【編者按】沈其榮:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)術(shù)委員會主任,國家973計劃首席科學(xué)家,國家863計劃現(xiàn)代農(nóng)業(yè)領(lǐng)域主題專家,中國有機(jī)(類)肥料產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟理事長、中國土壤學(xué)會副理事長、中國植物營養(yǎng)學(xué)會生物與有機(jī)肥專業(yè)委員會主任。
眾所周知,中國占世界耕地的7%,人口占世界人口的22%,7%應(yīng)對22%,付出的代價則是土壤的過度耗竭....我們更需要健康、肥沃的土壤用于可持續(xù)的植物生產(chǎn)…更需要解決畜禽廢棄物的資源化利用來保駕動物的可持續(xù)生產(chǎn)。
面對環(huán)境保護(hù)、可持續(xù)動植物生產(chǎn)加之國家政策的引導(dǎo),大家的目光更多地匯聚在了商品有機(jī)(類)肥料產(chǎn)業(yè),并且堅信它正在成為我們國家的一個新興肥料產(chǎn)業(yè)…
中國每年會有6000萬噸養(yǎng)分的農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物產(chǎn)生,如果全部還田,至少能節(jié)省大約50%的化肥...減少化肥使用,增加有機(jī)肥料,也源于為降低土壤所承受的壓力...
小編整理了沈教授近期有關(guān)生物有機(jī)肥的觀點(diǎn)和訪談,供大家分享。
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我們國家的耕地質(zhì)量形勢不容樂觀,土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化慢、污染物積累、作物土傳病害頻發(fā)成為了影響耕地質(zhì)量的三大障礙,其中最核心的問題是土壤生物功能在下降。
沈其榮:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)術(shù)委員會主任,國家973計劃首席科學(xué)家,國家863計劃現(xiàn)代農(nóng)業(yè)領(lǐng)域主題專家,中國有機(jī)(類)肥料產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟理事長、中國土壤學(xué)會副理事長、中國植物營養(yǎng)學(xué)會生物與有機(jī)肥專業(yè)委員會主任。
▼ 問:植物根系與微生物之間的互作關(guān)系關(guān)乎作物生長的好與壞,這其中是怎樣的科學(xué)原理?或者說要進(jìn)行怎樣的科學(xué)把控才能達(dá)到我們想要的目的呢?
沈其榮:研究其中的作用機(jī)理是一方面,但是最終我們是要調(diào)控它,運(yùn)用到生產(chǎn)實(shí)際中去。更確切的表達(dá)是前者為認(rèn)識世界,后者為改造世界,而認(rèn)識世界是為了改造世界,不是為了發(fā)幾篇SCI論文。怎么調(diào)控(根際)土壤微生物區(qū)系就涉及到用什么樣的肥料問題了。這種肥料一方面是把土壤中現(xiàn)有的好的微生物讓它長的更快,另外一方面把土壤中缺的這些好的微生物,想辦法引進(jìn)去,給它們“啟動費(fèi)”、給它們“住房”、還給它們解決“老婆工作孩子上學(xué)”問題(相伴微生物),這就需要通過大量篩選、獲得更好的外源微生物資源(圖2),進(jìn)而研究這些外源微生物的生理(營養(yǎng)特征)生態(tài)(土壤環(huán)境)條件,使它們進(jìn)入一個陌生環(huán)境而不孤單,讓它們進(jìn)入土壤后能夠如魚得水,全身心投入工作,這就是我們調(diào)控土壤微生物區(qū)系的工作思路。
這里面所謂的好的微生物,就是指那些能夠活化根際土壤養(yǎng)分和產(chǎn)生根系促生物質(zhì)、降解有機(jī)污染物和轉(zhuǎn)化無機(jī)污染物形態(tài)以及抵抗土壤中病原微生物入侵根系等有益微生物。
但是問題來了,外源的這些經(jīng)過研究篩選出來的好的微生物加進(jìn)土壤后能不能存活?存活之后能不能繁殖?這里有很多科學(xué)技術(shù)問題。
我們發(fā)現(xiàn)僅將微生物加進(jìn)去是不行的,這些好的外源微生物直接加到土壤中去往往都會死掉,因?yàn)槲⑸镆哺覀內(nèi)艘粯樱枰詵|西才能生存。它們要吃的就是有機(jī)質(zhì),而我們的大多地塊土壤中的有機(jī)質(zhì)含量只有1.5%左右,這個含量和質(zhì)量遠(yuǎn)不能滿足土壤中的土著微生物,這些土著微生物都在整天“嗷嗷待哺”,
怎么也輪不到外源微生物了。也就是說通過研究篩選出好的外源微生物之后,我們還需要想辦法幫助它們能夠定殖于土壤中,并且讓它們繁殖。
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這就需要我們?nèi)パ芯窟@些好的外源微生物的食物結(jié)構(gòu)、生理特性,研究它喜歡生長在什么樣的環(huán)境下等等。想辦法把它們喜歡吃的、喜歡的環(huán)境帶給它,從而讓它們定居下來,讓它們繁殖,這就衍生出生物有機(jī)肥的概念,我們把功能微生物接種(芽孢桿菌)、或直接拌入(真菌孢子)到已經(jīng)腐熟的氨基酸有機(jī)肥中,就可分別生產(chǎn)出芽孢桿菌類或木霉真菌類生物有機(jī)肥,然后施入土壤。只有這樣,才能發(fā)揮出這些好的外源微生物的作用,達(dá)到我們想要的促進(jìn)作物生長、分解和轉(zhuǎn)化污染物、拮抗土傳病害的目的。
把土體土壤微生物區(qū)系調(diào)控好了,一旦作物根系長出來后,根系就會分泌大量的有機(jī)物質(zhì),土體中的有益微生物就會趨化到根表和根際,如果它們是細(xì)菌,就會在根表形成細(xì)胞膜,發(fā)揮它們所具有的特定功能和作用,如果它們是真菌,就會在根表和根際形成大量菌絲體而發(fā)揮作用,這就是我們提出的(根際)土壤·微生物區(qū)系調(diào)控的全部。
▼ 問:怎么區(qū)分好的微生物和壞的微生物?這應(yīng)該也是我們研發(fā)中比較重要的一步?對于微生物的研究篩選,我們會帶著比較明晰的目標(biāo)去進(jìn)行?
沈其榮:是的。對微生物的研究篩選是我們研發(fā)工作中比較重要的環(huán)節(jié)。而篩選的時候其實(shí)都是有目標(biāo)的。我們現(xiàn)在有三種目標(biāo),第一種目標(biāo)是拮抗土傳病害的功能微生物,用特定的病原微生物來篩選,篩選出對病原菌拮抗能力最強(qiáng)的微生物種類。第二種目標(biāo)是篩選對根系有促生作用的,能夠刺激根系生長或活化土壤養(yǎng)分的功能微生物。第三種目標(biāo)是篩選降解有機(jī)污染物、或轉(zhuǎn)化無機(jī)污染物形態(tài)使之喪失毒性的功能微生物。
然后我們再去研究篩選獲得的功能微生物的營養(yǎng)特征和生長習(xí)性,把它們制成各種生物有機(jī)肥產(chǎn)品,用于不同土壤和作物。
▼ 問:微生物的世界是紛繁的,并不好控制,比如這些好的外源微生物如何去戰(zhàn)勝壞的微生物,又如何規(guī)避土著微生物的干擾等等?我們?nèi)绾巫屵@些好的外源微生物能夠長期、穩(wěn)定地發(fā)揮出它的作用呢?
沈其榮:這個問到焦點(diǎn)了。落實(shí)到應(yīng)用中,首先這些被篩選出的好的外源微生物一定是功能明確、生命力很強(qiáng)的微生物種類。其次,就是對它們的生理和生態(tài)習(xí)性一定要了解的很透切,然后做成有機(jī)物料與特定功能微生物非常匹配的生物有機(jī)肥。再者,就是怎么用好這些肥料,你施下去的生物有機(jī)肥100公斤也好,200公斤也好總會用完的,你問我,這個好的外源微生物2個月、3個月甚至有些是10天、20天就沒有了怎么辦?我們要讓外源的有益微生物在土壤中首先是存活,這時它靠的是100公斤、200公斤的有機(jī)載體(帶著“饅頭”下地),但是生活一陣以后它就彈盡糧絕了,又面臨死亡怎么辦?我們知道在施下去有機(jī)肥之后,總是要種莊稼的,總是要種植物的,經(jīng)過10天-20天當(dāng)根系生長出來之后,這些外源有益微生物已經(jīng)在土壤中利用有機(jī)物料存活下來,它們就可以利用已經(jīng)長出的根系產(chǎn)生的分泌物繼續(xù)存活下來。因?yàn)橹参镆簧杏?0%左右的光合產(chǎn)物要分泌到土壤中的,供土壤中的微生物使用,如果沒有好的外源微生物的話,這些根系分泌物就會被壞的微生物利用。
所以,我們一般調(diào)控土壤中的微生物區(qū)系,在播種前,就把生物有機(jī)肥料施下去,那么好的外源微生物就靠有機(jī)肥料在土壤中生長,當(dāng)長到10天、20天,根系長出來之后,這些外源微生物就在根表了,用植物根系分泌物來維持它們的生命,從而發(fā)揮這些功能微生物的特定作用。在這個過程中,如果我們還能不斷地添加生物有機(jī)肥或相應(yīng)的菌液,就能讓這些好的外源微生物比較長期地定居在土壤中,成為一時一地的優(yōu)勢微生物群落。
▼ 問:那么生物有機(jī)肥與有機(jī)肥究竟有何不同呢?
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生物有機(jī)肥料是指含有明確功能微生物菌種的一種特殊肥料,產(chǎn)品中不僅含有腐熟有機(jī)肥,還含有規(guī)定數(shù)量的功能菌,是微生物肥料和有機(jī)肥的有機(jī)統(tǒng)一體,屬于微生物肥料范疇,在農(nóng)業(yè)部登記。生物有機(jī)肥主要以抗土傳病害功能、促進(jìn)根系生長功能、提高肥料利用率三大功能而備受到種植戶的青睞。需要明確的是,菌種(菌劑、生物肥料、生物菌劑)、堆肥、有機(jī)肥(精致有機(jī)肥、商品有機(jī)肥)都不是生物有機(jī)肥。生物有機(jī)肥的功效應(yīng)該比高效菌種(菌劑)與有機(jī)營養(yǎng)載體的聯(lián)合施用時更大。為避免被市場上投機(jī)取巧的假貨擾亂視聽,我們必須搞懂生物有機(jī)肥的登記標(biāo)準(zhǔn)。沈其榮:從上述三類產(chǎn)品的分類標(biāo)準(zhǔn)中可看出,微生物菌劑產(chǎn)品中缺乏養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)含量,生物有機(jī)肥產(chǎn)品中沒有養(yǎng)分含量。
▼ 問:目前我們國家生物有機(jī)肥的實(shí)際使用情況如何呢?您認(rèn)為當(dāng)前最核心的問題在哪里?
我認(rèn)為生物有機(jī)肥在科技上的核心是菌種與有機(jī)物種類的選用,而在推廣應(yīng)用上的核心問題是混亂,普通有機(jī)肥與生物有機(jī)肥的混淆。
▼ 問:您說研發(fā)出的成果要能應(yīng)用并且得到推廣,才是真正的成功?您認(rèn)為,要如何推廣運(yùn)行才能讓當(dāng)前的有機(jī)(類)肥料產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展呢?
沈其榮:應(yīng)該說應(yīng)用是我更關(guān)心的事情,因?yàn)榫娃r(nóng)業(yè)科研而言,最終目標(biāo)應(yīng)該在田里見分曉。
▼ 問:您提到我們現(xiàn)在正在進(jìn)行的生物有機(jī)肥的研發(fā)工作與當(dāng)代生命科學(xué)研究先進(jìn)技術(shù)是需要相結(jié)合的,但目前這種結(jié)合相對比較欠缺?
沈其榮:是的。因?yàn)樯锟茖W(xué)與技術(shù)發(fā)展很快。我們做生物有機(jī)肥研發(fā)工作應(yīng)該同步借用國際上、國內(nèi)飛速發(fā)展的生物技術(shù)與科學(xué)來應(yīng)用到我們生物有機(jī)肥的研究中去。
比如過去我們一直說土壤中的微生物種類很多,但是我們所能培養(yǎng)出來的只占現(xiàn)實(shí)土壤中微生物總量的1%,99%我們是培養(yǎng)不出來的,所以就沒法知道這99%是怎么回事。但是現(xiàn)在將高通量微生物測序與高通量微生物培養(yǎng)相結(jié)合起來研究,我們能從土壤中培養(yǎng)出來的微生物就遠(yuǎn)不止1%,它們究竟是什么微生物,具有什么特定功能,我們拭目以待的日子相信不遠(yuǎn)了。
●最后,需要強(qiáng)調(diào)的是:
微生物肥料是活體肥料,它的作用主要靠它含有的大量有益微生物的生命活動代謝來完成。只有當(dāng)這些有益微生物處于旺盛的繁殖和新陳代謝的情況下,物質(zhì)轉(zhuǎn)化和有益代謝產(chǎn)物才能不斷形成。因此,微生物肥料中有益微生物的種類、生命活動是否旺盛是其有效性的基礎(chǔ),而不像其它肥料是以氮、磷、鉀等主要元素的形式和多少為基礎(chǔ)。正因?yàn)槲⑸锓柿鲜腔钪苿?,所以其肥效與活菌數(shù)量、強(qiáng)度及周圍環(huán)境條件密切相關(guān),包括溫度、水分、酸堿度、營養(yǎng)條件及原生活在土壤中土著微生物排斥作用都有一定影響,因此在應(yīng)用時要加以注意。
?問:為什么要研究和發(fā)展“生物有機(jī)肥”?
真正的生物有機(jī)肥的功效:
1.調(diào)理土壤、激活土壤中微生物活躍率、克服土壤板結(jié)、增加土壤空氣通透性。
2.減少水分流失與蒸發(fā)、減輕干旱的壓力、保肥、減少化肥、減輕鹽堿損害,在減少化肥用量或逐步替代化肥的情況下,提高土壤肥力,使糧食作物、經(jīng)濟(jì)作物、蔬菜類、瓜果類大幅度增產(chǎn)。
3.提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)、果品色澤鮮艷、個頭整齊、成熟集中,瓜類農(nóng)產(chǎn)品含糖量、維生素含量都有提高,口感好,有利于擴(kuò)大出口,提高售價。改善作物農(nóng)藝性狀、使作物莖桿粗壯,葉色濃綠,開花提前,做果率高,果實(shí)商品性好,提早上市時間。
4.增強(qiáng)作物抗病性和抗逆性、 減輕作物因連作造成的病害和土傳性病害,降低發(fā)病率;對花葉病、黑脛病、炭疽病等的防治都有較好的效果,同時增強(qiáng)作物對不良環(huán)境的綜合防御能力。
5.化肥施入量的減少,相應(yīng)地減少了農(nóng)產(chǎn)品中硝酸鹽的含量。試驗(yàn)證明,生態(tài)有機(jī)肥可使蔬菜硝酸鹽含量平均降低48.3--87.7%,氮、磷、鉀含量提高5--20%,維生素C增加,總酸含量降低,還原糖增加,糖酸比提高,特別是對西紅柿、生菜、黃瓜等能明顯改善生食部分的品味。所以說,用了生物有機(jī)肥,農(nóng)產(chǎn)品葉色鮮嫩,滋味甘美,更好吃了。
(來源:農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)報,百度文庫,版權(quán)歸原作者所有,圖片來源于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請聯(lián)系我們處理,謝謝。)
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