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中國生產了占世界總量16%的糧食,但卻使用了占世界31%的化肥,如果按糧肥比例測算,化肥完全可以減半。不合理的農用化學品的投入等問題,讓耕地不堪重負,土傳病害增加、土壤有機質下降、酸化、板結、鹽漬化和重金屬超標,直接影響到了農產品。
“鎘大米”事件曾引發社會廣泛關注,為我們敲響了土壤污染的警鐘。 相關土肥專家建議,可以通過自然農藝手段如增加土壤有機質、施用土壤調理劑、采用生物吸收法等能夠鈍化、減輕甚至修復大多數的超標土壤。特別是向土壤中施入微生物肥料將是土壤生態修復的重要發展方向。
土壤污染主要可以分為無機污染物和有機污染物,無機污染物主要包括酸、堿、重金屬、鹽類等;有機污染物主要包括有機農藥、酚類、 、石油、合成洗滌劑等。微生物肥料修復土壤的基本原理是在適當的條件(水分、溫度、pH值等)下,肥料中的微生物菌群與土壤中原有的有益微生物共同形成優勢菌群,促進土壤生態系統中碳、氮、氧等元素的良性循環,從而修復土壤生態環境系統,使生態系統達到新的穩定的平衡。
其中,微生物肥料對無機污染物的修復機理是微生物肥料進入土壤生態系統后,好氧菌、厭氧菌等微生物益生菌群,通過自身的生物反應,降低土壤的酸度,提高土壤的pH值,從而降低土壤中有害重金屬的毒害;同時肥料中的微生物菌可以將重金屬固定,促使土壤中活性重金屬變為有機結合態,形成過濾層和隔離層,降低作物對土壤中重金屬的吸收,從而避免了土壤中重金屬等有害物質或其分解產物通過“土壤植物人體”,或通過“土壤水人體”間接被人體吸收,損害身體。
微生物肥料在對土壤中農藥等有機污染物修復方面的作用是降低病蟲害的防治次數,降低農藥的使用量,從而減少農藥在作物中的殘留量。其一,微生物肥料能改變土壤耕作層微生物區系,在作物根系周圍形成優勢菌落,從而強烈抑制病原菌繁殖,降低病蟲害發生次數;另一方面,微生物在其生命活動過程中產生多種物質,如激素類、腐植酸類以及抗生素類,這些物質能刺激作物生長健壯,增強作物自身抗病害能力。
為什么微生物肥料在土壤修復領域“大有可為”
首先, 支持微生物肥料發展,同時鼓勵進行微生物肥料在“土壤調理”方面的技術研發。生物產業是我國七大戰略性新興產業之一,生物肥料部分則是生物產業的重要部分。2012年12月國務院發布《生物產業發展規劃》,微生物肥料被納入到“農用生物制品發展行動計劃”,明確提出要加快突破“保水抗旱、荒漠化修復、磷鉀活化、抗病促生、生物固氮、秸稈快速腐熟、殘留除草劑降解及土壤調理”等生物肥料的規?;蜆藴驶a技術瓶頸,產業水平。
其次,我國的微生物資源具有菌種資源豐富、微生物肥料產品種類繁多、應用范圍廣泛的特點。豐富的微生物資源為發展微生物肥料產業提供了保證,同時我國微生物種類多樣的特點又與土壤中的污染物種類較多的現實相對應,可以修復土壤中的多種污染物。近年來,以秸稈腐熟劑、生物有機肥為代表的微生物產品在農業上廣泛運用,為土壤生態修復立下汗馬功勞。目前,全國微生物肥料年產突破1000萬噸,應用土地面積超億畝。
,微生物肥料具有“四兩撥千斤”的獨特功能,既能活化土壤,肥效,又能保障農產品質量,是農業可持續發展不可缺失的投入品。同樣,微生物肥料功能多樣,能夠充當分解者(秸稈分解、土壤有毒有害物質降解)、轉化者(磷、鉀、鈣、鎂等養分的有效形態轉化)、生產者(生物固氮、產生各種促生物質)等。
微生物肥料的前景非常大,在很多方面沒有被充分利用?!泵绹鴱膸资曛写罅康臄祿贸鲆粋€結論:“微生物可以養活世界”,利用微生物的合理種群,減少美國化肥用量的20%左右。不僅可以提高產量,還能改善品質。
因地制宜對含硫高的土壤和銹水田,不宜施用微生物菌肥,因為硫能殺死生物菌。對于翻漿的水田,一般不撒施,用噴霧的方法效果更明顯。
因溫制宜施用菌肥的 溫度是25℃~37℃,低于5℃或高于45℃,施用效果較差。對高溫、低溫、干旱條件下的農作物田塊不宜施用。
因混制宜不可將菌肥與殺菌劑、殺蟲劑、除草劑和含硫的化肥(如硫酸鉀等)以及稻草灰混合施用,因為這些藥、肥容易殺死生物菌??上仁┚剩?8小時后,再打藥除草。若拌種,切忌和已拌好殺菌劑的種子混合用。還應防止與未腐熟農家肥混用。
因量制宜對于多年來施用化肥的田塊,施用微生物菌肥時不能大量減施化肥和有機肥,因農作物對化肥產生了依賴性,用微生物菌肥取代氮肥不能一下子適應。因此,其取代量應做到 、第二、第三年分別取代30%、40%和60%,磷、鉀肥只能補足,不能減少。
因時制宜微生物菌肥不是肥,在作物的營養臨界期和營養大量吸收期前7~10天施用,效果 。
微生物肥料是指一類含有活的微生物并在使用中能獲得特定肥料效應能增加植物產量或提高品質的生物制劑。
微生物肥料的分類
我國微生物肥料種類繁多,截至目前還沒有一套完整統一的分類系統,根據分類的標準不同,有如下幾種分類方法:
按作用機類
1、狹義的微生物肥料:指通過微生物的生命活動增加植物營養元素的活性和供應量,進而增加產量,即含有肥料特性的微生物制劑,這類產品雖不具有養分,但卻有肥料的功能。
2、廣義的微生物肥料:該種微生物肥料略有或沒有養分供應功能,但卻有其他功效,如刺激植物生長或拮抗某些病原微生物的致病作用,降解有害污染物等,這類微生物肥料更應該稱為“微生物制劑”而不是肥料,但現都統稱為微生物肥料,在農業部統一登記備案。
按微生物種類劃分
細菌肥料:如固氮細菌肥料、溶磷細菌肥料、解鉀細菌肥料。
真菌肥料:該類肥料包括外生菌根菌劑和內生菌根菌劑兩種類型,如叢枝菌根、菌根菌劑、蘭科菌根菌劑。
放線菌肥料:如抗生素菌肥;
藻類肥料:如固氮藍藻等。
按功能不同分類
根據功能不同又可分為:
溶磷微生物肥料、解鉀微生物肥料、有機質分解微生物肥料等,如豆科植物接種劑和土壤磷素活化劑等。同一類功能的微生物肥料也可以是不同微生物種類的肥料,如溶磷菌肥,既可以是細菌肥料也可以是真菌肥料,因為同一微生物具有不同功能、或不同微生物具有相同功能的現象在微生物肥料界非常普遍。
按含有微生物種類的多少劃分
分為單一微生物或復合微生物肥料等。
單一微生物肥料:只含有一種微生物作用的肥料。
復合微生物肥料:即多種微生物通過一定比例混合在一起所形成的微生物制劑。
微生物+有機肥=生物有機肥
微生物+化肥=生物復混肥
微生物+有機肥+化肥=生物有機無機復合(復混)肥
農業部登記的微生物肥料種類
目前農業部登記的微生物肥料產品共有:
9個菌劑類品種:根瘤菌劑、固氮菌劑、溶磷菌劑、硅酸鹽菌劑、菌根菌劑、光合菌劑、有機物料腐熟劑、復合菌劑和土壤修復菌劑。
2個菌肥類品種:復合生物肥料和生物有機肥料。在劑型上分為液體和固體,固體又分為粉末和顆粒等。
效果 VS 問題
微生物肥料應用效果
1、增加作物產量:
各類微生物肥料的增產幅度在10% 左右,其中以復合微生物肥料增產效果明顯,達到20% 以上。研究表明:單獨施用微生物肥料沒有配施有機肥或化肥對馬鈴薯的增產效果明顯,但是微生物肥料在作物增產中只起到輔助作用,不能代替有機肥和化肥而單獨使用。
2、改善作物品質
微生物肥料能改善作物品質已是不爭的事實。
某些微生物肥料即使沒有明顯的增產作用,但仍然能改善作物品質。
施用微生物肥料能夠在明顯提高蔬菜含糖量和維生素C含量的同時降低蔬菜的硝酸鹽含量。
微生物肥料對水果品質的影響也比較明顯。劉利軍等人的研究表明:在使用微生物肥料后,碭山酥梨葉片氮含量顯著降低,微量元素含量、糖酸比、含糖量和Vc 含量等明顯增加,并證明了果實的品質、耐貯性和梨果的等級均顯著提高。
3、減輕病蟲藥害
張偉衛等人在2013年的試驗結果表明微生物肥料對大田棉花枯萎病和茄子黃萎病均具有穩定的控制作用,病情指數分別降至38.2 和23.5。煙草專用微生物肥料能減輕煙草病毒病害、促進煙草的生長,降低雜氣和刺激性。微生物肥料能有效減輕土壤中殘留除草劑對作物的藥害。
4、改善土壤結構
長期施用微生物肥料,能夠恢復土壤團粒結構的形成,起到疏松土壤、土壤板結、改善土壤結構的作用。
據報道,在北方寒地黑土上連續3年施用土壤磷素活化劑,土壤容重下降0.1~0.3,疏松土壤效果非常顯著。也有研究表明施入微生物菌肥后,由于微生物大量繁殖,促進了土壤中有機質的釋放,改善了土壤的理化性質,增加了土壤團粒,改善了土壤結構。
微生物肥料存在的問題
1、配套體系不夠完善
目前,我國還沒有形成有利于微生物肥料應用的農業施肥、推廣和監管體系。在發達 大豆接種根瘤菌已成為常規耕作措施,而我國東北大豆根瘤菌的接種率卻不到10%。玉米、水稻等大田作物化肥施用量過度,微生物肥料、有機肥料施用很少,短期行為普遍,推廣力度和政策支持明顯不足。同時微生物肥料市場魚目混雜, 在該類肥料的質量監管上還沒有形成完善的規章制度和產品標準。
2、菌種純度不高、針對性不強
微生物肥料具有生態適應性,施用時應依據當地生態狀況、作物品種、土壤類型和耕作方式等確定具體施用方式和施用量,有針對性地篩選出高適應的功能菌種,以達到較佳的作用效果。但是絕大多數微生物肥料企業還在使用分離篩選及傳統育種等相對滯后的菌種選育技術,造成微生物肥料地域針對性不強,適應性較差,個別企業甚至提純復壯做的都很不到位,導致菌種純度下降、活性衰減、田間效果不穩定或迅速下降。
3、作用效果不穩定
微生物肥料的應用效果受很多因素影響,除肥料本身的活性菌種類、含量、純度等內在因素外,環境條件也是影響肥料效果的重要因素,如底物濃度、溫度、濕度、土壤pH 值等,導致很多微生物肥料的使用效果與預期相差很多,并且地塊間,年度間的差別很大。
十九大提出來綠色發展、鄉村振興,而農業的綠色發展就必須要求我們要有綠色無污染的肥料。
當下, 一些資深農業科技專家也一直在呼吁,我國肥料的未來發展應該從這三個階段入手:
個階段:在農業部推行的測土配方施肥的基礎上,做總量控制來生產氮磷鉀配比更科學、更加符合土壤養分需求的肥料,同時把環境中蘊藏的養分充分利用起來,因為現在環境里面養分很多,減少肥料使用上的浪費。
第二個階段是: 通過配方增加中微量元素、通過形態配伍、通過元素之間的相互增效來實現綠色增產增效,把肥料的功能作用發揮到 ,把土壤微生物作物的潛力充分挖掘,把營養調控的價值發揮到 。
第三個階段是:加強時代科技的力量,試驗和研發智能型肥料產品。當下國際上很多正處在試驗階段的少量產品,雖說沒有進入產業化,但蘊藏的潛力十分巨大。
眼下,肥料這個產業,隨著 環保制度的加強,很多肥料品牌和肥料企業正在逐步退出市場,是因為他們沒有追求產業化發展的綠色性。
如果企業專心于肥料的綠色,那么肥料行業就不可能變成一個污染性產業,比如農業部提倡的測土配肥,它同樣是流通性肥料,但在技術、生產和使用上就符合 新農業發展方向,是綠色的。
不論未來農業產業和肥料行業如何發展,但其中都有很多原因需要我們去剖解分析,也有很多好的思路和途徑值得我們去學習借鑒,當然,也有很多的成功經驗和成果等著我們去總結。
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因地制宜對含硫高的土壤和銹水田,不宜施用微生物菌肥,因為硫能殺死生物菌。對于翻漿的水田,一般不撒施,用噴霧的方法效果更明顯。
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因溫制宜施用菌肥的 溫度是25℃~37℃,低于5℃或高于45℃,施用效果較差。對高溫、低溫、干旱條件下的農作物田塊不宜施用。
因混制宜不可將微生物菌肥與殺菌劑、殺蟲劑、除草劑和含硫的化肥(如硫酸鉀等)以及稻草灰混合施用,因為這些藥、肥容易殺死生物菌??上仁┪⑸锞?,隔48小時后,再打藥除草。若拌種,切忌和已拌好殺菌劑的種子混合用。還應防止與未腐熟農家肥混用。
因量制宜對于多年來施用化肥的田塊,施用微生物菌肥時不能大量減施化肥和有機肥,因農作物對化肥產生了依賴性,用微生物菌肥取代氮肥不能一下子適應。因此,其取代量應做到 、第二、第三年分別取代30%、40%和60%,磷、鉀肥只能補足,不能減少。
因時制宜微生物菌肥不是肥,在作物的營養臨界期和營養大量吸收期前7~10天施用,效果 。
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