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新型肥料及其在林业上的应用

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  摘要:农业是国民经济的支柱产业,是生产生活的源泉,因此更需要新型肥料和林业辅助。根据特性和功能,新型肥料大致可分为:缓控释肥料、功能性(多功能)肥料、全水溶性肥料,微生物肥料(菌剂)和生物有机肥。本文综合国内外相关研究,对这五类新型肥料的特性和林业上的应用进行了综述。
  关键字:新型肥料;林业;应用
  新型肥料已成为农业生产改造中最突出的问题,发展方向已锁定在传统肥料的回收利用和特定材料的优配上。前者类型比较丰富,可总结为缓控释肥、功能性肥料、水溶性肥料和微生物肥料(菌剂)等,特定材料的优配则集中在生物有机肥,如国内通过利用园林废弃物制备出的基质堆肥和日本研制的杉树皮层材料肥,给农业的新常态发展做出了新贡献,因此,本文提出对新型肥料及其在林业上的应用研究有重要意义。
  一、缓控释肥在林业发展中的应用
  对缓控肥的理解可以分两方面,从广义上来讲缓释控肥主要通过调控机制保障养分缓慢均匀释放,可以有效延长植物吸收养分的保质期限,通过养分释放率要求和节奏控制将肥效发挥出来。狭义上讲缓释肥料的肥效控制又有新的含义,国际肥料研究组织对缓释和控释的界定也存在差异,一致定义表述为:缓释和控释肥料主要是指养分是通过缓慢作用于作物的肥料;具有较速效肥更长效的特点,如硝铵、尿素和氯钾肥等速效肥就不具备缓释和控释功能。美国作物营养协会(AAPFCO)对缓释和控制释放肥料的定义为:所含养分比速效肥具有更长肥效的肥料。
  缓控释肥研究源于美国,1948年由K.G.Clart等人研究出世界上第一种缓释复合肥尿素-甲醛,由最初的缩合方法到当下的涂层和包膜都较传统技术有了较大进步,缩合肥料到包膜肥料,包膜材料再到石蜡和松香,再由松香石蜡到聚烯类等,直至最后硫磺和聚乙烯也得到了很好的开发。研究的导引是提高缓释作用,加长缓释时限。而我国的缓释控肥研究则较晚,传统农肥大多集中在动物粪便的改良,但产能效果远远不容缓释控肥。而随农业资源的污染和单向作物偏重率突出的加剧,食品安全、社会能源危机和农业收入不均等现象的突出,缓控肥料的需求又有了新动向,产业的发展离不开技术的支持,技术的支持离不开农业需求的引导,农业需求的引导要尊重规律,利用规律,改造规律,使农业资源向更高效,更生态化方向发展,才能促进社会整体的进步。
  二、功能性肥料及其在林业上的应用
  功能性肥料是一种将营养物质与其他改良因子相结合的新型肥料。新型肥料致力于专业化、简便化、高效性、多功能化,其中培肥土壤、除草抗病、营养作物、逆境生长、提高抗性等会成为功能肥料发展的方向。
  针对我国水资源缺乏的现状,应用具保水功能的肥料抑制土壤水分损失,改善作物水分利用效率,具有重大的现实意义。保水剂是一种农用吸水树脂,作为一种高分子材料,可吸收自身重量的几百至几千倍的水,并可反复使用,在农林业生产领域有着广泛的应用前景。保水剂如单独使用,一方面会增加作业成本,另一方面难以与肥料充分接触,其所吸纳水分与肥料有效作用受到限制,影响水肥效益的发挥;而保水剂一般具有网络结构和带电基团,兼具有缓控释功能。
  我国保水剂的研制和应用始于二十世纪七十年代后期,随后在造林过程中开始普遍使用。华南农业大学在我国率先利用高吸水性树脂包被尿素和包膜型控释肥料,制成保水型控释肥料,试验结果表明作物的水分利用效率和水分产值效率得到了显著提高,目前该研究产品己经进入中试阶段。北京林业大学此方面也有较多研究:王婷等研究了保水剂与外源物质复合配方对苗木蒸腾速率和叶水势的影响,发现将保水剂、吲哚乙酸或萘乙酸、聚天门冬氨酸三者复合一体化使用,能促进植株生长发育;廖行等对不同浓度保水剂与外源物质的耦合进行了研究,同样发现适宜浓度的保水剂与外源物质能够有效促进苗木生长,并发现了合理的浓度配方。
  三、具改良土壤功能的肥料
  二十世纪中后期,化学肥料在国内外的大量使用带来了土壤板结、有机质下降、微生态失衡等一系列问题。应用具有土壤改良功能的肥料,改善土壤结构,提高土壤肥力,对农林业可持续发展具有重要意义。目前具有调理土壤功能的肥料主要有腐殖酸肥料、膨润土肥料、沸石肥料、有机肥料等。腐植酸在肥料领域有相当广泛的应用,赵瑞研究了腐植酸生态功能性肥料,发现腐植酸复合肥料具有缓释性,并认为在与树脂共聚物复合时有土壤改良的作用。
  总体看来,改土肥在林业中的试验研究较少,而在矿山废弃地、城市腾退地等立地条件较差的造林地,改土肥作为调理土壤结构,增强土壤肥力的措施之一具有很大的应用空间,其具体的改良效果和合理性的施用技术有待进一步发掘研究。
  四、全水溶性肥料及其在林业上的应用
  水溶性肥料是一种可以完全溶于水的多元复合肥料,包括固体颗粒、固体粉剂、悬浮液肥、清液型液肥和膏肥等,纳米级的水溶性肥料在国内外也均有所研究,如Milani等通过纳米级氧化锌包衣制成一种活性可溶复合肥。水溶性肥料能迅速地溶解于水中,养分更易被作物吸收,应用于喷灌、喷施、滴灌,实现水肥一体化,可实现省水、省肥、省工的效果。
  水溶性肥料肥效的研究在园艺领域较多,往往先进的灌溉方式结合,在节约成本的同时能取得很好的水肥效应。如徐金虹和孙秀坤等分别应用含腐殖酸大量元素型水溶性肥料和生物龙水溶性肥料对枣树的施肥效果进行了研究,两者均采用叶面喷施,与不施肥相比分别增产14.16%、15.1%。
  五、微生物肥料及其在林业上的应用
  微生物肥料是以微生物的生命活动及其代谢产物使植物得到特定肥料效应的一种制品。其作用一方面是加速腐熟,促进有机废物发酵利用;另一方面是活化土壤中被固定的磷、钾等矿物营养,使之易被植株吸收利用,抑制病害,提高植物的营养元素供应水平;此外,微生物自身也会产生各类植物生长素,对植物还有促进生长的作用。
  六、生物有机肥及其在林业上的应用
  生物有机肥是指特定功能微生物与主要以动植物残体(如畜禽粪便、农作物秸秆等)为来源并经无害化处理、腐熟的有机物料复合而成的一类兼具微生物肥料和有机肥效应的肥料。它区别于仅利用自然发酵(腐熟)所制成的有机肥。生物有机肥产品除了含有较高的有机质外,还含有具有特定功能的微生物。生物有机肥集生物肥和有机肥优点于一体,可培肥土壤、改善土壤微生态系统、减少无机肥料用量,促进植株生长。
  结语:推动新型肥料研究和产业化发展,是一项系统工程,需要科学家和肥料行业的共同努力,更需要国家在政策上的推进。总体看来,新型肥料与传统肥料相比有更大的发展空间,在农林业上的应用前景看好。
  参考文献:
  [1] 刘军辉,杨本芸.林木施肥研究进展[J].河北林业科技,2009,3:66-67.
  [2] 赵林,姜远茂,彭福田.控释肥对红将军和嘎啦苹果品质及产量的影响[J].落叶果树,2010(3):1-4.
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