秦旭,宫昊楠,张淑娟,王婷婷,李国栋,高文胜*
(1.山东农业工程学院,山东济南 250000;2.山东农业大学,山东泰安 271018;3.山东省农业生态与资源保护总站,山东济南 250000;4.山东省绿色肥料技术创新中心,山东临沂 276700;5.山东省农业技术推广中心,山东济南 250013)
海藻肥含有非含氮有机物、钙、镁、碘等40余种矿质元素和丰富的维生素,以及海藻特有的海藻多糖、海藻酸、高度不饱和脂肪酸和多种天然植物生长调节剂,能对植物生长及土壤环境改善产生有益功效[1]。自20世纪50年代起,海藻肥及其提取物就已经开始应用于农业生产。中国对海藻肥的研究应用起步较晚,相较于传统化学肥料和其他陆源有机肥,海藻肥“绿色高效、产业双赢”的优势十分适合当前中国的农、渔业发展国情[2]。
山东省是全国甜樱桃生产的重要省份之一,2020年全省甜樱桃栽培面积9.3万hm2,产量72万t,均居全国第一位。近年来,随着甜樱桃高质高效、高投入高回报生产趋势的发展,海藻肥在甜樱桃上的应用越来越广泛,也因其显著的功效被广大果农所接受。
生物海藻肥是以天然海藻为主要原料,经化学、物理或生物等工艺提取海藻多糖、海藻酸、高度不饱和脂肪酸等活性成分,直接浓缩或再混配一定比例的氮、磷、钾、中微量元素或腐植酸、微生物菌剂等物料加工而成的一种肥料[3]。其中,生物提取工艺是利用酶系将海藻细胞壁降解,使胞内活性成分溶出,并将大分子物质分解为小分子物质[4]。该工艺具有活性成分保留好,产物易被植物吸收,生产过程反应温和,安全环保且能耗较低等优点,是当前最为理想且发展前景广阔的生产工艺。
生物海藻肥的生产原料主要以褐藻为主,包括泡叶藻、昆布、海带和马尾藻等,其他如墨角藻、浒苔、石莼和卡帕藻等也有少数企业在用。按照施肥特性,市场上常见的海藻肥产品可以分为冲施肥和基质肥[5]。冲施肥由海藻提取液浓缩而成,分液体和水溶性粉剂两种,一般根据作物生产需要或具体施肥方式进行稀释后施用。基质肥一般是以提取海藻酸后的海藻残渣为有机肥料源,经发酵后,复配无机营养元素、其他类型有机质或者微生物菌剂制成,其海藻活性成分占比相对较低。
生物海藻肥富含各类养分和有机质,长期施用可以有效提升甜樱桃园的土壤团粒结构,增强保水保肥能力,显著改善土壤理化性状[6]。其所含有的海藻酸有利于土壤中不溶性磷、钾资源转化成可被植物直接吸收的速效磷和速效钾,提高土壤酶的活性,促进甜樱桃树根际有益微生物的生长、富集,提高土壤有机质含量,为树体健康生长提供良好的土壤环境,间接增强树体抗逆能力。
生物海藻肥中含有丰富的磷、钾、氮等营养元素,还含有钙、锌、镁、硼、碘等微量元素,这些元素对甜樱桃树的生长发育具有重要意义。有研究表明,海藻残渣富含粗蛋白与粗纤维,其有机质组分高达61.6%[5,7]。根据甜樱桃的周年需肥特性,以海藻基质肥为底肥在秋季施用,能够有效满足甜樱桃的越冬休眠与花期肥料养分需求;而以海藻冲施肥为追肥在展叶、抽梢、开花、果实发育到成熟及花芽分化等生长关键期科学施用,能够显著促进树体新陈代谢。
施用生物海藻肥可提高干旱、低温、盐碱等逆境胁迫下甜樱桃树的适应性。海藻所含有的海藻酸、维生素、氨基酸、甘露醇、海藻蛋白、有机碘、萜类、酚类等化合物及多种植物生长必需矿物质元素,能够有效调节细胞渗透性,增强植物细胞抗氧化酶系的活力,降低叶绿素分解速率,增强光合作用[6,8]。同时,其所含的海藻多糖、植物生长调节剂等生物活性物质能够促进甜樱桃树体细胞分裂生长、组织分化,诱导防御和应激反应,产生抗逆因子,提高免疫力,增强树体的抗病、抗逆能力[9]。此外,海藻酸分子的成膜特性可以防止果品水分流失、隔绝病原微生物,从而提高甜樱桃果实的贮运保鲜性能,延长货架期。
生物海藻肥肥性平和,无毒副作用,不易产生肥害,安全性好,具体用量和施用部位容错性好,相对其他有机肥更易掌握。其施用一方面能提高甜樱桃的产量,改善果实品质,另一方面能增强树势,提高树体抗逆能力,降低病虫害发生率。此外,海藻酸分子可有效降低溶液表面张力,增大营养物质或药剂与植物叶片的接触面积,进而提高肥、药、水的利用效率,达到节本增效的目的[4,10]。
每年甜樱桃秋季落叶前后至第2年开花之前,配合年度底肥施用,每666.7 m2果园施50~80 kg含量40%海藻基质肥(N-P-K=15-10-15)。甜樱桃幼树适宜在树冠垂直投影的外缘挖深宽各50 cm的环状沟进行施肥作业。成龄甜樱桃园可在距樱桃树干1 m处,向外成放射状挖4~8条施肥沟,长度以延伸至树冠投影内50 cm左右为宜,沟深要求近树干处为15 cm,向外逐渐深至50 cm。矮化密植园可在甜樱桃树冠投影稍外位置的行间各开深宽各50 cm左右的沟,进行条状沟施。施肥时,将海藻基质肥、农家肥及其他所需肥料混合均匀施人沟中,及时盖土封沟即可。
甜樱桃的生物海藻肥追肥分根部追施和叶面喷施两种方式,根部追施一般在展叶前后进行,以穴状点施为主,一般每666.7 m2果园施8~15 kg海藻基质肥,生物海藻水溶肥以菌肥或大量元素复混肥为主,稀释后施入,可配合花后灌溉冲施,稀释倍数600~800倍。冲施应尽量不采用漫灌或流水灌溉等传统灌溉方式,以免造成肥料浪费或施用不均。叶面喷施自坐果后开始,每5~7 d喷1次,以黄腐酸钾、微量元素等复混肥为主,稀释倍数800~1 500倍,作业时间宜在无风的早上或下午进行。
由于生物海藻水溶肥作用迅速,不易在土壤中长时间残留,因此,甜樱桃施用生物海藻肥适用少量多次原则。如采用水肥一体化系统,在应用滴灌施肥时,应视树体生长情况,注意平衡肥料配方,以保障营养均衡。此外,生物海藻肥应尽量单独施用或与非碱性农药混合施用,以免与金属离子发生沉淀反应,导致肥效降低或产生药害[11]。
生物海藻肥作为近年甜樱桃栽培中应用的一种新型有机肥料,对其作用机理研究、配方研发与实际应用效果的认识也在不断地深入。随着中国海藻资源开发技术创新和海藻肥生产成本的降低,生物海藻肥将会更多更广泛地应用于甜樱桃生产的全过程,为山东省甜樱桃产业的高质量发展赋能添力。