腐植酸应用技术论坛[31]：农业应用历史回顾
成绍鑫 2011-03-10 12:17:11
腐植酸类物质首先是从土壤中发现的，在200多年漫长的研究过程中，也是以土壤HS和H A为主要对象，即使后来逐步扩展到煤炭HA和其他来源HA，最终仍把注意力几乎都集中到土壤乃至整个农业领域的应用。今天，土壤肥料学和农学界都一致把HA看作是土壤肥力的基础，植物营养的“储库”，植物生长的活力剂，人类已从对天然土壤HA的认识、保护向主动合理施用HA类制剂的方向过渡，并且取得了大量应用数据和实践经验。国内外许多农学家对HA在农业中的作用进行过总结，如Vaughan等[1] 和Chen
等[2]总结认为，HA是通过直接作用和间接作用两种途径对植物发挥作用的。所谓直接作用是指HA被植物吸收到体内，刺激酶活性，促进根系发育和吸收性能，并对维生素、淀粉、氨基酸、核酸、蛋白质等的合成及代谢发挥作用，从而提高植物健康水平和抗逆能力；所谓间接作用就是提高土壤肥力，通过改善土壤性质来改善水肥条件，或通过络合增溶性来提高养分有效性，促进植物生长发育。我国农学家在多年生物试验和大田示范基础上，言简意劾地总结出H A在农业生产中具有“改良土壤、增进肥效、刺激生长、促进抗逆、改善品质”五大作用[3,4]，与国外的论断遥相呼应。近年来，风靡全球的绿农业革命和关注食品安全的呼声再次推动HA 的应用，并对HA功能的认识提高到构筑食品源头安全的高度[5]。正如国际肥料协会（IFA）指出的：从生态系统讲，HA介生于食物链，能够“让土壤更肥沃，让人们生活更美好（enriching soil, enriching
lives）”[5,5a]。这就把HA的应用与人类的健康紧密联系在一起。站在今天的高度来看，农业中使用HA不仅仅是为了提高作物产量，使人“吃饱”，而且更为了提高食品营养,
减少污染，让人“吃好”，“吃得安全”。事实证明，HA完全可以在构筑食品生产源头（包括土、水、肥、药、种等）安全体系中发挥积极作用。本章将以HA在农业生态和食品安全中的功能为主线，叙述HA在土壤、肥料、植物生理、农药等方面的作用。为加深对问题的理解，我们有必要先回顾一下历史。[3,6~8]
人类自发利用腐有机质作肥料的历史至少有三千多年，但自从发现HA与磷酸盐增效的作用伊始,
才算真正揭开了自觉利用HA历史的序幕。1877年，俄国的爱格尔茨发现煤炭HA具有分解磷酸盐的能力，洛扎诺夫和费歇尔首先用泥炭与磷矿粉混合得到部分可溶磷，此后的四、五十年，前苏联不少人致力于HA分解磷矿以求制取HA磷肥，终因解磷率太低而宣告无生产价值，但也为HA释放土壤难溶磷提供了依据和技术开发思路。20世纪50年代以后，各国把研究重点转向HA对速效磷肥的保护、提高磷肥利用率上来，取得较大进展，还建立了腐植酸磷肥生产厂。直到今天,
美国农学家们仍把HA促进磷肥利用率看作是腐植酸类物质用于农业最有大成就之一[8]。
HA-
NH4肥料的发现起源于上世纪初。1902年德国率先利用泥炭回收氨作为氮肥使用，为后来的人工生产HA-NH4开创了先河。1913年英国的Bonomoley等用氨水氨化HA制成HA-
NH4肥料。前苏联在上世纪30年代用HA-NH4+H3PO4制成HA-
氮磷复合肥，波兰、日本、德国等国家也相继用泥炭和褐煤为原料建立了HA-NH4和HA-N-
P试验生产线。50年代，许多发达国家开展了低级别煤炭制取HA肥料的研究和试生产，并进行了大量肥效试验。到60、70年代以后，不少国家的HA肥料工业产品已形成一定规模，有的还打出品牌。比如，如前苏联，首先建成万吨级氨化风化褐煤+过磷酸钙的HA-日产论坛
P肥料生产线（产品牌号：古姆弗克），并大力发展其他泥炭、褐煤HA农用产品，在乌克兰、阿塞拜疆、吉尔吉斯以及西伯利亚的一些集体农庄进行规模性试验，为后来的推广应用奠定了基础；俄罗斯及周边国家用于农业的泥炭一直保持1亿多T/a，仅生产泥炭HA-
NH4（牌号：TMAY，TMAYZ）就达到500万T/a。赫尔松农业研究所等单位编辑的《腐植酸肥料，理论和应用实践》丛书[9]详细记载了当时前苏联HA农业应用的巨大成就。日本用硝化纤维生产的大量废硝酸氧化年轻褐煤制取NHA及其NH4、Mg、K、Ca盐（共3~5万T/a
），牌号有台尔纳特、胡敏绍尔、阿兹敏等，并相继列入国家肥料品种，还引入《日本地力增进法》
作为培植地力的措施。日产化公司生产的叶面肥“达罗苏塔”成为市场上畅销的特种HA产品。印度为解决土壤贫瘠、有机肥缺乏、粮食产量日下的难题，“煤将不得不挑起重担”，提出“以煤代木材和牛粪计划”[10]，建立了泥炭和空气氧化褐煤制取HA-
NH4和“高氮腐肥”试生产车间；法国Auby肥料公司用泥炭生产的HA-
NPK复混肥（15万T/a，牌号：胡摩奥比）；奥地利Linz化工厂也生产的同类肥料（2万T/a，牌号：古姆恩、福尔古姆恩）。匈、捷、南、波等都利用本国低级别煤资源生产HA肥料。在许多国家H A肥料研究开发和应用搞得热火朝天的时候，美国却显得比较冷清。正如美国农业化学家Abb ott[11]
（1964年）所描述:“那些热衷于土壤科学的人们对于添加煤中腐植酸以提高土壤肥力的设想，表现得不仅冷淡而且极力反对，可能认为这是徒劳无益的。……用不了很长时间，人们会承认这种设想并不荒唐。为了使每一英亩土地保持高产，将需要大量有机土壤改良剂的时候，人们吃的将是丰富的褐煤提供的食物。”果然，到70年代初，美国HA农业应用就崭露头角，完全兑现了Abbott的预言。由
A.G.Leonard博士发现并被后人以他的名字命名的北达科他州优质风化褐煤（Leonardite），以及用它生产的HA类肥料制品，特别是浓缩HA-
K为主要成分上午液体肥料“阿夸胡敏斯”、“K67”等不仅风靡美国，而且在东南亚和西欧也成为“香饽饽”。
直到本世纪初，美国HUMATECH公司自主创新的4类18种褐煤HA农用产品仍在世界上处于领先地位。近年来，在全球绿环保和生态可持续发展战略互动下，美国、西欧、澳大利亚、日本、韩国、俄罗斯等国家和地区已把HA类产品作为长效环保肥料的重要成员，并且在数量、品种、功效方面有所扩大和创新。
我国是最早认识和使用有机肥料的国家。公元前1500年的商代就有使用粪肥的记载。北魏（公元前六世纪），杰出的农学家贾思勰在《齐民要术》中已提出“麦秆泥泥之”、“稻麦糠粪之”、“粪宜熟”、“深掘，以熟粪对半和土覆其上”等要点，表明2600多年前我国人民已掌握了秸秆发酵、堆肥沤制等知识和技术。用泥炭作垫圈材料和沤制肥料，在我国东北农村早有习惯；而用风化煤改土肥田，山西一些农村也早就自发进行，究竟从何时开始，无从考究。在前苏联的影响下，1958年曾一度掀起氨化泥炭和褐煤及其他HA制剂的试验和推广热潮，取得了不少改土、增产数数据。我国首次开展较高层次的HA农业应用研究的，当属华东化工学院、原北京石油学院、北京农大、中科院南京土壤所等的NHA研制和农田试验。1974年再次掀起的HA农业应用浪潮，虽然也具有众运动的彩，但由于大批科研单位、大专院校、农业推广试验单位的介入，积累了许多宝贵的数据和经验，也发现了一些问题和失败的教训。好在1979年以后，我国走上科学发展的轨道，多年来HA的研究、开发、应用也得到拨乱反正、总结提高。1980~1 985年农业部组织32个单位，联合进行的“HA农业应用试验和示范推广”工作得到大量科学数据，取得巨大成绩，得出HA物质在农业中五大作用的结论。此后的20多年，我国HA农
业应用研究、技术和产品开发基本适应国外农业和肥料发展的方向。从一年一度的“全国绿环保肥料新技术新产品交流会”的情况可以看出，我国HA肥料及其他生物活性制剂数量、品种不断增加，技术含量和效能也有所提高。HA和FA原料从低级别煤扩展到植物生物质，制剂类型从固体到液体，产品组成从单一到多功能复合，应用领域涵盖了粮食、蔬菜、果木、药材、食用菌类等等。目前，腐植酸产业已成为我国农业生态建设和整个绿环保产业的一支生力军，日益
受到国家的重视。HA在改善农业生态环境、促进农作物增产增收、构筑食品安全屏障方面的重要作用，已被大量事实所验证和解读。
参考文献
[1]    Vaughan D and Malcolm R E. Soil Organic Matter and Biolgical Activity. The < xmlnamespace prefix ="st1" ns ="urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" />Netherlands: Martinus Nijhoff Dordrecht, 1985:37.
[2]    Chen Y and Stevenson F J. In: The Role of Organic Matter in Modern Agriculture(Chen Y and Avnimelech Eds). The Netherlands: Martinus Nijhoff Dordrecht., 1986:73.
[3]    郑平主编. 煤炭腐植酸的生产和应用. 北京：化学工业出版社. 1991:217.
[4]    杨志福. 江西腐植酸. 1986(3):7;  腐植酸. 1988(2):4.
[5]    曾宪成. 腐植酸.2005(4):1.
[5a] 冯元琦. 腐植酸. 1990(2):2; 2002(1):7; 2003(1):1; 2005(5):1.
[6]    何立千主编.生物技术黄腐酸的研究和应用. 北京：化学工业出版社.1999：153.
[7]    科诺诺娃著, 周礼恺译. 土壤有机质. 北京: 科学出版社. 1966.
[8]    Day K S, Thornton R, Kreeft H. Spec Publ-R Soc Chem. 2000,259(Humus Substances):321.
[9]    КолбасинАА,ХрисеваЛАидр.ГуминовыеУдобрения,ТеорияиПрактикаих
Пименения.Харьков-Киев.ГосИздСельскохозЛит.частьⅠ~Ⅳ, 1957~1973.
[10] Mukherjee P N et al. Fri News. 1961,11(1/2):16.
[11] Abbott G A. Bureau of Mines Inform Circular.1964(8164):80.