浅谈生物有机肥与土壤肥力的关系

浅谈生物有机肥与土壤肥力的关系目录1、 概述（1）2、 生物有机肥料的定义和特点（1）2.1生物有机肥的定义（1）2.2生物有机肥的特点（2）3、 生物有机肥的作用（2）3.1生物有机肥料可以改良土壤、培肥地力（2）3.2生物有机肥料可以提高化肥利用率（3）3.3生物有机肥料可提高和改善作物品质（3）3.4生物有机肥可以减轻作物的病害（4）3.5使用生物有机肥可以降低环境污染（4）4、 展望（4）参考文献（5）生物有机肥对土壤的作用摘要:本文阐述了我国肥料的使用现状，施用生物有机肥对土壤的作用，指出生物有机肥具有改良土壤，提高土壤肥力，增强植物抗病能力，减少植物病害，减少农药使用量，提高农产品品质等重要作用。关键字:生物有机肥;土壤肥力；Abstract:thispaperdescribesthepresentsituationoftheuseoffertilizerinourcountry,theimportanceofbio-organicfertilizerstothesoil:thefertilizerwillreformsoilstructure,raisesoilfertility,increaseplants’abilityagainstdiseaseandpestinjury,decreasepesticideapplication,andimprovethequalityofagriculturalproduct.Keywords:bio-organicfertilizers;soilfertility;1、概述在我国现代农业生产中，化学肥料是增加粮食产量的物质基础，是农业生产最主要的外来营养物质，在农业投入中的比重越来越中。化肥在粮食增产中的贡献率在40%-60%,稳定在50%左右［1］。随着农业的发展，全球化肥施用量不断增加，目前我国化肥生产和消费量均居世界第一［2］。化肥施用量的增加，特别是接近或超过现有土壤环境的最大容量和作物的需求量,不仅会造成资源浪费，导致土壤中养分过剩，还会使化肥中附带的其他元素在土壤中富集，给土壤环境造成巨大压力,例如化肥中的磷肥，由于磷肥的生产大多来自于磷矿石，通过研究发现,在磷矿石中往往含有一些致癌的元素,如果这些致癌元素在土壤中富集并被作物所吸收，将给人们的健康带来很大影响;在一些靠近河流的田地里如果化肥施用不当,也会给水体带来污染，甚至导致水体中生物的死亡。同时生产化肥所需的资源，日渐枯竭，也使化肥的生产成本增加，进而使农民的生产投入增加。且长期大量施用化肥，导致土壤板结，保水性差，土壤有机质下降，生物活性降低,磷肥、钾肥及微量元素等养分的利用率不高［3］。我国是世界上有机废弃物产量最大的国家，总的有机废弃物年产量约在40亿吨左右，其中作物秸秆达7亿多吨［5］。而农民对作物秸秆的处理，大多是就地焚烧，一方面严重污染当地的生态环境，每年有很多因烧荒天气而呼吸道病发的人群,另一方面就地焚烧作物秸秆，也会使土壤肥力下降。我国每年畜禽养殖场产生的畜禽粪便等有机废弃物约26亿吨，。另外每年产生城镇生活垃圾月3.5亿吨,其中有50%-60%是可以降解利用的有机质，这些有机质中氮含量约550万吨左右、磷含量约300万吨左右、钾含量约600万吨左右、有机质6.5亿吨。如此大量的有机质，如不及时进行无害化处理将严重污染周边的空气、水源及生态环境。如果将这些有机质经过特殊筛选的生物复合菌群无害化处理后,将其制成生物有机肥料，可培肥土壤，改良土壤，提高化肥利用率，提高作物品质及产量,同时对保护环境有着十分重要的意义【5】。因此,有机废弃物的无害化、资源化及高效化利用已成为人们关注的热点。2、 生物有机肥料的定义和特点2.1生物有机肥的定义生物有机肥是指利用特定功能微生物与畜禽粪便、农作物秸秆等为原料，经无害化、腐熟、混合处理而成的一类具有微生物功能和有机肥效应的肥料［4］。它区别于仅利用自然发酵所制成的有机肥。2.2生物有机肥的特点生物有机肥含有大量有益微生物和微生物代谢产物，兼有微生物接种剂和有机肥两种作用。生物有机肥产品除了含有较高的有机质外，还含有具有特定功能的微生物，这是此类产品的本质特征。与普通有机肥相比，生物有机肥生产的技术含量相对较高，除了在腐熟过程中要加入促进有机物料腐熟、分解的生物菌剂，以实现定向腐熟、除臭等目的外，在产品中还需加入具有特定功能的微生物，以提升产品的作用效果［6］。生物有机肥料营养元素齐全，是速效养分与缓效养分、有机养分与无机养分兼容的养分储备库［3］。王立刚等的研究表明随着有机肥施用年度的延长，其处理与化肥和不施肥处理之间的全氮差距在不断的加大,这也说明了有机肥具有缓释肥效的作用［16］。生物有机肥使用既不会对环境造成污染,也不会对土壤造成不良影响，甚至对土壤的耕性和肥力有良好的促进作用。通过有益微生物的处理将农作物秸秆、城镇生活垃圾、畜禽粪便等有机废弃物变成生物有机肥，解决了有机废弃物对大气、水、土壤环境的污染，使之无害化、资源化，生物有机肥使农业生产走上了循环可持续发展的道路。生物有机肥是一种长效肥料，能长时间保持土壤的肥力。3、 生物有机肥的作用3.1生物有机肥料可以改良土壤、培肥地力长期施用有机肥能够调节土壤的PH。胡诚等的研究表明碱性土壤的PH值随有机肥投入增加而减少［8］。王玉也表明施用生物有机肥对土壤酸性环境有良好的缓冲作用［18］。刘国顺在研究生物有机肥对植烟土壤肥力的影响中指出在酸性土壤上施用生物有机肥，可以提高土壤的PH值［17］。施用生物有机肥后能降低盐碱土PH值，这是因为微生物能够分泌多种氨基酸,其两性电解质性质具有重要的酸碱缓冲作用,这种积极作用促使土壤酸碱度有所下降。土壤有机质含量随生物有机肥投入的增加而增加。土壤有机质是土壤肥力的重要指标，是形成良好土壤环境的物质基础，具有肥田改土的作用。土壤有机质中含有植物所需的多种元素，能提供土壤中95%以上的氮素和硫、磷等多种营养元素,并且有较高的代换吸收能力，能保留大量养分，是植物的营养库。施用有机肥能通过形成有机-无机复合体和微团聚体提高土壤有机质数量，更新和活化老的有机质，改善腐殖质品质。有机肥在腐解过程中产生羧基一类的配位体，与土壤粘粒表面或氢氧聚合物表面的多价金属离子相结合，形成团聚体，加上有机肥的比重一般比土壤小，施入土壤的有机肥能降低土壤容重，改善土壤通气状况［3］,从而使土壤疏松,增强土壤保水、保肥、供肥的能力。王玉等【18】在研究生物有机肥对茶园土壤肥力的影响中得出有机肥显著增加了不同土层有机质的含量。刘国顺等［14］研究也表明，适量生物有机肥与化肥配施能增加烟草土壤的有机质含量。生物有机肥能够增加土壤微生物种群的数量。土壤微生物生物量既是土壤养分循环过程的动力，又可作为土壤中植物有效养分的储备库［9］,在土壤肥力和植物养分供应中具有重要作用。而且土壤微生物对农业管理措施纪委敏感，是反应土壤管理过程的活指标。王玉指出大量施用生物有机肥对微生物种群数量的增加和多样性指数的提高是有利的［18］。胡诚等［8］表明土壤微生物生物量碳随有机肥投入的增加而增加。胡可等［13］研究表明,施用生物有机肥可显著提高土壤微生物中三大菌群的数量。生物有机肥的施用能够提高土壤全氮、碱解氮、速效磷、有效钾的含量。氮是构成细胞原生质的主要物质，是所以氨基酸和蛋白质、核酸、叶绿素、多种辅酶、多种维生素、多种激素的组成成分，在生命活动中起着非常重要的作用。土壤供氮能力是评价土壤肥力的一个重要指标，土壤全氮量反应了土壤氮素的储量和土壤的基本肥力状况［10］。王立刚等［16］研究表明土壤全氮有随着有机肥用量的增加而增加的趋势。土壤中的碱解氮是有效态氮，可以反应土壤中氮的供应状况［11-12］。周陈等指出施生物有机肥土壤速效氮的含量高于不施肥和常规施肥的处理［10］。磷是作物生长发育必需的营养元素之一,是构成细胞原生质和细胞核的重要物质,是磷脂、核酸、核蛋白的组成成分，对细胞分裂、增殖有直接影响。及时供给磷素养分，能促使各种代谢顺利进行，使植物体内的物质合成、分解、移动和积累协调一致，达到根深、杆状、发育完善、提高产量，改善品质的目的［11-12］。周陈指出随着生物有机肥用量的增加,土壤速效磷含量增加［10］。在作物体内，钾是含量最高的阳离子。它是许多酶的活化剂，能有效地提高光合能力，调节气孔开启，促进碳水化合物的形成与转化，有助于形成较多的纤维素、木质素，使茎秆健壮，抗倒伏；钾能促进叶片中的糖向籽粒转运，提高灌浆强度；还能促进氮的吸收与代谢，调节碳、氮代谢平衡，在一定程度上消除氮过剩的不良影响。在灌浆期，钾素可促进淀粉合成、养分转化和氮素代谢，使小麦落黄好、成熟早，从而增加产量和改进品质［11-12］。周陈指出生物有机肥的施用使土壤中速效钾的含量增加，且随着生物有机肥施用量的增加而递增［10］。3.2生物有机肥料可以提高化肥利用率众所周知,单纯使用化肥，由于会发、淋溶、径流等原因，利用率很低。如氮肥其当季利用率仅为30%-45%,比国外低10个百分点［19］，且容易污染地下水及地表水，使江河湖泊等富营养化。生物有机肥施入土壤中有利于土壤中的硝化细菌的繁殖及富集，它能够促使土壤中的铵态氮发生氧化生成亚硝态氮,进而氧化成硝态氮。亚硝态氮和硝态氮都是作物可吸收利用的氮源。但亚硝态氮和硝态氮容易随水淋溶,造成氮的损失。生物有机肥能一直土壤中亚硝化细菌和硝化细菌的活性，减少铵态氮向亚硝态氮和硝态氮转化而造成的流失,从而提高氮的利用率。使用生物有机肥料后，有机质中有机酸与铵离子结合后供作物利用，大大提高氮肥的利用率。磷容易与土壤中的镁钙等阳离子结合生成不溶性化合物,不利于作物吸收，即所谓的磷固定，因此磷的当季利用率仅为15%-20%。而施用生物有机肥料后，一些有机酸可与钙、镁等元素形成稳定的化合物，有利于作物对磷元素的吸收，明显提高了作物对磷肥的利用率［1］。生物有机肥中有益菌对土壤磷的矿化作用和对肥料磷的分解，可有效提高肥料的利用率。同时，生物有机肥中含有多种解磷菌及硅酸盐细菌，这些有益微生物可分解土壤中难溶性P、K元素，大大提高了化肥的利用率,可减少化肥的使用量。有实验表明，把现在化肥的施用量减少三分之一,用等价值的生物有机肥补充后配合应用，作物的产量不减，品质会较大提高。3.3生物有机肥料可提高和改善作物品质使用生物有机肥可明显提高农产品品质。通常条件下，影响作物产品品质主要有以下四种因素：（1）农作物品种；（2）产地水土条件；⑶产地气候条件；⑷所施用肥料［1］。氮素是作物生长所需的第一大营养元素。许多试验表明，以铵态氮状态进入作物体内的氮素是提高作物品质的关键。何随成等研究表明土壤中有机质能促进土壤的硝化速度，从而有效地降低土壤中硝态氮的浓度,减少蔬菜对硝态氮的吸收。刘雪琴研究发现，施用生物有机肥能降低烟叶中上部蛋白质含量，增加中下部烟叶总糖含量，改善烟叶中的内在化学成分,提高烟叶品质［19］。3.4生物有机肥可以减轻作物的病害生物有机肥能减轻作物病害，主要有以下3种途径：（1）生物有机肥中含有拮抗微生物产量抗生素来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，在植物根系生态系统中形成优势菌群，可抑制其他有害微生物的大量繁殖，减少了病原微生物侵染作物根际的机会；（3）生物有机肥中的有益微生物与作物根际形成一种互惠互利的共生关系，使作物根际发达，生长健壮,增强接抗性,减少病害发生［1］。3.5使用生物有机肥可以降低环境污染生产生物有机肥的原料主要是畜禽粪便、秸秆及城镇生活垃圾，通过有益微生物的处理将农作物秸秆、畜禽粪便等有机废弃物转化为生物有机肥，使之无害化、资源化，既解决了农业生产和城镇生活垃圾造成的环境污染，减少了因处理垃圾和整治污染而产生的成本，同时也使垃圾变废为宝，起到了可持续循环利用的作用。生物有机肥是利用分子生物学技术及基因技术筛选出的功能型符合微生物菌群来无害化降解这些有机质，将有害的不稳定物质转化为稳定地能被作物直接吸收利用的物质，化害为利。生物有机肥的施用降低了化肥的使用量，同时也因减轻了作物的病虫害而减少了农药的施用，从而解决因大量施用化肥农药而造成的诸如江河湖海富营养化等一系列较为严重的生态环境问题。生物有机肥中的有机质分解能生成有机酸，如胡敏酸、富里酸、氨基酸，或者糖类及含氮、硫杂环化合物等，能通过其活性基团与重金属元素络合，从而影响重金属的有效性［7］。4、展望目前，国内对生物有机肥的开发与应用研究刚刚开始，主要的问题在于生物有机肥需要经过发酵、分解的过程，还必须加入或保留适当的有益微生物,这就要求生物有机肥有较高的技术含量［15］。目前,我国的技术还不能完美地解决上述一系列问题；由于生物有机肥在运输上没有优惠的政策和措施支持，因此许多产品是就近生产就近销售，因此难以普及;相比普通有机肥，生物有机肥的生产成本较高，主要应用在蔬菜、水果、中草药、茶叶等高附加值的经济作物上,在普通农户方面难以宣传和推广;过量施用生物有机肥，会导致后期土壤供氮过多，导致恋青晚熟，表明生物有机肥用量一定要适宜。要解决以上问题，还需要相当长的一段时间，需要各方面的共同努力，才能更好的促进生物有机肥产业的快速健康发展。参考文献：何随成，江志阳,伊微等.生物有机肥对提高土壤肥力及作物品质等综合效果研究.研究论文.2006(1):39-44李东坡，武志杰，化学肥料的土壤生态环境效应，应用生态学报,2008,19(5):1158-1165浦勇，郭怡卿,杨树虹.生物有机肥对植烟土壤、烤烟生长及品质影响的研究进展.安徽农业科学,2010,38(13):6709-6711农业行业标准:NY884-2004《生物有机肥》[S].北京：中国农业出版社,2005.张夫道等.我国有机肥料利用现状、问题和产业化.中国土壤学会第十次全国会员代表大会文集(综述篇)，260〜267沈德龙，李俊，姜昕.我国生物有机肥的