“‘土壤系统’面临的环境十分复杂,人类无不强投,谁都不让‘土’。在此背景下,我们提出净化‘土壤血统’建设的目的在于修复土壤环境,维护土壤系统的长治久安。腐植酸是净化‘土壤血统’的本源性物质,必将成为修复土壤的绿色原动力。”11月26日~27日,在北京召开的第十届全国绿色环保肥料(农药)新技术、新产品交流会上,中国腐植酸工业协会理事长曾宪成大声疾呼:要充分发挥腐植酸修复土壤的重要作用,为子孙后代留一片生态、安全的土壤环境。中国土壤环境状况如何?腐植酸为何能够在关键时刻担当净化“土壤血统”的重任?如何保证有充足的腐植酸资源来实现这一目标?随着这些问题的层层剥开,一个腐植酸农业综合利用的宏图展现在我们面前。
土壤环境令人堪忧
当我们正在享受粮食连年丰收喜悦的时候,另一份调查结果却摆在我们面前――土壤环境质量令人堪忧。2006年7月18日,国家环境保护部和国土资源部联合启动了首次全国土壤污染状况调查,2012年6月已经完成最终调查报告。调查结果显示,目前全国受污染的土壤面积已占耕地面积的五分之一左右,总面积超过2000万公顷,另有荒漠化、干旱耕地面积15亿亩,酸性土壤4亿亩,盐碱地2.5亿亩。
土壤污染、生态环境质量下降意味着什么?首当其冲的就是粮食安全,其次是食品质量。“都说大地是我们的‘母亲’,但我们的‘母亲’已经千疮百孔。”曾宪成理事长告诉记者,人类活动已经让土壤的结构发生变化,一些不属于土壤系统的物质大量进入土壤中,严重破坏了“土壤系统”,如硝酸盐超标、重金属污染、土壤盐渍化、土壤酸化等给农业生产带来巨大挑战。“如果土壤都被破坏了,就不能生产足够的粮食,也不能生产安全的食物。”
国家在“十二五”规划和国家粮食安全中长期纲要中都提出,要在2020年新增1000亿斤粮食。“但按照现在的土壤状况,新增1000亿粮食的担子非常之重。”长期从事盐碱土治理研究工作的内蒙古农业大学张伟华教授表示,实现这一目标只有两个途径,第一途径就是提高耕地单位面积产量,而这一途径已经步履维艰。现在最重要的第二途径就是土壤修复,通过改良盐碱地、酸性土壤增加耕地面积。
如何修复土壤环境?曾宪成认为,土壤破坏的最重要表现之一就是肥力下降,土壤腐植酸数量急剧减少。中国腐植酸55年的推广经验表明,腐植酸是“土壤血统”的生命核,具有良好的土壤修复作用,能够扛起未来土壤修复的“大旗”。
腐植酸改土首当其冲
为什么腐植酸能够担当修复土壤的重任?据《腐植酸》杂志介绍,腐植酸是动、植物遗骸,在微生物以及地球物理、化学作用下,经过一系列分解和转化形成的一类大分子有机弱酸聚合物。在自然界中广泛存在于土壤、湖泊、河流、海洋以及褐煤、风化煤、泥炭之中。
国内外大量科学研究表明,腐植酸具有吸附、离子交换、螯(络)合、氧化还原等独特的物理、化学和生理特性;主要元素包括碳、氧、氢、氮、硫等,氧是构成腐植酸官能团的主要元素,如总酸基、羧基、酚羟基、总羰基、醇羟基、甲氧基、醌基等。
“腐植酸的这种分子结构为土壤修复、改良提供了很好的条件。”中国矿业大学教授黄占斌告诉记者,腐植酸投入到土壤以后,有利于土壤团粒结构的形成,促进土壤微生物活性,去除土壤中污染物,是一种很好的土壤调理剂。黄占斌的科研团队将腐植酸作为一种环境材料,在矿区环境治理中验证了腐植酸吸附重金属、改良盐碱地、提高土壤肥力等功能。
相关资料表明,几十年来,腐植酸通过与物理、化学和生物等三种方法结合,已经开展了土壤修复的大量试验、示范和推广,取得了各法兼容的良好效果。
2010年国家高技术研究发展计划(863计划)课题――“污灌农田及退化土壤修复前期试验”已取得显著成果。中国农科院环发所朱昌雄研究员利用生物腐植酸进行的退化土壤修复试验表明,施入生物腐植酸后,沙退化土壤质量得到很大改善,土壤有机质含量、土壤微生物数量指标和植物生物量得到了显著提高。内蒙古农大张伟华教授等利用腐植酸吸附、交换、酸碱中和的作用,使盐碱土pH值降低,交换性钠离子降低,进而改善土壤的理化性质,提高有机质含量,增强了土壤自我修复能力,达到改良盐碱土并种植农作物的目的。
“腐植酸与脱硫石膏结合可以生成腐植酸钙,施入盐碱地后可以交换出大量钠离子,形成通透良好的土壤,现在这种技术的推广面积已经达到几十万亩,未来还要增加。”张伟华教授表示,利用腐植酸作为土壤调理剂修复土壤的技术已经非常成熟,腐植酸在土壤修复过程中大有可为。
资源瓶颈困扰应用
对于土壤修复,中国农业科学院赵秉强教授非常看好土壤调理剂市场,他估算每年单盐碱土治理就需要1000万吨,腐植酸具有很大发展潜力。那么,当前腐植酸的资源能够满足每年土壤修复的需求吗?据了解,褐煤、风化煤、泥炭等煤炭腐植酸资源丰富,20世纪70年代,全国煤炭腐植酸资源普查量约2000亿吨以上。虽然资源非常丰富,但是记者在采访中发现,腐植酸修复土壤还面临很多难题。
“腐植酸修复土壤是一件大的工程,要有国家政策支持,否则很难推动。”黑龙江省佳禾腐植酸有限责任公司经理李岩,已经从事腐植酸生产和管理三十年,她告诉记者,中国煤炭腐植酸资源丰富,一般都在煤炭开发的表层,统计数据虽然很丰富,但对于生产企业来说还面临着瓶颈。另外,高浓度腐植酸一般农户很难用得起,需要国家出台补贴政策。上世纪日本从中国进口了大量的腐植酸镁,用于改良土壤缺镁问题,当时很快推广的重要原因就是国家有补贴和法规。
李岩所说的资源瓶颈实际是国家没有相关政策科学开发腐植酸资源。原来,无论是褐煤、风化煤都存在于煤矿表层,很多煤炭企业在开发煤炭过程中,有的直接扔掉、有的掺入到煤炭中,使很多宝贵的腐植酸资源浪费。
对此,中国腐植酸工业协会腐植酸质量检测中心、山西太原师范学院张彩凤教授非常认同,她说:“腐植酸原料日益减少,浪费惊人。所以,我们要根据原料生产不同的产品,科学开发利用腐植酸资源。”
据腐植酸质检中心对国内1000份腐植酸样品检测数据分析及质量评价,华北、西北大部分是风化煤,并且正在不断风化,成分提高,应该挖出来风化一年,把腐植酸含量提高后再销售。吉林、辽宁煤炭不多,主要是泥炭。内蒙古是褐煤、风化煤。新疆的煤有机质含量高、腐植酸含量高,应保护利用。张彩凤教授认为,国内煤炭腐植酸资源虽然储量很大,但如果不采取科学的态度加以利用,长期看腐植酸的开采年限将会减少。
据了解,国内腐植酸铵、腐植酸钠、腐植酸钾等高端产品产量在10万~20万吨,并且近几年随着腐植酸价格受资源限制正在不断攀升,1吨风化煤的价格已经由当初的20元上涨到50~100元,有的地方甚至500元。“资源限制也是国内没有大型腐植酸原料生产企业的重要原因。”李岩说。
多方合力共同护土
“在净化‘土壤血统’的建设过程中,首先应该划出一条红线,与那些土壤组分同质的、匹配的,相似的投放物,必须经过筛选界定。对于那些物质来源不清、未能设立投入标准的,一定要禁止投放,以免后患无穷。对此,除了标准化别无选择。”曾宪成建议,首先,国家产业部门要判别清楚,凡是与土壤相似的物质要设立准入条件,凡是与土壤相背的物质一定要禁止入“土”。在制定各类有机物投入标准中,一定要把净化土壤血统建设的标准制定工作,纳入到国家法律、法规的高度来管理。
对此,北京澳佳肥业有限公司董事长冯广祥认为,腐植酸通过肥料施入到土壤中是最好的途径,现在劳动力越来越少、越来越值钱,单独使用腐植酸改良土壤很难实现。对于科学利用腐植酸资源,他深有体会。“利用腐植酸修复土壤是一件好事,但需要相关政策的扶持和标准化的管理。”
冯广祥建议,一要科学开发煤炭腐植酸资源,对于煤炭开发要立项评估,将煤炭与煤炭腐植酸分别开发,避免煤炭开采中大量腐植酸浪费或混入煤炭中燃烧损失。二要建立行业标准。对于腐植酸肥料中的含量和检测方法要有明确规定,让农户用上真正的腐植酸产品。三要进行政策性补贴,鼓励盐碱地、沙地使用腐植酸肥料。四要鼓励规模化生产,为腐植酸生产企业提供政策性资源保障,鼓励成立大型腐植酸生产企业。五要做好腐植酸应用科学研究,探明腐植酸在土壤修复中的原理,为腐植酸土壤修复产品生产提供支撑。
西安兰心有机肥有限公司总经理赵月平表示,腐植酸企业修复土壤有很大机遇,但要突破资源和技术瓶颈。“尤其煤炭腐植酸的活化问题是煤炭腐植酸大量应用的关键,只有将煤炭腐植酸活化了,才能与氮肥、磷肥、复合肥、水溶肥生产企业配合。未来的腐植酸生产企业应该专业化、规模化,直接充当肥料和调理剂生产的上游原料供应商。”
“党的十八大报告将生态文明建设融入经济建设、政治建设、文化建设、社会建设各方面和全过程,这为腐植酸修复土壤指明了方向。在新形势下,我们要动员全社会力量参与进来,政府、产业界、学术界、协会必须形成合力,把‘维土’作为一项革命发动起来,以维护‘土壤系统’长治久安。”曾宪成说。
原文标题:土壤修复 谁能担当 腐植酸当仁不让