淺談生物有機(jī)肥與土壤肥力的關(guān)系

淺談生物有機(jī)肥與土壤肥力的關(guān)系目錄1、 概述（1）2、 生物有機(jī)肥料的定義和特點(diǎn)（1）2.1生物有機(jī)肥的定義（1）2.2生物有機(jī)肥的特點(diǎn)（2）3、 生物有機(jī)肥的作用（2）3.1生物有機(jī)肥料可以改良土壤、培肥地力（2）3.2生物有機(jī)肥料可以提高化肥利用率（3）3.3生物有機(jī)肥料可提高和改善作物品質(zhì)（3）3.4生物有機(jī)肥可以減輕作物的病害（4）3.5使用生物有機(jī)肥可以降低環(huán)境污染（4）4、 展望（4）參考文獻(xiàn)（5）生物有機(jī)肥對土壤的作用摘要:本文闡述了我國肥料的使用現(xiàn)狀，施用生物有機(jī)肥對土壤的作用，指出生物有機(jī)肥具有改良土壤，提高土壤肥力，增強(qiáng)植物抗病能力，減少植物病害，減少農(nóng)藥使用量，提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)等重要作用。關(guān)鍵字:生物有機(jī)肥;土壤肥力；Abstract:thispaperdescribesthepresentsituationoftheuseoffertilizerinourcountry,theimportanceofbio-organicfertilizerstothesoil:thefertilizerwillreformsoilstructure,raisesoilfertility,increaseplants’abilityagainstdiseaseandpestinjury,decreasepesticideapplication,andimprovethequalityofagriculturalproduct.Keywords:bio-organicfertilizers;soilfertility;1、概述在我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，化學(xué)肥料是增加糧食產(chǎn)量的物質(zhì)基礎(chǔ)，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最主要的外來營養(yǎng)物質(zhì)，在農(nóng)業(yè)投入中的比重越來越中?；试诩Z食增產(chǎn)中的貢獻(xiàn)率在40%-60%,穩(wěn)定在50%左右［1］。隨著農(nóng)業(yè)的發(fā)展，全球化肥施用量不斷增加，目前我國化肥生產(chǎn)和消費(fèi)量均居世界第一［2］?；适┯昧康脑黾?，特別是接近或超過現(xiàn)有土壤環(huán)境的最大容量和作物的需求量,不僅會造成資源浪費(fèi)，導(dǎo)致土壤中養(yǎng)分過剩，還會使化肥中附帶的其他元素在土壤中富集，給土壤環(huán)境造成巨大壓力,例如化肥中的磷肥，由于磷肥的生產(chǎn)大多來自于磷礦石，通過研究發(fā)現(xiàn),在磷礦石中往往含有一些致癌的元素,如果這些致癌元素在土壤中富集并被作物所吸收，將給人們的健康帶來很大影響;在一些靠近河流的田地里如果化肥施用不當(dāng),也會給水體帶來污染，甚至導(dǎo)致水體中生物的死亡。同時生產(chǎn)化肥所需的資源，日漸枯竭，也使化肥的生產(chǎn)成本增加，進(jìn)而使農(nóng)民的生產(chǎn)投入增加。且長期大量施用化肥，導(dǎo)致土壤板結(jié)，保水性差，土壤有機(jī)質(zhì)下降，生物活性降低,磷肥、鉀肥及微量元素等養(yǎng)分的利用率不高［3］。我國是世界上有機(jī)廢棄物產(chǎn)量最大的國家，總的有機(jī)廢棄物年產(chǎn)量約在40億噸左右，其中作物秸稈達(dá)7億多噸［5］。而農(nóng)民對作物秸稈的處理，大多是就地焚燒，一方面嚴(yán)重污染當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，每年有很多因燒荒天氣而呼吸道病發(fā)的人群,另一方面就地焚燒作物秸稈，也會使土壤肥力下降。我國每年畜禽養(yǎng)殖場產(chǎn)生的畜禽糞便等有機(jī)廢棄物約26億噸，。另外每年產(chǎn)生城鎮(zhèn)生活垃圾月3.5億噸,其中有50%-60%是可以降解利用的有機(jī)質(zhì)，這些有機(jī)質(zhì)中氮含量約550萬噸左右、磷含量約300萬噸左右、鉀含量約600萬噸左右、有機(jī)質(zhì)6.5億噸。如此大量的有機(jī)質(zhì)，如不及時進(jìn)行無害化處理將嚴(yán)重污染周邊的空氣、水源及生態(tài)環(huán)境。如果將這些有機(jī)質(zhì)經(jīng)過特殊篩選的生物復(fù)合菌群無害化處理后,將其制成生物有機(jī)肥料，可培肥土壤，改良土壤，提高化肥利用率，提高作物品質(zhì)及產(chǎn)量,同時對保護(hù)環(huán)境有著十分重要的意義【5】。因此,有機(jī)廢棄物的無害化、資源化及高效化利用已成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)。2、 生物有機(jī)肥料的定義和特點(diǎn)2.1生物有機(jī)肥的定義生物有機(jī)肥是指利用特定功能微生物與畜禽糞便、農(nóng)作物秸稈等為原料，經(jīng)無害化、腐熟、混合處理而成的一類具有微生物功能和有機(jī)肥效應(yīng)的肥料［4］。它區(qū)別于僅利用自然發(fā)酵所制成的有機(jī)肥。2.2生物有機(jī)肥的特點(diǎn)生物有機(jī)肥含有大量有益微生物和微生物代謝產(chǎn)物，兼有微生物接種劑和有機(jī)肥兩種作用。生物有機(jī)肥產(chǎn)品除了含有較高的有機(jī)質(zhì)外，還含有具有特定功能的微生物，這是此類產(chǎn)品的本質(zhì)特征。與普通有機(jī)肥相比，生物有機(jī)肥生產(chǎn)的技術(shù)含量相對較高，除了在腐熟過程中要加入促進(jìn)有機(jī)物料腐熟、分解的生物菌劑，以實(shí)現(xiàn)定向腐熟、除臭等目的外，在產(chǎn)品中還需加入具有特定功能的微生物，以提升產(chǎn)品的作用效果［6］。生物有機(jī)肥料營養(yǎng)元素齊全，是速效養(yǎng)分與緩效養(yǎng)分、有機(jī)養(yǎng)分與無機(jī)養(yǎng)分兼容的養(yǎng)分儲備庫［3］。王立剛等的研究表明隨著有機(jī)肥施用年度的延長，其處理與化肥和不施肥處理之間的全氮差距在不斷的加大,這也說明了有機(jī)肥具有緩釋肥效的作用［16］。生物有機(jī)肥使用既不會對環(huán)境造成污染,也不會對土壤造成不良影響，甚至對土壤的耕性和肥力有良好的促進(jìn)作用。通過有益微生物的處理將農(nóng)作物秸稈、城鎮(zhèn)生活垃圾、畜禽糞便等有機(jī)廢棄物變成生物有機(jī)肥，解決了有機(jī)廢棄物對大氣、水、土壤環(huán)境的污染，使之無害化、資源化，生物有機(jī)肥使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)走上了循環(huán)可持續(xù)發(fā)展的道路。生物有機(jī)肥是一種長效肥料，能長時間保持土壤的肥力。3、 生物有機(jī)肥的作用3.1生物有機(jī)肥料可以改良土壤、培肥地力長期施用有機(jī)肥能夠調(diào)節(jié)土壤的PH。胡誠等的研究表明堿性土壤的PH值隨有機(jī)肥投入增加而減少［8］。王玉也表明施用生物有機(jī)肥對土壤酸性環(huán)境有良好的緩沖作用［18］。劉國順在研究生物有機(jī)肥對植煙土壤肥力的影響中指出在酸性土壤上施用生物有機(jī)肥，可以提高土壤的PH值［17］。施用生物有機(jī)肥后能降低鹽堿土PH值，這是因?yàn)槲⑸锬軌蚍置诙喾N氨基酸,其兩性電解質(zhì)性質(zhì)具有重要的酸堿緩沖作用,這種積極作用促使土壤酸堿度有所下降。土壤有機(jī)質(zhì)含量隨生物有機(jī)肥投入的增加而增加。土壤有機(jī)質(zhì)是土壤肥力的重要指標(biāo)，是形成良好土壤環(huán)境的物質(zhì)基礎(chǔ)，具有肥田改土的作用。土壤有機(jī)質(zhì)中含有植物所需的多種元素，能提供土壤中95%以上的氮素和硫、磷等多種營養(yǎng)元素,并且有較高的代換吸收能力，能保留大量養(yǎng)分，是植物的營養(yǎng)庫。施用有機(jī)肥能通過形成有機(jī)-無機(jī)復(fù)合體和微團(tuán)聚體提高土壤有機(jī)質(zhì)數(shù)量，更新和活化老的有機(jī)質(zhì)，改善腐殖質(zhì)品質(zhì)。有機(jī)肥在腐解過程中產(chǎn)生羧基一類的配位體，與土壤粘粒表面或氫氧聚合物表面的多價金屬離子相結(jié)合，形成團(tuán)聚體，加上有機(jī)肥的比重一般比土壤小，施入土壤的有機(jī)肥能降低土壤容重，改善土壤通氣狀況［3］,從而使土壤疏松,增強(qiáng)土壤保水、保肥、供肥的能力。王玉等【18】在研究生物有機(jī)肥對茶園土壤肥力的影響中得出有機(jī)肥顯著增加了不同土層有機(jī)質(zhì)的含量。劉國順等［14］研究也表明，適量生物有機(jī)肥與化肥配施能增加煙草土壤的有機(jī)質(zhì)含量。生物有機(jī)肥能夠增加土壤微生物種群的數(shù)量。土壤微生物生物量既是土壤養(yǎng)分循環(huán)過程的動力，又可作為土壤中植物有效養(yǎng)分的儲備庫［9］,在土壤肥力和植物養(yǎng)分供應(yīng)中具有重要作用。而且土壤微生物對農(nóng)業(yè)管理措施紀(jì)委敏感，是反應(yīng)土壤管理過程的活指標(biāo)。王玉指出大量施用生物有機(jī)肥對微生物種群數(shù)量的增加和多樣性指數(shù)的提高是有利的［18］。胡誠等［8］表明土壤微生物生物量碳隨有機(jī)肥投入的增加而增加。胡可等［13］研究表明,施用生物有機(jī)肥可顯著提高土壤微生物中三大菌群的數(shù)量。生物有機(jī)肥的施用能夠提高土壤全氮、堿解氮、速效磷、有效鉀的含量。氮是構(gòu)成細(xì)胞原生質(zhì)的主要物質(zhì)，是所以氨基酸和蛋白質(zhì)、核酸、葉綠素、多種輔酶、多種維生素、多種激素的組成成分，在生命活動中起著非常重要的作用。土壤供氮能力是評價土壤肥力的一個重要指標(biāo)，土壤全氮量反應(yīng)了土壤氮素的儲量和土壤的基本肥力狀況［10］。王立剛等［16］研究表明土壤全氮有隨著有機(jī)肥用量的增加而增加的趨勢。土壤中的堿解氮是有效態(tài)氮，可以反應(yīng)土壤中氮的供應(yīng)狀況［11-12］。周陳等指出施生物有機(jī)肥土壤速效氮的含量高于不施肥和常規(guī)施肥的處理［10］。磷是作物生長發(fā)育必需的營養(yǎng)元素之一,是構(gòu)成細(xì)胞原生質(zhì)和細(xì)胞核的重要物質(zhì),是磷脂、核酸、核蛋白的組成成分，對細(xì)胞分裂、增殖有直接影響。及時供給磷素養(yǎng)分，能促使各種代謝順利進(jìn)行，使植物體內(nèi)的物質(zhì)合成、分解、移動和積累協(xié)調(diào)一致，達(dá)到根深、桿狀、發(fā)育完善、提高產(chǎn)量，改善品質(zhì)的目的［11-12］。周陳指出隨著生物有機(jī)肥用量的增加,土壤速效磷含量增加［10］。在作物體內(nèi)，鉀是含量最高的陽離子。它是許多酶的活化劑，能有效地提高光合能力，調(diào)節(jié)氣孔開啟，促進(jìn)碳水化合物的形成與轉(zhuǎn)化，有助于形成較多的纖維素、木質(zhì)素，使莖稈健壯，抗倒伏；鉀能促進(jìn)葉片中的糖向籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)，提高灌漿強(qiáng)度；還能促進(jìn)氮的吸收與代謝，調(diào)節(jié)碳、氮代謝平衡，在一定程度上消除氮過剩的不良影響。在灌漿期，鉀素可促進(jìn)淀粉合成、養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和氮素代謝，使小麥落黃好、成熟早，從而增加產(chǎn)量和改進(jìn)品質(zhì)［11-12］。周陳指出生物有機(jī)肥的施用使土壤中速效鉀的含量增加，且隨著生物有機(jī)肥施用量的增加而遞增［10］。3.2生物有機(jī)肥料可以提高化肥利用率眾所周知,單純使用化肥，由于會發(fā)、淋溶、徑流等原因，利用率很低。如氮肥其當(dāng)季利用率僅為30%-45%,比國外低10個百分點(diǎn)［19］，且容易污染地下水及地表水，使江河湖泊等富營養(yǎng)化。生物有機(jī)肥施入土壤中有利于土壤中的硝化細(xì)菌的繁殖及富集，它能夠促使土壤中的銨態(tài)氮發(fā)生氧化生成亞硝態(tài)氮,進(jìn)而氧化成硝態(tài)氮。亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮都是作物可吸收利用的氮源。但亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮容易隨水淋溶,造成氮的損失。生物有機(jī)肥能一直土壤中亞硝化細(xì)菌和硝化細(xì)菌的活性，減少銨態(tài)氮向亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化而造成的流失,從而提高氮的利用率。使用生物有機(jī)肥料后，有機(jī)質(zhì)中有機(jī)酸與銨離子結(jié)合后供作物利用，大大提高氮肥的利用率。磷容易與土壤中的鎂鈣等陽離子結(jié)合生成不溶性化合物,不利于作物吸收，即所謂的磷固定，因此磷的當(dāng)季利用率僅為15%-20%。而施用生物有機(jī)肥料后，一些有機(jī)酸可與鈣、鎂等元素形成穩(wěn)定的化合物，有利于作物對磷元素的吸收，明顯提高了作物對磷肥的利用率［1］。生物有機(jī)肥中有益菌對土壤磷的礦化作用和對肥料磷的分解，可有效提高肥料的利用率。同時，生物有機(jī)肥中含有多種解磷菌及硅酸鹽細(xì)菌，這些有益微生物可分解土壤中難溶性P、K元素，大大提高了化肥的利用率,可減少化肥的使用量。有實(shí)驗(yàn)表明，把現(xiàn)在化肥的施用量減少三分之一,用等價值的生物有機(jī)肥補(bǔ)充后配合應(yīng)用，作物的產(chǎn)量不減，品質(zhì)會較大提高。3.3生物有機(jī)肥料可提高和改善作物品質(zhì)使用生物有機(jī)肥可明顯提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。通常條件下，影響作物產(chǎn)品品質(zhì)主要有以下四種因素：（1）農(nóng)作物品種；（2）產(chǎn)地水土條件；⑶產(chǎn)地氣候條件；⑷所施用肥料［1］。氮素是作物生長所需的第一大營養(yǎng)元素。許多試驗(yàn)表明，以銨態(tài)氮狀態(tài)進(jìn)入作物體內(nèi)的氮素是提高作物品質(zhì)的關(guān)鍵。何隨成等研究表明土壤中有機(jī)質(zhì)能促進(jìn)土壤的硝化速度，從而有效地降低土壤中硝態(tài)氮的濃度,減少蔬菜對硝態(tài)氮的吸收。劉雪琴研究發(fā)現(xiàn)，施用生物有機(jī)肥能降低煙葉中上部蛋白質(zhì)含量，增加中下部煙葉總糖含量，改善煙葉中的內(nèi)在化學(xué)成分,提高煙葉品質(zhì)［19］。3.4生物有機(jī)肥可以減輕作物的病害生物有機(jī)肥能減輕作物病害，主要有以下3種途徑：（1）生物有機(jī)肥中含有拮抗微生物產(chǎn)量抗生素來抑制土壤中病原微生物的繁殖;（2）肥料中的功能型微生物的大量繁殖，在植物根系生態(tài)系統(tǒng)中形成優(yōu)勢菌群，可抑制其他有害微生物的大量繁殖，減少了病原微生物侵染作物根際的機(jī)會；（3）生物有機(jī)肥中的有益微生物與作物根際形成一種互惠互利的共生關(guān)系，使作物根際發(fā)達(dá)，生長健壯,增強(qiáng)接抗性,減少病害發(fā)生［1］。3.5使用生物有機(jī)肥可以降低環(huán)境污染生產(chǎn)生物有機(jī)肥的原料主要是畜禽糞便、秸稈及城鎮(zhèn)生活垃圾，通過有益微生物的處理將農(nóng)作物秸稈、畜禽糞便等有機(jī)廢棄物轉(zhuǎn)化為生物有機(jī)肥，使之無害化、資源化，既解決了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城鎮(zhèn)生活垃圾造成的環(huán)境污染，減少了因處理垃圾和整治污染而產(chǎn)生的成本，同時也使垃圾變廢為寶，起到了可持續(xù)循環(huán)利用的作用。生物有機(jī)肥是利用分子生物學(xué)技術(shù)及基因技術(shù)篩選出的功能型符合微生物菌群來無害化降解這些有機(jī)質(zhì)，將有害的不穩(wěn)定物質(zhì)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定地能被作物直接吸收利用的物質(zhì)，化害為利。生物有機(jī)肥的施用降低了化肥的使用量，同時也因減輕了作物的病蟲害而減少了農(nóng)藥的施用，從而解決因大量施用化肥農(nóng)藥而造成的諸如江河湖海富營養(yǎng)化等一系列較為嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題。生物有機(jī)肥中的有機(jī)質(zhì)分解能生成有機(jī)酸，如胡敏酸、富里酸、氨基酸，或者糖類及含氮、硫雜環(huán)化合物等，能通過其活性基團(tuán)與重金屬元素絡(luò)合，從而影響重金屬的有效性［7］。4、展望目前，國內(nèi)對生物有機(jī)肥的開發(fā)與應(yīng)用研究剛剛開始，主要的問題在于生物有機(jī)肥需要經(jīng)過發(fā)酵、分解的過程，還必須加入或保留適當(dāng)?shù)挠幸嫖⑸?這就要求生物有機(jī)肥有較高的技術(shù)含量［15］。目前,我國的技術(shù)還不能完美地解決上述一系列問題；由于生物有機(jī)肥在運(yùn)輸上沒有優(yōu)惠的政策和措施支持，因此許多產(chǎn)品是就近生產(chǎn)就近銷售，因此難以普及;相比普通有機(jī)肥，生物有機(jī)肥的生產(chǎn)成本較高，主要應(yīng)用在蔬菜、水果、中草藥、茶葉等高附加值的經(jīng)濟(jì)作物上,在普通農(nóng)戶方面難以宣傳和推廣;過量施用生物有機(jī)肥，會導(dǎo)致后期土壤供氮過多，導(dǎo)致戀青晚熟，表明生物有機(jī)肥用量一定要適宜。要解決以上問題，還需要相當(dāng)長的一段時間，需要各方面的共同努力，才能更好的促進(jìn)生物有機(jī)肥產(chǎn)業(yè)的快速健康發(fā)展。參考文獻(xiàn)：何隨成，江志陽,伊微等.生物有機(jī)肥對提高土壤肥力及作物品質(zhì)等綜合效果研究.研究論文.2006(1):39-44李東坡，武志杰，化學(xué)肥料的土壤生態(tài)環(huán)境效應(yīng)，應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2008,19(5):1158-1165浦勇，郭怡卿,楊樹虹.生物有機(jī)肥對植煙土壤、烤煙生長及品質(zhì)影響的研究進(jìn)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