第13章有机肥料2013

第十三章有机肥料有机肥料的概述有机肥料的腐熟原理与技术有机肥料的主要类型有机肥料的利用及其问题与对策

主要内容第一节有机肥料概述一、有机肥料的概念广义：含有有机质，既能为农作物提供各种有机、 无机养分，又能培肥土壤的一类肥料狭义：农村中利用各种有机物质就地积制或直接耕埋施用的一类自然肥料(农家肥)

有机肥是有机物和无机物、有生命的微生物和无生命的物质的混合体。二、有机肥料的特点1.来源广2.含有机质3.完全肥料：含有各种养分4.肥效缓长5.养分含量少（用量大）来源：

人畜粪尿、作物秸秆、绿肥、泥炭、城市废弃物等。

我国各地使用的有机肥料有14类，共100多种，每年各种有机肥料的总量达18～24亿吨，其中含N700多万吨、P2O5500多万吨、K2O1000多万吨，相当于我国化肥产量中氮肥的1/3、磷肥的2倍、钾肥的50倍。特点： 以有机质为主，如纤维素、半纤维素、脂肪、蛋白质、氨基酸、激素及腐殖酸等，同时含有氮、磷、钾、硫、钙、镁以及微量元素等各种矿质养分，是一种完全肥料。作用：

通过改善土壤物理、化学和生物学性状，保持和提高土壤肥力。家畜种类水分有机质NP2O5K2O猪粪85150.560.400.44猪尿972.50.300.120.45猪厩肥72250.450.190.60马粪76200.550.300.24马尿907.01.200.011.50马厩肥71250.580.280.53牛粪83150.320.250.15牛尿943.00.500.130.65牛厩肥78200.340.160.40羊粪65280.650.500.25羊尿857.01.400.032.10羊厩肥65321.830.230.67家畜粪尿及厩肥中养分的平均含量(%)1.粪尿肥：人粪尿、畜粪尿、禽粪、厩肥等2.堆沤肥：秸秆还田、堆肥、沤肥和沼气池肥3.绿肥：野生绿肥和栽培绿肥4.杂肥：城市垃圾、泥炭、腐殖酸类肥料、油粕类肥料、污水污泥等三、有机肥料的分类（一）按来源分类（二）按腐熟过程中发热程度分类1、热性肥料：在堆腐过程中能产生高于50℃以上高温的有机肥料。包括马粪、羊粪、猪粪、蚕粪、兔粪、秸秆堆肥、饼肥等。2、冷性肥料：在堆腐过程中不能产生高温，温度都低于50℃的有机肥料。包括土粪、泥土肥、牛粪、人粪尿等。1.提供作物所需的各种矿质养分和有机养分2.增加土壤有机质含量，提高土壤肥力有机肥料在分解过程中通过矿化作用将其所含的养分源源不断地释放出来，供作物生长发育需要。提高了土壤保水保肥能力有利于土壤团粒结构的形成，改善土壤物理性质通过提供有机碳源，可促进土壤微生物的活动动物消化道分泌的各种活性酶和微生物产生的各种酶，这些物质进入土壤后可大大提高土壤中酶的活性提高土壤中难溶性磷和微量元素有效性四、有机肥料在农业生产中的作用总之，多施有机肥料可以提高土壤活性和生物繁殖能力，提高土壤的吸附性能、缓冲性能和抗逆性能。3.增加作物产量，改善农产品品质配合施肥技术与常规施肥方法比较：可提高小麦、玉米中蛋白质(2.0%~3.5%)、氨基酸(2.5%~3.2%)、面筋(1.3%~3.6%)的含量降低蔬菜中硝酸盐，亚硝酸盐含量，提高维生素C含量提高大豆中粗脂肪(0.56%)，亚油酸(0.31%)和油酸(0.92%)含量五、有机肥料的发展趋势1.传统有机肥料的使用呈萎缩的趋势!!原因：2.商品化，即将有机肥料加工转化为商品有机肥特点:

价格相对于化肥（等效养分）便宜施用较为方便有机肥在培肥土壤方面有优势3.绿肥、沼气池肥在未来农业生产中具有发展潜力，是值得进一步发展、推广的有机肥养分含量低肥效缓慢制作和使用有机肥料需要消耗较多的人力、物力等我国农田养分投入中有机肥结构的变化年份肥料投入总量有机肥所占比重(%)(万吨)总量NP2O5K2O194944499.999.6100100195772694.988.996.2100196597481.971.473.299.91975171068.653.857.897.61980248849.031.244.393.51985321844.828.940.085.81990412737.223.430.977.91995529532.121.624.966.92000602830.320.923.757.4六、有机肥料与化学肥料性质和特点的比较有机肥料化学肥料含有一定数量的有机质，有显著的改土作用不含有机质，只供给矿质养分，没有直接的改土作用养分种类多，但含量低养分含量高，但种类较单一供肥时间长，但肥效缓慢供肥强度大，肥效快，但肥效不持久既能促进作物生长，又能保水保肥，有利于化学肥料发挥作用养分虽丰富，但某些养分易挥发、淋失或发生强烈的固定作用七、有机肥料与无机肥料配合施用1.有机肥料和无机肥料所含养分的种类和含量各不相同，能互补长短2.有机肥料和无机肥料的肥效快慢、长短各异，能相互祢补3.有机肥料和无机肥料配合，能培肥改土，协调天然养分供应第二节有机肥料的腐熟原理与技术堆肥：农业生产和日常生活中的植物性、动物性有机废弃物，在好气条件下经微生物的分解转化和堆腐发酵而成的一类有机肥料。沤肥：农业生产和日常生活中的植物性、动物性有机废弃物，在嫌气或淹水条件下沤制而成的一类有机肥料。种类有草塘泥、凼肥、窖肥、坑沤肥。一、堆肥的原理与意义1）原理：在微生物的作用下，将粗的有机物料，如秸杆、枯枝落叶、山青水草、绿肥、泥炭、人畜粪尿、生活垃圾等进行分解（矿质化过程）与再合成（腐殖化过程），形成能够供给作物养分，改良土壤理化性状，提高土壤肥力的有机肥的过程。

2）意义：变废为宝、杀灭病菌、虫卵、杂草种子，改善环境质量；缩小肥料体积，节约运输成本。病菌和虫卵的致死温度名称致死温度（℃）需要时间（min）二化螟卵553金龟子卵505麦蛾卵605谷象505小豆青虫601蛔虫卵754亚麻立枯病6010小麦黑穗病5410稻瘟病菌51～5210化脓菌5410麦锈病菌5410粟夜盗虫卵605二、堆肥材料1）不易分解的物质，C：N=60～100：1，如稻草、麦秸等2）促进分解物质，含氮较多的物质，如人畜粪尿、化学氮肥和中和酸度的物质（如石灰、草木灰等）；3）吸附性强的物质：干细土、泥炭、草炭三、堆制条件1）水分：为原料中的60～75%；2）通气：前期以好气为主，后期以嫌气为主；3）温度：嫌气微生物为25～35℃；好气微生物为40～50℃；高温微生物为60～65℃4）碳氮比：40～50：15）酸碱度：中性或微碱性，pH大于8.5，或小于5.3均不利于微生物活动。四、堆肥种类普通堆肥：混土较多，发酵温度较低（<50℃），对各种病、虫卵、杂草种子杀伤力小，堆腐所需时间较长，适用于常年积造。高温堆肥：以纤维素多的原料为主，加入适量的骡马粪和人粪尿，发酵的温度较高（>50℃

），有明显的高温阶段，堆腐所需时间较短，但高温能促进堆肥物质的腐熟，并能杀灭其中的病菌、虫卵和杂草种子。适合于工厂化生产。种类水分有机质%N%P2O5%K2O%C/N普通堆肥60-7515-250.40-0.500.18-0.260.45-0.7016-20高温堆肥-24.1-48.11.05-2.000.30-0.820.47-2.539.7-10.7五、高温堆肥的腐熟原理发热阶段高温阶段降温阶段后期保肥阶段（一）发热阶段：时间：6-7天温度：由常温上升到50℃左右；微生物：中温性微生物，如芽孢杆菌、无芽孢杆菌、分枝杆菌、球菌、真菌、放线菌、产酸细菌等活动；分解物质：水溶性有机物、蛋白质、部分半纤维素和纤维素等；释放热量、CO2、H2O和NH3等；注意事项：控制好碳氮比、通气性和水分等因素。时间：10天左右温度：50-60℃，微生物：好热性微生物，包括好热真菌、普通小单孢菌、好热褐色放线菌、好热纤维分解细菌、灰色壤土霉、好热芽孢杆菌等；分解物质：纤维素、半纤维素、部分木质素等复杂有机物，腐殖化作用开始。主要损失水分。注意事项：加水控温，55～60℃。（二）高温阶段：（三）降温阶段：时间：6-7天温度：降至50℃以下；微生物：中温性微生物，如纤维粘细菌、灰色壤土霉、木素木霉和毛壳霉、褐色放线菌等。分解物质：剩余的纤维素、半纤维素和木质素，腐殖化作用占优势。主要损失是水分。由于腐熟程度不均匀，有塌陷。注意事项：翻堆2～3次，补充水分和人粪尿。时间：10天左右温度：降到常温，微生物：放线菌、嫌气纤维分解细菌、嫌气固氮菌、硝化细菌、反硝化细菌数量增加；并且出现真菌菌丝（白毛）。分解物质：残余纤维素和部分腐殖质，主要损失氮素和腐殖质。注意事项：加土、压实、保肥。（四）后熟保肥阶段：地面式：华南、西南、华中、华东等地。半坑式：东北、华北等地六、堆肥方式秸秆堆肥(切碎)植物残体堆沤条垛式翻堆堆肥法堆肥池露天堆腐半腐熟：堆肥暗黄色，汁液黄棕色；材料变软，易拉断；手握呈团，触及可散（棕、软、霉）。腐熟：堆肥材料失去原有形态，颜色变为黑褐色，汁液呈棕色，有机物质腐烂成黑色的泥状物，有粘手感觉，有氨臭味（黑、烂、臭）。七、堆肥腐熟度的鉴别（一）外观判断（二）成分分析成分未腐熟到完全腐熟的变化全碳显著降低C/N显著降低铵态氮显著降低半纤维素显著降低纤维素显著降低全氮显著升高硝态氮显著升高粗灰分显著升高可溶性有机物显著升高八、堆肥施用与肥效1、主要作基肥，也可作种肥或追肥。2、适用各种土壤和作物第三节有机肥料的主要类型粪尿肥：人粪尿、家畜粪尿、禽粪等秸秆类肥料绿肥微生物菌剂其他：土杂肥、饼肥、海肥、腐殖酸类肥料、城镇废弃物一、粪尿肥（一）牲畜粪尿家畜粪的主要成分：纤维素、半纤维素、木质素、蛋白质及其分解产物、脂肪酸、有机酸、氨基酸、核酸、可溶性糖、酶类、无机盐类；家畜尿的主要成分：尿素、尿酸、马尿酸、钾、钠、钙、镁等，全部溶于水。1、家畜粪尿的主要成分家畜特性猪质地较细，纤维素含量少，氮素含量较高，C/N比小，易腐熟，属热性肥料。蜡质含量较高，阳离子交换量和腐殖质含量高，吸附能力较强，肥劲柔和，后劲长，肥效好。适用于各种土壤和作物。马包括骡粪、驴粪，质地粗松多孔，水分少，含大量高温性纤维分解细菌，C/N比适中，分解腐熟快，属热性肥料。有机质含量较高，氮磷钾和阳离子交换量较低，吸附能力较弱。可作温床发热材料，适用于粘土、低洼地、冷浸土。2、不同家畜粪的特性家畜特性牛为反刍动物，粪质质地较马粪细密，含水量高，通透性差，分解腐熟缓慢，发酵温度低，为冷性肥料。有机质和氮磷钾含量较低。可改良砂土。羊为反刍动物，粪质细密而干燥，肥分浓厚；分解腐熟速率和发热量比马粪低，比牛粪高，为热性肥料；有机质和氮磷钾含量最高；适用于各种土壤。禽家禽食性杂，饮水少，有机物含量高，氮、磷的含量较高；禽粪的粪尿合一；含有大量的草籽、虫卵等；在分解过程中，容易产生高温，也是热性肥料。2、不同家畜粪的特性厩肥是家畜粪尿和各种垫圈材料混合积制的肥料，又称为圈肥。以土垫圈者称为土粪，以秸秆或青草垫圈者为草粪或栏粪。3、厩肥未腐熟或半腐熟的厩肥或家畜粪肥一般作基肥施用；腐熟的厩肥可以做基肥，也可以做种肥或追肥；但生粪不能做种肥或追肥，以免造成“生粪咬苗”现象。根据土壤、气候和作物条件选择厩肥的腐熟度。厩肥施用时，最好配施化学氮肥厩肥还有良好的改土效果。（二）人粪尿人粪尿是一种以氮为主的速效有机肥。粪便：有机物质主要有纤维素、半纤维素、脂肪、脂肪酸、蛋白质及氨基酸、酶等；矿物质主要是硅酸盐、碳酸盐、氯化物及钙、镁、钾、钠等盐类；另含有少量的粪臭质、硫化氢、吲哚、丁酸等臭味物质及微生物和寄生虫卵。需经腐熟后才能使用。

尿：黄色透明、无微生物的弱酸性液体；主成分为尿素1～2%，氯化钠1%，少量的尿酸、马尿酸和肌酸酐、氨基酸、磷酸盐、铵盐、微量元素及生长素等。人粪尿中的平均养分含量（占鲜重%）类别水分有机质NP2O5K2OC/N人粪>70221.000.500.377.3人尿>9030.50.130.191.3人粪尿>805-100.5-0.80.2-0.40.2-0.32-3类别排泄量NP2O5K2O人粪900.900.450.33人尿7003.500.911.33人粪尿7904.401.361.66一个成年人每年排泄的粪尿量及所含养分量（kg）养分含量高数量大人粪尿施用方法一般做种肥或追肥，也可以做基肥用新鲜人尿浸种可是幼苗健壮、根系发达，有增产效果。。人粪尿对一般作物均有良好效果，特别对叶菜类作物和纤维作物的效果更好；由于人粪尿中含有大量的盐分（Cl-、Na+），不宜于在烟草、马铃薯、甘薯、瓜果、生姜等作物上施用，以免影响品质；在干旱地区排水不良的低湿地和盐碱地最好少用或兑水施用，以免加重盐害。配合施用磷肥和其他有机肥料二、秸秆类肥（一）秸杆的成分有机成分：半纤维素、纤维素、木质素、蛋白质、淀粉、脂肪、氨基酸；无机成分：大量、中量、微量种类含量（占干物质的%）NPKCaS麦秸0.50-0.670.09-0.150.44-0.500.16-0.380.12稻草0.630.110.700.16-0.440.11-0.19玉米秸0.48-0.500.17-0.181.380.39-0.800.26豆秸1.300.130.410.79-1.500.23油菜秸0.560.110.93-0.35（二）秸杆的利用方式直接还田：翻压还田、覆盖还田堆沤还田：堆肥、沤肥、沼气肥过腹还田：作家畜饲料烧灰还田：制作草木灰（钾肥）（1）改善土壤物理性质（2）提高土壤有机质和养分含量（3）固定和保存氮素养分（4）提高土壤微生物和土壤酶活性，促进土壤养分的转化（5）提高作物含量（三）秸杆直接还田1、秸杆直接还田的意义

玉米秸杆不同水平距离的生物学性状（大田）距秸秆水平距离（cm）活性有机质（%）微生物数量（个/克）纤维素分解率（%）土壤中酶活性细菌放线菌真菌过氧化氢酶转化酶脲酶×106×106×103mg/g土mg/g土mg/g土0～54.93101.016.82.29.810.6023.70.915～104.5829.626.01.84.07.0719.60.2910～254.2623.721.51.77.66.1516.90.2025～104.1126.219.21.76.16.5717.00.212、秸杆分解的规律第一阶段：可溶性糖、淀粉等易分解的碳水化合物在喜糖酶和无芽胞细菌的作用下分解，15-40d；第二阶段：纤维、果胶类、蛋白质等复杂高分子碳水化合物在芽孢细菌和纤维分解酶的作用下降解。第三阶段：木质素、单宁、蜡质等更为复杂的高分子碳水化合物在放线菌、真菌的作用下降解。3、影响秸杆分解的因素水分：一般最适宜的土壤含水量为60～70%；秸杆含水量为10～16%。土壤温度：在土壤温度28℃～35℃，湿度在田间持水量的60～80%土壤pH：5～8最有利于秸秆腐解C/N：秸秆C/N一般>25:1，需加入氮肥调节碳氮平衡；秸秆处理程度：粉碎还田时间：避免毒害物质（有机酸类（草酸、甲→乙酸）、毒素物质（香草酸、P-香豆酸、儿茶酸、丁香酸、阿魏酸、苯乙酸）、高浓度CO2）产生的高峰期

不同季节还田稻草的累计分解量（%）腐解天数1977年8月开始1977年11月开始试验水田旱地水田旱地9058.550.330.335.418066.467.048.632.627064.073.670.776.5用量：150～200公斤/亩；翻压时间：越早越好。旱地播前40

～45天，水地30

～15天；秸杆长度：10～12厘米，不超过25厘米翻压深度：10～15厘米4、秸杆直接还田技术（1）施用量、时间及深度（2）水分管理：翻压后，秸杆要埋严，以免跑墒；墒情太差，及时灌水。土壤含水量保持在田间持水量的65%左右，秸秆的含水量不低于30%-40%。（3）配合施用氮磷化肥：秸秆的C/N小于30～35，或含氮量高于1.5%～1.7%时，不需要施氮；当含氮量小于1.2%时，需要配施氮肥。（4）注意事项1）病虫害严重的秸杆不能还田，需进行焚烧处理。2）秸杆还田时要注意有毒有害物质累积（有机酸类、毒素物质、高浓度CO2）三、绿 肥(greenmanure)绿肥：直接翻入土壤用作肥料的新鲜绿色植物体。绿肥作物：专门栽培用作绿肥的作物。种类：按来源：野生绿肥、栽培绿肥；按植物学：豆科绿肥、非豆科绿肥；按栽培季节：夏季、秋季、冬季绿肥；按生长年份：一年生、二年生、多年生绿肥；按生态环境：旱生绿肥、水生绿肥。（一）绿肥作物的概念及种类1、提高土壤肥力，改良低产田；促进土壤有机质的积累与更新；提高土壤养分含量；改善土壤物理、化学和生物学性状；改良低产田富集和转化土壤养分减少养分损失2、防风固沙、保持水土；3、促进农牧业生产全面发展4、有利于生态环境保护（二）绿肥在农业生产中的作用（三）绿肥的栽培方式单种（主作或清种）：在一块地只种一种绿肥作物，并且占有一定的生长季节。又称。插种（迹作）：在主作物换茬的短暂空隙种植一次生长期较短的绿肥作物，作为下一茬的基肥。间种：在主作物的株行间播种一定数量的绿肥作物，生长一段时间后用作著作物的肥料。套种：在不改变主作物种植方式的前提下，在主作物种植之前或之后将绿肥作物种植主作物的行株之间，分别称为前套和后套。混种：多种绿肥作物按一定比例混合或相间种植在同一块地里。宁夏绿肥作物种植方式：1、一粮一肥：旱田栽培，麦收后复种箭舌豌豆、油菜等，或将草木犀等与小麦套种，秋季翻压作为下茬作物的基肥；适用于银北、山区等中低产田地区；2、二粮一肥：旱田栽培，在小麦间种玉米的小麦带内，套中苜蓿或草木犀，或麦收后复种箭舌豌豆、油菜、苏子等速生绿肥。适用于引黄灌区旱作轮作田和稻旱轮作田；3、二粮一豆一肥：小麦间种玉米的小麦带内套种一行大豆，再套种苜蓿或草木犀，待玉米收获后翻压绿肥或到第二年作为水稻的基肥翻压。适用于引黄灌区人多地少的高产田；4、稻田绿肥：包括稻田春播当年绿肥和越冬绿肥，前者是在早春播种速生绿肥，插秧前翻耕压青作为当年水稻的基肥；后者是在小麦头水或人工除草时播种，或麦收后复种越冬绿肥，到第二年插秧前翻压。5、粮草轮作：利用歇闲种植抗旱、抗寒、耐瘠薄的二年生或多年生绿肥，如苜蓿、草木犀、沙打旺、柠条等，适用于宁南和宁中半干旱、干旱的山区和水土流失严重的黄土丘陵区；6、林（果）肥（草）间作：林木或果树与绿肥植物间作.（四）绿肥的有效利用1、利用方式直接翻压：切碎、严埋保墒、配合施用磷肥制作堆肥：可避免有机酸、硫化氢等对作物的危害。过腹还田（饲料）：提高经济效益。2、绿肥的肥效特点1、养分含量：有机物质、矿质养分2、矿质化和腐殖化3、激发效应：易引起正激发效应鲜草成分(鲜重％)干草成分(干重％)几种主要绿肥的养分含量紫云英 0.330.080.232.75 0.661.19光叶紫花苕0.500.130.42 3.12 0.832.60毛叶苕子 0.470.090.45 2.350.480.25黄花苜蓿 0.540.140.40 3.230.812.38蚕豆0.550.120.45 2.75 0.602.25箭舌豌豆 0.540.060.32 － －－紫穗槐 1.320.300.79 3.36 0.762.01田菁 0.520.070.15 2.60 0.541.68绿萍0.240.020.12 2.77 0.351.18水花生 0.150.090.57 2.15 0.843.39水葫芦0.240.070.11 － －－水浮莲 0.220.060.10 － －－ N P2O5K2ONP2O5 K2O绿肥年份化肥有机肥绿肥数量％数量％数量％19491.30.27487.999.73－－19503.90.71526.995.7019.83.59195524.82.90795.193.1433.83.96196066.57.86731.986.4847.95.661965229.217.491002.576.5078.86.011970381.4423.151173.771.2292.85.631975631.7629.401379.964.22136.86.3819801252.3644.701464.852.2884.83.0219841591.8749.161571.148.5275.02.321985174952.18160347.821990214755.11174944.891995249056.68190343.322000277357.41205742.59我国历年三肥养分总量及其比重(单位：万吨纯养分)3、绿肥的施用技术1、适时翻压：（1）鲜草产量和养分含量最高时期；（2）考虑后作播种时间（如稻田在插秧前10-20d翻压，旱地在播前40d翻压）；2、翻压数量：15-22.5t/hm2；3、翻压深度：10-20cm；4、翻压方法：割倒→切碎→稍加暴晒→翻耕→耙地→镇压→旱地适当灌溉、水田晒田增温5、配合施用其他肥料：磷、钾肥水旱轮作的冬种绿肥——紫云英部分绿肥品种萝卜青(一年生冬种非豆科)山毛豆(多年生夏种豆科)金光菊(多年生野生)水浮莲(多年生水生)草木犀箭舌豌豆紫花苜蓿黄花苜蓿苕子四、微生物制剂（一）概念微生物菌剂是指由一种或数种有益微生物、培养基质和添加物培制而成的一类特定产品，是一种含有微生物的间接肥料，也可称为微生物接种剂或微生物肥料，俗称菌肥或菌剂。作用：通过微生物生命活动的过程和产物来改善作物营养条件，发挥土壤潜在肥力，刺激作物生长发育，抵抗病菌危害，从而提高作物产量和品质。（二）微生物菌剂的种类1、按制剂中微生物种类分类：细菌菌剂、放线菌菌剂（如抗生素类）、真菌菌剂（如菌根）、固氮蓝藻菌剂；2、按作用机理分类：根瘤菌类菌剂、固氮菌类菌剂、解磷菌类菌剂、解钾菌类菌剂；3、按制品内含物分类：单纯微生物菌剂、复合微生物菌剂；4、按剂型分类：固体粉状草炭、液体剂型、颗粒剂型、冻干剂型、干粉菌剂。（三）微生物菌剂的作用及优点1、提高土壤肥力：增加养分来源、促进养分释放、改善土壤结构；2、改善植物营养状况，刺激植物生长；3、增强植物抗病和抗旱能力；4、节约能源、降低成本；5、无毒、无害、不污染环境（四）微生物菌剂的特点1、微生物菌剂的核心是起特定作用的微生物；2、微生物菌剂的作用基础是活的微生物；3、微生物菌剂中的特定微生物是经过鉴定的，对人、畜、植物无害。（五）微生物的生产、使用与质量（一）生产过程中的关键技术1、筛选优良菌种2、制定严格的符合微生物学要求的生产工艺；3、选择吸附剂和灭菌（二）使用微生