生物有机肥是有机固体废物经微生物菌剂发酵、除臭和完全腐熟后加工而成的一类兼具微生物肥料和有机肥效应的肥料。腐熟后的生物有机肥须达到国家农业行业标准 (NY884—2012) 对菌群、养分、水分、重金属含量等的要求。

生物有机肥的施用, 能够提高微生物活性, 改善土壤理化性状;增加土壤空隙率, 避免土壤板结;提高土壤肥力, 使作物产量大幅度增加。目前, 关于生物有机肥改善土壤理化性状、提高农作物产量的研究较多, 但关于生物有机肥如何施用的系统概述相对较少。本文从生物有机肥的品质要求出发, 探讨生物有机肥的施用技术, 包括主要用途、施用方法、施用量以及注意事项, 以期为生物有机肥的高效利用提供技术参考。

1 生物有机肥的品质要求

生物有机肥执行国家农业部行业标准 (NY 884—2012)[1], 该标准对生物有机肥料的技术要求、检验方法、检验规则、包装、标识、贮存、运输等均有严格的标准。

生物有机肥产品剂型包括粉剂和颗粒2种, 各项技术指标应符合以下要求:有效活菌数≥0.20亿个/g, 有机质 (以干基计) ≥40%, 水分≤30%, 总养分N+P2O5+K2O (以干基计) ≥5.0%, p H值为5.5~8.5, 蛔虫卵死亡率≥95%, 类大肠菌群数≤100个/g, 有效期≥6个月。生物有机肥产品中5种重金属限量指标应符合以下要求:总砷≤15 mg/kg, 总镉≤3 mg/kg, 总铅≤50 mg/kg, 总铬≤150 mg/kg, 总汞≤2 mg/kg, 以上均以干基计[1]。

2 生物有机肥的主要用途

2.1 作基肥施用

生物有机肥养分释放慢、肥效长, 可作为基肥, 施用于种植密度较大的农作物田。生物有机肥作基肥的施用方法主要有2种。一是全层施用。将有机肥料在翻地时撒到地表, 随着翻地将肥料全面耕入土中。二是集中施用。根据作物根系生长与有机肥具体情况, 将有机肥撒在距定植穴一定距离的位置或根系伸展部位, 以便逐渐地、充分地发挥肥效[2]。

2.2 作追肥施用

追肥是为满足作物生长过程中对养分的阶段性需求而采用的施肥方式。腐熟后的生物有机肥含有大量速效养分, 可作追肥施用。生物有机肥追施的方法主要有2种。一是土壤深施, 一般在根系密集层附近, 施用生物有机肥后覆土, 以减少养分挥发损失。二是根外追肥, 按照1∶10的质量比例, 将生物有机肥与水混合均匀, 静置沉淀后取上清液置于喷雾器内, 然后喷洒于作物叶片的正反面, 以供叶面吸收利用[3]。

2.3 作育苗土施用

育苗营养土要求土壤疏松、透气性好、养分充足、保水保肥能力强。充分腐熟的生物有机肥料, 所含养分全面且释放均匀, 微生物活性高, 是育苗土的理想选择[2,4-5]。一般用20%生物有机肥、20%细沙、60%熟化肥沃的菜园土混匀后过筛, 并加入150~300 mg/kg速效氮、200~500 mg/kg五氧化二磷、400~600 mg/kg氧化钾制成育苗营养土[6]。若采用床土育苗, 生物有机肥的撒施量通常为2 kg/m, 结合翻地与15 cm耕层内的土壤混后播种。不同种类的作物可根据各自育苗特性, 对营养土的配方进行调整。

2.4 作营养土施用

果蔬、花卉等特种作物常使用营养土或营养钵栽培, 栽培基质一般以蛭石、细土、泥炭、珍珠岩为主要原料, 并添加少量化肥[7]。在作物生长过程中, 为保持养分的持续供应, 可对作物浇灌营养液;为了降低生产成本, 可在栽培基质中添加生物有机肥, 每隔一定时间添加1次固体肥料, 可替代营养液提供作物生长所需养分。栽培营养土的常见配方如下:草炭0.75 m、蛭石0.13 m、珍珠岩12 m、石灰石3 kg、过磷酸钙 (20%五氧化二磷) 1 kg、复混肥1.5 kg、生物有机肥10.0 kg[2]。在作物栽培实践中, 营养土配方可根据作物种类、生长特点及需肥规律进行相应的调整[8-10]。

3 生物有机肥的施用方法

一是种施法。机播时, 将生物有机肥与少量化肥混匀, 随播种机施入土壤。二是撒施法。深耕或播种时, 将生物有机肥均匀施在常年湿润土层和根系集中区域, 以达到土肥相融。三是蘸根法。对移栽作物, 如水稻、西红柿等, 按肥料∶水=1∶5配成浑浊液, 浸蘸种苗根部之后定植。四是盖种肥法。开沟播种后, 在种子上面均匀地施用生物有机肥。五是穴施法。点播或移栽作物时, 先将肥料施入播种穴, 然后播种或移栽。六是沟施法。根据果树根系伸展情况, 在距离果树一定距离的地方, 开条状沟、环状沟或放射状沟施肥, 施肥后覆土。

4 生物有机肥施用量

生物有机肥施用参考商品有机肥的常规施用量[11], 生物有机肥作为基肥在不同农作物上的施用量如下。 (1) 设施果蔬:西瓜、草莓、辣椒、西红柿、黄瓜等, 每季施用4.50~7.50 t/hm。 (2) 露地瓜菜:西瓜、黄瓜、土豆、毛豆及葱蒜类等, 每季施用4.50~6.00 t/hm;青菜等叶菜类, 每季施用3.00~4.50 t/hm;莲子每季施用7.50~11.25 t/hm。 (3) 粮食作物:小麦、水稻、玉米等, 每季施用3.00~3.75 t/hm。 (4) 油料作物:油菜、花生、大豆等, 每季施用4.50~7.50 t/hm。 (5) 特种作物:果树、茶叶、花卉、桑树等, 每季施用7.50~11.25 t/hm;新苗木基地, 在育苗前基施11.25~15.00 t/hm。 (6) 新平整后的生土田块:为逐渐提高新平整后的生土田块土壤肥力, 建议3~5年内每年增施11.25~15.00 t/hm。

5 生物有机肥施用的注意事项

(1) 生物有机肥须在充分腐熟发酵后才能施用[12]。自然界中的畜禽粪便及饼粕类等有机原料经过发酵后, 可均衡原料的酸性, 减少硝酸盐含量, 杀灭病原菌、寄生虫卵等, 降低作物病害的发生率。有机肥料充分腐熟后, 养分转化率高, 方可避免二次腐熟烧根烧苗现象的发生。

(2) 生物有机肥尽量作为基 (底) 肥深耕后施用[11]。尽量将有机肥深施或盖入土里, 避免地表撒施肥料现象, 避免浪费肥料和污染环境;苗期基肥要深施或早施, 并控制氮肥的施用量;施肥需要遵循作物生长营养需求规律, 一般生长期短的作物可作基 (底) 肥一次性施入。

(3) 生物有机肥中作为追肥时, 与化肥相比应提前几天, 必要时添加适量化肥作为养分补充。合理分配基肥与追肥比例[2], 在地温低时, 将大部分的施用量作为基肥施用;地温高时, 基肥用量不宜过多, 否则会造成肥料过度分解, 导致作物徒长。生物有机肥作为追肥施用时, 须及时浇足水分, 避免出现烧苗现象。

(4) 生物有机肥的长效性不能代替化学肥料的速效性, 须根据不同作物和土壤, 配合尿素、磷肥或其他配方肥等施用, 才能取得最佳效果[13-14]。生物有机肥还可与腐植酸有机肥配合施用, 能够改良土壤, 增强土壤固氮、解磷、解钾的能力, 提高肥料利用率, 增强作物抗旱、抗早衰和抗病虫害能力, 产生节本增收的效果[11,15-17]。

(5) 在高温季节, 旱地施用生物有机肥应适当减少施用量, 防止烧苗。生物有机肥一般呈碱性, 在喜酸作物上使用时需要注意施用量及适应性。

6 施用生物有机肥的优点

生物有机肥具有改良土壤、提高作物质量、减少病虫害、不伤根死苗等优点[5,18-19]。研究表明施用有机肥有明显的增产和稳产作用, 不施有机肥处理除土壤全钾以外土壤其他各项养分指标 (C、N、P) 均有所下降;施用有机肥能显著提高速效磷、钾、有机碳、全磷含量[20]。施用生物有机肥具有以下3个优点。

6.1 改良土壤, 培肥地力

生物有机肥料中含有丰富的有机质, 能有效改善土壤理化性状, 熟化土壤, 增强土壤缓冲能力, 提高保肥供肥能力[20-21], 为农作物生长提供良好的土壤条件[22-23]。

6.2 增加产量, 提高品质

生物有肥料含有各种营养元素, 可为农作物提供充足营养;生物有机肥料中有效活菌数含量高, 微生物菌群活跃, 可有效改善作物根系附近的微生态环境[24-27], 加快有机质分解, 产生的活性物质能促进农作物生长, 提高农产品品质。

6.3 提高肥料利用率

生物有机肥料与化肥合理配施[28-32], 养分相互补充, 肥效相互促进, 有利于作物吸收营养成分, 提高肥料的综合利用率。此外, 有机质分解产生的有机酸还可促进土壤和化肥中矿质养分的溶解, 提供作物生长所需的微量元素。