含腐植酸水溶肥料适用作物

廖宗文　刘可星　毛小云

（华南农业大学资源环境学院　广州　510642）

摘　要：有机碳肥广泛用于大田及大棚，可有效地消除碳短板对作物产量和质量的抑制。本文主要介绍了腐植酸有机碳肥的分类、养分以及有机碳营养的概念，深入研究了腐植酸的有机碳营养作用，并提出了一些有待纠正或澄清的概念。有机碳营养的研究及有机碳肥的开发具有广阔的前景。

关键词：腐植酸　有机碳肥　有机碳营养　碳平衡

High Level Organic Carbon Nutrient: A New Level of Humic Acid’s Advantage Position

Liao Zongwen, Liu Kexing, Mao Xiaoyun

(College of Resource and Environmental Sciences, South China Agriculture University, Guangzhou, 510642)

Abstract: The use of Organic carbon fertilizer in farm land and greenhouse could eliminate the stress of carbon on plant

yield and quality.In this paper, some concepts were corrected and clarificated based on the intrudunction of classification of nutrientof humic acid organic carbon fertilizer and the concept of organic carbon nutrient.The development of organic carbon fertilizer showed nice prospect in future.

Key words: humic acid; organic carbon fertilizer; organic carbon nutrient; carbon balance

腐植酸具有多种突出功能，如改良土壤、促进植物生长、提高作物抗病、抗虫、抗旱能力等。从植物营养的角度分析，这些都是有机碳营养的作用，更准确地说，是其中大量的高端有机碳营养的作用[1]。深入研究腐植酸的有机碳营养作用，将使腐植酸的生产及使用技术水平提升到一个新的高度。

1　有机碳营养——被忽略的短板

在经典植物营养理论认定的17种必需元素中，碳居首位，而且是超大量元素，在植物体内的含量可高达50%以上，远超氮磷钾之和，达数倍之多。碳提供构建植物体内各有机成分的必需成分——碳架，包括链状、环状等各类碳架，是植物合成糖类、蛋白质、氨基酸、酶、激素、信号传递物质的基础物质。大田植物碳营养如果仅靠大气CO2的自然补充，只能满足其需求量的1/5[1，2]，这将导致植物长期处于碳饥饿状态。有机碳肥可以有效地消除碳饥饿，而且提供的是有机碳形态，远胜于无机态二氧化碳[2]。因此，开发有机碳肥十分必要，这不仅是一个重大的植物营养理论问题，而且也是肥料新产品开发的技术制高点，应予以高度关注。

有机碳营养具有明显优势，可大大减少因CO2不足和光照不足对作物生长的影响。光合反应过程可分为初始反应和后续反应两个阶段，见式(1)。自然补碳途径从无机CO2开始，经过光合反应生成单糖；有机碳肥补碳则跳过了初始反应，不必从CO2开始，也不需光照，即可进入后续的生化反应，这样初始反应的光合能可被节省下来用于后续反应中，尤其在阴雨天光照不足时，更能显示有机碳肥的优点，如促进植物生长、增强植物抗病性等。

光合作用获得的第一级产品是葡萄糖，通过一系列相应的生化反应可生成双糖、多糖、氨基酸、多肽等，参与构建作物细胞及组织，并形成各类激素和信号传递物质，调控合成、分解、抗逆(病虫、旱、涝等)等生化过程[3]。有机碳营养的成分复杂，远远超过一般的氮、磷、钾化肥，其中光合产物单糖及其延伸的双糖类可称为低端基础成分，而后续多步反应形成的营养如维生素、生物碱等次生代谢物质等，则是高端成分。

2　碳平衡——不应被忽略的养分平衡

养分平衡中的碳平衡十分重要，对作物产量、质量都有重大影响。目前的配方施肥如能对碳平衡有所考虑，将进一步提升配方施肥的效果。在碳平衡中，有机碳与氮营养的平衡最为重要。施氮量是否适宜，不仅应考虑与磷、钾的平衡，还应考虑与碳的平衡。在阴天光照不足时，光合作用产物葡萄糖会下降，导致碳/氮比下降，氮则易出现偏高的问题。此时应注意施用有机碳肥以提高碳/氮比，有助于克服阴雨天光照不足导致的生长慢，易感病等问题，这是有机碳肥在各类营养元素中最突出、最独特的优势，值得深入研究。

目前，调节碳/氮平衡尚缺乏基本研究，当前只能从定性、经验的角度起步，有机肥碳的水溶性高，用量可相对减少，反之如秸秆、鸡粪堆肥等，水溶性很低，其营养作用很小，用量较大，应以改良为主[5]。腐植酸水溶性高、结构复杂、官能团较多，见效快，具备明显的有机碳营养作用。与光合作用的初级产品单糖或下一级产品相比，腐植酸属于经过多道工序生成的生化产品或半成品，具有较高的内能(光合能)，因而可大大减少对光能的依赖，在光照不足时，远胜于其他肥料，因此这类高端有机碳肥用量少而高效，且用量远少于一般有机肥[4]。

研究证明，有机与无机配合，可大大提高养分有效性及吸收率[5]。在养分配方设计中，纳入碳平衡的计算将进一步提升平衡施肥的肥效。基于对有机碳作用的认识，碳/氮还是一个重要的作物营养诊断指标。作物生长过程中，若碳不足，或氮过量，都会使碳/氮平衡失调而导致正常的合成受阻，植株水溶性碳与全碳、水溶性氮与全氮，以及水溶性碳/氮的比例将发生相应变化。从这些变化中，可归纳出正常的碳/氮参数指标，据此可判断作物的碳、氮盈亏状况，并采取合适的增氮或增碳措施进行调控。

3　腐植酸——高端有机碳营养

有机碳肥可大致分4类：(1)按物质类型分：有机酸类，如乙酸、丙酸；糖类，如单糖、双糖、多糖；醇类，如乙醇、丙醇等；(2)按结构类型分：链状、环状；(3)按存在状态分：固体、液体、气态(CO2)；(4)按结构复杂程度分：简单有机碳营养，如单糖、乙酸、氨基酸等；复杂有机碳营养，如腐植酸、黄腐酸、多糖、激素、多肽、维生素等。结构复杂的有机碳营养，在植物体内需经多步反应才能合成，生理功能更突出，肥效更明显。腐植酸则是其中的高端产品，可谓有机碳肥金字塔尖上的明珠。腐植酸能够提供这类高端成分的有机碳营养，腐植酸的许多促长、抗逆功能与有机碳营养的高端部分有密切关系[1,2]。

作物的低产、劣质及抗逆能力低下大都与碳短板有关，如果能注意补充，可以达到“四两拨千斤”之功效，使平衡施肥的效果冲破碳短板的限制而更上一层楼。如福建省诏安县绿洲生物有限公司的“绿乌龙”和“天佳”腐植酸产品，水溶性有机碳高达50%～90%，是普通有机肥的10倍以上，用量仅为5～10千克/亩，可达到明显增产的效果[4]。

4　待纠正或澄清的概念

(1)有机质、有机肥和有机碳营养。

有机质、有机肥和有机碳营养三者有联系，但不可等同视之。有机质是原料，经化学加工、堆翻、发酵才能变成有机肥，其中最重要的一个变化是有机碳水溶性提高，一般达到2%左右[4]。有机碳营养则是有机肥中见效最快、最为重要的可被吸收的成分，其水溶性养分可大幅度提高。经过发酵处理的优质有机肥和腐植酸就是这类提供高含量有机碳营养的高端产品。

(2)有机氮与有机碳。

由于缺乏对有机氮和有机碳的明确认识，往往容易将二者混淆，导致错误地用有机氮掩盖有机碳[1，2]。例如，具有重要营养作用的糖、酸纤维素等是碳水化合物的一部分，但是被有机氮掩盖了。事实上，有机碳营养是有机肥生产中需要保留的重要成分，对于高产的贡献不亚于有机氮。如果概念不清，只关注有机氮，则糖、酸及纤维类等有机碳就被忽略了，堆肥生产中的有机碳大量以CO2损失，即是一例。明确有机碳概念，认识其重要性，重新审视现行的堆肥或化学加工技术，注意防止或减少有机质转化为CO2的碳营养损失，是提高有机肥技术水平，尤其是生化腐植酸(包括生化黄腐酸)及其有机肥产品竞争力的一个重要创新方向。

5　前景广阔

有机碳肥多为固体或液体，使用起来比气态碳肥方便，可广泛用于大田及大棚，能有效地消除碳短板对作物产量和质量的抑制，从而使作物的高产优质跃升到一个新台阶。腐植酸是一类具有重要生理功能的高端有机碳营养，通过腐植酸肥补碳，具有广阔的研发和应用前景。有机碳营养的研究及有机碳肥的开发，不仅是肥料产业的一个新的经济增长点，也是植物营养领域一个学术创新点。

参考文献

[1]廖宗文，刘可星，毛小云.腐植酸的三大作用——有机营养、活化、微生态调控及其技术开发[J].腐植酸，2012，(6)：1～4

[2]廖宗文，毛小云，刘可星.有机碳肥对养分平衡的作用初探——试析植物营养中的碳短板[J].土壤学报，2014，51(3)：237～240

[3]潘瑞炽 主编.植物生理学(第六版)[M].北京：高等教育出版社，2008

[4]李瑞波，吴少全.生化黄腐酸与有机碳肥[M].北京：化学工业出版社，2014

[5]廖宗文.工业废物的农用资源化：理论技术和实践[M].北京：中国环境科学出版社，1996

理事长新语：三者，慧也！

让腐植酸优化土肥，让腐植酸保育生态，让腐植酸缔造新生活，不仅要具有科学态度，而且要具有哲学智慧。化肥必须转型升级，腐植酸必须“扶绿抬爱”，生产必须可持续发展。面对土壤生态、作物根际、植株肢体的“三位一体”系统工程，腐植酸肥料的“三大创新理论”应运而生：即“土壤生态环境控制理论”(腐植酸是缔造土壤房子的肥料)，“作物根际环境控制理论”(腐植酸是作物通根活络的肥料)，“植株肢体（叶面）环境控制理论”(腐植酸是懂得植株肢体语言的肥料)。对此，让腐植酸肥料“三大创新理论”，指导肥料制造业创新发展，优化土肥新关系，促进农业可持续生产，此乃大势所趋。