生物有机肥在甘蔗生产中的应用研究进展

现代农业科技２０１２年第１３期　资源与环境科学　生物有机肥在甘蔗生产中的应用研究进展　梁阒方锋学　罗亚伟樊保宁　（广西农业科学院甘蔗研究所，广西南宁５３０００７）　摘要生物有机肥是一种新型的全养分肥料，符合现代农业的绿色、环保、生态发展方向。阐述生物有机肥在甘蔗生产中的应用效果，　指出其在甘蔗生产应用中存在的问题，并对其发展前景进行展望，旨在推动生物有机肥在甘蔗生产ｑ－的应用，促进甘蔗生产可持续发展。　关键词生物有机肥：甘蔗；施用方法；应用；现状；存在问题　中图分类号Ｓ１４４　文献标识码Ａ　文章编号１００７—５７３９（２０１２）１３－０２４５—０３　甘蔗是我国最重要的制糖原料，施用化肥是提高甘蔗　产量的主要措施之一。但是长期、大量地施用化肥、缺少有　机肥投入以及长年连作，氮、磷、钾及微量元素搭配不合理，　土壤有机质得不到补充和更新，有机质含量逐年下降，造成　土壤板结、酸化、通透性差，保肥、供肥和保水能力下降，不　利于甘蔗生长发育，导致甘蔗产量和品质下降ｌ１－２１，影响甘蔗　生产可持续发展。因此。迫切需要一种新型肥料来改善由于　甘蔗生产上长期单施化肥造成不良局面，使用地养地相结　合，既能提高甘蔗产量，改善甘蔗品质，增加经济效益，又可　以改良或修复土壤，提高肥料利用率，增加土壤肥力，促进　甘蔗生长发育，提高甘蔗产量和品质，促进甘蔗生产可持　续、健康发展。生物有机肥是近些年新开发出来的一种集无　机营养、有机营养和特定的微生物种群组成的新型肥料，目　前主要在蔬菜、果树、粮食等作物上应用，并取得提高作物　产量、改善作物品质，改良土壤、培肥地力和增加经济效益　的效果口卅。而生物有机肥在甘蔗生产中除一些研究试验及　小面积应用示范外，还未大面积推广应用。为此，就目前生　物有机肥在甘蔗生产上应用研究现状进行总结，旨在为甘　蔗生产推广应用生物有机肥提供参考。　１生物有机肥来源及特点　生物有机肥是利用自然资源中可持续发展资源，以自　然中的有机物为基质和载体，加入适量的无机元素，然后科　学性地加入有利于土壤结构、作物吸收、元素释放等有益微　生物，经特殊工艺加工而成的。其有机质载体大多为作物秸　秆、草炭、禽畜粪、生活垃圾等有机废弃物翻。肥料指标氮、　磷、钾≥１０％，有机质含量≥１０％，有效菌数≥０．５亿个／ｇ；常　用的微生物种类有自生固氮、５４０６抗生菌、磷细菌、钾细菌、　硅酸盐细菌等阎。因此，生物有机肥除了具有无机肥料养分　含量高、肥力速效等特点外，还有微生物肥料和有机肥料的　特点：一是富含有益微生物菌群。生物有机肥中的特定功能　微生物如固氮菌、解磷菌、解钾菌等，可以增加土壤氮源或　将土壤固定的磷、钾活化，供作物生长需要，而且有益微生　物菌群在作物根际大量繁殖，抑制病原菌的繁殖，减少对作　物危害。二是富含生理活性物质。微生物代谢活动中产生的　生理活性物质如赤霉素、多种维生素及氨基酸等，能调节作　基金项目　国家现代农业产业技术体系建设专项（Ｎｙｃｙｔｘｇｘｃｘｔｄ—Ｏ２）；　广西自然科学基金项目（２０１１ＧＸＮＳＦＡ０１８０７１）。　作者简介梁阗（１９６３一），男，广西隆安人，从事甘蔗栽培技术研究及　推广应用工作　通讯作者　收稿日期２０１２—０５—１４　物的新陈代谢，有效地促进和调控作物生长发育。三是养分　全面。以畜禽粪便、农作物秸秆等为原料的生物有机肥富含　有机、无机养分，不仅为作物生长提供较为全面的营养元　素．而且改善土壤团粒结构，培肥地力，有利于作物根系生　长。四是安全无害、不污染环境。生物有机肥经高温发酵腐　熟处理后无致病菌、寄生虫、杂草种子等，加入的微生物菌　对作物和环境安全无害，适合工业化生产，能够满足大规　模农业生产要求。　２生物有机肥在甘蔗上的施用方法　生物有机肥施入土壤后在作物根际范围。通过有益微　生物菌群的生命活动和生化作用，才能充分发挥应有的效　果。甘蔗生长期长、需肥量大、需肥时间长，前期需肥迫切。　因此，以基肥、早施、深施、集中施为好，使之尽可能靠近甘　蔗根部。由于各个企业（厂家）生产生物有机肥的有机质和　其他养分含量标准不同，施用时要根据肥料配方的养分含　量和土壤肥力来确定施用量，一般为２　２５０～３　０００　ｋｇ／ｈｍ　，土　壤肥力差的地块适当多施，反之酌减；若总养分（氮、磷、钾）　含量较低，追肥要配施适量的化肥。以施肥总量的６０％～　７０％作基肥，４０％～３０％作追肥，追肥必须在甘蔗拔节期前施　完。生物有机肥要在有效期内施用，施用或存运时不宜与杀　菌剂混用或混放，或者在阳光下长时间曝晒或被强光照射．　也不要与强酸或强碱接触，因为杀菌剂、紫外线、强酸或强　碱等能杀死生物有机肥中有益微生物菌群或降低微生物作　用，影响施用效果。　３生物有机肥在甘蔗生产中应用效果　３．１改善甘蔗农艺性状。提高甘蔗产量　生物有机肥具有无机肥料养分含量高、速效的特点，同　时具备有机肥料营养元素全面、均衡、长效稳定，改善土壤　团粒结构，利于土壤保水、保肥、透气和促进根系发育的优　势；有益微生物生命活动过程，把土壤中缓效性养分转化为　有效性养分，保障和满足作物高产稳产的营养需求。有益微　生物的代谢产物，与作物根系接触后，增强根系活力和吸收　养分能力，促进和调节作物健康生长。因此，施用生物有机　肥，为甘蔗生长提供充足、均衡、持久的养分和良好土壤环　境，甘蔗出苗旱、健壮，拔节早，成茎率高，使构成产量因素　的株高、茎径、有效茎数等农艺性状得到有效改善，达到增　产的效果『３１　。陆兴伦等ｔｇｌ在广西扶绥、邕宁、马山等３县　（区）蔗区试验结果表明，施用绿源生物有机肥，甘蔗平均株　高２７６．１　ｃｌｎ、平均茎径２．４９　ｃｍ、平均有效茎数７５　５４０株／Ｉ１ｍ２、　平均产量９７．４　ｔ／ｈｍ　，分别比经灭活的生物有机肥处理、化肥　２４５　资源与环境科学　现代农业科技２０１２年第１３期　处理（相同氮、磷、钾总养分）、空白对照的甘蔗株高高７、１１、　３２　ｅｍ，茎径大０．０７、０．１２、０．２８　ｅｍ，有效茎数多１　７７０、５　３１０、　据王馨乐报道，２００５年、２００７年、２００８年广东农恳丰收糖业　发展有限公司在恳区就生物有机肥对甘蔗生产应用效果进　５　５８０株／ｈｍ　，产量增加１０．１、１７．１、３４．８　ｔ／ｈｍ　。何永群等　利　行３年的试验结果表明：使用等价生物有机肥处理的甘蔗　产量平均为１０８．６　ｔ／ｈｍ２，分别比常规施肥处理、有机肥处理、　空白对照增产９．６、１３．３、５８．１　ｔ／ｈｍ　，差异均达极显著水平（Ｐ＜　０．０１）；使用等价生物肥处理的产糖量平均为１７．７　ｔ／ｈｍ２，分　别比常规施肥处理、有机肥处理、空白对照增产１．８９、２．０３、　用木薯皮、淀粉渣、酒精渣经生物发酵处理，配以合理氮、　磷、钾制成的生物有机复混肥，在甘蔗上进行施用试验结果　表明：在同等总养分（氮十五氧化二磷＋氧化钾）条件下，施用　生物有机复混肥的甘蔗有效茎数７７　５３５株／ｈｍ　。分别比施　用进口复合肥、通用复合肥增加１　９８０、２　５３５株／ｈｍ：：单茎重　１＿２１　ｋｇ，分别比施用进口复合肥、通用复合肥增加０．１１、ｆ１６ｋｇ；　甘蔗产量为８４．３　ｔ／ｈｍ　，分别比施用进口复合肥、通用复合肥　９．３８　ｔ／ｈｍ　，差异均达１％显著水平脚。曹宝玲等研究结果表　明，在砖红壤红色土旱地条件下，甘蔗施用豫园甘蔗专用生　物有机肥，扣除成本后活性生物有机肥处理的农业产值为　增产４．４６％、１２．４％。　３．２利于糖分积累。提高甘蔗含糖量　蔗糖含量是衡量甘蔗品质的一项重要指标。养分是否　全面对甘蔗蔗糖分形成与积累影响重大。因为某种养分增　加或减少会影响作物的生长发育，改变作物的代谢方向。促　进或抑制作物体内某些养分的形成和转化，从而影响作物　品质㈣。生物有机肥具有养分全面，肥效稳定、持久，满足甘　蔗的生长需要，促进甘蔗早生快长，利于甘蔗糖分的形成和　贮藏。同时，生物有机肥营养物质释放缓慢，就氮素营养而　言。多以ＮＨ４＋或氨基酸形式供给植物，进入植物细胞后无需　消耗大量能量和植物光合作用产物，如糖分和有机酸等，直　接参与植物细胞物质的合成。故植物生长快，积累的糖分等　物质多；有机质和微生物增加了土壤的缓冲能力，因而不会　造成某一元素的过量供给，在该状态下，甘蔗的糖分积累向　有利的方向发展【ｌｌ　。夏冯斌㈣进行生物有机肥在新植、宿根　蔗应用效果的小区试验和大田试验结果显示，施用生物有　机肥，小区试验：新植蔗蔗糖分提高０．２４％一０．９３％（绝对　值），宿根蔗蔗糖分提高０．６９％～０．７３％（绝对值）；大田试验：　新植蔗蔗糖分提高１．０４％（绝对值），宿根蔗蔗糖分提高　０．４４％（绝对值）。许树宁等㈣试验结果也表明，施用阳光生物　有机肥，甘蔗蔗糖分提高０．３８％～０．４５％（绝对值）。　３．３减轻甘蔗病害。提高甘蔗抗逆性　生物有机肥通过如下途径减轻甘蔗病害：一是生物有　机肥中有益微生物菌群大量繁殖，在作物根际土壤微生态　系统内形成优势菌群，占据了病原菌的繁殖空间，消耗了病　原菌的所需养分，抑制了其他有害菌生长繁殖，并阻断了病　原菌对根系的侵染，有的还与病原菌存在拮抗作用，在一定　程度上减轻或防止甘蔗病害的发生；二是有益微生物在生　长繁殖过程向甘蔗根际土壤微生态系统内分泌各种产物，　能抑制根际土壤病原菌的繁殖，减少对甘蔗的危害，或能刺　激甘蔗生长，提高甘蔗抵抗不良环境的能力；三是生物有机　肥营养元素全面，促进叶绿素、蛋白质和核酸的合成，甘蔗　生长健壮，增强甘蔗抗病能力，减少病害的发生【ｌ１　４１。此外，　生物有机肥中有机质具有固水、保水及促进土壤团粒结构　形成作用，促进土质疏松、减少板结，利于甘蔗根系生长发　育，提高甘蔗抗旱能力【　。　３．４降低生产成本，增加经济收入　施用生物有机肥。为甘蔗生长提供充足、稳定、全面的　养分及良好的土壤环境，甘蔗早生快长，成茎率高，增加甘　蔗产量和提高甘蔗蔗糖含量，因而也取得显著的经济效益。　１３　７４５．８５元／ｈｍ　，分别比灭活后生物有机肥处理、常规施肥　处理、空白对照增值２　４５１．９０、１　２７９．０５、６　７１６．７０元／ｈｍ　；扣除　成本后活性生物有机肥处理的工业产值为８　５５０．４５元／ｈｍ２．　分别比灭活后生物有机肥处理、常规施肥处理、空白对照增　加２　９３５．５０、１　５１６．９５、５　５５６．９０元／ｈｍ２。与韦霁洋等【峋、庞天　等　的试验结果相似，表明生物有机肥在甘蔗应用，能提高　单位面积甘蔗产量和蔗糖产量．增加经济收入。　３．５改善土壤物理性状．增加土壤肥力　土壤有机质含量是衡量土壤肥力的一项重要指标．是　土壤肥力的物质基础。生物有机肥有高含量的有机质，施到　蔗地，使土壤中有机质含量得到增加，经微生物分解与再合　成形成的腐殖酸，与土壤无机胶体复合成不同粒径的团聚　体，形成良好的土壤团粒结构，改善土壤性状，提高土壤透　气、保肥和保水性能；生物有机肥含有的特功能微生物．通　过自身的生命活动，分解土壤中某些原次矿物，并把某些矿　物所固定的难溶性养分变为有效营养成分，如解磷细菌、解　钾细菌将土壤中的难溶性磷、钾转化为作物可以吸收利用　的速效磷、钾养分，固氮菌则可以将大气游离的氮固定，转　化为作物可直接吸收利用的氮素。增加土壤有效养分含量，　为甘蔗生长提供更多的养分。谭宏伟　进行的蔗区土壤连　续施用生物有机肥效应研究结果表明．连续３年施用生物　有机肥处理的蔗区土壤有机质、速效氮、速效磷和速效钾含　量分别比施用等量灭菌有机肥处理提高５．１％、３６．７％、　１００．０％和３２．７％，分别比空白处理提高１２．４％、１０３．０％、　３６６．７％和１０２．９％，分别比常规处理提高１０．２％、３１．４％、　７５．０％和３５．３％ｔ　。翁锦周等【ｕ研究表明，施用生物有机肥届　９０ｄ，蔗地土壤中的有机质、碱解氮、速效磷、速效钾分别比　不施生物有机肥处理提高１２８．４０％、１７．６５％、６３．１６％、３６．８４％。　因此，施用生物有机肥可以提高土壤有机质含量、改善土壤　物理性状和增加土壤肥力。　４生物有机肥在甘蔗生产应用中存在的问题　４．１专用产品研发薄弱　生物有机肥中的微生物具有地区性的生态适应性，不　同的土壤条件、作物、耕作水平等，其适应性也不同，必须要　有适宜的环境条件和载体才能发挥其应有的作用。因此，甘　蔗专用生物有机肥要针对我国甘蔗产区的气候条件、土壤　类型、甘蔗生长特点及耕作水平等，筛选与之相适应的微生　物菌株，生产相应配方的专用生物有机肥，才能充分发挥生　物有机肥的施用效果。而目前投放市场的甘蔗专用生物有　机肥极少，即使标称甘蔗专用生物有机肥，与其他专用肥如　梁阗等：生物有机肥在甘蔗生产中的应用研究进展　水果、蔬菜等专用生物有机肥并无本质区别，无法满足甘蔗　植业、养殖业、制糖和食品业等的后顾之忧，同时也增加了　生产需要。　附加值。因此，发展生物有机肥产业是可持续、生态农业的　４．２产品推广宣传不到位。使用存在误区　要求，符合现代农业产业及环保产业的发展方向，同时对种　生物有机肥是一种新型肥料，其使用方法与一般肥料　植业、畜禽养殖业、食品业和肥料加工均会产生良好的经济　有所不同，需要试验、示范、推广和宣传，使广大蔗农了解生　效益和社会效益。　物有机肥的作用和在甘蔗生产应用效果，掌握生物有机肥　６参考文献　正确的使用方法，为生物有机肥在甘蔗生产推广应用创造　【１］翁锦周，何炎森．生物有机肥对甘蔗产量及土壤的影响［Ｊ］．亚热带农　良好条件。目前生物有机肥应用的推广宣传工作基本是以　业研究，２００５，１（３）：１３－１５．　『２】蒙世欢．广西甘蔗施肥现状、问题及对策【Ｊ］．广西农学报，２００７，２２　、企业为主．而企业的推广宣传能力或力度远远不够，影响力　（５）：３７－３９．　也有限，蔗农对生物有机肥认识度很低，使用方法不正确，　【３］李庆康，张永春，杨其飞，等．生物有机肥肥效机理及应用前景展望　【Ｊ】．中国生态农业学报，２００３，１１（４）：７８—８Ｏ．　影响其施用的效果，不利于生物机肥在甘蔗生产中的推广　【４】张余莽，周海军，张景野，等．生物有机肥的研究进展［ＪＪ．吉林农业科　应用。　学，２０１０，３５（３）：３７—４０．　４．３产品质量不稳定　【５】禹宙．生物有机肥对我国农业可持续发展的影响【Ｊ】．农业科技通讯，　２Ｏｏ７（１０）：２６－２８．　生物有机肥产品质量好坏影响到施用的效果，有益微生　ｆ６】罗凤来．生物有机肥对发展生态农业作用的浅析［Ｊ】．福建农业科技，　物活菌数量和存活时间长短是产品质量的关键指标，而目　２０００（Ｓ１）：１１７．　【７】何永群，龙淑珍，黄伟彬，等．生物有机复混肥对木薯甘蔗产量及土壤　前我国的生产技术尚未完全有效解决上述一系列难关［４】。因　肥力的影响【Ｊ】．广西农业科学，２００９，４０（３）：２７１—２７４．　此，普遍存在有益微生物活菌含量不足、杂菌数偏高、保存　【８］曹宝玲，吴细华，李庆红．甘蔗专用生物有机肥的应用叽．甘蔗糖业，　期限短、适应环境能力和生存定殖能力较低等问题，影响生　２０ｌｏ（２）：８－１２．　【９】陆兴伦，宾士友，甘冠华，等．甘蔗生物有机肥的应用效果试验啪．广　物有机肥在甘蔗生产应用效果。　西农学报．２００６（４）：１０—１２．　５展望　【ｌ　ｏ］徐福乐，纵明，杨峰，等．生物有机肥的肥效用机理［Ｊ］．耕作与栽培，　当前人们日益关注农产品质量和环境保护，加强生物　２０ｏ５（５）：８－９．　［１ｌ】沈德龙，曹凤明，李力．我国生物有机肥的发展现状及展望Ｌ玎．中国　有机肥料的开发、生产及推广应用力度，为发展无公害、无　土壤与肥料，２００７（６）：１－４．　污染的优质农产品生产、发展可持续的生态农业创造良好　【１２】夏冯斌．施用有机生物肥对甘蔗产量和品质的影响【Ｊ】．广西蔗糖，　２ｏｏ１（２）：１９－２１．　条件。可以相信生物有机肥料将逐渐成为肥料行业生产和　［１３】许树宁，黄家雍，梁阗，等．甘蔗施用阳光生态有机肥试验结果【Ｊ１．广　农资消费的热点。生物有机肥的开发应用．可以提高农产品　西蔗糖，２００４（４）：１１—１２．　的产量和品质，降低生产成本，改良土壤物理性状，提高土　【１４】黄寿林，罗家育，闻青云，等．生物有机肥的制作及田间试验叨．甘蔗　糖业，２００４（１）：１４—１６．　壤肥力，同时减轻化肥施用所带来的土壤环境污染，满足我　【１５Ｊ韦春谊．利达生物有机肥在糖料甘蔗上的肥效对比试验【ＪＪ．广西蔗　国农业可持续发展的需要。通过有益微生物的处理将农作　糖，２００６（４）：２２—２４．　［１６］韦霁洋，莫申萍，梁惠英．甘蔗施用生物肥与无机复合肥的效益分析　物秸秆、畜禽粪便、糖厂滤泥或淀粉厂废渣等有机废弃物转　［Ｊ】．广西热带农业，２００９（６）：８－１０．　变成生物有机肥。使之无害化、资源化，实现资源再循环、再　【１７】庞天，粱子洪，王伦旺．ＰＧＰＲ复混肥料对旱地甘蔗的施用效应叨．广　利用，变废为宝，有效地减轻作物秸秆、畜禽粪便、糖厂、淀　西农业科学，２００８，３９（４）：５０４—５０６．　【１　８］谭宏伟．蔗区土壤连续施用生物有机肥效应研究［Ｊ］．南方农业学报，　粉厂等有机废弃物对大气、水和土壤环境的污染，解决了种　２０１１，４２（８）：９４０—９４３．　（上接第２４４页）　施肥对策：多施有机肥、适氮、增磷、适钾，即以多施有　茶园水资源不足、土层浅薄，易受干旱威胁，易漏水失肥，不　机肥改良土壤通透性，增强土壤活性为主要措施。施用适量　利于茶叶的生长发育，影响产量。　的氮、钾肥、增施磷肥促进茶叶根系生长发育、保证壮苗、全　施肥对策：控制氮肥施用量、减少磷肥施用量（特别是　苗，提高成活率和苗期生长量。建议施肥量：基肥施精制有　过磷酸钙）、适量施用硫酸钾、补充适量的微量元素（硫酸　机肥或饼肥１．５０～２．２５　ｔ／Ｉｌｍ２、钙镁磷肥４５０～５２５　ｋｇ／ｈｍ２、尿素　镁、硫酸锌等）、施用一定量的生石灰改良茶园土壤酸碱度，　７５．０￣１１２．５　ｋｇ／ｈｌｌｌ２￣，硫酸钾７５．０～ｌ１２．５　ｋｇ／ｈｍ２；春季追肥施不　即控氮、减磷、适钾、补微、改酸。建议施肥量：基肥施精制有　含氯的复合）］￣（１５－１５—１５）１５０，．－３００ｋ　ｍ２、尿素１５０－－２２５　ｋ　ｍ　；　机肥或饼肥２．２５～３．Ｏ０　ｔ／ｈｍ　、生石灰３００～４５０　ｋｇ／ｈｍ２、尿素　夏季追肥施尿素１ｌ２．５　２２５．０　ｋｇ／ｈｍ２。　２２５－３００　ｋｇ／ｈｍ２、硫酸钾１５０－－２２５　ｋｇ　ｍ　、碳酸镁４５—７５　ｋｇ／ｈｍ　、　４参考文献　硫酸锌３０　ｋｇ／ｈｍ２、硫酸锰１５～３０　ｋｇ／ｈｍ　：春季催芽肥施不　【１】吴子仁，王巍，罗保志，等．松阳县土壤志［ｓ］．松阳：松阳县土壤普查办　合氯的复合肥（１５—１５—１５）３００～３７５　ｋｇ／ｈｍ２、尿素１５０．０～１８７．５　公室，１９８６：１２１～１２７．　［２Ｊ郭荣发，刘腾辉，刘树基．南方高产茶园土壤养分特性［Ｊ】．热带亚热带　ｋｇ／ｈｍ２；夏、秋季追肥每次施尿素３００～３７５　ｋｇ／ｈｍ２。　土壤科学，１９９６，５（１）：１４—１９．　３．３山地新开发茶园　【３】郭琳．茶园土壤的酸化与防治［Ｊ】．茶叶科学技术，２００８，２（２）：１６．　【４】周学书，杨妍．西畴县耕地土壤养分现状及施肥对策［Ｊ】．中国高新技　山地新开发的茶园土层深厚，土壤腐熟程度低，有机　术企业，２０１０（７）：６７．　质、氮、钾含量少，磷含量极低；多数新开发茶园土壤以黄大　【５】韩文炎，李强．茶园施肥现状与无公害茶园高效施肥技术Ｌ玎．中国茶　泥、黄筋泥、红黏土为主，存在质地黏重，通透性差，不利于　叶，２００２，２４（６）：２９—３１．　［６周宏美，６】宋晓，张彦玲，等．豫东潮土区耕地土壤养分动态监测与培肥　茶叶根系发育等不利因素。　途径叨．河南农业科学，２００６（３）：６８—７１．　２４７