生物有机无机生态肥料及其发展前景(上)

李晓冰，于广武，王少华，康 权，姜 华，温铁军，陈俐燕，赵景坤，郑连举

(1.黑龙江华泽农牧发展有限公司 黑龙江哈尔滨 150000；2.中国科学院东北地理与农业生态研究所黑龙江哈尔滨 150040；3.富锦市农业技术推广中心 黑龙江富锦 156112；4.黑龙江顿丰微纳米硅科技开发有限公司 黑龙江黑河 161400；5.黑龙江军华生物科技有限公司 黑龙江哈尔滨 150041；6.黑龙江禾煦丰生态科技有限公司 黑龙江哈尔滨 150028；7.黑龙江圣东肥业有限公司黑龙江伊春 152500；8.哈尔滨舜泰生物科技有限公司 黑龙江哈尔滨 150040；9.五常市农业技术推广中心 黑龙江五常 150200)

许多国家从20世纪初以来发展了如生态农业、生物农业、有机农业等多种农业生产方式，其目的是消除常规农业带来的环境问题。生态农业简称ECO，是根据生态学以及经济学的原理，在传统农业有效经验的基础上，运用现代科学技术和管理手段建立起来的能获得较高的经济、生态和社会效益的现代化高效农业。生态肥料是在上述多种农业生产方式下发展起来的一种新型肥料，其生产的产品完全符合有机、生态、绿色农业的质量标准要求。现以4+X生物有机无机生态肥、氨基酸生物有机肥、生物腐殖酸微纳米硅肥、生物腐殖酸液肥、腐殖酸水溶肥、腐殖酸硅钾增效剂、腐殖酸硼镁钙生物土壤调理剂和DM复合真菌菌剂等为例，对生态肥料简介如下。

1 4+X生物有机无机生态肥

4+X生物有机无机生态肥以功能性生物活性菌为主体，以作物秸秆、麸皮、鸡粪、味精下脚料、腐殖酸、氨基酸以及制糖、造纸、淀粉、酵母等生产过程中废弃的有机质为载体，配合无机氮、磷、钾及多种中微量和有益元素，将无机肥的高效性、有机肥的长效性和微生物的生理调节功能集成于一体。4+X生物有机无机生态肥中的4是指大量元素(N、P、K)、中量元素(Ca、Mg、S)、微量元素(Zn、P、Mn)和有益元素(Si、Se等)无机营养成分，X是指生物有机肥，其主要成分：w(N+P2O5+K2O)为30%～40%，w(有机质)为15%～20%，w(腐殖酸)≥10%，w(中微量元素)≥5%，复合生物菌剂为0.2～2.0亿个/g。

为了验证4+X生物有机无机生态肥的施用效果，2013年以来在黑龙江省富锦市、五常市、宁安县、讷河市、龙江县、望奎县、肇东市、巴彦县、桦南县、庆安县、绥化市，辽宁省丹东市、大连市、沈阳市，内蒙古自治区赤峰市以及云南省楚雄市的16个市县进行了水稻、玉米、大豆、马铃薯、西红柿、西瓜等多种作物试验、示范和推广，平均增产幅度为8%～25%，其中水稻和大豆的部分试验结果如表1和表2所示。

表1 水稻生育性状及产量性状试验结果(2013年黑龙江省富锦市)

表2 大豆室内考种试验结果(2011年黑龙江省讷河市)

从表1可以看出：在同等管理条件下，4+X生物有机无机生态肥处理的水稻株高、株鲜重、株干重等生育性状均优于常规配方肥处理，为提高产量奠定了物质基础；从经济产量性状来看，4+X生物有机无机生态肥处理的水稻穗长、有效穗数、每穗粒数以及千粒重分别比常规配方肥处理增加1.0 cm、775 215个/hm2、5粒及0.4 g，水稻平均产量提高1 992.0 kg/hm2，增产幅度33.2%。

从表2可看出，4+X生物有机无机生态肥处理的大豆产量与对照处理差异极显著，平均增产18.6%。

通过多年的试验证明，4+X生物有机无机生态肥具有改良土壤、培肥地力、提高化肥利用率(氮肥利用率提高10%以上，有效磷含量提高27.45%)、提高作物产量和改善作物品质等作用。

2 氨基酸肥料

氨基酸肥料是指能提供各种氨基酸类营养物质的物料，按其生产原料来源的不同，可分为植物型和动物型两大类。植物型氨基酸肥料的生产原料主要是粮食作物提取味精后的下脚料；动物型氨基酸肥料主要是以动物毛皮和下脚料为原料，再经水解后加工而成，也可以利用微生物转化生产。目前，市售的氨基酸肥料大多为氨基酸与微量元素等复合而成。

氨基酸具有强大的表面活性和吸附保持能力，植物生长发育所需的营养物质经螯合和络合形成有机无机复合物，不仅能使大量元素实现缓慢释放而得到充分利用，而且可以保证微量元素的有效性。

黑龙江禾煦丰生态科技有限公司引进优良的微生物菌种，以湖北新生源生物工程有限公司生产的优质氨基酸为主要有机原料，加入适量的锌、硼、锰、铁、镁、硅等营养元素，以中国科学院、东北农业大学、黑龙江大学、黑龙江省农科院等为技术依托单位，研发出微16-微生物菌剂、微18-秸秆腐熟剂、酵9-含氨基酸水溶肥料等20多种氨基酸生物有机生态肥系列产品，取得了显著的盐碱土、低产土壤改良和修复效果，提高肥料利用率20%以上，提高产量5%～30%，增强了作物的抗逆性，秸秆腐熟效果好，在黑土地保护和减肥增效中发挥了显著作用。

3 含硅肥料

尽管硅元素不是植物生长发育过程中必需的元素，但其是植物抵御逆境、调节植物与其他生物之间相互关系所必需的化学元素，特别是其对水稻的生长过程有着显著的影响。

生物腐殖酸微纳米硅肥是以中科院、哈工大、东北农业大学为技术依托单位，由黑龙江省顿丰微纳米硅科技开发有限公司自主研发的高科技产品。生物腐殖酸微纳米硅肥的主要成分为蛋白石页岩(SiO2)、黄腐殖酸钾、聚谷氨酸、腐殖酸以及DM复合真菌菌剂等植物内生菌提取的活性物质组成，其中：水稻专用的生物腐殖酸微纳米硅肥组成为w(蛋白石页岩)87.0%、w(黄腐殖酸钾)3.0%、w(聚谷氨酸)4.0%、w(腐殖酸)5.8%、w(DM复合真菌菌剂)0.2%；果蔬专用的生物腐殖酸微纳米硅肥组成为w(蛋白石页岩)81.0%、w(黄腐殖酸钾)3.0%、w(聚谷氨酸)5.0%、w(腐殖酸)10.8%、w(DM复合真菌菌剂)0.2%。实践证明，生物腐殖酸微纳米硅肥具有如下的作用效果。

3.1 减轻或消除土壤中的重金属污染

衡阳市农科所在湖南省大广村开展的相关试验结果表明，与对照处理相比，微纳米硅肥处理的稻米含镉量最大降幅为0.254 mg/kg，平均降幅为0.188 mg/kg。湖南省食品测试分析中心的检测结果表明：微纳米硅肥处理的稻谷平均镉含量为0.021 8 mg/kg，对照处理为0.514 0 mg/kg；微纳米硅肥处理的茶叶铅含量为0.082 4 mg/kg，对照处理为0.182 0 mg/kg。

3.2 节水、节肥，提高肥料利用率

施用硅肥后，在水稻中形成的硅化细胞具有调节叶片气孔开闭及水分蒸腾的能力，有助于减少水稻用水量，节水率一般超过17%。硅具有活化土壤中磷的功能，有助于减少磷在土壤中的固定，同时可促进磷在作物体内的转运，从而提高结实率。硅具有调节作物对氮、磷、钾各元素平衡吸收的功效，而且可以抑制作物对铁、锰的过量吸收和毒害作用，如通过调节水稻在不同生育阶段对氮、磷、钾等营养元素的需求，可分别提高氮、磷、钾利用率1.9%、6.4%和2.8%，肥料利用率提高20%以上。

3.3 提高抗病虫害、抗旱涝、抗倒伏等抗逆性

水稻硅化细胞的形成有助于水稻表皮细胞壁增厚和角质层增加，进而增强水稻抗病虫害的能力，特别是对稻瘟病、纹枯病、胡麻斑病及螟虫、叶蝉等的抵抗能力明显增强，一般稻瘟病发病率下降约30%，水稻褐变穗、鞘腐病的病情指数可分别下降4%和7%。施用硅肥后，水稻基部茎杆强度增大，导管的刚性增强，有助于提高水稻内部的通气性和增加白根数量，进而防止根系早衰，减少有毒气体的危害，具有防治烂根病的作用，水稻抗倒伏能力可以提高80%，倒伏和倒折率可以减少40%～70%；作物茎叶挺直可减少遮阴，如水稻施硅后叶片角度减小25.4°，冠层光合作用提高10%以上，有利于作物的密植；角质硅质双层结构可以减弱叶面蒸腾作用，有助于提高作物抗旱、抗干热风和抗低温的能力，干旱地区施硅后的增产效果尤为显著。

3.4 改善产品品质，提高产量

我国对硅肥的研究始于20世纪70年代，直至20世纪80年代后期才实现工业化生产。近年来，通过在不同省区对喜硅作物和缺硅土壤进行的硅肥肥效试验，结果表明不同作物的增产幅度为10%～50%。此外，硅肥还具有改善产品品质的作用，如施用硅肥后，苹果的含糖量、着色率、耐贮性、运输性等指标都有所提高。

3.5 改良土壤，提高有机质含量

生物腐殖酸微纳米硅肥施入土壤后，可直接产生硅离子，并提高土壤中的硫酸根、磷酸根、硼酸根等的活性，促使土壤中阴阳离子的平衡。微纳米硅肥属于碱性肥料，不仅可以矫正土壤酸度、提高土壤盐基饱和度、促进有机肥分解，而且可以抑制土壤病菌、抗板结、抗重茬。微纳米硅肥中所含的硅、钙、镁离子能够与红壤中的铁、铝和钠离子发生置换反应，形成无害化合物，减少有害成分，同时可为作物提供生长所需的硅、钙、镁等营养成分。