1. 研究目的与意义
农业有机废弃物是农业生产和再生产资源投入与产出在物质和能量上的差额,是资源利用过程中产生的物质能量流失份额。目前,我国是世界上有机废弃物产生量最大的国家之一。目前,我国集约化养殖场的畜禽废弃物只有30%左右得到初步处理和利用,其余70%直接则向环境中排放。畜禽废弃物的随意排放和秸秆的就地焚烧堆积乱放。不仅造成资源浪费、地力损伤、环境污染,还对人类健康和周围动植物的生态环境造成严重危害。因此,农业有机废弃物的合理利用,是保护农村生态环境、促进农业可持续协调发展的迫切要求。
施肥是农业生产中保证作物高产、稳产必不可少的重要手段。近年来,由于有机肥料使用费时费工,加之养分释放缓慢等多种原因,群众普遍存在轻农肥、重化肥的思想,导致化肥的使用量急剧增长。目前我国每年化肥总用量约为1.2亿t,但在目前的施肥技术和水平下,施入农田的化学肥料的作物利用率通常仅为30-50%。不合理的施肥、污水灌溉等对土壤环境质量的影响是不容忽视的,在不少地区已经导致严重的湖泊富营养化、地下水污染和食品污染等问题。在化肥损失的同时,也损失了大量的工业能源。 因此,如何合理利用农业有机废弃物,解决化肥施用所带来的环境污染和土壤肥力退化等问题,受到国内外科研工作者的普遍关注。生物有机肥正是在这种严峻态势下推出来的具有产业化前景的新型肥料,是最近几年在微生物技术发展及有机肥的商品化使用的基础上研制而成,它既不是传统的有机肥,也不是单纯的菌肥,是二者的有机结合体。生物有机肥使用的范围广阔,现主要用于园艺花卉、果树、蔬菜等早地作物上。大量的实验证明生物有机肥能改良土壤的性质、提高农作物的产量与质量、减少环境污染,提高资源的有效化。生物有机肥的诞生,被学术界誉为一场绿色革命,它是继化肥之后肥料工程的第二次革命,开创了农业肥料的新纪元。
2. 国内外研究现状分析
生物有机肥料的研究、开发和应用在国际上已有100多年的历史,目前不仅像美国、英国、日本、加拿大、法国、德国等发达国家,一些中等发达国家如澳大利亚、新西兰、奥地利、瑞典等以及一些发展中国家如印度、泰国、菲律宾等至少有70多个国家有自己的生物有机肥料研究机构,生产企业,产品技术标准,质量监督体系。在我国也有近50年的研究、生产及应用历史,当前正处于第4次发展阶段。据估计,目前我国从事生物有机肥料生产的企业约有250-300家。生物有机肥料的年生产总量超过为6.0105t,使用面积超过2500hm2,但主要应用于农业生产中。
目前的研究热点当属复合生物有机肥料中的pgpr类制剂。此类研究和应用的菌种较多,起作用也是多方面的,国际上对植物促生根圈细菌(plant growth-promoting rhizobactera,简称pgpr)的研究和学术交流活动日趋活跃,自1988年起,每隔3年在各大洲轮流举办一次会议。
目前,国外的研究仅限于pgpr类制剂,而且多见于生物防治等领域。我国更多的还是单一微生物的生物有机肥料研究。
3. 研究的基本内容与计划
主要通过对银杏叶、秸秆和猪粪的生物有机复合肥料在堆肥过程中的物理指标如堆肥温度、波谱法、热重法,化学指标如需氧量、 ph、 腐殖质含量及腐殖化系数、碳氮比,生物指标如种子发芽率、呼吸作用的动态研究分析,包括不同银杏叶添加比例高温堆肥,不同银杏叶添加比例微生物堆肥。
研究时掌握必要的研究工艺,试验设9个处理,底料均为银杏叶、猪粪和秸秆和少量无机材料,各处理均堆为半径0.3m高0.7m圆柱体垛形堆体,每个处理重复3次。(银杏叶添加百分比是底料的总质量比)
样品采集时由于堆体具有一定体积,为了减小实验数据的误差,在每次翻堆均匀后采取两部分:一部分放置于室内自然风干,风干后用粉碎机粉碎,然后过100目筛,供理化指标的分析;另一部分新鲜样品置于4℃冰箱冷藏室内,供发芽试验等生物学性质以及其它理化指标的分析。
4. 研究创新点
以银杏叶作为堆肥的添加原料,银杏叶多糖具有能量储存、结构支持、防御功能和抗原定性等多方面的生物功能。银杏叶中蛋白质含量也极为丰富,就质量而言,银杏叶蛋白质含量可与大豆蛋白相媲美,接近鸡蛋蛋白。黄酮类、内酯类、酚类等多种活性成分,具有抗氧化、拮抗血小板活化因子、调节血脂、降低血粘度、抗炎、降低畜禽的病发率以及提高免疫力,增强自身抗病能力等多种功能,且副作用较小,具有极高的营养、保健、医疗价值。目前已被广泛应用于医疗、食品防腐、植物保护、畜禽及水产养殖等领域。而应用于生物有机肥的报道尚不多见。
银杏叶作为一种高价值原料。如何使其被充分合理利用已经成为当今一个重要研究课题。本实验利用银杏叶浸提残余物结合农业有机废弃物,利用银杏叶中特殊的有益成分,探讨出一种新型的微生物有机无机复合肥。从而更好的为环境的可持续发展做出贡献。
