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日本改土神器超级腐殖质引入中国,老、病、坏土壤将重焕生机!

浏览:5 发表时间:2019-11-08 10:42:30

中国和日本同属人多地少的典型国家。然而30年的农业发展历程中,中日农业走过了截然不同的两条道路。中国依靠高浓度化肥的持续投入,维持了近30年的高产农业,但很多耕地出现严重的投入产出比下降现象,还伴随着土壤酸化板结、重金属为害、农产品品质不高问题。日本则依靠精细化、多形式的肥料投入,不仅满足了本国农业产量和质量的需要,还大量向国外出口高品质农产品。


30年来,中日土壤发生了哪些惊人的变化?近日,日本土壤腐殖协会专家富田博一行在上海接受访问,就日本土壤改良发表了独特见解。3月14日,受广东超壤科技有限公司邀请,日本株式会社クラシコ(日本返古归真株式会社)及日本腐殖协会富田博、铃木邦威等专家在上海发布了日本土壤研究的发明专利产品——超级腐殖质GLOMATEC,并与广东超壤科技有限公司签订正式的技术合作协议。日本专家以全新视角重新审视了土壤腐殖质在土壤中备受忽视但不可替代的作用,以下是对日本土壤专家富田博的访谈。




新观念:腐殖质是地球生命大循环的重要物质


笔者:请问日本农业靠什么维持人多地少的高产出、高品质状态?


富田博:50年来,日本农业的发展阶段经历了自然农业、化肥农业到有机生态农业的重大转变。从发展历程上看,日本也和中国农业一样曾大量投入化肥以维持土壤高产,然而日本迅速意识到化肥的持续投入对土壤的破坏,迅速开始寻求对土壤的保护。其中最重要的认识,就是对土壤腐殖质的研究。


日本起先大量推广有机肥用以改善土壤健康,后来通过对土壤腐殖质的反复研究后,终于开始摸索出一套利用腐殖质维持土壤高产的理论体系。对腐殖质的重新定位和充分利用,变得关键起来。



 

笔者:日本专家怎么定义土壤中的腐殖质?


富田博:腐植质是动植物遗骸,主要是植物遗骸经微生物分解和转化和一系列化学过程积累起来的一类有机物质。植物、动物、微生物等尸体,被土壤中的微生物和有机物质分解,土壤有机质成为作物和微生物及动物的营养物质和能量来源。同时,土壤有机质进一步分解、聚合和缩聚产生腐殖质。其中腐殖质形成的关键过程是需要微生物分解,在此过程中,土壤中的一些物质大部分以二氧化碳和水氨释放到大气中,而多酚类和醌类在分解过程中发生聚合和凝聚,成为腐殖质并积聚在土壤中,形成固定的粘土腐殖质。

 

笔者:为什么说腐殖质的作用不可替代?


富田博:我在日本的好朋友齐藤先生是研究土壤腐殖质的专家,在长期研究实践中,他有一些独家发现。传统农业对土壤质量的认知一般聚焦在有机质含量高低,而腐殖质通常被视为土壤的内容之一,常常被提及又经常被忽略。像中国的东北地区,经检测的耕地有机质含量普遍高于中国内地。这是一个容易测定的浅显事实,但实质却是,东北地区的黑色土壤中,含有大量的腐殖质。


如果仅从肥料科学的角度上看,投入一定量的化肥,收获一定量的农产品产量。这似乎只是一个先投入后产出的问题,但从生命大循环的角度上看,投入肥料收获农产品只是解决作物所需营养指标的小问题,而腐殖质则是维持一个地球土壤平衡和生命平衡的大命题。


举个例子:为什么山地和森林不需要施肥,而可以植被茂盛。那是因为,土壤含有大量腐殖物质,所以无需施肥,便可维持健康的自然生态循环。每年地上部分的落叶粪便等,落在地面上,生活在那里的许多微生物,和小动物的排泄物和有机物,通过微生物和腐殖质的转换作用,以此来作为养料相互供给,构成了一个生命营养的大平衡模式。这就是山地森林不施肥也增产的最大奥秘。


笔者:不施肥也增产,腐殖质究竟在生命循环中怎么起作用呢?


富田博:我和齐藤经长期研究后发现,山地腐殖质有最大的特性是,可以最大程度利用了自然界天然的有机质和矿物元素。形成独特的保水、保肥、保气的粘性土壤结构。在山地中,腐殖质维持着森林的高产,经溶解于水后,腐殖质被雨水冲刷流入河流,河岸便生长处营养丰富的稻谷。进一步流入海里,茂盛的海藻、藻类、浮游生物出现,就形成了一个丰富的大渔场。所以腐植质就是净化自然、恢复污染、维持环境的一个非常重要的物质。


近年来,包括中国在内的很多土壤,由于投入大量化肥,导致腐殖质物质的减少和破坏,农业领域出现各种各样的生产问题。例如:连续种植过量使用化肥农药,土地出现沙漠化现象,尤其是温室种植,土壤腐殖质含量降低,病菌感染严重(特别是真菌病)大多处理方法是,使用大量石灰来中和酸性,这一举措直接危害微生物结构,从而造成土壤酸化迅速,重金属如铝,镉等溶入土壤,导致板结沙化。现今在东南亚的大规模香蕉和菠萝农园,连作障碍病害肆虐,收成急剧下降。

 


新力量:腐殖质是土壤高力量的源泉


笔者:腐殖质对土壤作用机理表现在哪些方面?尤其是农业土壤的作用?


富田博:腐植质在土壤生态环境中发挥着多方面的作用。涉及改善土壤的化学性质,物理性质和生物学性质,并和有关养分供应功能,植物养分保留功能,植物早期生长促进功能,土壤团粒结构形成功能紧密相关。其中最重要的是,腐殖质中含有大量带负电荷的官能团,因此其吸附阳离子的能力较大。众所周知,作物所需的矿质元素大部分是带正电荷的阳离子。由于腐殖质的存在,土壤中的阳离子矿质元素被源源不断提供给植物,这就是高腐殖质含量的土壤特别肥的缘由。


腐殖质对于农业的重要作用主要体现在重塑土壤健康结构。腐殖质可激活各种微生物,抑制植物病原菌的生长,持续增加的微生物数量和活性,产生许多生物代谢物,这些代谢物对改善土壤的化学结构,物理性质,生物学性质,形成了土壤聚集体结构。


二是形成土壤天然抗性。在腐殖质与大量有机腐烂物的相互作用中,土壤的许多革兰氏阴性菌促进病原菌活性,会造成机物质不溶解。表现为化肥吸收利用率下降,而腐殖质的环境会产生多种抗生物质和微生物,像山地土壤一样气味不断增加。不断累积的有效菌群,形成独特的土壤抗性,可以把早期腐植质再次深度分解,形成土壤运作的良性循环。


三是维持土壤高力量,形成连续生产力。土壤中有三个要素,物理,化学和微生物,具有腐殖质结构的土壤可以被认为是这三种性质之间理想的相互关系,它能够形成高力量的土壤。腐殖质高的土壤,可以降低连续生产造成的环境负担成本,维持可持续连续耕作。


笔者:我们国家也开始提倡化肥的减量化,并开始给土壤增施有机肥,这是否意味着土壤中腐殖质也会增加?


富田博:向土壤增施有机质的确是腐殖质增加的一个前期必要条件,但有机质并不等于腐殖质。腐殖质的形成是一个物理、化学、生物多种因素相互作用形成的综合过程。由于中国长达30年使用高浓度化肥,很多耕地中的腐殖质造成破坏和流失,使得这个过程变得比较缓慢。如前面所说,腐殖质有聚集微生物菌群再度形成厚实腐殖层的作用。而缺失腐殖质则会阻断微生物的活力,进而导致后续腐殖质的再形成的过程无法顺利进行。所有单靠施用有机肥来恢复地力的办法在中国的现状下,是一个长期的过程。



新物质:发现为土壤注入动能的超级腐殖质

笔者:既然如此,有没有一种让有机肥快速形成腐殖质的办法?以形成土壤腐殖质,恢复土壤良性运作?


富田博:我和齐藤曾有一个研究发现。即自然界存在一种超级腐殖质,由于其介入自然环境的反应中存在四价铁向其他形态转化的典型特征,齐藤将其命名为GLOMATEC“四价铁”。这个物质可以加速有机质腐殖质转化的过程。大家知道,日本是一个多火山的国家,我们注意到,一些火山周边的植物有时候会比周边的作物生长的特别茂盛。深入研究后发现,这是经地球内部剧烈活动后的腐殖质与铁质结合形成了“四价铁”超级腐殖质。这种独特物质能够将自然有机物快速腐殖化,形成尤其肥沃的腐殖土壤。这也就解释了火山周边植物尤其茂盛的原因。幸运的是,我们发现并提取了这种物质。与一般腐殖质不同,这种超级腐殖物质GLOMATEC能够让土壤形成巨大的比表面积和并对微生物形成强大的催化能力,表现在土壤变化中,则是对有机质的腐殖化的催化作用。

 

笔者:超级腐殖质GLOMATEC“四价铁”冠以超级二字,是否有一些具体的不同之处?


富田博:超级腐殖质GLOMATEC“四价铁”的作用和普通腐殖质确有很大不同,主要表现在对土壤物理、化学、生物性质改善的几个方面。首先,土壤的物理属性的全面改善。土壤物理功能表现在多功能全领域方面,超级腐殖质可以增加土壤物理粘性,形成土壤的凝集体,即通常所说形成良性土壤的团粒结构,也为土壤的继续腐殖化提供基本物理条件。大家知道蚯蚓能够松土,是因为蚯蚓的身体和粪便中就含有大量腐植酸,黄腐酸和酶,“蚯蚓土壤”十分容易形成腐植质高的细腻状态,超级腐殖质就是为土壤准备的一条“超级蚯蚓”。


其次,它还可以改善土壤的化学性质。土壤的化学性质不仅仅单纯表现为肥料和营养物质进入,还有一个阳离子交换能力和pH平衡作用的复杂过程。由于农作物的营养物质是从土壤中吸收的,所以消耗营养有必要补充。但营养物质大多是正电荷阳离子。超级腐殖质能让土壤带上大量负电荷,并在土壤表面吸附阳离子。如果腐殖质含量高,则负电荷愈强。形象地说,超级腐殖质为土壤注入超级负电荷,形成超强的“超级化学能”。


再次,它改善土壤的生物性质能力。土壤的生物性质是指土壤中微生物活动的能力。在腐殖质减少和破坏的土壤中,微生物活性大幅度降低,导致作物根系有机酸停止分泌,有益菌缺乏食物,而有害菌滋生、地下害虫为患。根据优势菌群生物理论,邪菌强则益菌弱,这就是很多长期使用化肥和农药遭受破坏土壤连作障碍的微生物原因。超级腐殖质介入后,一方面可以加速土壤中的有机质腐殖化的过程,让有益菌恢复运作,形成土壤的生物屏障,这些“土壤工兵”恢复运作后,又构成土壤进一步持续腐殖化的前提条件;另一方面,快速恢复的腐殖质的土壤中,微生物活跃的氧化还原反应持续进行,土壤将恢复重要的螯合结构能力和天然催化能力,与后期施入土壤的有机质、化学肥料和后期繁殖的有益菌再度形成良性协作关系。研究表明,超级腐殖质GLOMATEC“四价可以激活20多种微生物菌群和谐共生技术,在微生物聚合能力下,各种微量元素、大量元素、天然抗生素、还原酶、酵素群、氨基酸、腐殖酸形成高能集合体。实际上,就为土壤注入了强大的生物能力。



新产品:让普通有机肥具备超级改土力


笔者:超级腐殖质GLOMATEC“四价铁”是否能够应用到肥料产品中?


富田博:我和齐藤已经开始在肥料领域成功应用这个发现。一是直接应用到有机肥即有机物料的处理中。我们对超级腐殖质GLOMATEC“四价铁”的实际应用中,它可处理多种有机物料,如玉米、小麦、水稻、瓜菜等作物秸秆或藤蔓,杂草、树叶、纤维物质含量高的园林垃圾、农产品加工废弃物(蔗渣、果渣、菌棒等)及畜禽粪便等。中国国内的一些有机肥存在腐殖化不够的问题,当未完熟有机物施入后,会发生气化现象(气化土)导致根腐病和病虫原体寄生土壤。此外,未完熟粪便由于污染物对环境污染导致的重金属,流入农田已成为严重的大问题。超级腐殖质GLOMATEC“四价铁”则可以解决上述问题。另外,有机肥的腐殖化过程也会加剧,为微生物的繁衍提供必要条件,像我之前讲的,形成土壤中带负电荷的腐殖质,才是施用有机肥的目的,它将为土壤作物吸收化肥阳离子提供必要条件。


二是制造超级生物有机肥。超级腐殖质GLOMATEC“四价铁”由于独有的20多种微生物菌群和谐共生能力,是一个微量元素、大量元素、天然抗生素、还原酶、酵素群、氨基酸、腐殖酸等多能集合体,也可以与普通生物有机肥结合制成“超级生物有机肥”。这点已经在日本一些地区试验成功。由于日本土壤的腐殖质普遍较高,这种提升可能不是跳跃性质的,但在中国,这种超级生物有机肥可能会充分发挥更大的作用。


笔者:是否已经有类似的产品在中国推广?


富田博:超级腐殖质GLOMATEC“四价铁”最初是日本株式会社クラシコ的产品。我们最早的推广公司,是在大连成立的大连多米德国际贸易有限公司,这个公司是日本株式会社クラシコ在中国唯一的窗口公司。承担着这类产品在中国市场的技术推广和贸易洽商职能。


在我们推广过程中,有着和我们一样同样理念的广东超壤科技有限公司总经理赖清林先生发现了我们的产品。希望和我们并肩推广这个产品。恰好,赖清林先生在惠州的有机肥厂用我们的超级腐殖GLOMATEC“四价铁”成功处理并应用它的有机肥产品,初步试验中战展现出良好的效果。我们一拍即合,决定开展深层次的技术合作。于是就有了今天上海的会见和正式技术战略合作协议。我们希望通过广东超壤科技公司,为中国农业大规模应用超级腐殖质GLOMATEC“四价铁产品,从根本上改善因化肥使用过度造成的老、病、坏的中国土壤健康状况,我十分乐意与超壤科技携手达成这一愿景!


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