全 文 :第 l2卷 第 3期
2 0 0 4年 7月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco-Agricuhure
V01.12 No.3
July, 2004
生态有机肥与农业可持续发展
马光庭
(广西大学农学院 南宁 530005)
摘 要 阐述了生态有机肥与农业可持续发展的关系,指出生态有机肥具有改良土壤,提高土壤肥力,改善土壤对
植物N、P、K等营养元素供给,提高植物抗病能力,减少植物病虫害,辅之秸秆堆肥还 田,可减少化肥农药施用量,
促进农业良性循环等重要作用。
关键词 微生物生态有机肥 生态农业 可持续发展
Ecological 0l c fertilizers and sustainable development of agriculture.MA Guang—Ting(Colege of Agronomy,Guan—
gxi University,Nanning 530005),CJEA,2004,12(3):191~193
Abstract The relation between ecolo~ organic fertilizers and sustainable development of agriculture is studied in this
paper,showing that the microbial ecological organic fertilizers can improve the soil’S nutrition supply to plants with N,P
and K;increase the plants’disease resistance;decrease the pests;and extend straw oomposting to make the soi1 refertili—
ty;reducetheuseof chemicalmanureand pesticide;SO astOmake a good circulationof agricultureand realizethe sustain—
able development of agriculture.
Key words Microbial and ecological organic fertilizers,Eco-agriculture,Sustainable development
1 生态有机肥作用
“微生物生态有机肥料”(Ecological organic fertilizers)是近年提出的新概念,是指利用区域有机废弃物经
微生物分解转化生产的既具有培肥土壤肥力,提高作物营养供给,增加作物产量,改善农产品质量的作用,又
可减少土壤残留化肥农药污染,清洁土壤,改善生态环境的复合有机肥料或微生物肥料。我国每年约消费
1.4亿 t肥料,其中绝大部分为化肥,而有机肥不足 20万 t。20世纪50年代以来由于长期使用化肥,土壤有
机质含量减少,土壤性状破坏,土壤肥力下降,投人每 化肥纯养分增产粮食的比例逐年减少。据报道,20
世纪 50年代每 化肥纯养分增产 15 粮食,70年代增产8~10kg,90年代仅增产 6.6kg,已降至世界水平
的最低限度。因此农业的增产单纯依靠增加化肥施用量已不可能实现,相反会增加农业投人,加剧农田环境
污染,进一步降低农产品质量,出现因过量施用化肥而种植的粮食不香、蔬菜不嫩和瓜果不甜的现象;地面水
污染严重且富营养化,地下水硝酸盐含量普遍超标;由于环境污染引起人们致病日趋增多诸问题。鉴于此,
农业可持续发展逐步受到世界各国重视,农业生产中减少化肥施用量或不施化肥,改用生态有机肥料已成为
共识。生态有机肥可培肥无污染的土壤和为农作物提供充分的营养,生产出高产优质的农副产品。生态有
机肥充分利用大量的秸秆资源而转化成高效有机肥回田,使农业生态环境良性循环,其作用一是养地肥土提
高土壤肥力,土壤有机质含量的多少对土壤肥力影响很大,一般耕作土壤约含有机质 10~30g/kg,其在土壤
中存在形式为新鲜植物残体,可快速被土壤微生物分解,同时也是土壤中发酵系有益微生物的主要营养源;
微生物及其他小生物有机体,其活体是土壤中各种物质循环转化的动力,死亡的细胞很多可释放出促进植物
生长的营养,诱发植物抗病和多种生物活性物质;较难降解的腐殖质,它直接影响到土壤团粒结构的形成,从
而影响土壤疏松、保水、保肥和通气等状况 ’ ,而施用生态有机肥是向土壤补充这些有机质的最好形式。
二是提高土壤向植物提供 N素营养水平,自然界中N素有有机氮、无机氮和 N 3种类型,组成大气体积的
78%左右是 N2,也是土壤中N素主要来源,但迄今所知仅有一部分微生物才能固 N,使 N 还原成氨(N2一
N ),变成被植物可吸收利用的N素营养。据估计全球每年生物固定的 N素约 1.22亿 t,大大超过化肥
N素量 1.3 j。若按干稻草含N素6.3g/kg~_3 J,每hm2 10t秸秆被微生物腐烂分解后可释放出植物能利用的
*国家星火计划项目(2001EA780026)
收稿日期:2o03一O6—30 改回日期:2003—07 31
中 国 生 态 农 业 学 报 第 12卷
N素约相当于 126kg尿素。若在生态有机肥中接种人固N菌,再加之激活土壤固 N菌的固N作用,即可大
大提高土壤 N素营养水平,且具再生和效果累加的作用。土地多年施用生态有机肥料可不必另施化肥,同
样可达增产效果。三是提高土壤供给作物 P、K等营养元素的水平,植物秸秆中存在大量有机磷化合物,而
土壤中贮藏大量不溶解的无机 P、K、Ca、Mg等矿物质,这些植物自身都不能有效利用,而在生态有机肥中辅
接人可解 P、解K的细菌,施人土壤后经增殖并与其他土壤微生物协同作用,将有机磷分解释放,将无机磷和
钾矿物溶解而供给植物吸收。据研究报道,30cm深土层约含 P、K矿物质 26t/hm2,可通过微生物作用给植
物提供充足的P、K等营养元素 ’ ]。四是减少植物病虫害,降低农药用量,施用生态有机肥可培肥土壤,且
修复被污染的土壤,使土壤清洁与健康,土壤中有益微生物数量占优势,生物多样性恢复,减少植物病虫害。
与施用化肥相比,施用生态有机肥可减少农药用量 1/3以上。五是改善农产品质量,生产无公害绿色农产
品,长期施用化肥降低农产品质量,使农田生态环境污染严重。由于土壤施人化肥后很快溶解,部分被植物
吸收,部分被土壤吸附,部分被流失掉。化肥中NH4+经硝化作用后转变成NO[被植物吸收后,需植物消耗大
量光合作用产物和能量还原成 N 参与植物细胞物质的合成 j,其过程是耗能的生化过程,当作物收获时
还不能完全转化而积累在植物茎、叶和果实中,硝酸盐是一种强烈致癌物质 NO2的前体,故造成农产品污
染。而生态有机肥营养物质释放较慢,从N素营养而言多以N 或氨基酸形式供给植物,进人植物细胞后
无需消耗大量能量和植物光合作用产物如糖分和有机酸等,直接参与植物细胞物质的合成,故植物生长快,
积累的糖分等物质多,自然农产品质量好,且很少有硝酸盐等有害物质污染。六是充分利用农业秸秆资源堆
肥还田,形成良性循环。目前我国各类农作物秸秆总量约6亿 t,可收集利用的秸秆约为4.8亿 t,其中2.5
亿 t用于造肥还田,约 1.2亿 t秸秆田间焚烧,浪费资源且污染环境,因此可将 2.5亿 t造肥还田秸秆科学堆
制成生态有机肥,1.2亿 t田间焚烧的秸秆堆制成有机肥料。近年来中央领导和国家科技部对秸秆综合利
用多次作了部署,要求以科技为先导,以效益为核心,以产业化经营为手段,通过实施综合利用示范工程,因
地制宜推广技术先进,群众欢迎,消耗秸秆数量多的成熟技术。因此利用农业秸秆原料堆制生态有机肥还
田,符合国家的政策要求,可以形成农业良性循环,既节省资源,又提高农业效益。
2 生态有机肥生产关键与推广应用途径
高效、稳定的生态有机肥发酵菌剂是制造优质生态有机肥的关键,生产生态有机肥包括菌剂生产、肥料
制造和产品检验包装等工序过程,其中菌剂生产尤其重要,它包括菌种选育、菌剂发酵、质量检测、包装与贮
存和运输等环节,技术水平要求高,对下游生产肥料质量影响很大,是生产生态有机肥的关键,必须严格把
关,严格控制,最好应集中技术力量强的企业专门生产,以有利于保证菌剂质量和产品更新开发。传统采用
堆肥、沤肥等方法生产有机肥料技术粗放,利用肥料中原有微生物自然接种,露天堆沤,基本为有机质腐烂过
程,其周期较长如一般秸秆堆肥需 1~2个月,且不具有其他生态肥效。而采用人工接种快速堆肥菌剂堆制
秸秆肥料可快速腐熟,20d左右即可达传统堆肥腐熟程度,且施人土壤后具有肥效和固N、解 P、解 K及改善
生态环境等功效,因此用于生产生态有机肥的菌剂质量十分重要。我国过去推广应用生物肥料几起几落,其
主要原因是受菌剂质量问题所限。要保证菌剂质量一是要选择具有优良特性的菌种,保证菌种生产过程中
不衰退、不混杂。菌种衰退是由量变到质变的演变过程,开始群体中只有个别细胞发生负变或混杂少数杂
菌,这时若不及时采取有效措施,而一味继续移接转代,则群体中这种负变细胞或混杂菌比例逐步增高并最
终占优势,从而使整个群体表现出严重衰退 ,使菌剂失效;二是要采用合适菌剂生产工艺,此类菌剂生产一
般是多菌种混合发酵过程,各种菌群比例和生长量必须通过适当营养配方、适宜培养条件和先进的工艺流程
加以控制,因此需要集中生产和科学管理。
采用公司+农户方式共同生产是推广应用生态有机肥的有效途径,目前国内生产生态有机肥主要类型
有简单的有机和无机肥料复配;泥碳吸附微生物菌剂复配造粒;采用工、农业固体废弃物集中堆制、干燥、粉
碎、复配和包装等生产方式,从菌剂生产到肥料制造一条龙集中生产,集中销售,企业需投资大型机械和运输
设备,需大量运人泥炭、煤渣和秸秆等造肥原料,而农民亦需从销售点以每吨千元以上价格购买此肥且需要
消耗很大运力,故已习惯于使用化肥的农民一般尚不愿意使用生态有机肥。采用公司+农户方式生产生态
有机肥,由公司集中生产高效和优质肥料发酵菌剂,向农民供给很少菌剂,指导农民利用秸秆等农业废弃原
料就地堆制,就地使用,堆制成肥后就近还田施用,可大量节省堆肥设备投资和人力、运力,笔者近年来研究
和推广应用生态有机肥发酵菌剂试验表明,农民堆制 1t生态有机肥,除原料和劳动力外仅需 20多元成本,
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其成本为购买现成有机肥的 1/50,既减少化肥和农药施用量,降低生产成本,又减少环境污染,提高农产品
产量和质量,每年可增收 1800元/hm2,以 100万农户、33万 hm2农田推广应用计,年可增收近6亿元。同时
相应减少化肥厂和农药厂生产过程对环境的严重污染。而生产生态有机肥菌剂企业既做到无污染生产,又
获得很高利润回报,根据目前国内外该类产品市场价格计,年产 1万 t该种优质菌剂约可新增产值 3000-
4000万元,增加利税 1000多万元,经济、社会和环境生态效益巨大。
参 考 文 献
陈文新主编.土壤和环境微生物学.北京:北京农业大学 出版社,1989
BJ·亚历山大罗夫和 PA.手L夫.分解硅酸盐细菌 .苏联农业科学,1959(11):8~11
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武汉大学,复旦大学主编.微生物学.北京:人民教育出版社,1981.185~187
Hans G.Schlege,Algemeine Mikrobiologie.New York:Georg Thieme Verlag Stuttgart.1992.7~ 16
《中国生态农业学报》征稿启事
《中国生态农业 学报》(原刊名《生态农 业研究》)由中国科学院石家庄农业现代化研究所和中国生
态经济学会主办,科学出版社出版,系中国科技论文统计源刊、中国科学引文数据库源刊和全国中文核心期
刊,荣获第三届全国农业优秀期刊一等奖。本刊为季刊,季初月出版,国际标准大 l6开本,176页,国际刊
号:ISSN 1671—3990,国内刊号:CN 13—1315/S。国内外公开发行,国内新邮发代号:82-973,国外发行代号:
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旨在探索与研究生态农业的理论、方法、技术创新及其研究进展等,推动学科发展,主要刊登生态学、生态经
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