作者 | 孟宪民
近年来,我国泥炭引进和推广应用速度逐渐加快,行业规模持续扩大。1986~2017年,我国用了31年时间才将泥炭进口量从每年3000立方米提高到每年100万立方米,而在2018~2021年仅用了4年时间,这个数字就从100万立方米增加到200万立方米。而2022年仅1年,我国泥炭进口量就提高到300万立方米。虽然2023年最后一个季度因红海危机造成全年泥炭进口量有所减少,但进入2024年,我国泥炭进口量又恢复快速增长,每月进口量都超过2023年同期水平的20%。预计2024年我国泥炭进口量将达到400万立方米的规模。泥炭引进推广量逆势增长并快速发展,充分说明泥炭这种新型农业生产资料符合我国农业转型发展需求,发展前景广阔。
▲泥炭采收
推动我国泥炭引进、加工和推广应用持续增长,既有市场需求、行业发展的外部因素,也与泥炭本身的物化结构和功能优势不可替代有极大关系。
因为造炭植物类型不同,泥炭可以分为藓本泥炭、草本泥炭和木本泥炭3类。不同类型泥炭因物质组成、结构功能的不同,而具有不同的利用价值和应用方向。藓本泥炭的植物残体分解度低、容重小,孔隙度大、持水保水能力强,是专业基质制备不可缺少的优质原料。木本泥炭分解度大,腐植酸含量高,改土沃土能力强,是土壤改良培肥的优质原料。草本泥炭性质介于藓本泥炭和木本泥炭之间,既可以作为专业基质原料,也可以作为土壤调理剂的主要原料,但具体技术指标和使用效果却不及藓本泥炭或木本泥炭。这就是为什么我国虽然蕴藏丰富的草本泥炭,仍需从国外大规模引进藓本泥炭和木本泥炭的原因。
泥炭的独特之处在于其物理性质,这也是泥炭无法替代的原因。首先,无论是藓本泥炭,还是草本泥炭,抑或藓-草过渡泥炭,容重都在300克/升以下,而土壤容重一般都超过1000克/升。由于容重小,泥炭总孔隙度大多超过80%,藓本泥炭的总孔隙度甚至超过90%,固体体积只占泥炭总体积的10%左右,而最好的壤土孔隙度只有50%。泥炭总孔隙度高,固体体积比例小,给空气和水分留下巨大空间,使其既具有良好的通气性,也具有极好的保水性,既可以保障植物根系的氧气供应,也可以保证水分供应,这是普通土壤无法比拟的。
木本泥炭由树木根茎残体分解积累形成,不具备藓本泥炭和草本泥炭所特有的低容重、高孔隙度特性,没有通气保水优势,不适合制备专业基质。但是,木本泥炭分解度高,有机质含量多在85%以上,且在泥炭地厌氧还原环境中形成积累了高达60%以上的腐植酸含量。这让木本泥炭成为不可多得的土壤调理剂和特种肥料原料,与传统腐植酸原料褐煤、风化煤相比也不惶相让,商业价值极高。木本泥炭也是世界上唯一尚未大规模商业开发的优质肥料资源。
泥炭的有机质和腐植酸含量与我国传统有机肥相比差异显著。我国猪粪、牛粪、羊粪、鸡鸭粪的有机质含量在20%~30%之间,泥炭的有机质含量比它们高2~3倍。传统有机肥没有经过厌氧发酵过程,腐植酸含量只有3%~5%,泥炭腐植酸含量也比它们高6~20倍。
除此之外,泥炭是自然界植物残体经历漫长的生物地球化学过程形成的有机质和腐植酸,没有人类活动污染,没有抗生素、激素和重金属,是完全没有环境负累的优质资源。泥炭中也不存在常规经济作物种植土壤常见的病原菌、虫卵和草籽,不会传播病虫草害。
泥炭属于富碳物料,孔隙丰富,通气透水,既是微生物菌剂的良好载体,也是微生物的碳源能源,有利于微生物菌体保存和扩繁。泥炭的另一个优异生物学特性是本身特别耐分解,施入土壤的泥炭10年后仍可残存80%,20年后仍可残存60%,100年后仍可残存14%。这说明泥炭用于土壤改良培肥后效绵长,一次改良,可以多年受益。
应用方向
藓本泥炭制备基质,可以实现种苗生产标准化机械化,改善秧苗素质,提高作物产量;可以避免水稻青枯病立枯病发生;可以精准控制蔬菜花卉根系环境,保障工厂化标准化生产,节省水分、营养和能源,防止病虫草害,减少农药化肥使用;可以为家庭园艺提供“傻瓜”式产品,提升居民生活品质;可以为立体绿化、屋顶绿化提供轻量化的种植基质。
木本泥炭制备土壤调理剂,可以用于解决设施土壤板结、酸化、盐渍化、重金属污染、病虫害积累和营养失调等难点和痛点问题;可以一次性全层施用,10年免施享受后效,也可以微区每年少量施用,逐年改良培肥土壤,解决上述问题和营养失调,实现增产、增收、提质、沃土多效合一。
泥炭与多种原料复配可以实现机械化、自动化生产。将泥炭与人工智能技术结合,可以用信息获取+知识分析为基础,以客户定制+靶区施用为手段,提供增产增收、提质沃土目标的数字化解决方案。通过诊断客户土壤障碍因素类型和程度,采取知识分析和机器学习方法提出解决目标土壤板结、酸化、盐渍化、营养失调等障碍问题的产品配方,然后通过定制生产和靶区精确施用。
开展全球泥炭合作
虽然我国泥炭总储量高达124亿立方米,但99%属于中高分解的草本泥炭,商业价值不高。而且,我国泥炭主要分布在川西北和云贵高原,交通不便,生态脆弱,不适合大规模开发。东北地区泥炭储量小,农业垦殖强烈,具备大规模工业开采条件的矿产地十分有限。因此,为了满足未来基质和土壤调理剂对藓本泥炭和木本泥炭原料需求,需借助“一带一路”平台,通过与泥炭资源国深入合作,从全球配置资源,大规模引进泥炭资源,开展全球泥炭产业的全产业链、高水平、深层次合作。
全球泥炭地总面积400万平方千米,总储量1.65万亿立方米。藓本泥炭主要分布在西北欧、俄罗斯和加拿大等国家和地区;木本泥炭主要分布在热带群岛的马来西亚、印度尼西亚等国,是我国主要泥炭来源国。此外,在非洲中部高山和南美巴西等地也有一定量泥炭蕴藏,但因距离我国太远,引进可能性不大。
目前,我国进口泥炭主要来源地是拉脱维亚、爱沙尼亚、芬兰、瑞典和丹麦等国。这些国家每年泥炭总开采量为5000万立方米,除欧盟内部使用3500万立方米外,每年可以向域外国家出口1500万立方米。未来10年,我国进口泥炭总量可能达到3000万立方米规模。考虑到欧盟对外出口泥炭总量限制,我国从欧盟及北美国家进口泥炭潜在总量不会超过1000万立方米,另外2000万立方米泥炭需求将主要来源于俄罗斯远东地区和热带海岛国家。
俄罗斯西伯利亚地区蕴藏泥炭占全球泥炭总储量的三分之一,距离我国新疆仅有3000千米的陆运距离,铁路运输可直达我国西部地区。俄罗斯远东的萨哈林、堪察加泥炭总储量超过40亿立方米,海运方便,成本低廉,可以成为我国东部地区泥炭主要来源。俄罗斯泥炭质量良好,适用于基质和土壤调理剂生产,但俄罗斯泥炭产业投资不足,产能低下,需要中国企业投入资金和设备共同开发,提高产能。目前,已有中国企业独立购买了矿权,投资设备,独立开采。
印度尼西亚和马来西亚泥炭占全球泥炭总储量的八分之一,质量优良,适用于土壤调理剂生产,海运便利,成本低廉,也可能成为我国东南部地区土壤改良泥炭的主要来源。
中国属于泥炭原料输入国,处于国际泥炭产业链和价值链的中高端,泥炭深加工和推广应用可以提高泥炭资源的技术附加值,为用户创造价值,带动泥炭物流、加工、机械、检测、研发、推广、应用等相关产业发展。培育和推动泥炭深加工新兴产业发展,有利于打造泥炭产业策源地、集聚区和泥炭产业集群,形成泥炭创新增长极,推动泥炭新技术、新产品和新业态形成,加快形成经济社会发展新动能,推动我国泥炭产业向全球泥炭产业链和价值链高端迈进。
(作者单位为东北师范大学泥炭研究所)
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