有机肥02.doc

有机肥料 manure 天然有机质经微生物分解或发酵而成的一类肥料。中国又称农家肥。其特点有：原料来源广，数量大；养分全，含量低；肥效迟而长，须经微生物分解转化后才能为植物所吸收；改土培肥效果好。常用的自然肥料品种有绿肥、人粪尿、厩肥、堆肥、沤肥、沼气肥和废弃物肥料等。 有机肥料分类 绿肥 见绿肥作物。 人粪尿 人体排泄的尿和粪的混合物。人粪约含7080水分，20的有机质（纤维类、脂肪类、蛋白质和硅、磷、钙、镁、钾、钠等盐类及氯化物），少量粪臭质、粪胆质和色素等。人尿含水分和尿素、食盐、尿酸、马尿酸、磷酸盐、铵盐、微量元素及生长素等。人粪尿中常混有病菌和寄生虫卵，施前应进行无害化处理，以免污染环境。人粪尿碳氮比（CN）较低，极易分解；含氮素较多，腐熟后可作速效氮肥用，作基肥或追肥均可，宜与磷、钾肥配合施用。但不能与碱性肥料（草木灰、石灰）混用；每次用量不宜过多；旱地应加水稀释，施后复土；水田应结合耕田，浅水匀泼，以免挥发、流失和使作物徒长。忌氯作物不宜用，以免影响品质。 厩肥 家畜粪尿和垫圈材料、饲料残茬混合堆积并经微生物作用而成的肥料。富含有机质和各种营养元素。各种畜粪尿中，以羊粪的氮、磷、钾含量高，猪、马粪次之，牛粪最低；排泄量则牛粪最多，猪、马类次之，羊粪最少。垫圈材料有秸秆、杂草、落叶、泥炭和干土等。厩肥分圈内积制（将垫圈材料直接撒入圈舍内吸收粪尿）和圈外积制（将牲畜粪尿清出圈舍外与垫圈材料逐层堆积）。经嫌气分解腐熟。在积制期间，其化学组分受微生物的作用而发生变化。厩肥的作用：提供植物养分。包括必需的大量元素氮、磷、钾、钙、镁、硫和微量元素铁、锰、硼、锌、钼、铜等无机养分；氨基酸、酰胺、核酸等有机养分和活性物质如维生素B1、B6等。保持养分的相对平衡。提高土壤养分的有效性。厩肥中含大量微生物及各种酶（蛋白酶、脲酶、磷酸化酶），促使有机态氮、磷变为无机态，供作物吸收。并能使土壤中钙、镁、铁、铝等形成稳定络合物，减少对磷的固定，提高有效磷含量。改良土壤结构。腐殖质胶体促进土壤团粒结构形成，降低容重，提高土壤的通透性，协调水、气矛盾。还能提高土壤的缓冲性和改良矿毒田。培肥地力，提高土壤的保肥、保水力。厩肥腐熟后主要作基肥用。新鲜厩肥的养分多为有机态，碳氮比（CN）值大，不宜直接施用，尤其不能直接施入水稻田。 堆肥 作物茎秆、绿肥、杂草等植物性物质与泥土、人粪尿、垃圾等混合堆置，经好气微生物分解而成的肥料。多作基肥，施用量大，可提供营养元素和改良土壤性状，尤其对改良砂土、粘土和盐渍土有较好效果。 堆制方法，按原料的不同，分高温堆肥和普通堆肥。高温堆肥以纤维含量较高的植物物质为主要原料，在通气条件下堆制发酵，产生大量热量，堆内温度高（5060），因而腐熟快，堆制快，养分含量高。高温发酵过程中能杀死其中的病菌、虫卵和杂草种子。普通堆肥一般掺入较多泥土，发酵温度低，腐熟过程慢，堆制时间长。堆制中使养分化学组成改变，碳氮比值降低，能被植物直接吸收的矿质营养成分增多，并形成腐殖质。 堆肥腐熟良好的条件：水分。保持适当的含水量，是促进微生物活动和堆肥发酵的首要条件。一般以堆肥材料量最大持水量的6075为宜。通气。保持堆中有适当的空气，有利好气微生物的繁殖和活动，促进有机物分解。高温堆肥时更应注意堆积松紧适度，以利通气。保持中性或微碱性环境。可适量加入石灰或石灰性土壤，中和调节酸度，促进微生物繁殖和活动。碳氮比。微生物对有机质正常分解作用的碳氮比为251。而豆科绿肥碳氮比为15251、杂草为25451、禾本科作物茎秆为601001。因此根据堆肥材料的种类，加入适量的含氮较高的物质，以降低碳氮比值，促进微生物活动。 沤肥 作物茎秆、绿肥、杂草等植物性物质与河、塘泥及人粪尿同置于积水坑中，经微生物嫌气发酵而成的肥料。一般作基肥施入稻田。沤肥可分凼肥和草塘泥两类。凼肥可随时积制，草塘泥则在冬春季节积制。积制时因缺氧，使二价铁、锰和各种有机酸的中间产物大量积累，且碳氮比值过高和钙、镁养分不足，均不利于微生物活动。应翻塘和添加绿肥及适量人粪尿、石灰等，以补充氧气、低降碳氮比值、改善微生物的营养状况，加速腐熟。 沼气肥 作物秸秆、青草和人粪尿等在沼气池中经微生物发酵制取沼气后的残留物。富含有机质和必需的营养元素。沼气发酵慢，有机质消耗较少，氮、磷、钾损失少，氮素回收率达95、钾在90以上。沼气水肥作旱地追肥；渣肥作水田基肥，若作旱地基肥施后应复土。沼气肥出池后应堆放数日后再用。 废弃物肥料 以废弃物和生物有机残体为主的肥料。其种类有：生活垃圾；生活污水；屠宰场废弃物；海肥（沿海地区动物、植物性或矿物性物质构成的地方性肥料）。 其他肥料 此外还有泥肥、熏土、坑土、糟渣和饼肥等。土肥类应经存放和晾干、糟渣和饼肥经腐熟后用作基肥。 我国的有机肥料资源 我国地域辽阔，人口众多，有机肥料资源十分丰富。种类多，数量大，是我国农业生产的重要肥源，但它也是农业、畜牧业生产的副产物。可以说，哪里有农业、畜牧业、哪里就有有机肥源。城市中可以利用的有机生活垃圾，主要来自农产品和畜产品。所以农业、畜牧业越发展，有机肥资源就越丰富。根据全国各地区调查，目前使用的有机肥料就有14类100多种。人粪尿是一项重要有机肥源。平均每个成年人每年粪尿排泄量约为790公斤，折含氮素(N)4.4公斤，磷素(P2O5)1.36公斤，钾素(K2O)1.67公斤。如以人粪收集利用率按60、人尿30计算，我国农村人口有9亿，折合为成年人，每年就可积攒人粪尿1600多亿公斤，可为农业生产提供氮素90万吨，磷素28万吨，钾素34万吨。 据中国农业年鉴1990年资料，我国猪存栏数约3.4亿头，牛近1亿头，马骡驴2700万匹，这些家畜排泄物数量大，养分丰富，是我国农村最大的有机肥资源。其中猪每年可为农业生产提供氮素130多万吨，磷素85万吨，钾素180万吨；大牲畜可提供氮160多万吨，磷83万吨，钾110多万吨。加上每年有30多亿只家禽和10多亿只兔，其提供的养分量占农村有机肥料总量的6372。 农作物秸秆也是很重要的有机肥源。其养分丰富，来源广，数量多，可直接还田。也是堆、沤肥和家畜挚的重要原料。我国主要农作物秸秆每年总生成量平均为4亿多吨，按稻草还田率30，麦秸还田率45，玉米秸还田率20计算，每年可用作有机肥料的秸秆就有1.3亿多吨，约可提供氮素66万吨，磷素40万吨，钾10.6万吨。 我国每年各种有机肥料总生产量达1824亿吨，其中氮磷钾养分含量就有1678万吨。这些数字只是粗略的估算。随着人口的增加，农业、畜牧业生产的发展，人民生活水平的提高，有机肥料的数量和质量都有很大的变化。据1998中国农业年鉴统计我国人口为12.058亿，是1989的1.062倍，增加1.023亿人；粮食产量为4.942亿吨，是1989的1.12倍，增加7975万吨，猪、牛、羊出栏数为63722.1万头，是1989年的1.673倍，增加2.5633亿头。禽蛋产量2125.4万吨是1989年的2.95倍，增加1405.6万吨。人口、畜禽数量和粮食产量的增加，必然增加人、畜、禽粪便和作物秸秆的数量。因此我国各种有机肥料年总生产量可能要远远超过1824亿吨，其中氮磷钾养分含量也要超过1678万吨。据张夫道等人的预测20世纪末，我国有机肥中氮磷钾养分总量达1971208791.7万吨。总之我国的有机肥料是一项数量巨大的资源，而且是每年持续不断地生产出来的，利用好了将成为发展农业生产的物质保证。 施用有机肥料的优越性及其存在问题 我国农民有使用有机肥的传统，十分重视有机肥的使用。美国、西欧、日本等发达国家，正在兴起”生态农业”有机农业”，十分重视使用有机肥料，并把有机肥料规定为生产绿色食品的主要肥源。 施用有机肥料最重要的一点就是增加了土壤的有机物质。有机质的含量虽然只占耕层土壤总量的百分之零点几至百分之几，但它是土壤的核心成分，是土壤肥力的主要物质基础。有机肥料对土壤的结构、土壤中的养分、能量、酶、水分、通气和微生物活性等有十分重要的影响。 有机肥料含有植物需要的大量营养成分，对植物的养分供给比较平缓持久，有很长的后效。有机肥料还含有多种微量元素。由于有机肥料中各种营养元素比较完全，而且这些物质完全是无毒、无害、无污染的自然物质，这就为生产高产、优质、无污染的绿色食品提供了必须条件。有机肥料含有多种糖类，施用有机肥增加了土壤中各种糖类。有了糖类，有了有机物在降解中释放的大量能量，土壤微生物的生长、发育、繁殖活动就有了能源。 畜禽粪便中带有动物消化道分泌的各种活性酶，以及微生物产生的各种酶。施用有机肥大大提高了土壤的酶活性，有利于提高土壤的吸收性能、缓冲性能和抗逆性能。施用有机肥料增加了土壤中的有机胶体，把土壤颗粒胶结起来，变成稳定的团粒结构，改善了土壤的物理、化学和生物特性，提高了土壤保水、保肥和透气性能。为植物生长创造良好的土壤环境。 有机肥在土壤中分解，转化形成各种腐殖酸物质。能促进植物体内的酶活性、物质的合成、运输和积累。腐殖酸是一种高分子物质，阳离子代换量高，具有很好的络合吸附性能，对重金属离子有很好的络合吸附作用，能有效地减轻重金属离子对作物的毒害，并阻止其进入植株中。这对生产无污染的安全、卫生的绿色食品十分有利。 但是使用有机肥料也有存在养分含量低，不易分解，不能及时满足作物高产的要求。传统的有机肥的积制和使用也很不方便。人畜禽粪便、垃圾等有机废物又是一类脏、烂、臭物质，其中含有许多病原微生物，或混入某些毒物，是重要的污染源，尤其值得注意的是，随着现代畜牧业的发展，饲料添加剂应用越来越广泛，饲料添加剂往往含有一定量的重金属，这些重金属随畜粪便排出，会严重污染环境，影响人的身体健康 。 有机肥料在我国肥料结构中的地位 我国农民积制和使用有机肥料有悠久的历史和丰富的经验。在我国农业生产的漫长历史中，一直靠有机肥料改良土壤，培肥地力，生产粮食，养育了我们中华民族的祖祖辈辈，可见有机肥料在当时农业生产中起着极为重要作用。新中国成立以后，我国化肥工业得到发展，化肥使用逐年增加。在5060年代，有机肥在农业生产中仍起主导地位，肥料施用上仍以有机肥料为主，化肥为辅。1965年，有机肥占肥料投入总量的80.7。70年代，我国化肥发展很快，从19711980年的10年间，产量由299.4万吨(养分)，增加到1232.1万吨。有机肥料的比重下降，占肥料总投入量的66.4。1987年化肥总产量达1612.2万吨，平均亩施化肥达27.8公斤。化肥在总肥料投入量的比重大大增加，特别是氮素养分比重超过有机肥，但有机肥在磷、钾养分供应上仍占主要地位。 有机肥料中的氮磷钾等养分只是有机肥中很小但很重要的一部分，有机肥料的绝大部分是有机物质。有机质是衡量土壤肥力的重要标志，即使将来，氮磷钾养分主要靠化肥来提供，但是有机肥料在改良土壤，培肥地力方面仍将发挥重大作用。 综上所述，有机肥料不仅在我国农业生产中有着十分重要的地位，而且使用有机肥料对保护良好的生态环境，保护人民健康方面都有十分重大的意义。 有机肥料在农业生产中的作用 有机肥料含有丰富的有机物和各种营养元素，具有数量大、来源广、养分全面优点，但也存在脏、臭、不卫生，养分含量低、肥效慢、使用不方便等缺点。无机肥料正好与之相反具有养分含量高，肥效快，使用方便等优点，但也存在养分单一的不足。因此，施用有机肥通常需与化肥配合，才能充分发挥其效益。有机肥料与化学肥料相配合施用，可以取长补短、缓急相济。有机肥料本来就有的改良土壤、培肥地力，增加产量和改善品质等作用，与化肥配合施用后，这些作用得到了进一步的提高。自从在农业生产中使用化肥以来，有机肥与化肥配合施用就已经客观存在，只是当时还处于盲目的配合，还不够完善。70年代以来，我国化肥发展很快，经过许多科学工作者的研究和广大农民的实践，测土施肥、配方施肥等施肥方法相继在生产中推广应用，使有机、无机肥料配合施用更趋完善。 (一)改良土壤、培肥地力作用 有机肥料中的主要物质是有机质，施用有机肥料增加了土壤中的有机质含量。有机质可以改良土壤物理、化学和生物特性，熟化土壤，培肥地力。我国农村的”地靠粪养、苗靠粪长”的谚语，在一定程度上反映了施用有机肥料对于改良土壤的作用。施用有机肥料既增加了许多有机胶体，同时借助微生物的作用把许多有机物也分解转化成有机胶体，这就大大增加了土壤吸附表面，并且产生许多胶粘物质，使土壤颗粒胶结起来变成稳定的团粒结构，提高了土壤保水、保肥和透气的性能，以及调节土壤温度的能力。 从表3-1中可以看出，单施有机肥35007000公斤，9年后土壤有机碳提高0.040.16，容重降低0.040.06克/厘米3，总孔隙度提高1.52.3，毛管孔隙度提高3.454.05，田间持水量提高1.131.31。配合施用氮9.218.4公斤的尿素后，上述各项指标比单施有机肥处理明显提高。有机碳比对照提高0.090.19，容重降低0.030.1克/厘米3，总孔隙度提高1.13.8，毛管孔隙度提高3.455.0，田间持水量提高2.494.24。 中国农业科学院土壤肥料研究所与山东莱阳农学院在山东莱阳进行的9年施用有机肥及有机肥与无机肥配合验结果看出，施用有机肥料对土壤中磷、钾养分平衡有十分重要的作用(表3-2)。 表3-1是不同施肥处理经9年定位试验后测定的结果。 表3-1不同处理对土壤有机碳和物理性状的影响 (姚源喜，1988)处理 有机碳() 容重(克/立方厘米) 总孔隙度() 毛管孔隙度() 田间持水量() CK 0.32 1.50 43.4 30.15 21.80 N1 0.34 1.45 45.3 32.40 22.90 N2 0.34 1.48 44.2 32.45 23.08 M1 0.36 1.46 44.9 33.60 22.93M1N1 0.41 1.47 44.5 33.65 24.26M2N2 0.41 1.45 45.3 33.60 24.96 M2 0.48 1.44 45.7 34.20 23.11M2N1 0.47 1.40 47.2 35.10 25.47M2N2 0.52 1.42 46.4 35.15 26.04 注：CK-不施肥对照；N1-施9.2公斤N/亩；N2-18.4公斤N/亩；M1-有机肥3500公斤/亩(折纯9.2公斤)；M2-施有机肥7000公斤/亩，(折纯N18.4公斤)；M1N1、M1N2、M2N1、M2N2-为有机肥与无机氮肥以不同量相配合的处理 表3-2 连续9年施肥对土壤速效磷、钾平衡的影响* 项 目 CK N1 N2 M1 M1N1 M1N2 M2 M2N1 M2N2 试验前土壤养分含量 P2O5 15 15 15 15 15 15 15 15 (毫克/公斤) K2O 38 38 38 38 38 38 38 38 试验后土壤养分含量 P2O5 7 6 6 11 11 11 16 16 16 (毫克/公斤) K2O 36 36 36 44 43 43 47 47 47 45 年施入有机养分总量 P2O5 0 0 0 22.5 22.5 22.5 45 可乘 45 (公斤/亩) K2O 0 0 0 90 90 90 180 180 180 年携出养分总量 P2O5 19.7 23.2 24.1 25.8 29 31.3 33.3 35 40.2 (公斤/亩) K2O 49.6 57.4 62.7 64.8 84 86 99.3 102 136.3 P2O5 -19.7 -23.2 -24.1 -3.3 -6.5 -8.8 11.7 10 4.8 盈亏(公斤/亩) K2O -49.6 -57.4 -62.7 25.2 6 4 80.7 78 43.7 (引自中国肥料 1994) 从表3-2结果可以看出，单施氮素化肥，或单施低量有机肥，或低量有机肥与氮素化肥配合的处理，土壤中的磷都是亏缺的。前者比后者亏缺更多。只有施用高量有机肥，和高量有机肥与化肥配合的处理，土壤中的磷才有盈余。与土壤磷素变化相同，各处理9年平均土壤速效钾含量与对照比较，单施氮肥处理几乎与对照没有什么差别，单施低量有机肥和低量有机肥配合施用氮肥的处理，速效钾增加67毫克/公斤，施用高量有机肥和配合施用氮肥的处理，速效钾增加11毫克/公斤。可见施用有机肥对土壤磷、钾素平衡十分重要。目前我国化肥生产中氮磷钾比例失调，我国耕地有近3亿亩缺钾，10亿亩缺磷。 施用有机肥料，还可使土壤中的微生物大量繁殖，特别是许多有益的微生物，如固氮菌、氨化菌、纤维素分解菌、硝化菌等。有机肥料中有动物消化道分泌的各种活性酶，以及微生物产生的各种酶，这些物质施到土壤后，可大大提高土壤的酶活性。多施有机肥料，可以提高土壤活性和生物繁殖转化能力，从而提高土壤的吸收性能、缓冲性能和抗逆性能。 (二)增加作物产量和改善农产品品质作用 有机肥料含有植物所需要的大量营养成分，各种微量元素、糖类和脂肪。据分析，猪粪中含有全氮2.91、全磷1.33、全钾1.0，有机质77。畜禽粪便中含硼21.724毫克/公斤，锌29290毫克/公斤，锰143261毫克/公斤，钼3.04.2毫克/公斤，有效铁29290毫克/公斤。中国农业科学院土壤肥料研究所和山东莱阳农学院进行的长期定位试验，9年18季作物的产量统计结果(表3-3)。从表3-3中可以看出，单施氮素化肥(N1和N2)、单施有机肥处理(M1和M2)和有机无机肥料配合处理(M1N1、M1N2、M2N1、M2N2)，都能有效地增加小麦、玉米的产量，而且产量随施肥量增加而增加。其中有机无机肥料配合施用的处理，作物产量均明显高于单施化肥和单施有机肥处理。单施有机肥，9年平均年产量比对照增产54.7107.7，而有机无机肥料配合施用，9年平均产量比对照增产130.8153.3。说明有机无机肥料配合施用是实现高产稳产的重要途径。以氮素计算，有机肥氮与无机肥氮比以112为好。 表3-3 连续9年施肥对小麦、玉米产量影响* 项 目 CK N1 N2 M1 M1N1 M1N2 M2 M2N1 M2N2 小麦产量 9年总产 1017 2105 2103 1817 2618 2508 2371 2637 2835 (公斤/亩) 平均产量 113 234 234 202 291 279 263 293 315 玉米产量 9年总产 1545 2736 3022 2147 3304 3431 2964 3532 3661 (公斤/亩) 平均产量 172 304 336 239 367 381 329 392 407 全年平均总产(公斤/亩) 285 538 570 441 658 660 592 685 722 比对照增产(公斤/亩) - 253 285 156 373 375 307 400 437 增产率() - 88.8 100.0 54.7 130.8 131.6 107.7 140.4 153.3 (引自中国肥料1994) *处理见表3-1说明 中国农业科学院土壤肥料研究所王小平等人研究了有机肥对重金属污染的减毒效果表明，土壤中铬含量在10毫克/公斤时，对小白菜出苗无太大影响，但对小白菜生长发育影响却很大，甚至导致死苗。不施有机肥的产量最低，为155克/盆；施少量任何一种有机肥(鸡粪、马粪、羊粪、猪粪)，小白菜中毒现象明显减轻，甚至消失，尤以施5猪厩肥和2.5的鸡粪肥的处理产量最高，分别为2180克/盆和2590克/盆。对不同浓度铬在土壤中变化规律的测定表明，纯化肥处理，土壤水中铬含量始终保持高水平，增施猪厩肥后，土壤铬起始值为50毫克/公斤，8天后即降至23毫克/公斤。不施有机肥的处理，小白菜含铬量高达29.7毫克/公斤；增施有机肥，小白菜含铬量急剧下降至正常含铬量0.10.3毫克/公斤。充分说明，施用有机肥可以有效地减轻铬污染土壤对作物的毒害。在被铬污染的土壤上种植玉米，也得到相似结果。 (三)有机肥料是生产绿色食品的主要肥源 生产无公害、安全优质的绿色食品首先在西欧、美国等生活水准较高的国家受到欢迎。尽管绿色食品价格比一般食品高50200，但仍然走俏。近十年我国人民的生活水平迅速提高，对绿色食品的需求日益增加，加上政府部门的倡导和重视，我国绿色食品的生产发展很快。 在”有机农业和食品加工基本标准”(IFOAM)中，就有关于肥料使用方面的规定，其要点是”增进自然体系和生物循环利用，使足够数量的有机物返回土壤中，用于保持和增加土壤有机质，土壤肥力和土壤生物活性”，”无机肥料只被看作营养物质循环的补充物而不是替代物”，”化学合成的肥料和化学合成的生长调节剂的使用，必须限制在不对环境和作物质量产生不良后果，不使作物产品有毒物质残留积累到影响人体健康的限度内。这些规定表明，在绿色食品生产中必须十分注意保护良好的生态环境，必须限制无机肥料的过量使用，有机肥料(包括绿肥和微生物肥料)才是生产绿色食品的主要肥源。 前面已经谈到了施用有机肥料的优越性和存在问题，为了使绿色食品的生产有足够数量的符合要求的有机肥料，必须做好如下几个方面。 为了保证有充足的有机肥源，首先要把现有的有机肥资源利用好，大量积制农家肥，特别要杜绝随处试弃畜禽粪便，晒粪干和焚烧秸秆的现象。 有机肥材料的收集主要是人畜禽的排泄物、饼粕、食品加工的下脚料、秸秆、泥炭、山青、湖草等。 有机肥的加工有多种方式，生产的各类有机肥料要符合下列各项标准。 A.堆肥的腐熟要符合堆肥腐熟度鉴别的综合指标。即腐熟的堆肥，肥堆的体积比刚堆积时塌陷1/31/2，堆肥的秸秆变成黑褐色，有氨臭味，手握秸秆湿时柔软，干时易碎。堆肥浸出液的颜色成黄褐色，碳氮比为20301，腐殖化系数30左右。 B.各类有机肥料要符合粪便无害化卫生指标(表3-4，表3-5)。 表3-4 高温堆肥卫生标准 编号 项目 卫生标准及要求 1 堆肥温度 最高堆温达50