生物有機無機生態肥料及其發展前景(上)

李曉冰，于廣武，王少華，康 權，姜 華，溫鐵軍，陳俐燕，趙景坤，鄭連舉

(1.黑龍江華澤農牧發展有限公司 黑龍江哈爾濱 150000；2.中國科學院東北地理與農業生態研究所黑龍江哈爾濱 150040；3.富錦市農業技術推廣中心 黑龍江富錦 156112；4.黑龍江頓豐微納米硅科技開發有限公司 黑龍江黑河 161400；5.黑龍江軍華生物科技有限公司 黑龍江哈爾濱 150041；6.黑龍江禾煦豐生態科技有限公司 黑龍江哈爾濱 150028；7.黑龍江圣東肥業有限公司黑龍江伊春 152500；8.哈爾濱舜泰生物科技有限公司 黑龍江哈爾濱 150040；9.五常市農業技術推廣中心 黑龍江五常 150200)

許多國家從20世紀初以來發展了如生態農業、生物農業、有機農業等多種農業生產方式，其目的是消除常規農業帶來的環境問題。生態農業簡稱ECO，是根據生態學以及經濟學的原理，在傳統農業有效經驗的基礎上，運用現代科學技術和管理手段建立起來的能獲得較高的經濟、生態和社會效益的現代化高效農業。生態肥料是在上述多種農業生產方式下發展起來的一種新型肥料，其生產的產品完全符合有機、生態、綠色農業的質量標準要求。現以4+X生物有機無機生態肥、氨基酸生物有機肥、生物腐殖酸微納米硅肥、生物腐殖酸液肥、腐殖酸水溶肥、腐殖酸硅鉀增效劑、腐殖酸硼鎂鈣生物土壤調理劑和DM復合真菌菌劑等為例，對生態肥料簡介如下。

1 4+X生物有機無機生態肥

4+X生物有機無機生態肥以功能性生物活性菌為主體，以作物秸稈、麩皮、雞糞、味精下腳料、腐殖酸、氨基酸以及制糖、造紙、淀粉、酵母等生產過程中廢棄的有機質為載體，配合無機氮、磷、鉀及多種中微量和有益元素，將無機肥的高效性、有機肥的長效性和微生物的生理調節功能集成于一體。4+X生物有機無機生態肥中的4是指大量元素(N、P、K)、中量元素(Ca、Mg、S)、微量元素(Zn、P、Mn)和有益元素(Si、Se等)無機營養成分，X是指生物有機肥，其主要成分：w(N+P2O5+K2O)為30%～40%，w(有機質)為15%～20%，w(腐殖酸)≥10%，w(中微量元素)≥5%，復合生物菌劑為0.2～2.0億個/g。

為了驗證4+X生物有機無機生態肥的施用效果，2013年以來在黑龍江省富錦市、五常市、寧安縣、訥河市、龍江縣、望奎縣、肇東市、巴彥縣、樺南縣、慶安縣、綏化市，遼寧省丹東市、大連市、沈陽市，內蒙古自治區赤峰市以及云南省楚雄市的16個市縣進行了水稻、玉米、大豆、馬鈴薯、西紅柿、西瓜等多種作物試驗、示范和推廣，平均增產幅度為8%～25%，其中水稻和大豆的部分試驗結果如表1和表2所示。

表1 水稻生育性狀及產量性狀試驗結果(2013年黑龍江省富錦市)

表2 大豆室內考種試驗結果(2011年黑龍江省訥河市)

從表1可以看出：在同等管理條件下，4+X生物有機無機生態肥處理的水稻株高、株鮮重、株干重等生育性狀均優于常規配方肥處理，為提高產量奠定了物質基礎；從經濟產量性狀來看，4+X生物有機無機生態肥處理的水稻穗長、有效穗數、每穗粒數以及千粒重分別比常規配方肥處理增加1.0 cm、775 215個/hm2、5粒及0.4 g，水稻平均產量提高1 992.0 kg/hm2，增產幅度33.2%。

從表2可看出，4+X生物有機無機生態肥處理的大豆產量與對照處理差異極顯著，平均增產18.6%。

通過多年的試驗證明，4+X生物有機無機生態肥具有改良土壤、培肥地力、提高化肥利用率(氮肥利用率提高10%以上，有效磷含量提高27.45%)、提高作物產量和改善作物品質等作用。

2 氨基酸肥料

氨基酸肥料是指能提供各種氨基酸類營養物質的物料，按其生產原料來源的不同，可分為植物型和動物型兩大類。植物型氨基酸肥料的生產原料主要是糧食作物提取味精后的下腳料；動物型氨基酸肥料主要是以動物毛皮和下腳料為原料，再經水解后加工而成，也可以利用微生物轉化生產。目前，市售的氨基酸肥料大多為氨基酸與微量元素等復合而成。

氨基酸具有強大的表面活性和吸附保持能力，植物生長發育所需的營養物質經螯合和絡合形成有機無機復合物，不僅能使大量元素實現緩慢釋放而得到充分利用，而且可以保證微量元素的有效性。

黑龍江禾煦豐生態科技有限公司引進優良的微生物菌種，以湖北新生源生物工程有限公司生產的優質氨基酸為主要有機原料，加入適量的鋅、硼、錳、鐵、鎂、硅等營養元素，以中國科學院、東北農業大學、黑龍江大學、黑龍江省農科院等為技術依托單位，研發出微16-微生物菌劑、微18-秸稈腐熟劑、酵9-含氨基酸水溶肥料等20多種氨基酸生物有機生態肥系列產品，取得了顯著的鹽堿土、低產土壤改良和修復效果，提高肥料利用率20%以上，提高產量5%～30%，增強了作物的抗逆性，秸稈腐熟效果好，在黑土地保護和減肥增效中發揮了顯著作用。

3 含硅肥料

盡管硅元素不是植物生長發育過程中必需的元素，但其是植物抵御逆境、調節植物與其他生物之間相互關系所必需的化學元素，特別是其對水稻的生長過程有著顯著的影響。

生物腐殖酸微納米硅肥是以中科院、哈工大、東北農業大學為技術依托單位，由黑龍江省頓豐微納米硅科技開發有限公司自主研發的高科技產品。生物腐殖酸微納米硅肥的主要成分為蛋白石頁巖(SiO2)、黃腐殖酸鉀、聚谷氨酸、腐殖酸以及DM復合真菌菌劑等植物內生菌提取的活性物質組成，其中：水稻專用的生物腐殖酸微納米硅肥組成為w(蛋白石頁巖)87.0%、w(黃腐殖酸鉀)3.0%、w(聚谷氨酸)4.0%、w(腐殖酸)5.8%、w(DM復合真菌菌劑)0.2%；果蔬專用的生物腐殖酸微納米硅肥組成為w(蛋白石頁巖)81.0%、w(黃腐殖酸鉀)3.0%、w(聚谷氨酸)5.0%、w(腐殖酸)10.8%、w(DM復合真菌菌劑)0.2%。實踐證明，生物腐殖酸微納米硅肥具有如下的作用效果。

3.1 減輕或消除土壤中的重金屬污染

衡陽市農科所在湖南省大廣村開展的相關試驗結果表明，與對照處理相比，微納米硅肥處理的稻米含鎘量最大降幅為0.254 mg/kg，平均降幅為0.188 mg/kg。湖南省食品測試分析中心的檢測結果表明：微納米硅肥處理的稻谷平均鎘含量為0.021 8 mg/kg，對照處理為0.514 0 mg/kg；微納米硅肥處理的茶葉鉛含量為0.082 4 mg/kg，對照處理為0.182 0 mg/kg。

3.2 節水、節肥，提高肥料利用率

施用硅肥后，在水稻中形成的硅化細胞具有調節葉片氣孔開閉及水分蒸騰的能力，有助于減少水稻用水量，節水率一般超過17%。硅具有活化土壤中磷的功能，有助于減少磷在土壤中的固定，同時可促進磷在作物體內的轉運，從而提高結實率。硅具有調節作物對氮、磷、鉀各元素平衡吸收的功效，而且可以抑制作物對鐵、錳的過量吸收和毒害作用，如通過調節水稻在不同生育階段對氮、磷、鉀等營養元素的需求，可分別提高氮、磷、鉀利用率1.9%、6.4%和2.8%，肥料利用率提高20%以上。

3.3 提高抗病蟲害、抗旱澇、抗倒伏等抗逆性

水稻硅化細胞的形成有助于水稻表皮細胞壁增厚和角質層增加，進而增強水稻抗病蟲害的能力，特別是對稻瘟病、紋枯病、胡麻斑病及螟蟲、葉蟬等的抵抗能力明顯增強，一般稻瘟病發病率下降約30%，水稻褐變穗、鞘腐病的病情指數可分別下降4%和7%。施用硅肥后，水稻基部莖桿強度增大，導管的剛性增強，有助于提高水稻內部的通氣性和增加白根數量，進而防止根系早衰，減少有毒氣體的危害，具有防治爛根病的作用，水稻抗倒伏能力可以提高80%，倒伏和倒折率可以減少40%～70%；作物莖葉挺直可減少遮陰，如水稻施硅后葉片角度減小25.4°，冠層光合作用提高10%以上，有利于作物的密植；角質硅質雙層結構可以減弱葉面蒸騰作用，有助于提高作物抗旱、抗干熱風和抗低溫的能力，干旱地區施硅后的增產效果尤為顯著。

3.4 改善產品品質，提高產量

我國對硅肥的研究始于20世紀70年代，直至20世紀80年代后期才實現工業化生產。近年來，通過在不同省區對喜硅作物和缺硅土壤進行的硅肥肥效試驗，結果表明不同作物的增產幅度為10%～50%。此外，硅肥還具有改善產品品質的作用，如施用硅肥后，蘋果的含糖量、著色率、耐貯性、運輸性等指標都有所提高。

3.5 改良土壤，提高有機質含量

生物腐殖酸微納米硅肥施入土壤后，可直接產生硅離子，并提高土壤中的硫酸根、磷酸根、硼酸根等的活性，促使土壤中陰陽離子的平衡。微納米硅肥屬于堿性肥料，不僅可以矯正土壤酸度、提高土壤鹽基飽和度、促進有機肥分解，而且可以抑制土壤病菌、抗板結、抗重茬。微納米硅肥中所含的硅、鈣、鎂離子能夠與紅壤中的鐵、鋁和鈉離子發生置換反應，形成無害化合物，減少有害成分，同時可為作物提供生長所需的硅、鈣、鎂等營養成分。