现代农业需要腐植酸-也需要微生物.ppt

1 1 现代农业需要腐植酸也需要微生物 山东潍坊岛本微生物技术研究所所长 研究员2016年6月21日 湖北神农架 报告人 高ao8252315 热烈祝贺湖北楚丰腐植酸磷复肥创新产品推介会圆满成功 现代农业 现代农业 是用现代工业装备的 用现代科学技术武装的 用现代组织管理方式经营的社会化 商品化农业 在国民经济中具有较强竞争力的农业 传统农业 传统农业的 困惑 一个怪现象 越是偏远的地方 环境越好 产品质量越有保障 但价格恰恰越便宜 农民因此越穷 而 越是在大城市 环境越糟糕 产品越贵 但恰恰没有很好的质量保障 三个困局 其一 你不知道 其二 但吃不到 其三 你知道 能吃到 但不敢吃 三个痛点 流通 营销 信誉 感受美国现代农业 感受荷兰现代农业 感受日本现代农业 感受以色列现代农业 感受德国农业机械化 国际现代农业之商品 1土壤是一个拟生物 需要腐植酸构建 需要微生物保持 土壤微生物的数量很大 1克土壤中就有几亿到几百亿个 1亩地耕层土壤中 微生物的重量有几百斤到上千斤 土壤越肥沃 微生物的利用率也越高 当前 土壤到底怎么了 土壤连坐障碍土壤污染土壤板结其它土壤问题 1 1土壤有害生物 土传病虫害是土壤连作障碍中最主要的因子 土壤中有害生物主要包括根结线虫和病原微生物 保护地土传病虫害发生严重的主要原因是在同一地块多年重复种植同一种或同一类蔬菜 如番茄 拉椒 茄子 黄瓜 西葫芦 西瓜等 致使土壤中病原菌大量积累 主要病原菌有腐霉菌 Pythiumsp 疫霉菌 Phytophthorasp 丝核菌 Rhizoctoniasp 镰刀菌 Fusariumsp 核盘菌 Sclerotiniasp 等 主要病虫害主要有黄萎病 Verticilliumsp 枯萎病 Fusariumsp 立枯病 Rhizoctoniasolani 青枯病 Burkholderiasolanacearum 黑茎病 Erwiniacarotovora 炭疽病 Colletotrichumsp 根肿病 Plasmodiophorasp 根结线虫 Meloidogynesp 等 植株表现为生长势弱 产量降低 有的甚至绝产 1 2土壤次生盐渍化和酸化 保护地土壤盐分主要来自过量施肥 盲目过量施肥是造成保护地土壤次生盐渍化的重要原因之一 调查中发现 在保护地条件下 菜农为了追求高产量 粪肥 主要是鸡粪 牛粪等 和化肥 主要是磷酸二铵 尿素 过磷酸钙和硫酸钾等 的用量分别是露地蔬菜的5 10倍和3 6倍 超过蔬菜的正常需要量的5 8倍 大量剩余肥料及其副成分在土壤中积累 一方面提高了土壤溶液浓度 另一方面降低了土壤pH值 使土壤变酸 Fe2 Mg2 Al3 等离子溶解度增加 进一步增加了土壤溶液浓度 加剧了土壤盐渍化程度 同时 保护地内温度高 原生矿物的风化分解速度加快 盐基离子释放增多 加上土壤水分的蒸发量和作物的蒸腾量加大 下层土壤中的盐分向地表移动 积聚在土壤表层 从而导致保护地内土壤次生盐渍化 1 3植物的自毒 自毒作用就是指植物通过释放出的一些物质对同茬或下茬同种或同科植物的生长产生抑制作用的现象 这些物质通过地上部淋溶 根系分泌 植物残体在土壤中分解等途径释放出来 它们对光合作用和养分吸收产生重要影响 这些有害物质大多通过根系排泄到土壤中 且极不易被分解 随着连作次数的增加 有害物质在土壤中积累量也越来越多 抑制植物生长发育 表现为生长衰弱 抗性下降 早衰 产量降低等 调查中发现 在同一地块上连续种植6 8年的番茄 在肥水充足无病虫害的情况下 只能收获6 8穗果后植株即衰老死亡 黄瓜 西葫芦 草莓在5年连作的产量只相当于新地块的60 80 辣椒 茄子 西瓜 荷兰豆等表现出类似的情况 调查中同时发现 黄瓜和番茄之间存在着相互影响的现象 产量同比降低10 30 1 4土壤障碍对土壤结构和理化性状的影响 研究中发现 保护地蔬菜生产中 随着种植年限的延长 土壤理化性状发生变化 表现在有机质提高 土壤容重减低 pH降低 全氮 碱解氮 全磷 速效磷 速效钾含量普遍增加 但氮磷钾比例失调 突出表现为高氮高磷低钾 或高氮低磷低钾 多年连作破坏了土壤的团粒结构 影响了土壤孔隙度 土壤容重 和保水保肥能力 同时 根系分泌物中的有机酸如甲酸 乙酸 草酸 苹果酸 丙酮酸等有机酸释放出的H 使pH值降低 根系分泌的酸性物质和胶粘物质与Fe2 Mn2 Mg2 等离子形成络合物和配位化合物 严重地影响了根系对矿质离子的吸收 1 5土壤障碍严重影响作物生长发育和产量品质 相同栽培方式 连作年限对植物学形状影响差异较大 研究中发现 随着连作年限的延长 番茄 茄子 辣椒等植株生长势下降 叶片大而薄 叶片卷曲下垂 节间增长 畸形花增多 叶上花序或花序上着生叶片现象增多 果实外观变差 畸形果增多 结果后期植株衰老迅速 黄瓜 西葫芦 西瓜等瓜类表现为叶片宽大 叶柄增长 叶片下垂 雌花增多 瓜条短粗 尖头瓜 大肚瓜 细腰瓜 空心瓜明显增多 生长后期产量下降明显 我国化肥的利用率 2013年10月10日 农业部发布了 中国三大粮食作物肥料利用率研究报告 指出 我国三大粮食作物氮磷钾肥当季平均利用率为氮肥33 磷肥24 钾肥42 2016年公布的利用率稍有增加 但依然很低 这么低的利用率 必将导致大量的残余养分残留在土壤中 导致土壤盐分增加 其结果是土壤平衡被打破 土壤的微生物区系发生严重失衡 据本人和国内其他学者多年研究结果表明 土壤中固氮 溶磷 解钾菌的活性在下降 无论数量还是活性都在下降 其结果是以活的植物体为寄主的寄生性微生物大量繁殖 病害多发 有没有简便易行的办法来缓解或预防 多年研究发现 恢复土壤地力的最佳方式是 那就是 腐植酸 和 微生物 科学结合 21 提示 土壤是人类赖以生存的基础 土壤培育不好 根系不良 庄稼就长不好 土壤的核心是腐殖质 而腐殖质的基础是腐植酸 腐植酸是地球上最古老的物质 自然界里无处不在 人类真正认识不过二百多年 工业化利用不到一百年 中国腐植酸工业化利用规模最大 主要是农业领域 尤以肥料见长 特别近十几年来 腐植酸肥料产业迅速成长 枝繁叶茂 日新月异 越来越受到产业部门的欢迎 2腐植酸的结构与特点 腐植酸 HumicAcid 简称HA 由芳香族及多种官能团组成 包括酚羟基 醇羟基 羧基 醌基 羰基 烯醇基 磺酸基 氨基 甲氧基等 特点 胶体活性 离子交换性 螯 络合 活性 表面化学活性 氧化还原性和生理活性等 2 1腐植酸的化学特性及功能 3腐植酸对土壤的作用 土壤是植物生长的基础 土壤的理化性状 养分指标 生物指标与土壤的水 肥 气 热状况息息相关 腐植酸是土壤形成的积极参与者和促进者 影响着土壤的理化性质及土壤微生物的种类 数量 为植物生长发育营造了一个健康安全的土壤环境 腐植酸改善土壤物理肥力腐植酸提高土壤化学肥力腐植酸促进土壤生物肥力 3 1腐植酸改善土壤物理肥力 腐植酸在土壤中通过絮凝和溶胶作用 形成土壤 有机 无机复合体 进而形成较大粒径的 土壤团聚体 微团聚体 使土壤中分散的颗粒胶连在一起 降低土壤容重 增加孔隙度 优化土壤液相 气相物质及土壤热状况 3 2腐植酸提高土壤化学肥力 腐植酸具有很强的阳离子吸附和交换能力 腐植酸及其盐类可构成土壤溶液的酸碱缓冲体系 调节土壤pH值 土壤过酸时 腐植酸盐中的阳离子与土壤溶液中的H 进行交换 降低酸性 土壤过碱时 腐植酸的酸性官能团释放H 腐植酸分子结构中多种官能团的螯合 络合 离子交换 吸附 解吸附 氧化还原等作用 能提高肥效 降低重金属和土壤污染物 3 3腐植酸促进土壤生物肥力 腐植酸对土壤生物的影响 第一 通过改善土壤结构 理化性质 营养条件来影响土壤微生物 第二 腐植酸直接影响土壤微生物的生理活动 增加M细胞膜透性 促进营养物质吸收 促进M细胞内的生理活动 生化反应 第三 腐植酸可作为M体内无氧呼吸及有氧呼吸的电子受体 促进能量生成 促进M生长繁殖 HA可增加土壤微生物的总活性 提高土壤微生物的总量 丰富土壤微生物群的多样性 尤其是显著增加土壤中好气性细菌 放线菌和纤维素分解菌的数量 4腐植酸对肥料的作用 肥料通常分为 无机肥 有机肥和微生物肥 腐植酸能提高堆肥过程中氮素的有效性 堆肥是发酵有机肥的重要手段之一 影响堆肥过程中养分损失的因素很多 其中氮素损失是影响堆肥品质的重要因素之一 国内外研究表明 在畜禽粪便堆肥中添加一定数量的腐植酸可减少1 5 25 的NH3 N的挥发 腐植酸增效化肥的例子不胜枚举 腐植酸对化学肥料有增效作用 HA与化肥配成复合肥料 可增加肥效 减少化肥被固定和流失 提高化肥利用率 还可以减轻对土壤理化性质的不良影响 减少高浓度化肥因施肥不当造成的 烧苗 现象 5植酸对植物的作用 腐植酸对植物的生长有着积极作用 可促进植物营养吸收 调节植物生理代谢 提高酶活性 从而增强植物抗旱 抗寒 抗病虫害的能力 使植物生长更加茁壮健康 腐植酸能促进植物营养元素吸收腐植酸能调节植物生理代谢腐植酸能提高酶活性腐植酸能提高植物抗逆性 5 1腐植酸能调节植物生理代谢 腐植酸含有多种官能团 将影响植物重要的生理代谢 国内外大量研究证实 HA能够促进植物根部呼吸代谢 促进根系生长 见下图 还能影响光合作用和呼吸作用 HA可以作为细胞内氧化还原反应的电子受体 促进能量代谢 5 2腐植酸能够刺激作物生长发育 适量浓度的HA有明显的刺激作用 表现在促进种子萌发 加强营养体生长 对根系发育的影响成为明显 亦能增加分蘖 促进早熟 增加千粒重等 腐植酸让生姜开了花 2015年10月2日 生姜种植试验基地就见证了这一奇迹 生姜开花了 在试验基地里我们惊喜发现 施用腐植酸肥料的生姜长得郁郁葱葱 十分喜人 拨开生姜枝叶 生姜的根部都分别长出了1 3个花柱 在花柱上长出特别好看的花冠 它的花状酷似松树果 高有30 40公分 花茎直立 由叠生苞片组成 苞片边缘为绿色 再辅托着两片红花瓣 在翠绿的姜叶衬托下显得格外耀眼 靠近生姜花冠试着用鼻子闻了下 有一股股浓烈清新的生姜味道 而空白对照组却几乎没有出现开花现象 很多年长者也都惊叹 人生几十年了 也是头一次见到 5 3腐植酸能提高植物抗逆性 腐植酸可以提高改善酶活性 促进植物根系发育等多种作用增强植物抗旱 见下图 抗寒 抗病虫害能力 从而促进植物生长 提高产量 改善品质 正确使用HA肥料 可以增强作物的抗旱 抗寒能力 对部分病虫害也有一定的防治作用 HA可以提高低果糖分 Vc含量 提高粮食作物淀粉和蛋白含量 改善蔬菜品质 提高烟草等经济作物品质 HA在提高作物品质方面的作用 不仅有明显的经济效益 而且有深远的社会效益 5 4腐植酸可改善作物品质 6腐植酸对农药缓释增效作用 HA可作为农药增溶剂 这主要是因为HA具有表面活性剂的性质 使一些难溶于水的农药变成可溶 使药液的作用得到提高 HA可使药效提高 HA能使农药缓释 延长药效 HA能降低农药对人畜的毒性 HA与生物农药的结合 能大大提高生物农药的效力 煤炭腐植酸的来源 矿源腐植酸来源于泥炭 褐煤 风化煤 腐植酸与微生物之间的相互关系 腐植酸直接影响土壤微生物的生理活动 增加细胞膜的透性 促进营养物质的吸收 促进微生物细胞内多种生理活动 生化反应的进行 腐植酸可作为微生