生物有機(jī)無機(jī)生態(tài)肥料及其發(fā)展前景(下)

李曉冰，于廣武，王少華，康 權(quán)，姜 華，溫鐵軍，陳俐燕，趙景坤，鄭連舉

(1.黑龍江華澤農(nóng)牧發(fā)展有限公司 黑龍江哈爾濱 150000；2.中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所 黑龍江哈爾濱 150040；3.富錦市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心 黑龍江富錦 156112；4.黑龍江頓豐微納米硅科技開發(fā)有限公司 黑龍江黑河 161400；5.黑龍江軍華生物科技有限公司 黑龍江哈爾濱 150041；6.黑龍江禾煦豐生態(tài)科技有限公司 黑龍江哈爾濱 150028；7.黑龍江圣東肥業(yè)有限公司 黑龍江伊春 152500；8.哈爾濱舜泰生物科技有限公司 黑龍江哈爾濱 150040；9.五常市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心 黑龍江五常 150200)

4 含腐殖酸肥料

腐殖酸具有刺激植物生長(zhǎng)、改善土壤理化性狀和提供少量養(yǎng)分的作用，可分為礦源腐殖酸和生化腐殖酸。礦源腐殖酸主要來源于泥炭、褐煤和風(fēng)化煤，而生化腐殖酸以作物秸稈、木質(zhì)素、工農(nóng)業(yè)廢棄物等為原料經(jīng)化學(xué)處理活化而制成。

腐殖酸類肥料是種含有腐殖酸類物質(zhì)的多功能肥料，也被稱為“腐肥”、“黑化肥”或“黑肥”。經(jīng)多年研究和開發(fā)，腐殖酸肥料已形成速效與長(zhǎng)效并舉、固體和液體并存、通用和專用同在、高濃度與低濃度配合、有機(jī)與無機(jī)協(xié)調(diào)的肥料體系。

4.1 生物腐殖酸液肥

由麥飯石粉和中草藥通過生物發(fā)酵而成的生物腐殖酸液肥既有肥料功能，又有防病蟲害的良好效果。多年的試驗(yàn)示范結(jié)果表明：該肥具有活化土壤、改良土壤結(jié)構(gòu)、培育土壤肥力的功能；能充分溶解化肥和農(nóng)藥，提高其利用率，有助于減少化肥和農(nóng)藥的用量，減輕空氣、水體和土壤的污染；能與化肥、農(nóng)藥、除草劑混用，尤其適合于大面積種植的作物，可使用大型機(jī)械施肥和飛機(jī)噴施。

4.2 腐殖酸水溶肥

近年來，水溶肥成為我國(guó)發(fā)展最迅速的新型肥料之一，其總體發(fā)展趨勢(shì)是向多功能、專用系列發(fā)展,逐漸由單一無機(jī)鹽溶解的簡(jiǎn)單溶液體系發(fā)展為由養(yǎng)分、螯合劑、助吸劑、功能物質(zhì)等組成的具有補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)、提高作物抗逆性、殺蟲防病等多種功能的復(fù)合體系，成為一種具有高科技含量的多功能肥料產(chǎn)品。

水溶肥主要優(yōu)點(diǎn)：①我國(guó)常規(guī)肥料的利用率一般只能達(dá)到20%～30%，而水溶肥可達(dá)到70%～80%，使用水溶肥不僅節(jié)水，還可減少施肥總量；②水溶肥營(yíng)養(yǎng)元素全面，總養(yǎng)分可達(dá)50%以上；③肥效快，可滿足高產(chǎn)作物在快速生長(zhǎng)期對(duì)營(yíng)養(yǎng)的需求；④水溶性肥料不僅經(jīng)營(yíng)利潤(rùn)空間高，投入產(chǎn)出比也非?？捎^。

腐殖酸水溶肥除了具有其所含的腐殖酸的功效外，還具有特有的優(yōu)勢(shì)。

4.2.1 主要成分

以郁根牌腐殖酸水溶肥為例，其主要成分：w(水溶性腐殖酸，HA)≥60%，w(礦源黃腐酸，F(xiàn)A)≥15%，w(N+P2O5+K2O)≥20%，w(有機(jī)質(zhì))≥70%。

4.2.2 主要優(yōu)勢(shì)

(1)促進(jìn)作物地上部分營(yíng)養(yǎng)體生長(zhǎng)

在養(yǎng)分供應(yīng)充足的基礎(chǔ)上，腐殖酸水溶肥的刺激作用可使作物地上部分營(yíng)養(yǎng)體生長(zhǎng)旺盛，具體表現(xiàn)在株高、莖粗、葉片數(shù)、干物質(zhì)積累等顯著向好的方面發(fā)展。

(2)改善作物生理代謝及酶活性

施用腐殖酸水溶肥后，可對(duì)植物起到刺激作用，不僅呼吸強(qiáng)度增強(qiáng)，而且光合作用和各種酶的活性也得到增強(qiáng)，有助于果實(shí)提前著色成熟。

丹東東港是全國(guó)最大的溫室“九九”草莓產(chǎn)地，在草莓移栽后施用腐殖酸水溶肥，草莓快速扎根，主根壯，須根特別茂盛；葉片舒展，顏色油綠、發(fā)亮，光合作用增強(qiáng)；花盤大，花粉管發(fā)育得特別好；在草莓果期沖施腐殖酸水溶肥后，果色均勻、鮮艷，果實(shí)飽滿、耐碰、耐儲(chǔ)存、風(fēng)味好、甜度高，產(chǎn)量可提高10%以上，產(chǎn)值可提高20%以上。

(3)增強(qiáng)作物的抗寒性

腐殖酸水溶肥料可顯著提升東北地區(qū)溫室越冬作物的抗寒能力。凌源市位于遼寧西部，約有10萬畝(1畝=667 m2，下同)溫室越冬黃瓜，由于冬季棚內(nèi)地溫過低，導(dǎo)致黃瓜在生長(zhǎng)過程中容易出現(xiàn)僵苗、節(jié)間過短、果實(shí)彎曲等問題。施用腐殖酸水溶肥后，節(jié)間明顯增長(zhǎng)，根系發(fā)達(dá)粗壯，葉片厚度、亮度和韌度顯著提高，果實(shí)筆直、油亮，標(biāo)準(zhǔn)果多，使經(jīng)濟(jì)效益得到大幅提高。

4.3 腐殖酸硅鉀增效劑

由黑龍江圣東肥業(yè)有限公司研發(fā)生產(chǎn)的腐殖酸硅鉀增效劑以含鉀富硅頁巖、石灰?guī)r和褐煤腐殖酸銨為主要原料，經(jīng)科學(xué)加工而成，其主要指標(biāo)：w(有效SiO2)≥20%，w(有機(jī)質(zhì))≥10%，w(有效K2O)≥4%，w(腐殖酸)≥8%，w(中微量元素)≥4%，w(CaO)≥20%，w(有效MgO)≥3%，w(水分)≤5%，顆粒強(qiáng)度≥8 N/顆，pH在9～11。該增效劑除了具有其所含的腐殖酸的功效外，還具有以下優(yōu)勢(shì)：

(1)提高植物體內(nèi)多種酶的活性和葉綠素含量，使新陳代謝旺盛、光合作用增強(qiáng)、糖分和干物質(zhì)積累增多，達(dá)到提高作物產(chǎn)量、改善品質(zhì)的目的。

(2)運(yùn)用獨(dú)特的生產(chǎn)工藝制成，更易被作物吸收和利用，避免了被土壤固定、淋溶和揮發(fā)所造成的養(yǎng)分損失，可提高養(yǎng)分利用率20%以上。

(3)可為作物提供所需的各種養(yǎng)分，提高產(chǎn)量10%以上。

4.4 腐殖酸硼鎂鈣生物土壤調(diào)理劑

硼泥是生產(chǎn)硼酸、硼砂等產(chǎn)品產(chǎn)生的廢渣，呈堿性，其所含的Mg、B、Fe、Si、Ca等均為植物生長(zhǎng)所需的中微量元素和有益元素。我國(guó)大部分耕地缺硼，對(duì)硼的潛在需求量很大，對(duì)硼泥進(jìn)行深加工，可以生產(chǎn)出如硼鎂磷肥、硼鎂肥、硼鈣鎂磷肥、硼鉀鎂鋅肥、含硼復(fù)合肥等復(fù)合微量元素肥料。腐殖酸硼鎂鈣生物土壤調(diào)理劑是以硼泥、腐殖酸和生物菌劑為主要生產(chǎn)原料，將三者有機(jī)結(jié)合起來，取長(zhǎng)補(bǔ)短、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。

腐殖酸硼鎂鈣生物土壤調(diào)理劑的主要有效成份：有效活菌數(shù)≥0.2億個(gè)/g，w(腐殖酸，F(xiàn)A)≥10%，w(B)≥1%，w(Mg)≥11%，w(Ca)≥2%，w(SiO2)≥8%，此外還含有鋅、錳等微量元素。

腐殖酸硼鎂鈣生物土壤調(diào)理劑除了具有其所含的腐殖酸的功效外，還具有以下優(yōu)勢(shì)。

(1)采用腐殖酸、硫酸等部分活化硼泥中的有益元素，使這些有益元素能夠被作物直接吸收利用(水溶速效成分)，具備速效型中微量元素肥料的特點(diǎn)。

(2)將長(zhǎng)效復(fù)合肥添加劑NAM加入顆粒中，能使復(fù)合肥中氮養(yǎng)分的釋放速率與作物對(duì)養(yǎng)分的需求相適應(yīng)，磷養(yǎng)分被活化，進(jìn)而提高復(fù)合肥的養(yǎng)分利用率和肥效。

(3)引入微生物技術(shù)，在豐富產(chǎn)品功能的同時(shí)提高肥料利用率，可減少化學(xué)肥料的使用量，達(dá)到提高農(nóng)作物品質(zhì)的目的。

(4)富含弱堿性物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)、微量元素、有益微生物等，具有改良和修復(fù)被重金屬、農(nóng)藥和高濃度化肥污染的土壤的作用。

5 微生物菌劑

菌劑或菌肥通常由一種或數(shù)種有益微生物、培養(yǎng)基質(zhì)和添加劑配制而成，包括固氮菌類、磷細(xì)菌、鉀細(xì)菌、光合細(xì)菌、芽孢桿菌、酵母菌、抗生菌類、放線菌等。

近20年來，微生物肥料得到快速發(fā)展，目前至少有超過70個(gè)國(guó)家在開展研究、生產(chǎn)和使用微生物肥料，產(chǎn)品品種主要以根瘤菌劑和根際促生菌制劑為主，土壤的生物修復(fù)制劑正在成為新的研究開發(fā)熱點(diǎn)。

隨著微生物肥料行業(yè)的快速發(fā)展，產(chǎn)品種類也越來越多。按照產(chǎn)品的內(nèi)涵，可將微生物肥料產(chǎn)品分為菌劑和菌肥兩大類，其中菌劑類產(chǎn)品是指1種或1種以上的目標(biāo)微生物經(jīng)工業(yè)化生產(chǎn)擴(kuò)繁后直接使用或僅被利于該培養(yǎng)物存活的載體吸附所形成的活體制品，而菌肥類產(chǎn)品是指目標(biāo)微生物經(jīng)工業(yè)化生產(chǎn)擴(kuò)繁后與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等復(fù)合而成、含有該培養(yǎng)物活體的制品。

菌劑在單位面積上的用量少，一般畝用量在1～2 kg。按產(chǎn)品中特定的微生物種類或作用機(jī)理，菌劑又可分為若干個(gè)種類，如固氮菌劑、解磷菌劑、根瘤菌劑、硅酸鹽菌劑、光合細(xì)菌菌劑、有機(jī)物料腐熟劑、促生菌劑、微生物修復(fù)劑、調(diào)理劑等。

5.1 DM系列微生物復(fù)合菌菌劑

DM系列微生物復(fù)合菌菌劑是哈爾濱舜泰生物科技有限公司從美國(guó)引進(jìn)，由枯草芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌等按科學(xué)比例復(fù)配而成，具有抗病、抗逆、溶磷、解鉀等功能。該復(fù)合菌菌劑已在國(guó)內(nèi)多種作物和不同土壤上得到應(yīng)用，展示出顯著的提高產(chǎn)品品質(zhì)和增產(chǎn)的效果。

5.2 DM系列微生物復(fù)合菌菌劑的創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)

(1)強(qiáng)大的溶磷功能

當(dāng)磷酸二銨等磷肥施入土壤后，銨根離子作為速效氮迅速釋放，留下來的磷酸根便與土壤中的Ca、Mg、Fe、Al、Zn等離子結(jié)合成不溶的磷酸鹽，這也是土壤板結(jié)的原因之一。DM系列微生物復(fù)合菌可產(chǎn)生大量的生物酸，將土壤中與Ca、Mg、Fe、Al、Zn等中微量元素結(jié)合的磷酸根置換釋放出來，同時(shí)將Ca、Mg、Fe、Al、Zn等中微量元素也加以釋放，使得植物在整個(gè)生命周期內(nèi)不會(huì)缺乏磷素及中微量元素。此外，DM系列微生物復(fù)合菌又可產(chǎn)生大量的有機(jī)磷分解酶，使得土壤中的有機(jī)磷可以被植物充分吸收利用，使磷酸鈣等在水中的溶解度提高500倍，使磷酸二銨等磷肥當(dāng)季利用率提高3倍以上。使用DM系列微生物復(fù)合菌菌劑后，在不同作物上可減施磷肥40%～60%，在有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥或復(fù)混肥中可充當(dāng)6%～8%的磷含量，在生物有機(jī)肥中可充當(dāng)4%～6%的磷含量。

(2)優(yōu)異的解鉀功能

當(dāng)氯化鉀、硫酸鉀等鉀肥施入土壤后，一部分鉀離子在土壤的礦化作用下變成礦化態(tài)的鉀，導(dǎo)致植物不能直接吸收利用，降低了鉀的利用率。

DM系列微生物復(fù)合菌在生命活動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的酶、莢膜多糖及生物酸類物質(zhì)能將土壤中的礦物鉀、固定鉀分解轉(zhuǎn)化成可被植物吸收的有效鉀，同時(shí)可與土壤中的SiO2絡(luò)合，促進(jìn)礦物質(zhì)的降解，釋放出被礦物質(zhì)晶格包圍的硅和鉀，可使氯化鉀、硫酸鉀等鉀肥當(dāng)季利用率提高30%～50%，在不同作物上可減少鉀肥施用量30%～40%，在有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥或復(fù)混肥中可充當(dāng)3%～5%的鉀含量，在生物有機(jī)肥中可充當(dāng)3%～4%的鉀含量。

(3)提高有機(jī)肥料的利用率

DM系列微生物復(fù)合菌在土壤中產(chǎn)生的大量纖維素酶可直接參與土壤有機(jī)質(zhì)的分解過程，可將復(fù)雜的含碳化合物分解為簡(jiǎn)單的化合物，促進(jìn)植物對(duì)有機(jī)態(tài)養(yǎng)分的吸收，一般有機(jī)肥的肥效可提高1倍以上，用于蔬菜瓜果等經(jīng)濟(jì)作物或綠色有機(jī)作物，可提高產(chǎn)量30%～50%。

(4)促進(jìn)作物生長(zhǎng)，提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)

DM系列微生物復(fù)合菌的代謝活動(dòng)可產(chǎn)生赤霉素、吲哚乙酸、細(xì)胞分裂素、酚類化合物及其衍生物等植物激素，也可產(chǎn)生煙酸、泛酸等酸性物質(zhì)以及維生素等活性物質(zhì)，這些物質(zhì)能夠起到刺激作物生長(zhǎng)的作用。施用DM系列微生物復(fù)合菌菌劑可明顯強(qiáng)化植株體內(nèi)的酶對(duì)糖分、淀粉、蛋白質(zhì)及各種維生素的合成和運(yùn)轉(zhuǎn)，使淀粉、多糖、單糖的合成積累增加，在提高蔬菜、水果的含糖量和維生素C含量的同時(shí)降低硝酸鹽含量，增加蔬菜、水果的干物質(zhì)量，促進(jìn)植株體內(nèi)淀粉酶、蔗糖酸性轉(zhuǎn)化酶升高，增加果實(shí)可溶性固形物含量，提高糧食作物、蔬菜、水果的產(chǎn)量。

(5)增強(qiáng)作物抗逆性

DM系列微生物復(fù)合菌能夠誘導(dǎo)作物產(chǎn)生超氧化物歧化酶、過氧化物酶等具有提高作物抗逆性的物質(zhì)，在其受到干旱、鹽堿、蟲害、病害、衰老等逆境脅迫時(shí)，通過消除自身自由基的途徑來減輕環(huán)境脅迫對(duì)作物造成的傷害。

(6)抑制病蟲害

DM系列微生物復(fù)合菌中有益微生物的大量繁殖，使其在作物根際土壤微生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)形成優(yōu)勢(shì)種群，抑制其他病原微生物的生長(zhǎng)繁殖，對(duì)有害病原微生物產(chǎn)生拮抗作用，從而降低作物病害發(fā)生概率。DM系列微生物復(fù)合菌中能分泌抗生素的微生物在植物根際繁殖生長(zhǎng)，其分泌的抗生素對(duì)某些病原菌或病毒形成屏障，對(duì)土傳病害可起到防治作用。通過自身活動(dòng)能夠?qū)⒁蛑夭?、連作所殘留的有害菌強(qiáng)行侵食，能有效避免因真菌、細(xì)菌、土傳性病害所造成的青枯病、立枯病、綿腐病、根腐病、葉斑病、條銹病、莖腐病等病害，達(dá)到凈化土壤、免深耕、抗重茬、解除藥害的目的。

(7)改良和修復(fù)土壤功能

DM系列微生物復(fù)合菌中的有益微生物通過生命活動(dòng)降解土壤中有害污染物質(zhì)，減輕重茬對(duì)作物生長(zhǎng)的危害；通過降解土壤中殺菌劑、殺蟲劑、除草劑殘留物質(zhì)，減輕這些有害物質(zhì)對(duì)作物的危害；通過降解外來有害污染物，起到凈化土壤的作用；能使鹽堿地和板結(jié)土壤逐步蓬松，徹底改善土壤的理化性狀，增加土壤的有機(jī)成分，達(dá)到土壤蓄水保肥的目的。

6 生態(tài)肥料發(fā)展前景

生態(tài)肥料重要的發(fā)展方向之一是研究開發(fā)將作物營(yíng)養(yǎng)與其他促進(jìn)作物高產(chǎn)的因素相結(jié)合的多種功能性肥料，主要包括：改良和修復(fù)土壤，提高產(chǎn)品品質(zhì)；提高水分和肥料利用率；適應(yīng)優(yōu)良品種生育特性；提高作物抗倒伏能力，具有防治雜草以及具有抗病蟲害等抗逆性強(qiáng)的多功能肥料等。另外，在資源開發(fā)和高效利用領(lǐng)域也有一些值得關(guān)注的技術(shù)，如中低品位磷礦的促釋技術(shù)、鉀長(zhǎng)石制備鉀肥技術(shù)、利用廢棄資源生產(chǎn)肥料技術(shù)等，甚至于新的工業(yè)固氮技術(shù)都是未來肥料研究的動(dòng)向。

生態(tài)肥料的研究在我國(guó)剛剛起步，結(jié)合國(guó)情，重點(diǎn)研究領(lǐng)域包括：促進(jìn)根系縱深發(fā)展，提高水分利用能力的功能性肥料的開發(fā)；調(diào)節(jié)作物生物量分配，增強(qiáng)作物抗倒伏及抗病蟲害能力的多功能肥料的開發(fā)；替代現(xiàn)有殺蟲劑，既能提供營(yíng)養(yǎng)元素又能起到殺蟲作用的功能性肥料的開發(fā)；提高產(chǎn)品品質(zhì)，發(fā)展優(yōu)質(zhì)農(nóng)業(yè)的肥料的開發(fā)。

由于傳統(tǒng)化學(xué)肥料的濫用，我國(guó)化肥的利用率較低，土壤營(yíng)養(yǎng)元素失衡，土壤受重金屬、農(nóng)藥和高濃度化肥污染嚴(yán)重，酸化程度加劇，理化性狀變劣，中低產(chǎn)田面積已占全國(guó)耕地總面積的70%以上，農(nóng)田生態(tài)環(huán)境的破壞情況也較為嚴(yán)重。因此，發(fā)展綠色、環(huán)保、高效的生態(tài)肥料，已成為實(shí)現(xiàn)我國(guó)化肥零增長(zhǎng)、“減肥增效”的強(qiáng)有力措施。