堆肥的防病新功能课件

堆肥新功能的开发及其应用——兼议保水与控释功能廖宗文刘可星毛小云华南农业大学资源环境学院新肥料资源研究中心堆肥新功能的开发及其应用廖宗文刘可星毛小云1一堆肥新功能开发的意义1堆肥传统功能：（1）作物营养——直接；（2）改土培肥——间接2堆肥新功能拓展：（1）防病：调控土壤微生态，“扶正抑邪”（2）保水：保水控肥，水肥齐调（3）双向控释（缓释、促释）——养分动态平衡3意义：（1）学术方面：学科（交叉）生长点、前沿、人才成长（2）企业方面：技术制高点——技术创新与集成，物化于产品经济增长点——高性价比，市场竞争力增强抛开对手，蓝海战略一堆肥新功能开发的意义2二堆肥新功能开发的废物资源开发1废物种类（1）食品加工废物：糖厂、酒精厂、味精厂的废液、废渣、滤泥（2）造纸厂的废液、废渣（3）食用菌渣、土霉素渣（4）市政污泥、餐厨污泥（5）秸秆、水葫芦（水浮莲）二堆肥新功能开发的废物资源开发32前处理脱水、除臭、酸碱中和，有机污染物降解（鸡粪抗生素、POPs）养分平衡——纵向横向平衡3开发思路：扬长避短以废治废，负负得正，例如：酸碱、干湿污泥难脱水——脱水新技术（克服）——做保水材料（利用）2前处理41施肥防病技术的重要意义1.1土传病害：番茄青枯病、香蕉黄叶病、姜瘟黄瓜枯萎病、烟草花叶病严重性：连作障碍，用药难治，南方（高温、高湿）尤甚举例：深圳、广州菜区（番茄、黄瓜）特产（中药，川连，人参）区三防病新功能的开发三防病新功能的开发三防病新功能的开发1施肥防病技术的重要意义1.1土传病害：番茄青枯病、香蕉51.2现状

（1）化学防治——喷施杀菌剂，土壤熏蒸等：效果差，造成环境污染，病原菌抗药性，降低作物品质，危及食品安全。（2）抗病育种：耗时长，投入高，且抗病能力易受土壤环境变化及病菌变异而波动。（3）新技术：生态调控、施肥防病。1.2现状6抗病育种施肥防病抑制调控营养病菌土壤微生物态植物化学防治杀灭负作用抗病育种施肥防病抑制调控营养病菌土壤微生物态植物化学防治杀7堆肥的应用效果防治多种作物病害土壤生态调控功能堆肥的施用番茄青枯病番茄茎基腐病番茄枯萎病黄瓜枯萎病香蕉黄叶病堆肥的应用效果防治多种作物病害土壤生态调控功能堆肥的施用82堆肥防病的技术原理堆肥（“基质—菌群”效应）土壤微生物生态（功能、结构）调控扶正抑邪（以菌治菌）防病适时起效调整堆肥工艺施肥时间等2堆肥防病的技术原理堆肥（“基质—菌群”效应）土壤微生9堆肥（增强对病菌生态压力，

非专一杀伤力）注：×表病菌

等数字表非病菌，含有益菌、拮抗菌堆肥调控土壤生态“扶正抑邪”

（多样性增加）示意图××××××××××11222111223nnn….….….213n

103.1堆肥工艺——生态调控效果（强度、快慢、持久）接种次数：是否接种2次接种的效果优于1次接种腐熟度：适度腐熟的效果优于半腐熟半腐熟堆肥：腐熟堆肥：起效快，但不持久。起效较慢，但较持久地提高土壤微生物群落功能多样性指数。3防病效果及技术要点3.1堆肥工艺——生态调控效果（强度、快慢、持久）11发病株数处理移栽天数35d39d43d48d55d65d75dCK1678888T10113333T20012333T30000111T40111333T50001111T60000122不同处理番茄青枯病发病情况注：CK--化肥，T1--20d不接种堆肥，T2--20d接种一次堆肥，T3--20d接种二次堆肥，T4--30d不接种堆肥，T5--30d接种一次堆肥，T6--30d接种二次堆肥。下同发病株数移栽天数35d39d43d48d55d6512不同处理土壤微生物群落shannon多样性指数变化不同处理土壤微生物群落shannon多样性指数变化13作物生长期

生态调控最适期

多样性指数

图1a堆肥生态调控曲线

提高快效果好作物生长期生态调控最适期多样性指数图1a堆肥生14

作物生长期

生态调控最适期

多样性指数

图1b堆肥生态调控曲线

提高较慢效果一般作物生长期生态调控最适期多样性指数图1b堆肥15

作物生长期

生态调控最适期

多样性指数

图1c堆肥生态调控曲线

堆肥工艺调整提高早效果好肥料调整技术，性能参数确定。对施肥方法和肥料生产都有意义作物生长期生态调控最适期多样性指数图1c堆肥163.2施肥时间对于同一有机肥，采取不同追肥时间，其对土壤微生物多样性的影响以及防治土传病害的效果均不同。3.2施肥时间对于同一有机17肥(防)效＝

f

(肥料性质，施用方法)调控强度、快慢、持久数量、时机、次数施肥无效或效果不大，不一定是肥料问题，与施用技术有关。——要全面认识肥(防)效＝f(肥料性质，施用方法)调控强度、快慢、持久18不同施肥措施对大田番茄青枯病的防治效果病情指数注：CK：无机复合肥；T1：基肥（液体有机肥）+追肥（液体有机肥）T2：基肥（固体有机肥）+追肥（液体有机肥）每个处理设3次重复，每小区植24株番茄不同施肥措施对大田番茄青枯病的防治效果病情指数注：CK：无19大田黄瓜枯萎病发生率及产量情况注：CK：无机复合肥，撒施T1：南农肥，沟施T2：南农肥，撒施T3：绿兴肥，沟施T4：绿兴肥，撒施肥料均在移栽前7d一次性施入

处理总发病数（株）发病率（%）产量（kg）CK4223.346.41T1137.261.05T22715.047.35T3179.450.59T43821.140.36大田黄瓜枯萎病发生率及产量情况注：CK：无机复合肥，撒施20堆肥的防病新功能课件21有机肥不同追肥时间对番茄青枯病发病率的影响移栽天数CK：番茄移栽后15d、33d追施无机肥T1：番茄移栽后15d追施液肥

T2：番茄移栽后15d、33d追施液肥T3：番茄移栽后22d、33d追施液肥下同有机肥不同追肥时间对番茄青枯病发病率的影响移栽天数CK：番22处理Shannonindex第一次取样第二次取样第三次取样CK4.328±0.017b4.336±0.019b4.398±0.006cT14.397±0.017a4.387±0.001a4.405±0.017cT24.388±0.021a4.352±0.010b4.436±0.001bT34.333±0.003b4.350±0.025b4.477±0.001a不同追肥时间对土壤多样性指数的影响处理Shannonindex第一次取样第二次取样第三次取样233.3堆肥防病机理的初步探讨（1）调节土壤微生物的种群结构，提高微生物群落功能多样性以“扶正抑邪”。堆肥防治作物土传病害的机理在于以下三个方面：（2）调节土壤微生物活性，促进植物生长。（3）植株防御酶的变化。3.3堆肥防病机理的初步探讨（1）调节土壤微生物的种群结构24堆肥对土壤微生物生态的调控及其对土传病害的防治机理微生物量碳、氮微生物群落功能多样性变化微生物群落功能组成改变POD、PPO、PAL、SOD酶活性变化.SOD和POD：清除活性氧、阻止活性氧形成。POD和PPO;将植物体内的酚氧化成醌，致使病原菌中毒死亡。POD还催化木质素合成，细胞壁机械性能加强，有效阻止病原菌入。PAL:植保素、木质素和酚类等抗病次生物质合成的关键酶和限速酶堆肥植物酶植物防病微生态调控营养调控土壤土壤呼吸土壤酶土壤微生物堆肥对土壤微生物生态的调控及其对土传病害的防治机理微生物量碳254研究展望和应用前景4.1堆肥制作技术堆肥工艺参数营养目标土壤微生态调控目标充分地发挥堆肥的肥效潜力4研究展望和应用前景4.1堆肥制作技术堆肥工艺参数营养目264.2堆肥质量及评价方法质量标准BIOLOG——特征碳源FAMEPCR—DGGE土壤微生态调控作用评价方法养分含量4.2堆肥质量及评价方法质量标准BIOLOG27ECO板碳源31种相关碳源,冗余碳源GN板碳源：96种相关碳源,冗余碳源特征碳源：9种

堆肥的防病新功能课件28缓释与促释：实现平衡的双向调控技术缓释：对释放速度过快的修正如水溶性尿素、磷铵促释：对释放速度过慢的修正如难溶性矿（P、Mg、K）OIF：速度快＋速度慢，互补适中N速溶缓释适中（平衡）促释P(Mg、K)矿难溶四新功能拓展1营养功能：调释放速率、缓释，促释双向调控。缓释与促释：实现平衡的双向调控技术N速溶缓释适中（平衡）29单施硫酸铵和有机－无机配施的水稻吸氮量比较

Nabsorption(Notaccumulative)

(NH4)2SO4(NH4)2SO4+Organicmanure(NH4)2SO4+柽麻Time(day)时间（天）氮的吸收率（非累积）（％）有机N—无机N：不适合高C/N物料，如木屑、秸秆等C/N比：适应性广可调控供肥强度和持久性，长效+速效单施硫酸铵和有机－无机配施的水稻吸氮量比较30P的活化：有效性低高P释放慢快促释与N不同：快慢缓释双向调控促释型技术：更高效，一步到位P矿促释活化P肥P矿常规技术高水溶性P肥（磷铵等）缓释缓释P肥P的活化：有效性低高与N不同31活化镁肥与硫酸镁的工艺与成本比较镁肥耗酸煅烧工艺含量（MgO%）价格（元/吨）活化菱镁矿粉————研磨混合28.82300活化氧化镁——√研磨混合70.72600硫酸镁√√*煅烧加酸27.00950MgO含量:1t活化氧化镁=2.6t硫酸镁但价格:600元2470元Mg的活化：活化镁肥与硫酸镁的工艺与成本比较镁肥耗酸煅烧工艺含量价格活化32不同镁肥处理对防治烟草花叶病的影响不同镁肥处理对防治烟草花叶病的影响332保水功能：施肥保水，水肥一体化调控。保水型控释肥的功能原理肥随水走，水快（慢）肥快（慢）水肥一体化：提供成本分摊之途径保水1/2保肥1/22保水功能：施肥保水，水肥一体化调控。保水型控释肥的功能原34保水肥普通肥水水保水肥普通肥水水353技术目标：增效减量、节支(资，能)、降污。4技术创新

（1）新原料工农业废弃物：滤泥、污泥、废液低品位矿（磷、镁、钾）（2）加工新技术传统化工：高温高压、强酸，高档原料，高能耗；有效性-高水溶性前高后低开拓：温和（取代激烈）反应：低能耗物耗；有效性-适度水溶持续释肥3技术目标：36ThankYou！ThankYou！37堆肥新功能的开发及其应用——兼议保水与控释功能廖宗文刘可星毛小云华南农业大学资源环境学院新肥料资源研究中心堆肥新功能的开发及其应用廖宗文刘可星毛小云38一堆肥新功能开发的意义1堆肥传统功能：（1）作物营养——直接；（2）改土培肥——间接2堆肥新功能拓展：（1）防病：调控土壤微生态，“扶正抑邪”（2）保水：保水控肥，水肥齐调（3）双向控释（缓释、促释）——养分动态平衡3意义：（1）学术方面：学科（交叉）生长点、前沿、人才成长（2）企业方面：技术制高点——技术创新与集成，物化于产品经济增长点——高性价比，市场竞争力增强抛开对手，蓝海战略一堆肥新功能开发的意义39二堆肥新功能开发的废物资源开发1废物种类（1）食品加工废物：糖厂、酒精厂、味精厂的废液、废渣、滤泥（2）造纸厂的废液、废渣（3）食用菌渣、土霉素渣（4）市政污泥、餐厨污泥（5）秸秆、水葫芦（水浮莲）二堆肥新功能开发的废物资源开发402前处理脱水、除臭、酸碱中和，有机污染物降解（鸡粪抗生素、POPs）养分平衡——纵向横向平衡3开发思路：扬长避短以废治废，负负得正，例如：酸碱、干湿污泥难脱水——脱水新技术（克服）——做保水材料（利用）2前处理411施肥防病技术的重要意义1.1土传病害：番茄青枯病、香蕉黄叶病、姜瘟黄瓜枯萎病、烟草花叶病严重性：连作障碍，用药难治，南方（高温、高湿）尤甚举例：深圳、广州菜区（番茄、黄瓜）特产（中药，川连，人参）区三防病新功能的开发三防病新功能的开发三防病新功能的开发1施肥防病技术的重要意义1.1土传病害：番茄青枯病、香蕉421.2现状

（1）化学防治——喷施杀菌剂，土壤熏蒸等：效果差，造成环境污染，病原菌抗药性，降低作物品质，危及食品安全。（2）抗病育种：耗时长，投入高，且抗病能力易受土壤环境变化及病菌变异而波动。（3）新技术：生态调控、施肥防病。1.2现状43抗病育种施肥防病抑制调控营养病菌土壤微生物态植物化学防治杀灭负作用抗病育种施肥防病抑制调控营养病菌土壤微生物态植物化学防治杀44堆肥的应用效果防治多种作物病害土壤生态调控功能堆肥的施用番茄青枯病番茄茎基腐病番茄枯萎病黄瓜枯萎病香蕉黄叶病堆肥的应用效果防治多种作物病害土壤生态调控功能堆肥的施用452堆肥防病的技术原理堆肥（“基质—菌群”效应）土壤微生物生态（功能、结构）调控扶正抑邪（以菌治菌）防病适时起效调整堆肥工艺施肥时间等2堆肥防病的技术原理堆肥（“基质—菌群”效应）土壤微生46堆肥（增强对病菌生态压力，

非专一杀伤力）注：×表病菌

等数字表非病菌，含有益菌、拮抗菌堆肥调控土壤生态“扶正抑邪”

（多样性增加）示意图××××××××××11222111223nnn….….….213n

473.1堆肥工艺——生态调控效果（强度、快慢、持久）接种次数：是否接种2次接种的效果优于1次接种腐熟度：适度腐熟的效果优于半腐熟半腐熟堆肥：腐熟堆肥：起效快，但不持久。起效较慢，但较持久地提高土壤微生物群落功能多样性指数。3防病效果及技术要点3.1堆肥工艺——生态调控效果（强度、快慢、持久）48发病株数处理移栽天数35d39d43d48d55d65d75dCK1678888T10113333T20012333T30000111T40111333T50001111T60000122不同处理番茄青枯病发病情况注：CK--化肥，T1--20d不接种堆肥，T2--20d接种一次堆肥，T3--20d接种二次堆肥，T4--30d不接种堆肥，T5--30d接种一次堆肥，T6--30d接种二次堆肥。下同发病株数移栽天数35d39d43d48d55d6549不同处理土壤微生物群落shannon多样性指数变化不同处理土壤微生物群落shannon多样性指数变化50作物生长期

生态调控最适期

多样性指数

图1a堆肥生态调控曲线

提高快效果好作物生长期生态调控最适期多样性指数图1a堆肥生51

作物生长期

生态调控最适期

多样性指数

图1b堆肥生态调控曲线

提高较慢效果一般作物生长期生态调控最适期多样性指数图1b堆肥52

作物生长期

生态调控最适期

多样性指数

图1c堆肥生态调控曲线

堆肥工艺调整提高早效果好肥料调整技术，性能参数确定。对施肥方法和肥料生产都有意义作物生长期生态调控最适期多样性指数图1c堆肥533.2施肥时间对于同一有机肥，采取不同追肥时间，其对土壤微生物多样性的影响以及防治土传病害的效果均不同。3.2施肥时间对于同一有机54肥(防)效＝

f

(肥料性质，施用方法)调控强度、快慢、持久数量、时机、次数施肥无效或效果不大，不一定是肥料问题，与施用技术有关。——要全面认识肥(防)效＝f(肥料性质，施用方法)调控强度、快慢、持久55不同施肥措施对大田番茄青枯病的防治效果病情指数注：CK：无机复合肥；T1：基肥（液体有机肥）+追肥（液体有机肥）T2：基肥（固体有机肥）+追肥（液体有机肥）每个处理设3次重复，每小区植24株番茄不同施肥措施对大田番茄青枯病的防治效果病情指数注：CK：无56大田黄瓜枯萎病发生率及产量情况注：CK：无机复合肥，撒施T1：南农肥，沟施T2：南农肥，撒施T3：绿兴肥，沟施T4：绿兴肥，撒施肥料均在移栽前7d一次性施入

处理总发病数（株）发病率（%）产量（kg）CK4223.346.41T1137.261.05T22715.047.35T3179.450.59T43821.140.36大田黄瓜枯萎病发生率及产量情况注：CK：无机复合肥，撒施57堆肥的防病新功能课件58有机肥不同追肥时间对番茄青枯病发病率的影响移栽天数CK：番茄移栽后15d、33d追施无机肥T1：番茄移栽后15d追施液肥

T2：番茄移栽后15d、33d追施液肥T3：番茄移栽后22d、33d追施液肥下同有机肥不同追肥时间对番茄青枯病发病率的影响移栽天数CK：番59处理Shannonindex第一次取样第二次取样第三次取样CK4.328±0.017b4.336±0.019b4.398±0.006cT14.397±0.017a4.387±0.001a4.405±0.017cT24.388±0.021a4.352±0.010b4.436±0.001bT34.333±0.003b4.350±0.025b4.477±0.001a不同追肥时间对土壤多样性指数的影响处理Shannonindex第一次取样第二次取样第三次取样603.3堆肥防病机理的初步探讨（1）调节土壤微生物的种群结构，提高微生物群落功能多样性以“扶正抑邪”。堆肥防治作物土传病害的机理在于以下三个方面：（2）调节土壤微生物活性，促进植物生长。（3）植株防御酶的变化。3.3堆肥防病机理的初步探讨（1）调节土壤微生物的种群结构61堆肥对土壤微生物生态的调控及其对土传病害的防治机理微生物量碳、氮微生物群落功能多样性变化微生物群落功能组成改变POD、PPO、PAL、SOD酶活性变化.SOD和POD：清除活性氧、阻止活性氧形成。POD和PPO;将植物体内的酚氧化成醌，致使病原菌中毒死亡。POD还催化木质素合成，细胞壁机械性能加强，有效阻止病原菌入。PAL:植保素、木质素和酚类等抗病次生物质合成的关键酶和限速酶堆肥植物酶植物防病微生态调控营养调控土壤土壤呼吸土壤酶土壤微生物堆肥对土壤微生物生态的调控及其对土传病害的防治机理微生物量碳624研究展望和应用前景4.1堆肥制作技术堆肥工艺参数营养目标土壤微生态调控目标充分地发挥堆肥的肥效潜力4研究展望和应用前景4.1堆肥制作技术堆肥工艺参数营养目634.2堆肥质量及评价方法质量标准BIOLOG——特征碳源FAMEPCR—DGGE土壤微生态调控作用评价方法养分含量4.2堆肥质量及评价方法质量标准BIOLOG64ECO板碳源31种相关碳源,冗余碳源GN板碳源：96种相关碳源,冗余碳源特征碳源：9种

堆肥的防病新功能课件65缓释与促释：实现平衡的双向调控技术缓释：对释放速度过快的修正如水溶性尿素、磷铵促释：对释放速度过慢的修正如难溶性矿（P、Mg、K）OIF：速度快＋速度慢，互补适中N速溶缓释适中（平衡）促释P(Mg、K)矿难溶四新功能拓展1营养功能：调释放速率、缓释，促释双向调控。缓释与促释：实现平衡的双向调控技术N速溶缓释适中（平衡）66单施硫酸铵和有机－无机配施的水稻吸氮量比较

Nabsorption(Notaccumu