有机肥含量对植物生长影响的探究

来源: 发布时间:2019-07-15 08:54:26

  [摘 要]我国是世界上生产和使用化肥最多的国家。近年来化肥的各种负作用尤其是过量使用、盲目使用造成的危害开始凸现。有机肥是纯天然的生态肥料,是替代化学肥的首选,但由于有机肥存在一定的缺陷加上人们的传统观念限制,我国有机肥的使用量占肥料总用量的比重还不到10%。推广有机肥不但任务艰巨,而且困难重重。本文首先回顾了肥料的发展历史和产业现状,对比分析了化肥使用对粮食生产的重要贡献和过量使用对生态环境的严重危害,引出亟待解决的化肥减量问题;接着从有机肥的功能出发,探讨了有机肥部分替代化肥的可行性和必然性;最后通过探究有机肥含量对植物生长的影响,以帮助人们更好地了解有机肥、更多地使用有机肥,共同引领我国农业生产和社会生活走向绿色、生态、健康。

  [关键词] 化肥减量、有机肥适量、有机肥推广

  一、研究背景

  我国早在夏商周时期已经学会使用绿肥、粪肥。《诗经》中有“其镈斯赵,以燸荼蓼,荼蓼朽止,黍稷茂止”的歌咏,记载了西周时期人们对腐草肥田的初步认识。南宋《陈旉农书》指出“若能及时加新沃之土壤,以粪治之,则益精熟肥美,其力当常新壮矣”,说明我国农民在几千年的农耕中努力开辟肥源、合理施肥追肥,从而实现地力长盛不衰。1963年我国开始使用进口的尿素、硫酸铵等氮肥,迅速地提高了农作物的产量。经过五十多年的发展,目前我国已成为世界肥料大国,2016年化肥年产能达到2亿吨,实际年产量7000万吨,年用量6600万吨[1]。

  “庄稼一枝花,全靠肥当家”。研究表明,化肥对粮食增产的贡献率达到30%—50%[2]。在我国人口持续增长、耕地面积逐年下降的情况下,化肥的施用为农业的增产丰收作出了巨大的贡献。随着现代科技的发展,人们也越来越依赖于利用各种化肥产品对各类食用、药用、观赏作物进行加速生长。但随之而来的是化肥的各种负作用,尤其是过量使用、盲目使用造成的严重危害:土壤污染(重金属和有毒元素增加)、土壤退化(养分失调、微生物活性降低)、生态环境恶化(水污染、大气污染)、农产品品质下降、农业生产成本增加等等。

  为此,科学施肥、合理减量成为我国农业可持续发展的首要任务。2015年3月18日农业部发布《到2020年化肥使用量零增长行动方案》[3],提出“力争到2020年,主要农作物化肥使用量实现零增长”的总目标。2017年3月20日“国家化肥减量增效科技创新联盟”正式成立[4],标志着“化肥减量增效和零增长行动”开始步入科技创新的轨道。

  二、研究意义

  当前,一方面我国人多地少的矛盾突出,解决的主要途径是提高粮食产量,提高粮食产量离不开施用肥料;另一方面,我国化肥施用量过度,造成农业污染和地力下降,亟待全面推进化肥减量。基于此,曾经因为“见效慢、成本高”而被忽视的有机肥再次崭露头角,成为部分替代化学肥的必然首选。与化学肥相比,有机肥是最全面的肥料,它含有植物必需的大量微量元素、丰富的有机养分,具有改良土壤结构、改善农作物品质、提高植物抗病虫能力等作用。从长远来看,有机肥是实现农业健康发展、维护绿色生态环境的重要保障。

  但我国有机肥的使用现状不容乐观,据统计,我国有机肥使用量占占肥料总用量的比重不到10%,而美国等西方国家有机肥用量占比达到50%[5]。这一方面是因为有机肥存在养分含量较低、短期内提产效果不明显、生产费工费时等缺陷,另一方面是因为大多数用户的关注点主要集中在肥料的价格、增产增收的效果,而不太关心土壤板结、地力下降等问题。因此在有机肥全面推广的路上,还需要克服许多的困难。

  积极探索安全、生态的绿色农业发展之路,是关系国计民生的大事,为此农业部于2017年2月10日发布了《开展果菜茶有机肥替代化肥行动方案》[6],决定以果菜茶生产为试点和重点,实施有机肥替代化肥的绿色行动。

  对我们中学生来说,认真学习和积极宣传有机肥相关知识,是我们责无旁贷的使命。为此我开展了本次“有机肥含量对植物生长的影响”的探究活动,一方面通过广泛的问卷调查,了解人们对有机肥使用现状和未来的认识;一方面通过对植物差量施用有机肥的实验,从科学角度验证适量有机肥对植物生长的有利影响。这对于加强人们对有机肥的认知、促进有机肥的推广、引领我国农业生产走向健康、环保具有十分重大的意义。

  三、研究过程

  本次探究活动首先阐述了有机肥的相关知识,如定义、分类和功效;接着对适量有机肥对植物生长的有利影响展开实验验证;然后总结和阐述了本次问卷调查反映出来的我国在该领域的发展现状。

  3.1 有机肥的分类与功效

  农业部《NY525-2002有机肥料标准》里对有机肥的定义是: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能的含碳物料[7]。通俗地说,有机肥就是含有机物质的农家肥,主要包括:

  (1)商品有机肥:畜禽的粪便、动植物残体等原料经发酵腐熟制成的肥料。

  (2)厩肥:畜禽的粪尿、杂草、秸秆、土壤等混在一起沤制的肥料;

  (3)堆肥:畜禽的粪尿、杂草、落叶等堆积起来腐烂发酵制成的肥料;

  (4)绿肥:植物的茎叶翻压在地里发酵分解而成的肥料;

  (5)沤肥、沼肥等。

  从上述概念可以看出,有机肥完全来源于自然界,如动物排泄物、动植物的残体、生物废物等。作为生物界和非生物界物质循环和能量循环的一部分,有机肥将来自土壤的有机物返回土壤的循环再生过程符合基本的自然发展规律,具有保持土壤有机质、增进土壤肥力的本质特性。

  推广和使用有机肥之所以成为农业健康发展的必然趋势,得益于它与生俱来的堪称全面的下列功效:

  (1)有机肥的来源广泛,包括各种动物、植物的残体或代谢物,因此有机肥养分完全(各种营养元素、微量元素、有机养分),能为农作物提供全面均衡营养。

  (2)有机肥富含天然有机质,能增加和更新土壤有机质含量,改善土壤物理、化学和生物学性状,从根本上协调土壤的供肥性能。

  (3)有机肥不含任何人工合成化学物质,因此经腐熟发酵消除有毒有害物质后,能从根本上改善作物生长性状、提高农产品品质,确保农产品绿色无公害。

  (4)有机肥能增加生物活性物质,促进微生物的繁殖,提高植物抗病虫的能力。

  3.2 有机肥的施用实验

  有机肥对植物生长的有利影响毋庸置疑,但有机肥是不是多多益善呢?为此,我选择根须发达、培植简易、家庭普及率最高的绿萝作为样本植物,从实用科学的角度,开展了如下的差量施用有机肥的实验,探究有机肥的使用量与有效性之间的关系。

  【实验器材】样本植物(绿萝)、有机肥(鸡粪肥)、花盆、电子秤、普通土壤。

  【实验问题】有机肥含量对植物生长的影响?

  【实验假设】有机肥越多越好,多多益善。

  【实验步骤】

  (1)选取经腐熟发酵、高温灭菌的优质鸡粪肥作为实验用有机肥。

  (2)用电子秤称取50g、60g、70g、80g、90g、100g有机肥,编号①-⑥。

  (3)选取六个大小相同、容量适中的花盆,分别加入等量普通土壤,再加入①-⑥有机肥,并充分混合。

  (4)选取六株生长情况基本相同的绿萝,分别栽入①-⑥花盆中。

  高度 肥量

  ①50g②60g③70g④80g⑤90g⑥100g

  第1天14.7 cm15.0 cm14.9 cm15.1 cm14.8 cm15.2 cm

  (5)将①-⑥盆放到光照充足、通风的地方培养,每日适量浇水。

  (6)每日观察绿萝的生长情况,定期测量绿萝的高度,并做好实验记录。

  【实验数据】:

  高度 肥量

  ①50g②60g③70g④80g⑤90g⑥100g

  第1天14.7 cm15.0 cm14.9 cm15.1 cm14.8 cm15.2 cm

  第7天14.7 cm15.0 cm15.0 cm15.2 cm14.9 cm15.3 cm

  第14天14.8 cm15.1 cm15.2 cm15.4 cm15.0 cm15.2 cm

  第21天14.9 cm15.2 cm15.3 cm15.5 cm15.0 cm15.1 cm

  第28天15.0 cm15.2 cm15.4 cm15.6 cm12.0 cm11.0 cm

  【实验现象】在一个月的施肥期里,施肥最少的①②盆的绿萝营养不良,生长缓慢;施肥最多的⑤⑥盆的绿萝出现烧苗,萎谢严重;施肥相对适中的③④盆的绿萝长势良好。

  【实验结论】有机肥能促进植物生长,但并非施肥越多越好。唯有长期适量施肥,才能促进植物健康成长。

  通过对生活中触手可及的“空气净化器”绿萝开展试验,一方面让试验过程更具理解性,实验结果更具说服性;一方面期待人们能像信任绿萝一样信任有机肥,既选择绿萝净化小家庭,又选择有机肥净化全社会。

  3.3 有机肥的问卷调查

  通过差量施用有机肥的实验,我们验证了有机肥作为解决土壤污染、改良土壤结构、改善农产品质量的最佳肥料,并非施用越多越好,应长期施肥、适量施肥,以促进植物健康成长。与此同时,我开展了相关的问卷调查,内容涵盖肥料知识来源、肥料选择依据、肥料使用品种、对使用化肥/有机肥的态度、对有机肥成分及功效的了解、对有机肥使用效果的评价,以及对有机肥使用前景的预期和未来发展的建议等。通过广泛的问卷调查,深入了解有机肥在人们生活实践中的现状以及思想意识领域里的地位,同时积极主动地对调查人群开展有机肥知识的普及和宣传。

  【调查对象】学生、农业工作者、非农业工作者。

  【调查目的】深入了解有机肥在人们生活实践中的现状、地位和预期。

  【调查结果】调查问卷共发放40份,回收37份,有效问卷的统计结果如下:

  【调查结论】

  (1)被调查人群的基本情况:

  参与本次调查的人员51%是中学生,他们对有机肥知识的学习和掌握,决定着有机肥未来发展的广度和深度。另外的49%为成年的农业工作者和非农工作者,他们的观点代表着目前正在使用化肥和有机肥的广大人群。

  (2)对有机肥使用现状的认识

  第4个问题是关于获取肥料知识的渠道,有65%的人选择通过书籍和网络,反映出我们所处的时代高度信息化的特征。

  第5个问题了解人们对使用肥料的态度,51%的人认为有必要,49%的人则既不赞成也不反对。可见与过去人们普遍认为“庄稼一枝花,全靠肥当家”相比,现在有将近一半的人们不再认为肥料不可或缺,从心理上降低了对肥料的依赖。

  第6-9个问题反映肥料的使用情况。首先,有51%的家庭确认在花木种植或农作生产中经常使用肥料,另外一部分家庭曾经用过肥料但现在放弃不用;其次,关于肥料的选择依据,有54%的家庭优先考虑安全可靠性,而非快速增生能力;另外,在肥料品种的选择上,有38%的家庭主要选择化肥,主要原因是认为有机肥来源不方便或性能较差;另外62%的家庭则主要选择有机肥,主要原因是认为有机肥性能较好或者来源方便。说明随着人们的安全、健康意识的加强,有机肥正逐步凭借其安全可靠性深入人心。

  第10-12个问题是关于有机肥的使用。在对有机肥成分及功效的了解上,仅有两人表示完全了解,有51%的人表示不太了解,43%的人则是一般了解。在有机肥品种的选择上,73%的家庭以方便的商品有机肥为主,但他们普遍认为有机肥的使用效果一般。可见要对有机肥进行大力推广,需要重点解决宣传和提效问题。

  (3)对有机肥使用前景的预期

  最后两个问题是关于有机肥未来的发展,92%的人坚信有机肥将部分替代化肥,62%的人建议有机肥发展的目标是减少污染。由此看来人们对有机肥的发展前途信心十足,而且人们越来越关注生态环境保护。

  从以上分析来看,本次问卷调查客观真实地反映了青岛各地区各阶层对使用肥料的态度、对有机肥的认识和对未来的预期。一方面人们部分放弃了对化肥的依赖,转而信任更加安全可靠的有机肥;另一方面,人们对有机肥的知识极度缺乏,同时也极度渴求。相信通过这次问卷调查,人们更好地了解了有机肥,也将更多地使用有机肥,共同为绿色健康、生态环保的农业生产和社会生活贡献自己的力量。

  四、研究结论与展望

  4.1 研究结论

  通过以上研究,我们深入了解到有机肥因直接来源于自然界的动植物,从而具有养分全面、肥效稳长这些不可替代的优势,是解决土壤污染问题、改良土壤结构、改善农产品质量、减少作物病虫害的最佳肥料。

  但有机肥的养分含量较少,肥效显现较慢,因此要坚持长期施用。而且,有机肥并非施用越多越好。实验证明,有机肥使用过量容易导致根部吸水困难,甚至因烧根而萎缩枯死。为避免农作物发生类似肥害,应严格控制有机肥的施用量,做到科学施肥,有效施肥。

  4.2 研究展望

  有机肥作为天然的生态的养分来源,养分低肥效慢是推广的最大短板。为充分发挥有机肥的作用,我建议:

  (1)通过科技创新和工艺改进,提高有机肥的质量和功效;

  (2)研发生物有机肥料,使有机肥既能给作物提供足够养分,又能改良土壤生物体系;

  (3)开发全面营养的有机-无机复混肥料,使有机肥与无机肥科学结合、相辅相成。

  虽然就现状来看,有机肥的推广长路漫漫,但随着国家对有机农业的大力支持,随着全社会对无污染生态环境的关注、对绿色有机食品的重视,相信不久的将来,有机肥必将得到正确的认识和全面的推广,为我国农业走向健康、生态发展贡献巨大的力量。

  注释:

  [1].“2017我国复合肥行业市场细分及进出口数据分析”,中国农资网,2017年10月12日

  2.冯华,“我国力争到2020年实现化肥使用量零增长,庄稼减‘肥’,农业更美(新理念引领新实践)”,《人民日报》,2015年12月21日

  3.农业部种植业管理司,“到2020年化肥使用量零增长行动方案”,农业部网站,2015年03月18日

  4.农业部种植业管理司,“国家化肥减量增效科技创新联盟成立”,农业部网站,2017年03月20日

  5.“2018年中国有机肥料行业发展调研与市场前景分析报告”,中国市场报告网

  6.农业部种植业管理司,“开展果菜茶有机肥替代化肥行动方案”,农业部网站,2017年02月20日

  7.农业部,“有机肥料标准(NY525-2002)”,农业部网站,2002年8月27日

京ICP备19010415号  版权所有:科技风杂志社官网  未经本刊授权不得转载本站文章