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多功能秸秆营养基的生产工艺与推广应用

2016-11-19张杰韩文生李涛邓士元别士平刘玲罗明杰

长江蔬菜·技术版 2016年4期
关键词:秸秆营养

张杰 韩文生 李涛 邓士元 别士平 刘玲 罗明杰

博士,教授,云南民族大学化学与生物技术学院硕士生导师,植物营养与新型肥料研究所所长。参与主持多项国家级和省部级农业项目,其中在中国农业大学参与国家“973”项目和国家农业部“948”重大项目各1项;在云南省农业科学院主持参加了国家级及省部级项目8项;在云南民族大学期间主持云南省自然科学基金项目2项、中德国际合作项目1项、国家“十二五”专项子项目1项等。获2002年度中国农业大学校长奖学金及2005年度云南民族大学科研工作先进奖。在国内外学术刊物Plant and Soil、《中国农业科学》、《华北农学报》、《植物营养与肥料学报》、《中国生态农业学报》、《中国土壤与肥料》等上发表论文26篇,发表《作物营养诊断与合理施肥》专著1部。

导读:多功能秸秆营养基推广应用不仅高效利用了农作物秸秆资源,还有效地解决了农作物秸秆利用率低、转化率低、经济效益低、环境污染严重的问题,而且对提高农产品质量,生产无公害、绿色及有机农产品具有重要的经济和社会意义。

农作物秸秆是产品收获后剩下的含纤维成分很高的植株残留物,包括禾谷类、油料类、豆类、薯类、麻类,以及棉花、甘蔗、瓜果、烟草等多种作物的秸秆。我国的秸秆资源非常丰富,目前仅重要的作物秸秆就有近20种,且产量巨大。据调查统计,2010 年全国秸秆理论资源量为8.4亿t,可收集资源量约7亿t。目前,全国大约有3%的秸秆直接作为农村生产生活燃料、10%用于牲畜饲料、23%用作副工业产品、60%直接还田,且大多数就地焚烧,存在着“三低一重”的问题,即秸秆利用率低、转化率低、经济效益低、环境污染严重[1]。如何提高秸秆的利用率仍是当前重要研究课题之一。

多功能秸秆营养基充分利用了秸秆资源、有效解决了“三低一重”问题、保护了生态环境、促进了农业可持续发展。多功能秸秆营养基属于有机肥的范畴,充分考虑到了腐熟发酵的作用,并采用二次发酵工艺制备,肥效持久,对提高农产品质量,生产无公害、绿色及有机农产品具有重要意义。

1 多功能秸秆营养基的生产工艺

多功能秸秆营养基是将秸秆粉碎后进行2次发酵,加入一定可溶性氮肥、氨基酸、微生物菌种和旱地保水剂,混匀后制成。多功能秸秆营养基具有养分全面、肥效持久、绿色无公害等优点,可改善土壤结构、培肥地力、促进土壤养分释放、提高农产品质量。多功能秸秆无土营养基及生产工艺已获中华人民共和国发明专利,专利号为ZL 2012 1 0150690.X。

1.1 秸秆及菌种活化准备

①秸秆准备 选取新鲜无霉变的秸秆,如油菜秆、麦秸、稻草、杂草、花生秧、豆秸等。

②秸秆微贮宝菌液准备 将50 g的秸秆微贮宝倒入2 000 mL 1%白糖溶液中,在30~40℃条件下,经充分溶解后,与100 kg 0.7%~1.0%盐水溶液混合,以备喷洒。

1.2 秸秆粉碎

利用机械粉粹机,将选定的优质农作物秸秆实行2次粉碎,第1次粉粹长度为6~10 cm,第2次粉粹为0.5~5.0 cm的碎屑。如果碎屑长度超标,要再次粉粹。

1.3 微贮发酵

粉粹后的秸秆碎屑按传统堆肥方式进行第1次发酵腐熟,时间一般7~8天,当秸秆碎屑经40~55℃高温发酵氨化转色后,即进行第2次发酵腐熟。第2次发酵腐熟的具体步骤为:一是通过晾晒或补水将秸秆碎屑的含水量控制在10%~15%;二是上

堆,要求压实;三是加入秸秆微贮宝菌液,可结合上堆进行,当上堆高度达到20~30 cm时,均匀喷洒1遍菌液,使秸秆与菌液充分混匀,每1 000 kg秸秆碎屑应加入含有50 g秸秆微贮宝的菌液100 kg;四是封堆,上堆完毕后用塑料薄膜盖好,排除空气、封严,可加盖1层干草,以便保温。在10~40℃条件下,经10~15天就可完成微贮发酵。

1.4 配料灭菌

每100 kg腐熟发酵的秸秆碎屑中加入6 kg泥炭、6 kg香菇废料、15 kg多孔层状硅酸盐粉料、

6 kg海绿石矿粉,充分混合后制成初级基料,使用高温消毒法经24~48 h消毒灭菌,然后自然冷却。

1.5 混配制块

在灭菌后的基料中,每100 kg加入氨基酸液体肥料1 kg、JT微生物菌种0.1 kg、旱地保水剂0.6 kg和生根粉3 g,混匀制成秸秆营养基。若需块状营养基,可将散装秸秆营养基用模具压缩,压力0.6 MPa。块状营养基为圆柱形,直径3~16 cm、高3~30 cm,营养基顶面设置柱形种坑,直徑1~6 cm、深2~12 cm。

2 多功能秸秆营养基的优点及创新性

传统育苗方式,要经过取土、过筛、配肥、堆制、消毒、装钵(袋)等工序,操作程序繁杂,劳动强度大、费时费工效率低,且缺乏科学精准的养分配方,往往造成育苗期供养不合理、成苗率低,缺苗断垄现象严重。

多功能秸秆营养基采用国内先进技术制备,可保持80天的肥力,带基质移栽无缓苗期,可提早上市10~20天,能满足蔬菜、花卉、烟草、棉花、树木的播种、扦插及分苗等需求,促进种植产业的规模化和工厂化。

2.1 省工省时,操作简单

多功能秸秆营养基集基质、控病、调酸、营养、保水、容器六大功能于一身,只要将压缩式块状秸秆营养基吸水膨胀,把种子放入营养基上预制的种孔里,就完成了育苗操作,完全免除了采运土壤、添加肥料、喷洒农药和装填容器等繁琐操作,简便高效、省工省力。

2.2 节约用种,苗全苗壮

多功能秸秆营养基内配加多元缓释营养,既能满足植物对不同元素的横向平衡要求,又能有效适应幼苗前后不同时期对植物营养的纵向平衡需要,苗期无需施肥、追肥;前期不会烧苗,后期不会脱肥;出苗率高,用种量少,出苗均匀整齐、长势一致,一次成苗,育苗期明显缩短。

2.3 无需缓苗,提早成熟

多功能秸秆营养基育苗采用特殊的“空气整根”技术,将穿出营养基的根系尖端钝化,促使营养基内支根、毛根的萌生和扩展,大幅度增加幼苗的根系数量和根群生物量。当营养基和幼苗一起移栽到大田以后,不伤根、不缓苗,基体内的根系暴发生长,扎进耕层土壤,扩大根系与土壤的接触面积,提高吸水吸肥能力,促使幼苗茎粗叶大、生长健壮,提早成熟上市,增加产量和收入。

2.4 养分均衡,改良土壤

多功能秸秆营养基将天然活化组分与再生有机原料结合,对土壤安全无污染、对植物无毒性,能够达到绿色、有机标准。同时,多功能秸秆营养基还可提高土壤肥力,经过4~5茬的连续使用能显著提高土壤的有机质含量、增加有益微生物含量、改良土壤结构、有效防止土壤板结与盐碱化,对于土壤条件恶劣的沙荒、盐碱、干旱地块更具优势。

2.5 预防病害,强抗重茬

多功能秸秆营养基选用可降解的天然有机物草炭为原料,采用先进科学技术制造工艺,无病菌、无虫卵,克服传统育苗土传病、虫、草害发生重的缺点,增强植物的抗逆能力,达到强抗重茬、优质高产高效的目的。

3 多功能秸秆营养基的推广应用

多功能秸秆营养基属于创新产品,科技含量高,育苗优势明显。多功能秸秆营养基主要有2种类型,一种是松散颗粒型,可直接装营养盘,一袋秸秆营养基50 L可装72孔营养盘12盘;另一种是压缩块状型,棉花、瓜类一般选用4.5 cm×2.0 cm的营养块,茄果类一般选用3.0 cm×1.5 cm的营养块。根据对比试验,相比于传统营养钵育苗,虽然每育

1万株苗比直接成本高361~460元,但播種时可节省人工3.0~3.5个,按每个劳力每天150元计算,可节省成本65~89元。同时由于病害及养分配比等原因,多功能秸秆营养基育苗成苗率高达90%~97%,移植期可提前2~7天(表1)。

对于多功能秸秆营养基,采用研究与生产试验、示范相结合的方式,边研究边示范推广,通过下乡设点使各种配套措施不断完善,以点带面,加速了研究成果的推广与应用。从2012年开始在湖北荆门市、宜城市、荆州市、潜江市等省内地区推广和应用,并逐渐向湖南岳阳、重庆等外省市辐射,推广面积逐年增加,得到广大菜农、棉农、花农的普遍认可,产生了一定的经济和社会效益。

2013年至2015年上半年在湖北荆门市东宝区、掇刀区、漳河新区、沙洋县等地,每年每地选取面积较大的农户2~4户,共15户,总面积20 677 m2。调查结果表明,采用多功能秸秆营养基育苗技术生产每667 m2籽棉产量216~241 kg,产值1 612~1 711元;西瓜产量2 253~4 325 kg,产值4 055~4 325元;番茄前期产量3 214~3 375 kg,产值10 285~10 800元;与传统营养钵育苗相比,棉花、西瓜、番茄产量增加5.10%~11.57%、4.45%~11.40%、5.10%~10.40%,提早成熟上市7~10、9~15、13~18天(表2)。

采用多功能秸秆营养基既能高效利用玉米、油菜等农作物秸秆资源、提高利用价值、减少就地焚烧造成的空气污染,又能大大减轻农民劳动强度,省工、省力。多功能秸秆营养基配比科学合理,加有保水剂、生根粉,富含幼苗生长所需的多种元素,有利于幼苗生长。同时,应用多功能秸秆营养基可节约用种量,减少病虫害的发生,提高出苗率;带基质定植,无需缓苗,还可培肥地力,增加农田后劲,改善土壤结构,调节土壤的水、肥、气、热条件,达到增加作物产量的效果。

参考文献

[1] 杨连玉,张国梁,赵颖彩,等.玉米秸秆利用途径及其在农业生态系统中的综合利用对策[J].饲料工业,2005,26(23):42-43.

[2] 朱礼龙.促进循环农业发展的政策支持体系研究[J].乡镇经济,2006(10):35-38.

[3] 梁榕旺,徐淑莉.我国秸秆资源现状及其利用[J].畜牧与饲料科学,2011,32(1):21-22.

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