生物有机肥的认识误区.ppt

1,生 物 有 机 肥 认识上的误区 使用中的问题,沈阳农业大学 关连珠,2,一、东北地区玉米生产概况 Maize production status 二、东北地区玉米施肥现状 Maize fertilization status 三、东北地区玉米施肥存在问题 Problems on maize fertilization 四、下一步研究重点 Emphasis on the future study,汇报提纲 Outline,一、生物有机肥的含义,有机肥料 NY5252002,有机物料腐熟剂NY6092002,生物有机肥NY8842004,农用微生物菌剂GB202872006,复合微生物肥料NY7982004,我国现有国家和行业的产品质量标准,生物有机肥是一个独立的产品？,3,一、东北地区玉米生产概况 Maize production,气候特征 Climate characteristic,东北区属大陆性季风气候，雨热同期；为典型雨养农业。自黑龙江第三积温带以南的中部半湿润区为东三省玉米种植优势区域：其有效积温：2300 ;无霜期110200天，降雨400 m1000 mm。抗灾能力较弱，玉米生产受干旱等自然因素影响较大，总产波动性较大。,从原料来源、生产加工、产品特性和作用功能上看： 生物有机肥实际上就是一种特定的“有机肥料”，只不过是在特定有机肥中添加了具有特定功能的微生物菌种，使它除具备有机肥料的营养和改土作用之外，还具有微生物肥料（特定微生物菌剂）的功效。,固氮？解磷？解钾？纤维素分解？,4,ppm,二、东北地区玉米施肥现状 Maize fertilization status,土壤养分现状 Soil nutrient condition,土壤氮素基本持平，磷素水平有较大幅度提高，钾素显著下降,Soil N content was stable , P content was increased obviously ,and K content was decreased significantly.,目前用于肥料的微生物菌种主要包括固氮菌、根瘤菌、解磷菌、解钾菌、芽胞杆菌、纤维素分解菌等,这些微生物菌种单一或复合存在于特定培养基中，即为微生物肥料，添加于已经无害化处理的特定有机肥中即成为生物有机肥 。,某些生物有机肥中可能添加了单一一种微生物菌剂，也 可能添加了多种微生物菌种，但大多都添加了几种微生 物菌种。,微生物菌种复合的随意性？微生物菌剂的作用？,固氮菌:固氮酶活性最大、100公斤/亩、300天、24小时 =3.6公斤亩.,5,分为湿润农林区、 半湿润农业区和 半干旱农牧区三个生态类型区。,农业区划 Agriculture zone,一、东北地区玉米生产概况 Maize production,几种肥料的主要质量标准比较,问题：1、有机质含量？ 2、总养分量？ 3、有效活菌数？（特定菌？培养基绝对单一？）,6,ppm,二、东北地区玉米施肥现状 Maize fertilization status,土壤养分现状 Soil nutrient condition,土壤氮素基本持平，磷素水平有较大幅度提高，钾素显著下降,Soil N content was stable , P content was increased obviously ,and K content was decreased significantly.,欧美国家有机肥产品的基本养分标准,养分数量限制的是上线?,7,草原草甸型 黑钙土、风沙土、盐碱土,平原台地型 黑土、棕壤、草甸土,丘陵山地型 暗棕壤、黑土、白浆土,主要土壤类型分布 Main soil type,一、东北地区玉米生产概况 Maize production,二、认识上的误区 1、生物有机肥并不是万能产品，也并不是世纪的产物,我国农业生产中肥源的变化,灰肥（有机肥）,灰肥+粪肥（有机肥）,灰肥+粪肥+绿肥+生物肥（有机肥+生物肥）,灰肥+粪肥+绿肥+化肥+生物肥（有机肥+化肥+生物肥）,古代 中古及近代 近代,生物肥在我国是伴随绿肥紫云英的栽种（北移）而发展起来的根瘤菌，已有50多年的历史，期间至少经历了三次起伏。,8,ppm,二、东北地区玉米施肥现状 Maize fertilization status,土壤养分现状 Soil nutrient condition,土壤氮素基本持平，磷素水平有较大幅度提高，钾素显著下降,Soil N content was stable , P content was increased obviously ,and K content was decreased significantly.,我国微生物肥料的研究始于上世纪40年代，最早研究应用的是根瘤菌制剂，代表和奠基人有张宪武先生、陈华癸院士和樊庆笙先生等。50年代是早期发展的时期，开始研究应用了包括根瘤菌在内的固氮菌、溶磷细菌、硅酸盐细菌等细菌肥料；60年代则主要推广应用了“5406”放线菌抗生菌肥料；70-80年代中期开始研究由土壤真菌制成的泡囊丛枝菌根(AM菌根)。这3次不稳定的起伏发展，其主要原 因是产品质量无保证、产品质量无标准和行业无监管，以致每次发展的时间都不长。,9,主要土壤耕地面积 Main soil cultivated land area,一、东北地区玉米生产概况 Maize production,耕地面积3.22亿亩，主要耕地土壤类型为草甸土、 黑土和黑钙土，黑土区是东北地区主要粮食产区。,2、生物有机肥在改良土壤，捕获和调控植物营养元素，以及改善植物生存环境等方面确实具有很好的作用，但是仍然不能完全替代化肥（有机种植除外）。,生物有机肥的优点,改善土壤环境与提高土壤肥力（OM）,改善土壤微生态环境，发挥微生物的优势,与化肥配合使用提高农产品产量,增强植物抗逆性，改善农产品质量,调控植物营养元素的,10,东北地区化肥施用量与粮食总产变化,粮食总产与施肥关系 Grain production and fertilization,1995-1999年间平均1公斤化肥生产20公斤粮食 2000-2005年间平均1公斤化肥生产17公斤粮食 化肥用量呈总体增加趋势，但生产的粮食呈总体 下滑趋势,一、东北地区玉米生产概况 Maize production,长期施肥对作物产量的影响*,11,ppm,二、东北地区玉米施肥现状 Maize fertilization status,土壤养分现状 Soil nutrient condition,土壤氮素基本持平，磷素水平有较大幅度提高，钾素显著下降,Soil N content was stable , P content was increased obviously ,and K content was decreased significantly.,有机肥与化肥配合施用的玉米作物产量,12,ppm,二、东北地区玉米施肥现状 Maize fertilization status,土壤养分现状 Soil nutrient condition,土壤氮素基本持平，磷素水平有较大幅度提高，钾素显著下降,Soil N content was stable , P content was increased obviously ,and K content was decreased significantly.,有机肥、生物有机肥、生物肥与化肥配合施用才是保障粮食安全的基础。,化肥,有机肥,生物肥,13,ppm,二、东北地区玉米施肥现状 Maize fertilization status,土壤养分现状 Soil nutrient condition,土壤氮素基本持平，磷素水平有较大幅度提高，钾素显著下降,Soil N content was stable , P content was increased obviously ,and K content was decreased significantly.,3、生物（有机肥）确实在优质农产品生产中起到了重要作用，但是仍然存在着安全问题，特别是有机肥，并不是使用有机肥一定能生产出优质农产品,生产生物（有机肥）的原料多是各种农业废弃物，其中畜禽粪便所占比重较大，而畜禽粪便中携带了多种环境风险物质。包括重金属、抑菌类的抗生素和多种化学激素。,14,允许作猪饲料药物添加剂的兽药品种及使用规定 （农业部1997第8号文件）,15,ppm,二、东北地区玉米施肥现状 Maize fertilization status,土壤养分现状 Soil nutrient condition,土壤氮素基本持平，磷素水平有较大幅度提高，钾素显著下降,Soil N content was stable , P content was increased obviously ,and K content was decreased significantly.,世界各国商品有机肥中允许重金属含量,单位：mg/kg,*中国1是生物有机肥NY884;中国2是商品有机肥NY525；中国3是有机茶生产技术规范NY/T5197,有机肥中的重金属已经引起世界各国的注意！,16,ppm,二、东北地区玉米施肥现状 Maize fertilization status,土壤养分现状 Soil nutrient condition,土壤氮素基本持平，磷素水平有较大幅度提高，钾素显著下降,Soil N content was stable , P content was increased obviously ,and K content was decreased significantly.,辽宁集约化养殖厂畜禽粪便中的重金属含量 单位：mg/kg,17,ppm,二、东北地区玉米施肥现状 Maize fertilization status,土壤养分现状 Soil nutrient condition,土壤氮素基本持平，磷素水平有较大幅度提高，钾素显著下降,Soil N content was stable , P content was increased obviously ,and K content was decreased significantly.,辽宁畜禽粪便中四环素类抗生素残留量,单位:mg/kg,张慧敏等对浙北地区施用畜禽粪便的农田土壤进行检测发现, 土霉素、四环素和金霉素的检出率分别为：93%、88% 和93%,18,ppm,二、东北地区玉米施肥现状 Maize fertilization status,土壤养分现状 Soil nutrient condition,土壤氮素基本持平，磷素水平有较大幅度提高，钾素显著下降,Soil N content was stable , P content was increased obviously ,and K content was decreased significantly.,有机物料（废弃物）的无害化处理是资源化 利用的前提,有机废弃物无害化处理,有机废弃物异味的去除,有机废弃物中有害病原菌以及杂草种子的杀灭,有机废弃物中内源有害有机物质的降解,有机废弃物中残留抗生素的消减,有机废弃物中所含重金属的钝化,无害化处理的有效途径是堆腐发酵，在堆腐发酵过程中添加各种掩蔽剂、吸附剂、降解菌、钝化剂、螯和剂等。,19,ppm,二、东北地区玉米施肥现状 Maize fertilization status,土壤养分现状 Soil nutrient condition,土壤氮素基本持平，磷素水平有较大幅度提高，钾素显著下降,Soil N content was stable , P content was increased obviously ,and K content was decreased significantly.,猪粪,鸡粪,畜禽粪便中金霉素在腐解过程中的变化,20,ppm,二、东北地区玉米施肥现状 Maize fertilization status,土壤养分现状 Soil nutrient condition,土壤氮素基本持平，磷素水平有较大幅度提高，钾素显著下降,Soil N content was stable , P content was increased obviously ,and K content was decreased significantly.,几种畜禽粪便堆腐过程中DTPA浸提Pb、Cd、Cu和Zn相对含量的变化,铅,镉,铜,锌,21,ppm,二、东北地区玉米施肥现状 Maize fertilization status,土壤养分现状 Soil nutrient condition,土壤氮素基本持平，磷素水平有较大幅度提高，钾素显著下降,Soil N content was stable , P content was increased obviously ,and K content was decreased significantly.,时间?短？长？,22,ppm,二、东北地区玉米施肥现状 Maize fertilization status,土壤养分现状 Soil nutrient condition,土壤氮素基本持平，磷素水平有较大幅度提高，钾素显著下降,Soil N content was stable , P content was increased obviously ,and K content was decreased significantly.,Powlson et al，通过对长期施用厩肥和化肥两个试验区0110cm深度土壤中无机氮含量比较，结果表明：施用厩肥区每公顷积累无机氮200公斤，积累硝态氮130公斤；施用化肥每公顷积累无机氮80公斤，积累硝态氮40公斤 按照Addiscott建立的硝态氮淋失模型推测：厩肥区每年每公顷可淋失124公斤硝态氮，化肥区只有25公斤,生物（有机肥）的不正确使用也可能造成土壤中硝酸盐的积累,23,ppm,二、东北地区玉米施肥现状 Maize fertilization status,土壤养分现状 Soil nutrient condition,土壤氮素基本持平，磷素水平有较大幅度提高，钾素显著下降,Soil N content was stable , P content was increased obviously ,and K content was decreased significantly.,我国河北省某市郊养鸡集中地区，蔬菜地平均每年每亩施用纯鸡粪5吨左右，土壤中含亚硝酸盐0.0450.071%，含亚硝胺（主要是二甲基亚硝胺和二乙基亚硝胺）0.387.52mg/kg。,有机物料腐解过程中硝态氮含量的变化,24,ppm,二、东北地区玉米施肥现状 Maize fertilization status,土壤养分现状 Soil nutrient condition,土壤氮素基本持平，磷素水平有较大幅度提高，钾素显著下降,Soil N content was stable , P content was increased obviously ,and K content was decreased significantly.,施用有机肥的分解产物可以直接参与亚硝胺的合成 土壤中积累大量的亚硝酸盐将参与胺的合成 长期施用有机肥，在有机物质腐解过程中，有可能产生低pH的微环境，促进亚硝胺的合成 有机肥分解产生可吸附胺，形成局部胺浓度较高区，有利于亚硝胺的形成,25,ppm,二、东北地区玉米施肥现状 Maize fertilization status,土壤养分现状 Soil nutrient condition,土壤氮素基本持平，磷素水平有较大幅度提高，钾素显著下降,Soil N content was stable , P content was increased obviously ,and K content was decreased significantly.,三、生物（有机肥）使用中注意的几个问题,26,ppm,二、东北地区玉米施肥现状 Maize fertilization status,土壤养分现状 Soil nutrient condition,土壤氮素基本持平，磷素水平有较大幅度提高，钾素显著下降,Soil N content was stable , P content was increased obviously ,and K content was decreased significantly.,提升土壤有机质？ 培肥改良土壤？ 改善和调控植物营养？,有机质含量？ 养分含量？ 微生物种类和数量？ 污染物含量？,有机肥来源？ 有机肥产出量？,1、有机肥的使用数量,发挥特定微生物的特定功能?,27,ppm,二、东北地区玉米施肥现状 Maize fertilization status,土壤养分现状 Soil nutrient condition,土壤氮素基本持平，磷素水平有较大幅度提高，钾素显著下降,Soil N content was stable , P content was increased obviously ,and K content was decreased significantly.,菜地每茬猪粪施用限量,果园每年猪粪施用限量 单位:t/hm2,单位:t/hm2,*问题是没有注明猪粪中的质量指标要求,中华人民共和国农业行业标准 NY/T 1334-2007畜禽粪便安全使用准则,28,ppm,二、东北地区玉米施肥现状 Maize fertilization status,土壤养分现状 Soil nutrient condition,土壤氮素基本持平，磷素水平有较大幅度提高，钾素显著下降,Soil N content was stable , P content was increased obviously ,and K content was decreased significantly.,辽宁省耕地土壤有机质年矿化总量概算,为保证土壤有机质平衡所需要的有机肥使用量,29,ppm,二、东北地区玉米施肥现状 Maize fertilization status,土壤养分现状 Soil nutrient condition,土壤氮素基本持平，磷素水平有较大幅度提高，钾素显著下降,Soil N content was stable , P content was increased obviously ,and K content was decreased significantly.,主要有机物料的腐解残留率（旱田）,30,ppm,二、东北地区玉米施肥现状 Maize fertilization status,土壤养分现状 Soil nutrient condition,土壤氮素基本持平，磷素水平有较大幅度提高，钾素显著下降,Soil N content was stable , P content was increased obviously ,and K content was decreased significantly.,主要有机物料的腐解残留率（水田）,31,ppm,二、东北地区玉米施肥现状 Maize fertilization status,土壤养分现状 Soil nutrient condition,土壤氮素基本持平，磷素水平有较大幅度提高，钾素显著下降,Soil N content was stable , P content was increased obviously ,and K content was decreased significantly.,辽宁省主要土壤有机肥的建议施用量,32,ppm,二、东北地区玉米施肥现状 Maize fertilization status,土壤养分现状 Soil nutrient condition,土壤氮素基本持平，磷素水平有较大幅度提高，钾素显著下降,Soil N content was stable , P content was increased obviously ,and K content was decreased significantly.,有机肥中环境风险物质，特别是重金属含量也是决定有机肥施用量的重要参考数据。 根据食品的卫生要求，在使用有机肥时，可以考虑用下列公式计算施肥量，或确定有机肥中允许的重金属含量。 生物产量（kg/hm2）粮食质量标准（mg/kg）= 有机肥使用量（kg/hm2）有机肥中重金属含量（mg/kg）,33,ppm,二、东北地区玉米施肥现状 Maize fertilization status,土壤养分现状 Soil nutrient condition,土壤氮素基本持平，磷素水平有较大幅度提高，钾素显著下降,Soil N content was stable , P content was increased obviously ,and K content was decreased significantly.,有机肥使用时间？,秋天？,春天？,考虑实用、安全 和方便,2、有机肥的使用时间,现有研究结果表明，有机肥的使用除影响施肥效果之外， 也影响有机肥中环污染物质的迁移转化和生物风险*,34,ppm,二、东北地区玉米施肥现状 Maize fertilization status,土壤养分现状 Soil nutrient condition,土壤氮素基本持平，磷素水平有较大幅度提高，钾素显著下降,Soil N content was stable , P content was increased obviously ,and K content was decreased significantly.,有机肥使用方法？,基肥,追肥,与化肥配合施用,撒、条、穴、环,条、穴、环、叶,3、有机肥的使用方式,有机肥的使用方式与有机肥的种类、有机肥的使用 对象等因素有关,35,ppm,二、东北地区玉米施肥现状 Maize fertilization status,土壤养分现状 Soil nutrient condition,土壤氮素基本持平，磷素水平有较大幅度提高，钾素显著下降,Soil N content was stable , P content was increased obviously ,and K content was decreased significantly.,作物秸秆还田,土壤有机质提升的重要手段之一,基本还田方式,直接还田（粉碎还田、整株还田）,腐熟还田 (包括秸秆反应堆),过腹还田,问题：秸秆直接还田后的土壤水分和土壤温度直接影响秸秆在土壤中的腐解，微生物快腐剂的应用仍然受到水分和温度的制约，在东北地区应用比较困难，腐熟还田和过腹还田也需要一定的条件。,36,ppm,二、东北地区玉米施肥现状 Maize fertilization status,土壤养分现状 Soil nutrient condition,土壤氮素基本持平，磷素水平有较大幅度提高，钾素显著下降,Soil N content was stable , P content was increased obviously ,and K content was decreased significantly.,秸秆炭化以后作为生物黑炭还田是可以考虑的秸秆 还田方式之一？,玉米秸秆炭化以后还田与直接还田，在改良 培肥土壤、以及经济效益上的效果对比研究 是回答上述问题的关键！,现有研究报告显示：每1吨玉米秸秆可以得到：,300公斤生物质炭 250公斤木醋液 40公斤焦油 800立方米可燃气体,37,生物黑炭(biochar)是指各种作物秸秆及生活垃圾（椰壳、桃核及杏核、废轮胎、木材、锯末、石油基重油、纤维素、稻壳、玉米穗轴、糖、骨头等）在无氧条件下高温热解后的固态产物的统称，主要为纤维素、羰基、酸及酸的衍生物、呋喃、吡喃以及脱水糖、苯酚、烷属烃及烯属烃类的衍生物等成分复杂有机碳的混合物，性质与活性炭类似。目前主要围绕固碳减排开展工作。,38,ppm,二、东北地区玉米施肥现状 Maize fertilization status,土壤养分现状 Soil nutrient condition,土壤氮素基本持平，磷素水平有较大幅度提高，钾素显著下降,Soil N content was stable , P content was increased obviously ,and K content was decreased significantly.,1、有机肥料中的有机营养可能是有机肥调控植物营养、改善农产品品质，发挥各种有益作用的主要原因之一，应引起进一步关注。,四、展望,39,ppm,二、东北地区玉米施肥现状 Maize fertilization status,土壤养分现状 Soil nutrient condition,土壤氮素基本持平，磷素水平有较大幅度提高，钾素显著下降,Soil N content was stable , P content was increased obviously ,and K content was decreased significantly.,有机肥（物料）的有机营养（氨基酸含量）,40,ppm,二、东北地区玉米施肥现状 Maize fertilization status,土壤养分现状 Soil nutrient condition,土壤氮素基本持平，磷素水平有较大幅度提高，钾素显著下降,Soil N content was stable , P content was increased obviously ,and K content was decreased significantly.,家畜、家禽粪便中的核酸含量（cmolkg干重）,41,ppm,二、东北地区玉米施肥现状 Maize fertilization status,土壤养分现状 Soil nutrient condition,土壤氮素基本持平，磷素水平有较大幅度提高，钾素显著下降,Soil N content was stable , P content was increased obviously ,and K content was decreased significantly.,2、有机肥料中的腐殖酸以及微生物繁殖过程中产生的对植物有益的代谢产物（维生素B1、维生素B2、维生素B12和吲哚乙酸）可能是生物有机肥料具有生理活性的基础物质，也是刺激和调节作物生长关键要素，更是需要进一步明确的关键问题之一。,42,ppm,二、东北地区玉米施肥现状 Maize fertilization status,土壤养分现状 Soil nutrient condition,土壤氮素基本持平，磷素水平有较大幅度提高，钾素显著下降,Soil N content was stable , P content was increased obviously ,and K content was decreased significantly.,3、生物（有机肥）改善植物生长的微环境，诱导植物酶 活性(多酚氧化酶、苯甲氨酸解氨酶、脂氧合酶、几丁质酶、一1，3 葡聚糖酶 )，提高土壤肥力可能是增强植物抗逆性（抗病、 抗虫、抗旱、抗涝、抗寒、抗盐等）的主要原因之一，需 要进一步验证核实。,43,ppm,二、东北地区玉米施肥现状 Maize fertilization status,土壤养分现状 Soil nutrient condition,土壤氮素基本持平，磷素水平有较大幅度提高，钾素显著下降,Soil N content was stable , P content was increased obviously ,and K content was d