12例腐植酸肥料低碳化減排效果明顯

全球氣候變暖對人類的生存和發(fā)展提出了嚴峻挑戰(zhàn)，低碳已成為全世界矚目的焦點。腐植酸是天然大分子有機聚合物，官能團多，具有弱酸性、離子交換性、絡合性、氧化還原性、表面活性及生理活性等功能，富有綠色低碳的內涵。在眾多腐植酸產品中，腐植酸肥料發(fā)展最快、產品種類最豐富、應用最廣泛。

腐植酸肥料的節(jié)能減排、低碳作用，在一定意義上應理解為3方面的內容：(1) 腐植酸肥料提高化肥利用率尤其是氮肥利用率，減少氨、硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮、氮氧化物等的排放。腐植酸肥料提高化肥利用率，節(jié)能減排效果毋庸置疑。如果按照化肥利用率平均提高10個百分點來計算，假如全國農業(yè)耕地使用該類肥料，按2013年我國化肥總產量7153.7萬噸(折純量，下同)計算，可減少化肥損失715.37萬噸。若按尿素產量3200萬噸計算，可節(jié)省320萬噸尿素、424.6萬噸標準煤和24.1億千瓦時電，減少排放CO21171.4萬噸。(2) 因施用腐植酸肥料，改善土壤理化性能和微生物活性，減少腐殖質的分解以及CO2和其他氣體的排放。(3) 因施用腐植酸肥料，提高綠色植物產量和呼吸強度，增加CO2的吸收量。因此，腐植酸肥料在儲碳、控碳、節(jié)能減排領域有著廣闊的應用空間。

1 腐植酸肥提高化肥利用率

腐植酸作為大肥料的融合者，能夠融合N、P、K，實現一元融合、二元融合或三元融合，可以達到1＋1＞2的集成效果。腐植酸與氮肥有機結合，形成了速效與緩釋兼具的腐植酸氮肥，減少氮肥損失以及由此造成的氨污染。腐植酸與磷肥結合，能減少磷的固定，提高磷素利用率。同時，腐植酸進入土壤還能活化土壤中已被固定的磷素，增加土壤供磷水平。腐植酸與鉀肥有機結合，形成了腐植酸速效與緩釋兼具的腐植酸鉀肥，甚至腐植酸與鉀離子(K+)結合，較腐植酸與銨離子更牢靠。腐植酸鉀的水溶性很好，不會限制植物的吸收，使肥效更持久。腐植酸提高氮、磷、鉀的利用率，減少化肥用量，對于減少CO2排放作用顯著。

例1：農業(yè)部作物營養(yǎng)與施肥重點實驗室袁亮等研究了等氮量條件下(N 0.1 g/kg干土,以0～30 cm土層干土重量計算)普通尿素(U)和3種增值尿素產品[海藻酸增值尿素(AU)、腐植酸增值尿素(HAU)和谷氨酸增值尿素(GU)]對小麥產量、氮肥利用率和肥料氮在土壤剖面中分布的影響。結果表明：(1) 與U相比，AU、HAU和GU處理均可顯著提高小麥籽粒產量，增加幅度分別為7.12%、13.63%和3.65%；(2) 小麥吸收的氮素中有44.8%～48.0%來自肥料氮，AU、HAU、GU處理的小麥地上部吸收的肥料氮量均顯著高于U處理，分別高出4.83%、7.41%和3.12%；(3) AU、HAU和GU處理的小麥氮肥表觀利用率分別較U處理顯著提高6.38%、15.63%、3.08%，HAU和AU處理的15N利用率分別較U高出3.70%和2.41%，AU、HAU和GU處理的肥料氮的損失率分別比U顯著降低7.64%、9.52%和2.19%。

例2：山西農業(yè)大學資源環(huán)境學院王曰鑫等研究了腐植酸的增氮解磷促鉀作用。結果表明：腐植酸與氮肥有機結合，形成了緩釋氮肥，減少氮肥損失以及由此造成的氮污染，可使氮素利用率提高10%以上。腐植酸與磷肥結合，減少了磷的固定，提高了磷素利用率；腐植酸進入土壤還能活化土壤中原來已被固定的磷素，增加土壤的供磷水平，二者的有機結合可使供磷提高值達6.7～8.3 mg/kg；腐植酸復合磷肥可使作物增產10%以上。腐植酸與鉀肥有機結合也同氮肥一樣，形成了緩釋鉀肥，其水溶性好，不會限制植物的吸收，只會使肥效更持久。

例3：北京市農林科學院植物營養(yǎng)與資源研究所許俊香等研究了普通尿素(U)、腐植酸尿素(UHA)和添加脲酶抑制劑的尿素(U+NBPT)對土壤氨揮發(fā)和玉米生長的影響。結果表明：U、UHA和U+NBPT處理的氨揮發(fā)累積量占施氮總量的比例依次是0.565%、0.375%和0.091%。其中，UHA處理與U相比，降低氨揮發(fā)累積量33.5%，U+NBPT處理與U和UHA相比分別降低氨揮發(fā)總量84.0%和75.9%。施用腐植酸尿素促進了盆栽玉米的生長，與普通尿素相比，玉米棒干物重增加33.9%，吸氮量增加24.0%，氮肥利用率增加7.4%。腐植酸尿素降低了土壤氨揮發(fā)，有效促進了玉米氮素吸收，增加了氮肥利用率。

例4：山西師范大學化工技術研究所郝青等研究了腐植酸復混肥對玉米生物性狀、產量、經濟效益、氮素利用率及土壤肥力的影響。結果表明：隨著腐植酸含量的增加，玉米穗長、穗圍、百粒質量均有不同程度增長；產量、產投比較對照和常規(guī)復混肥處理呈增長趨勢；腐植酸與無機復混肥配施還可顯著增加玉米根、莖稈和籽粒中的氮含量，促進根和莖稈中的氮向籽粒中轉移，氮素利用率較常規(guī)復混肥處理提高11.93%～23.37%。綜合考慮玉米產量和氮素利用率，復混肥中含有20%～25%的腐植酸為玉米的最佳肥料。

2 腐植酸肥料改善土壤理化性能和微生物活性

土壤腐殖質是土壤有機質中最主要的存在形式，一般占比高達80%。腐植酸是土壤腐殖質中最活躍的組分，一般占比高達75%以上。腐植酸是土壤的“活力素”“生命核”，腐植酸肥料能顯著改善土壤理化性質和微生物活性，從而減少CO2和其他有害氣體的排放。

例1：中國農業(yè)科學院農業(yè)資源與農業(yè)區(qū)劃研究所李冉等研究了4種不同產地(內蒙古、新疆、山西、江西)的風化煤腐植酸與氮磷鉀配施對小白菜養(yǎng)分利用及土壤理化性質的影響。結果表明，土壤中除山西腐植酸處理，其他各腐植酸處理均提高了土壤中有效磷和速效鉀的含量，提高幅度分別為44.88%～60.89%和15.04%～24.78%。在旺盛生長期，除內蒙古腐植酸，其余各腐植酸處理均顯著提高了小白菜植株中的氮含量，提高幅度為11.52%～40.45%；各腐植酸處理均顯著提高了土壤中有效磷含量，提高幅度為19.12%～51.24%。

例2：山東農業(yè)大學農學院劉蘭蘭等研究了腐植酸肥料在生姜不同生育時期對土壤微生物量和3種重要酶活性的影響。結果表明：與不施肥處理比較，施用腐植酸使前期的微生物量碳增加、脲酶活性降低，后期的微生物量碳減少、脲酶活性提高；施用腐植酸增加土壤活躍微生物量、提高酸性磷酸酶活性、降低蔗糖酶活性，全生育期平均土壤活躍微生物量和酸性磷酸酶活性分別提高17.34%和11.40%，蔗糖酶活性降低10.57%。與施用等量無機養(yǎng)分處理比較，施用腐植酸復合肥使前期的微生物量碳增加、脲酶活性降低，后期的微生物量碳減少、脲酶活性提高；全生育期平均土壤活躍微生物量、酸性磷酸酶和蔗糖酶活性分別提高18.61%、10.07%和7.61%。

例3：中國農業(yè)科學院農業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所于江等研究了生物腐植酸不同施用量對新疆甘草生物量、其產地土壤腐殖質組分含量和土壤酶活性的影響。試驗結果表明：施用生物腐植酸可以顯著提高甘草生物量(植株高度、單株地上鮮重和產量)、產地土壤腐殖質(可提取腐殖質、富里酸、胡敏酸)各組分含量以及土壤酶(脲酶、堿性磷酸酶和過氧化氫酶)活性，其最佳施用量為450 kg/hm2。種植甘草第3年其植株高度、單株地上鮮重和甘草產量分別達到80.80 cm、137.5 g和18.41 t/hm2，分別比對照提高8.2%、6.9%和29.1%；施用生物腐植酸后190天時，可提取腐殖質碳、富里酸碳和胡敏酸碳含量分別達到 4.15 g/kg、2.16 g/kg和 1.99 g/kg， 比 對照分別提高了21.0%、17.4%和20.1%；土壤脲酶、堿性磷酸酶、過氧化氫酶活性分別比對照提高了57.6%、20.3%和11.9%，差異均達顯著或極顯著水平。因此，施用生物腐植酸對于甘草產量的提高和產地環(huán)境的改善具有明顯的促進作用。

例4：山東農業(yè)大學環(huán)境科學學院鐘世霞等研究了超聲波活化風化煤腐植酸對小白菜吸收重金屬鉛、鎘和土壤酶活性的影響。試驗結果表明：添加超聲波活化風化煤量10 g/kg、20 g/kg、40 g/kg、60 g/kg，均不同程度地降低了土壤中弱酸提取態(tài)、可還原態(tài)和可氧化態(tài)的鉛、鎘，降低了鉛、鎘在土壤中的可移動性。土壤中弱酸提取態(tài)鉛和鎘較對照分別降低了29.8%～41.3%、20.9%～32.6%；可還原態(tài)鉛和鎘較對照分別降低了5.5%～9.3%、25%～31.3%；可氧化態(tài)鉛比對照降低了21.8～22.3%，可氧化態(tài)鎘與對照相比沒有顯著性差異；殘渣態(tài)鉛和鎘均顯著高于對照值，且具有顯著性差異。腐植酸作用下鉛和鎘均提高了土壤酶活性，與對照相比，土壤脲酶活性分別升高了16.3%～61.2%、9.1%～38.2%；土壤蔗糖酶活性分別升高了9.34%～24.7%、27.0%～41.6%；鉛對土壤過氧化氫酶活性無顯著性差異，鎘提高了10.9%～34.4%。

3 腐植酸肥料促進綠色植物產量和葉綠素含量，增強光合作用

腐植酸肥料能顯著提高綠色植物產量，促進植物Mg2+或Fe2+的吸收，使葉綠素含量增加。葉綠素含量增加會導致光合作用加強，并會使干物質積累增加，從而增強了植物吸收CO2的能力，達到減少排放的效果。

例1：新疆農業(yè)科學院土壤肥料與農業(yè)節(jié)水研究所何生麗等研究了腐植酸肥料對洋蔥產量和品質的影響。試驗結果表明：與對照相比，腐植酸肥料可平均增產13.2%，最高達到24.9%。在品質方面，與對照相比，腐植酸肥料可平均提高總糖6.7%，最高可達11.6%，同時降低洋蔥硝酸鹽含量64%～100%。

例2：農業(yè)部新型肥料創(chuàng)制重點開放實驗室林海濤等對煤炭腐植酸尿素的田間應用效果進行了研究。通過在蔬菜、果樹和糧食等作物上進行大量的田間試驗，結果表明：與施用等氮量尿素相比，腐植酸尿素可使冬小麥增產8.1%～13.2%，夏玉米增產9.1%～15.7%，棉花增產6.2%～17.5%，蔬菜增產15.7%～29.7%，果樹增產10.7%～14.2%。

例3：西北農林科技大學園藝學院車俊峰等研究了在葡萄不同生育時期，噴施螯合氨基酸鈣液肥、腐植酸液肥和平衡營養(yǎng)肥3種葉面肥對紅地球葡萄和木納格葡萄葉綠素含量的影響。結果表明：紅地球葡萄噴肥處理葉片葉綠素SPAD值顯著高于對照，增幅為4.03%～14.22%。而木納格葡萄除了噴施平衡營養(yǎng)肥的處理與對照無顯著差異外，噴施螯合氨基酸鈣液肥與腐植酸液肥的處理都顯著高于對照，增幅分別為1.74%和13.57%。因此，噴施不同葉面肥均能增加葡萄植株葉綠素SPAD值，更好地捕獲光能，光合作用增強，提高葡萄植株的養(yǎng)分和干物質，從而提高產量。

例4：內蒙古農業(yè)大學劉偉等研究了拔節(jié)期水分脅迫后，腐植酸水溶肥料對小麥光合速率、蒸騰速率、葉綠素含量、氣孔導度等的影響。結果表明：在不同水分脅迫下，腐植酸水溶肥料均有效地改善了小麥光合特性。全生育期，正常供水、適度控水和中度脅迫下，與對照相比，噴施腐植酸水溶肥料，小麥平均光合速率分別增加37.55%、27.53%、21.90%；蒸騰速率分別減少28.95%、35.17%、25.81%；葉綠素含量分別增加38.01%、28.78%、24.61%；氣孔導度分別降低47.18%、21.50% 和37.42%，均達到顯著差異水平。說明正常供水條件下，腐植酸水溶肥料顯著增加小麥光合速率、葉綠素含量，降低小麥蒸騰速率和氣孔導度。

綜上，腐植酸及其肥料產品因其天然、環(huán)保、安全、高效的特性，于土壤親和，于環(huán)境友好，與食品安全，在生態(tài)農業(yè)、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮著不可替代的作用，已被業(yè)界廣泛認可。希望全行業(yè)積極行動起來，積極參與到綠色低碳活動之中，讓腐植酸及其肥料產品最大限度地發(fā)揮其功用，全面推動我國腐植酸肥料低碳化減排取得重要成果，為構建土壤可持續(xù)生產做出貢獻！