腐植酸是“含碳的有机物”而不仅是“有机碳”
作者：蓬勃生物 平头哥
2022/5/5 14:16:29
我们是腐植酸大国，但不是强国腐植酸是自然界中广泛存在的有机大分子混合物，广泛应用于农、林、牧、石油、化工、建材、医药卫生、环保等各个领域。笔者作为农资领域的资深从业者，主要从腐植酸在农化领域的研发、检测及应用等领域阐述对腐植酸的理解，期待能够与关心腐植酸农业应用的行业同仁们有些许共鸣，并期待合力推动腐植酸在农业领域应用有更大的发展！中国是腐植酸大国，腐植酸在我国应用历史悠久，其农业研究及应用也非常
腐植酸是自然界中广泛存在的有机大分子混合物，广泛应用于农、林、牧、石油、化工、建材、医药卫生、环保等各个领域。笔者作为农资领域的资深从业者，主要从腐植酸在农化领域的研发、检测及应用等领域阐述对腐植酸的理解，期待能够与关心腐植酸农业应用的行业同仁们有些许共鸣，并期待合力推动腐植酸在农业领域应用有更大的发展！中国是腐植酸大国，腐植酸在我国应用历史悠久，其农业研究及应用也非常广泛，我国多个科研院所及企业在围绕腐植酸的活化工艺、物理化学性质、对土壤的改良作用、和肥料结合对植物微生物及养分的影响等做了大量的工作。我国农业农村部《肥料登记管理办法》中有含腐植酸水溶肥的肥料品类；在国际上，2019年欧盟对生物刺激素立法（预计2022年实施），也涵盖腐植酸，总而言之，腐植酸具备较多的优势，对农业生产有巨大作用，笔者也认同上述观点，腐植酸的产品特性、优势及功效已有若干表述，在此不做赘述。我们虽然是国际上腐植酸生产、应用、出口的大国，但距离强国还有一定距离。
国内腐植酸生产企业数量众多，单个企业规模偏小，行业整体呈现“小、乱、散”的格局，笔者认为，这种现状的成因和腐植酸原料差异以及检测水平有很大关系。首先，腐植酸来源迥异，生产工艺不同，产品质量批次间差异大。农用矿源腐植酸广泛存在于土壤泥炭和低品位的煤炭（风化煤、褐煤）中。原料的异质性造成腐植酸分子量、官能团结构组成的差异,而这一差异又经不同的活化、提取、纯化工艺被进一步的放大，最终影响其作用与功能；反应到产品端就是质量良莠不齐，批次间不稳定；反应到客户端就是产品稳定性差、选择靠经验。不同来源的腐植酸官能团组成不完全相同,有的甚至相差很大，甚至同一来源的矿源批次之间也存在较明显差异，这也会导致产品质量稳定性不好控制，通过感官评价腐植酸仍较普遍。 腐植酸在国内已经开发使用数十年，虽多年来由多个单位进行过多次修订和新标准发布，但“有机碳换算法”仍旧是腐植酸检测标准的核心。碳、氧、氢、氮、硫是腐植酸的主要组成元素但有机碳并不能完全代表腐植酸，特定的元素配比及搭配，组成了腐植酸内羟基、酚羟基、羰基、羧基、醌基、甲氧基和芳香环等众多活性基团，这些活性基团才是腐植酸发挥关键作用的基础，因此只以有机碳为指标来检测腐植酸，以偏概全，无法将腐植酸真实有效的活性成分及含量检测出来。从这个角度来说：大多数对腐植酸分子结构的表述是用来看的，不是用来检测的。某些标准对腐植酸检测是不同原料来源叠加碳系数，风化煤、褐煤、泥炭内的碳系数分别为0.64、0.58、0.51，我们在计算时采用哪个碳系数来计算腐植酸含量呢？只能靠生产商提供，而采购方只能靠经验。
综合而言，腐植酸在农业上的研究有待继续深入，笔者建议，宜从以下四个方面入手：一、将腐植酸作为“含碳的有机物”进行研究，建立检测和评价标准1、腐植酸是多种天然有机高分子化合物的混合物，但不代表这类混合物的研究就无法深入了。某一原料匹配某一工艺来源的腐植酸或腐植酸的衍生产品，可以根据腐植酸分子量大小、官能团差异、带电荷数量、吸附能力、络合能力等指标进行检测，将以上指标作为产品特异性指标进行标注；也可以根据腐植酸在不同溶剂的溶解度、气化的温度、抗原抗体特异性结合等性质，综合利用液（气）相、液（气）质、核磁共振、酶联免疫等先进的检测方法，做一个相对精准的产品标准是可行的。2、引入在医药和食品添加剂中经常使用的“模糊评价”体系对腐植酸进行评价。在医药上大量使用的肝素（牛肺和猪小肠提取）、节苷脂（猪脑羊脑等提取），在食品添加剂里常用的肌醇（玉米淀粉浸泡水中提取）、甜叶菊糖苷（甜叶菊叶子里提取）等，这些产品也都是混合物，评价方法一般都用指纹图谱方法进行评价，中药提取物的评价方法一般也是指纹图谱法，对混合物中既有特异峰图也有各种峰图的分布面积、出峰时间等，通过评价混合物相似度和特异峰情况对产品进行“模糊评价”还是非常准确的。在医药和食品上都广泛应用的技术，腐植酸这类主要应用于农业的增效剂没有必要排斥这些新型的检测及评价技术，应当积极引进并加以吸收利用。将腐植酸作为一个“含碳的有机物”进行研究而不只是作为“有机碳”进行研究，要建立腐植酸作为有机物的检测标准。标准的建立对于有研发能力的腐植酸生产企业极为重要，可以将自己公司生产的腐植酸的差异化从腐植酸产品大军中“标新立异”出来。有了一个相对准确的能够控制腐植酸质量的标准后，腐植酸产品的质量基本可控，产品批次差异不大，针对这类产品进行较深入的功能发掘和机理研究才变得更有意义！某一特定指标腐植酸产品在哪些方面的功能更优秀，如：1、表面活性剂的作用2、提高养分吸收的作用3、改变土壤结构的作用4、促进植物种子萌发和促根系生长的作用5、其它有益作用等，是某一种功能还是多个功能突出？每一种功能对应的亩用量是多少？
某一特定指标的腐植酸产品与不同形态的养分（铵态氮、硝态氮、有效磷、枸溶磷、硫酸钾、氯化钾、硝酸钾、各种形态的中微量元素等）之间结合后稳定性、水溶性、抗絮凝性等方面研究，以便更贴近使用环境；在不同工艺条件下对温度、pH、含水量、HLB值等方面研究，以便更适应添加工艺四、开展腐植酸+肥料对植物、土壤、农业生态等环境经济效益综合评价某一特定指标的腐植酸产品在与肥料结合使用后，对植物生理生化、植物生殖发育、土壤结构及改良状况、农业生态环境、农产品品质及产量、土壤肥力变化等环境经济效益综合评价指标，确定用法用量、使用成本、对生态环境经济效益综合评价指标等可能是我们开发及使用这类产品的依据。腐植酸是一类非常复杂的有机混合物，不同腐植酸产品差异巨大和某一特定原料和特定工艺的腐植酸产品或其衍生物相对稳定不矛盾。在对腐植酸产品深入研究的同时笔者建议考虑到腐植酸的优缺点并进行有机结合，腐植酸分子量大则改土的效果更好，快速促进植物生长小分子有机物更有优势，大分子有机物结合小分子有机物，改土功能结合促生功能，组合应用技术并协同增效是未来农业减肥减药、提质增产的重要方向！
提出以上建议，和笔者开展了10年左右微生物提取物和代谢物研究有关。多年来持续通过构建生测模型来发现微生物来源的功能物质：混合物的检测可以构建指纹图谱检测技术或抗原抗体特异性酶联免疫检测技术；单一物质可以通过分离、纯化手段大量制备，利用液质、核磁等技术手段解析其分子结构，然后建立单一物质的液相或液质检测方法。微生物菌体中的提取物或发酵液中代谢物是有机物，而腐植酸是由动植物残骸（主要是植物）经微生物分解和转化形成的有机物。它们同样是混合物，同样是有机物，同样具有若干生物活性，同样是在农业上应用，将微生物提取物和代谢物的相关研究借鉴到腐植酸的研究上还是有若干参考意义的，期待行业内有识之士联合起来对腐植酸进行系统研究，并产生若干知识产权和领先的组合产品，对腐植酸行业的良性发展做出示范及表率！ 因受笔者水平及视角所限，观点及说法定有不足之处，欢迎业内人士批评指正。（作者交流请添加微信或电话：15376381688）
