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施用腐植酸類肥料 減少溫室氣體排放

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施用腐植酸類肥料 減少溫室氣體排放

全球氣候變暖是未來世界各國政府部門、經濟領域和公從所面臨的最大挑戰之一。為此,通過施用腐植酸肥料,貯碳于土壤、生物體,減少土壤碳素揮發損失,對農業可持續發展和不減少溫室氣體效應對生態環境的影響具有重要意義。

1、施用腐植酸類肥料增加土壤有機質含量,貯碳于土,減少溫室氣體排放

現階段地,由于人類過度開發利用自然資源,使得森林、濕地破壞,耕作退化,破壞了土壤碳循環的平衡,增加了有機質的礦化作用,使土壤呼吸量增加,土壤碳庫含量降低。因此,提高土壤有機質含量就能達到固碳效果,減少土壤碳素揮發。

施用腐植酸類肥料或有機、無機肥配合施用,能增加土壤有機質含量,改善腐殖質的組分和結合形態,貯碳于土,減少大氣中CO2含量。

對保護地土壤有機質含量、腐殖質組分和結合態腐殖質進行了研究,結果表明,長期施用有機肥和有機、無機復配肥的土壤有機質含量顯著高于不施肥和只施無機肥的土壤有機質含量。而且隨著施用有機肥年份的增加,土壤有機質含量也在逐年增加。經過9年施肥處理后,土壤有機質含量增加最多的可達34.61%,最少的也達到26.67%,每年土壤有機質增加量達3.00%~3.85%,說明每年保持地土壤固定大氣中的碳達到1.74%~2.23%。長期施用有機肥處理的土壤中,可提取的腐殖質含量、胡敏酸含量比不施有機肥處理的二者含量最多高出40.95%和48.32%。黑龍江省科學院自然與生態研究所張繼舟等在腐植酸對設施土主的研究的養分、鹽分及番茄產量及品質的影響研究中發現,有機質含量明顯高于不施肥處理,其中施用腐植酸改良劑的有機質含量增加較多,達到顯著水平。中國科學院沈陽應用生態研究所武志杰等采用施入有機物料與淺翻深耕松土相結合的農業技術措施,對黑龍江省八五農場崗平地白漿土障礙層進行改良試驗,結果表明,白漿土層松動部分的有機碳含量增加53.4%~140.2%。

2、腐植酸類肥料能夠增加作物產量,貯碳于生物體

腐植酸類肥料可以提高玉米、小麥、水稻等糧食作物的蛋白質、淀粉含量,提高大豆、花生等油料作物的含油量,提高棉花纖維長度,促進薯塊膨大,提高蛋白質、糖分含量。促進種子萌發,提高出苗率和成活率,促進植物根系和植株生長發育,增強作物光合作用,提高作物產量,因此能增加作物對大氣中 的吸收量,貯碳于生物體。

四川教育學院生物系廖映粉等研究表明,當腐植酸濃度為10~50mg/L時可以提高煙草種子的發芽率,促進幼苗子葉平展,促進胚根和胚軸的生長,同時還能提高幼苗的生理活性,增加干物質積累。此外,適宜的光照能使腐植酸對種子的萌發和幼苗的生長起到促進作用。腐植酸處理過的煙草植株根系活力明顯增加,不僅根生長迅速,而且也有利于側根的生長和側根數量的增多。

甘肅農業大學農學院武延等研究了腐植酸類有機肥對當歸物質生產及品質的影響,認為腐植酸可使作物產量提高10%~30%,腐植酸被作物吸收后,改變細胞膜滲透性,促進無機養分的吸收。在作物生長后期主要表現在干物質的積累上,尤其對果實部分的干物質積累有顯著促進作用,能夠改善果實品質及提高產量。當歸成藥期追施腐植酸和氨基酸類有機肥料,能夠有效促進當歸生長及干物質積累,提高地上和地下部干重,顯著提高單根重,產量及醇溶性浸出物含量。

貴州省仁懷市種子公司謝文明用不同濃度的腐植酸對煙草進行葉面噴施,研究不同濃度腐植酸對煙草壯苗的生理作用影響,結果表明,用腐植酸處理后,煙草中葉綠素的含量提高了6%~45%,葉片對光能的利用率顯著提高,光合強度得到合理加強;促進了煙草的生長發育,物質的積累量增加。中國農業大學生物學院高同國等在微物降解褐煤產生的黃腐植酸對玉米幼苗生長的影響試驗結果也表明,在一定范圍內,葉綠素含量會隨著黃腐植酸濃度的增加而增加。

碳素營養占作物干物質重45%左右,是作物必需營養元素中吸收量最高的營養元素,施用腐植酸類肥料使作物產量增加10%~30%,說明吸收同化CO2量增加4.5%~15%,平均可增加生物體貯碳量10%左右。因此,腐植酸類肥料可以固定空氣中的CO2,提高作物光合作用,達到生物固碳效果。

3、腐植酸類肥料減少化肥用量,進而減少CO2的排放

氮肥在施入土壤后其利用率只達到35%左右。據全國化肥試驗網的數據估計,氮素通過揮發損失約20%,硝化脫氮損失約15%,淋溶和徑流損失約25%,總損失為60%左右。而腐植酸可以減少氮素揮發損失和CO2的排放量,施入腐植酸有機肥,不僅提高了氮肥的利用率,同時也減少了釋放到大氣中的CO2,保護了生態環境。另外,腐植酸能夠固定氮素,提高土壤有效氮含量。

磷肥施入土壤后,大部分被土壤吸附固定,其當季利用率只有10%~25%,使生產成本增加且造成了水體污染。腐植酸可以減少土壤對水溶性磷的固定,活化土壤中難溶性磷,使其轉化成有效態磷。河北農業大學的研究結果表明,棉花用腐植酸-氮磷鉀復合肥比磷銨加氯化鉀和無機棉花專用肥有更高的磷磷肥利用率,腐肥區棉株體內磷含量為0.53%,磷銨區為0.22%,專用肥區0.20%;有效磷投入量,腐肥區為5kg/畝,磷銨區國11.5 ,專用肥區為5 。腐植酸可增加棉花吸磷量,提高磷素利用率。

鉀肥施入土壤后,易隨水流失,一般平均利用率為50%左右。腐植酸的絡合吸附作用可減少鉀的流失和滲失,并且腐植酸具有活化難溶性礦物質態鉀元素、增加土壤陽離子交換能力及改善土壤膠體性質,因而提高了鉀肥的肥效。日本硝基腐植酸研究會進行了硝基腐植酸防固鉀試驗。施入硝基腐植酸量分別為:0.1%、0.5%、1%,在土壤反復干濕20d后,土壤中水溶性鉀分別比對照區增加100%、99%、94%。由此可見,施用硝基腐植酸可以有效降低土壤對鉀元素的固定。

微量元素如Fe、B、Zn、Cu、Mo等的缺乏會使有些作物在生長過程中出現缺素癥狀。作物產生缺素癥,并非是土壤中這些微量營養元素含量少,而是因為這些元素往往是以不可被吸收狀態存在于土壤中,有的因土壤溶液中含鹽太高,各種離子間產生拮抗作用,造成其不能被作物吸收利用而發生缺素癥。腐植酸可以與土壤中的礦物質元素形成可溶性的絡合物,其中與鐵的絡合能力最強且活性最高,這一作用提高了作物對很多微量元素的吸收。而且微量元素(如Fe、B、Zn等)在作物體內移動性差,當腐植酸與其絡合后,可以促進微量元素從根部向地上運輸,向其枝葉擴散,以此來提高元素利用率。

按照目前國際比較通行的生命周期評價法來對肥料生產的耗能和污染物排放進行計算,我國每生產1kg氮的能耗及CO2、N2O、SOX排放量分別是92.024MJ、10.125kg、0.035kg、0.032kg;生產1kg磷的相應能耗和排放物分別是20.958MJ、1.496kg、0.005kg、0.008kg;1kg鉀的能耗雖然沒有明確數值,但有資料表明,等量的鉀肥耗能比氮肥低6倍。腐植酸類肥料能夠增加N、P、K及微肥等肥料的肥效,減少其用量,有利于節省化肥生產過程中資源及能源的消耗量,促進在化肥生產中實現節能減排。農業生產中減少尿素等化肥使用量,有利于減少氮肥揮發損失時的溫室氣體排放量。因此,推廣應用腐植酸肥料是一種節能減排的有效農業技術措施。

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