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【新闻】现代农业中有机肥料的利用现状及问题木里茴芹

发布时间:2020-10-18 22:06:10 阅读: 来源:保温涂料厂家

有机肥原料多来自于植物残渣或动物排泄物, 也常被称为农家肥。随着经济水平的提升, 消费者对农产品的安全重视性的也得到提升。因此, 农业发展中有机肥利用范围不断扩大, 由此引发的问题, 也越来越受到人们的关注。

1.我国有机肥资源及利用现状

1.1 有机肥分类

目前有机肥主要分为4类, 最主要分为粪尿肥:一般是由人或禽畜粪尿经过简单堆沤后直接利用;堆沤肥:包括堆沤肥, 秸秆还田、和沼肥;绿肥:野生绿肥和栽培绿肥, 如紫云英、苕子、毛蔓豆等;杂肥:包括城市垃圾、泥炭、腐植酸类、油粕类、污水污泥。

1.2 有机肥原料资源现状

1.2.1 植物性残体或残渣

包括人工栽植绿肥、秸秆及其它枯枝落叶。目前我国引种并培育的绿肥共计约100多种左, 其中豆科占7成以上、非豆科3成以下。目前我国农作物秸秆的每年产量约为6亿t, 对其不合理的处理极易造成资源浪费和环境污染

1.2.2 人畜、家禽的排泄物及饲料残屑

人畜、家禽的排泄物是食物经消化后排出的残渣, 其主要成分是木质素纤维和半纤维素、氨基酸、有机酸和某些盐类。随着畜禽养殖规模化发展, 我国每年禽畜粪便产量约为17.3亿t, 其实际利用率占有7成。

1.2.3 油料作物种子榨油后的残渣

在我国主要包括菜籽饼、豆饼, 花生饼、柏籽饼等, 俗称油饼, 含有丰富的有机营养成分。据测算, 其中含有机质75%~85%、N1.1%~7.0%、P2O50.4%~3.0%、K2O0.9%~2.1%。

1.2.4 生活垃圾及废弃物

每年城市垃圾产量为1.2亿t, 以10%的速度递增。生活垃圾及废弃物构成成分复杂, 其中如厨余物为代表, 含有有富含有机物质;如粉尘等, 能被利用的养分则较低;还有不提供养分的物质, 如塑料、玻璃等。由于垃圾分类困难, 筛选利用更是难上加难, 其利用率一直很低。

1.2.5 泥炭、泥土类

泥炭是古代低湿地带生长的植物在积水条件下, 由未分解的植物残体形成的有机沉积层。我国泥炭资源丰富, 分布面积约为300万hm以上。泥炭一般含有机质40%~70%、腐植酸20%~41%, 还有氮、磷、钾等养分。

1.3 有机肥的资源利用

1.3.1 农业秸秆利用情况

秸秆还田, 通常有炭化还田、过腹还田、堆沤还田、直接还田、翻压还田焚烧还田、机械还田等方式。有数据统计, 2015年我国粮食总产量为6.1亿t, 随之产生的各类秸秆量约9亿t, 而且秸秆产量以每年1200万t增长。但是总体上秸秆利用率不算很高, 有数据分析2008年秸秆还田总量约为为4.4亿t, 占比秸秆资源总量的50%, , 直接还田的方式约有2.5亿t, 占到近60%。

1.3.2 绿肥利用情况

我国的绿肥主要是压青还田量和经济绿肥2种, 两者目前有4500万t和890万t, 占绿肥资源总量的87.7%。绿肥种植种结构中, 冬绿肥和春夏绿肥还田量约为3100多万t;春夏绿肥压青还田约为980多万t。

1.3.3 禽畜粪便利用情况

畜禽粪便的有机肥处理方式主要有工厂化处理、堆沤方式、沼气发酵处理3种形式。有数据2016畜禽粪便共计6.5亿t, 占规模化养殖场畜禽粪便总量的70%。3种主要处理方式中, 传统堆沤处理占到禽畜粪便资源的50%, 而工厂化处理则不到10%;各种禽畜粪便中, 羊场粪便的利用率可以达90.3%, 远远高于猪粪、牛粪等。

1.3.4 商品有机肥利用情况

农业种以商品有机肥的使用量约为2200多万t, 占到生产总量的近90%。以有机肥形式的用量约为1000万t, 占有机肥生产总量的90%;以有机无机复混肥形式的用量约为850万t;以生物有机肥形式的用量约为270万t。从以上数据看, 农业中有机肥仍然以最基础的方式进行利用, 市场对生物有机肥的接受度还不够。

2.有机肥使用特性

2.1 有机肥与土壤养分的关系

有机肥料施入土壤后, 能够明显提高土壤有机质含量, 进而能增加土壤有机态氮。土壤有机氮组分中的氨基酸态氮、氨态氮、氨基糖态氮等在使用了有机肥后会明显增加。为了保证土壤易矿化氮的水平, 应当持续给土壤补充有机质肥。

有机肥料在施用与土壤后, 在微生物分解活动下会产生有机酸、酚类等有机物, 使Fe沉, Al, Ca等与磷的结合受到影响, 从而减少施肥过程中磷肥被土壤的固化, 提升有机磷含量及磷肥利用率。

在有机肥中, 秸秆和绿肥类有机肥, 因其原料特点, 自身钾含量较高, 应用于土壤中直接增加钾元素养分的含量。与活化土壤磷原理类似, 在使用邮寄费后, 会使得相当部分土壤贮存的含于矿物中的钾向可利用态钾转化。

不管是禽畜粪便来源的有机肥, 还是植物秸秆类的有机肥原料, 均含有一定量植物所必须的微量元素养分, 还含有一定量的有意元素, 如来自于禾本科水稻秸秆的有机肥, 其硅的含量较高, 对提升作物的抗病性能有一定的作用。

2.2 有机肥料与土壤理化性的关系

2.2.1 修复土壤团粒结构改

施用有机肥后, 土壤中<2μm粒级的腐殖质品质首先得到改善, 在此基础上, 改善和影响整个土壤腐殖质的品质构成。化肥使用时配以适量的秸秆类有机物, 可降低土壤容重和增加非毛管孔隙度。土壤不同粒级的组成, 2~10μm粒级颗粒是土壤团聚体的主要构成, 由于有机肥中的有机酸、酚类等活性物质的胶结作用, 使在2μm以下的粒级土壤颗粒逐渐结合变大, 这一过程将持续改善土壤的团聚体结构, 使得土壤的透气性能, 保水性能得到改善, 更利于作物生长。

2.2.2 提升土壤微生物的活性

土壤肥力的另一个标志就是微生物的活性, 很多土壤的养分释放转化, 都依赖于土壤微生物的活动。有机肥料施入土壤后, 给微生物的活动提供生活物料和生存环境, 即使是秸秆还田方式, 也能给土壤增加微生物种类和数量, 而商品有机肥或生物有机肥, 将微生物添加于有机肥中, 直接增加土壤有益微生物的数量和种类。也有有机肥对土壤酶活性研究, 施肥能增加水稻田脲酶活性, 其他如磷酸酶及ATP酶的活动也得到改善。

2.3 有机肥料对作物的影响

2.3.1 有机肥料增加作物产量

有机肥使用后, 土壤的氮、磷、钾被活化释放, 土壤供给能力增加, 同等条件下, 给作物能提供更多的养分而提高产量。郭胜利等研究, 施用化肥基础上增加有机肥的使用, 能使早稻增产68.6%, 晚稻增产72.0%。

2.3.2 有机肥料对作物品质的影响

有机肥对于作物品质的改善, 主要在其影响作物的营养生长阶段。刘世亮等人研究表明, 化肥使用中配合施用有机肥, 小麦的营清蛋白、球蛋白含量, 醇蛋白和谷蛋白含量都有得到增加。前着是影响小麦的口感, 后者则影响其加工品质。

2.4 有机肥料对作物抗逆性的影响

有机肥料对于施入土壤的酸碱性无机肥料, 具有一定的的缓冲作用。在使持续使用有机肥的地块中, 能明显降低氨害的发生和减缓氨害的毒害作用, 这一点李絮花等在大麦中已经证实。使用禽畜堆沤有机肥, 其中的有机酸等能对土壤铝、重金属进行洛合, 有助于降低铝、重金属等毒害作用。小麦根系中MDA含量能提升根系的膜脂过氧化作用, 使根系的衰老加速, 而施用有机肥后的小麦根系, SOD活性增加, 能抑制这一过程的发生。

3.有机肥存在的问题

有机肥使用最基本的要求是要达到无害化标准。通常简单的经过20d左右的堆沤, 只能达到这一水平。工厂化生产的商品有机肥, 堆沤发酵周期一般在60d左右。这一过程的能控制和杀灭虫卵、致病菌、杂草种子等有害物质。

3.1 有机肥无害化难以保证

所谓有机肥的无害化保证, 包括有生产和产品的无害化。有机肥的原料来源多种多样, 而其中以粪便为主的原料, 因其味道大、虫卵多、含致病菌多是主要问题。此类型原料生产的有机肥, 工艺上如果不经过严格的无害化处理, 使用后对农业生产产生更多的危害。

3.2 有机肥完熟性保证

有机肥生产需要经过有氧和无氧卫生的活动, 分别将各类原料完全腐熟转化, 经过这过程之后形成的小分子有机物才能被植物吸收利用。这一转化过程就是有机肥的熟化过程。目前有机肥的生产过程中, 不管哪种形式的生产工艺, 都将要经历此过程。

简单经过烘干处理的禽畜粪便, 对含水量和微生物生长有一定的控制作用, 但仍然需要经历完熟化过程。与简单堆沤相比, 工厂化操作过程中利用翻堆机、发酵架等设备, 能很好的实现完熟化要求。

3.3 有机肥对土壤和环境的污染

大量污染物质因环境污染以及集约化农业的发展, 进入有机肥生产的各个环节, 主要存在于原料中。直接导致重金属、病原微生物、有机类污染物有毒有害物质进入土壤和水体, 这对农业可持续发展带来不利的影响。因动物的富集作用, 来源于畜禽粪便的有机肥中, Cu、Hg、Cd、As、Cr等重金属残留量与20世纪90年代初相比, 显著增加;一些兽药残留和病原菌残存问题也比较突出。目前, 部分畜禽粪便未经无害化处理而直接农用[17], 加上没有严格处理的有机肥在农业中大量应用, 导致近年来重金属超标问题和病害爆发问题突出。

随着生态农业、绿色农业大快速发展, 对有机肥的需求不断提升, 在我国的有机肥料资源丰富的背景下, 如何进一步提高有机肥料生产工艺, 如何缩短有机肥的生产时间, 提升有机肥养分含量降低肥化过程中养分损失等, 都是有待进一步研究的问题。

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