以提高，既不利于規(guī)范化、規(guī)?；蛢?yōu)質(zhì)化生產(chǎn)，也不利于資源的綜合利用。因此，必須對投入生產(chǎn)的腐植酸原料規(guī)范化，制定相應(yīng)的分類指標(biāo)和檢測方法。

3 腐植酸有機(jī)質(zhì)

如何認(rèn)識傳統(tǒng)有機(jī)質(zhì)和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的有機(jī)質(zhì)，包括工業(yè)和城市生活副產(chǎn)物，已經(jīng)成為大家關(guān)注的焦點(diǎn)。

凡是有機(jī)質(zhì)不一定是腐植酸，凡是腐植酸一定是最好的有機(jī)質(zhì)。

NY 525-2012中明確提出有機(jī)肥料的定義：“主要來源于植物和（或)動物、經(jīng)發(fā)酵腐熟的含碳有機(jī)物料”。人工加入土壤中的有機(jī)物質(zhì)（有機(jī)肥、腐植物質(zhì))，必須與土壤中自然形成的有機(jī)質(zhì)的組分相近。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式發(fā)生的根本性轉(zhuǎn)變，如人畜糞便、秸稈、動物殘體等傳統(tǒng)有機(jī)物已經(jīng)失去了“天然本色”。以畜禽糞便為例，過去豬、雞、牛、羊吃的全是天然“食品”?，F(xiàn)在，生產(chǎn)傳統(tǒng)有機(jī)肥的特質(zhì)已不復(fù)存在。隨著含高銅、高鋅、高砷等飼料添加劑的廣泛使用，加之畜禽對微量元素的低利用率，導(dǎo)致畜禽糞便的重金屬含量超標(biāo)，還有一些激素、放射性物質(zhì)及其他有機(jī)污染物含量超標(biāo)。而未經(jīng)人為干擾的煤炭腐植酸資源是相對安全和綠色環(huán)保的，活化后的腐植酸有機(jī)質(zhì)更利于生產(chǎn)應(yīng)用。

4 煤炭腐植酸

目前，行業(yè)內(nèi)繼“煤炭腐植酸”之后，“有機(jī)礦物源腐植酸”提了出來，其分歧點(diǎn)主要在油母頁巖資源是否含有腐植酸。且看如下兩種觀點(diǎn)。

觀點(diǎn)一：“有機(jī)礦物源腐植酸”。

風(fēng)化煤、褐煤和泥炭屬于“煤炭腐植酸”，還有不屬于煤炭的油母頁巖產(chǎn)生腐植酸，為了避免與無機(jī)礦物混淆，故提出“有機(jī)礦物源腐植酸”的概念，簡稱“礦物源腐植酸”，這一命名把所謂油母頁巖含有腐植酸作為原料擴(kuò)充了進(jìn)來。

觀點(diǎn)二：“煤炭腐植酸”。

我國腐植酸原料主要包括風(fēng)化煤、褐煤和泥炭，雖然目前泥炭不屬于煤炭范圍，但是一直以來腐植酸行業(yè)談到“煤炭腐植酸”即是指褐煤、風(fēng)化煤、泥炭腐植酸，這一點(diǎn)在業(yè)界已達(dá)成長期的共識。油母頁巖中一般只有10%～30%的有機(jī)物質(zhì)，其余都是無機(jī)礦物質(zhì)，這10%～30%的有機(jī)物，實(shí)際上全是浮游生物轉(zhuǎn)化來的石油（脂肪族烴類)。至今，還沒有看到關(guān)于油母頁巖中含有腐植酸的報道，國內(nèi)外也沒有開展過油母頁巖含有腐植酸的基礎(chǔ)研究，為何一下子就能進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)化？因此，堅持采用原來的“煤炭腐植酸”名稱是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹?/p>

5 生物腐植酸

生物腐植酸來自可再生資源。生物腐植酸是以工農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物為原料，通過生物發(fā)酵工藝而獲得的由芳香族、脂肪族及其多種功能團(tuán)組成的無定形的高分子有機(jī)弱酸混合物。制取生物腐植酸必須符合以下五個條件：（1) 必須具有一定量的木質(zhì)素含量；（2) 必須具備優(yōu)勢菌種朝向定向菌種；（3) 發(fā)酵工藝或化學(xué)提取方法必須科學(xué)；（4) 必須可檢測；（5) 必須環(huán)保安全。要確保原料（如秸稈、畜禽糞便、工農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品、工農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物等)的安全性，防止通過原料將重金屬、微生物等污染源帶到生物腐植酸之中。

近來有人利用“腐植酸”和“黃腐酸”命名混亂以及檢測手段缺失的現(xiàn)狀，將不經(jīng)過任何生化處理的水溶木質(zhì)素衍生物、糖蜜及其廢液、味精廢液等的烘干物冒充生物黃腐酸。這類所謂的“生物黃腐酸”的抗硬水絮凝性明顯優(yōu)于煤炭黃腐酸，對作物也有一定的促長效應(yīng)，而且價格極其低廉，在農(nóng)業(yè)市場上暢行無阻。在此，提醒消費(fèi)者加以甄別。

6 腐植酸有機(jī)碳肥

關(guān)于有機(jī)碳營養(yǎng)的研究越來越多，腐植酸是高端有機(jī)碳營養(yǎng)之說亦成為行業(yè)內(nèi)爭論的一個焦點(diǎn)。且看如下兩種觀點(diǎn)。

觀點(diǎn)一：腐植酸是高端有機(jī)碳營養(yǎng)。

植物碳營養(yǎng)如果僅靠大氣CO2的自然補(bǔ)充，僅為其需求量的1/5，將使植物長期處于碳饑餓狀態(tài)。植物根系則可以直接吸收利用碳營養(yǎng)。有機(jī)碳肥可大致分為3類：（1) 按化學(xué)類型分：有機(jī)酸類，如乙酸、丙酸；糖類，如單糖、雙糖、多糖；醇類，如乙醇、丙醇以及醛類等。（2) 按存在狀態(tài)分：固體、液體、氣體（CO2)。（3) 按結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度分：簡單有機(jī)碳營養(yǎng)，如單糖、乙酸、氨基酸等；結(jié)構(gòu)復(fù)雜的有機(jī)碳營養(yǎng)，如腐植酸、多糖、多肽等。在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的有機(jī)碳營養(yǎng)中，腐植酸是其高端產(chǎn)品，可謂有機(jī)碳肥金字塔尖上的明珠。腐植酸的許多促長、抗逆功能與有機(jī)碳營養(yǎng)的高端部分有密切關(guān)系。

觀點(diǎn)二：腐植酸不是“有機(jī)碳營養(yǎng)”。

（1) 空氣和水是植物碳營養(yǎng)的主要來源。碳、氫、氧（總量占新鮮植物組織的90%以上)是植物的主要大量營養(yǎng)元素，但不是肥料，它們是由空氣和水來提供的，一般不需要從土壤中補(bǔ)充。這是傳統(tǒng)的植物生理學(xué)和肥料學(xué)的基本常識，至今未見有新的研究報道。（2) 植物從根部吸收碳營養(yǎng)很少。不可否認(rèn)，植物也從根部吸收少量低分子的碳營養(yǎng)，包括碳水化合物和水溶腐植酸，但數(shù)量微乎其微。相對于畝產(chǎn)約兩萬千克的作物（包括根系、秸稈、籽實(shí))來說，其中約有1萬千克的有機(jī)碳的植物組織，而腐植酸只能補(bǔ)充其碳需求量的0.05%～0.1%（即5～10 kg)。這一點(diǎn)點(diǎn)碳對于上萬千克的植物碳需求來說，可謂杯水車薪。（3) 腐植酸的功能和作用源自化學(xué)和生物活性。腐植酸是以芳香族結(jié)構(gòu)為核心、以含氧官能團(tuán)（主要是羧基、酚羥基、醇羥基、甲氧基、醌基等)為關(guān)鍵作用點(diǎn)位的生物活性物質(zhì)，而不是“有機(jī)碳營養(yǎng)”。正是腐植酸的化學(xué)活性（吸附、離子交換、配位等)，使N、P、K和微量元素吸收量和利用率提高；正是腐植酸的生物活性，促使植物提高抗逆性、改善品質(zhì)、促進(jìn)生長、減少污染，提供了食品安全保障。抹殺腐植酸的分子結(jié)構(gòu)特征和官能團(tuán)的作用，僅僅把腐植酸當(dāng)作碳肥，實(shí)際是舍本求末。幾十年來大量研究試驗(yàn)所證明的腐植酸（包括水溶性的低分子腐植酸—黃腐酸)的顯著功能，是化學(xué)活性與生理活性的貢獻(xiàn)，而不是有機(jī)碳營養(yǎng)的貢獻(xiàn)。

綜上，我們認(rèn)為，腐植酸不能亂。一是腐植酸行業(yè)弱小，經(jīng)不起折騰；二是原有基礎(chǔ)研究至今未有顛覆性的研究成果；三是新概念和術(shù)語缺少共識；四是腐植酸研究需要集結(jié)各方智慧，理當(dāng)融合各方的研究成果，形成科學(xué)的統(tǒng)一認(rèn)識為好。因此，在傳承和創(chuàng)新中，以“腐植酸包含黃腐酸”“腐植酸原料活化制取”“腐植酸是最好的有機(jī)質(zhì)不應(yīng)被排斥”“煤炭腐植酸名稱不可更改”“生物腐植酸必須可檢測”“腐植酸有機(jī)碳肥概念提出宜慎重”等基本觀點(diǎn)為要。期待大家判明是非，力爭用最短的時間撥亂反正，正本清源，以保障我國腐植酸事業(yè)的健康發(fā)展。

(中腐協(xié)技術(shù)部 供稿)