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腐植酸在酵素农业上的应用及展望 ​

时间:2020-10-13   作者:高亮   来源:菌菌有为


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摘  要:腐植酸是土壤的本源性物质,是最好的有机质。在化肥零增长环境下,腐植酸肥料是保持农作物产量品质的理想肥料,在酵素农业中发挥着积极作用,在现代农业中占有重要地位,具有广阔的推广应用前景。针对当前酵素农业发展的要求,阐述腐植酸的独特效能,将腐植酸纳入酵素农业技术体系,以期服务于为现代功能农业和农业循环经济。

关键词:腐植酸  酵素菌  酵素农业 

Application Summary and Prospect of Humic Acid on EnzymeAgriculture

Abstract: Humic acidsare soil source materials and the best organic matter. In the Chemicalfertilizer “zero growth”environment, humic acids fertizilers are the idealfertilizers which keep crop production and quality, take an active roles inenzyme agriculture, and occupy the important position of modern agriculture,They are have a broad application prospects. For current requirement of enzymeagricultural development, discuss the unidue effectiveness of humic acids.Humic acid will be included in the enzyme agriculture technology system andserviced to modern functional agriculture and agricultural recycling economy.

Keywords: humic acid; enzyme microorganisms; enzyme agriculture

当前,世界农业和农业科技呈现多元化发展的趋势,农业生产早已打破了传统意义上第一产业的枷锁,与第二、第三产业融为一体,尤其是在“互联网+”时代,农业已经同世界政治、经济、科技、金融深度结合在一起。对农业问题的看法,应该“跳出农业看农业”,从全局上发现农产品产加销中存在的问题和不足,整合全员有效资源和科技体系,找出便捷的长期的高效的应对措施和解决方案。将食品安全作为农业的第一要务,切实抓好源头控制,也就是农产品的生产环节,保障土壤健康和种子、水、肥、药等的安全。

酵素农业(jiaosu agriculture)是一种充分利用外源生物酶来调动和调节生物自身生物酶系的表达,维持机体最佳生理机能,激发机体自然免疫力,以实现最大生产潜能和农产品最佳质量的一种生产方式和管理模式。生产酵素农产品(包括畜产品、水产品等)是农业循环经济的其中一环,是利用天然有机质材料,通过酵素菌生物发酵技术,生产出集营养、调理、植保于一体的生物制品;利用外源酶系激发内源酶系,促进生物机体内的生物酶系效力的充分表达,其自身免疫系统强大,抗逆性强,生长发育环境不易被破坏,生物始终处于最佳生长发育状态,表现出发育更好、产量更高、品质最佳、更加天然、更有营养。

腐植酸在农业生产上应用已经有着很长的历史,实践证明,施用腐植酸能够明显促进农作物生长发育,增强抗逆性,提高产量,改善品质。酵素农产品的生产离不开腐植酸新型肥料,本文从腐植酸提质增效、资源循环利用、生物腐植酸对养殖的利好、土壤健康保持和在酵素农业展望方面阐述了腐植酸在酵素农业生产中的作用,以期为腐植酸制品研发提供参考。

1 腐植酸酵素菌肥在酵素农产品中提质增效

酵素农业来源于农耕文明,又与现代农业息息相关。酵素农业的提出旨在保持土壤健康,预防土壤污染,杜绝或减少化石原料的无序投入。酵素农业倡导药食俱佳,道法自然。酵素农业生产离不开微生物发酵技术,是通过发酵有机质材料促使作物根系发达,吸收转化土壤中潜在肥力,激发出微生物固氮、溶磷和解钾的特性,克服土壤酸化、次生盐渍化和作物自毒等连作障碍。

利用酵素菌可以好氧发酵木屑、锯末等生产高温堆肥,也可以发酵褐煤、中药渣等生产腐植酸酵素菌肥,用于蔬菜、果树、粮食和经济作物生产,也可用作人参等中药材的生产。腐植酸酵素菌肥在酵素农产品生产中的突出特性是提质增效。刁亚娟研究发现,酵素菌肥对番茄有显著的促进生长作用,株高、茎粗和叶面积在生长发育中后期显著提高;酵素菌肥对番茄发育有一定的促进作用,但对植株第一花序节位和第一花序花数没有影响;酵素菌肥对番茄产量提高呈极显著水平,每667㎡产量7078.90kg,增产率37.23%~46.43%;酵素菌肥能显著改善番茄品质,糖酸比6.30,明显高于对照的3.65。张歆等试验酵素菌肥对生姜的增产作用及对姜瘟菌的抑制作用,结果表明,施用酵素菌磷酸粒状肥对生姜有显著的增产作用,以酵素菌磷酸粒状肥与生牛粪混合作基肥增产作用最佳,比单施生牛粪做基肥亩增产嫩姜317.28kg,增产率32.78%;其次为酵素菌磷酸粒状肥与牛粪处理区,比对照生牛粪亩增产嫩姜132.09kg,增产率13.65%。刘秀春等试验发现,施用酵素菌肥的苹果百果重比对照增加2.8%~18.1%,苹果花青苷含量增加1.99~33.8%,总糖含量提高1.01%,糖酸比提高0.26~12.75,维生素C含量提高0.26~12.75mg/100g。王连君等研究了不同配方的酵素菌肥对藤稔葡萄的品质和产量的影响。结果表明,施用酵素菌肥的葡萄单果重增加4.1g,平均单穗增重60.4g,单株产量增加1.42kg,可溶性固形物增加1.7%,可滴定酸降低0.2%,维生素C含量增加0.6mg/100g。范咏梅等在新疆巴里坤县进行酵素菌肥应用试验。结果表明,施用酵素菌肥,每667㎡平均单产476.3kg,比对照增产24.7kg,增产率5.5%;示范地块小麦单产462.2kg,比常规施肥试验对照平均单产增加10.6kg,增幅2.3%;每667㎡施用基肥20kg、追肥3kg酵素菌肥施用组合效果最佳,平均单产505.1kg,比对照增产53.5kg,增幅11.8%。施用酵素菌肥可减轻小麦叶锈病、黑胚病的为害,平均叶锈发病率比对照降低46.6%,小麦籽粒黑胚发病率平均减少44.5%。施用酵素菌肥的小麦粗蛋白、湿面筋含量、面团最大强度、面团延伸性都有相应增加,尤其是沉淀值增加20%,使小麦品质几乎跃升一个档次。

2 腐植酸生物菌剂发酵有机废弃物,变废为宝

酵素农业是通过酵素菌生物发酵农业生产废弃物,变废为宝。高亮等在山西省浮山县规模化养牛场和蔬菜基地进行试验研究,利用腐植酸生物除臭菌剂改善养殖环境,将粪污与蔬菜秧蔓、残果等混合,采用高温固态发酵生产出腐植酸生物有机肥,应用于设施蔬菜连作障碍综合治理,取得了良好效果,做到了园区内农业废弃物的充分利用,大大缓解了养殖环境污染和设施蔬菜连作障碍问题,项目于2016年1月通过了山西省科技厅组织的科技成果鉴定,总体达到国内领先水平。

程红胜等研究了在猪粪发酵中添加生物菌剂可增加生物腐植酸含量,但不同菌剂处理生物腐植酸最大产出的发酵周期存在很大差异。任静等研究了在牛粪堆肥中接种微生物菌剂,可加速了发酵材料中总腐植酸和水溶性腐植酸的转化与合成,从而提高了肥效。

3 生物腐植酸能够提高养殖效益,改善养殖环境

刘洋等试验研究,生物腐植酸菌剂(BFA)对哺乳动物(SD大鼠)的生理生化、肠道菌群等指标的影响为评价指标,初步探讨BFA用做功能性饲料营养添加剂的价值。将四种生物腐植酸菌剂(分别为乳酸菌发酵BFA、芽胞菌发酵BFA、酵母菌发酵BFA以及三菌混合发酵BFA)均按1.5%的比例与常规饲料混合,并以未加入BFA的常规饲料为对照组,分组饲喂啮齿类哺乳动物SD大鼠,观察实验组和对照组血常规、血生化指标、增重、料重比以及肠道菌群定量分析等指标的差异。血常规:乳酸菌发酵组的白细胞(WBC)、单核细胞(Mon)、中性粒细胞(Neu)较对照组降低,差异显著;芽孢菌发酵组中性粒细胞(Neu)较对照组降低,差异显著。血生化:乳酸菌发酵组的总蛋白(TP)、白蛋白(Alb)、白/球比值(A/G)较对照组升高,差异显著,总胆红素(TBIL)较对照组降低,差异显著;芽孢菌发酵组总胆红素(TBIL)较对照组降低,差异显著。增重:混合发酵组的总增重和日增重均显著高于对照组;乳酸菌发酵组、芽孢菌发酵组、酵母菌发酵组、混合组、对照组饲料增重比分别为6.70、6.74、6.49、6.09、6.77。菌群分析:乳酸菌发酵组和混合发酵组的大肠杆菌数量较对照组降低;差异显著,同时乳酸杆菌数量较对照组显著升高。杨前锋等试验将腐植酸发酵物(主要成分是腐植酸与益生菌) 替代抗生素作为饲料添加剂用于肉鸡增重试验表明,使用腐植酸发酵物对肉鸡1~14日龄增重、转化率及饲料消耗均无影响,15~42日龄以及43~51日龄增重、转化率都显著提高,其中饲料转化率达到极显著差异水平,日耗料显著降低。王卫东等试验将腐植酸发酵物替代抗生素用于肉牛饲养,对肉牛增重明显,且无副作用。李瑞波阐述了生物腐植酸能改善水质,改良水底,形成健康养殖的水环境。冯东岳也阐述了生物腐植酸在水产养殖中的“健康养殖,综合治理”的良好效果。

4 腐植酸可保持土壤健康,地力持续提高

近年来,国家相继公布了“全国土壤污染状况调查公报”和“土壤污染防治行动计划”,保持土壤健康显得尤为重要。保持土壤健康的根源是杜绝或减少非土壤本源性物质的过量、无序投放。酵素农业通过补充腐植酸生物肥,提升其物质转化和能量转换的效率,土壤有机质、腐植酸含量逐年提高,加之矿质营养元素的科学合理添加,土壤肥力、地力和土壤的生产性能得以保持在良好水平并且逐年提高。

判定土壤健康与否的一项简便方法是检测其中活性微生物的种群、含量和密度,可以通过平板分离计数法分析土壤中细菌、真菌和放线菌的情况。腐植酸对土壤中的细菌、放线菌和丝状真菌有着一定的刺激作用,能够促进土壤中腐生性有益微生物的繁衍,使土壤微生物数量显著提高,且保持较强的生物活性,并维持较长时间。毕军等试验冬小麦施用腐植酸生物活性肥料1500kg/hm2在拔节期能使土壤细菌数量增加61.9%,真菌数量增加38.6%,放线菌数量增加61.5%。高亮等研究将腐植酸生物菌肥用于保护地次生盐渍化土壤改良,pH值下降0.71、电导率降低0.83ms/kg、土壤全氮增加0.14g/kg、有效磷增加15.87mg/kg、速效钾增加21.57mg/kg、土壤有机质增加4.20g/kg,土壤微生物数量明显增加,细菌增加18.99×107cfu/g、放线菌数增加7.81×107cfu/g、真菌数增加3.44×105cfu/g,侵染黄瓜的南方根结线虫(Meloidogyn incognita)数量减少,有益的小杆线虫(Rhobditis sp.)明显增多。土壤微生物数量增多,改善了土壤微生态环境,提高了土壤肥力。DagmarRocker等研究分析,施用腐植酸可显著改善土壤细菌群落,但在不同类型的土壤中表现存在差异。AbsiyanS.N.A.等研究发现当土壤中存在重金属污染时,施用腐植酸用量越大解除土壤中重金属的生物毒害能力越强,越能降低污染危害,促进植物生长。

5 腐植酸在酵素农业上的展望

腐植酸在酵素农业上具有广阔的应用前景,不仅源于腐植酸是土壤本源性物质,是最好的有机质。腐植酸可净化“土壤血统”。让本源性物质反哺土壤,增进土壤和谐。腐植酸既是土壤有机质中最活跃的组分,又是土壤肥料的“运转仓库”,还是土壤团粒的构造者。通过腐植酸开发绿色环保新农资产品,反哺到土壤之中,既可满足农业生产需要,又可保障土壤生态安全。

酵素农业在现代农业中占有一定地位,腐植酸在酵素农业上发挥着重要作用,主要表现在以下三个方面。

一是酵素农业贯穿土壤、环境、生产、加工等环节,是以高品质农产品为代表,是现代农业发展的一项重要目标,腐植酸提质增效的效应能够完全担当。现代农业离不开现代工业装备、现代科技手段和现代组织管理方式,而腐植酸在酵素农业上正是利用现代工业装备和现代生物发酵技术,将农副产品废弃物转化成有益营养,满足作物、畜禽和水产的需要,循环利用自然材料,最大限度杜绝化石原料,有效保护资源。

二是酵素农业生产方式是让作物、环境、土壤、养分处于自然修复状态,尽量减少人为干预措施,土壤更加肥沃,地力显著提高,生产性能显著改善,农产品质量更高,完全符合现代农业中对商品化农业的要求,只是农产品质量标准更高,单位土地可持续生产的时间更长,种植者的收益更高。腐植酸改良土壤,增强抗逆,提高肥效,改善品质,刺激生长等的效能,能净化“土壤血统”,减少土壤障碍,助力土壤健康,保持植物健康发育,提高肥料利用率,减少化肥使用量,预防土壤次生盐渍化,提高农产品(包括畜产品、水产品)质量和效益。上述效果可以通过开发腐植酸类功能性产品来实现。

  三是酵素农业让农产品更安全,人类更健康。酵素农业始终关注的是土壤调理和改良,这是抓住了农业生产的根本。腐植酸在钝化和活化土壤重金属的防污染作用、改良盐碱地、污染土壤修复、改良设施盐渍化土壤等方面具有显著效果,腐植酸能够保持土壤健康,农作物通常不会出现明显的植物缺素症和严重的病虫害和连坐重茬障碍问题,农产品中维生素、矿物质、碳水化合物、蛋白质、脂肪、膳食纤维和特种营养成分含量更高,更具营养,完全符合酵素农产品的生产要求。