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泥炭鲜为人知的农业自然资源

发布时间:2020-08-13 09:40:57 阅读: 来源:淘气堡厂家

导读:泥炭是几千年形成的天然沼泽地产物,是煤化程度最低的煤,是煤最原始的状态,无菌、无毒、无污染,通气性能好,质轻、持水、保肥、有利于微生物活动,增强生物性能,营养丰富,即是栽培基质,又是良好的土壤调解剂,并含有很高的有机质,腐殖酸及营养成份。

泥炭是沼泽中死亡植物残体积累转化形成的有机矿产资源。泥炭的有机质、腐殖酸含量高,纤维含量丰富,疏松多孔,通气透水性好,比表面积大,吸咐螯合能力强,有较强的离子交换能力和盐分平衡控制能力,是良好的作物栽培基质。泥炭腐殖酸的自由基属于半醌结构,既能氧化为醌,又能还原为酚,在植物体的氧化还原中起着重要作用,具有较高的生物活性和生理刺激作用。此外,泥炭腐殖酸还具有较强的抗旱、抗病、抗低温、抗盐渍的作用,在农业生产中有广泛的应用。

利用方向在农业

泥炭的主要理化特性是有机质、腐殖酸、分解度、酸碱度,这些特性不仅是研究泥炭发生发育与科学分类的重要指标,也是泥炭质量评价和开发利用的重要依据。

根据603个泥炭分解度的统计,分解度的平均值为30.97%,常见区间在25%~35%,常见区间的出现频率为46.8%。

按照国际分解度分级指标,20%~40%属于中分解泥炭,可明显看出我国泥炭的中分解特点。由于成炭和发育期的环境条件不同,各地分解度的差异较大,总的趋势是南方大于北方,埋藏泥炭高于裸露泥炭,就同一泥炭地而言,常常是边缘高于中心。

根据785个泥炭有机质含量的统计,有机质的平均含量为56.01%,含量在45%~65%的占测试总数的42.5%。按我国实际情况确定有机质含量的分级,以50%~70%为中有机质泥炭,我国泥炭基本属于中有机质类型。有机质含量与泥炭类型、蕴藏形式及泥炭的形成环境有关,一般藓类泥炭有机质含量高于草本和木本泥炭;裸露泥炭大于埋藏泥炭;山地和高原区多于平原区泥炭。

根据461个泥炭腐殖酸含量的统计,平均含量为31.18%。国际上以腐殖酸含量大于30%为高腐殖酸分级界限,我国泥炭腐殖酸含量平均值超过此量。不同类型泥炭的高腐殖酸含量差别较大,一般木本泥炭含量高,草本泥炭次之,藓类泥炭含量较少。根据621个泥炭pH值的统计,平均值为5.87,常见区间在5.0~6.0,该区间出现频率为52.5%,明显看出微酸性的特点。一般富营养泥炭酸度低于贫营养泥炭;山区泥炭的酸度高,平原泥炭酸度低。

上述统计分析表明,微酸性、中分解、高腐酸、中有机质是我国泥炭理化性质主要特点,因此我国泥炭的主要利用方向为农业,工业利用价值不大。

国内外现状

肥料利用。目前,世界上许多泥炭生产国都利用泥炭作原料生产有机肥料。如俄罗斯在近10年来,用于农业(包括园艺)的泥炭数量已大大超过用于能源的泥炭数量,占年总产量的60%,波兰、匈牙利、捷克、斯洛伐克、加拿大、美国和瑞典等国家生产的泥炭也大部分用于农业。

我国自上世纪70年代初开始,在有泥炭资源分布的省、区都进行过泥炭腐殖酸类肥料(以下简称“腐肥”)的生产和应用。当地农民开采泥炭,用于垫圈或加粪便、氨水、碳铵堆沤,或加入氮、磷、钾等加工成有机—无机复合肥料。此后,又改进了加工工艺,在配料、生产和施用等各个环节都加强了科学管理,取得了较好的效益。

富营养草本泥炭适宜于制造腐肥,该类泥炭不仅有机质和腐殖酸的含量较高,而且农作物生长所必需的氮、磷、钾和微量元素等也较丰富,泥炭一般呈弱酸性至中性,是制造腐肥的优质原料。

园艺利用。园艺利用主要是指配制泥炭营养土和制备营养钵等。国外园艺泥炭产量大、应用广,可用于草坪、育苗、花卉和各种经济作物,尤其是塑料大棚和玻璃暖房的用量最大。美国、加拿大、瑞典、爱尔兰、波兰、匈牙利、捷克、斯洛伐克和丹麦等国家每年都有大量的泥炭用于园艺。

目前,我国北方地区使用塑料大棚和玻璃暖房育苗、种菜、养花已比较普遍,发展泥炭营养土大有可为。泥炭育苗钵是以泥炭为主要原料,加入纸浆(约25%~30%)和少量的营养物质,制成的纸盆状营养钵的壳壁,钵内加入适量的营养土用于作物育苗。它具有吸水、保水性强、透气良好、湿时柔软、作物根系易穿透等优点,用于西红柿、青椒、黄瓜育苗,移栽成活率可达100%。其坐果率和产量比普通育苗有较大的提高,而且移栽后不用缓苗,生长快,可早上市3~5天,经济效益较好。但纸盆状营养钵只是育苗营养土的载体,成本较高,应用受限。

饲料利用。泥炭含有大量的常量元素、微量元素、生理活性物质和维生素。用泥炭研制动物饲料已为一些国家所重视。研究表明,在乳牛的饲料定量中加入糖化泥炭(每头每天5kg),可使每头乳牛的牛奶产量提高0.51kg,而牛奶中的脂肪含量没有下降。此外,除了研制泥炭饲料外,从泥炭中提取生理活性物质(腐殖酸类)作为家畜、家禽饲料的添加剂,可以刺激动物胃液的分泌,增强消化食物,保证动物的代谢过程,提高产率和品质。

目前,我国的泥炭饲料还处于试验研制阶段,今后应加强研究试验和推广应用工作,以减少粮食饲料,充分利用丰富的泥炭资源,发展我国的饲养业。

刺激素利用。将泥炭腐殖酸类物质作为动植物生长的刺激素利用,国内外均有报道。用不同的氧化剂,对分解较强的泥炭进行氧化,可制得腐殖酸生长刺激素等系列产品。

我国对腐殖酸类生理活性物质的研究应用虽然起步较晚,但近10多年来发展较快,并取得了一定成果。我国农用的腐殖酸类肥料和植物生长刺激素,主要以富含有机质、强分解的泥炭和风化烟煤作为原料,用于植物生长刺激素的腐殖酸盐类,主要有腐殖酸钠、腐殖酸钾、腐殖酸铵和硝基腐殖酸等。从小区和大田试验结果看,腐殖酸盐类用于粮食作物和经济作物浸种、蘸根或叶面喷施均有明显的增产效果。

应用展望

现代农业已朝着高产、优质、高效、无污染的方向迈进。采用高新技术,研制较高技术含量的泥炭农用新产品,不仅有利于增产、增收,还能帮助农民省时、省力。

SP系列育苗、扦插和组培泥炭营养钵:新型SP系列育苗营养钵采用物理化学性状良好的泥炭原料,采用高新技术,能将育苗生产中的床土配制、调整酸度、施用肥料等烦锁复杂程序固化为方便适用的泥炭育苗营养钵。农民使用时,只须向营养钵补水,钵体就会膨胀回弹至疏松状态,人工或采用机械直接将种子播入预制的种穴中,上面覆土即可。

这种新型育苗基质不仅有利于解脱农民的复杂计算和手工操作劳动,降低劳动强度,省去大量人工和费用,提高经济效益,还因免施农药和使用塑料育苗钵而减轻或防止了环境污染,是具有广阔产品市场的朝阳产品。

大棚蔬菜立体栽培专用营养柱:该营养柱将泥炭进行调理、复配、改性处理,采用机械卷制工艺或用特制的塑料组件制成长1.5米、直径25~30cm的柱状,按一定密度悬挂于蔬菜大棚内,其上等距穿孔栽插叶菜类蔬菜,实现立体栽培,充分利用温室空间和光热资源。作物营养除在营养柱制备过程中掺混一定量之外,还可利用自动给水装置向柱内滴灌营养液,以满足蔬菜高产栽培的要求。

该产品不仅对实现大棚蔬菜立体高产栽培、简化农民手工劳动、提高生产技术水平、增产增收有重要意义,对有效利用丰富的泥炭资源,建立新的产业门类,将资源优势转化为经济优势,也具有较高的经济效益和社会效益。中国科学院上海植物生理研究所已经实现产品的生产应用,取得了较好的经济效益。

新型水培基质:水培基质是专用于大型现代化温室水培蔬菜生产的新型基质。在传统的水培蔬菜生产过程中,需要先育苗,然后用人工将育苗盘上的幼苗拔下,卷上岩棉,然后塞入浮板上的定植孔,不仅耗费大量人力,增加生产成本,还会因发生伤根而延缓幼苗生长,降低经济效益。利用泥炭属性而开发的新型水培基质,可同时具有育苗和定植两种功能。将种子播入基质后,经过催芽和绿化,待植株根系从基质中穿出时,即可将基质种苗一起装入预制的定植板中。水培基质在定植后仅承担物理支持作用,幼苗根系伸长进入下部流动的营养液中,从水中吸收营养,迅速生长发育,大约50天后,即可采收上市。目前,国内许多省市都进口了大型温室设备,建设了水培蔬菜生产基地。本产品可以替代从国外进口水培基质,大幅度降低生产成本,且使用方便,无须缓苗,生长快速,经济效益十分显着。

新型高光效腐殖酸液体肥料:泥炭腐殖酸是极其复杂的天然大分子混合物,对作物有明显的生理刺激和一定的增产作用。但由于技术经济条件制约,成本低廉、增产增收效果明显的产品还很少。特别是一些产品将泥炭腐殖酸与营养元素简单加成,产品抗絮凝作用较差,使用效果不稳定。提取、活化泥炭中的腐殖酸,提高腐殖酸液体肥料抗絮凝的阈限,同时增加光呼吸抑制剂与其它必需营养元素,可以调节各类作物尤其是大豆、水稻等碳-3作物的生理活性,降低其光呼吸速率,提高光合产物积累,减小气孔开放程度,改善抗逆性能,提高千粒重和结实率,增加作物产量。

这种新型泥炭腐殖酸液体肥料属于精细化工产品,加工工艺较为复杂,但原料消耗量低,技术附加值高,适于研究所内部作为自有知识产权的产品开发生产,属于市场缺少的新产品,在国内外都可能有广阔的市场前景。(作者系东北师范大学泥炭所副所长)

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我国地域辽阔,泥炭分布广泛,各省市均有蕴藏,但是分布极不均衡。四川、云南、甘肃、江苏、西藏、黑龙江、安徽、内蒙古、吉林、新疆等地的泥炭共占全国可用资源量的92%。

我国泥炭储量与质量分布有如下特点:从泥炭赋存形式看,裸露泥炭明显多于埋藏泥炭。裸露泥炭和埋藏泥炭分别占总量的70.72%和29.28%。从泥炭营养类型分析,以富营养泥炭占优势。富营养泥炭储量为43.2629亿吨,为总量的99.91%;中营养(173.33万吨)和贫营养泥炭(221.86万吨)甚少,分别占0.04%和0.05%,从泥炭的残体类型看,草本泥炭极其丰富。草本泥炭储量为42.6567亿吨,占总量的98.51%,混合泥炭(3923万吨)占0.91%,木本泥炭(2311万吨)占0.53%,藓类泥炭为(221.86万吨)最少,只占0.05%。

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