泥炭是沼澤中死亡植物殘體積累轉(zhuǎn)化形成的有機(jī)礦產(chǎn)資源。泥炭的有機(jī)質(zhì)、腐殖酸含量高，纖維含量豐富，疏松多孔，通氣透水性好，比表面積大，吸咐螯合能力強(qiáng)，有較強(qiáng)的離子交換能力和鹽分平衡控制能力，是良好的作物栽培基質(zhì)。泥炭腐殖酸的自由基屬于半醌結(jié)構(gòu)，既能氧化為醌，又能還原為酚，在植物體的氧化還原中起著重要作用，具有較高的生物活性和生理刺激作用。此外，泥炭腐殖酸還具有較強(qiáng)的抗旱、抗病、抗低溫、抗鹽漬的作用，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用。
利用方向在農(nóng)業(yè)
泥炭的主要理化特性是有機(jī)質(zhì)、腐殖酸、分解度、酸堿度，這些特性不僅是研究泥炭發(fā)生發(fā)育與科學(xué)分類的重要指標(biāo)，也是泥炭質(zhì)量評價和開發(fā)利用的重要依據(jù)。
根據(jù)603個泥炭分解度的統(tǒng)計，分解度的平均值為30.97%，常見區(qū)間在25%~35%，常見區(qū)間的出現(xiàn)頻率為46.8%。
按照國際分解度分級指標(biāo)，20%~40%屬于中分解泥炭，可明顯看出我國泥炭的中分解特點(diǎn)。由于成炭和發(fā)育期的環(huán)境條件不同，各地分解度的差異較大，總的趨勢是南方大于北方，埋藏泥炭高于裸露泥炭，就同一泥炭地而言，常常是邊緣高于中心。
根據(jù)785個泥炭有機(jī)質(zhì)含量的統(tǒng)計，有機(jī)質(zhì)的平均含量為56.01%，含量在45%~65%的占測試總數(shù)的42.5%。按我國實(shí)際情況確定有機(jī)質(zhì)含量的分級，以50%~70%為中有機(jī)質(zhì)泥炭，我國泥炭基本屬于中有機(jī)質(zhì)類型。有機(jī)質(zhì)含量與泥炭類型、蘊(yùn)藏形式及泥炭的形成環(huán)境有關(guān)，一般蘚類泥炭有機(jī)質(zhì)含量高于草本和木本泥炭;裸露泥炭大于埋藏泥炭;山地和高原區(qū)多于平原區(qū)泥炭。
根據(jù)461個泥炭腐殖酸含量的統(tǒng)計，平均含量為31.18%。國際上以腐殖酸含量大于30%為高腐殖酸分級界限，我國泥炭腐殖酸含量平均值超過此量。不同類型泥炭的高腐殖酸含量差別較大，一般木本泥炭含量高，草本泥炭次之，蘚類泥炭含量較少。根據(jù)621個泥炭pH值的統(tǒng)計，平均值為5.87，常見區(qū)間在5.0~6.0，該區(qū)間出現(xiàn)頻率為52.5%，明顯看出微酸性的特點(diǎn)。一般富營養(yǎng)泥炭酸度低于貧營養(yǎng)泥炭;山區(qū)泥炭的酸度高，平原泥炭酸度低。
上述統(tǒng)計分析表明，微酸性、中分解、高腐酸、中有機(jī)質(zhì)是我國泥炭理化性質(zhì)主要特點(diǎn)，因此我國泥炭的主要利用方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)，工業(yè)利用價值不大。
國內(nèi)外現(xiàn)狀
肥料利用。目前，世界上許多泥炭生產(chǎn)國都利用泥炭作原料生產(chǎn)有機(jī)肥料。如俄羅斯在近10年來，用于農(nóng)業(yè)(包括園藝)的泥炭數(shù)量已大大超過用于能源的泥炭數(shù)量，占年總產(chǎn)量的60%，波蘭、匈牙利、捷克、斯洛伐克、加拿大、美國和瑞典等國家生產(chǎn)的泥炭也大部分用于農(nóng)業(yè)。
我國自上世紀(jì)70年代初開始，在有泥炭資源分布的省、區(qū)都進(jìn)行過泥炭腐殖酸類肥料(以下簡稱“腐肥”)的生產(chǎn)和應(yīng)用。當(dāng)?shù)剞r(nóng)民開采泥炭，用于墊圈或加糞便、氨水、碳銨堆漚，或加入氮、磷、鉀等加工成有機(jī)—無機(jī)復(fù)合肥料。此后，又改進(jìn)了加工工藝，在配料、生產(chǎn)和施用等各個環(huán)節(jié)都加強(qiáng)了科學(xué)管理，取得了較好的效益。
富營養(yǎng)草本泥炭適宜于制造腐肥，該類泥炭不僅有機(jī)質(zhì)和腐殖酸的含量較高，而且農(nóng)作物生長所必需的氮、磷、鉀和微量元素等也較豐富，泥炭一般呈弱酸性至中性，是制造腐肥的優(yōu)質(zhì)原料。
園藝?yán)�。園藝?yán)弥饕侵概渲颇嗵繝I養(yǎng)土和制備營養(yǎng)缽等。國外園藝泥炭產(chǎn)量大、應(yīng)用廣，可用于草坪、育苗、花卉和各種經(jīng)濟(jì)作物，尤其是塑料大棚和玻璃暖房的用量最大。美國、加拿大、瑞典、愛爾蘭、波蘭、匈牙利、捷克、斯洛伐克和丹麥等國家每年都有大量的泥炭用于園藝。
目前，我國北方地區(qū)使用塑料大棚和玻璃暖房育苗、種菜、養(yǎng)花已比較普遍，發(fā)展泥炭營養(yǎng)土大有可為。泥炭育苗缽是以泥炭為主要原料，加入紙漿(約25%~30%)和少量的營養(yǎng)物質(zhì)，制成的紙盆狀營養(yǎng)缽的殼壁，缽內(nèi)加入適量的營養(yǎng)土用于作物育苗。它具有吸水、保水性強(qiáng)、透氣良好、濕時柔軟、作物根系易穿透等優(yōu)點(diǎn)，用于西紅柿、青椒、黃瓜育苗，移栽成活率可達(dá)100%。其坐果率和產(chǎn)量比普通育苗有較大的提高，而且移栽后不用緩苗，生長快，可早上市3~5天，經(jīng)濟(jì)效益較好。但紙盆狀營養(yǎng)缽只是育苗營養(yǎng)土的載體，成本較高，應(yīng)用受限。
飼料利用。泥炭含有大量的常量元素、微量元素、生理活性物質(zhì)和維生素。用泥炭研制動物飼料已為一些國家所重視。研究表明，在乳牛的飼料定量中加入糖化泥炭(每頭每天5kg)，可使每頭乳牛的牛奶產(chǎn)量提高0.51kg，而牛奶中的脂肪含量沒有下降。此外，除了研制泥炭飼料外，從泥炭中提取生理活性物質(zhì)(腐殖酸類)作為家畜、家禽飼料的添加劑，可以刺激動物胃液的分泌，增強(qiáng)消化食物，保證動物的代謝過程，提高產(chǎn)率和品質(zhì)。
目前，我國的泥炭飼料還處于試驗(yàn)研制階段，今后應(yīng)加強(qiáng)研究試驗(yàn)和推廣應(yīng)用工作，以減少糧食飼料，充分利用豐富的泥炭資源，發(fā)展我國的飼養(yǎng)業(yè)。
刺激素利用。將泥炭腐殖酸類物質(zhì)作為動植物生長的刺激素利用，國內(nèi)外均有報道。用不同的氧化劑，對分解較強(qiáng)的泥炭進(jìn)行氧化，可制得腐殖酸生長刺激素等系列產(chǎn)品。
我國對腐殖酸類生理活性物質(zhì)的研究應(yīng)用雖然起步較晚，但近10多年來發(fā)展較快，并取得了一定成果。我國農(nóng)用的腐殖酸類肥料和植物生長刺激素，主要以富含有機(jī)質(zhì)、強(qiáng)分解的泥炭和風(fēng)化煙煤作為原料，用于植物生長刺激素的腐殖酸鹽類，主要有腐殖酸鈉、腐殖酸鉀、腐殖酸銨和硝基腐殖酸等。從小區(qū)和大田試驗(yàn)結(jié)果看，腐殖酸鹽類用于糧食作物和經(jīng)濟(jì)作物浸種、蘸根或葉面噴施均有明顯的增產(chǎn)效果。
應(yīng)用展望
現(xiàn)代農(nóng)業(yè)已朝著高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、無污染的方向邁進(jìn)。采用高新技術(shù)，研制較高技術(shù)含量的泥炭農(nóng)用新產(chǎn)品，不僅有利于增產(chǎn)、增收，還能幫助農(nóng)民省時、省力。
SP系列育苗、扦插和組培泥炭營養(yǎng)缽： 新型SP系列育苗營養(yǎng)缽采用物理化學(xué)性狀良好的泥炭原料，采用高新技術(shù)，能將育苗生產(chǎn)中的床土配制、調(diào)整酸度、施用肥料等煩鎖復(fù)雜程序固化為方便適用的泥炭育苗營養(yǎng)缽。農(nóng)民使用時，只須向營養(yǎng)缽補(bǔ)水，缽體就會膨脹回彈至疏松狀態(tài)，人工或采用機(jī)械直接將種子播入預(yù)制的種穴中，上面覆土即可。
這種新型育苗基質(zhì)不僅有利于解脫農(nóng)民的復(fù)雜計算和手工操作勞動，降低勞動強(qiáng)度，省去大量人工和費(fèi)用，提高經(jīng)濟(jì)效益，還因免施農(nóng)藥和使用塑料育苗缽而減輕或防止了環(huán)境污染，是具有廣闊產(chǎn)品市場的朝陽產(chǎn)品。
大棚蔬菜立體栽培專用營養(yǎng)柱：該營養(yǎng)柱將泥炭進(jìn)行調(diào)理、復(fù)配、改性處理，采用機(jī)械卷制工藝或用特制的塑料組件制成長1.5米、直徑25~30cm的柱狀，按一定密度懸掛于蔬菜大棚內(nèi)，其上等距穿孔栽插葉菜類蔬菜，實(shí)現(xiàn)立體栽培，充分利用溫室空間和光熱資源。作物營養(yǎng)除在營養(yǎng)柱制備過程中摻混一定量之外，還可利用自動給水裝置向柱內(nèi)滴灌營養(yǎng)液，以滿足蔬菜高產(chǎn)栽培的要求。
該產(chǎn)品不僅對實(shí)現(xiàn)大棚蔬菜立體高產(chǎn)栽培、簡化農(nóng)民手工勞動、提高生產(chǎn)技術(shù)水平、增產(chǎn)增收有重要意義，對有效利用豐富的泥炭資源，建立新的產(chǎn)業(yè)門類，將資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，也具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。中國科學(xué)院上海植物生理研究所已經(jīng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的生產(chǎn)應(yīng)用，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。
新型水培基質(zhì)：水培基質(zhì)是專用于大型現(xiàn)代化溫室水培蔬菜生產(chǎn)的新型基質(zhì)。在傳統(tǒng)的水培蔬菜生產(chǎn)過程中，需要先育苗，然后用人工將育苗盤上的幼苗拔下，卷上巖棉，然后塞入浮板上的定植孔，不僅耗費(fèi)大量人力，增加生產(chǎn)成本，還會因發(fā)生傷根而延緩幼苗生長，降低經(jīng)濟(jì)效益。利用泥炭屬性而開發(fā)的新型水培基質(zhì)，可同時具有育苗和定植兩種功能。將種子播入基質(zhì)后，經(jīng)過催芽和綠化，待植株根系從基質(zhì)中穿出時，即可將基質(zhì)種苗一起裝入預(yù)制的定植板中。水培基質(zhì)在定植后僅承擔(dān)物理支持作用，幼苗根系伸長進(jìn)入下部流動的營養(yǎng)液中，從水中吸收營養(yǎng)，迅速生長發(fā)育，大約50天后，即可采收上市。目前，國內(nèi)許多省市都進(jìn)口了大型溫室設(shè)備，建設(shè)了水培蔬菜生產(chǎn)基地。本產(chǎn)品可以替代從國外進(jìn)口水培基質(zhì)，大幅度降低生產(chǎn)成本，且使用方便，無須緩苗，生長快速，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。
新型高光效腐殖酸液體肥料：泥炭腐殖酸是極其復(fù)雜的天然大分子混合物，對作物有明顯的生理刺激和一定的增產(chǎn)作用。但由于技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件制約，成本低廉、增產(chǎn)增收效果明顯的產(chǎn)品還很少。特別是一些產(chǎn)品將泥炭腐殖酸與營養(yǎng)元素簡單加成，產(chǎn)品抗絮凝作用較差，使用效果不穩(wěn)定。提取、活化泥炭中的腐殖酸，提高腐殖酸液體肥料抗絮凝的閾限，同時增加光呼吸抑制劑與其它必需營養(yǎng)元素，可以調(diào)節(jié)各類作物尤其是大豆、水稻等碳-3作物的生理活性，降低其光呼吸速率，提高光合產(chǎn)物積累，減小氣孔開放程度，改善抗逆性能，提高千粒重和結(jié)實(shí)率，增加作物產(chǎn)量。
這種新型泥炭腐殖酸液體肥料屬于精細(xì)化工產(chǎn)品，加工工藝較為復(fù)雜，但原料消耗量低，技術(shù)附加值高，適于研究所內(nèi)部作為自有知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品開發(fā)生產(chǎn)，屬于市場缺少的新產(chǎn)品，在國內(nèi)外都可能有廣闊的市場前景。
(作者系東北師范大學(xué)泥炭所副所長)
鏈接
我國地域遼闊，泥炭分布廣泛，各省市均有蘊(yùn)藏，但是分布極不均衡。四川、云南、甘肅、江蘇、西藏、黑龍江、安徽、內(nèi)蒙古、吉林、新疆等地的泥炭共占全國可用資源量的92%。
我國泥炭儲量與質(zhì)量分布有如下特點(diǎn)：從泥炭賦存形式看，裸露泥炭明顯多于埋藏泥炭。裸露泥炭和埋藏泥炭分別占總量的70.72%和29.28%。從泥炭營養(yǎng)類型分析，以富營養(yǎng)泥炭占優(yōu)勢。富營養(yǎng)泥炭儲量為43.2629億噸，為總量的99.91%;中營養(yǎng)(173.33萬噸)和貧營養(yǎng)泥炭(221.86萬噸)甚少，分別占0.04%和0.05%，從泥炭的殘體類型看，草本泥炭極其豐富。草本泥炭儲量為42.6567億噸，占總量的98.51%，混合泥炭(3923萬噸)占0.91%，木本泥炭(2311萬噸)占0.53%，蘚類泥炭為(221.86萬噸)最少，只占0.05%。
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