有機(jī)蔬菜栽培土壤的培肥技術(shù)與廢棄物處置

王衛(wèi)平，朱鳳香，陳曉旸，洪春來，吳傳珍，薛智勇

(浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 環(huán)境資源與土壤肥料研究所，浙江 杭州 310021)

有機(jī)蔬菜栽培完全拒絕人工合成的化肥、農(nóng)藥、生長調(diào)節(jié)劑等的投入以及基因工程生物及其產(chǎn)物，是在借鑒傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上運(yùn)用現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)的原理和技術(shù)而發(fā)展起來的蔬菜生產(chǎn)模式。其優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)主要依靠施用有機(jī)肥料、種植綠肥、利用經(jīng)無害化處理的畜禽糞便等有機(jī)廢棄物，并通過系統(tǒng)內(nèi)部的有機(jī)廢棄物循環(huán)維持土壤養(yǎng)分平衡，依賴作物輪作以及各種物理、生物和生態(tài)措施控制雜草和病蟲害［1］。浙江現(xiàn)有耕地近40%分布在丘陵山區(qū)的坡地、及山坡地的平緩地區(qū)，其中有相當(dāng)一部分耕地處于丘陵、谷地小流域區(qū)內(nèi)，具有相對獨(dú)立的灌、排水系統(tǒng)，灌溉水的環(huán)境污染小，農(nóng)民具有傳統(tǒng)耕作的經(jīng)驗(yàn)，利用這些耕地發(fā)展有機(jī)瓜果蔬菜種植業(yè)，能產(chǎn)生十分可觀的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益，向社會(huì)提供優(yōu)質(zhì)安全的農(nóng)產(chǎn)品已顯示出十分廣闊的市場前景［2］。浙江省有機(jī)茶葉、筍等已形成具有一定規(guī)模的有機(jī)食品生產(chǎn)基地。

1 有機(jī)蔬菜生產(chǎn)對肥料的要求

有機(jī)蔬菜生產(chǎn)對肥料有特殊要求:一是提倡使用經(jīng)過充分腐熟的有機(jī)肥料，包括無污染的綠肥、作物殘?bào)w、泥炭、秸稈、海草和其它類似物質(zhì)及經(jīng)過堆積處理的食物、林業(yè)副產(chǎn)品等，經(jīng)過高溫堆肥等方法處理后無蟲卵和傳染病菌的畜禽糞便［3］;二是允許使用不影響作物生長環(huán)境、營養(yǎng)和抵抗力的自然形態(tài) (未經(jīng)化學(xué)處理)的礦物肥料，允許使用草木灰、無水鉀鎂礬、未經(jīng)處理的海洋副產(chǎn)品、骨粉、魚粉和其它類似的天然產(chǎn)品以及液態(tài)或粉狀海草提取物，允許使用植物或動(dòng)物源的產(chǎn)品如生長調(diào)節(jié)劑、輔助劑、濕潤劑及礦物懸浮液，以及農(nóng)用石灰、天然磷酸鹽及其它緩溶性礦物;三是食用蔬菜不允許使用未經(jīng)處理的人畜糞尿;四是嚴(yán)禁使用人工合成的化學(xué)肥料、污水、污泥和未經(jīng)堆制的腐敗性廢棄物。

2 有機(jī)蔬菜栽培中肥料種類的選擇

在有機(jī)蔬菜栽培中肥料種類的選擇應(yīng)盡可能符合有機(jī)、多元、無害和低成本原則。

2.1 農(nóng)家肥

農(nóng)家肥是有機(jī)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，適合小規(guī)模生產(chǎn)和分散經(jīng)營模式，是有機(jī)農(nóng)業(yè)低成本投入的有效形式。可促進(jìn)有機(jī)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)種植與養(yǎng)殖的有機(jī)結(jié)合，并可實(shí)現(xiàn)低成本的良性物質(zhì)循環(huán)，主要有以下幾類。

2.1.1 堆、漚類有機(jī)肥

堆肥是利用作物秸稈、樹葉、雜草、綠肥、人畜糞尿和適量的石灰、草木灰等物進(jìn)行堆制，經(jīng)發(fā)酵腐熟而成的肥料。這類肥料經(jīng)高溫(65℃ 以上)堆制后大腸桿菌及一些無芽孢的病原菌基本上被殺滅。漚肥是另外一種發(fā)酵形式，是利用秸稈、雜草、牲畜糞便、肥泥等就地混合，在田邊地角或?qū)ｉT的池內(nèi)漚制而成的肥料，其漚制的材料與堆肥相似，漚肥在嫌氣條件下常溫發(fā)酵腐解制備而成。

2.1.2 沼氣肥

沼氣肥是有機(jī)廢棄物在沼氣池密閉、厭氣條件下發(fā)酵制取沼氣后的殘留物，是一種優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥料，分為沼液肥和沼渣肥。出池后的沼渣應(yīng)堆放一段時(shí)間降低其還原性，再用做底肥，一般土壤和作物均可施用，對多種蔬菜均有增產(chǎn)作用。沼渣肥還能改善土壤的理化特性，增加土壤有機(jī)質(zhì)積累，達(dá)到改土培肥之目的。沼液與沼渣相比養(yǎng)分含量較低，但速效養(yǎng)分高，沼液一般作追肥和浸種，沼液具有促進(jìn)植物生長的特殊作用，對蔬菜蚜蟲和紅蜘蛛有較好的防治效果。

2.2 餅肥

餅肥含有大量的有機(jī)質(zhì)、蛋白質(zhì)、剩余油脂和維生素成分。用作餅肥的主要種類有大豆餅、油菜籽餅、芝麻餅、花生餅、棉籽餅和茶籽餅等?？梢宰骰屎妥贩省？芍苯邮┯谩l(fā)酵腐熟后施用或過腹 (先做飼料)還田。餅肥是一種遲效性的完全肥料，常用做基肥。做追肥時(shí)要提前使用，以保證及時(shí)向作物提供有效養(yǎng)分。作基肥直接施用時(shí)，不宜在播種溝或靠近種子施用，以免發(fā)生種蛆或因降解時(shí)發(fā)酵產(chǎn)生高溫，影響種子發(fā)芽和作物生長;作追肥用時(shí)，應(yīng)在出苗后開溝條施或穴施。餅肥最好先發(fā)酵后使用，以確保餅肥的使用安全和作物正常生長及提高肥效。大豆餅、花生餅和油菜籽餅(尤指雙低油菜)因營養(yǎng)較好，宜過腹還田。

2.3 綠肥

綠肥是將綠色植物體用作有機(jī)肥料，除豆科綠肥含氮較高外，其它多數(shù)綠肥含碳較高。綠肥具有植物的一些特殊功效:固氮性、解磷性、生物富集性、生物覆蓋性和生物適應(yīng)性。豆科綠肥如紫云英、苜蓿、三葉草等是培肥土壤的優(yōu)質(zhì)肥源，豆科植物與根瘤菌形成共生固氮體系，能固定空氣中的氮素，植物體富含氮素養(yǎng)分。綠肥通過翻耕還田在土壤中礦化分解，促進(jìn)土壤微生物大量增殖，改良土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤活性。

2.4 糟渣類有機(jī)肥

主要有酒糟、醋糟、醬油糟、味精渣、豆腐渣、藥渣和食用菌渣等。屬遲效性有機(jī)肥料，需經(jīng)發(fā)酵后才可施用，應(yīng)集中溝施或穴施后覆土。醬油糟含鹽高，不宜集中使用，也不宜大量應(yīng)用于鹽堿地、圍墾海涂地塊。

2.5 動(dòng)物殘?bào)w

主要有魚粉、油渣、骨粉和羽毛粉等，是一種很好的有機(jī)肥料。魚粉營養(yǎng)價(jià)值高，用作肥料成本也高，宜先作飼料，過腹還田。骨粉的磷含量較高，肥效緩慢，宜做基肥早施用。羽毛粉含氮高，主要是角蛋白含量高，但不易分解，系遲效性高氮有機(jī)肥，宜做基肥提早施用。油渣脂肪含量較高，施入土壤后經(jīng)微生物分解發(fā)酵會(huì)產(chǎn)生高溫，影響種子發(fā)芽和作物生長，宜先發(fā)酵后施用。

2.6 商品有機(jī)肥及堆肥茶

2.6.1 商品有機(jī)肥

商品有機(jī)肥以畜禽糞便為主要原料，經(jīng)好氧高溫發(fā)酵堆肥工廠化生產(chǎn)的有機(jī)肥。這種通過生物發(fā)酵生產(chǎn)的商品有機(jī)肥無害化程度高、腐熟性好，有機(jī)物經(jīng)微生物分解后肥料的速效性大大提高。施用后不僅能改良土壤，提高肥力，而且養(yǎng)分釋放快，作物能快速吸收利用，是一種速效有機(jī)肥。既可以作有機(jī)作物栽培的基肥施用，也可以作為追肥施用。為保證商品有機(jī)肥的質(zhì)量安全，最好選用經(jīng)有機(jī)認(rèn)證機(jī)構(gòu)認(rèn)證許可的企業(yè)生產(chǎn)銷售的商品有機(jī)肥。

2.6.2 堆肥茶

近年來，通過堆制腐熟的有機(jī)物料，再經(jīng)過發(fā)酵獲得水浸提液制成的堆肥茶 (compost tea)正越來越引起人們的關(guān)注［4-5］，它不僅含有大量的有益微生物，也含有大量的養(yǎng)分。微生物可以通過競爭、拮抗、重寄生與捕食、誘導(dǎo)抗病性及綜合作用，減少作物病害的發(fā)生;溶解態(tài)的養(yǎng)分有利植物的吸收，而且它具有便于結(jié)合滴、微灌和滲灌技術(shù)施肥等優(yōu)點(diǎn)，可作速效追肥在蔬菜生產(chǎn)中應(yīng)用。

2.7 生物肥料

生物肥料是一類以有益微生物和經(jīng)無害化處理后腐熟的有機(jī)物為主要成分復(fù)合制成的新型肥料，這種肥料養(yǎng)分全面，速緩效兼之，肥效均衡持久。生物肥料可以利用微生物固氮菌將空氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)化成作物可吸收的物質(zhì)，并利用其分泌物把土壤中不易被農(nóng)作物吸收的難溶性固定態(tài)磷轉(zhuǎn)化成易于農(nóng)作物吸收的可溶性有效態(tài)磷，為農(nóng)作物提供充足的氮、磷、鉀營養(yǎng)元素。施用生物有機(jī)肥料可改善土壤理化性狀，增強(qiáng)土壤生物活性，減少肥料的流失和養(yǎng)分的固定，還能降低瓜果蔬菜中的硝酸鹽含量，顯著提高瓜果的甜度和Vc含量，從而改善和提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。

3 有機(jī)蔬菜栽培的施肥與土壤培肥技術(shù)

蔬菜實(shí)行有機(jī)栽培后，不能使用化肥，對作物生長提供營養(yǎng)的土壤養(yǎng)分補(bǔ)充途徑只能依賴于施用有機(jī)肥，有機(jī)肥成了有機(jī)種植的主要肥源。因此，要求利用有機(jī)肥和合理的輪作來培肥土壤。有機(jī)肥來源廣、種類多、差別大、性質(zhì)各異。用好有機(jī)肥，充分發(fā)揮其肥效，才能達(dá)到提供蔬菜養(yǎng)分，改良培肥土壤的目的。

從有機(jī)農(nóng)業(yè)的起源來看，保持和提高土壤肥力，培育健康的土壤是重要的目標(biāo)之一，健康的土壤是充滿活力的土壤，是作物、動(dòng)物和人類健康的起點(diǎn)，因此，有機(jī)農(nóng)業(yè)要求利用有機(jī)肥和合理的輪作來培肥土壤。根據(jù)有機(jī)生產(chǎn)為一相對封閉的養(yǎng)分循環(huán)系統(tǒng)的原理，有機(jī)肥應(yīng)盡可能地來自本系統(tǒng)，也即要盡可能地將系統(tǒng)內(nèi)的所有有機(jī)物質(zhì)歸還土壤，另外在輪作計(jì)劃中必須要包括種植豆科作物作為補(bǔ)充氮源的重要手段。

下面從有機(jī)肥、蔬菜種類、土壤及合理輪作幾方面來探求有機(jī)蔬菜土壤培肥技術(shù)。

3.1 根據(jù)有機(jī)肥特性進(jìn)行施肥

有機(jī)肥料常用的包括人畜糞尿、廄肥、漚肥、沼渣液、作物秸稈、綠肥、餅肥、生物有機(jī)肥等，它們各具自身的性質(zhì)與特點(diǎn)。正確地施用有機(jī)肥，則能充分發(fā)揮肥效，達(dá)到提供作物養(yǎng)分、改良土壤的目的。如直接使用不經(jīng)腐熟的有機(jī)肥會(huì)造成新有機(jī)質(zhì)礦化時(shí)C/N值很大，微生物與作物競爭土壤中的O2和氮而直接影響根系發(fā)育和攝取養(yǎng)分的能力，且直接使用新鮮有機(jī)肥不能及時(shí)提供作物所需養(yǎng)分，從而影響作物生長及產(chǎn)量。施用有機(jī)肥必須關(guān)注下面幾點(diǎn)［6-7］。

各類有機(jī)肥除直接還田的作物秸稈和綠肥外，一般需經(jīng)高溫發(fā)酵達(dá)到充分腐熟后方可施入土壤。這不僅有利于轉(zhuǎn)化營養(yǎng)物質(zhì)，還有利于殺滅病原菌、寄生蟲卵和雜草種子。對于未充分腐熟直接施入土壤的有機(jī)肥則必須在作物種植前提前施入，并避免與種子、秧苗接觸，以免引起“燒苗”現(xiàn)象。施用餅肥、油渣、雞糞、羊糞、牛糞等高熱量有機(jī)肥時(shí)更要注意。

堆漚肥、沼肥及廄肥都經(jīng)過一定程度的腐解，易分解的營養(yǎng)物質(zhì)含量較低，絕大多數(shù)有機(jī)氮以較穩(wěn)定的形式存在，一般作基肥使用，使用于各類土壤和各種蔬菜。

人糞尿含氮高，是速效有機(jī)肥，適合于作追肥使用，但因其中含有一定量的食鹽，在忌氯作物上不宜過多地施用人糞尿，有機(jī)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定禁止在葉菜類、塊莖、塊根類作物上施用。由于人糞尿有機(jī)質(zhì)含量低，因此施用人糞尿最好配施有機(jī)質(zhì)含量高的秸稈堆肥、廄肥等，以提高土壤有機(jī)質(zhì)含量。

秸稈類肥料因C/N比較高，施用不當(dāng)易與蔬菜爭奪速效氮而影響作物早期生長，故在作物秸稈還田的同時(shí)，須配施適量的高氮有機(jī)肥，如腐熟的豆餅、人糞尿、雞糞、菜籽餅或鮮嫩的豆科綠肥，以降低C/N比，促進(jìn)秸稈腐解，并在蔬菜播種或移栽前及早翻壓秸稈。

草木灰作為農(nóng)村傳統(tǒng)施用的鉀肥，由于堿性強(qiáng)，不宜與腐熟的糞尿、廄肥等混合貯藏和使用，以免造成有機(jī)肥中氮素養(yǎng)分損失，降低肥效。

3.2 根據(jù)蔬菜種類及其生長規(guī)律進(jìn)行施肥和培肥土壤

不同種類的蔬菜對各種養(yǎng)分的需求量和比例是不同的。如以莖葉為主的蔬菜等作物則需氮較多;豆科植物通過固氮作用獲取氮素，但需磷、鉀、鈣、鉬等元素較多。就同一蔬菜而言，不同品種之間或同一品種的不同生育期，對養(yǎng)分的吸收也不一樣?，F(xiàn)今蔬菜品種多為需水肥較多的高產(chǎn)品種，有機(jī)栽培只有施足有機(jī)肥，充分滿足作物養(yǎng)分需要，才不會(huì)降低作物產(chǎn)量。

在滿足蔬菜需肥量的同時(shí)還需掌握肥料的施用時(shí)間。在蔬菜生長的不同時(shí)期，需肥量不同，施用有機(jī)肥還要考慮蔬菜階段性的營養(yǎng)特點(diǎn)，采用以固態(tài)有機(jī)肥 (作基肥)和速效有機(jī)肥 (作追肥)如堆肥茶相結(jié)合的施肥方法，才能充分滿足蔬菜對養(yǎng)分的需要，獲得較高產(chǎn)量。

3.3 結(jié)合土壤性質(zhì)合理施肥和培肥

土壤的特性對于作物營養(yǎng)與施肥的關(guān)系是非常密切的，土壤的水分、溫度、通氣性、酸堿反應(yīng)、供肥保肥能力以及微生物區(qū)系等都直接影響蔬菜對養(yǎng)分的吸收。因此有機(jī)蔬菜栽培的土壤培肥必須結(jié)合土壤的特性，按土用肥。不同的土壤，其肥力狀況不一致，供給蔬菜養(yǎng)分的能力也不一樣。對于氣溫高，雨水多，土壤養(yǎng)分淋失較大的土壤類型，其氮、磷、鉀均比較缺乏，有機(jī)質(zhì)含量較低，進(jìn)行耕作時(shí)要加大有機(jī)肥的投入。

3.4 建立合理的輪作復(fù)種體系，加強(qiáng)土壤的自身培肥能力

輪作是有機(jī)蔬菜栽培的最基本要求和特性之一。有機(jī)蔬菜強(qiáng)調(diào)包括豆科作物在內(nèi)的合理的輪作復(fù)種和間作套種，以增加作物品種多樣性，可均衡利用土壤中的營養(yǎng)元素，培育地力，可預(yù)防和減輕病蟲害發(fā)生。在制訂有機(jī)蔬菜栽培計(jì)劃時(shí)，要合理安排、統(tǒng)籌規(guī)劃有機(jī)耕作中的土壤培肥，做到用養(yǎng)地結(jié)合，保持土壤肥力的持久性。如果連年種植同一種蔬菜，就會(huì)造成土壤某一部位某種養(yǎng)分的大量被吸取而引起虧缺，還可能發(fā)生連作障礙。在有機(jī)農(nóng)業(yè)中特別重視栽種豆科作物，不但可以增加土壤氮素，還可提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，改良土壤結(jié)構(gòu)。以豆科植物作覆蓋作物，既可防止土壤的侵蝕與板結(jié)，抑制雜草生長，又能培肥土壤。

有機(jī)蔬菜栽培要求利用有機(jī)肥和合理的輪作來培肥土壤，必須綜合考慮肥料、作物、土壤等因素，建立起有機(jī)蔬菜生產(chǎn)的平衡施肥觀念，根據(jù)作物品種和土壤供肥性能配合施用各種有機(jī)肥以滿足作物對氮、磷、鉀及其它營養(yǎng)元素的需要，以確保提供蔬菜足夠的養(yǎng)分，獲得蔬菜的優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)產(chǎn)，并保持土壤肥力的持久。

4 有機(jī)蔬菜栽培的污染控制與廢棄物處理

有機(jī)蔬菜栽培中主要的廢棄物種類有蔬菜殘?bào)w、雜草、秸稈及農(nóng)業(yè)投入品如建筑覆蓋物、塑料薄膜、防蟲網(wǎng)、包裝材料等。有機(jī)蔬菜栽培基地應(yīng)建立相對固定及規(guī)模的處理場地，在污染控制方面，有機(jī)地塊與常規(guī)地塊應(yīng)有有效的隔離區(qū)間，其排灌系統(tǒng)應(yīng)有有效的隔離措施，以保證常規(guī)農(nóng)田的水等污染物不會(huì)滲透或漫入有機(jī)地塊。常規(guī)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中的設(shè)備在用于有機(jī)生產(chǎn)前，應(yīng)充分清洗，去除污染物殘留，以防交叉污染。用秸稈覆蓋或間作的方法避免土壤裸露，重視生態(tài)環(huán)境的生物多樣性。不能降解的薄膜等廢棄物則集中收集帶到示范基地以外集中處置。

有機(jī)蔬菜栽培基地的雜草主要以清除、直接覆蓋就地還田為主。蔬菜生產(chǎn)的植物殘?bào)w可能會(huì)帶病、蟲的卵或孢子等活體，應(yīng)以集中在固定場所堆制發(fā)酵腐熟再還田。蔬菜秸稈量相對較大的，可以結(jié)合粉碎與其它農(nóng)業(yè)廢棄物如當(dāng)?shù)匦笄蒺B(yǎng)殖廢棄物等進(jìn)行共同堆肥化處理，腐熟后還田作為基肥，也可部分集中漚制草泥灰 (或草木灰)，作為鉀肥的補(bǔ)充做基肥或追肥施用。

［1］ 中國認(rèn)證人員與培訓(xùn)機(jī)構(gòu)國家認(rèn)可委員會(huì).國家有機(jī)產(chǎn)品認(rèn)證檢查員培訓(xùn)教材 (試用) ［M］.北京:中國計(jì)量出版社，2005.

［2］ 陳新，顧和平，易金鑫，等.有機(jī)毛豆高產(chǎn)栽培技術(shù) ［J］.江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008(5):170-172.

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