有机农业栽培的施肥与土壤培肥技术探讨
2022-12-28方胜
方胜
(铜陵市生产力促进中心,安徽 铜陵 244000)
在现代农业迅猛发展的进程中,大量使用农药、化肥、除草剂等化学物质导致自然环境受到了严重污染,破坏了生态平衡,因此迫切需要保护生态环境,实现农业可持续发展。
在此背景下,有机蔬菜应运而生。有机蔬菜是指生产期间不采用肥料、农药、生长调节剂、除草剂等任何化学合成物质以及基因工程生物,仅在遵循自然规律的前提下应用合理的农业技术,获得绿色食品认证的蔬菜食品[1]。
有机蔬菜的种植方式是在吸收传统农业经验的基础上,结合现代农业的理论和技术,开发出的一种新型蔬菜种植方式,依靠作物的轮作以及各种生态、生物、物理等方法进行病虫害防治。
有机蔬菜的类黄酮含量高于普通蔬菜。相关研究结果表明,植物体内类黄酮含量与土壤中的有机物质积累呈显著的正相关关系,与施用肥料的比例呈负相关关系[2]。类黄酮是一种常见的植物性有机化合物,在诸多中药中发挥活性作用,具有降血脂、降血压、预防血栓、防治心脑血管疾病、改善心脑血管循环、增强免疫力等功效。人体本身无法合成类黄酮,只能通过饮食获取。因而,高类黄酮含量的有机蔬菜成为人们的首选。虽然有机蔬菜的平均售价是普通蔬菜的4~5倍,但是在某些国家年销售增长率仍超过20%[3],说明有机蔬菜产业具有巨大的发展潜力。
1 有机农业生产对肥料的特殊要求
相比于普通农业,有机农业对肥料的要求较高,具体可总结为以下4 点。
首先,建议采用1~6 个月完全腐熟的有机肥料,其中包含无公害的蒿秆、泥炭、海草、绿肥、作物残体和其他类似物质,经堆肥处理的食物、林业副产品,通过高温堆肥等方式处理的人与动物的排泄物,确保其无虫害、寄生虫、传染病。
其次,可采用不会对作物生长环境、营养和抵抗力产生影响的天然矿物肥料,如未经处理的海洋副产品、鱼粉、骨粉等。可采用植物或动物制造的产品,如生长调节剂、助长剂、润湿剂和矿物悬浮剂等,在使用之前,必须将其混合后均匀喷洒。
再次,允许将厌气处理肥、好气处理肥、新鲜肥等使用在非直接生食的多年生作物和至少生长4 个月后才收获的直接生食作物上,不允许在食用蔬菜栽培中使用尚未处理的人畜粪尿。
最后,禁止使用人造化肥、污水、污泥和未经处理的腐烂废料,禁止使用氯化物、磷酸盐、硝酸盐等养分物质,禁止使用可能引起土壤重金属污染的磷矿石、矿渣等。
2 有机农业种植中应用土壤培肥技术的关键性作用
2.1 增强土壤肥力
增强土壤肥力是有机农业种植中土壤培肥技术的重要内核之一。在我国人口基数日益增加的背景下,增强土壤肥力以获取更高产量的农作物,满足市场对农作物的需求,是现代农业生产的主要目标。因此,在有机农业种植中合理运用土壤培肥技术势在必行。土壤对农业生产和农作物品质具有较大影响,在没有化肥和杀虫剂的情况下,土壤的肥力尤为重要。相关人员需加大对土壤培肥技术的推广力度,为今后开展有机耕作奠定坚实的基础。
2.2 为农作物生长奠定基础
有机农业种植是一种将适应环境变化和病虫害防治等结合为一体的现代农业生产体系。采用有机农业种植技术可以降低传统人工合成方法对农作物的影响,配合土壤培肥技术,可有效提高农作物的抗病虫害能力,减少环境污染,对有机蔬菜的生长大有裨益。有学者采用3 块土壤环境、自然环境相似的试验田进行研究,发现采用土壤培肥技术的有机农业种植比单纯有机农业种植的产量高2~3 倍,比传统农业种植的产量高6~9 倍,且农作物质量远高于其他两块试验田[4]。因此,在有机农业种植中,合理应用土壤培肥技术非常必要。
3 扩大有机肥来源的方法
3.1 扩大绿肥种植面积
绿肥是用绿色植物制成、营养全面的生物肥料。采用绿肥不但可以增加肥源,还可以改善土壤。绿肥可以为土壤提供充足的营养,在土壤中分解后,可以大幅度提高土壤中有机质和磷、氮、钙、钾、镁等多种微量元素的含量[5]。要想最大程度发挥绿肥的增产效果,就需合理施肥。合理施用绿色肥料应注意以下几点。
首先,及时收获或翻耕。早熟的绿肥生产效率低下、幼苗过于幼小、压青后分解太快、肥效较短。翻耕太晚会使绿肥的根系衰老,使大部分营养转移到籽粒中,导致叶片的碳氮比例较大,难以在土壤中分解,进而影响肥效。豆科绿肥的最佳翻压时期是盛花期至谢花期;抽穗期以禾本科绿肥为佳,十字花科绿肥植物以上花、下荚为佳[6]。
其次,注意翻压方法。先把绿肥的茎叶割成10~20 cm 的段状,然后洒于沟槽内,再将其翻到土壤中,通常入土10~20 cm,沙土可以加深,黏性土可以较浅[7]。
再次,施用绿肥。根据绿肥的种类、气候、土壤肥力以及作物所需的营养需求确定施用量。一般新鲜幼苗施入15000~22500kg/hm2即可,过量施用会导致晚熟。
最后,开发绿肥。豆科绿肥的根茎和叶子大部分是牲畜的优质饲料,其中1/4 的氮被牲畜吸收,3/4 的氮被粪便排出,成为优质肥料[8]。
3.2 合理利用动植物肥料资源
动植物肥料是一种优良的有机肥料,对提高土壤的肥力具有重要意义。可将作物秸秆与牲畜的排泄物混合,再经发酵等工序制作成有机肥料。另外,人体的尿液在化肥的循环利用中扮演着重要角色。人体的尿液中含有大量的盐分,与动植物肥料混合后可以提高土壤有机质含量。
4 有机农业土壤肥料用量的测定
4.1 作物需要肥料量
作物需要的肥料量取决于作物需要的营养成分、土壤肥料的供给、肥料的利用率以及作物的种植需求。相关人员应以经济条件为基础,以合理的施肥量为依据,保证作物的养分平衡,确保作物持续、稳定生产。
4.2 计划施肥量
目前,受气候条件、土壤类型、生产计划、作物种类、供能能力、肥料品种利用率、综合经济效益等诸多因素的影响,普遍以科学资料为基础确定作物的最优施肥方式。同时,考虑到作物产量与肥料使用的规律,从土壤中移除营养物质,按作物产量与土壤营养总量的比例确定化肥的施用量。
5 有机农业栽培的施肥与土壤培肥技术
有机农业需要施用有机肥料,并进行适当的轮作,以提高土壤的活力。有机生产是一个相对封闭的营养循环体系,可将有机成分尽量返还给土壤。
5.1 基于有机肥特性施肥
有机肥来源广泛,种类繁多,主要有生物有机肥、沼渣液、粪肥、绿肥、厩肥、沤肥、饼肥、人畜粪便等。适当施肥可以提高土壤的肥力,为作物提供养分,改善土壤结构。施肥量过多或过少会导致大量肥料流失,对农作物的生长产生不利影响,污染环境。在使用有机肥料时,应注意以下问题。
5.1.1 腐熟有机肥
除了直接还田的农作物秸秆、绿肥以外,各种有机肥都需经过高温发酵,使其完全腐烂。这样既能促进养分的转化,又能杀死病原菌、寄生虫卵、野草种子等。如果未完全腐熟,应在播种前预先施用,避免接触种子和秧苗,造成烧苗。
5.1.2 人粪尿肥
人粪尿肥是一种高效的肥料,但由于肥料中的盐含量在1%左右,因此,在薯类、甘蔗等忌氯作物中不能过量施用。人粪尿肥中的有机质含量较低,在土壤中积累较少,应配合秸秆堆肥、厩肥等增加土壤有机质含量。
5.1.3 基肥
堆沤肥、沼肥、粪肥等经过一定程度的降解,能量物质含量较少,可以作为基本肥料,适合于不同的土壤和农作物。由于其富含腐殖质,在改良土壤、改善土壤肥力方面具有明显的作用。
5.1.4 秸秆还田
秸秆类化肥中碳、氮含量较高,如果使用不当,会影响作物早期生长。因此,在秸秆还田时,应配合适当的高氮肥,例如鸡粪、人粪尿、菜籽饼、豆饼或新鲜豆科绿肥等,以加速稻草的腐解率,并在播种和移栽之前尽早碾压[9]。
5.1.5 草木灰
草木灰是一种传统的乡村钾肥,酸性较大,不宜与已腐烂的粪尿、厩肥等混存或施用,避免肥料中的氨素流失,从而影响肥料的肥效。
5.1.6 合理选择有机肥种类
有机肥包括三态(固态、气态、液态),相比其他肥料,在时效性、缓释作用及安全性等方面具有不可比拟的作用。不同类型的有机肥养分结构存在差异性,在施肥时,需依照作物生长需求、土壤条件等因素,合理选择有机肥种类。
5.2 基于作物种类及其生长规律培肥和施肥
不同品种的作物对不同营养元素的需求不同。例如,马铃薯对钾肥的需求大于禾本科作物;豆科植物通过固氮获得氮肥,但对磷、钾、钙、钼等元素的需求较高;蔬菜、茶叶、桑等作物以茎、叶为主,对氮素的需求高。同一种作物,由于品种和生育时期不同,对营养物质的吸收也存在差异,所以在施肥方面不能一概而论。现代农作物多是含水量较高的品种,在有机耕作中,必须施入充足的有机肥,满足作物的营养需求,实现增收、增产。
在保证作物需肥量的前提下,需注意施肥时间。作物的生长过程具有阶段性,其中营养临界期和作物营养最大效率期是主要的营养期。前者一般发生在作物生长的早期,在播种或移植前期,若单纯使用固体有机肥料作为基肥,由于肥料的释放需要经过微生物的矿化作用,在营养关键期会导致营养缺乏,从而对作物的生长产生一定的不利影响。后者通常发生在作物生长的中后期,以种子或果实为主要经济组织的作物营养最大效率期是开花期与结果期,该阶段作物需要大量的肥力,对化肥的利用率较高,只施用基肥,会因硝化淋溶和氨挥发而失去矿化养分。作物营养最大效率期,会因为缺乏充足的矿物质养分而影响作物生长。所以,在施用有机肥时,要考虑作物的阶段性营养特性,采取固体肥料(基肥)和高效有机肥(追肥),以保证作物对养分的需求,从而实现高产[10]。
5.3 基于土壤性质进行培肥和施肥
土壤的性质对养分的吸收有较大影响,土壤水分、温度、供肥保肥能力、通气性酸碱反应等都是影响养分吸收的重要因素。
不同土壤的肥力不同,营养物质的供应情况也不同。土壤肥力和供肥能力的强弱除与营养成分有关外,还与耕作特征及产量有关。北方地区气候寒冷,土壤微生物活性较弱,土壤中的营养物质含量相对较低,只有保证一定数量的有机肥料才能满足作物的生长需求。在土壤中施用非腐解态的有机物质可以提高其生物活性、腐殖质含量,因此在北方每年施用一定量的植物秸秆和绿色肥料,可以活化和更新土壤中的有机质。南方温度高、降水多、有机质含量偏低,在耕作中应增加有机肥的投入。
5.4 构建完善的轮作复种体系
在向有机农业转变的过程中,要想从传统的农业化学产品中解脱出来,必须先解决轮作复种问题。因此,有机耕作是最基本的要求。
有机农业提倡通过合理的轮作复种和间作套种,提高作物的多样性,平衡土地养分,并结合土地情况,培育地力,降低病虫害发生概率。连续种植一种作物会导致某些特定的营养物质被吸收,从而导致产量下降。轮作深根和浅根作物,可以使土壤的肥力得到最大程度的发挥,并优化土壤的营养结构。在有机耕作中,应着重栽培豆科植物,通过施用豆科绿肥增加土壤的氮含量,改善土壤的结构[11]。用豆类作为遮盖作物,可以有效防止水土流失和土壤板结,抑制野草生长,提高土壤肥力。
在制订有机种植方案时,应合理安排深根型和浅根型、高肥差型、不同类型的作物和豆科作物的茬口,加强有机耕作土壤培肥的系统性和整体性,统筹规划,实现土地利用与管理相结合,使土壤肥力持久[12-13]。
6 结束语
在有机农业种植中,土壤培肥是一种有效的方法,可以提高作物的产量和质量。土壤的培肥方式多种多样,有机肥料的种类丰富,土壤培肥技术与土壤、肥料、作物等有着密切的关系。因此,在土壤培肥时要根据土壤的性质、作物种类、肥料性质,有针对性地培育,以改善土壤的生态条件,使作物的生长条件得到改善,进而增加作物的产量,提高农民的收入水平。