袁紅玲,劉銳杰,顧朝暉
(河南心連心化肥有限公司,河南新鄉(xiāng) 453731)
功能性復(fù)混肥料(Functional Compound Fertilizer)簡稱功能性復(fù)肥或功能肥料,它是指適用于某一地域的某種(或某類)特定作物的肥料或含有某種特定物質(zhì)、具有某種特定作用的肥料。目前,功能性肥料的開發(fā)基于解決以下問題:①化肥利用率過低;②化肥增產(chǎn)效率低;③化肥資源的過度消耗;④作物抗逆性降低;⑤農(nóng)作物營養(yǎng)失調(diào),產(chǎn)品品質(zhì)下降;⑥土壤環(huán)境惡化。國內(nèi)開發(fā)的功能性肥料主要有以下幾個類別:緩/控釋肥、有機(jī)肥、無機(jī)肥、微生物肥、海藻肥等。
緩釋肥和控釋肥其實是不同的概念,緩釋肥(SRFs)又稱長效肥料,主要是指施入土壤后轉(zhuǎn)變?yōu)橹参镉行юB(yǎng)分的速度比普通肥料緩慢的肥料,其釋放速率、方式和持續(xù)時間不能很好地控制,受施肥方式和環(huán)境條件的影響較大;控釋肥(CAFs)是緩釋肥的高級形式,主要是指通過各種機(jī)制措施預(yù)先設(shè)定肥料在作物生長季節(jié)的釋放模式,使其養(yǎng)分釋放規(guī)律與作物養(yǎng)分吸收基本同步,從而達(dá)到提高肥效的一類肥料。由于它們的功能大體上具有一致性,所以往往被人們混淆概念。
緩/控釋肥主要分為:包衣類、內(nèi)置類和抑制類。脲甲醛是尿素與醛類(主要是甲醛)的縮合物,脲醛緩釋肥仍是目前主要的包衣緩釋肥之一,有著較長的研究應(yīng)用和生產(chǎn)歷史;內(nèi)置類是指將緩/控釋劑與化肥原料一起造粒而成的;抑制類肥指添加了尿酶抑制劑或硝化抑制劑,通過抑制尿素中有效養(yǎng)分釋放并較充分利用的一類緩控釋肥。
目前,緩/控釋肥是化肥行業(yè)發(fā)展的熱門,很多研究單位和化肥企業(yè)都在開展不同類型的緩控釋肥料的開發(fā)和應(yīng)用研究,并取得了一定的實質(zhì)性進(jìn)展,有部分肥料產(chǎn)品及生產(chǎn)設(shè)備已經(jīng)面世。然而,要使緩控釋肥生產(chǎn)成本進(jìn)一步降低,盡快擴(kuò)大推廣應(yīng)用范圍,仍有大量的工作要做。
狹義上的有機(jī)肥是指以各種動物廢棄物(包括動物糞便、動物加工廢棄物)和植物殘體(餅肥類、作物秸稈、落葉、枯枝、草炭等),采用物理、化學(xué)、生物或者三者兼有的處理技術(shù),經(jīng)過一定的加工工藝(包括但不限于堆置、高溫、厭氧),消除其中的有害物質(zhì)(病原菌、病蟲害、雜草種籽等),達(dá)到無害標(biāo)準(zhǔn)化的含碳物料。以有機(jī)廢棄物為原料,采用生物發(fā)酵工藝生產(chǎn)生物腐植酸多功能產(chǎn)品,是一個朝陽產(chǎn)業(yè)。它是將有機(jī)廢棄物轉(zhuǎn)化為生物腐植酸與生物肥料,施入土壤中,實現(xiàn)“貯碳于土”,將大大減少大氣中CO2的濃度,改善生態(tài)環(huán)境。
山東省某研究院研究了有機(jī)物質(zhì)在作物抗逆中的作用,該所有機(jī)肥研究成果中提到的主要是葉面肥,利用味精廢液、菌渣、風(fēng)化煤、糠醛渣、果膠、糖渣、沼渣、海產(chǎn)品下腳料、天然角蛋白毛發(fā)、豆餅等為原料制備有機(jī)肥料和土壤調(diào)理劑可以有效提高作物抗逆性,使作物產(chǎn)量提高10%以上。
無機(jī)肥為礦質(zhì)肥料,也叫化學(xué)肥料,簡稱化肥。它具有成分單一,含有效成分高,易溶于水,分解快,易被根系吸收等特點,故稱“速效性肥料”。無機(jī)把指用化學(xué)合成方法生產(chǎn)的肥料,包括氮、磷、鉀、復(fù)合肥。
作物健康生長所必需的全面營養(yǎng)元素包括17種,三大氣體元素碳、氫、氧,大量元素氮、磷、鉀,中量元素硅、鈣、鎂、硫,微量元素硼、鐵、鋅、銅、錳、鉬、氯。作物需要較多的是大量元素,但是中微量元素同樣重要,諸多元素遵循著名的“木桶原理”,一只木桶能盛多少水,并不是取決于最長的那塊木板,而是取決于最短的那塊木板。
目前我國的用肥現(xiàn)狀是重大量元素,輕中微量元素。無機(jī)功能性肥料的開發(fā)倡導(dǎo)適當(dāng)降低復(fù)混肥料中N、P、K 主要元素的含量,增加對植物生長有益的中微量元素,不使用沒有營養(yǎng)作用的惰性物質(zhì)作填料,同時產(chǎn)品功能定位在提高作物抗倒伏能力、增加抗病害能力、平衡土壤營養(yǎng)。
然而,無機(jī)功能性肥料的發(fā)展還面臨著諸多阻礙。就國家標(biāo)準(zhǔn)方面,GB18983 -2001 對復(fù)混肥料的要求中規(guī)定,若加入中量元素、微量元素,不在包裝容器和質(zhì)量證明書上標(biāo)明(有國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的除外);現(xiàn)行肥料(尤其是復(fù)合肥料)計價體系中,中量元素不作為計價元素,這些問題的存在都不利于無機(jī)功能性肥料的發(fā)展。
微生物肥最本質(zhì)、最顯著的特征在于它是一種活的、有生命的肥料。微生物肥是以一種或數(shù)種有益微生物,經(jīng)工業(yè)化培養(yǎng)發(fā)酵而成的生物性肥料。通常把微生物肥分為兩類:一類是通過其中所含微生物的生命活動,增加了植物營養(yǎng)元素的供應(yīng)量,導(dǎo)致植物營養(yǎng)狀況的改善,進(jìn)而增加產(chǎn)量,其代表品種是菌肥;另一類是廣義的微生物肥料,雖然也是通過其所含的微生物生命活動作用使作物增產(chǎn),但它不僅僅限于提高植物營養(yǎng)元素的供應(yīng)水平,還包括了它們所產(chǎn)生的次生代謝物質(zhì),如激素類物質(zhì)對植物的刺激作用。
按照微生物的種類及功能,可以把微生物肥分為養(yǎng)分單一型、養(yǎng)分互補型和藥肥兼效型。養(yǎng)分單一型是以根瘤菌、固氮菌、解磷菌、解鉀菌等為代表的單一菌種組成的微生物肥料。目前根瘤菌仍以其突出的效果,具有旺盛的生命力。養(yǎng)分互補型就是按照養(yǎng)分大三元的原理將固氮菌、解磷菌、解鉀菌等營養(yǎng)菌復(fù)合成的微生物肥料。也就是目前市場上推廣的微生物肥料。藥肥兼效型是將具有“營養(yǎng)、調(diào)理、保健”功能的菌種和它們與中藥發(fā)酵產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)有機(jī)組合在一起的復(fù)合微生物肥料。這類肥料十分注重生物防治和刺激生長的作用,把微生物肥料的肥效作用、防病作用和防蟲作用聚合成“三效合一”,故在實際應(yīng)用上,顯示出了強勁的發(fā)展勢頭。
安徽某大學(xué)研究的一種有益的根際微生物——PGPR 菌株,通過大量試驗,在分離、功能、特異性、存活等方面已經(jīng)取得成功,試驗表明,該菌株能有效克服植物的連作障礙。不過,這種微生物肥更適合運用于高價值經(jīng)濟(jì)作物、名貴中藥材、大棚蔬菜等連作障礙的克服方面。
海藻肥是以天然海藻為原料,經(jīng)過物理、化學(xué)或生物降解法提取海藻活性物質(zhì),直接濃縮或與其他氮磷鉀或中微量元素科學(xué)復(fù)配,極大地保留了海藻天然活性成分的新型海洋生物肥料。海藻肥中含有從海藻中提取的促進(jìn)植物生長發(fā)育的天然活性物質(zhì)和礦物質(zhì)營養(yǎng)元素,包括海洋多糖和低聚糖、酚類多聚化合物、甘露醇、甜菜堿、植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)(細(xì)胞分裂素、赤霉素、生長素和脫落酸等),具有促進(jìn)作物根系發(fā)育,提高作物光合效率,促進(jìn)果實早熟的優(yōu)點。常見的海洋藻類包括褐藻、紅藻和綠藻。
山東青島某公司從事海藻肥的開發(fā)和應(yīng)用研究,特別是在滸苔方面所做的研究。用滸苔作為海藻肥原料,運用其專利技術(shù)對海洋季度性暴發(fā)的滸苔進(jìn)行打撈、擠壓、脫水、烘干,制成可以長期保存的海藻肥原料。海藻肥在塊根、塊莖、水果等經(jīng)濟(jì)作物上的效果更優(yōu),可以增加果實甜度,鮮艷色澤,提高品質(zhì)。海藻肥是21 世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ男滦秃Q笊锓柿希l(fā)展海藻肥最關(guān)鍵的因素是要有足量且易得的海藻原料。
當(dāng)前肥料發(fā)展的新趨勢:一是農(nóng)民更加重視肥料質(zhì)量;二是農(nóng)民對肥料的功能要求向多元化方向發(fā)展,不少地方的農(nóng)民不僅要求肥料能增產(chǎn)、提質(zhì),而且要求能保苗、防病、改土;三是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展,技術(shù)進(jìn)步,傳統(tǒng)肥料的作用和地位要重新認(rèn)識,如碳銨、普鈣、鈣鎂磷肥、尿素、一銨、二銨、硝銨、硝酸鉀、磷酸二氫鉀等;四是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變對肥料的品種配置向個性化方向發(fā)展,特別是旱作農(nóng)業(yè)、規(guī)?;N植、和水肥一體化技術(shù)的發(fā)展對長效肥、水溶肥提出新的要求。
針對以上問題,肥料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展應(yīng)該做到:一要與農(nóng)業(yè)發(fā)展目標(biāo)相適應(yīng),國家以發(fā)展糧食為重點,區(qū)域以發(fā)展經(jīng)濟(jì)為中心;二要與農(nóng)村社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展相適應(yīng),做到“六省兩增”,省工、省力、省時、省事、省肥、省錢、增產(chǎn)、增收;三要與區(qū)域農(nóng)業(yè)發(fā)展相配套,對旱作區(qū)、精灌區(qū)、水澆地、水田區(qū)分別發(fā)展長效肥、水溶肥、復(fù)混肥;四要創(chuàng)新理論優(yōu)化管理。未來肥料發(fā)展和植物營養(yǎng)研究的重點不僅要關(guān)注養(yǎng)分含量,更要注重養(yǎng)分形態(tài)及其科學(xué)搭配,同時要研究不同養(yǎng)分形態(tài)的相互轉(zhuǎn)化以及助劑的應(yīng)用對作物營養(yǎng)吸收、轉(zhuǎn)化和肥料利用率提升的作用。