乡村振兴–科技助力系列:绿色有机肥施用新技术

本书根据现代农业生产的实际需要，在简单介绍了植物营养与施肥技术基本原理的基础上，较系统地分别阐述了传统有机肥料、现代商品有机肥料、现代微生物肥料的定义、内涵、特点与作用、高效生产与科学使用技术及注意事项等内容，可为广大涉农企业、农业专业合作社以及农民朋友购买合格肥料、掌握其科学使用技术，生产高产优质农产品以及企业生产合格肥料产品提供参考，是一本非常实用的农业科技图书。

为了落实中共中央总书记习近平提出“乡村振兴战略”这个目标，丛书紧紧围绕“绿色、生态、环保、美丽家园建设及民生服务”为主线，以服务三农为目标，从科技助力的角度入手介绍。本书介绍了传统有机肥及其施用、 绿肥的高效生产与科学使用、现代商品有机肥及其生产与施用、现代微生物有机肥及其施用等内容。本书根据现代农业生产的实际需要，把绿色有机肥施用新技术介绍给农业企业，农业专业合作社及农民朋友，是一本非常实用的农业科技图书。

张杨珠，湖南农业大学，二级教授，博士生导师。主要从事农业资源与环境方面的教学和科研工作。主持国家“十二五”科技支撑计划重点项目“中南稻区复合生物循环技术集成与示范；国家863重点课题“作物生长水分与营养土壤生境调控技术”；农业部公益性行业（农业）科研专项“绿肥作物生产与利用技术集成研究。

第一章 绪论
一、肥料的概念与分类
二、肥料与施肥技术的发展简史
三、肥料在农业生产和生态环境保护中的作用
四、绿色有机肥的发展对策
第二章 作物施肥概论
第一节 植物的营养成分
一、植物生长的必需营养元素
二、植物必需营养元素的主要生理功能
三、植物的有益元素
第二节 植物对养分的吸收及其影响因素
一、植物对养分的吸收
二、影响植物吸收养分的外部环境条件
第三节 肥料施用的基本原则、原理与施肥技术
一、施肥的基本原理
二、施肥的基本原则
三、施肥技术
第三章 传统有机肥及其施用
第一节 粪尿肥及其施用
一、人粪尿
二、家畜粪尿
第二节 堆沤肥及其施用
一、堆肥
二、沤肥
三、厩肥
第三节 秸秆类有机肥及其施用
一、原料来源与特性
二、秸秆类有机肥的制作方法
三、秸秆类有机肥的作用与合理施用
第四节 饼肥及其施用
一、饼肥的定义与特点
二、大豆饼肥
三、菜籽饼肥
四、芝麻饼肥
五、花生饼肥
六、棉籽饼（粕）肥
七、乌桕饼肥与桐籽饼肥
第五节 土杂肥及其施用
一、土肥
二、泥肥
三、草木灰
四、糟渣肥与糠肥
五、骨粉
六、屠宰场废弃物
第六节 海肥及其施用
一、海肥的定义与分类
二、海肥的利用方法
三、动物性海肥
四、植物性海肥
五、矿物性海肥
第七节 沼气肥
一、生产原理及养分特点
二、合理施用
第四章 绿肥的高效生产与科学使用()
第一节 概述
一、绿肥的概念与分类
二、绿肥的高效生产
三、绿肥的科学使用
第二节 旱生绿肥
一、冬季绿肥
二、夏季绿肥
第三节 水生绿肥
一、满江红（红萍、绿萍）
二、水葫芦
三、水花生
四、水浮莲
第五章 新型有机肥及其施用
第一节 概述
一、新型肥料与新型有机肥的概念
二、新型有机肥的作用与使用原则
三、发展新型有机肥的重要意义
第二节 腐植酸类肥料
一、概述
二、腐植酸类肥料的分类与作用
三、腐植酸类肥料的使用技术与应用效果
第三节 海藻肥料
一、概述
二、海藻肥的主要有效成分与应用效果
三、海藻肥的应用技术
第四节 甲壳素肥料
一、概述
二、作用机制与应用效果
三、注意事项
第五节 商品有机肥
一、有机肥与商品有机肥的定义
二、商品有机肥的质量要求
三、有机肥的作用
四、生产商品有机肥的主要原料和技术要点
第六节 有机无机复混肥料
一、有机无机复混肥的作用特点
二、有机无机复混肥的国家标准
三、有机无机复混肥的生产技术
四、有机无机复混肥的应用
第七节 有机碳肥
一、生产有机碳肥的理论依据
二、有机碳肥的定义、质量标准与主要类型
三、有机碳肥的生产技术
四、有机碳肥的特点
五、作物的缺碳症状
六、有机碳肥的应用
第八节 秸秆生物反应堆技术
一、生物反应堆及秸秆生物反应堆技术的概念
二、生物反应堆的技术原理
三、秸秆生物反应堆的作用
四、秸秆生物反应堆技术的应用方式及要点
五、秸秆生物反应堆技术的应用效果
六、应用该技术易出现的问题及其起因和解决方法
第六章 现代微生物肥料及其科学应用
第一节 概述
一、微生物肥料的概念及分类
二、微生物肥料的特点及作用
三、微生物肥料推广应用中应注意的事项
四、微生物肥料应用中存在的问题与发展前景
第二节 生物有机肥及其应用
一、生物有机肥的定义与分类
二、生物有机肥的生产工艺
三、生物有机肥的产品质量标准
四、生物有机肥的科学使用
五、生物有机肥研发应用的现状与发展趋势
第三节 复合微生物肥料及其应用
一、概述
二、产品质量标准
三、使用方法与注意事项
第四节 微生物菌剂肥及其应用
一、根瘤菌肥料
二、固氮菌肥料
三、磷细菌肥料
四、硅酸盐细菌肥料
五、新型微生物肥料
附录A  本书所涉及的肥料标准一览表

第五章 新型有机肥及其施用

第二节 腐植酸类肥料
一、概述
腐植酸是自然界中广泛存在的天然大分子有机物质，它是亿万年前远古时期森林、草原、沼泽等动植物的遗骸，经过地壳的变化和植物微生物分解，以及一系列的化学转化而积累起来的一类天然有机化合物。它大量地存在于褐煤、风化煤、泥炭中。腐植酸主要由碳、氧、氢、氮、硫等元素组成，其中，碳所占比例最大，为48%左右，氧占40%左右，氢4%左右，氮3%左右。除了碳、氧、氢、氮等主要元素，还有芳香核、羟基、羧基、羰基基、甲氧基等多种官能团和大量有益微生物菌群，这些官能团能和土壤中其他元素产生化学反应，是腐植酸对作物的增产作用的根本原因。
腐植酸类肥料是以各种天然腐植酸资源如泥炭、褐煤、风化煤等为主体成分，加入一定量的氮、磷、钾或某些微量元素成分，经一定的技术手段所制成的一类肥料。既有腐殖质成分，又有矿质营养成分，是一类对作物有良好的营养作用，又能使作物高产优质的肥料。
腐植酸及其制品广泛应用于农林牧、石油、化工、建材、医药卫生、环保等各个领域。在农业方面，与氮、磷、钾等元素结合制成的腐植酸类肥料，如用氨中和腐植酸可制成腐植酸铵肥料，具有肥料增效、改良土壤、刺激作物生长、改善农产品质量等功能；硝基腐植酸可用作水稻育秧调酸剂；腐植酸镁、腐植酸锌、腐植酸尿素铁分别在补充土壤缺镁、玉米缺锌、果树缺铁上有良好的效果；腐植酸和除草醚、莠去津等农药混用，可以提高药效、抑制残毒；腐植酸钠对治疗苹果树腐烂病有效。在畜牧业方面，腐植酸钠用于鹿茸止血，硝基腐植酸尿素络合物作牛饲料添加剂也有良好的效果。在工业方面，腐植酸钠用于陶瓷泥料调整；低压锅炉、机车锅炉防垢；腐植酸离子交换剂用于处理含重金属废水；磺化腐植酸钠用于水泥减水剂；腐植酸制品还用作石油钻井泥浆处理剂；提纯腐植酸用作铅蓄电池阴极膨胀剂。
人类对腐植酸的研究实际上是从土壤腐殖质（humus）的研究开始的，从1786年德国的阿查德（Achard）从泥炭中首次得到腐植酸提取物，至今已有200多年的历史了。如果以我国“药圣”明代著名医药学家李时珍《本草纲目》著作中编入的“乌金散”为个例的话，那腐植酸的应用已有400多年了，这充分说明了腐植酸研究和应用的悠久历史。
我国腐植酸有组织的研究始于20世纪50年代末对泥炭的利用。60年代，全国掀起了利用腐植酸肥料和改良土壤的热潮。真正受到国家重视和推动则是70年代中期以后。国务院先后于1974年和1979年两次以国发110号和200号文件全面推动我国腐植酸的综合开发和利用。80年代，随着全国腐植酸事业的不断发展，国家经贸委于1987年批准成立了“中国腐植酸工业协会”，负责统一组织和协调全国的腐植酸工作。一些腐植酸资源贮量大的省、市还将其纳入了政府工作序列，为此专门成立了腐植酸办公室。
二、腐植酸类肥料的分类与作用
（一）分类
按照来源，腐植酸可分为天然腐植酸和人造腐植酸两大类。在天然腐植酸中，又按存在领域分为土壤腐植酸、煤炭煤腐植酸、水体腐植酸和霉菌腐植酸等。
按照生成方式，腐植酸可分为原生腐植酸和再生腐植酸(包括天然风化煤和人工氧化煤中的腐植酸)。
按照在溶剂中的溶解性和颜色分类，腐植酸可分为黄腐酸、棕腐酸、黑腐酸。在早先的文献中，还有灰腐酸、褐腐酸和绿色腐酸殖的称呼，其实都是不同溶剂分离出来的。
按照天然结合状态，又分为游离腐植酸和(钙、镁)结合态腐植酸。
按照腐植酸的腐植化程度(吸光系数等指标)，分为A型、B型(真正的腐植酸)和RP型和P型(不成熟的腐植酸)等。
（二）主要腐植酸类肥料及其生产
腐植酸类肥料因原料来源广、种类多，其原料中腐植酸含量和存在形态各异，其生产方法亦不同。一般都要经过活化与提取、改性、配料与加工等程序。一是强碱提取法，即利用强碱（NaOH）与腐植酸的中和反应，生成腐植酸钠，生成的腐植酸钠是可溶的，呈酱油色，然后再加酸而生成腐植酸沉淀，经干燥即得到固体腐植酸。二是氧化法，即高温高压液相氨氧化法，将煤粒和氨液的料浆在升温和加压条件下，使煤粒与氧反应，生成氧化煤或腐植酸，再与共存的氨反应，生成液相腐植酸铵盐，其中含氮产品除了铵态氮外，还有酰胺态氮、硝态氮和杂环态氮。三是直接氨化法，将处理好的风化煤拌入氨水或碳铵直接制取腐植酸铵。四是混合堆腐法，即利用微生物分解有机物质的特性，将人、畜粪尿，鱼汁，鱼粉，磷矿粉，草木灰，秸秆等物质与泥炭、褐煤或风化煤等混合堆腐，经过微生物的生物化学反应，使复杂的有机物质转化为植物可吸收利用的腐植酸类肥料。
1.腐植酸铵
腐植酸铵，简称腐铵，是腐植酸的铵盐，是以含腐植酸较高的原料煤经氨化而成的一种腐植酸肥料，内含腐植酸、速效氮和多种微量元素，是目前腐植酸类肥料中的主要品种。该工艺生产的腐植酸铵一般含游离腐植酸15%~20%，全氮含量3%~5%，速效氮含量0.5%~3%，pH 7~9，水分含量35%，颜色为黑色有光泽颗粒或黑色粉末，溶于水，呈碱性，无毒，在空气中较稳定。
2.硝基腐植酸铵
硝基腐植酸铵，又称硝基腐铵。一般采用硝酸氧化法和节约硝酸含量的综合氧化法。其工艺原理是以硝酸为强氧化剂，加热时易分解出原子态氧，是原料中大分子芳香结构发生氧化降解，羧基、羟基活性基团增加。与此同时也进行笑话反应，使腐植酸结构中引入硝基，产生硝基腐植酸。经气流干燥后的硝基腐植酸，送入氨化反应器进行氨化，产生硝基腐植酸铵。硝基腐植酸铵为黑色有光泽颗粒或黑色粉末，溶于水，呈微碱性，无毒，在空气中较稳定。水溶性腐植酸铵（干基）≥45%，总氮（干基）≥5%，速效氮（干基）≥2%，水分≤30%。这是一种质量较好的腐植酸肥料。
3.高氮腐植酸
高氮腐植酸，亦称高氮腐肥，是用高温高压液氨氧化法生产出来的腐植酸类肥料。其工艺流程是：氨和氧在一定温度、压力下对煤进行氨化和氧化而成，含氮量高达15%~20%，是一种速效和缓效兼有的腐植酸肥料，产品中2/3为缓效氮，1/3为速效氮。
4.腐植酸钠
腐植酸钠，亦名胡敏酸钠，是用泥炭、褐煤、风化煤钾氢氧化钠和谁加热支撑的腐植酸肥料。腐植酸钠肥呈黑色有光泽颗粒或粉末，溶于水，微碱性，以干基计，腐植酸＞40%，水分＜15%，pH 8~11，灼烧残渣＜20%，水不溶物＜10%，1.0孔径筛筛余物＜5%。
5.腐植酸复合肥
腐植酸复合肥主要以硝基腐植酸、硫铵、磷铵、氯化钾和尿素等为原料经一定工艺流程生产而成。其含腐植酸一般在10%以上，其氮、磷、钾含量因不同作物而不同，但要符合国家相关肥料标准的要求。
6.腐植酸磷肥
腐植酸磷肥是利用腐植酸可以促使磷矿粉中不溶性的磷化合物转化成磷酸一钙、二钙或络合物的性能，使磷肥中的不溶性磷转化为水溶性磷和枸溶性磷，以供植物吸收利用。生产上，采用腐植酸原料（泥炭或煤粉）与磷肥混合堆腐法。将泥炭或褐煤干燥粉碎，过40目筛，每100 kg原料加过磷酸钙15~20 kg，加水30 kg混合均匀，堆腐7~10 d即得成品。
7.腐植酸钾肥
腐植酸钾是易溶性的腐植酸肥料，是用一定比例的氢氧化钾溶液萃取风化煤中的腐植酸，与残渣分离后，经浓缩，干燥后，便得到固体的腐植酸钾成品。固体腐植酸钾呈棕褐色，易溶于水。水溶液呈强碱性，腐植酸含量50%~60%。液体腐植酸钾为酱油色溶液，pH9~10，腐植酸含量0.4%~0.6%。
8.黄腐酸
黄腐酸又称富里酸、富啡酸等，是腐植酸中溶于碱、酸、水等溶剂呈黄色的部分，是腐植酸中生物活性最高的部分。黄腐酸为黑色或棕黑色物质，含碳50%左右，氢2%~6%，氧30%~50%，氮1%~6%，硫1%等，密度1.33~1.48 g/cm3，可溶于水、酸、碱。水溶液呈酸性，无毒。在自然环境中稳定，遇高价金属离子易絮凝。

三、腐植酸类肥料的使用技术与应用效果
（一）施用时间
移栽后、花前、膨大期、转色期施用效果佳；旱季、雨季、寒潮来临前施用，可增强作物抗性，长势弱，急需恢复长势的作物优先施用。
（二）施用方法
冲施和喷施相结合，作用明显；配合无机化肥、菌肥使用，可增效；少量多次、充分稀释，腐植酸虽好，但也不能贪多，根据作物和土壤的状况施用，才能看到明显的效果。具体方法如下：
1.浸种
浸种可以提高种子发芽率、提早出苗、增强幼苗发根的能力。一般浸种浓度为0.005%~0.05%，一般浸种时间为5~10 h，水稻、棉花等硬壳种子为24 h。
2.浸根
水稻、甘薯等在移栽前可利用腐植酸纳或腐植酸钾溶液浸种秧苗，浓度为0.01%~0.05%。浸种后表现发根快、成活率高。
3.喷洒
一般浓度为0.01%~0.05%溶液，在作物花期喷施2~3次，每亩每次喷量为50 L水溶液，喷洒时间应选在14~15时效果好。
4.基肥
固体腐植酸肥（如腐植酸铵等），一般每亩用量100~150 kg。腐植酸溶液作基肥施用时，浓度为0.05%~0.1%，每亩用量250~400 L水溶液，可与农家肥料混合在一起施用，沟施或穴施均可以。
5.追肥
在作物幼苗期和抽穗期前，每亩用0.01%~0.1%浓度的水溶液250 L左右，浇灌在作物根系附近。水田可随灌水时施用或水面泼施，能起到提苗、壮苗、促进生长发育等作用。
6.应优先用于不良土壤的改良
腐植酸本身就是很好的土壤改良剂，在盐碱地改造和沙漠化治理领域中发挥着重要作用。腐植酸肥料特别适合于长期过量施用化肥造成的板结地、盐碱地、黏土地等有机质缺乏的土壤。施肥后，腐植酸肥料的效果与温度有很大的关系。施肥后天冷见效慢，天热见效快，一般在18℃以上时，腐植酸肥料慢慢释放养分。
（三）腐植酸类肥料在各类大田作物上的应用
腐植酸肥料在大田作物上使用时根据不同作物的营养需求和地力情况，选择不同含量配方的腐植酸肥料。一般情况下，种植小麦、玉米、棉花等大田作物可以选择有机质含量30%以上、腐植酸含量20%以上的腐植酸有机无机复混肥。根据地力情况，每亩施用80~160 kg，在作物播种之前一次施足，结合整地深翻20 cm以上。作物在生长到中后期，选择氮磷钾25%~30%的腐植酸复混肥40~80 kg追肥一次。施肥方法根据不同作物撒施、沟施、穴施都可以。施肥后随后浇水，也可选择腐植酸冲施肥随水冲施。
1.在果树上的使用
果树施基肥：一般在果树冬季落叶以后，施用基肥选择有机质含量50%以上、腐植酸含量30%以上的腐植酸有机肥，每亩施肥300~400 kg，或者选择有机质含量30%、腐植酸含量20%以上、氮磷钾含量20%左右腐植酸含量高的有机无机复混肥，每亩200~300 kg。使用腐植酸有机无机复混肥养分充足，营养全面，能满足果树生长和发芽结果所需要的养分。施肥位置在树冠投影的边缘，采用沟施或穴施的方法，在树冠投影边缘挖沟。因为树冠的下面，也是根系分布最密集的地方，在树冠下的边缘施肥，既不会伤及根系，又有利于肥料的吸收。树冠、树龄大的挖两圈，深度在20~40 cm，肥料不能埋得太浅，太浅了不利于根系的吸收。施肥掩埋后要充分浇水，以利于果树吸收。
果树追肥：当果树生长到膨果期，追肥选择氮磷钾含量25%~30%的腐植酸有机无机复混肥，每亩施80~160 kg，也可选择氮磷钾30%的腐植酸冲施肥沿沟灌根，这样果树吸收好、效果快。
2.在蔬菜上的应用
作为基肥施用：选择腐植酸含量30%以上、有机质含量50%以上的腐植酸有机肥，每亩施肥300~400 kg，随整地深翻20 cm以上，只有超过了这个深度，才能有效地保水保肥，促进植物吸收，使菜地有足够的养分，保证瓜果的品质。
作追肥施用：在蔬菜定苗缓苗10 d后进行才能追肥。第一次追肥量不宜过大，选择氮磷钾含量25%以上的腐植酸复混肥，每亩30~50 kg，施用方法采用沟施、穴施、随水冲施。第二次追肥在蔬菜挂果后按第一次追肥方法进行，施用量根据作物长势追肥50~100 kg。一般大田季节蔬菜一次性采摘的作物2次追肥，采摘10 d前视肥力情况可追加一次腐植酸冲施肥，以利于瓜果膨大。
对于芹菜、菠菜等叶菜类的蔬菜，一般在苗期追肥一次就可以了，大棚种植的多茬采摘的瓜果，如茄子、黄瓜、西红柿等，可以每采摘一茬追施腐植酸冲施肥30 kg左右，有利于促进生长发育，以延长结果期。