黑龍江省農墾總局植保站 王險峰.2018.05.10

1.重新認識土壤

1.1土的形成

地球表面的大地是由岩石構成的。在太陽能的不斷作用下，并在獲得空氣和水等的力量的同時反複地進行着物理的，化學的風化作用，形成了極為細小的顆粒，大地曆經8億多年形成了土。

1.2土壤的形成

土再經過幾千萬年乃至幾億年的時間，微生物菌群（主要是好氧腐生菌）有氧分解動植物殘體制造的有機肥，在土壤中被微生物分解後的産物（灰分、木質素等）和由微生物生成的土壤蛋白相結合而産生的物質，才是真正的土壤腐殖質。

土壤微生物賦予土壤消化功能和孕育萬物生命的功能，形成1厘米厚的黑土層需要100～200萬年的時間，形成1厘米厚的耕層土壤需要300～400萬年的時間。

3. 稭稈發酵創新理論——有氧發酵

3.1土壤中具有分解稭稈的微生物菌群

在土壤中生活着約有近萬種與生态系統相關的土壤微生物，其中以死去的動植物殘體為營養源來繁殖的是腐生性微生物，它們的活動賦予土壤消化功能和孕育萬物生命功能。 它們與土壤生态環境構成一個共生共榮，又互相制約控制某種特定生物異常繁殖而在相克中保持着生态平衡關系。

農業上的有益菌幾乎全部是腐生性生物，特别是好氣性的微生物占多數，其中好氣性的細菌、放線菌，真菌等都對農業是有益的，施用有氧發酵堆肥有機肥是為了促進土壤中有益菌的繁殖。

有益微生物具有改善土壤生态環境，抑制有害微生物的危害，為作物生長提供必要的營養。

3.2稭稈發酵方法評價

腐生性生物對稭稈的分解可分為有氧發酵和無氧發酵兩種。

（1）稭稈的有氧發酵

有氧發酵傳統稱為腐解發酵，利用有益菌類，包括好氣性或者條件好氣性菌（也稱為條件性嫌氣性菌）中的腐生性的真菌類、腐生性的細菌類的活動，以及由它們分泌的酶群（如加水分解酶、釀酶等）将植物稭稈，動物殘體分解，亦稱腐解發酵、醞釀發酵，其生成物對作物有健身防病功能，提高品質，可替代農藥。

有氧發酵是利用空氣或者水中的氧氣進行繁殖的好氣性微生物參與分解。有氧發酵的機理是主要成分是糖類、蛋白質、脂肪類、纖維素質等，從其中最容易被分解的糖類和蛋白質、脂肪類做營養源的腐生微生物，分泌出分解這些有機物的酶，酶的分解作用又提供了微生物菌體繁殖所需要的養分，養分轉化生成菌體組織和其增殖所需要的生活能量又被消耗掉了，最後隻分解成二氧化碳和水；有氧發酵的産物pH值中性。

有氧發酵産物的優點如下：

（1）有氧發酵稭稈等生成的腐殖質為中性，造土壤恢複土壤生态環境效果好。

（2）分解所生成的氨基酸、葡萄糖、高級酒精，是促進農作物健康發育所需要功能性植物營養劑，既能促進光和作用，強壯植物體的組織，能提高作物含糖量，增加産量和改善品質。

（3）又是有益微生物放線菌的培養基，促進其繁殖，平衡菌群，抑制病原菌，健身防病，也能解決重茬引起的病蟲害。

（4）如果所有稭稈經過有氧發酵還田可減少50%化肥。

（5）放線菌分解腐殖質可為作物提供80%二氧化碳。

（6）土壤生态環境的恢複，将明顯減少農藥（殺菌劑、殺蟲劑）用藥量，徹底淘汰植物生長調劑。

（7）如再将難溶于水的礦物質化肥進行有氧發酵，将化肥廠變成生物化工廠搬入田間，可徹底替代農藥。

（8）使用有氧發酵堆制中性有機肥，可使酸性土壤向堿性轉化，解決重金屬污染問題。

（2）稭稈的無氧發酵

無氧發酵是由嫌氣性的腐敗菌（包括部分好氣性的腐敗菌），亦稱腐敗分解、即主要是由嫌氣性細菌發酵或者稱腐敗發酵，在沒有遊離氧氣的缺氧狀态下旺盛的活動，能奪取氧化物的氧進行呼吸。

稭稈無氧發酵的機理是主要成分是糖類、蛋白質、脂肪類、纖維素質等分解産生甲烷、胺、氨、吲哚、硫醇、硫化氫等有害氣體會損傷作物的根。降低作物發芽率，抑制生長、誘發病害；發酵的有機肥酸性，在土壤中生成酸性腐殖質，可以使土壤酸化，還會使地溫降低，惡化了土壤的生态系統，同時所含營養除氮、鉀元素利用較好外，如磷、鎂等其它元素明顯降低肥效，改良土壤的綜合效果不大。當土壤因大量使用尿素等酸性化肥，土壤酸化到一定量後，土壤會釋放重金屬而污染土壤與農産品。

特别值得引起關注的是無氧發酵産生的有害氣體增加了環境中的霾，醫學稱為氧化劑，有害人類生體健康，可降低人類免疫功能和成為産生癌細胞的誘因。

4.關于有機肥的質量評價

4.1我國傳統稭稈發酵方法的質量分析

建國後我國多年來關于稭稈發酵的理論無人認真研究，依然停留在無氧發酵水平。

常見的我國發酵稭稈質量評價。常見的稭稈無氧發酵方法如下：

（1）在田間将稭稈粉碎直接深翻入地下

稭稈粉碎直接深翻入地下，這種稭稈還田方法無法控制水分，因缺氧而進行無氧發酵。

（2）焚燒稭稈還田

幾千年來中國農民稭稈還田的實踐證明，稭稈直接翻入地下還田對作物有害，所以人們有燒稭稈還田習慣。稭稈焚燒還田，僅剩礦物質營養，損失嚴重，還污染環境，增加空氣污染。在田間或将稭稈用來發電等是最大的浪費。

（3）把作物稭稈留在地表還田

作物免耕栽培法，将稭稈收割後留在地表，稭稈經夏季降雨高溫，進行有氧發酵，對作物安全有效，需要夏季有充足的降雨、灌溉與高溫，北方大部分地區不具備此條件。

（4） 稭稈做動物飼料過腹還田

将稭稈做動物飼料過腹還田，動物喂稭稈排洩糞尿發酵不充分，有臭氣，最好的方法是稭稈經過加生物菌有氧發酵後做飼料，動物糞便不臭，是優質有機肥。

（5）把稭稈作沼氣後液體還田

沼氣依然是無氧發酵，液體直接還田有害，如果農村解決能源問題，應停止稭稈作沼氣。

（6）将稭稈與生物菌混拌入田也是無氧發酵

将稭稈粉碎灑在地表，撒上生物菌後翻入地下，這種方法無論使用多麼好的生物菌，也是無氧發酵。

（8）把稭稈在地頭、村頭挖大坑，加水發酵

這種方法是典型的無氧發酵，污染環境。

（9）把稭稈集中，與人糞尿，動物糞便合混、接種，用泥土封閉發酵

這種方法是農村常見的傳統發酵方法，是無氧發酵，使用時摻混大量的土，以避免造成肥害,長期使用，使土壤酸化。

（10)草炭

草炭是植物稭稈在長期積水缺氧條件下進行的是無氧發酵，導緻沼澤地酸性土壤。幹旱地區的草炭或沒有發酵，或停留在預備有機質階段。

（11）地表覆蓋稭稈

地表覆蓋稭稈多是有氧發酵，稭稈發酵需要有充足的水分與熱量，北方降雨量過少和熱量不足，難以發酵。

4.2生物炭的評價

生物碳實際是将稭稈高溫處理，是由木材幹餾工藝的變化而來，沒有生物發酵過程，已經發生了性質的變化，不能增加土壤有機質，不具備有機肥的功能，不能稱為有機肥。

4.3我國市場流通有機肥的評價

市場流通的有機肥沒有完整的有氧發酵過程，不能叫有機肥。特别是我國關于有機肥有機質含量的評價方法與标準有問題。

4.3.1有機質研究現狀：

我國傳統有機質概念與計算方法不夠科學，多年來研究成果不多，依然停留在20世紀50年代水平。

土壤有機質：有機質含量是土壤肥力的重要指标，有機質是土壤養分的主要來源，可促進土壤結構形成，改善土壤物理性質，提高土壤的保肥能力和緩沖性能，同時有機質中的腐殖質具有生理活性，能促進作物生長發育;有機質中的腐殖質還具有絡合作用，有助于消除土壤的污染。

土壤有機質功能:①保肥保水性,是水肥的載體。②微生物的載體和能源.③促進土壤團粒結構的形成。

（3）有機質是大類概念:①原始态,包括蛋白質、脂肪、澱粉、纖維素、半纖維素和木質素等。②半轉化态,即有異于原始态基本結構的狀态。③腐殖質态,即經過微生物的轉化并經過物理的化學的作用生成的具有土壤活性的物質,所謂活性即具有離子交換性、粘結性和粘着性等。

（4）有機質計算方法：

對植物直接起作用的是腐殖質,前2項必須轉化成腐殖質才能被利用。這種轉化需經過微生物的分解,在礦化和腐殖化過程中微生物要消耗掉有機質中50%～70%(按60%計算)的碳元素。碳元素在有機質中所占重量是55%～60③%(試驗室中檢測一般取58%計算)。因此,未經腐殖化的有機肥,施到地裡被土壤微生物慢慢分解轉化為腐殖質損失的碳元素重量為58%x60%=34.8%,這裡的碳元素可是當前流行的碳肥的核心價值。

（6）增加土壤有機質的主要方法：

①稭稈還田。②生草和種植綠肥。③施用有機肥。以上方法最終都是增加土壤的腐植質,相同重量的有機肥其有機質狀态不同則決定了向土壤補充腐植質的多少有很大區别。

（6）有機質計算方法：怎樣使土壤有機質增加1%?

土壤有機質最原始的來源是光合作用,其他環節都是形态的轉化并産生消耗,是絕不可能增加的。自然界生草也好落葉也好,其為土壤有機質的貢獻每年不會超過0.1%,算上土壤微生物的消耗和植物的利用,實際增加值更小。到當前普遍增施化肥的模式是在掠奪有機質,實際上有機質在逐年降低的。最直接快速增加有機質的方法就是增施有機肥。如何做到通過施用有機肥讓土壤的有機質增加1%呢?設定耕作層厚度0.2米,土壤容重1.3一畝(667平方米)耕層的重量為667x0.2x1.3=173.42噸。有機肥中有機質農業部标準為≥45%,以50%計算,則每畝土壤要想平均增加1%的有機質需要的施有機肥量為173.42x1%÷50%=3.47噸。（引自百科全書）

4.4.2關于有機質定義問題

（1）有機質是糊塗概念指導我國農業生産

有機質的關鍵問題在于無氧發酵與有氧發酵沒有認真研究，是糊塗觀念。傳統有機質的形成過程中的微生物發酵分有氧發酵和無氧發酵。有氧發酵産生的有機肥是中性，對增加有機質，改良土壤是有效的；無氧發酵産生的有機肥是酸性，大量礦物質元素隻有鉀有效，其他損失了，對改良土壤，增加有機質含量效果不大。因此從此概念出發的有機肥發酵多是無氧發酵的有機肥，由此産生了稭稈粉碎直接深翻入土，稭稈制作沼氣後直接灌入田間，稭稈撒上腐熟劑直接翻入田間，動物糞便做有機肥，人糞尿作有機肥制使用等問題。用此糊塗理論指導農業生産禍害無窮。

（2）土壤有機質含量計算方法不科學

在上述理論指導下的與有機肥，将未發酵、半發酵的稭稈與完全發酵腐熟的有機肥混合計算有機質含量，固然得出錯誤的結果，每畝施有機肥3.47噸可增加有機質含量1%，與實際相差甚遠。

4.4.3有機質新概念

（1）有機質應該是動植物殘體經過微生物有氧發酵産生的有機肥才是真正的有機肥，pH值是中性。用微生物将稭稈等進行有氧發酵堆制有機肥，有機質高低與纖維素含量有關，一般作物稭稈堆制有機肥的有機質含量不超過10%，纖維素含量高的木材、木屑、竹、樹枝等有氧發酵堆制有機肥有機質含量不超過30%。

（2）日本島本家族經過80多年的研究結果，土壤有機質含量增加1%需要稭稈有氧發酵堆制有機肥67噸，木材、木屑、竹、樹枝等有氧發酵堆制有機肥33.5噸。

4.5 關于生物肥

傳統定義生物肥或稱微生物肥料，是指一類含有微生物的特定制劑，應用于農業生産中，能夠獲得穩定的肥料效應。其中，所含微生物的生命活動增加了植物營養元素的供應，導緻植物營養狀況的改善，進而增加産量，改善品質，代表品種是菌肥；另一類是廣義的微生物肥料，其制品雖然也是通過其中所含微生物活動作用，而使作物增産，同時微生物所産生的次生代謝産物含有植物生長内源激素，對營養元素的吸收利用，或能夠抵抗某些病原微生物的緻病作用，或減輕病蟲危害而使作物增産，或減輕農藥化肥危害而使作物恢複正常生長。但微生物肥料不含有機質，不能增加土壤有機質含量，其中的微生物需要分解有機質來維持其生命活性，因此,生物肥不能完全代替有機肥，在使用化肥不施有機肥的條件下生物肥不起作用。

最新科學研究成果，随着使用化肥年限的延長，生物肥效果越來越差。

農田多年土壤不施有機肥，大量使用化肥，快速消耗分解有機質，導緻有益微生物失去營養和繁殖環境，微生物菌群單一，即病原菌危害嚴重。

土壤不缺任何種類的微生物，而是缺乏有機質。

生物肥是一知半解的科學，是學術和商業炒作。

5.有機肥的發展

5.1稭稈有氧發酵新技術

最好的方法是将稭稈集中進行有氧發酵還田。

當今世界關于稭稈發酵理論和技術不在西方，而在東方，日本島本酵素菌技術先進而成熟。日本島本家族三代人曆經80多年持續研究，根據自然生态學與營養免疫學原理，從環境中生活的微生物群體中篩選競争力強的菌群，菌群是個複雜的群體，由細菌、放線菌、酵母菌等三大類，24種有益生物菌組成的群體，既有好氧菌類，又有厭氧菌類。能夠産生活性很強的多種酶，能夠迅速催化分解稭稈，在短時間内分解成供植物和有益生物利用的營養成分，尤其能夠分解含有毒素的有機物，使它們變成無毒、無害物質。

島本酵素菌生物技術是日本農民可複制的技術。應該轉變觀念，需要遵循認真學習、引進、複制，照做不走樣地複制，然後再根據國情應用和發展。并且該技術的推廣是農業可持續發展的一場革命，逐步減少農藥、化肥的使用量，發展自然生态農業，治理環境污染，生産有益人類健康的功能食品，提高國民身體素質，為促進我國現代化農業發展做出巨大貢獻。

關鍵技術如下：

(1）菌種先進 篩選方法是從微生物菌群種篩選菌群，競争能力強，在高溫、低溫條件均能發酵。可發酵所有動植物殘體。

(2）有氧發酵是核心技術 有氧發酵是創新技術，通過調節水分，翻動調節溫度，實現有氧發酵。

(3）各種作物用酵素菌技術均有系統操作方案。

(4）徹底解決重茬病問題，所有作物均可連作，優質高産。

(5）有酵素菌發酵稭稈可治理水污染、土壤農藥及其它化學污染。

5.2稭稈發酵有機肥不能工廠化生産

目前我國有機肥發酵微生物菌種從理論、菌種篩選到發酵技術遠離生産實際，走入誤區，目前我國有機肥的生産不是科學技術成果，而是商業炒作，有機肥滿天飛，不能增加土壤有機質含量，談不上增加地力、也不可能增産增收。

稭稈有氧發酵堆制有機肥技術成熟，農民自己将稭稈收集，田間地頭間發酵池發酵簡單易行，成本低，就是個認識和組織問題。

工廠化生産将稭稈從農村運進城市，再從城市運到農村，增加成本，商業利潤有限，稭稈有機肥不需要大規模工廠化生産；稭稈有氧發酵堆制有機肥是普通的，農民容易掌握的，簡便易行的農藝措施，不必注冊登記，市場流通。

191農資人

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