陳紹榮,熊思健,孫玲麗
(1. 中國(guó)生物刺激劑發(fā)展聯(lián)盟,上海 200063;2. 眾德肥料(煙臺(tái))有限公司,山東 煙臺(tái) 264002)
由于長(zhǎng)期大量施用化肥、農(nóng)藥,土壤生態(tài)被破壞,環(huán)境污染加劇,食品安全問(wèn)題頻發(fā)。隨著人民生活水平不斷提高,對(duì)更高質(zhì)量和更安全的農(nóng)產(chǎn)品的需求越來(lái)越迫切。生物刺激劑以其獨(dú)特的增產(chǎn)提質(zhì)作用,得到蓬勃發(fā)展。中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)會(huì)馬春艷指出:“生物刺激劑在農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展中助力作物增產(chǎn)提質(zhì)方面有著‘四兩撥千斤’的神奇作用”。在歐洲,一個(gè)很好用的生物刺激劑可以減少超過(guò)一百萬(wàn)噸的氮肥施用量[1]。
我國(guó)是生物刺激劑產(chǎn)業(yè)體系較完整的生產(chǎn)大國(guó)和消費(fèi)大國(guó),但是還沒(méi)有跨進(jìn)強(qiáng)國(guó)行列。主要是因?yàn)樵谡咧笇?dǎo)、產(chǎn)品登記、生產(chǎn)監(jiān)管等方面存在著諸多問(wèn)題,使這類產(chǎn)品一直未得到市場(chǎng)客觀和全面的認(rèn)識(shí)。而且,我國(guó)生物刺激劑產(chǎn)品功能比較少,同時(shí)產(chǎn)品同質(zhì)化、單一化傾向嚴(yán)重,在一定程度上限制了生物刺激劑產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。我國(guó)生物刺激劑產(chǎn)業(yè)發(fā)展的根本出路就是向多功能化方向發(fā)展[2]。所謂多功能化,就是要將各種生物刺激劑原料產(chǎn)品或簡(jiǎn)單加工產(chǎn)品應(yīng)用特定的創(chuàng)新配方或生產(chǎn)工藝進(jìn)行重組復(fù)配,賦予新型生物刺激劑產(chǎn)品更多的增產(chǎn)、提質(zhì)、抗脅迫功能。另外一個(gè)重要發(fā)展方向,就是實(shí)行無(wú)機(jī)化肥產(chǎn)業(yè)和生物刺激劑產(chǎn)業(yè)的融合發(fā)展,這是提高化肥利用率的重大舉措。兩大類產(chǎn)業(yè)深度融合,能使化肥的減施增效發(fā)揮到極致,還會(huì)給生物刺激劑產(chǎn)業(yè)帶來(lái)極大的市場(chǎng)機(jī)會(huì),拓寬生物刺激劑產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間。
1) JH 木芽(CA)生物有機(jī)肥 該肥料采用獨(dú)有的棘孢木霉菌(真菌)和解淀粉芽孢桿菌(細(xì)菌)同罐共生發(fā)酵,復(fù)配大西洋深海泡葉藻提取物制作而成。該肥料活菌數(shù)≥0.2億/g,w(有機(jī)質(zhì))≥40%,w(H2O)<30%,pH 5.5 ~8.5;同時(shí)含有木霉菌、芽孢桿菌和海藻提取物多種功能物質(zhì),具有有機(jī)酸(拮抗作用)、氨基酸(營(yíng)養(yǎng)作用和促生作用)以及生長(zhǎng)素等特異次生產(chǎn)物的多種功能,主要功效是協(xié)同生防多種病害、促根壯苗、抗逆增產(chǎn)、改良土壤等。根據(jù)在果樹(shù)、蔬菜等作物上示范推廣(土壤面積66.7 hm2以上)結(jié)果,一般可使作物增產(chǎn)10%以上,還能有效防治多種病害,大幅度提高產(chǎn)品品質(zhì)。
2) JH木芽菌劑 產(chǎn)品含孢子5億cfu/g、木霉菌高產(chǎn)厚垣孢子3.1億~3億cfu/g。主要有生物防治(根腐病、莖腐病、枯萎病、灰霉病、紋枯病、稻瘟病、青枯病、鐮刀菌等土傳病害)、提質(zhì)增產(chǎn)(果實(shí)w(糖)增加10%~15%,坐果率提高10%以上,提高花青素、番茄紅素、維生素、檸檬酸和葉綠素含量等)、抵抗逆境、修復(fù)改良土壤等多種功能。
3) JH 生防復(fù)合菌肥 主要成分是棘孢木霉菌+解淀粉芽孢桿菌(共生培養(yǎng))。實(shí)踐應(yīng)用結(jié)果表明,可使蘆筍鮮質(zhì)量增加2倍,根長(zhǎng)增加46.25%,產(chǎn)量增加10% ~20%;油桃和甜瓜增產(chǎn)11% ~20%,甜瓜w(糖)增加10%;用JF220 處理土壤、種子、化肥,可實(shí)現(xiàn)對(duì)根腐病、莖腐病、紋枯病、大斑病、穗腐病等的有效防控,還可以提高土壤有效肥力。
4) JH 腐植酸 JH 腐植酸肥料是應(yīng)用氧化還原反應(yīng)萃取工藝復(fù)配制成的JH 木芽發(fā)酵菌液中的特異次生代謝產(chǎn)物+海藻提取液制成的腐植酸肥,ρ(腐植酸)≥40 g/L,ρ(N+P2O5+K2O)≥200 g/L。產(chǎn)品中主要特異產(chǎn)物有拮抗代謝產(chǎn)物(反式香豆酸、反式肉桂酸、芹菜素等)、氨基酸代謝產(chǎn)物(脯氨酸、L-天冬氨酸、L-組氨酸等)、有機(jī)酸及促生代謝產(chǎn)物(蘋果酸、吲哚乙酸、5-氨基乙酰丙酸等)。有顯著的促根、促莖、促花果等促生作用,可促進(jìn)葉綠素形成,極大地提高作物抗脅迫能力,增加作物對(duì)鉀等營(yíng)養(yǎng)元素的吸收利用,增加土壤有機(jī)質(zhì)含量,改善土壤結(jié)構(gòu)等。
1) 五抗王 該產(chǎn)品以腐植酸(生物腐植酸)為載體復(fù)配S-誘抗素而成(S-誘抗素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%)。該產(chǎn)品兼有腐植酸與S-誘抗素的功能,而且腐植酸還可以提升S-誘抗素的促生、抗逆功能,起到1+1>2的效果。筆者團(tuán)隊(duì)多年大面積應(yīng)用推廣結(jié)果表明,五抗王增產(chǎn)提質(zhì)、抗逆肥效突出[3]:水稻增產(chǎn)10.71%~21.90%,小麥增產(chǎn)10.0%~46.2%,莧菜增產(chǎn)60%,花生增產(chǎn)32%;大櫻桃,坐果率提高21.8%,裂果率降低1.17%,爛果率降低0.04%,單果質(zhì)量增加0.02 g,w(糖)增加1.07%[4]。
2) S-誘抗素與“大三元”生態(tài)肥復(fù)配產(chǎn)品S-誘抗素黑老虎肥(腐植酸型“大三元”生態(tài)肥),w(N+P2O5+K2O)≥30%,w(有機(jī)質(zhì))≥20%,w(腐植酸)15%,每克有益微生物數(shù)≥0.2 億。添加S-誘抗素以后,肥效大幅度提高。據(jù)筆者團(tuán)隊(duì)研究[5],S-誘抗素黑老虎肥處理早稻比未復(fù)配的黑老虎肥料處理增產(chǎn)27.32%(小區(qū)試驗(yàn))和29.7%(大區(qū)示范),一季晚稻增產(chǎn)14.7%,二季晚稻增產(chǎn)15.4%,減施增效作用明顯。
山東潔晶集團(tuán)股份有限公司以獨(dú)特的工藝生產(chǎn)高質(zhì)量、高肥效的褐藻膠寡糖、褐藻黃素等海藻天然活性物質(zhì),并以此為核心原料生產(chǎn)出獨(dú)具生態(tài)特色的潔晶海藻有機(jī)肥。其主要特點(diǎn)是含有海藻中的多糖、多酚等有機(jī)化合物,具有螯合金屬離子的作用,能促進(jìn)作物對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的吸收利用,其形成的凝膠狀物質(zhì)能保持土壤的水分。這些天然活性物質(zhì)還有促進(jìn)植物生長(zhǎng)和誘導(dǎo)作物抗脅迫機(jī)制的作用,尤其是可以直接作用于農(nóng)作物致病病原菌,大大增強(qiáng)植物的抗病免疫功能。
海藻生物有機(jī)肥大田應(yīng)用效果突出,可增產(chǎn)提質(zhì)、防治或減輕病蟲害。例如,大幅度提高果樹(shù)、蔬菜的單位面積產(chǎn)量,一般增產(chǎn)幅度在10% ~20%;在牧草中施用,w(蛋白質(zhì))比對(duì)照增加7%;在甜菜中施用,w(糖)可提高5%左右。
“大三元”生態(tài)肥由三大類營(yíng)養(yǎng)成分或物質(zhì)組成。無(wú)機(jī)成分,可根據(jù)作物需求科學(xué)配置氮、磷、鉀大量元素,鈣、鎂、硫中量元素,鋅、鐵、錳、銅、硼等微量元素,以及硅、鈦、硒等有益元素。一般大量營(yíng)養(yǎng)元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%~35%,比中高濃度肥料氮磷鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)(45%~60%)下降15 ~30 個(gè)百分點(diǎn);有機(jī)成分,包括腐植酸、氨基酸、海藻提取物或其他有機(jī)質(zhì)含量高的原料,一般要求w(有機(jī)質(zhì))為15%~20%;微生物成分,包括固氮微生物、解磷鉀微生物、促生微生物、生防微生物等,一般要求每克活菌數(shù)在0.2億~2億。
“大三元”生態(tài)肥由江蘇省農(nóng)科院邵建華研發(fā)團(tuán)隊(duì)牽頭,組織了30 余家中大型肥料企業(yè)實(shí)施生產(chǎn)和上千人農(nóng)化服務(wù)隊(duì)伍示范推廣,歷經(jīng)20 年時(shí)間,生產(chǎn)和應(yīng)用了各種類型的“大三元”生態(tài)肥料500 多萬(wàn)噸,累計(jì)應(yīng)用面積達(dá)80 萬(wàn)hm2(1 200 萬(wàn)畝),平均比相同化肥用量處理增產(chǎn)8%~15%,并且顯著提高了農(nóng)產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)、外觀品質(zhì)和安全品質(zhì)[6],達(dá)到了化肥減施增效的目的。
當(dāng)前進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的“大三元”生態(tài)肥有腐植酸型、氨基酸型及海藻提取物型等品種,由于其減施增效及大幅度增產(chǎn)提質(zhì),深受消費(fèi)者歡迎。
導(dǎo)致我國(guó)化肥過(guò)量施用的一個(gè)深層次原因,就是化肥有效成分利用率太低。大量研究資料證明[7],腐植酸可以影響細(xì)胞膜的通透性,促進(jìn)作物根系吸收利用營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),從而提高化肥有效成分的利用率。因此,建議在復(fù)配創(chuàng)新中以高活性腐植酸(如美邦全息腐植酸)為主載體,科學(xué)添加γ-聚谷氨酸、氨基丁酸、花粉多糖、甲殼素、野生植物內(nèi)生真菌提取物、解磷鉀微生物等生物刺激劑產(chǎn)品,增強(qiáng)作物對(duì)各種營(yíng)養(yǎng)元素的吸收利用能力,大幅度提高化肥有效成分的利用率,實(shí)現(xiàn)減施增效。
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)[7],生物刺激劑產(chǎn)品能夠激發(fā)農(nóng)作物對(duì)生物脅迫和非生物脅迫抵抗機(jī)制,提高其免疫力和抗逆性。例如,S-誘抗素和腐植酸增強(qiáng)作物抗寒性、抗旱性、耐熱性等;甲殼寡聚糖誘導(dǎo)基因表達(dá),有害生物侵入時(shí)激發(fā)防衛(wèi)反應(yīng);木霉菌、解淀粉芽孢桿菌等共生培養(yǎng)次生代謝產(chǎn)物增強(qiáng)作物抗生物脅迫能力;申嗪菌素抑制病菌生長(zhǎng),引起病菌裂變;多黏芽孢桿菌抑制細(xì)菌性和真菌性土壤病害;蝦肽氨基酸提高作物抗遞性等。因此,建議研發(fā)提高作物抗脅迫能力的高端產(chǎn)品。
實(shí)踐證明,腐植酸,氨基酸,海藻提取物,鉀營(yíng)養(yǎng)元素,中微量營(yíng)養(yǎng)元素,硅、鈦、硒等有益營(yíng)養(yǎng)元素,S-銹抗素,殼聚糖,寡聚酸,蝦肽氨基酸等都能提高農(nóng)產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)(蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、茶多酚、維生素等的數(shù)量與質(zhì)量)、外觀品質(zhì)(果形整齊度、靚麗度、上色、商品等級(jí)等)、加工品質(zhì)(出米率、出油率、出糖率等)和安全品質(zhì)(農(nóng)藥及其他有毒有害物質(zhì)殘留量等)。建議針對(duì)不同質(zhì)量需求,復(fù)配創(chuàng)新研發(fā)提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的高端產(chǎn)品。
關(guān)于復(fù)配創(chuàng)新或深度融合產(chǎn)品生物效價(jià)(肥效、藥效或生態(tài)效益)試驗(yàn),必須按照農(nóng)業(yè)部頒發(fā)的田間試驗(yàn)技術(shù)規(guī)程實(shí)施,要求試驗(yàn)規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化,才能客觀真實(shí)地反映產(chǎn)品的應(yīng)用效果,精確地篩選配方及其施用濃度及數(shù)量,不誤導(dǎo)市場(chǎng)及農(nóng)民消費(fèi)者。為此,必須遵循下面的3個(gè)程序系統(tǒng)實(shí)施。
1) 實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)包括產(chǎn)品的生物學(xué)性狀(重點(diǎn)是對(duì)種子發(fā)芽和幼苗初期生長(zhǎng)的影響)、產(chǎn)品質(zhì)量(主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量及重點(diǎn)質(zhì)量指標(biāo))和抗生物脅迫產(chǎn)品的抑菌實(shí)驗(yàn)等。實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)中有2個(gè)以上的對(duì)照處理,包括CK1空白試驗(yàn)(即不施肥或清水處理等),CK2、CK3……(復(fù)配前的產(chǎn)品處理)。微生物產(chǎn)品還應(yīng)增加滅活后的微生物產(chǎn)品或基質(zhì)為對(duì)照處理。實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)有4~6次重復(fù)。
2) 盆栽試驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)完成后,則需進(jìn)入盆栽試驗(yàn)階段。盆栽試驗(yàn)需設(shè)置4 個(gè)以上的重復(fù)。盆土應(yīng)選擇未擾亂過(guò)土層的肥力均勻一致的大田土壤,不要用菜地土壤,并須經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的高壓消毒處理,滅活土壤中原有的微生物活體。
3) 田間試驗(yàn) 盆栽試驗(yàn)完成后可進(jìn)入田間試驗(yàn)階段,必要時(shí)田間試驗(yàn)也可與盆栽試驗(yàn)同步進(jìn)行。田間試驗(yàn)分為2個(gè)階段進(jìn)行:第一階段為小區(qū)試驗(yàn),小區(qū)試驗(yàn)方案中,對(duì)照處理至少3個(gè),即空白處理、2個(gè)或更多復(fù)配原料產(chǎn)品處理;小區(qū)面積應(yīng)在30 m2(或植株在20 株以上),小區(qū)形狀長(zhǎng)方形,長(zhǎng)寬比例4∶1以上;重復(fù)次數(shù)至少3次,采用隨機(jī)區(qū)組排列。第二階段為大區(qū)示范,示范面積至少為300 m2,重復(fù)2次以上。