腐植酸營養(yǎng)效素與化肥深度融合-曾憲成

1中國腐植酸工業(yè)協(xié)會曾憲成2019年5月24日·新鄉(xiāng)腐植酸營養(yǎng)效素與化肥深度融合1提綱

前言

腐植酸營養(yǎng)效素應(yīng)運(yùn)而生化肥工業(yè)深度轉(zhuǎn)型“腐植酸+化肥”一等一的佳配

結(jié)語2前言

習(xí)近平總書記指出，“綠色是大自然的底色”。大地懷揣著綠色，農(nóng)業(yè)是綠色的化身，肥料是農(nóng)業(yè)綠色化不可替代的動能。好肥料是土壤文明的底色，是好農(nóng)業(yè)的底色，更是高青綠的底色。腐植酸肥料，也稱黑金肥料、黑珍珠肥料、底色肥料，乃是肥料之王。3

近5年來，國家一系列環(huán)境政策，直指腐植酸環(huán)境友好肥料。腐植酸肥料的發(fā)展勢頭越來越好，發(fā)展動力越來越強(qiáng)，發(fā)展前景越來越廣闊。建立“腐植酸營養(yǎng)效素供給產(chǎn)業(yè)體系”成為促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然要求。未來，腐植酸肥料必然占居半壁江山，更重要的是碳匯農(nóng)業(yè)的核心肥料。

*前言2015年2017年2018年2019年原農(nóng)業(yè)部印發(fā)《開展果菜茶有機(jī)肥替代化肥行動方案》中共中央國務(wù)院《關(guān)于全面加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)堅(jiān)決打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)的意見》中共中央國務(wù)院《關(guān)于堅(jiān)持農(nóng)業(yè)農(nóng)村優(yōu)先發(fā)展做好“三農(nóng)”工作的若干意見》，要求“實(shí)現(xiàn)化肥使用量負(fù)增長”原農(nóng)業(yè)部《到2020年化肥使用量零增長行動方案》工信部《關(guān)于推進(jìn)化肥行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的指導(dǎo)意見》前言51.1產(chǎn)生背景腐植酸肥料經(jīng)過40多年產(chǎn)業(yè)實(shí)踐積累，興起了一大批腐植酸企業(yè)，新疆雙龍、山西美邦、內(nèi)蒙古永業(yè)、山東農(nóng)大肥業(yè)、山西廣宇通、新疆黑金、金正大等，他們自覺地將腐植酸基礎(chǔ)產(chǎn)品與化肥相融合。如今，隨著化肥工業(yè)轉(zhuǎn)型，促使了“腐植酸+化肥”的融合度越來越高。2018年7月3日，協(xié)會針對山東農(nóng)大肥業(yè)有限責(zé)任公司提交的“腐植酸土肥技術(shù)供給體系”項(xiàng)目評審材料，組織業(yè)內(nèi)權(quán)威專家進(jìn)行了評審。我于2018年7月20日提出了“腐植酸營養(yǎng)效素”的概念。

1腐植酸營養(yǎng)效素應(yīng)運(yùn)而生61.2基本概念利用富含腐植酸的風(fēng)化煤、褐煤為原料，通過生物降解、化學(xué)活化或提取等工藝技術(shù)手段，制成的腐植酸營養(yǎng)效素產(chǎn)品，包括粉劑、顆粒、片劑、水劑、膏劑等類型，形成了內(nèi)外兼具的兩大技術(shù)服務(wù)供給體系。該體系根據(jù)“兩機(jī)互補(bǔ)”原則，一方面可與無機(jī)化學(xué)養(yǎng)分材料結(jié)合，自主生產(chǎn)有思想的腐植酸肥料，引領(lǐng)“肥料工業(yè)4.0”時代新方向；另一方面向全國和世界肥料生產(chǎn)企業(yè)提供腐植酸營養(yǎng)效素，生產(chǎn)各類腐植酸環(huán)境友好肥料，促進(jìn)土壤本源性肥料與氣候農(nóng)業(yè)大發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)碳匯農(nóng)業(yè)發(fā)展做出新貢獻(xiàn)。

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1.3理論依據(jù)

該體系以“腐植酸有機(jī)—無機(jī)營養(yǎng)供給理論”為指導(dǎo)，即針對土壤性狀和作物需求，通過工業(yè)化提取的土壤本源性物質(zhì)腐植酸，融合大(N、P、K)中(Ca、Mg、S)微(B、Mn、Cu、Zn、Mo、Fe)營養(yǎng)元素及有益元素(Si、Se、Na等)，形成有機(jī)無機(jī)態(tài)營養(yǎng)復(fù)合體，以滿足農(nóng)作物健康產(chǎn)出、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)生產(chǎn)為目的。

“腐植酸有機(jī)—無機(jī)營養(yǎng)供給理論”的8項(xiàng)科學(xué)依據(jù)如下。

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(1)以構(gòu)建“土肥關(guān)系和諧”為前提(生態(tài)文明)。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)離不開土，也離不開肥，“土肥和諧”是關(guān)鍵。而構(gòu)建“土肥和諧”的著力點(diǎn)應(yīng)是以滿足土壤當(dāng)前需求且利于其可持續(xù)生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)肥料的投入。

(2)以反哺(工業(yè)化利用)“土壤本源性物質(zhì)”為要義(本質(zhì)屬性)。

“化肥零增長”需要“減肥增效”的好肥料。什么樣的肥料是好肥料？“提質(zhì)增效化肥+土壤同根同源”二者兼而有之為要。工業(yè)利用腐植酸肥料反哺土壤，與土好，與肥好，與環(huán)境友好，可持續(xù)發(fā)展。

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(3)以融合“有機(jī)無機(jī)營養(yǎng)復(fù)合體”為創(chuàng)新點(diǎn)(1+1>2)。

對植物營養(yǎng)而言，有機(jī)、無機(jī)營養(yǎng)二者不可或缺。無機(jī)物相對安全，有機(jī)物必須嚴(yán)格把關(guān)。必須確保與無機(jī)物相結(jié)合的有機(jī)物是安全的、穩(wěn)定的、且與土壤相融的。

(4)以確?！梆B(yǎng)分均衡”為原則(木桶理論)。

養(yǎng)分(大中微量元素及有益元素等)是植物健康生長的前提和關(guān)鍵，其供給必須根據(jù)植物的需求均衡配比。多了，發(fā)生抑制或拮抗；少了，不能滿足需求。量長補(bǔ)短，平衡供給是關(guān)鍵。

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(5)以生產(chǎn)“綠色化”為出發(fā)點(diǎn)(5R理論)。

肥料的投入應(yīng)依據(jù)土壤和作物的需求，遵循以下5項(xiàng)原則而行：適時(Righttime)、適質(zhì)(Rightquality)、適量(Rightquantity)、適價(Rightprice)、適地(Rightplace)。

(6)以量化“投入產(chǎn)出比高”為增長點(diǎn)(經(jīng)濟(jì)實(shí)惠)。

種植業(yè)是農(nóng)民的一個主要收入來源。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)投入產(chǎn)出比直接影響農(nóng)民生產(chǎn)積極性。腐植酸肥料投入產(chǎn)出比高，可增加農(nóng)民收入，激發(fā)農(nóng)民種田積極性，也是解決農(nóng)村貧困人口脫貧的一個有效著力點(diǎn)。

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(7)以實(shí)施“標(biāo)準(zhǔn)化”為準(zhǔn)繩(一把尺子)。

向“土壤系統(tǒng)”投放物質(zhì)，應(yīng)該拉一條紅線，哪些物質(zhì)能投，哪些物質(zhì)不能投，哪些物質(zhì)必須“優(yōu)化”達(dá)標(biāo)后才能投。只有這樣才能保障“土壤血統(tǒng)”的長治久安。

(8)以促進(jìn)“可持續(xù)生產(chǎn)”為目的(永續(xù)發(fā)展)。

農(nóng)業(yè)資源的良性循環(huán)和生態(tài)環(huán)境的有效保護(hù)是促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。對種植業(yè)而言，土壤可持續(xù)利用、肥料可持續(xù)投入、資源環(huán)境持續(xù)向好，才能置農(nóng)業(yè)發(fā)展于可持續(xù)之中。

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1腐植酸營養(yǎng)效素應(yīng)運(yùn)而生1.4骨干產(chǎn)品

包括粉劑、顆粒、片劑、水劑、膏劑等類型。該產(chǎn)品系列包括鹽基腐植酸、黃腐酸，硝基腐植酸、黃腐酸，以及腐植酸氮、腐植酸磷、腐植酸鉀，腐植酸鈣、鎂、硫，腐植酸鋅、硼、鐵、鉬、錳、銅，腐植酸硅、腐植酸硒、腐植酸鉻，腐植酸可降解地膜、腐植酸生物刺激素、腐植酸肥料等衍生產(chǎn)品，形成內(nèi)外兼具的兩大產(chǎn)品技術(shù)服務(wù)供給體系，即農(nóng)用腐植酸營養(yǎng)效素經(jīng)典產(chǎn)品大全。13

1腐植酸營養(yǎng)效素應(yīng)運(yùn)而生

對土壤碳庫和肥力而言，腐植酸是土壤中最大的“儲碳庫”和衡量土壤肥力的“金標(biāo)準(zhǔn)”；對作物養(yǎng)分外供而言，化肥是植物養(yǎng)分外供最大的“給養(yǎng)庫”，腐植酸與化肥結(jié)合，使得“腐植酸有機(jī)-無機(jī)營養(yǎng)供給理論”更有說服力。據(jù)此，建立“工業(yè)級農(nóng)用腐植酸營養(yǎng)效素”產(chǎn)業(yè)體是大勢所趨。

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2化肥工業(yè)深度轉(zhuǎn)型歷經(jīng)45年，腐植酸又一次成為了國家肥料轉(zhuǎn)型的重點(diǎn)類型。151974年11月16日，國務(wù)院轉(zhuǎn)發(fā)燃化部、農(nóng)林部關(guān)于積極試驗(yàn)、推廣和發(fā)展腐植酸類肥料報(bào)告的通知（國發(fā)〔1974〕110號）。2015年7月29日，工業(yè)和信息化部發(fā)布關(guān)于推進(jìn)化肥行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的指導(dǎo)意見（工信部原〔2015〕251號）。2019年3月13日，工業(yè)和信息化部將腐植酸尿素正式納入產(chǎn)業(yè)運(yùn)行報(bào)告。

化肥工業(yè)深度轉(zhuǎn)型，氮磷鉀遭受轉(zhuǎn)型陣痛，氮肥行業(yè)尤為明顯。

2015年，89家氮肥企業(yè)退市。2016年國內(nèi)尿素跌至1100元/噸。2017年，規(guī)模以上氮肥企業(yè)253家，其中虧損企業(yè)96家，同比減少48家，行業(yè)虧損面為37.9%。2018年，規(guī)模以上氮肥企業(yè)同比減少52家，氮肥產(chǎn)量同比下降1.6%。16

2化肥工業(yè)深度轉(zhuǎn)型

腐植酸肥料發(fā)展勢頭越來越好！以腐植酸增值肥料為例，四年產(chǎn)量增長了兩倍。

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2化肥工業(yè)深度轉(zhuǎn)型

可見，化肥減量、腐植酸肥料增量的比較效應(yīng)十分明顯。未來，讓腐植酸+大中微量元素及有益元素，在促進(jìn)化肥深度轉(zhuǎn)型，提高化肥利用效率、確保肥料安全性、保障糧食品質(zhì)生產(chǎn)等方面將產(chǎn)生重要影響。18

2化肥工業(yè)深度轉(zhuǎn)型3.1腐植酸與化肥結(jié)合條件優(yōu)越

腐植酸是一類大分子有機(jī)弱酸聚合物，含有豐富的活性基團(tuán)、分子量范圍大，可擇其結(jié)合條件，定向開發(fā)多種功能性肥料及其衍生產(chǎn)品，研發(fā)空間廣闊。

(1)活性基團(tuán)豐富。腐植酸含有多種官能團(tuán)，如酚羥基、醇羥基、羰基、甲氧基、醌基等，這些活性基團(tuán)決定了腐植酸的酸性、親水性、離子交換性、絡(luò)合能力及較高的吸附能力等，使其具有很強(qiáng)的化學(xué)活性和生理活性。

3“腐植酸+化肥”一等一佳配19

(2)分子量范圍大。腐植酸主要由小分子黃腐酸(102～103)、中大分子棕腐酸(103～104)和高分子黑腐酸(104～106)三個組分構(gòu)成，分子量從幾百到幾百萬，變化范圍巨大。

（3）腐植酸與三大養(yǎng)分集成。

①腐植酸與氮肥：二者有機(jī)結(jié)合可以減少氮肥損失，抑制硝化，抑制土壤脲酶活性，減緩尿素的分解與揮發(fā)，從而提高氮肥利用率可以減少氮肥損失，提高氮肥利用率。20

3“腐植酸+化肥”一等一佳配

②腐植酸與磷肥：具有活化磷的作用，使難溶性磷轉(zhuǎn)化為枸溶性磷，使水溶性磷也轉(zhuǎn)化為不易固定的可溶性磷，從而大大提高磷肥當(dāng)季的利用率。③腐植酸與鉀肥：具有活化鉀的功能，腐植酸增加了土壤陽離子代換能力，改善了土壤膠體性質(zhì)，從而促進(jìn)了作物對鉀的吸收。

④腐植酸與中微量元素及有益元素：通過螯合、絡(luò)合活化微量元素和有益元素，使其從不可利用態(tài)變?yōu)榭衫脩B(tài)，讓土壤中的中微量元素、有益元素有效化利用。21

3“腐植酸+化肥”一等一佳配

腐植酸與化肥結(jié)合：一方面，腐植酸可融合多種元素，包括大量元素、中量元素、微量元素和特種元素(見圖1)。另一方面，可進(jìn)行多元融合，包括一元融合、二元融合或三元融合，實(shí)現(xiàn)1＋1＞2、1+1+1＞3的集成效果(見圖2)。22

3“腐植酸+化肥”一等一佳配23磷鉀氮鎂硫等鈣銅、錳硼、鉬鐵、鋅鉻硅等硒大量元素中量元素微量元素特種元素融合元素腐植酸集合效應(yīng)

3“腐植酸+化肥”一等一佳配圖1腐植酸集合效應(yīng)——融合元素24

3“腐植酸+化肥”一等一佳配腐植酸復(fù)合肥等腐植酸摻混肥腐植酸有機(jī)肥腐植酸磷鉀肥腐植酸磷銨肥等腐植酸鈣鎂肥腐植酸氮肥腐植酸鉀肥等腐植酸磷肥多元融合腐植酸集合效應(yīng)一元融合二元融合三元融合圖2腐植酸集合效應(yīng)——多元融合

綜上，根據(jù)我國不同地區(qū)、不同土壤、不同作物、不同耕作方式等特點(diǎn)，充分利用不同來源腐植酸的組分、結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)“腐植酸+化肥”專一化、差異化、多元化產(chǎn)品開發(fā)。25

3“腐植酸+化肥”一等一佳配

3.2

“腐植酸+化肥”綠色農(nóng)資技術(shù)（產(chǎn)品）供給體系目前，經(jīng)過全行業(yè)的共同努力，已經(jīng)構(gòu)建了“腐植酸+化肥”綠色農(nóng)資技術(shù)（產(chǎn)品）供給體系，見圖3～5。26

3“腐植酸+化肥”一等一佳配27圖3腐植酸綠色肥料產(chǎn)品體系28

3“腐植酸+化肥”一等一佳配圖4腐植酸土壤環(huán)境治理產(chǎn)品體系

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3“腐植酸+化肥”一等一佳配圖5腐植酸綠色農(nóng)業(yè)產(chǎn)品體系

303.3建立“腐植酸+化肥”技術(shù)（產(chǎn)品）標(biāo)準(zhǔn)化體系

3“腐植酸+化肥”一等一佳配腐植酸肥料標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)（5項(xiàng)）企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（若干）國家標(biāo)準(zhǔn)（7項(xiàng)）部頒標(biāo)準(zhǔn)（16項(xiàng)）

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3“腐植酸+化肥”一等一佳配

目前，腐植酸+化肥，理論越來越成熟，技術(shù)+產(chǎn)品+標(biāo)準(zhǔn)越來越豐富。以“兩個營養(yǎng)庫”為準(zhǔn)繩，充分利用腐植酸營養(yǎng)效素供給體系，通過開展腐植酸肥料田間深情對話，獲得了腐植酸、腐植酸肥料在提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力中的綠色化成果（表2）。36

3“腐植酸+化肥”一等一佳配37關(guān)鍵作用主要效果優(yōu)良作用/表現(xiàn)五大作用改良土壤中低產(chǎn)田、沙漠化、鹽堿土等。增效化肥氮肥、磷肥、鉀肥的當(dāng)季利用率分別為25％～35％、10％～25％、30％～50％；而相應(yīng)的腐植