翻到多年以前写的一些课题报告,分享于此。
(一)目的意义
化肥、农药是现代农业必不可少的农用物资,在满足人们对粮食增长需求的同时,也带来了严重的土壤退化和污染问题。如化肥和化学农药在土壤中具有化学固定作用,超量施用会造成土壤板结、土壤酸性增加等不良后果,同时会造成土壤地表及水污染加重。大量施用化肥、农药还造成很多生物种群减少、甚至灭绝,严重破坏了生态平衡,长期频繁使用化学农药导致病菌、虫害抗药性增强,要达到防治效果就要不断增大用药量,如此恶性循环,生态问题和抗药性问题也会日趋严重。在人们逐渐意识到上述问题后,对生物肥和生物农药产生了极大的期待和兴趣,生物肥和生物农药的技术研发和应用前景也日新月异。
生物药肥结合了生物农药和生物肥的功用,兼具农药和肥料的双重功效,一次施用,可以起到施肥和防治病虫害,不仅大大节省了成本和劳力,提高效益,而且药肥大多是直接喷撒施到土壤中,可以有效提早预防土传病虫害,有效补充作物需求养分。目前,关于生物药肥的研究文献、专利、产品也逐渐上市,成为炙手可热的新型农资复合多效产品,而关于蚯蚓粪药肥的产品尚未见有。
蚯蚓粪含有丰富N、P、K、微量元素、激素、酶等,含有23% 以上有机质,有23种氨基酸,是有机、绿色、无公害农产品的最佳肥料(***)。实践证明,蚯蚓粪作为育苗基肥、作物追肥有不同程度地提高多种作物(包括谷物、豆科植物、花卉、蔬菜及其他大田作物)的种子发芽率,促进其生长,提高产量,改善品质的优点(***)。而且,蚯蚓粪中富含光合菌群、放线菌群、酵母菌群、乳酸菌群等,通过这些有益微生物的生命活动,固定转化空气中不能利用的分子态氮为化合态氮,解析土壤中不能利用的化合态磷和钾为可利用态的磷和钾,并可解析土壤中的10多种微量元素;通过有益微生物的生命活动,分泌生长素、细胞分裂素、赤霉素、吲哚酸等植物激素,促进作物生长,调控作物代谢,增强作物抗病性;蚯蚓粪中的大量微生物增加了土壤中的微生物数量和活性,增强了病土中与病原菌进行营养和能源竞争的微生物的竞争力,限制了病原菌繁殖潜力的充分发挥(***);蚯蚓粪中的有益微生物还能产生拮抗活性强、抗菌谱广的抗生素,限制病原菌的生长,使植物土传病害得到抑制(Ar***)。
试验表明,蚯蚓粪本身对预防和控制蔬菜土传病害的发生有一定的效果(***)。盆栽基质中加入蚯蚓粪后,黄瓜炭疽病的发病率比种植在加有草炭基质中的发病率低得多,差异显著进一步试验表明,黄瓜病原菌处理叶与非处理叶中多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)和过氧化物酶(POD)的活性与对照比较均有不同程度的提高,加入蚯蚓粪的处理与对照比较,黄瓜病原菌处理叶多酚氧化酶(PPO)活性和苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性差异显著,表明盆栽基质中加入蚯蚓粪后,通过启动植物体内的防御酶系,从而诱导了植物产生系统抗性,控制病害的发生(***)。加入蚯蚓粪的处理,黄瓜叶片PAL、PPO和POD活性有不同程度的提高,这些酶类的活性与抗病性呈正相关,在植物的抗病反应中起着十分重要作用。因此,蚯蚓粪中的活性物质可在植物酶的催化活动诱导植物产生抗性,最终达到防治病害的目的(***)。另外,蚯蚓粪对油菜根肿病等的良好控制作用,主要原因也包括其能有效降低土壤的酸性指标,破坏了病原的生存环境,从而达到杀菌效果(***)。
由上可见,蚯蚓粪本身富含光合菌群、放线菌群、酵母菌群、乳酸菌群等有益菌群,使其具有了药肥的潜力,再结合多种生物农药如抗生素农药、昆虫生长调节剂及苏云金杆菌、印楝素等,便可起到药肥合一的效用。有关生物农药和光合细菌、乳酸菌、醋酸杆菌等有益菌种配制药肥的专利也有许多,如印楝素、苏云金杆菌等(***),都通过试验证明了有益菌种和生物农药混配的药肥效果,不仅对防治土传病虫害效果明显,且可以增加土壤肥力。
综上所述,蚯蚓粪可作为新型的生物药肥,其发展前景非常可观。蚯蚓粪作为蚯蚓养殖的副产品,对蚯蚓粪加工应用为生物药肥,对生物药肥行业和蚯蚓养殖业都有非常重要的意义。
(二)国内外同类产品和技术情况
药肥是具有灭杀农作物病虫害或调节作物生长的功能,且同时能为农作物提供营养、增强肥效的功能性肥料。国内外农药与肥料专家认为药肥在农业上的开发应用具有以下优势:药肥结合,互作增效;广谱高效,效果持久;前控后促,增强抗逆性;平衡施肥,营养齐全;操作简便,使用安全;省工节本,一次到位。生物药肥是在药肥的基础上发展起来的,结合了生物农药和生物肥料的优点,生物药肥的出现是药肥行业走向安全性、环保型的标志(***)。
1 国内外药肥的研究现状
关于药肥的研究情况最早的研究,资料记载最早见于1964年《日本东北农业实验场研究报告》前苏联在杀虫剂的施用上推广乐果和磷肥制成颗粒肥料,避免乐果乳剂在水溶液中逐步分解失效。相关的研究还有Salam在水稻试验中证明,呋喃丹和甲拌磷能促进水稻对氮素的吸收,两种杀虫剂与氮肥相互作用是增效的,I—brahim研究不同氮肥和杀虫剂对棉花的混用作用等等,都取得了一定的成果,为以后的更多的药肥研制奠定了基础,目前许多高效省力的药肥正处于研制和开发中。
我国对药肥的研究始于20世纪80年代。据报道青海省用燕麦敌2号防除麦田杂草6.2万hm2 ,其中多是以化肥为载体进行施药。浙江和宁夏研制的除草尿素,采用包衣法将除草剂包裹在尿素颗粒外表,在生产上作追肥施用,虽已形成产品,因肥料和除草剂的过分单一,营养不全面,杀草谱较窄,综合应用效果不理想,仍未推广应用。此外,人们也正积极开发其它作物的专用复合肥。如中科院南京土壤研究所研制的包膜药肥适用于水稻小麦;中南农业科技开发研究所果树黄龙病科研室研制黄龙宝专用药肥等。目前国内获取正式药肥登记的只有锦州硕丰农药集团一家。有毒死蜱药肥混剂,专治地下害虫的药肥混剂,登记作物是花生、玉米、大豆;以及苄丁药肥混剂,水稻一年生杂草,返青除草双重功效。
2 国内药肥市场现状
目前药肥的登记部门是农业部农药检定所。正规从事药肥生产,对企业来说门槛是很高的。一个新农药制剂的注册登记,需要经过毒理、环境、药效、残留等方面的试验,通常要花费3 年以上的时间,耗资几十余万元,很多小企业根本耗费不起这么长的时间,也承担不起高昂的成本支出。目前,市场己发现仿、假、冒类型的药肥违法产品,在肥料中随意添加农药,就称是药肥。有些厂商唯利是图,没有充分了解产品的合法性,在产品利润的诱惑下,冒然经销,严重侵害了消费者的合法权益。因此,开发和生产合格有效的药肥产品可以保证药肥行业的正规发展,满足市场对药肥的急需。
(三)市场预测和发展趋势
蚯蚓粪药肥集微生物肥、生物农药功能于一体,具有多功能、多效的特点,且市场潜力大,投资回报率高。蚯蚓粪药肥有着不同于其他药肥的特点和效用,其作为高档次生物药肥产品,其技术和市场开发潜力都很大。对蚯蚓粪药肥的深入研究和加工应用、开发,对生物药肥行业和蚯蚓养殖业都有积极的意义。
蚯蚓粪本身含有丰富N、P、K、微量元素、激素、酶等,含有23% 以上有机质,有23种氨基酸,是有机、绿色、无公害农产品的最佳肥料(***)。而且,蚯蚓粪中富含光合菌群、放线菌群、酵母菌群、乳酸菌群等,对预防和控制蔬菜土传病害的发生有一定的效果(***)。再复配加工加入植物源生物农药印楝素、苏云金杆菌等(***),可达到农药肥料双效合一的功能效果,不仅对防治土传病虫害效果明显,且可以大大提高土壤肥力。而且蚯蚓粪药肥既肥效持久,壮苗抗病,改良土壤,提高产量,改善作物品质等优点,又能克服大量使用化肥、农药带来的环境污染,生态破坏等弊端。且蚯蚓生物药肥项目开发期短、投资回报高、风险小、市场紧俏。是一项经济效益、环境效益、社会效益俱佳的好项目。