新型肥料在花卉产业中的应用前景
2022-11-25肖晨星侯欢欢
肖晨星,张 蕾,侯欢欢
(新洋丰农业科技股份有限公司,湖北荆门 448000)
1 花卉产业概述及养分管理
花卉不但能够直接为人们带来感官和精神上的享受,而且能够提升环境质量,增加生活幸福感[1]。花卉产业是当今世界农业中最具活力的产业之一。我国自改革开放以来,花卉产业作为朝阳产业发展迅速。我国是花卉种植资源大国,被称为“世界园林之母”。花卉不仅大量应用于园林绿化如行道树、花坛、花镜和专类园,同时也用作切花、盆花和苗木的生产。
2019 年,我国花卉行业市场规模已达到1 600亿元,年增长率为6.2%。根据国家统计局数据,2019 年花卉市场的成交额从2015 年的406.31 亿元增长至750.84 亿元。截至2019 年我国花卉的种植面积超过150万hm2,销售额超过2 500亿元[2],我国已经成为花卉贸易大国[3]。
花卉肥料是维持花卉正常生长发育和产生优良性状的重要因素,适宜的养分管理不仅能使花卉产生良好的观赏性状,还能有效提升其抗逆性。氮元素参与合成植物体内的酶、叶绿素和蛋白质;磷元素参与合成核酸、植素和磷脂,不仅有利于花的形成,还能有效提高植物的抗病虫害能力;钾元素能够提高植物的光合作用速率,同时提升植物的抗逆性[4]。对于不同种类及不同生长周期的花卉,所适用施肥技术和肥料配比不同。花卉在营养生长期时对氮素的需求量比较大,而在生殖生长期时对磷和钾的需求量比较大[5],此时若氮肥过量可能会导致植物花量减少或者花朵变小。结合不同植物的生理特性合理进行营养元素配比,植物才能获得最佳的观赏性状。
根据花卉的生长特性,花卉可以被划分为:一二年生花卉、宿根花卉、球根花卉、室内观叶植物、多肉植物、兰科花卉、水生花卉、木本花卉[6]。对于二年生植物金盏菊,钾元素缺乏会引起其叶片失绿和枯萎,根系变小,用质量浓度800 mg/L 的钾溶液处理后,金盏菊花期延长,用质量浓度400 mg/L的钾溶液处理后花朵直径最大[7]。对三色堇进行施氮处理后,能够有效促进其营养生长和花芽分化[8]。土壤营养不足时,宿根花卉的开花和结果将会受到严重影响[9]。宿根花卉种植,基肥以有机肥料为主,用于改良土壤的理化性质,追肥用于满足花卉不同生长发育阶段的营养需求。在花卉幼苗期追施氮肥可促进茎和叶的生长,以菊花为例,春夏季应施以丰富的氮肥和钾肥,促进营养器官的生长,在花芽分化时期则应多施磷肥从而使花大色艳[10]。通过不同栽培基质对球根花卉郁金香生长发育的田间实验发现,田土、河沙、鸡粪、复合肥混合基质与田土、锯末、牛粪、钾肥混合基质能直接影响郁金香花的纵茎与横茎[11]。百合在种植前应施硫酸钾、硝酸钾和硝酸铵钙的混合肥料,追肥以平衡复合肥为主,花苞摘除后施以高钾肥[12]。作为室内观叶植物,不同品种红掌对于营养元素的需求有所不同,红掌在温度适宜时可周年开花,因此需要勤施肥,同时根据不同品种的特性调整肥料配方。范燕萍等[13]提出匙叶天南星的最适氮素浓度为16 mmol/L。多肉植物可以追施少量的氮肥以促进植株生长[14]。兰科花卉蝴蝶兰生长速度较慢,宜选用营养元素全面的速效肥,以利于根系平衡快速吸收[15]。水生花卉一般生长在富营养化的水体中,因此不需要进行施肥,对于盆栽的水生花卉,可以在开春前补一次基肥[16]。对木本花卉月季施用氮肥后,植株变高,根系变粗,花量变多且花朵变大[17]。
花卉的健康生长离不开合理的养分管理,针对不同花卉的特性开发出相应的花卉肥料,不仅有助于合理施肥以降低环境污染,同时能够有效改善花卉的观赏性状,提高花卉的观赏价值和经济价值。
2 新型肥料在花卉产业中的应用现状
化肥的主要应用对象为粮食作物和经济作物。化肥施用后见效快,但是浇水后其养分易流失,引起土壤板结,在土壤中形成海绵状不溶性残渣,这样反而增加了花卉种植的管理成本。当前市场上主要的花卉肥料产品包括有机肥料、生物肥、缓控释肥、花卉专用肥等[18-19]。
2.1 有机肥料
有机肥料指以动物排泄物或动植物残体等富含有机质的副产品资源为主要原料,通过发酵和腐熟形成的肥料。一般认为有机肥料养分含量较低,肥效慢,在使用过程中会产生异味,这与种植花卉的初衷背道而驰,同时也会为花卉带来病虫害。由鸡粪制成的有机肥料中的抗生素、重金属元素可能会危害动物、人类健康并污染环境[20]。另一些研究者认为在化肥使用量零增长的背景下,用有机肥料替代化肥是农业生产的必然趋势[21],因此着手研究新的有机肥料原料。黄粉虫粪中粗蛋白、粗纤维、钙和蛋氨酸的含量比麦麸高,不仅含有极高的营养成分,同时能有效改善土壤结构,用作肥料可以提升万寿菊和杜鹃等花卉的观赏性状[22]。SPANOGHE等认为干燥微生物在储存、施用和成本上都具有极大优势,具有作为有机肥料的潜力[23]。TAO等认为生物有机肥料能够刺激土壤中原有的菌群,从而增强植物的抗胁迫能力[24]。目前有机肥料主要应用于粮食作物和经济作物,鲜有用于花卉种植的研究。
2.2 生物肥
生物肥是由微生物经过培养发酵形成的肥料,生物肥中存在的活性微生物能够有效提高植物的抗病虫害能力,同时其代谢物质可以促进植物的生长。根据所含微生物的种类将生物肥分为细菌肥料、真菌肥料等[25]。SUMBUL等认为固氮菌是一种潜在的生物肥,能够有效加强生物的固氮作用从而提高植物的产量[26]。朱建强等发现将化肥与生物肥配合使用能够提高番茄抗病性,同时增加番茄单果质量[27]。邵建辉发现有机生物肥能够在降低土壤中重金属含量的同时改良土壤结构[28]。许多细菌在代谢过程中能释放出植物激素,将以其为原料制得的生物肥与化肥结合施用,将能有效提高花卉的产品品质。
2.3 缓控释肥
2007 年10 月1 日起我国实施了HG/T 3931—2007《缓控释肥料》行业标准。养分释放是指化肥中化学形态的养分在微生物作用下转变为易被作物吸收的状态的过程,缓释肥养分释放速率慢,远远低于传统化肥,控释肥可以使养分释放通过设定的模式进行,从而与植物养分的需求规律保持一致。
在1948 年美国研发出脲甲醛缓释肥后,缓释肥开始在全球范围内推广。美国的缓释肥主要用于园艺和大型农场,日本的缓释肥主要用于蔬菜、水稻和水果,欧洲的缓释肥主要用于苗圃、园林和花卉等领域[29]。我国的缓释肥起步较晚,由于缓释肥的价格远高于其他肥料,目前缓释肥的普及率不如传统肥料[30]。缓释肥是一种环境友好型肥料,被誉为“21 世纪发展化学肥料生产的最佳途径”。它能最大限度地提高肥料养分利用率,同时降低环境污染,减少资源消耗[31]。这也与国家对于化肥行业减量增效的要求相契合。
谷佳林通过鸡冠花盆栽实验比较了缓控释肥和普通复合肥的使用效果,缓控释肥在苗期施一次基肥就能满足整个生长期的养分需要,有效提高氮的利用率,同时具有延长花期的作用[32]。龙秀文通过研究发现控释肥能有效提高矮牵牛、雏菊、三色堇和安祖花的观赏品质[8]。
2.4 花卉专用肥
我国花卉专用肥的生产仍处于起步阶段,目前市面上的产品往往是通过几种化肥混合得到的非常粗糙的产品,生产成本高且效果不明显。目前已经有一些公司和科研机构开始进行花卉专用肥的研制,并取得了一定成果。项国栋等在综合评定万寿菊叶黄素含量及鲜花产量等指标的基础上,提出腐植酸万寿菊专用肥的最适氮、磷、钾比例为m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=1.0∶(1.20~2.00)∶(0.60~1.25),这一结果将有助于推进我国万寿菊相关产业的发展[33]。甘肃省农业科学院土壤肥料与节水农业研究所张福武等研制了一种花卉胶囊缓释专用肥,通过土壤养分评价和配方设计,综合考虑了大、中、微量营养元素的全面供应;充分考虑土壤对主要营养元素的吸附固定、离子拮抗能力对营养元素吸收的影响,通过合理配比大、中、微量营养元素和应用微量元素的螯合物等,提高其产品的养分利用率,使产品具有较强的针对性;根据花卉需肥规律,利用胶囊外壳的缓释作用,有效控制氮元素缓慢释放,提高磷、钾元素的有效性;采用压板技术,把胶囊颗粒密封在铝塑板中,隔绝了胶囊与空气的接触,避免胶囊肥吸收空气中的水分而溶解,阻止了养分损失,并延长了花卉胶囊肥的存储时间。该肥料施用简单、便于携带,安全、绿色、无毒、无污染,具有长效缓释作用,并能提供全营养活性元素,全面满足不同花卉生长对营养的不同需求,是生产养护优质花卉的新一代肥料,对杜鹃的观赏性状有着显著提升作用[34]。
3 花卉肥料存在的问题
随着家庭园艺的流行,花卉越来越多地走进人们的日常生活,目前国内许多化肥企业开始有针对性地推出花卉肥料产品,如史丹利农业集团股份有限公司、云天化集团有限责任公司[35]、金正大生态工程集团股份有限公司等,产品覆盖基质、营养液、营养颗粒、缓释肥等,这说明花卉肥料是一个重要的发展方向。但从现状来看,我国的花卉肥料存在如下问题:
(1)花卉种植以化肥施用为主。化肥见效快,但同时带来营养流失加快、土壤板结等问题,不仅增加了花卉的种植成本,同时对环境造成严重污染。
(2)从业人员知识水平不高。不同花卉在不同阶段所需的养分不同,而大部分从业人员往往凭借经验施肥,导致花卉产品质量不高,产品附加值低。
(3)新型花卉肥料的研究成果转化较慢。目前市面上新型花卉肥料产品凤毛麟角,国家和企业对于新型花卉肥料的投入不够,虽然已经通过实验室研究取得了一些成果,但目前仍未见大范围的推广应用[19]。
4 花卉肥料发展前景展望
花卉的良好生长依托于合适的营养管理,相较于发达国家,我国在花卉肥料方面的研究仍处于落后水平。一方面我们需要完成从传统泛用肥料向新型花卉肥料的过渡,随着测土配方等技术的不断发展完善,不同阶段花卉生长的需肥量和营养元素比例等数据将会更加精确,这能极大地提高花卉种植者的施肥效率,同时有效降低环境污染,产生良好的经济、生态和社会效益;另一方面我们要加强农化服务,完成从传统的经验种植到机械种植的转化,许多国家在设施花卉的种植上已经走在前列,我国的设施农业已经进入快速发展阶段,新型花卉肥料的研究将会有效推动我国花卉产业水平的提升。