刘义满 魏玉翔
特约栏目主持:刘义满
男,1963年,现在武汉市农业科学院从事科研与推广,推广研究员(专技二级岗),研究生导师,中国园艺学会水生蔬菜分会副理事长。主持或主要参加国家及省市科技项目40多项,选育蔬菜品种10余个,赴10多个省市技术讲座近100场,在中央及地方广播电台技术讲座和咨询200多次,主编书籍6部,副主编或参编书籍22部,发表文章100多篇,译文25万字,负责制修订行业及地方标准50多部,协助申报地理标志产品7个,参与国际交流20余次,获国家科技进步二等奖及湖北省科技进步一等奖等奖项10余项,获国务院政府特殊津贴,2次被湖北省三家省级媒体联合评为“热心公益优秀咨询专家”。
多年来,笔者经常接到莲藕等水生蔬菜种植户的咨询,他们大多是农民,也有企业家。笔者也经常到全国各产区进行现场调研及技术咨询和讲座,到各级广播电台农业节目中进行咨询和讲座。在与种植户的交流中,接触到了大量从种植者角度提出来的问题。最近几年,更是通过电话、彩信、微信、QQ及电子邮件等方式,接触到大量从事莲藕等水生蔬菜种植的年轻人提出的问题。为此,笔者对种植者特别是青年种植者提出的部分问题进行整理,并力求进行较为全面的回答。
在本篇进入正文之前,先学习国家农业部的一段文件。2015年4月10日,《农业部关于打好农业面源污染防治攻坚战的实施意见》(农科教发[2015]1号)发布,明确打好农业面源污染防治攻坚战的工作目标是:“力争到2020年农业面源污染加剧的趋势得到有效遏制,实现‘一控两减三基本’。‘一控’,即严格控制农业用水总量,大力发展节水农业,确保农业灌溉用水量保持在3 720亿m3,农田灌溉水有效利用系数达到0.55;‘两减’,即减少化肥和农药使用量,实施化肥、农药零增长行动,确保测土配方施肥技术覆盖率达90%以上,农作物病虫害绿色防控覆盖率达30%以上,肥料、农药利用率均达到40%以上,全国主要农作物化肥、农药使用量实现零增长;‘三基本’,即畜禽粪便、农作物秸秆、农膜基本资源化利用,大力推进农业废弃物的回收利用,确保规模畜禽养殖场(小区)配套建设废弃物处理设施比例达75%以上,秸秆综合利用率达85%以上,农膜回收率达80%以上。农业面源污染监测网络常态化、制度化运行,农业面源污染防治模式和运行机制基本建立,农业资源环境对农业可持续发展的支撑能力明显提高,农业生态文明程度明显提高。”
这份文件中,减少化肥使用量、实施化肥零增长、肥料利用率达到40%以上、以及“三基本”中有关畜禽粪便、农作物秸秆资源化利用方面的内容,均与本文要谈的话题有关,也就是“连藕田怎样施用有机肥料?”这份文件也说明了施用有机肥料的重要性和必要性。近些年,越来越多的莲藕(Nelumbo nuciferaGaertn.)种植户及畜禽养殖单位咨询这个问题,说明有机肥在莲藕等农作物种植中的应用越来越受到重视。
有机肥料通常简称有机肥。国家标准GB/T 6274-2016《肥料和土壤调理剂术语》定义,有机肥料(Organic fertilizer)指“主要来源于植物和(或)动物、施于土壤以提供植物营养为其主要功效的含碳物料”。宽泛一点理解,有机肥料包括以各种动物、植物残体或代谢物组成的肥料,如粪尿肥、动物残体、屠宰场废弃物、秸秆等,也包括饼肥、堆肥、沤肥、厩肥、沼气肥、海肥、绿肥等。人们常说的农家肥是指农家就地取材,自行积制的各种肥料,多为有机肥料。
狭义一点理解,有机肥料指标准化的有机肥料,具体来说,就是技术指标符合NY 525《有机肥料》(最新版为2012年版)规定的肥料。常有人称之为“商品有机肥料”,因为商业化生产销售的有机肥料,其技术指标必须符合该标准规定。该标准规定的“有机肥料”主要技术指标包括:有机质的质量分数(以烘干基计)≥45%、总养分(N+P2O5+K2O)的质量分数(以烘干基计)≥5%、水分(鲜样)质量分数≤30%、pH值5.5~8.5。同时,该标准对有机肥料的重金属限量值、蛔虫卵死亡率和粪大肠菌群数等安全指标作了规定。另外,国家有关部门对有机肥料中土霉素、四环素、金霉素及强力霉素等抗生素的残留限量标准亦在研究制定中。
另外,还有NY 884-2012《生物有机肥》,指“特定功能微生物与主要以动植物残体(如畜禽粪便、农作物秸秆等)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肥料和有机肥料效应的肥料”。要求有效活菌数(cfu)≥0.20亿/g、有机质(以烘干基计)≥40.0%,其他指标包括水分、pH值、重金属限量、蛔虫卵死亡率和粪大肠菌群数指标等均与NY 525-2012《有机肥料》的规定相同。
目前,莲藕田应用的有机肥料主要包括畜禽粪尿类、沼气发酵肥、标准化有机肥料、饼肥及绿肥类,来源广、数量大。例如,最新资料表明,我国每年产生的畜禽粪污总量就有近40亿t[1]。
土壤施用有机肥料的主要作用包括提高土壤有机质水平、提供土壤养分、改善土壤物理性状、增加土壤保水保肥能力、改良土壤通气状况、提高土壤微生物的活性、促进土壤养分良性循环等。
浙江大学的徐秋桐等[2]连续3年用常见有机肥料2 000 kg/667 m2(以干物质计)对新复垦耕地进行定点改良试验。结果表明,施用猪粪、鸡粪、水稻秸秆、蔬菜收获残留物、城市污泥、沼渣、猪粪/水稻秸秆堆肥、生活垃圾堆肥等有机肥,明显改善土壤肥力,主要作用包括提升土壤碳库管理指数(以施用猪粪、鸡粪、猪粪/水稻秸秆堆肥、水稻秸秆和沼渣的效果最为显著)、增加土壤水稳定性团聚体和降低土壤容重(以施用猪粪/水稻秸秆堆肥和沼渣的效果最佳)、增强土壤保蓄能力(以污泥、猪粪/水稻秸秆堆肥和生活垃圾堆肥等效果较好)、增加土壤有效态养分(以猪粪、鸡粪和猪粪/水稻秸秆堆肥效果最明显)、提高土壤微生物数量和酶活性(各类有机物均有显著效果)。总体上,对土壤肥力的改善效果由大至小依次为猪粪/水稻秸秆堆肥>鸡粪>猪粪>沼渣>生活垃圾堆肥>水稻秸秆>城市污泥>蔬菜收获残留物。不过,长期施用污泥、生活垃圾堆肥及畜禽粪存在着土壤重金属污染的风险,但短期施用对土壤环境质量影响不明显。对土壤的相对污染程度由大至小为城市污泥>生活垃圾堆肥>猪粪>鸡粪>沼渣>猪粪/水稻秸秆堆肥>蔬菜收获残留物>水稻秸秆。
NY/T 1868-2010《肥料合理使用准则有机肥料》要求,根据土壤性质、作物需肥规律、肥料效应和有机肥料品种特性,有效、合理、安全、经济地使用有机肥料,可提高农作物产量和品质,培肥土壤,保护生态环境。具体原则包括:①长期施用有机肥料,维持和提高土壤肥力;②针对有机肥料养分含量低、释放缓慢的特点,与无机速效肥配合使用,长短互补,缓急相济,满足农作物生长需求,实现用地和养地相结合;③提高有机肥料品质,应充分腐熟,以提高肥效,在积制、保存和施用过程中,防止肥料养分特别是氮素养分的流失;④强化无害化处理,即在有机肥料的积制过程中,彻底杀灭对作物、畜禽和人体有害的病原菌、寄生虫卵、杂草种子等,清除薄膜等杂物,严格控制重金属、抗生素、农药残留等有害物质,保障农产品安全生产,达到对环境卫生无害的要求。
根据NY/T 1868-2010《肥料合理使用准则有机肥料》的要求,有机肥料一般宜作为基肥施用。对于莲藕栽培而言,宜在莲藕定植之前,结合整地,将有机肥料施入后再耕翻入泥。
实际上,单位面积莲藕肥料施用量难以给出一个定数,合理的施用量应综合考虑到肥料性质(养分含量、C/N、腐熟程度)、土壤肥力水平和理化状况、气候条件、植株生长发育动态及栽培模式等因素。根据有关研究结果,按照下列步骤推算。
①三大元素的“元素施用量”以土壤肥力水平中等,每667 m2预期莲藕产量2 000 kg,三大主要元素的“元素施用量”按每667 m2氮(N)25 kg、五氧化二磷(P2O5)10 kg、氧化钾(K2O)20 kg计算。
②有机肥料“最大施用量”根据有机肥料氮、磷、钾3种主要元素含量(分别以氮、五氧化二磷、氧化钾含量计)核算,在分别满足这3种主要元素“元素施用量”有机肥料施用量中,以其中的最小值作为每667 m2有机肥料“最大施用量”参考值。之后,在该参考值基础上,确定“推荐施用量”。
③不足“元素施用量”的补足核定“推荐施用量”后,对“元素施用量”仍然不足的部分,配合施用化学肥料补足。
表1干鸡粪等有机肥料的莲藕田推荐施用量(以烘干基计算)及配合施肥方案
表2猪粪尿等有机肥料的莲藕田推荐施用量(以鲜基计算)及配合施肥方案
表3以畜禽粪尿为主要原料的标准化有机肥料莲藕田推荐施用量及配合施肥方案
在确定推荐施用量及配合施肥方案时,在已知的变化幅度内[3],相近的施肥量尽量保持一致,便于实际操作。
根据《中国有机肥料养分数据集》[4]的数据,莲藕田常用的几种普通有机肥料的推荐施用量及配合施肥方案见表1、2。
据表2养分含量数据计算,莲藕田沼渣施用量达20 000 kg/667 m2,而且如果以20 000 kg/667 m2计算的话,氮、磷、钾养分含量基本可以满足莲藕生产需要。不过,在实践中没有类似的用量事例。根据NY/T 2065-2011《沼肥施用技术规范》,沼渣宜作基肥,一般作物的沼渣667 m2年参考施用量为1 500~3 200 kg。根据已有生产经验,本文将沼渣的667 m2推荐使用量确定为4 000 kg。
至于沼液的年施用量,NY/T 2065-2011《沼肥施用技术规范》规定粮油作物为3 000~6 667 kg/667 m2,番茄和黄瓜与化肥配合使用时为2 000 kg/667 m2,而且用作追肥。本文根据氮、磷、钾含量数据估算,认为莲藕田2 000 kg/667 m2的推荐施用量是较合理的。而且,根据经验,可以用作基肥。实践中施用量有达到4 000 kg/667 m2以上的,但会导致磷用量偏高。
这里,所谓标准化有机肥料专指符合NY 525-2012《有机肥料》规定的肥料。如果总养分含量取该标准规定的下限值5%,N、P2O5、K2O含量以主要原料为依据(不考虑有机肥料加工生产过程中秸秆之类的其他添加物的影响),其比值以《中国有机肥料养分数据集》[4]中所列烘干基含量推算,则几种常见原料加工成标准化有机肥料后,莲藕田推荐施用量及配合施肥方案见表3。
表4标准化有机肥料的莲藕田推荐施用量及配合施肥方案实例
另外,笔者根据部分厂家生产的“有机肥料”检测报告(检测加工均符合NY 525-2012《有机肥料》规定)实例计算的有机肥料推荐施用量及配合施肥量结果见表4。
①注意基肥与追肥的配合及施肥时期表1~4中的施肥方案中,a.基肥:包括有机肥料的推荐施用量、配合施肥中按需要补充的过磷酸钙,均宜用作基肥,一次性施入,另外,在施用基肥时,建议667 m2加施硼砂1.0 kg(或硼酸0.5 kg)、七水硫酸锌1.0~1.5 kg(或一水硫酸锌0.5~1.0 kg)。b.追肥:配合施肥中的尿素和硫酸钾肥,分1~2次追肥,譬如长江中下游地区,可以在5月中旬、6月中旬前后各追肥1次。其中,尿素每次不要超过25 kg/667 m2,硫酸钾宜在莲藕开始结藕前施入为主。c.莲藕田施用有机肥料时,建议每3年施用1次新鲜生石灰,用量宜为每次每667 m250~75 kg。
②现有“标准化有机肥料”差异较大从表4可以看出,现有标准化有机肥料主要养分含量差别较大,对推荐施用量影响也大。NY 525-2012《有机肥料》只规定“总养分(N+P2O5+K2O)的质量分数(以烘干基计)≥5%”,没有要求标注N、P2O5、K2O各分项养分含量值。生产应用中,标准化有机肥料的施用量常在400~500 kg/667 m2以上,因施用量较大,含量百分数的较小变化对总的元素施用量都有较大影响,不利于施肥精准度的提高。不过,总体上讲,莲藕田大致施肥量宜为每667 m2施用标准化有机肥料400~500 kg,同时配合施用尿素40~50 kg和硫酸钾20~25 kg。
③施肥量要因地制宜地进行调整如何在保障人的安全、环境质量安全及农产品质量安全和经济产量的前提下,在农田最大量施用消解养殖场排泄物和农作物秸秆,也是一个有待进一步系统和深入研究的课题。本文给出的有机肥料推荐施用量是在比较理想状态下的推算结果,其效果会受到产区环境、莲藕品种、莲藕栽培技术习惯、莲藕栽培模式及有机肥料批次(不同来源,氮磷钾等元素含量不一样)等诸多因素影响,使用者应根据实际应用效果进行调整。另外,要考虑成本因素。如表4中,根据某品牌有机肥料检测结果,设计的250、400、500 kg/667 m23种有机肥料用量及配合施肥方案中,氮、磷、钾3种主要元素的总施入量基本相同,都是可行的,但每667 m2的肥料总成本却有较大差异。
最后,特别希望读者能将应用中发现的问题反馈给我们。
[1]陈溯.中国每年产生畜禽粪污近40亿吨,成农业面源污染重要原因[EB/OL].(2017-08-30)[2017-10-07]http://finance.chinanews.com/cj/2017/08-30/8318155.shtml.
[2]徐秋桐,孔樟良,章明奎.不同有机废弃物改良新复垦耕地的综合效果评价[J].应用生态学报,2016,27(2):567-576.
[3]刘东碧,熊桂云,范先鹏,等.几种水生蔬菜营养特征与施肥技术研究进展[J].长江蔬菜,2017(18):80-84.
[4]邢文英,李荣.中国有机肥料养分数据集[M].北京:中国科学技术出版社,1999.