有机肥料:农业可持续发展的绿色宝藏
有机肥料:农业可持续发展的绿色宝藏
有机肥料,作为农业可持续发展的重要组成部分,不仅能够改善土壤结构,提高作物产量,还能促进生态环境的良性循环。本文将为您详细介绍有机肥料的定义、分类、与化肥的区别、作用、发展历程与现状以及未来展望。
一、有机肥料的定义与分类
有机肥料,广义上讲俗称农家肥,包括以各种动物、植物残体或代谢物为原材料组成,如人畜粪便、秸秆、动物残体、屠宰场废弃物等。另外还包括饼肥、堆肥、沤肥、厩肥、沼肥、绿肥等。主要是以供应有机物质为手段,借此来改善土壤理化性能,促进植物生长及土壤生态系统的循环。狭义上讲,专指以各种动物废弃物和植物残体为原材料,经过一定加工工艺,消除其中的有害物质达到无害化标准而形成的,符合国家相关标准及法规的一类肥料。
堆肥是利用作物秸秆、杂草等为主要原料堆制而成,营养物质丰富,肥效长而稳定,能促进土壤团粒结构形成,增加土壤保水、保温等能力,还可弥补化肥养分单一和土壤板结的缺陷。河塘泥是一种很好的肥料资源,能供给农作物养分,加厚耕作层,改良土壤物理性状,提高保肥能力,但属于迟效性肥料,一般作底肥施用,且需配合速效性肥料。饼肥是油料种子经榨油后剩下的残渣,养分齐全、含量高、有效性持久,适用于各类土壤和多种作物,作基肥和追肥时要先碾细并充分腐熟,否则易烧伤作物根部。绿肥是以植物绿色体直接施用的有机肥料,有机质丰富,含有氮、磷钾和多种微量元素等养分,分解快,肥效迅速,能改善土壤结构,还具有改善田间小气候、净化环境等特点。
二、有机肥料与化肥的区别
1. 来源不同
化肥主要是通过化学方法加工而制成的肥料,来源相对单一。而有机肥料来源比较广泛,常见于农作物秸秆、畜禽粪便、绿肥、动植物残体等。例如,在贵州黔西北地区,有机肥的来源有粪尿肥、厩肥(牛马粪肥、猪粪肥、羊粪、家禽粪肥等)、沤肥、堆肥、土杂肥等。
2. 营养成分不同
化肥养分单一,氮肥仅含有氮元素,磷肥含有磷元素、钾肥含有钾元素。有机肥料含有多种养分,所含养分全面平衡,不仅含有有机质、氮、磷、钾,还含有多种微量元素。比如饼肥,是油料种子经榨油后剩下的残渣,养分齐全、含量高、有效性持久。
3. 对土壤的影响不同
长期施用化肥会对土壤造成不良影响,使土壤 “越种越馋”,容易造成土壤板结,土壤肥力越来越低,土壤养分失衡等弊端。而有机肥料含有大量的有机质,具有明显的改土培肥作用,能改善土壤的透气状况,促进土壤良好结构的形成,有利于土壤热、水、气、肥因素的调节和稳定。例如,连续三年以上大量使用经过充分腐熟的有机肥,土壤就会变得越来越肥沃。
4. 肥效不同
化肥具有肥分高、肥效快、劲短的特点。一次施用量不能过多,而且也不能长期大量的施入。有机肥料肥效迟缓但是劲长,不但可以大量施用,而且还可以连续长期施入,有机肥用的多,对土壤的肥力提高越有利。
5. 施用方法不同
有机肥料主要作为基肥使用,使用前必须发酵,所含的养分大多数是有机态氮,以蛋白质形态为主,磷以磷脂为主,不容易被农作物吸收利用,施用前要进行发酵腐熟,使养分转化为无机态可溶性养分后,才能被作物吸收利用。化肥主要作为追肥使用,化肥上无机态的,可以直接追施。
6. 对环境的影响不同
有机肥是用生物的排泄物或者遗体来充当肥料,与环境有很好的相容性,不会对环境造成污染。化肥是将高纯度的无机盐埋入土壤,由于无机盐的浓度较大,很容易造成土壤酸碱平衡被破坏,危害环境。
7. 对农产品品质的影响不同
有机肥料来源于自然,肥料中没有任何化学合成物质,长期施用可以改善农产品品质。化学肥料属纯化学合成物质,施用不当能降低农产品品质。
综上所述,有机肥料和化肥在多个方面存在明显差异,在农业生产中应根据实际情况合理搭配使用,以达到更好的种植效果。
三、有机肥料的作用
(一)提高土壤有机质
有机肥料对于提高土壤有机质有着至关重要的作用。增施有机肥料可以逐渐提高土壤有机质含量,因为土壤有机质几乎是绝大部分养分循环反应的推动力。有机肥料除了可以提供植物生长所需的碳源、能源、氟源、磷源等外,部分有机质成分还具有中和毒性的作用。在含有机质较多而矿化条件正常的土壤以及施有有机肥料的土壤中生长的作物一般较少发现微量元素缺乏症。土壤有机质经微生物分解的产物以及植物根系的分泌物均能作用于土壤矿物质,并促进其溶解。同时,有机质对土壤中的阳离子交换力有很大影响,能增大土壤吸肥保肥的能力,并对土壤 pH 有很大缓冲与稳定作用。
(二)增加土壤养分
有机肥料含有作物生长必需的营养成分,且所含养分各有特点。例如粪尿类含氮、磷较丰富,此外还含有各种微量营养元素,如硼、锰、铜、钼、锌等。有机肥料养分齐全、易分解,其所含营养元素的含量和配比很适合作物吸收利用。施用有机肥不但补充了土壤养分,同时从养分循环的角度看,还可以使作物从土壤中吸收的营养元素得到再生,减少土壤养分的亏缺,起到培肥地力的作用。研究表明,施用有机肥料能增加土壤微量元素如锌、锰、铁等的有效性,补偿作物根际养分亏缺,有助于改善作物的微量营养状况。有机肥含有氨基酸、蛋白质、糖、脂肪、胡敏酸等各种有机养分,有的可以被植物直接吸收利用,有的经分解后被植物吸收利用,是作物的重要营养源,对改善作物品质有重要意义。施用有机肥将大量的微生物和酶带入土壤,促进了土壤微生物的生长和繁殖,提高了酶的活性,加速了有机物的分解、转化,活化了土壤养分,使一些被固定的元素释放出来供作物吸收利用,从而改善了土壤的养分状况,提高了土壤的供肥能力。
(三)促进土壤新陈代谢
有机肥料有利于土壤新陈代谢。有机肥分解产生的 CO₂又是土壤中 CO₂的重要来源,施用有机肥增加了土壤 CO₂的释放能力,提供了丰富的能被植物直接吸收利用的 CO₂养分,从而提高了作物的光合效率,增加产量。有机物分解产生 CO₂,绿色植物利用 CO₂进行光合作用合成有机物质的过程在物质循环和生物能量转换中具有重要意义。同时土壤 CO₂含量的增加也促进了土壤和外界的气体交换,改善了土壤的吸收状况,使土壤固、气、液相协调性增加,为植物生长提供了良好的条件。有机肥将大量的酶、微生物带入土壤,给土壤增添了新的生命物质,促进了土壤中有机物不断分解转化成为养分,供植物吸收利用,同时不断产生全新的化合物,使土壤养分不断积累。微生物还使一些被土壤固定的养分释放出来,使一些易淋失的养分被吸附,提高了土壤的供肥和保肥能力。
(四)增强作物抗逆性
有机肥料含有生物物质、抗生素等,能增强作物的抗逆性和对不良环境的适应能力。在抗旱性方面,有机肥能改善土壤结构,提高土壤保水能力。同时有机肥能增加土壤腐殖质,非特异性腐殖质中所含的脂、树脂和蜡等浸润土壤团粒后,增强了流水性,减少了土壤浸润过程和毛细管移动的速度以及土壤水分的蒸发量,有效地提高了作物的抗旱性能。在抗寒性方面,有机肥料也能发挥一定作用,帮助作物更好地适应低温环境。
四、有机肥料的发展历程与现状
(一)发展历程
在罗马时代,农民就发现在前作为豆科植物的大田里种植谷类作物时,其产量有所提高,因此注意到细菌能增富农业土壤中的营养。1838 年,法国农业化学家布森高发现了豆科植物能固定氮。1843 年建立了第一个农业试验站,对各种轮作制中作物产量和成分进行了较为精确的分析。1886 - 1888 年德国科学家赫尔里格尔在砂培条件下证明,豆科植物只有形成根瘤菌才能固定大气中的氮。1888 年荷兰学者贝叶林克分离了根瘤菌,这是微生物肥料方面的突破。自此以后,就有诸多的细菌制剂用于土壤和农作物种子的拌种和包衣。20 世纪 20 年代,又有一些新的微生物制剂用于大田土壤和农作物,但效果不甚理想。20 世纪 40 年代,美国农业部颁发了生物杀虫剂许可证,至今已有 20 多种不同的微生物产品为这一目的而使用。
我国作为农业大国,有机肥历史悠久。初期主要是农家肥,通过简单的堆制或沤制获得具有一定肥效的肥料。随着农业的发展,工厂化生产的有机肥料应运而生,具有集中生产、质量均一、有产品标准、生产正规化等特点,目前正处于快速发展期。之后又发展出生物菌肥,在第二代有机肥生产的基础上加入活性功能菌,增强植物生长能力或改善土壤品质,正处于推广期。现在还有单位重量中有效营养物质含量高、营养元素全面、危害物质低、产品附加值高的第四代有机肥,处于市场成长期。而第五代定制有机肥料目前还停留在理论研究阶段。
(二)销售增长情况
中国有机肥料销售收入增长迅速。中国有机肥料销售年均增速达到 56.72%,销售收入由 3.55 亿元增长至 317.63 亿元,增长了近 100 倍。
(三)政策支持力度
国家对有机肥的生产十分重视,近几年在政策方面给予倾斜来支持其发展。从 2008 年 6 月 1 日开始,根据财政部和国家税务总局的文件要求,生物有机肥产品完全免税。山东省政府也已经连续几年针对有机肥项目进行了补贴。不仅如此,国家还相继启动 “无公害食品行动计划”、“绿色食品”、“有机食品” 认证等相关计划及政策,对农产品进行质量安全控制,一定程度上也带动了有机肥的市场需求。全国政协委员杨建平也提出调整有机肥料行业类别并加大政策支持的建议,将有机肥料制造调整到农林类,并按照农林、环保、社会公益类企业予以扶持,给予生产用电、运输等方面的优惠。此外,政府还加大补贴力度,结合实施测土配方施肥、耕地保护与质量提升、东北黑土地保护利用试点等项目,采用物化补贴的方式,鼓励和引导农民增施有机肥。北京、江苏、上海、浙江等省市相继出台了农民施用商品有机肥补贴的政策,补贴金额每吨 150―480 元不等。2018 年,中央财政安排 20 亿元,支持 120 个畜牧大县整县推进畜禽粪污有机肥资源化利用。
五、有机肥料的未来展望
有机肥料在生态农业中扮演着至关重要的角色,其未来发展前景广阔,有望逐渐取代其他肥料成为农业生产中的必备肥料。
随着人们对环保和健康的日益重视,有机农业逐渐成为主流。而有机肥料作为有机农业的核心要素,其市场需求不断攀升。据预测,未来几年有机肥产业产值将达 5000 亿元,展现出无限商机与前景。
从环保角度来看,有机肥料与环境有很好的相容性,不会对环境造成污染。相比之下,化肥是将高纯度的无机盐埋入土壤,容易造成土壤酸碱平衡被破坏,危害环境。有机肥料的施用能减少农业生产对环境的污染,促进生态平衡。它能增加土壤中的有机质含量,提高土壤的生物活性,为土壤微生物提供良好的生长环境,促进土壤微生物的活动,使土壤更加肥沃。
在提高农产品品质方面,有机肥料来源于自然,肥料中没有任何化学合成物质,长期施用可以改善农产品品质。而化学肥料属纯化学合成物质,施用不当能降低农产品品质。随着消费者对绿色、健康食品需求的增加,有机肥料的优势将更加凸显。
政策方面,国家对有机肥的生产十分重视,近几年在政策方面给予倾斜来支持其发展。不仅有税收优惠政策,还有补贴政策,鼓励和引导农民增施有机肥。同时,国家还相继启动 “无公害食品行动计划”、“绿色食品”、“有机食品” 认证等相关计划及政策,对农产品进行质量安全控制,这在一定程度上也带动了有机肥的市场需求。
从技术创新角度来看,为了满足市场对高品质有机肥的需求,技术创新成为推动产业升级的关键。新型生物技术在有机肥生产中的应用,有效提高了有机肥的养分含量和生物活性。此外,智能制造技术在有机肥生产设备上的应用,提高了生产效率,降低了成本。
未来,有机肥料有望在农业生产中发挥更大的作用。随着市场需求持续增长、技术创新驱动以及政策支持等因素的共同作用,有机肥料将逐渐取代其他肥料成为必备肥料,为实现农业可持续发展做出更大的贡献。