[农学]肥料产业发展历程及粮源仓盛生物有机肥的特点与应用.doc

化肥、生物有机肥与粮源仓盛一、化肥的发展与使用1.化肥的起源与发展1.1化肥的起源 化肥的应用是在以天然物料作为肥料的基础上发站起来的。1840年德国农业化学家李比西在前提出矿质营养学说以后才有了化肥工业。1842年英国人劳斯建成了第一个化肥厂酸法生产过磷酸钙；1861年德国开始兴建钾肥工业并开始生产钾肥；1898年德国发明氰氨法制造氨化钙（即石灰氮），建立了世界第一座人工合成氮肥的工厂。二十世纪初，德国发明了利用空气中的氮与氢化合直接生产氨，1913年德国奥堡建成了世界上第一个合成氨厂并大量投产。二十世纪五十年代，硝酸铵成为世界上最重要的氮肥。1.2化肥在中国 我国化肥工业的发展和化肥的使用与欧美不同。1901年首先从日本输入化肥，品种是硫酸铵也称肥田粉。1933年，日本在大连开办了满洲还行工业株式会社（后改为大连化学厂）和鞍山、抚顺的两个炼焦副产车间，生产硫酸铵。1934年我国建立永利宁化学公司硫酸铵厂，后改为南京化学工业公司氮肥厂。1949年以后，在改建老厂的同时，建成几十个大中型氮肥厂和一千多个小型氮肥厂。氮肥产量跃居世界第一；1953年利用国产磷矿石小规模研制生产了过磷酸钙。1957年在南京建成了年产40万吨过磷酸钙的磷肥厂；1949年前我国没有专业性钾肥生产，1950年仅在青海察尔汗形成年产20万吨氯化钾的生产能力，我国自产的钾肥只能满足需要量的10%左右，大部分仍需要进口。2.化肥的利与弊2.1利 肥料在农业中占有重要地位，据联合国粮农组织(FAO)统计，肥料在农作物增产的总份额中约占4060，品种改良只占20%。我国是一个农业大国，也是世界上最大的肥料生产国、进口国和消费国。自二十世纪八十年代初开始，化学肥料大量应用于国内农业生产，给农业生产带来了革命性的变化，农作物产量得到大幅度提高，全国粮食产量的40%以上是靠施用化肥获得的。在中国这样一个人口大国，能用占世界7%的耕地，养活了世界22%的人口，化肥对农业生产的发展无疑起到了重要的作用。2.2弊 随着化学工业的高速发展，我国化学肥料的生产量不断增大，化肥的施用量也在逐年增加。到了八十年代末，我国的化肥施用量已经占到了世界总用量的1/6，每年生产和消费的化肥量超过4500万吨，但肥料利用率却非常低：氮肥利用率为3040%，磷肥利用率1020%，钾肥利用率5060%。但随着化肥使用量无休止、无节制地增加，施用化肥的一些弊端也日益显现：生产成本提高、肥料利用率降低、环境污染不断加重、人们的健康状况日益下降等等。过多施用的肥料量超过土壤的保持能力时，就会流入周围的水中，形成农业面源污染、造成水体富营养化，导致藻类滋生，继而破坏水环境。据统计，中国每年因不合理施肥造成1000多万吨的氮素流失到农田之外，直接经济损失约300亿元。二十一世纪的农业，食品的安全性越来越受到政府和百姓的关注，倡导绿色无公害产品最需要关注的应该是绿色种植。如何提高化肥利用率，减少环境污染，是当前肥料领域的技术难题。提高化肥利用率的途径很多，目前最有效的方式之一是利用生物活性添加剂去活化腐植酸，增强其化合、吸附、螯合、微生物繁殖等化学活性和生物活性，来有效提高化肥利用率。3.我国的施肥现状和特点3.1 粮食作物投肥积极性下降；3.2 经济作物投肥积极性上升；3.3 经济发达地区用肥多，偏僻贫困地区偏少；3.4 氮磷钾施用比例不合理，重氮轻磷钾、微肥；3.5 有机肥，尤其是生物有机肥使用普遍不足；3.6 测土配方施肥实施困难，在大部分地区未能真正实现；3.7 质量差的肥料占一定的市场份额；3.8 盲目施肥，偏重或偏轻。二、有机肥与生物有机肥1. 有机肥的概念：广义上的有机肥俗称农家肥，由各种动物、植物残体或代谢物组成，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（菜籽饼、棉籽饼、豆饼、芝麻饼、蓖麻饼、茶籽饼等）、堆肥、沤肥、厩肥、沼肥、绿肥、泥肥等；狭义上的有机肥：专指以各种动物废弃物（包括动物粪便、动物加工废弃物）和植物残体（饼肥类、作物秸秆、落叶、枯枝、草炭等），利用物理、化学、生物处理技术，经过一定的加工工艺（包括但不限于堆制、高温、厌氧等），消除其中的有害物质的肥料。精制有机肥：是畜禽粪便经过烘干、粉碎后包装出售的商品有机肥。2. 有机肥成分：含有多种有机酸、肽类以及氮、磷、钾等丰富的营养元素。有机肥料不仅能为农作物提供全面营养，而且肥效平缓持久，可增加和更新土壤有机质，促进微生物繁殖，改善土壤的理化性质和生物活性，是绿色食品生产的主要养分。3. 主要技术指标： 外观：褐色或灰褐色，粒状或粉状，无机械杂质，无恶臭。 有机质含量：30% 总养分：4.0% 水分： 20% 酸碱度(pH)：5.58.0 4. 商品有机肥的种类：根据加工情况和养分状况，商品有机肥分为精制有机肥、有机复混肥和生物有机肥。5. 什么是生物有机肥：生物有机肥，是指将功能微生物与主要以动植物残体（如畜禽粪便、农作物秸秆、饼肥等）为来源并经无害化处理、腐熟的有机物料复合而成的一类兼具微生物活性和有机肥效应的肥料。6. 生物有机肥的优点：6.1 生物有机肥与化肥比较： 6.1.1生物有机肥营养元素齐全；化肥营养元素只有一种或几种。6.1.2生物有机肥能够改良土壤；化肥经常使用会造成土壤板结。6.1.3生物有机肥能提高产品品质；化肥施用过多导致产品品质低劣。6.1.4生物有机肥能改善作物根际微生物群落，提高植物的抗病虫能力；化肥则是作物微生物群体单一，易发生病虫害。 6.1.5生物有机肥能促进化肥的利用，提高化肥利用率；化肥单独使用易造成养分的固定和流失。 6.2 生物有机肥与精制有机肥比较： 6.2.1生物有机肥完全腐熟，不烧根，不烂苗；精制有机肥未经腐熟，直接使用后在土壤里腐熟，会引起烧苗现象。 6.2.2生物有机肥经高温腐熟，杀死了大部分病原菌和虫卵，减少病虫害发生；精制有机肥未经腐熟，在土壤中腐熟时会引来地下害虫。 6.2.3生物有机肥中添加了有益菌，基于菌群的占位效应，可减少病害发生；精制有机肥由于高温烘干，杀死了里面的全部微生物。 6.2.4生物有机肥养分含量高；精制有机肥由于高温处理，造成了养分损失。 6.2.5生物有机肥经除臭，气味轻，无臭味；精制有机肥未经除臭，返潮即出现恶臭。 6.3 生物有机肥与农家肥的区别： 6.3.1生物有机肥完全腐熟，虫卵死亡率达到95%以上；农家肥堆放简单，虫卵死亡率低。 6.3.2生物有机肥无臭；农家肥有恶臭。 6.3.3生物有机肥施用方便，均匀；农家肥施用不方便，肥料施用不均匀。 6.4 生物有机肥与生物菌肥的区别： 6.4.1生物有机肥价格便宜，每吨在千元左右；生物菌肥价格昂贵，每吨上万元。 6.4.2生物有机肥含有功能菌和有机质，能改良土壤促进被土壤固定养分的释放；生物菌肥只含有功能菌，通过功能菌来促进土壤固定肥料的利用。 6.4.3生物有机肥的有机质本身就是功能菌生活的环境，施入土壤后容易存活；而生物菌肥的功能菌可能不适合部分土壤环境。7. 生物有机肥的特点 7.1养分全 生物有机肥能提供作物所需的各种矿质养分和有机养分，包括氮磷钾钙镁硫和微量元素，是一种完全肥料，且持效期长。7.2 调理土壤 改善土壤理化性质，提高土壤孔隙度、通透交换性及植物成活率。解除化肥造成的土壤板结，增强土壤供肥能力，从而提高土壤肥力。7.3 解磷解钾 通过提供有机碳源，促进土壤微生物的活动，提高土壤中难溶性磷和微量元素有效性。7.4 提高土壤阳离子代换量 增强土壤保水保肥能力及对pH的缓冲能力。7.5 增加有益菌和土壤微生物及种群 同时，在作物根系形成的优势有益菌群能抑制有害病原菌繁衍，增强作物抗逆抗病能力降低重茬作物的病情指数，连年施用可大大缓解连作障碍。7.6 减少环境污染 对人、畜、环境安全、无毒，是一种环保型肥料。8. 生物有机肥的功效 8.1 调理土壤 激活土壤中微生物活跃率、克服土壤板结、增加土壤空气通透性。8.2 提高农作物产量 减少水分流失与蒸发、保水、保肥、减少化肥用量、减轻盐碱损害。在减少化肥用量或逐步替代化肥的情况下，提高土壤肥力，使粮食作物、经济作物、蔬菜类、瓜果类大幅度增产。8.3 改善农产品品质 维生素C增加，总酸含量降低，还原糖增加，糖酸比提高，特别是对西红柿、生菜、黄瓜等能明显改善生食部分的品味。8.4 改良作物农艺性状 使作物茎杆粗壮，叶色浓绿，开花提前，做果率高，果实商品性好，提早上市时间。8.5 增强作物抗病性和抗逆性 减轻作物因连作造成的病害和土传性病害，降低发病率。对花叶病、黑胫病、炭疽病等的防治都有较好的效果，同时增强作物对不良环境的综合防御能力。8.6 降解有害物质 有资料显示，生物有机肥可使蔬菜硝酸盐含量平均降低48.387.7%。 三、植物营养与土壤施肥1.植物营养与施肥植物在一定条件下（温度 、光照、水分、二氧化碳、无机养分等），进行光合作用，吸收二氧化碳，放出氧气，把二氧化碳和水等合成有机物，把无机物变成有机物。1.1植物必须的营养元素：碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫、氯、硼、铁、锰、锌、铜、钼、镍这17种元素是大部分植物必须的。另外，有些元素例如硅、钠、钴等，只是小部分植物所必须的。1.2 营养元素的生理功能及缺素症：1.2.1 氮 氮是构成蛋白质的基础物质，又是构成叶绿素的重要成分。缺氮时，蛋白质、核算、磷脂等物质的合成受阻，植株生长矮小，分枝、分蘖少。缺氮还影响叶绿素的合成，叶片薄而黄，下部叶片首先缺绿变黄，逐步向上扩展，造成叶片早衰甚至干枯。1.2.2 磷 磷是细胞核的主要成分，又是构成核酸、磷脂、酶、维生素的主要物质。磷素直接参与呼吸作用和发酵过程，并与光合作用有直接关系。磷还参与含氮物质的代谢，影响植物体蛋白质的含量。磷素供应不足时，植物生长受到抑制，首先下部时片叶色发暗绿或呈紫红色，开花迟，花亦小。1.2.3 钾 钾对碳水化合物的合成、运转、转化等方面起着重要作用。钾有活化多种酶类的功能。缺钾时，植株代谢易失调，光合作用显著下降，茎杆细瘦，根系生长受抑制，叶的尖端和边缘变黄直至桔死，严重时会使大部分叶片枯黄。1.2.4 钙 钙是细胞壁的组成成分，能促进幼根、幼茎生长和根毛的形成。钙能维持细胞膜的结构和正常功能，提高原生质粘性，有利于增强抗寒、抗旱、抗热、抗盐碱的作用。还有平衡生理活动和消除土壤溶液中其它毒害离子的作用。缺钙初期顶芽、幼叶呈淡绿色钩状卷曲，叶尖有粘化现象，叶缘发黄，逐渐枯死；细胞壁不能形成，影响细胞分裂，妨碍新细胞的形成，植株矮化；致使根系发育不良，根尖细胞腐烂、死亡。1.2.5 镁 镁是叶绿素的主要成分，是光合作用及呼吸的活化剂，蛋白质合成活化需要镁的参与。镁能使核糖体亚基结合成稳定的结构，镁是染色体的组成部分。在酸性土壤或沙质土壤中镁容易流失，在碱性土壤中则很少表现缺镁，但在强碱性土壤中镁也会变成不可给态。缺镁最明显的症状是叶片从下部开始，叶肉变黄、叶脉仍绿（与缺氮的区别），严重时叶片早衰、脱落。1.2.6 硫 硫是含硫蛋白质的构成成分，硫与糖类、蛋白质、脂肪的代谢都有密切的关系。缺硫叶绿素含量降低，一般新叶表现缺绿症状，且均衡缺绿，呈黄白色并容易脱落。1.2.7 铁 铁是许多重要酶的辅基。是催化叶绿素合成的酶启动素。铁对叶绿体构造合成作用重大。缺铁最明显的症状是幼芽、幼叶缺绿发黄，甚至变为黄白色（黄叶病），而下部叶片仍为绿色，无坏死斑点。1.2.8 锰 锰是植物细胞内许多酶的活化剂，锰为叶绿素形成和维持叶绿体构造所必需，光合作用中水的光解需要锰的参与。缺锰会使植物体内硝酸态氮积累、可溶性非蛋白态氮素增多，叶片有坏死斑点。叶脉间失绿褪色，但叶脉仍保持绿色，这是与缺铁的主要区别。1.2.9 硼 硼元素与植物的生殖有关，硼有利于花粉形成，可促进花粉萌发、花粉管伸长及受精过程的进行。硼能与糖结合，使糖容易通过质膜，促进运输。缺硼时，根尖、茎尖的生长点停止生长，侧根侧芽大量发生，其后侧根侧芽生长点又死亡，形成簇生状。嫩叶基部浅绿，从叶基起枯死，叶捻曲，根尖生长受抑；花芽分化受影响，受精不良，籽粒减少，发生落花落果现象，小麦“化而不适”、棉花“蕾而不花”；缺硼会阻碍根瘤形成，降低豆科植物的固氮能力。甜菜干腐病、花椰菜褐腐病、马铃薯卷叶病和苹果缩果病都是缺硼所致。1.2.10 锌 锌是许多重要酶的组成成分和活化剂，参与吲哚乙酸的合成。缺锌，叶片褪绿黄化，叶型显著变小，叶脉间坏死斑点大并蔓延至叶脉，茎节间缩短。在枝条尖端常会出现小叶和簇生现象，称为“小叶病”、“簇叶病”等，果实小、畸形，核果浆果的果肉有紫斑，生长缓慢，植株矮小。树木缺锌常出现“小叶病”；玉米苗期出现“花白苗”；水稻引起“火烧苗”；小麦叶片出现白绿条斑；棉花叶片脉间失绿，边缘上卷，节间缩短，生育期推迟；烟草下部叶片的叶尖及叶缘出现水渍状失绿坏死斑点，叶小而厚，节间短；马铃薯株型矮缩，顶端叶片直立，叶小，叶面出现灰色及古铜色不规则斑点，叶缘上卷；大豆叶片呈柠檬黄色，并出现褐色斑点，逐渐扩大并连成坏死斑块；蚕豆出现“白苗”，成长后上部叶片变黄、叶形变小；叶菜类蔬菜植株矮化，叶色发黄或铜青色有斑点；番茄、辣椒等果菜类小叶丛生，新叶发生黄斑，并逐渐向全叶发展。1.2.11 铜 铜是一些氧化还原酶的组分，也是叶绿体中的组分。缺铜会使叶绿素减少，幼叶的叶尖因失绿而黄化、易萎蔫，最后叶片干枯、脱落，叶暗绿色或有坏死斑点。 1.2.12 钼 钼是硝酸还原酶的组分，也是固氮酶的中的钼铁蛋白的组分，在植物氮代谢中有重要作用。缺钼时叶小、叶脉间失绿，叶边缘卷曲，有坏死斑点，向内卷曲。十字花科植物叶片卷曲、畸形，老叶变厚、枯焦。禾谷类作物则籽粒皱缩或不能形成籽粒。1.2.13 氯 氯是生长素吲哚乙酸的组分，在维持电荷平衡方面起重要作用。缺氯有坏死斑点，最终呈青铜色。1.2.14 镍 镍是尿酶、氢酶的金属辅基。镍对于植物氮代谢及生长发育的正常进行是必要的。1.3 植物营养元素“三指标”：有人在1939年提出三条指标，并一直被大家采用：（1）该元素对于正常的生长或生殖是不可缺少的，如果完全缺乏就不能生长和发育；（2）植物对该元素的需要是专一性的，不能被其它元素所代替；（3）该元素必须是在植物体内直接起作用，而不是仅仅使某些其它元素更易生效，或对其它元素发生拮抗的效应。1.4 植物营养元素的来源：氢、氧和碳来自大气、水（H2O）和二氧化碳（CO2）。氢（H2）是从水中取得的，碳是通过光合作用，进入植物体内，氧是通过呼吸作用，参与CO2通过光合作用进入植物体内。空气中的氮，只有豆科或非豆科植物的根瘤、非根瘤共生固氮的高等植物和低等单细胞植物蓝绿藻能利用，一般的植物，除了能和菌类有共生固氮关系的外，都不能直接利用空气中的分子态氮。因此，空气中有78%的氮气，也是不能利用的。陆地植物所需的其它元素，如氮、磷、钾、硫、钙、镁及微量元素，大都取自于土壤。2.土壤肥力指标植物的生长发育所需要的条件是光照、温度、水分、空气和无机养分。通常把水、肥、气、热（温度）四因素称为肥力因素。但水分和肥料（无机养分）人为影响的因素大。肥力“四因素”是同等重要的，不可互相代替。土壤肥力直接指标就是土壤的速效养分，即碱解氮，速效磷，速效钾，有机质在土壤的含量指标。肥力实质是协调土壤供给植物需要的水、热、气、养分之间的矛盾。土壤养分肥力是动态的，凡是水、热、气、养分的动态变化表现稳、匀、足、适程度高的就是好土壤。土壤具有主动协调机能，因为土壤具有由矿物质、有机质和微生物所组成的复合胶体，它可以在一定的条件下吸收和释放养分与水分。土壤结构好熟化程度高的土壤，旱涝都能使作物生长良好，施肥次数少也不会影响作物生长。土壤中的微生物不停的分解土壤中的有机质和矿物质，供给植物生长需要。土壤主动协调的动力是太阳辐射为主的环境条件。表1. 土壤养分含量分级（mg/kg ）土壤养分soil nutritient低low适中middle高high碱解氮N（mg/kg ）速效磷P（mg/kg ）速效钾K（mg/kg ）有机质O.M.（g/kg）6020100120501501.5表2. 中低产田土壤养分含量分级（mg/kg ）土壤养分soil nutritient低low适中middle全氮 (%) 碱解氮N（mg/kg ）速效磷P（mg/kg ）速效钾K（mg/kg ）有机质O.M.（g/kg）0.0240.0560258201001501.01.17表3. 大棚土壤养分含量分级（mg/kg ）Tab.5 Nutrient content gradation in the soils of the plastic covered sheds(mg/kg) 土壤养分 soil nutritient低low适中middle高high 碱解氮 速效磷 速效钾60651251052502.1 土壤氮素以有机态氮存在于土壤中的氮素约占土壤全氮的90%，所以土壤氮素含量主要取决于有机质含量。土壤中大部分有机氮是迟效性的，也有部分结构比较简单的有机态氮，如氨基酸、酰胺和易水解的蛋白质等，它们易转化成无机态氮供作物吸收利用。还有少量的无机态氮、主要是铵态氮、硝态氮和极少量的亚硝态氮，可以被植物直接吸收利用，一般占土壤全氮10%以下。土壤中铵态氮和硝态氮，是可以被作物直接吸收的无机态氮，也称速效氮。因为通常用碱解法测定其含量，所以又称碱解氮。它的含量水平作为衡量土壤供氮强度的指标。山东省耕地土壤碱解氮平均含量为55ppm，非耕地土壤为41ppm。中低产田的氮素水平低于60ppm，施用化肥按全省平均值计算，每亩施纯氮1公斤，土壤增加3.17ppm的碱解氮。2.2 土壤磷素土壤全磷包括无机磷和有机磷。一般情况有机磷占全磷20%50%，无机磷占全磷50%80%。地壳的全磷平均含量在（P2O5）0.28%，即纯磷含量为0.12%。山东省土壤全磷含量在0.020.06之间，为世界平均值的一半。土壤速效磷的含量直接影响作物的产量，很多的土地因为缺磷而产量很低。土壤速效磷在低于20ppm的情况下，对中低产田水平影响不大，对高产田就有较大的影响。土壤磷素在大概1030ppm是作物比较适宜的生长浓度，施肥每季每亩P2O510公斤即可满足作物的需要，并有一定的土壤积累。2.3 土壤钾素土壤中的钾素可分为矿物态钾、缓效性钾和速效性钾三部分。矿物态钾占土壤全钾的98%，它存在于矿物晶格中，如含钾长石、云母中的钾，它在短期内不能被植物利用，所以不能反映土壤的实际供钾能力，但经过物理、化学过程，矿物态钾可以被缓慢释放，补充缓效性钾和速效性钾。山东省土壤全钾含量较丰富，一般含量在1.5%2.0%之间，大约占60%。全省土壤表土层速效钾平均含量为91ppm。含量变化范围较大，低的十几ppm，高者达600ppm以上，速效钾含量在100150ppm的面积最大，占30.13%。在中低产条件下，作物对钾素需求表现不敏感，高产地块钾对作物增产有明显的效果。3.土壤有机质及作用表4. 土壤有机质含量指标低含量（%）一般耕地含量中高肥力含量高肥力土壤0.2-0.70.7-1.01.0-2.02.03.1 土壤有机质：土壤中的有机物质是指土壤中的动、植物体，以及它们分解腐烂的产物。如活的动植物和微生物体，是活的有机物质；枯枝、落叶，残根和动物微生物的尸体，这些物质经小动物及微生物的分解变化，形成土壤有机质。它们的基本成分包括纤维素、木质素、淀粉、糖类、脂肪、蛋白质等等。在这些成分里，包含大量的碳、氢、氧，还有氮、硫、磷和少量的铁、锰、锌、硼、钙等元素。3.2 土壤有机质的作用：土壤有机质是土壤的重要组成部分，有机质的含量和性质是评价土壤肥力水平的重要指标。一般高肥力的土壤，有机质含量较高。它与土壤的发生演变、肥力水平和许多属性都有密切的关系。有机质是作物所需养分的源泉，能直接或间接地供给作物生长所需的氮、磷、钾、钙、镁、硫和各种微量元素；有机质能改善土壤的物理和化学性质，影响和制约着土壤结构的形成及通气性、渗透性、缓冲性、交换性能和保水、保肥性能，这些性能就标志着肥力水平高低。4.土壤微生物及作用4.1 土壤微生物种类：包括细菌、真菌、防线菌、藻类和各种原生动物等。种类很多，数量十分惊人。一克肥沃的土壤里大约有几千万到几亿个。一般说来，土壤越肥沃微生物数目也越多。细菌等生物，在有水、有机营养、温度适合的条件下，大约30分钟可以繁殖一代。细菌有三种类型：一种是必须要在有空气的条件下才能生活的细菌，称为好气性细菌。这类细菌活动的结果，使土壤不断地释放养分，矿质化过程迅速进行；另一种是只能在没有空气或空气很少的条件下才能生活的细菌，称为嫌气性细菌。这类细菌多半属于腐生细菌，常见于水田或沼泽陆地的土壤。嫌气性细菌活动的结果，矿质化速度极慢，有助于形成腐殖质；在二者之间是一种对空气要求并不严格，只要有少量空气就能生活的细菌，为半嫌气细菌。在空气少的条件下，可不断的分解土壤的有机物质，把有机物质变成无机养分供植物利用。4.2 土壤有益微生物的作用 除了分解有机物质，释放无机养分、合成腐殖质和积累养分外，还有两类具备特殊作用的微生物：一类是能分解土壤中的某些矿石，这些矿石含有许多不能被植物利用的养分，特别是磷和钾，通过微生物的分解植物可以吸收利用；另一类是自生固氮细菌，空气中占80%的是氮，植物不能直接利用，这类细菌能够利用大气中的氮素，建造其本身，随着它的死亡和分解，这些氮素就能够为植物利用。还有一类共生固氮细菌，如根瘤菌，豆科植物能与细菌共生，利用植物的能量进行固氮。5.土壤腐殖质及作用腐殖质是土壤中的有机物质，经过微生物的分解与合成作用而产生，化学结构复杂，呈黑褐色凝胶状。它的主要作用是（1）能够改善土壤物理性质，胶结土粒使之形成团粒结构，使土壤松软、柔和，并能调节土壤水分和空气的矛盾；（2）能够吸收土壤里的水溶性的养分，暂时贮存起来，避免雨水淋失到下层；（3）腐殖质本身能进一步分解，释放养分不断供植物吸收利用；（4）腐殖质颜色深暗，能吸收较多的太阳光而转化为热能，增加一定的土壤温度。总之，腐殖质能改善土壤物理、化学和生物的性状，调节土壤的水、肥、气、热的过程，更多的满足植物生长发育的需要。6.土壤酸碱性分级指标PH值是土壤重要的基本性质，也是影响肥力的因素之一。它直接影响土壤养分的存在状态、转化和有效性。一般土壤PH值在5.58.5之间。表5. 土壤酸碱度分级PH值酸碱度分级PH值酸碱度分级9.5碱性强碱性极强碱性7.施肥概念及七“律”学说7.1施肥的概念 当土壤里不能提供作物生长发育所需的营养时，对作物进行人为营养元素补充的行为称为施肥。即供给绿色植物一定浓度范围的无机养分、可转变为无机养分的有机养分，使植物正常生长发育。7.2 施肥七“律”学说7.2.1 第一是养分归还律： 作物产量的形成有40%80的养分来自土壤，但不能把土壤看作一个取之不尽、用之不竭的“养分库”。为保证土壤有足够的养分供应容量和强度，保持土壤养分的携出与输入间的平衡，要施肥补充才能使土壤的养分保持平衡，依靠施肥，可以把被作物吸收的养分“归还”土壤，确保土壤肥力，使作物正常生长；7.2.2 第二是最小养分律：作物生长发育需要吸收各种养分，但严重影响作物生长限制作物产量的是土壤中那种相对含量最小的养分因素，也就是最缺的那种养分(最小养分)。如果忽视这个最小养分，即使继续增加其它养分，作物产量也难以再提高。只有增加最小养分的量，产量才能相应提高。经济合理的施肥方案，是将作物所缺的各种养分同时按作物所需比例相应提高，作物才会高产。可以用木桶理论来解释，按作物的吸收规律，每种元素的比例是不同的；7.2.3 第三是同等重要律：各种元素同等重要，其它元素不可代替律；对农作物来讲，不论大量元素或微量元素，都是同样重要缺一不可的。如果缺少某一种微量元素，尽管它的需要量很少，仍会影响某种生理功能而导致减产。如玉米缺锌导致植株矮小而出现花白苗，水稻苗期缺锌造成僵苗，棉花缺硼使得蕾而不花。微量元素与大量元素同等重要，不能因为需要量少而忽略；7.2.4 第四是不可替代律：作物需要的各营养元素，在作物体内都有一定功效，相互之间不能替代。如缺磷不能用氮代替，缺钾不能用氮、磷配合代替。缺少什么营养元素，就必须施用含有该元素的肥料进行补充。每种元素发挥自己的作用，只是需用量不同，其它元素不能代替；7.2.5 第五是报酬递减律：在一定面积土地上所得的报酬，随着向该土地投入的劳动和资本量的增大而有所增加，但达到一定水平后，随着投入的单位劳动和资本量的增加，报酬的增加却在逐渐减少。当施肥量超过适量时，作物产量与施肥量之间的关系就不再是曲线模式，而呈抛物线模式了，单位施肥量的增产会呈递减趋势。简单地说：肥料养分在一定范围的浓度下，作物生长的最好，大于这个浓度产量降低，投入产出比下降，收入降低；7.2.6 第六是因子综合作用律：作物产量高低是由影响作物生长发育诸因子综合作用的结果，但其中必有一个起主导作用的限制因子，产量在一定程度上受该限制因子的制约。为了充分发挥肥料的增产作用和提高肥料的经济效益，一方面，施肥措施必须与其它农业技术措施密切配合，发挥生产体系的综合功能；另一方面，各种养分之间的配合施用，也是提高肥效不可忽视的问题；7.2.7第七是等养分等产量律： 在各种养分配合基本合理的情况下，同样数量的养分产量是一样的。 8.测土配方施肥三原则 一是有机与无机相结合 土壤有机质是土壤肥沃程度的重要指标。实施配方施肥必须要以有机肥料为基础。增施有机肥料可以增加土壤有机质含量，改善土壤理化生物性状，提高土壤保水保肥能力，增强土壤微生物的活性，促进化肥利用率的提高。因此，必须坚持多种形式的有机肥料投入，才能够培肥地力，实现农业可持续发展。 二是大量、中量、微量元素配合 各种营养元素的配合是配方施肥的重要内容，随着产量的不断提高，在耕地高度集约利用的情况下，必须进步强凋氮、磷、钾肥的相互配合，并补充必要的中、微量元素，才能获得高产稳产。 三是用地与养地相结合，投入与产出相平衡 要使作物土壤肥料形成物质和能量的良性循环，必须坚持用养结合，投入产出相平衡。破坏或消耗了土壤肥力，就意味着降低了农业再生产的能力。9.合理化施肥9.1 合理化施肥的原则 合理化的施肥需依作物的营养特性，肥料的理化性质以及当地气候、土壤、技术等条件予以综合考虑：(1) 添加真正需要的养分；(2) 施用正确的肥料和合理的用量；(3) 施用在正确的位置；(4) 在正确的时间内添加。9.2 利用土壤及植体分析的结果，决定肥料的合理施用量 对土壤进行分析，可了解土壤供应养分能力和土壤中有效养分的含量，而植体分析则可反映生长在该土壤作物的营养状况。因此，借用土壤和植体分析的结果，可知作物养分的吸收状况如何，土壤供应养分的现况如何，若养分供应不足则由肥料来补充。以便达到经济节约的目的，还可提高土壤生产力以及免于污染环境。9.3 依作物营养特性来施肥 作物根系从土壤中吸收养分的整个时期称为营养期，它包含下列三个营养阶段，每个阶段对营养条件(如养分的种类，数量和比例)都有不同的需求：9.3.1 作物营养临界期：此时期是作物对某种养分需求十分迫切，过多或过少都会造成损失的特殊营养阶段。如果营养过少，即使以后大量补施该养分也无法补救。对不同作物而言，不同养分临界期出现的时间并不相同，如大多数作物的磷的临界营养期在幼苗期，玉米则在三叶期。9.3.2 作物强度营养期：作物对养分要求绝对数量和相对数量都最多的时期，一般系处于作物旺盛生长阶段。9.3.3 作物高效率营养期：作物吸收养分最多，肥料营养效果最好的时期。根据阶段营养理论，施肥时应首先满足临界营养期的需要，其次是高效率营养期。在把握关键时期施肥的同时，还应注意作物的连续营养特性，采用基肥，追肥，种肥相结合的方法，方能得到理想的效果。9.4 依作物根部营养特性施肥9.4.1 依根系密集层的深度，合理施用基肥，以利作物吸收养分和充分发挥肥效。基施都应深施，但施用的深度宜配合欲栽种作物之根系密集层的深浅。9.4.2 根据作物不同发育期的根系发展状况，巧施用种肥和追肥。作物生长初期，根系少，吸收能力弱，宜施少量速效性追肥以满足植物临界营养期的需要。中后期，若土壤所供应速效养分供不应求时，则需追肥。追肥深度当与根系生长相配合。最好采用沟施，穴施或随灌溉水施用，以保证能及时供应养分。9.5 依土壤条件而施肥9.5.1 依土壤保肥及供肥能力施肥(1) 质地较细，且含2:1型粘土矿物的土壤，或有机质含量高的土壤，养分供应能力较佳且保肥力亦较佳。一般而言，即使肥料一次施的多些，养分也不至于流失。因而，需特别防止植株前期生长过旺和后期贪青晚熟的现象。(2) 质地较粗，有机质含量低的土壤，其保肥力较弱，施肥时宜采少量多次的方式，以满足作物营养所需，并预防生长后期因养分不足而出现早衰之现象。(3) 质地粘重的土壤，应多施有机质肥料，尤其是纤维较多的有机质肥料，以增进土壤团粒构造，改善土壤保肥及供肥能力，以提高土壤肥力。9.5.2 依土壤ph值特性而施肥土壤ph值可直接影响作物生长及养分在土壤中的转换和被作物吸收的量。(1) 酸性土壤宜选用产碱肥料(如碱性肥料或生理碱性肥料)。若能先以石灰质材提升土壤ph值，则肥料的选择就比较有弹性。(2) 石灰质土壤宜选用产酸肥料(酸性肥料或生理酸性肥料)(3) 铵态氮不宜施于土壤表面，尤其是碱性或石灰质土壤的表面。9.5.3 依土壤氧化还原条件而施肥土壤氧化还原状况，反映土壤的好气或嫌气的程度，能够影响所施入肥料中某些养分的有效性。(1) 不可于水田土壤中施用硝酸态氮肥，以免造成脱氮的损失用，而需采用铵态氮肥，且以全层施用的方式来施用。(2) 在水旱轮作的土壤，磷肥施用的原则可采用“旱重水轻”的方式，以便循环利用，提高肥效。将磷肥大量的施用于旱作，生成难溶性的氧化态磷酸铁盐，淹水后在还原状况下可转化溶解度较大为两价的铁盐，而将磷提供给后茬作物利用。(3) 含硫肥料不宜施在水田土壤，以免生成H2S而抑制作物根系的生长。(4) 含氯肥料(如氯化铵)中的氯离子对亚硝酸还原酵素有抑制作用，从而减少在还原状态下的脱氮的损失，故在水田土壤中施用氯肥，具有提高氮肥利用率的功效。9.6 依肥料特性而施肥一般而言，虽然肥料种类不同，但若提供等量的同一种养分，则其对作物增产的效应应该是相同的。譬如5 公斤的氯化钾(KCl，含60 K2O)和 6公斤的硫酸钾(K2SO4，含50K2O)具有相同量的K2O(3公斤)，在硫及氯均不为生长限制因子情形下，两者之效应可谓相同。肥料种类的选择应考虑肥料本身的性质（如吸湿性、有效养分含量、施用方便与否、可否与其它肥料混合施用等），土壤特性（如酸碱度、质地、养分吸附及固定能力，通气排水状况、地形地势等），气候因子和肥料价格。9.6.1 铵态氮肥(NH4-N)可作基肥，也可作追肥，因为NH4-N在土壤中移动性低于NO3-N，故宜施予根系集中的土壤中。NH4-N不宜施于地表，以免发生氮挥发的现象，尤其是在石灰性土壤，NH4-N更应深施，并立即覆土。同时，NH4-N应与非碱性之有机肥料配合施用，以利培肥及改善土壤。9.6.2 硝态肥(NO3-N)不宜作基肥及种肥，只能作追肥使用，也不宜施于水田土壤。另外NO3-N不宜与有机质肥料混合施用或用于调制堆肥之C/N比用。同时，NO3-N吸湿性强，应注意储藏于干燥环境。9.6.3 尿素可作基肥，也可作追肥，因含对种子有毒害作用的缩二脲，故一般不作种肥。尿素如用作追肥时，宜比其它氮肥提前35天施用以利转化，且尿素使用后不能大水漫灌，在水田中施用后亦不宜急于放水。9.6.4 磷肥施在土壤中易被土壤吸附及固定，尤其在强酸性土壤和石灰质土壤中，磷被固定的现象更严重。磷肥施用可采用下列方式以提高其肥料利用率集中施用：磷肥一般以作基肥为主，若用于追肥，则应采叶面施用的方式。若以土壤做追肥施用，则宜采用条施、穴施或沟施方式，避免表面撒施；与有机质肥料混合施用：可减少磷被土壤固定的机会；制成缓效性肥料。9.6.5 硫酸钾及氯化钾均为生理酸性肥料，最适宜在中性或碱性（石灰质）土壤中施用，在酸性土壤上则应配合石灰施用。9.6.6 氯化钾含氯离子，不宜在盐碱土或忌氯作物上施用。9.6.7 钾肥作基肥效果较好。某些植物以基肥配合前期追肥效果亦佳，只有植株严重缺钾时，追施钾肥才有明显效果。9.6.8 微量元素肥料宜本着“缺什么补什么，缺多少补多少”和经济有效的原则，在施用方法上尽量采用叶面施用，浸种，或拌种的方式，以减少土壤固定。9.7 配合有机质施用堆肥及厩肥的施用为增加土壤有机质的最重要举措。堆肥及厩肥的种类繁多，其养分含量依据制造的材质、方法及添加物的不同而异。可以用所添加有机肥料的数量、有机质肥料之养分含量以及养分的释放速率，来估算整个作物生长季中有机肥所供应的养分量。由土壤及植体分析后所求得之养分需求量中，扣除由有机肥所供应的部分，不足的养分由肥料来补充。以相对地可减少肥料的施用量，且节省肥料支出。有机肥料所具备的长期效应以及改良土壤性质的功效，犹大于养分供应，而其贡献则无法准确估算。养分含量及养分释放速率，需靠实验分析来测定。尤其是后者往往因气候因子、土壤性质及微生物族群间的微妙关系而有或多或少的改变。我们可粗略的估算有机肥施用后一年内可供应的养分量：每吨有机肥约可提供1.4 公斤至1.8 公斤的氮()，若以液态方式施用，则约可供应0.9公斤至1.2公斤的氯。对磷及钾而言，约可提供1.3公斤P2O5及3.2公斤K2O。在有机肥料的养分含量已知的情况下，则可预计30至40的氮()，50至60的P2O5或70至80的K2O，可在堆肥及厩肥施用后的第一年内释放予作物吸收利用。9.8 避免不必要的施肥在含某养分已甚高的土壤，再添施该养分肥料，实属不必要，因此对作物增产效应甚微。然而，不必要的施肥或过度的施肥却甚为常见，一来是因为农民为了确保不会发生养分缺乏的弊端。二来则因不知哪些肥料该增施，那些肥料该减施。以致于盲目的参考别人的施肥量，甚至于求助于复合肥料。殊不知土壤肥力状况因地而异，施肥管理亦该因地制宜。复合肥料虽有其价值所在，却易发生上述某些养分不必要的添加毛病，不但不能达到产量与质量增进的效果，反而可能由于养分间的拮抗作用造成其它元素缺乏，以致发生反效果。盲目的施用微量元素肥料，尤应小心。作物或果树对微量元素的需求量不大，且其缺乏与过量间的浓度范围甚窄，很容易因施用量的错误而造成遗憾。表6. 不同作物吸收氮磷钾养分的大致数量作物收获物形成100公斤经济产量所吸收的养分数量(公斤) 及比例氮(N)磷(P2O5)钾(K2O)氮(N)磷(P2O5)钾(K2O)水稻籽粒2.21.12.710.501.23冬小麦籽粒31.252.510.420.83玉米籽粒2.570.862.1410.330.83甘薯鲜块根0.350.180.5510.511.57马铃薯鲜块茎0.50.21.0610.402.12大豆豆粒7.21.8410.250.56花生荚果6.81.33.810.190.56棉花籽棉51.8410.360.80烟草鲜叶4.10.71.110.170.27黄瓜果实0.40.350.5510.881.38架云豆果实0.810.230.6810.280.84茄子果实0.30.10.410.331.33西红柿果实0.450.50.5611.111.24萝卜块根0.60.310.510.520.83卷心菜叶球0.410.050.4810.121.17生姜根茎0.50.120.610.241.20大蒜蒜头0.50.130.4710.260.94洋葱葱头0.270.120.2310.440.85芹菜全株0.160.080.4210.502.63菠菜全株0.360.180.5210.501.44大葱全株0.30.120.410.401.33辣椒果实0.550.10.7510.181.36西瓜果实0.150.070.3210.472.13南瓜果实0.420.170.6410.401.52白菜全株0.410.140.3710.340.90苹果果实0.30.080.3210.271.07桃果实0.480.30.510.631.04梨果实0.470.230.4810.491.02葡萄果实0.60.30.7210.501.2010. 适于作物生长应用肥料的种类10.1有机肥料（含生物有机肥、有机无机复混肥）（见前述）。10.2无机肥料 无机肥料的品种包括尿素、碳酸氢铵、硫酸铵、氯化铵、硝酸铵、磷酸二铵、磷酸一铵、过磷酸钙、钙镁磷肥、重钙、氯化钾、硫酸钾、硝酸钾以及由此制成的各种养分的复混肥料等。表7. 常用无机化肥养分含量表化肥名称NP2O5K2O化肥名称NP2O5K2O硫酸铵碳酸氢铵氯化铵硝酸铵硝酸钙尿素过磷酸钙2021172425333513461220钙镁磷肥磷酸一铵磷酸二铵硝酸钾磷酸二氢钾氯化钾硫酸钾12181314205446524534605010.3 微量元素肥料微量元素肥料包括的品种有硫酸锌、氧化锌、硼砂、硼酸、硫酸亚铁、螯合铁、硫酸锰、硫酸铜、钼酸铵等。10.4 生物肥 指由特定微生物与营养物质复合而成，能提供、保持或改善植物营养，提高农产品产量或改善农产品品质的活体微生物制品。11. 施肥方法11.1 基肥 又称底肥。是指在播种前或移栽前，结合耕地施入土壤的肥料。以撒施为主：在土地耕翻前，将肥料均匀撒施于地表，然后翻入土中。11.2 种肥 是在播种或移栽时施用的肥料。一是沟施法：即在播种沟内施肥；二是拌种法（包括蘸秧根）：先将要施入的肥料与填充物充分拌匀后，在与种子相拌，一般随拌随用；三是浸种法：先将肥料用水调制成一定浓度的溶液，然后将种子浸入一定的时间，捞出沥干播种。11.3 追肥 是在作物生长期间，根据作物不同生长发育阶段对营养的需求，而进行补施的肥料。一是撒施法（适宜于播种密度大的作物，如水稻等）；二是沟施法，即开沟施肥（适于棉花、玉米、小麦等作物）；三是喷施法，主要是根外（叶面）施肥；四是其他施肥法，包括点状穴施、环状沟施、放射状沟施等，主要用于果树及特殊作物。三、粮源仓盛肥业1. 山东粮源生物有机肥有限公司 1.1 基本情况 本公司是山东第一家生物肥获证企业，总投资5000多万元，占地63000平方米，年产生物型有机无机复混肥三十万吨，生物有机肥十万吨。公司通过ISO9001:2000国际质量标准认证，设备先进技术力量雄厚，是山东省政府采购中标企业、山东省农科院土壤肥料研究所新产品研发实验基地。与山东电视台乡村季风、农科频道建立了长期的合作关系，在山东省内具有较高的知名度。公司二零零六年九月与美国康富来生物工程国际发展有限公司合作，引进先进生产线、生物菌发酵技术，对公司的系列肥料改造、升级，肥料科技含量达到了国内最前沿水平。公司网络较为健全，产品销售立足山东省，并已覆盖全国14个省（区），并出口到日本，东南亚各国，在用户中得到了广泛的好评，树立了良好的口碑。1.2 技术研发与创新山东粮源生物有机肥有限公司成立伊始，便与省内最具权威的肥料开发研究机构山东省农科院土壤肥料研究所，结成了强有力地战略伙伴关系。山东粮源生物有机肥有限公司联合山东省农科院土肥所，对“利用活化技术生产的腐植酸生物活性肥料及其制备与应用”项目进行课题攻关研究，并取得了圆满成功，国家专利局授予国家发明专利（专利号201110149777.0）。公司产品创制研发中心设立在山东省农科院，利用国内知名肥料专家的智慧，研发出一系列适合农村发展的新型肥料。同时，公司组织高级工程师、高级农艺师及本科学历以上的14名专业技术人员积极进行科研开发，消化吸收山东省农科院土壤肥料研究所专家研发的新技术，形成了以生物有机肥料为中心的肥料创新体系。农科院土肥研究所的专家们土肥研究所所长、全国新型肥料创制研究室主任刘兆辉，及全国知名的肥料专家杨果经常性来公司技术指导和考察。崔荣宗、谭得水等专家到用肥农户的田间地头进行现场指导施肥技术，调研施肥效果。在公司