導言:團粒結構是肥沃土壤的物質基礎,有機質是形成團粒結構的重要膠結劑。腐植酸是土壤的團粒寶貝。中國科學院南京土壤研究所首次利用稀土元素和C雙向標記研究團聚體動態變化再次證明,工業利用腐植酸反哺土壤,于土壤修復、肥力提升、儲碳控碳等具有更重要的現實作用。
腐植酸,土壤團聚體是個寶
2017年2月16日,中國科學院南京土壤研究所研究員彭新華團隊,首次利用稀土元素和C雙向標記研究團聚體動態變化的文章《Combined turnover of carbon and soil aggregates using rare earth oxides and isotopically labelled carbon as tracers》(來源:https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2017.02.002),發表于土壤學期刊Soil Biology & Biochemistry(2017,109: 81~94),得到國際同行的高度評價。彭新華團隊提出了稀土元素標記團聚體的方法,并根據稀土元素在不同粒級團聚體的重新分布,提出了團聚體周轉路徑與速率計算方法。研究發現,團聚體向相鄰粒級的周轉比重較大,大團聚體周轉速率要快于小團聚體。添加外源有機質顯著提高了周轉速率,團聚體周轉速率與13C累積含量呈線性關系。基于此項研究成果,利用工業制取的腐植酸,反哺土壤、育化土壤、提升地力、穩碳固碳等,通過精準施策均能發揮重要的現實作用。
(一)腐植酸之土壤團聚體不可少
大家知道,在土壤形成過程之中,腐植酸與各種微生物分泌的多糖醛酸甙、粘粒礦物以及鐵、鋁的氫氧化物等,通過不同形式與各種作用力相結合,形成了各種類型的有機無機復合體。同時,在各種表面電荷和作用力下,通過團聚作用而形成了不同粒級的微團聚體,其形成過程賦予了土壤有機無機復合體鮮活的生命力,發揮著微生命體的作用,被稱之為土壤的“細胞”。正所謂“腐植酸是土壤的團粒寶貝”就在于此。
(二)腐植酸之團聚體周轉更安全
特別關注,工農業副產的有機質不一定安全,而腐植酸富存的有機質一定安全。凡是有機質不一定是腐植酸,凡是腐植酸一定是有機質。近30年來,針對我國腐植酸資源利用狀況,國內研究人員對土壤腐殖酸與煤炭腐植酸的結構和性質進行了比較研究。結果表明,雖然腐植酸的來源不同,除分子量略有差異外,化學組成和碳架構分子結構幾乎一致。工業提取的腐植酸與土壤腐殖酸具有相似的物理特性、化學組成、分子結構及分子量范圍,具有一致的應用特性。因此,利用與土壤同源性的腐植酸反哺,提高團聚體周轉速率更安全。
(三)腐植酸之團聚體周轉速率更快
團聚體周轉速率越快,土壤活力就越強。科學研究和實踐證明,外源反哺腐植酸、腐植酸肥料可以促進不同粒級土壤微團聚體、團聚體的形成,特別對土壤中大于0.25mm水穩性團聚體的形成具有明顯的促進作用,可提高含量16.53%。由此,通過工業化開發利用腐植酸反哺土壤,提升土壤肥力,提高團聚體周轉速率,增強土壤活力的效果顯而易見。
綜上, 在“土壤——有機質——團聚體(腐植酸)——周轉速率——土壤肥力——土壤活力”生態鏈條中,讓腐植酸通過團聚體調轉,充分發揮團結構效的重要作用即為本色所在。