腐植酸是动植物遗骸经过微生物的分解和转化，以及一系列地球化学的过程造就的一类有机物质。腐植酸大分子的基本结构是芳环和脂环，环上连有羧基、羟基、羰基、醌基、甲氧基等基团。腐植酸在绿色肥料、作物增产、堆肥、土壤修复、可降解塑料中均有巨大的应用前景，国内外给与的关注度越来越高。从产业队伍看，腐植酸企业已经发展到7000多家，除了腐植酸基础产品企业、腐植酸肥料企业、泥炭基质企业之外，还有一大批充满活力的腐植酸绿色化工助剂、水产养殖、医药健康产品生产企业。
腐植酸是土肥和谐的法宝
腐植酸是土壤的魂，是种植业的根。农业农村部耕地质量监测保护中心副主任李荣认为，腐植酸是土肥和谐的法宝，也是解决众多土壤问题的利器。正确处理土壤和肥料的和谐关系，其核心便是发挥腐植酸的作用。腐植酸能调节植物生长，为光合作用提供原料；形成团粒结构，有助于土壤疏松；为土壤生物提供能源；提升土壤营养，提高植物对N、P、K的利用效率；平衡土壤物理化学性状，提高植物的抗逆能力；调节土壤酸碱度和离子平衡。用好腐植酸可以为粮食安全、农产品质量安全和生态安全贡献力量。
中国腐植酸工业协会名誉会长曾宪成提出了腐植酸集美肥料的概念。腐植酸集美肥料以“腐植酸营养效素+化肥养分材料”为主干，通过“两机互补”“黑白交慧”结合，进而构筑“肥料工业4.0”时代。这是有效应对化肥负增长、净土洁食、粮食安全、气候变化、生物保护等全球性环境问题的重要选择。其中，“黑白交慧”是指将黑色腐植酸功能因子与白色化肥养分材料结合；“两机互补”是指腐植酸有机-无机营养供给理论，即将工业化提取的腐植酸与大（N、P、K）、中(Ca、Mg、Na)、微（B、Mn、Cu、Zn、Mo、Fe）营养元素及有益元素融合，形成有机-无机营养复合体。
腐植酸肥料低碳效果显著
“腐植酸肥料就是绿色低碳肥料”。中国农业科学院农业资源与农业区划研究所袁亮强调这一观点。他进一步指出，腐植酸肥料化肥减施潜力至少可以达20%：年产500万吨腐植酸尿素每年可减少125万吨尿素施用，节约125万~180万吨标准煤，减少340万吨二氧化碳排放，减少19万吨氨气排放；年产500万吨腐植酸磷铵每年可减少125万吨磷铵施用，节约30万吨标准煤、210万吨标准磷矿和60万吨硫磺，减少80万吨二氧化碳排放；年产1000万吨腐植酸复合肥，每年可减少250万吨复合肥施用，节约5万吨标准煤，减少15万吨二氧化碳排放。未来，我国腐植酸肥料碳排放交易潜力至少为1亿元。
腐植酸全降解塑料前景广阔
当前，塑料污染日趋严重，可降解塑料的应用是大势所趋。中国矿业大学化工学院副教授胡光洲介绍，研发人员利用分子再组装的方法制备出了腐植酸塑料，可用于地膜和包装膜。其合成过程创造性地利用了分子自组装技术，让长链柔性分子在熵的作用下，自动在腐植酸分子周围与其“握手”，形成有序聚集态分子。这种塑料以腐植酸为主要原料之一，原料来源广泛，过程路线短，条件温和；与市面上相同厚度的普通再生塑料及降解塑料相比，各项力学性能突出；材料可根据不同的应用方向调整配方，达到完全可控降解；材料在堆肥条件下可快速降解，在正常仓储环境下几乎不变质；生产速度快，可达10m/min；薄膜生产过程中无有机物排放，不造成任何污染，边角料、残次品均可回收再利用。
腐植酸于堆肥贡献不可小视
有机废物对生态环境及人类健康威胁极大。堆肥是处理有机废物的主要方式。在堆肥过程中，微生物驱动有机物降解成腐植酸。中国腐植酸工业协会副秘书长江志阳指出，腐植酸能改善堆肥的物性，增加物料孔隙率，从而增加氧气供给；降低盐渍化风险，提高肥料安全性；调整堆肥pH；调整堆肥的基本成分，提高碳氮比；升高堆肥温度，加速畜禽粪便的降解，提高堆肥效率；改变堆肥微生物的丰富度和酶活性。
堆肥过程中重金属会发生形态变化，中国环境科学研究院研究员何小松指出，这可能与堆肥形成的腐植酸有重要关系。因为腐植酸能将微生物代谢产生的电子传递给重金属，促进重金属的还原和形态转化；腐植酸还能络合或吸附重金属，导致后者毒性、生物有效性的转变。研究表明，随着堆肥的进行，腐植酸组成中苯环官能团含量增多，分子量增大，腐殖化率加大。
腐植酸用于土壤修复“正本清源”
腐植酸用于土壤修复的技术是从源头上“正本清源”，具有高效、绿色低成本、无二次污染的特点。中国石油大学（华东）田原宇指出，现有技术产品主要是矿源腐植酸盐，优质原料资源少，制取过程能耗高、污染高、成本高（≥3500元/吨），还存在反应速度慢和钠离子破坏土壤结构等问题。而由生物质快速热解液化制得的液体腐植酸大有前景，可用于铬污染土壤修复、盐碱地改良、煤矿废弃物修复。用于铬污染土壤修复时成本较低（600~1300元/立方米），无需前处理和后处理，可促进土壤团粒结构形成，治理后即可绿化种植，已经实现工业化。用于盐碱地改良时，可减少土壤毛细现象，避免毛细水携带盐分到地表造成盐渍化，并强化降雨和浇灌洗盐的效果。中国矿业大学黄占斌进一步指出，腐植酸在土壤修复治理、森林草原植被恢复、矿山治理、城市绿化、有机物污染治理等领域都有着广泛的开发前景和应用价值。今后应该总结和借鉴成功案例经验，创新腐植酸在山、水、林、田、草生态修复项目中的应用模式，拓展发展空间。
基础研究亟待深入
尽管腐植酸有上述不可思议的生态、环保效果，但当前腐植酸制备门槛低，投资过剩；产品标准不健全，市场需求不迫切，主要靠营销。腐植酸相关研究成果更多地停留在应用效果层面，深层机理研究较少，高水平成果明显不足。可以说，基础研究缺乏是限制腐植酸产业推广应用的主要因素之一。迄今为止，很少有研究比较不同性质的腐植酸或从不同原料中提取的腐植酸在土壤中的应用。此外，在同一土地上重复施用腐植酸要关注土壤的容纳量。由于腐植酸类产品的应用效果受产品本身质量、土壤环境、作物种类及其他环境条件多方面的影响，因此对其应用效果应当理性认识和评价，合理开发利用。
展望未来，腐植酸资源普查、样品库建设、标准体系完善、腐植酸与土壤-植物体系之间的反应机制等都有待进一步探索。今后要鼓励和开拓腐植酸的应用新领域，支持各类腐植酸研发中心和工程中心的建立；开拓腐植酸在国土空间规划和生态修复中的新技术和产品，促进行业可持续发展。
（本文根据“第四届全国土肥和谐大会”会议资料整理）