生物有机肥：农业可持续发展之本——以生物有机肥在水稻上的高效应用为研究视角*

张 浩,汪明春,徐根华，燕 志

(南京大学 连云港高新技术研究院,江苏 连云港 222000)

一、引言

生物有机肥(biological-organic fertilizer)是指特定功能微生物与主要动植物残体(如畜禽粪便、农作物秸秆等)并经无害化处理、腐熟的有机物料复合而成的一类兼具微生物肥料和有机肥效应的肥料。生物有机肥综合了有机肥和复合微生物肥的优点,能够有效提高肥料利用率,调节植株代谢,增强根系活力和养分吸收能力[1]。其本质特征是含有特定功能的、表现出一定肥力效应的微生物,这些功能性的微生物的生命活动是生物有机肥优于其他肥力的关键因素[2]。20世纪80年代初期,日本等发达国家利用生物技术,以家畜禽粪便为原料加入矿质肥和多种“酶”制成多种优质有机肥[3]。随着生物技术的不断发展,特别是微生物接种剂的发展,促进了传统有机肥制备技术与生物技术的结合[4]。目前已经形成功能强大的发酵菌群,大大缩短了发酵周期。

二、生物有机肥在促进农业生产可持续发展中的作用研究

目前世界各国均关注农业可持续发展问题,正在加大生物肥料和有机肥料的开发生产和推广应用,可以相信生物有机肥将逐渐成为肥料行业的主流。在我国由于化肥的长期过量使用,已经造成土壤有机质减少和土壤微生物菌群多样性及其功能降低,因此研究和开发有机肥的应用也成了必然。为此, 近几年来很多学者通过有机肥对农作物试验的途径展开了研究, 对低产重病田块进行施肥,以增强土壤团粒结构,消除板结,改良土壤理化性质,促进农作物增产,改良农作物品质。

吴振新等[5]研究发现施用甘薯专用肥及生物有机肥, 能较好地协调地上部与地下部的生长, 促进结薯, 提高鲜薯产量、 品质及商品率。并且施用生物有机肥和专用肥,有利于维护地力, 促进甘薯生产可持续发展。王孝娣等[6]通过实验观察得出,生物有机肥能显著促进草莓新根的发生与生长,提高了根系活力,新根鲜重、新根总长度和新根粗度、新根总表面积及根系生长点数增加,根系呼吸强度增强。黄华梅[7]通过在果蔬上施用有机肥,得出其可以促进果蔬增长、提高产量、改进品质、防治病虫害以及增加经济效益具有明显作用。刘长庆等[8]通过田间试验研究了生物有机肥在黄瓜上的应用效果。结果表明, 合理施用生物有机肥可以提高黄瓜产量, 改善植物学性状和生物学性状。化肥与生物有机肥配合施用的处理比不施肥增产27.7%,增产幅度高于单施化肥, 化肥和生物有机肥配施是一种比较科学的施肥模式。

据此可知,生物有机肥在农作物上的应用前景广阔。生物有机肥不仅可以改善农作物品质,有效降低土壤中硝酸盐及重金属含量,消除土壤板结。而且提高肥料利用率,减少环境污染,是实现经济效益、生态效益和社会效益的有机统一。

三、生物有机肥在水稻上高效应用的实证研究

(一) 试验内容与方法

1 试验地点 试验于2013年在江苏省连云港市青口盐场大新区进行,大新区东靠新沭河左堤,南临赣榆县范河,西与赣榆宋庄镇接壤,北至赣榆县废朱稽河。总面积约1 666.67 hm2(含部队115.33 hm2)。片区内地面平坦低洼。平均地面标高在2.5～2.7 m左右,地下水位较高,平均在2.4 m左右。该片区历史上为产盐区,土壤含盐量大,盐碱度普遍较重。土壤类型为重粘土,地力水平较低。耕层有机质含量6.932 g/kg、速效磷18.947 mg/kg、速效氮41.7 mg/kg、速效钾496.082 6 mg/kg。

2 试材 供试水稻品种连梗7号;供试肥料为江苏司百客生物有机肥,生物有机肥有机质含量≥25%,氮磷钾含量≥4%,有效活菌数量30多种,有益菌含量17亿/g,菌种性质为压氧菌,以孢子状态存在,主要来源法国(巴斯德研究所研发)。

3 试验设计 本试验设计在原来施肥及管理相同的情况下,另外增加生物有机肥的施用,共设计两组试验、两种处理方法。

第一组:一号地南,在常规施肥基础上,施用生物有机肥600 kg/hm2,实验面积0.47 hm2。

一号地北,只进行常规施肥,为对照组,试验面积0.47 hm2。

第二组:四十一号地东,在常规施肥基础上,施用生物有机肥600 kg/hm2,试验面积0.15 hm2。

四十一号地西,只进行常规施肥,为对照组,试验面积0.15 hm2。

4 水稻栽培模式 水稻栽培按HJ/T80-2001有机食品技术规范操作。2013年4月28日育苗,6月9日插秧,行穴距21.3 cm×19.2 cm,每穴9～10株。采用“一一、二二、三三”灌水方法,即栽后每隔一天灌排水一次。水稻栽插前300 kg/hm2二胺+600 kg/hm2生物有机肥作基肥,7天后追返青肥187.5 kg/hm2尿素,18天后追分蘖肥300 kg/hm2尿素。水稻倒三叶追穗肥150 kg/hm2尿素,灌浆期结合防治病虫害喷施磷酸、二氢钾叶面肥。(对照组中不施用生物肥,其余与试验组保持一致)

5 调查、采样及分析 自播种期开始,分区调查水稻生育期及病虫害发生情况;成熟时每小区考种、测产,检测水稻卫生指标。

(二) 结果与分析

1 生物有机肥对水稻产量影响的分析 不同处理对水稻产量的影响见表1。

表1 不同处理对水稻产量的影响

从表1中可以看出,1号地每亩增施生物有机肥40 kg,水稻产量8 743.5 kg/hm2,较1号地对照每亩增产187.2 kg,增幅47.3%,增产效果极为显著。41号地每亩增施有机肥40 kg,水稻产量8 226 kg/hm2,较41号地对照每亩增产129.1 kg,增幅30.7%,增产效果也较为明显。

2 经济效益分析 经济效益的分析见表2。

表2 经济效益的分析

从表2中可以看出水稻施用生物有机肥1号地比对照增产2 808 kg/hm2,按照每千克鲜水稻2.8元计算,每亩增加收益524.16元,产投比3.27:1,除去肥料及人工费每亩纯收益约700元,效益可观。水稻施用生物有机肥41号地比对照增产1 936.5 kg/hm2,按照每千克鲜水稻2.8元计算,每亩增加收益361.48元,产出投入比为2.25∶1,除去肥料及人工费每亩纯收益600元,效益也非常显著,应大力推广。

3 生物有机肥对空秕率影响的分析 不同处理对水稻空秕率的影响见表3。

表3 不同处理对水稻空秕率的影响

从表3中可以看出，增施生物有机肥的1号地比未增施生物有机肥的1号地对照水稻的平均每穗实粒数要大幅度提高,而平均每穗秕粒数要大幅度减少,平均每穗空秕率也大为减少,表中增施生物有机肥的41号地比未增施生物有机肥的41号地对照水稻的平均每穗实粒数有所增加,而平均每穗秕粒数有所减少,平均每穗空秕率也相应有所减少,所以说生物有机肥对水稻有增加每穗的实粒,减少空秕粒,最终使得空秕率降低,从而增加产量的作用。

四、结论

通过生物有机肥在水稻上高效应用的试验可以看出,施用生物有机肥作为基底,其中所含的微生物成分,可以增加化肥的有效利用率和增加植物对营养物质的吸收,促进水稻的生长,提高水稻的产量。从统计的数据可知,增施生物有机肥的水稻比只施用普通化肥的水稻产量有显著的提高,两块地都比其对照增产30%以上,这说明增施生物有机肥可以一定量的增加化肥的肥效,促进作物对肥料的吸收,积累产物,达到只施用普通化肥未能达到的效果,每亩水稻可增收在300元以上,很大程度上增加了农民的经济效益。通过试验也可知生物有机肥中的某些活性成分可以使水稻生长中的空秕率下降,从而间接的提高了水稻的产量。

综上所述,生物有机肥有增加肥效,提高产量的作用，生物肥料的施用为农民带来了更大的利益,所以应大力的推广生物有机肥的应用,使生物有机肥成为我国农业发展的一条重要途径。

参考文献:

[1] 张余莽,周海军,张景野.生物有机肥的研究进展[J].吉林农业科学,2010(3):38-40.

[2] 陈谦,张新雄,赵海.生物有机肥中几种功能微生物的研究及应用概况[J].应用及环境生物报,2010(2):294-300.

[3] 马镜波.畜禽粪便无害化处理制商品有机肥及有机无机复混肥[J].磷肥与氮肥,1998(5):49-51.

[4] 张毅民,万先凯.微生物菌群在生物有机肥制备中的研究进展[J].化学工业与工程,2003(6):523-527.

[5] 吴振新,徐福乐,施能浦.甘薯施用生物有机肥及专用肥效应研究[J].耕作与栽培,2004(5):29-30.

[6] 王孝娣,王海波,秦菲菲.生物有机肥对日光温室草莓生长发育的影响[J].落叶果树,2005(2):8-10.

[7] 黄华梅.生物有机肥在果蔬上的应用研究述评[J].南方农业学报,2011(8):935-939.

[8] 刘长庆,李天玉,王德科.生物有机肥在黄瓜上的应用效果研究[J].西北农业学报,2006(1):180-182.