■陈传武
土壤改良修复最佳投入品
泥炭是由死亡植物残体在积水还原环境中积累转化形成的有机矿产资源，具有优异品质和独有特性，已经成为我国退化土壤改良和污染土壤修复的新型投入品。中国腐植酸工业协会泥炭工业分会与国际泥炭学会中国委员会秘书长孟宪民教授表示，因造炭植物组成和水文气候环境的不同，在寒温带主要发育积累藓类泥炭，在中温带主要发育积累草本泥炭，在热带海洋气候区主要发育积累木本泥炭。而在同一个泥炭地中，水文情势控制着植物残体分解途径、分解程度和泥炭性状。
泥炭由植物残体转化而成，泥炭发生发育远离人类活动，有机质含量高、腐植酸活性强、无内生外源污染、矿体水平展布、品位横向稳定、便于工业开采和机械加工，是土壤改良和修复的最佳投入品。
泥炭属于成熟有机质，无需再发酵加工。泥炭积累形成环境是一个积水厌氧空间，植物残体在氧环境中经历厌氧发酵，一部分有机成分转化为小分子有机物或甲烷、水和无机物，一些小分子分解产物在厌氧菌作用下，再合成转化形成了腐植酸，完成了从生有机质向熟有机质的转化。泥炭属于成熟有机质，可以直接使用，无需再发酵，不会在使用过程中因泥炭发酵生热而造成烧苗，也不会因为再发酵与作物争夺氮素营养。而畜禽粪便、作物秸秆等生有机物质如果不经发酵直接使用，都会造成烧苗和与作物争夺氮素而营养亏缺的事故发生。
“泥炭赋存地表，土壤分类中已经把泥炭地定义为有机土，无论泥炭地保持自然湿地状态，还是改造为农田，都可以生长多种多样的野生植物和人工作物，也进一步证明泥炭是一种熟有机质，而不必再重新发酵处理。将泥炭定义为成熟有机质，对泥炭产品加工具有重要意义。”孟宪民表示。
事实证明，泥炭有机质含量远高于其他有机肥料。草本泥炭有机质含量一般在50%以上，而木本泥炭和藓类泥炭的有机质含量大多达到90%以上，而鸡粪、羊粪、猪粪、牛粪、蚯蚓粪的有机质含量分别为25%、24%、15%、14.5%和28%，都远远低于泥炭有机质含量，泥炭有机质含量甚至高于有机质含量高达65%～70%的饼肥，这在自然界中是绝无仅有的。由于泥炭有机质含量高，在单位面积使用量就可比常规有机肥大大减少，从而明显降低泥炭在土壤改良和修复中的用量。换句话说，使用泥炭作为土壤肥力培育投入品，将比常规有机肥更容易提升和恢复土壤有机质指标。
不仅如此，泥炭腐植酸含量大，活性强，都远超其他有机肥料。孟宪民认为，腐植酸在退化土壤改良和修复中具有不可替代的功能性作用。造炭植物残体在厌氧条件下发酵，有机物难以完全分解，而易于形成小分子有机物，众多小分子有机物易于在厌氧微生物作用下聚合转化成为腐植酸，所以草本泥炭腐植酸含量多在30%～50%，藓类泥炭腐植酸多在20%～40%，木本泥炭腐植酸甚至超过60%。
泥炭大多形成积累于地表，年代多在3000～5000年之间，所形成的腐植酸远比褐煤年龄小，芳构化程度低，活性基团丰富，黄腐酸占总腐植酸的比值远远大于褐煤风化煤。因此，泥炭腐植酸不仅含量高，其活性也远远大于褐煤和风化煤，在土壤改良过程中甚至可以不加活化直接使用。畜禽粪便中的腐植酸、秸秆发酵有机肥中的腐植酸一般在5%~15%，与泥炭腐植酸含量相比不可同日而语。可见泥炭作为退化土壤改良和污染土壤修复的投入品，比畜禽粪便和秸秆发酵有机肥更有优势。
泥炭资源来自天然，洁净安全，没有污染。泥炭形成于人类文明出现之前，泥炭地大多位于水系上游，远离人类活动，工业污染不可能进入泥炭地。“泥炭中没有抗生素、农药、重金属污染和其他工业有机污染，泥炭中本底重金属含量高低取决于流域水文地球化学环境，而自然界中重金属难以溶解运移，泥炭本底重金属含量很少，无一高于国家限量标准。”孟宪民说，泥炭是真正的绿色、健康、有机、安全的土壤改良和修复投入品，即使长期使用，也不会对环境造成任何负累。
泥炭质地均匀，物性松软，便于工业化处理。泥炭矿体产状水平，质地均匀，便于工业化开采。世界上广泛采用的平面开采工艺和垂直切块开采工艺可以维持泥炭原料品位稳定，从而保证了泥炭产品的质量稳定，不会出现有机肥那样的位置不同、质量不同、质量难以控制的问题，有利于泥炭企业经营和质量管理。
泥炭物性柔软，便于机械加工，不需要金属矿石、非金属矿石加工的大功率、耐磨、耐腐蚀、耐高温的化工机械设备，泥炭加工过程不排放废气、废水和废渣，彻底脱离了畜禽粪便、秸秆发酵制备过程存在蚊蝇横飞、臭气熏天的生产环境，生产过程无环境污染。所开采的地块属于没有湿地水文、湿地植被和泥炭积累过程的退化泥炭地，不存在破坏湿地的环境问题。以泥炭为主要原料生产土壤调理剂，项目建设的机械设备和环保投入资金需求少，折旧费用小，加工成本低，产品竞争力强。
我国地处中温带季风气候区，大气降雨量小于蒸发量，水文气候环境不利于藓类泥炭和木本泥炭的形成和积累，因此我国泥炭99%属于低位草本泥炭。全国泥炭总储量124亿立方米，扣除自然保护和埋藏等不易开发储量，我国可供开发的泥炭资源约为50亿立方米，相对于我国巨大的退化土壤改良和污染土壤修复市场对泥炭的需求，我国泥炭不论在总量还是类别上都是稀缺的。孟宪民建议，我国泥炭产业必须采取资金技术走出去，资源效益带回来的国际化战略，借助“一带一路”平台从全球配置资源，以满足国内快速增长的资源需求。
泥炭为土壤“解毒”显神效
泥炭产业是以泥炭为生产资料进行加工利用，为现代农业和环境修复服务的新兴产业。泥炭是设施农业创新、退化环境修复、功能肥料生产、健康医药开发和海绵城市建设不可缺少的新型绿色资材。泥炭在退化土壤改良和污染土壤修复中的作用日益显现，泥炭有机质可以提供作物需要的各种养分，增强土壤保水保肥和消减盐分性能，改善土壤物理性质和微生物活性，减少农药和重金属的污染，为土壤“解毒”具有神奇疗效。
应主动发挥泥炭产品科技含量高、原料健康安全优势，积极开辟泥炭产业下一个风口和金矿，催生泥炭产业爆品，打造绿色创新动力，对促进我国退化土壤改良和污染土壤修复技术进步，提高农业科技水平，增加作物产量，改善农产品质量，建设美丽中国，都具有重要的现实意义和长远的战略意义。
泥炭有机质不仅是一种稳定而长效的碳源物质，泥炭有机质中还含有作物和微生物所需要的各种营养元素。随着泥炭有机质在土壤中矿化，泥炭中的有机养分就会不断地释放出来，供作物和微生物利用。泥炭有机质在分解过程中，还可产生多种有机酸和腐植酸，加快土壤矿物风化，促进土壤养分有效化，络合多价金属离子，增加其有效性。
泥炭富含有机质和腐植酸，微细结构复杂，比表面巨大，活性基团发达，既能吸持大量水分，提高土壤保水能力，又能吸附鳌合土壤游离养分，提高土壤保肥能力。泥炭有机质和腐植酸可以改善土壤渗透性，减少水分蒸发，提高水分有效性。
泥炭腐植酸电性以负电荷为主，具有较强的吸咐阳离子能力，K+、NH4+、Ca2+、Mg2+等阳离子被吸咐后，就可避免随水流失，随时可被根系阳离子交换，供作物吸收。泥炭腐植酸保存阳离子养分能力比矿质胶体大好几倍甚至几十倍，泥炭腐植酸阳离子交换量可达150～400 mol/kg，保肥能力大大提高。泥炭腐植酸又是一种含有多个酸性功能团的弱酸，其盐类具有两性胶体作用，因此泥炭腐植酸具有很强缓冲酸碱变化的能力。增加土壤中泥炭腐植酸含量，可增强土壤缓冲酸碱变化性能。泥炭腐植酸的弱酸性可中和盐碱土壤的碱性，所含有的20多种官能团具有强大离子交换性能和吸附络合性能，能有效降低土壤盐分浓度和pH值。
泥炭有机质和腐植酸是一种有机胶体，具有较强的粘结力和粘着力，可以增加砂土粘性，促进团粒结构形成。泥炭有机质和腐植酸结构松软，絮状多孔，粘结力高而粘着力小，易形成散碎团粒，使土壤松软而不结块，进而提高土壤保水、透水和通气性。“泥炭富含植物纤维，腐植酸活性强，可以改善土壤耕性，延长适耕期，提高耕作质量。”孟宪民说，泥炭有机质和腐植酸颜色暗褐，能够明显加深土壤颜色，提高土壤吸热性。泥炭腐植酸热容量大，导热性小，增加土壤中泥炭腐植酸和腐植酸含量，可以提高土温，降低土温变辐，利于土壤保温和春播作物早发速长。
土壤微生物生命活动所需的能量和营养物质均直接和间接来自土壤有机质。使用泥炭有机质改良培肥退化土壤，增加土壤微生物碳源和能源供应，扩大土壤微生物群落和个体数量，提高微生物活性。泥炭有机质可以调节土壤酸碱反应，促进土壤结构等物理性质改善，有利于微生物的活动，提高土壤微生物转化能力。泥炭有机质矿化慢，可以持久稳定地向微生物提供能源，不易产生作物猛发或脱肥现象。
泥炭有机质可以促进植物的生理活性，而泥炭腐植酸可提高植物生理活性。泥炭腐植酸盐能改变植物体内糖类代谢，促进还原糖的积累，提高细胞渗透压，从而增强了作物抗旱抗逆能力。泥炭腐植酸能提高过氧氢酶的活性，加速种子发芽和养分吸收，增加生长速度。泥炭腐植酸能加强作物呼吸作用，增加细胞膜透性，从而提高其对养分吸收能力，加速细胞分裂，增强根系的发育。
“泥炭腐植酸是含有羧基、酚基、酮基、酚羟基等多种活性功能团的混合物，腐植酸的特殊结构和理化特性决定了泥炭腐植酸污染土壤修复上的重要作用。”孟宪民认为，泥炭腐植酸可以改变污染土壤重金属存在形态，使重金属的低价可溶可吸收形态转变为高价固定态，从而降低作物对重金属的直接吸收利用。
泥炭腐植酸可以用离子替换掉螯合态和络合态重金属离子，使重金属不易被作物吸收，减轻农作物重金属污染风险。泥炭腐植酸能使残留在土壤中的DDT、三氮杂苯等化学农药溶解度增大，加速淋出土体，减少污染和毒害。泥炭腐植酸还能与某些金属离子络合，使有毒金属离子随水排出土体，减少对作物的危害和对土壤的污染。 泥炭中的黄腐酸分子量较低，有利于重金属的活化、增容和解吸，明显提高富集植物对各种重金属吸收。泥炭中的棕腐酸和黑腐酸分子量较大，对重金属有还原、吸附和固定作用，可降镉、汞、铅等重金属有效性。泥炭腐植酸能通过增加对有机物的吸附量和稳定性，固定在土壤中，失去活性，或者诱导有机物的活性自由基光解、化学降解，从而达到为土壤“解毒”的功效。
多措并举 开拓“金矿”
以泥炭为主要原料进行土壤调理剂研制和产业化开发，不仅为泥炭企业带来经营利润的提升和产销量的提升，还带来物流和现金流的大幅度增加。每公顷土地土壤调理剂使用量约核泥炭15立方米，育苗基质每公顷需要量只有2.25立方米，单位土地面积上土壤调理剂用量是育苗基质的用量的6.7倍。“由于泥炭土壤调理剂生产需要科学诊断、合理配伍，技术附加值高，所以土壤调理剂的经营利润也明显高于基质产品，可见泥炭土壤调理剂用于退化土壤改良和污染土壤修复是泥炭产业的下一个风口和金矿。
那么，如何将泥炭土壤调理剂产品开发成泥炭产业的爆品？如何开拓出泥炭产业的下一个风口和金矿？我国泥炭产业还必须多方面同心协力，刻苦攻关，开拓“金矿”。
市场定位，满足需求。土壤调理剂产品的市场定位必须根据市场需求、市场容量、市场价格敏感度、产品优势、产品机会、竞争威胁等方面综合分析。泥炭属于稀缺自然资源，加工制备成土壤调理剂后价格较高，普通露地作物因为产值低，利润小，不能承受泥炭土壤调理剂的优质优价。我国温室大棚面积巨大，单位面积利润远远高于露地作物，连年重茬迎茬种植和化肥农药滥用已经导致保护地土壤严重退化和污染，土壤改良和修复需求迫切，对泥炭土壤调理剂价格敏感度低。因此，应该选择设施农业土壤改良和污染修复作为泥炭土壤调理剂的目标市场，而其他土地的改良和修复只有在政府或企业特需、投资造价较高情况才能成为泥炭土壤调理剂的目标市场。
科学诊断，功能配伍。保护地土壤的障碍问题千差万别，各地种植作物的品种、季节、管理措施错综复杂，用一个泥炭土壤调理剂去解决所有土壤的障碍问题显然是不可能的。土壤调理剂的核心技术是科学诊断土壤障碍因素和针对性调配功能成分，诊断准确和配方科学是确保泥炭土壤调理剂使用效果和市场扩展的基础，也是不同企业之间竞争力所在。对于板结土壤应该突出调理剂的结构建造功能，对于酸碱不适作物植物生长的土壤，应该增强调理剂的酸度调剂功能；对于次生盐渍化土壤，必须增强调理剂的吸盐降盐功能，调整土壤酸碱度；对于重金属污染土壤，则必须补充功能性组分改变重金属价态，减少植物对重金属的吸收；对于营养失衡的土壤，必须根据土壤营养亏缺情况和计划种植作物营养需求，主动补偿亏缺元素，平衡营养比例，满足植物需求。当然，退化或污染土壤可能不止一个障碍因素，可能几种问题交叉出现，错综复杂，土壤调理剂就必须在科学诊断基础上，通过合理调节物料配方，科学配伍，达到一剂药下去，几种疾病同时解除的目的。单纯有机肥虽然能够改良土壤，但无法保证当季作物产量。单纯使用化肥虽然能够保证产量，但土壤退化触目惊心，不可持续，土壤调理剂必须是有机质和营养紧密配合，长效速效结合，增产和改土结合。
专业设备开发。设备的自动化、生产的规模化是泥炭土壤调理剂企业保证生产规模、控制产品质量、取得合理利润的基础。泥炭物料堆密度低，流动性差，塌落度低，易于堵塞料斗，造成生产停顿。粉状泥炭产品虽生产工艺简单，但用户使用不便。泥炭含水量大，粉碎时粘结机腔；泥炭纤维多，盘式造粒不成球；泥炭腐植酸对温度敏感，不能承受高温烘干。因此，研制开发适于高水分泥炭加工的粉碎、造粒、烘干自动化成套生产线，对于泥炭土壤调理剂能否走入市场起到决定性作用。
编制标准，规范行业。标准和检验是泥炭产业健康发展之车的两个轮子，是规范泥炭土壤调理剂行业经营秩序的基础。严谨科学的产品标准可以提高泥炭土壤调理剂门槛，是防止假冒伪劣扰乱市场，保障行业健康发展的重要手段。目前国内的土壤调理剂主要是调剂土壤酸碱度的岩石矿物产品、增加土壤保水性的保水剂和一部分微生物冲剂，以泥炭为主要原料的活化复合泥炭土壤调理剂尚少见市场。根据国外泥炭土壤调理剂质量指标和国内科研数据，先行制定泥炭土壤调理剂产品标准，可以科学引导泥炭行业有序进入土壤调理剂市场，防止因为市场大、利润高一拥而上，因为技术工艺不过关、品质效益无保障一哄而散，确保泥炭土壤调理剂行业文件起步，有序发展。
科学使用，节本增效。由于泥炭具有的独特优势，使其即使不加任何辅助成分，直接使用泥炭原料，也会取得良好的改良修复效果。但是，直接使用泥炭原料会大幅度增加泥炭原料消耗，提高用户使用成本，降低泥炭技术附加值，不值得推荐。必须对泥炭资源进行深加工，既可以提高泥炭产品技术附加值，减少用户操作难度，也可以减少泥炭原料的消耗，取得更大经济效益。让目标土壤的有机质含量增加1%，每亩施用9立方米泥炭，对于绝大多数用户是难以接受的。为解决使用量和使用成本的矛盾，可以采取微域多年改良法，即每年只在作物种植位置下部的微小区域内施入土壤调理剂，让用户当年获得受益。下一年度耕作时继续下一个位置的土壤，周而复始，达到改良土壤的目的。
泥炭土壤调理剂即将成为泥炭产业的下一个风口和金矿，泥炭土壤调理剂将因为产品利润高、需求量大、针对性强、有效解决市场痛点，而成为我国泥炭产业的第一个爆品。