自19 60 年至20 00 年的40 年,全球糧食產(chǎn)量翻了一番,盡管在發(fā)達(dá)國(guó)家和不發(fā)達(dá)國(guó)家之間,糧食增產(chǎn)幅度差別甚大,但基本上養(yǎng)活了全球60 億人口。這主要?dú)w功于大量施用化肥、擴(kuò)大澆水面積、噴施化學(xué)農(nóng)藥和改良品種等措施。20 50 年全球人口將增加50% ,糧食產(chǎn)量必須相應(yīng)增加。由于化學(xué)肥料和農(nóng)藥的大量施用不但污染了環(huán)境,且化學(xué)氮肥利用率逐年下降,已從19 60 年的75% 下降到19 97 年的25% 。因此,如何供應(yīng)農(nóng)作物優(yōu)質(zhì)高效肥料已成為全球農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展必須解決的問(wèn)題。對(duì)占全球人口1/5 的我國(guó)農(nóng)業(yè)來(lái)說(shuō),形勢(shì)尤為嚴(yán)峻。我國(guó)現(xiàn)今化學(xué)氮肥生產(chǎn)量(仍需進(jìn)口)和施用量均居世界首位,為了增加我國(guó)的農(nóng)作物產(chǎn)量和實(shí)現(xiàn)持續(xù)農(nóng)業(yè),發(fā)展安全高效綠色肥料已迫在眉睫。
肥料的科學(xué)定義作物生長(zhǎng)所必需的營(yíng)養(yǎng)元素有碳、氫、氧、氮、磷、鉀、鈣、硫、鎂、鐵、錳、鋅、硼、銅、鉬、鈷和氯等。此外,有的植物也需要特定的元素,如纖維作物需要鈉,水稻等禾谷類(lèi)作物需要硅,而紫云英需要碘等。植物中的營(yíng)養(yǎng)元素的含量因不同植物而
異。前十種含量大,約占植物干重的千分之幾,或百分之幾十,稱(chēng)為大量元素;后七種含量少,約占萬(wàn)分之幾,甚至百萬(wàn)分之幾,稱(chēng)為微量元素。一般來(lái)說(shuō),碳、氫和氧約占92.5% ,它們來(lái)自空氣和水;氮約占2.5% ,主要來(lái)自土壤,雷電交加的雨水中也可帶來(lái)少量氮素。此外,與豆科植物共生的根瘤菌和非豆科,以及某些非豆科樹(shù)木(如黃楊、沙棘、木麻黃等)根部共生結(jié)瘤的弗蘭克氏可固定空氣中的氮, 為宿主植物提供氮素。其它元素的總含量約為5% ,主要來(lái)自土壤,微量元素也可以葉面噴灑提供。
不同植物在其生命周期中要從土壤中吸收這些元素。為此,每個(gè)生長(zhǎng)季節(jié),必須向土壤中補(bǔ)充含有這些元素的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。高產(chǎn)作物對(duì)氮、磷、鉀三要素的需要量要比土壤的供應(yīng)量大得多。向土壤中補(bǔ)加含這些必要元素的物質(zhì),統(tǒng)稱(chēng)為肥料。肥料可以是無(wú)機(jī)化合物,一般稱(chēng)化肥;也可以是有機(jī)物,如植物秸稈和動(dòng)物糞便等,稱(chēng)有機(jī)肥。我國(guó)過(guò)去傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)主要施用有機(jī)肥,即漚制或堆制(經(jīng)天然微生物發(fā)酵)的農(nóng)家肥。農(nóng)家肥的營(yíng)養(yǎng)元素含量低,使用量大,肥效慢,且不衛(wèi)生,作物難以高產(chǎn);化肥肥效快,施用量少,便于施用,作物產(chǎn)量高。但由于單一大量施用化肥,導(dǎo)致土壤板結(jié)和水質(zhì)污染、土壤有機(jī)質(zhì)含量和農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降,不利于持續(xù)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。
生物肥料(Biofertilizer) 是一個(gè)現(xiàn)代化的名詞,是針對(duì)化學(xué)肥料(Chem i cal fertilier)提出的,實(shí)質(zhì)上屬于有機(jī)肥料的范疇。它和農(nóng)家肥料的不同之處,在于選用特定的微生物作為菌劑混入人畜糞便和植物殘?bào)w中,通過(guò)微生物發(fā)酵作用,加快腐熟和消除臭
味,經(jīng)干燥后(同時(shí)消滅一些寄生蟲(chóng)和病原菌)制成的有機(jī)肥。這種肥料的關(guān)鍵是選用哪些微生物作為發(fā)酵菌劑和選用哪些有機(jī)物作為發(fā)酵的基質(zhì)。生物肥料與化學(xué)肥料按植物的需要,科學(xué)地配合施用,以逐步為人們所共識(shí)。這種復(fù)合肥的優(yōu)點(diǎn)是:1)可減少化肥和有機(jī)肥的用量;2)減少化肥的流失,提高肥效;3)補(bǔ)充土壤有機(jī)質(zhì),改善土壤結(jié)構(gòu);4)在微生物發(fā)酵過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一些促進(jìn)植物生長(zhǎng)或抵抗病蟲(chóng)害的物質(zhì),有利于植物生長(zhǎng)和保健。
建議將這種復(fù)合肥料稱(chēng)為“綠色肥料”,以區(qū)別于單純的生物肥料、微生物肥料和化學(xué)肥料(包括無(wú)機(jī)與有機(jī)復(fù)合肥料)。強(qiáng)調(diào)綠色也是保護(hù)環(huán)境的需要。綠色肥料的組成應(yīng)以由有益微生物發(fā)酵的有機(jī)肥為主體,根據(jù)需要混配一定量的無(wú)機(jī)化學(xué)肥料。
建議發(fā)展規(guī)范化的綠色肥料廠(chǎng)規(guī)范化的綠色肥料廠(chǎng)的要求:1)所用的有機(jī)質(zhì)要界定,建議采用肥效高的人、畜、禽糞便,或廉價(jià)油粕、少量谷殼或秸稈以及雜草等作為發(fā)酵基質(zhì)(可因地制宜研究配方);2)選用高效混合菌劑(最好選用能解磷、解鉀和產(chǎn)生促生和抗病蟲(chóng)物質(zhì)的芽孢桿菌) 接種;3)在通風(fēng)遮蔭場(chǎng)地進(jìn)行發(fā)酵,周期不超過(guò)10 天;4)高溫(不超過(guò)80℃)干燥后制成顆粒肥料,經(jīng)養(yǎng)分分析后,按煙葉標(biāo)準(zhǔn)要求,以化肥補(bǔ)足營(yíng)養(yǎng)成分,混勻后裝袋銷(xiāo)售;或?qū)l(fā)酵肥料直接干燥后裝袋銷(xiāo)售(應(yīng)按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),表明氮、磷、鉀、有機(jī)質(zhì)的含量和使用方法),由農(nóng)民按需要補(bǔ)足必要的養(yǎng)分施用;5)選好廠(chǎng)址,最好臨近大型畜禽養(yǎng)殖場(chǎng),廠(chǎng)內(nèi)應(yīng)設(shè)菌劑培養(yǎng)和養(yǎng)分分析化驗(yàn)車(chē)間;6)售價(jià)力爭(zhēng)與相應(yīng)的化學(xué)肥料持平。
最后, 建議由國(guó)家行業(yè)質(zhì)檢部門(mén)牽頭組織成立行業(yè)協(xié)會(huì),會(huì)員包括企業(yè)家和科學(xué)家,定期的交流經(jīng)驗(yàn)和商討行業(yè)發(fā)展的問(wèn)題。國(guó)家有關(guān)行政部門(mén)應(yīng)在資金和人力上給與大力支持,恢復(fù)各地原有的技術(shù)推廣站或土肥站,指導(dǎo)農(nóng)民科學(xué)施肥。
肥料的科學(xué)定義作物生長(zhǎng)所必需的營(yíng)養(yǎng)元素有碳、氫、氧、氮、磷、鉀、鈣、硫、鎂、鐵、錳、鋅、硼、銅、鉬、鈷和氯等。此外,有的植物也需要特定的元素,如纖維作物需要鈉,水稻等禾谷類(lèi)作物需要硅,而紫云英需要碘等。植物中的營(yíng)養(yǎng)元素的含量因不同植物而
異。前十種含量大,約占植物干重的千分之幾,或百分之幾十,稱(chēng)為大量元素;后七種含量少,約占萬(wàn)分之幾,甚至百萬(wàn)分之幾,稱(chēng)為微量元素。一般來(lái)說(shuō),碳、氫和氧約占92.5% ,它們來(lái)自空氣和水;氮約占2.5% ,主要來(lái)自土壤,雷電交加的雨水中也可帶來(lái)少量氮素。此外,與豆科植物共生的根瘤菌和非豆科,以及某些非豆科樹(shù)木(如黃楊、沙棘、木麻黃等)根部共生結(jié)瘤的弗蘭克氏可固定空氣中的氮, 為宿主植物提供氮素。其它元素的總含量約為5% ,主要來(lái)自土壤,微量元素也可以葉面噴灑提供。
不同植物在其生命周期中要從土壤中吸收這些元素。為此,每個(gè)生長(zhǎng)季節(jié),必須向土壤中補(bǔ)充含有這些元素的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。高產(chǎn)作物對(duì)氮、磷、鉀三要素的需要量要比土壤的供應(yīng)量大得多。向土壤中補(bǔ)加含這些必要元素的物質(zhì),統(tǒng)稱(chēng)為肥料。肥料可以是無(wú)機(jī)化合物,一般稱(chēng)化肥;也可以是有機(jī)物,如植物秸稈和動(dòng)物糞便等,稱(chēng)有機(jī)肥。我國(guó)過(guò)去傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)主要施用有機(jī)肥,即漚制或堆制(經(jīng)天然微生物發(fā)酵)的農(nóng)家肥。農(nóng)家肥的營(yíng)養(yǎng)元素含量低,使用量大,肥效慢,且不衛(wèi)生,作物難以高產(chǎn);化肥肥效快,施用量少,便于施用,作物產(chǎn)量高。但由于單一大量施用化肥,導(dǎo)致土壤板結(jié)和水質(zhì)污染、土壤有機(jī)質(zhì)含量和農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降,不利于持續(xù)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。
生物肥料(Biofertilizer) 是一個(gè)現(xiàn)代化的名詞,是針對(duì)化學(xué)肥料(Chem i cal fertilier)提出的,實(shí)質(zhì)上屬于有機(jī)肥料的范疇。它和農(nóng)家肥料的不同之處,在于選用特定的微生物作為菌劑混入人畜糞便和植物殘?bào)w中,通過(guò)微生物發(fā)酵作用,加快腐熟和消除臭
味,經(jīng)干燥后(同時(shí)消滅一些寄生蟲(chóng)和病原菌)制成的有機(jī)肥。這種肥料的關(guān)鍵是選用哪些微生物作為發(fā)酵菌劑和選用哪些有機(jī)物作為發(fā)酵的基質(zhì)。生物肥料與化學(xué)肥料按植物的需要,科學(xué)地配合施用,以逐步為人們所共識(shí)。這種復(fù)合肥的優(yōu)點(diǎn)是:1)可減少化肥和有機(jī)肥的用量;2)減少化肥的流失,提高肥效;3)補(bǔ)充土壤有機(jī)質(zhì),改善土壤結(jié)構(gòu);4)在微生物發(fā)酵過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一些促進(jìn)植物生長(zhǎng)或抵抗病蟲(chóng)害的物質(zhì),有利于植物生長(zhǎng)和保健。
建議將這種復(fù)合肥料稱(chēng)為“綠色肥料”,以區(qū)別于單純的生物肥料、微生物肥料和化學(xué)肥料(包括無(wú)機(jī)與有機(jī)復(fù)合肥料)。強(qiáng)調(diào)綠色也是保護(hù)環(huán)境的需要。綠色肥料的組成應(yīng)以由有益微生物發(fā)酵的有機(jī)肥為主體,根據(jù)需要混配一定量的無(wú)機(jī)化學(xué)肥料。
建議發(fā)展規(guī)范化的綠色肥料廠(chǎng)規(guī)范化的綠色肥料廠(chǎng)的要求:1)所用的有機(jī)質(zhì)要界定,建議采用肥效高的人、畜、禽糞便,或廉價(jià)油粕、少量谷殼或秸稈以及雜草等作為發(fā)酵基質(zhì)(可因地制宜研究配方);2)選用高效混合菌劑(最好選用能解磷、解鉀和產(chǎn)生促生和抗病蟲(chóng)物質(zhì)的芽孢桿菌) 接種;3)在通風(fēng)遮蔭場(chǎng)地進(jìn)行發(fā)酵,周期不超過(guò)10 天;4)高溫(不超過(guò)80℃)干燥后制成顆粒肥料,經(jīng)養(yǎng)分分析后,按煙葉標(biāo)準(zhǔn)要求,以化肥補(bǔ)足營(yíng)養(yǎng)成分,混勻后裝袋銷(xiāo)售;或?qū)l(fā)酵肥料直接干燥后裝袋銷(xiāo)售(應(yīng)按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),表明氮、磷、鉀、有機(jī)質(zhì)的含量和使用方法),由農(nóng)民按需要補(bǔ)足必要的養(yǎng)分施用;5)選好廠(chǎng)址,最好臨近大型畜禽養(yǎng)殖場(chǎng),廠(chǎng)內(nèi)應(yīng)設(shè)菌劑培養(yǎng)和養(yǎng)分分析化驗(yàn)車(chē)間;6)售價(jià)力爭(zhēng)與相應(yīng)的化學(xué)肥料持平。
最后, 建議由國(guó)家行業(yè)質(zhì)檢部門(mén)牽頭組織成立行業(yè)協(xié)會(huì),會(huì)員包括企業(yè)家和科學(xué)家,定期的交流經(jīng)驗(yàn)和商討行業(yè)發(fā)展的問(wèn)題。國(guó)家有關(guān)行政部門(mén)應(yīng)在資金和人力上給與大力支持,恢復(fù)各地原有的技術(shù)推廣站或土肥站,指導(dǎo)農(nóng)民科學(xué)施肥。