自然生态平衡与植物营养平衡
自然界的生态平衡已引起全世界的重视,因为生态平衡直接影响人类的生态质量,植物营养平衡直接影响农作物的产量和农产品的质量,也同样影响人类的生活质量。十八世纪以来,N、P、K化肥的施用量急剧增加,而随着作物带走的中微量元素没有得到系统的补给,原始的平衡被破坏,缺乏中微量元素的区域越来越大,作物、土壤缺素情况也越来越严重。
一些发达国家的经验声明,不仅应将作物从土壤中取走的营养元素归还土壤,而且还应该把土壤地力提高到与植物生理特性和经济制度相适应的水平,我国从四十年代开展中微量元素化学和植物生理方面的研究工作,六十年代开始在部分地区农业科研单位试验、示范,80年代由国家经委、化工部、冶金部在漳州召开全国微量元素肥料会议,从那时起,我国中微量元素的科研、应用才正式全面启动。
平衡施肥是提高肥料利用率、提高产出与投入比的重要手段,随着科学的发展,现已经证实在地球上自然存在的八十几种元素中,农作物的生长所需的元素有十六种。德国科学家李比希把必需的元素肥料的这种相互关系归纳为肥料的三大定律:同等重要律,即大量元素与微量元素同等重要,缺一不可。不可替代律,各种营养元素不能相互替代,缺什么元素就得施什么元素。最小养分律,要保证作物正常生长发育而获得高产,就必须满足所需要的一切营养元素,其中一个达不到需要的数量,产量就受到影响,产量就受到这种最少的营养元素所制约。
平衡施肥,中微量元素功不可抹
大量元素和中量元素早已为人们所熟知并大量使用,而微量元素因其量“微”一直处于被遗忘的角落,直到最近几十年,才被人们逐步认识,其量虽“微”,但和大量元素一样都各自承担着农作物生命过程中的重要角色,微量元素是酶、维生素、激素的重要组成部分,直接参与机体的代谢过程,一旦缺少,轻则影响农作物的生长发育,造成减产欠收,重则颗粒无收。
必需中微量元素的平衡供给是农作物持续高产的基本保证之一,土壤营养元素能按农作物需要平衡供应,植物就能按比例吸收,产量就高,肥料利用率也高,反之产量就低,肥料利用率也低。而某一种元素吸收过多,则可引起代谢紊乱。如偏施氮肥,植物病害增加,容易引起Fe、Cu、Mg、K、S的缺乏而造成减产,同时,蔬菜中亚硝酸盐含量升高,对人体健康不利,磷过多引起Ze、Fe、Cu、Mg的缺乏。如果把农作物所需的各种元素比作组成水桶的木板,那么这个木桶的盛水量取决于那块最短的木板。由此可见,微量元素并不因其量“微”,而被认为“微不足道”,它是农业可持续发展的重要因素,起到四两拨千斤的作用。
既然中微量元素作为必需元素在农作物生长过程中扮演着非常重要的角色,对农作物提高产量和质量、提高肥料的利用率起到积极的作用,就不应当让它隐姓埋名。既然加入中微量元素的复合肥的生产成本要高于普通复合肥料,售价理所当然比普通复合肥料高,但最近颁布的复合肥料标准中却有一条明确的说明:在复合肥料中加入中微量元素,不得在包装容器和质量说明书上标明。该规定主要动机为了防止不法分子以假乱真,以次充好,但结果却限制了具有科技含量的平衡元素肥料的生产,不利于平衡施肥技术的推广和普及,新标准中让中微量元素隐姓埋名了。
中微量元素的作用已被中外科学家所证实,也被我们周围无数的事例所证明,在我国推广平衡施肥,N、P、K的平衡理论已经被农民接受,但是中微量元素未能引起人们的重视,新标准不准在包装袋上标明中微量元素的身份,严重阻碍了测土平衡施肥的推广,甚至起了一种误导作用,标了中微量元素的被列入打假行列,更让农民误认为中微量元素不重要。
新标准的目的很明确,是为了防止假冒伪劣产品鱼目混珠,做概念游戏,把一些低成本的Ca、Mg、Si甚至一些植物根本不能吸收的石灰石、陶土等掺入其中计算总养分含量,以此欺骗消费者,更有甚者,不按科学办事,把一些低成本的必需元素过量加入其中,使之起相反的作用,而真正缺乏的Fe、Zn、B、Mo、Mn等元素,都不肯加入,“假当真时真亦假”,由于不法厂商,玩弄概念游戏,欺骗农民,也使这一真正具有科技含量的复合肥,被打入冷宫。这种做法,实际上是把“脏水和孩子一起泼掉”,我们的政策不能因为不法厂商标出来目的是欺骗农民,我们就不让标出,笔者认为,错不在标出,而在于标的不正确,标得太乱不科学,如果我们的标准明确科学地规范怎么标,让农民可以从标出的中微肥计算出实际的价值,让造假者无机可乘,这既可防止造假,又可推动平衡施肥的发展。
我国的质检部门完全有能力检出有效中微量元素的含量,标出中微肥,还可在农民在购买化肥时选择更适合自己土壤和作物品种的复合肥,这比埋名隐姓好处多。如果加了中微量元素而不标明,农民使用的正好又是不缺该种微量元素的全元复合肥,不但不能增产,反而起到相反的作用;让中微量元素做“无名英雄”不但不利于多元复合肥的推广,用得不当还会让“无名英雄”蒙受不白之冤。我们的法规还是应该让“无名英雄”亮出自己的身份,应该使法规更严谨,让不法分子无空子可钻,而不是简单的严禁标出了事。
跨越平衡吸收的障碍,氨基酸中微肥是最佳选择
为了达到平衡施肥的目的,我国肥料结构也随之发生了变化,从单一肥料的使用到N、P、K三元复合肥料、复混肥料、掺混肥的使用,都使平衡施肥提高到一个新的水平。据统计,我国复混肥料已占肥料总量的20%以上,而且每年都以百分之十几的速度递增。不久的将来,复混肥料必将成为主要肥料品种,发达国家的复合肥料比例达70%以上,我国与发达国家的差距在迅速缩小。
发达国家的测土平衡配肥与施肥已从N、P、K三元素复合肥料发展到全元素复合肥料。美国植物营养学会还制定了相关法规,规定在常量元素肥料中必须添加中微量元素,以保证植物营养的平衡;我国复合肥料领域已有企业针对本地土壤缺素的情况配入了中微量元素,有效的提高了肥料的利用率,为了达到平衡施肥的目的,在正常施肥的情况下,针对一些植物的缺素情况,增施某一种或几种中微量元素,这种做法虽为亡羊补牢之举,但对平衡农作物所需的元素、防治因缺素造成的病害仍起到一定的作用。我国使用的中微量元素多数为简单无机盐,利用率受到一定限制,这些无机盐分枸溶性和水溶两种形态,枸溶性盐只有在酸性条件下,才缓慢释放极少量的中微量元素,当季利用率不高。而水溶性盐由于在水溶液中极易电离为单一离子,而这些离子除Cl、B、S等非金属离子外,Ca、Mg、Fe、Cu、Mn、Zn等金属元素均可为可溶性无机盐,当配入三元复合肥料时,迅速与磷肥中的PO43-、HPO42-发生反应,生成不溶于水的磷酸盐而失效,如将这些中微量元素施入土壤,迅速与土壤中PO43-、CO32-发生反应,这些化合物性能非常稳定,溶度积Ksp仅10-10——10-30,因此无机活性中微量元素一旦进入肥料和施入土壤,大部分将失去活性,能被植物吸收的很少,所以即使平衡施肥、平衡配肥,也不等于被农作物平衡吸收 ,这是为什么已经测土平衡施肥,但农作物仍然出现缺素症状的原因。
为了解决这一矛盾,发达国家利用EDTA、柠檬酸、黄腐酸、酒石酸等作为螯合剂,将微量元素生成螯合物,有效的提高了微量元素的稳定性,提高了肥料的利用率。但上述螯合剂成本高,在农民对全元素平衡肥料缺乏认识的情况下,接受并使用这一高价肥料难度很大。南通苏中新型肥料技术研究所利用废弃蛋白,采用水解、螯合一步法和综合利用法,生产廉价的氨基酸中微量元素螯合物,较好的解决了这一矛盾,生产成本是EDTA中微量元素螯合物的8%-10%,即便在复合肥料中加入2%-3%,成本仅提高60-80元/吨,而此种复合肥料的利用率可提高10%-20%,与单纯的N、P、K三元复混肥料比较,增产10%-25%,在个别中微量元素严重缺乏的地区可达30%以上,效果非常明显。由于氨基酸本身是优质肥料,可刺激植物生长,在无需光合作用情况下被植物直接吸收利用,作为螯合物使用时,又可保护金属金属离子不与其他物质发生副反应,在保护金属离子达到植物所需部位后本身也被农作物吸收利用,所以氨基酸中微量元素螯合物是一种性能优良、价格低廉、螯合常数适中的有机中微肥,可有效解决平衡配肥与农作物平衡吸收的矛盾。




