化肥减施增产模式

一、无机氮、磷、钾转化成有机氮、磷、钾的减施增产模式

　　1、无机氮易流失的原因

　　氨态氮肥（尿素、磷酸一铵、磷酸二铵、硫铵、氯氨）到土壤中，很快就被硝酸盐菌、亚硝酸盐菌分泌的硝酸氧化酶，氧化成硝酸态氮和亚硝酸态氮。硝酸盐和亚硝酸盐为负电荷，土壤胶体表面也是负电荷，两者相排斥，所以氮肥在土壤中保存不住，大量流失，造成利用率低。

　　2、如果把氨态氮不被土壤硝化菌转化成硝态氮和亚硝态氮，仍然保持正电荷，同土壤胶体互相吸引，就能减少流失，提高利用率。

　　3、可行的方法就是利用纤维素、半纤维素组成单元的六碳糖和五碳糖中所有三个羟基，用氨基置换，形成氨基糖，使碳、氮形成共价键，-C--N+-。由于碳原子的电负性大于氮原子的电负性，电子云向碳原子处集中，N显正电荷。碳呈负电荷。微生物表面是负电荷，不敢接触N的正电荷。氨基糖中的氨基不能被转化成硝酸盐和亚硝酸盐，同土壤胶体的负电荷相互吸引被保留在土壤中，不流失。无机氮肥转化成有机氮肥，即氨基糖结构，将氮肥的利用率由30%提高到70%。通过大面积试验示范有机氮肥同等氮量无机化学氮肥和等有机质的发酵堆肥相对比，增产30%及以上，效果非常明显。

　　4、将无机磷转化成有机磷，避免土壤固定达到减施，磷肥因被土壤固定，当季利用率才24%，用无机磷取代糖单元第六个碳的羟基，形成6-磷酸糖不能被土壤中的Fe、Al固定形成磷酸铁和磷酸铝。6-磷酸糖可以被作物根系直接吸收和被土壤微生物直接利用而达到比无机化学磷肥明显减施。当季利用率从24%增加到60%，利用率提高了36%，减少了磷肥养分施用量的三分之二，增产15%及以上。

　　5、将无机钾肥有机化避免固定和流失达到减施

　　无机钾肥到土壤中一是流失，二是被土壤SiO2固定形成硅酸钾，当季利用率也就是百分之二十几。无机钾离子容易置换单元糖中第六个碳联接羧基中的活泼氢离子，转换成糖酸钾，避免流失，避免固定。可由根系直接吸收和微生物直接利用，提高利用率达到减施。使K的利用率由20%提高到70%-80%。大幅度减少钾肥纯养分用量达三分之二，增产10%及以上。

　　6、无机化肥有机化是一种明智的战略性选择。可以利用有机废弃物秸秆水解后同无机氮、磷、钾反应生成有机氮、磷、钾肥，既减少化肥用量，又改良了土壤，提高了农产品品质。可以将化肥厂转型升级变成有机化肥厂。

    二、以糖减氮的减施增产模式

　　1、由于长期、单纯、过量的施用化肥，抑制了土壤微生物的发育，使土壤氮、磷过剩而大量缺乏土壤微生物可利用的碳源，使碳、氮失衡。造成了土壤生物多样性的大大减少，随之使土壤生物酶的多样性也大大减少，土壤生物遗传基因的多样性也大大减少，导致土壤退化，土壤的理化性状，生物学特征都造成了恶化，主要原因就是土壤中微生物可利用碳，也就是糖类严重不足。

    2、如果往土壤中施加微生物可利用的糖类，使土壤微生物满足所需要的碳源，使土壤微生物就能迅速增殖。土壤微生物所需要的N、P由化肥供应，就形成了土壤中大量的菌体蛋白，将化肥氮磷转化成微生物氮磷，在土壤中形成氮磷库和碳库。使氮肥要流失那部分无机氮被土壤要固定的磷、钾都被微生物固定，形成菌体蛋白氮和有机磷、钾，再由其它微生物分解菌体蛋白形成氨基酸和小分子有机磷、钾被植物吸收，产生良性循环。这就是通过以糖减氮模式，达到减施增产。以小麦为例，原来用45%的高浓度化肥复混肥每亩施用50公斤做基肥。对照为20%的N+P2O5+K2O的有机无机复合肥，其中百分之60%是不同聚合度的糖类由秸秆水解产生，施用量也是每亩50公斤，结果对照增产26%。

　　3、以糖减氮模式中的糖，其聚合度由大到小成为一个系列。单糖、双糖、寡糖、低聚糖、多糖按比例组成一个供糖系统。在土壤中为土壤微生物不断供给，经土壤微生物不断分解利用，使土壤微生物作用来达到土壤碳、氮平衡，也使土壤微生物区系同作物根系也达到平衡。不能施用过量，施糖可以做基肥，也可以做追肥，配合施用更好。以施用不同聚合度的糖，构成一个完善的不断供给的糖供应链，才能满足作物一生中对糖的需求和对土壤微生物的需求，能使氮肥减施50%及以上。做基肥每亩含糖有机肥20公斤-30公斤，做追肥每亩施用10公斤-15公斤，同化肥混合施用。当年就明显看出土壤变疏松了。在玉米上施用增产百分之二十以上。

　　三、、水解小分子有机无机复混肥的减施增产模式

　　1、农民往往习惯施用高浓度化肥复混肥N+P2O5+K2O各15%，共45%，或各17%共51%。如小麦每亩施用50公斤做基肥，用追肥形式补足氮肥和钾肥。因为采用高浓度，又是集中施肥，使土壤退化的特别快。50公斤其中N+P2O5+K2O各15%或17%。

　　2、通过化学催化水解技术生产的小分子有机肥25公斤，同N:P2O5:K2O=15:15:15总量为45%的高浓度化肥复混肥25公斤，或总量为51%的高浓度化肥复混肥25公斤，组成有机无机复混肥50公斤，N+P2O5+K2O施用量减少了50%，比单施纯化肥45%和51%的增产了5%-8%。此种减施模式在河北沧州地区应用有15年历史。在吉林省吉粮集团对玉米施用，采用25%的水解有机无机复混肥比51%的纯化肥复混肥增产26%，施用都是每亩50公斤。

　　四、采用水溶性速效有机碳肥同调控基因肥相结合的减施模式

　　1、水肥一体化技术本身就是化肥减施技术，发达国家有美国的管道化水肥一体化，以色列的微灌、滴灌水肥一体化技术。用水溶性化肥溶解于灌溉水中，随灌溉施肥，减少化肥施用量达到50%，使化肥利用率提高到60%以上。原因是化肥溶解在水中，在土壤中均匀分布，减少流失。化肥水溶性好解决，但有机肥水溶性传统技术就是用腐植酸胶体水溶性溶解在水中，解决不了土壤中微生物缺有效碳源的问题。土壤中碳、氮失衡的问题仍然不能解决。水肥一体化做到减施，对改良土壤有好处。但有一定局限性，不能从根本上解决土壤退化问题，缺乏水溶性速效有机碳。

　　2、采用小分子水溶性速效有机能量肥料同化肥配合。一方面为土壤微生物提供，理想的碳源，另一方面为作物根系直接提供可以吸收的能量营养。施用量每亩为10公斤-20公斤。使土壤微生物大量繁殖，使土壤中存在的作物残根有机质和死亡菌体细胞壁有机质。经土壤微生物分解成可被微生物利用的碳源和能被作物根系直接吸收的能量营养，使土壤有机质的质量提高了，增加了土壤肥力。

　　3、在利用水溶性化肥和水溶性小分子有机肥满足作物对有机无机速效营养的基础上，调控作物遗传基因就尤为重要。我们采用能调控基因的肥料：寡肽、多肽及壳寡糖、葡寡糖、5-氨基乙酰丙酸，其中的一种或二种混和。施用浓度为10mg/L-30mg/L，施用量为每亩30公斤，同小分子有机水溶肥和水溶性化肥一起同水混和施用。无论在玉米、小麦和棉花上的施用，比单施水溶性化肥的对照，结果增产10%-15%，土壤的理化性状和生物学性质都有了明显的提高。

　　五、应用生物水解有机能量肥的减施增产模式

　　1、生物水解有机能量肥料的结构特点、功能

　　分三部分组成：一是功能微生物部分，二是小分子有机能量部分，三是磁能保水添加剂部分。

　　（1）功能微生物部分：采用多功能的枯草芽孢杆菌的菌群。它的功能有分解纤维素的，分解半纤维素的，分解果胶的，分解蛋白质的，分解脂质的，分解淀粉的。

　　枯草芽胞杆菌的功能是能将水解有机能量部分中的较大分子在土壤中逐渐分解成小分子供土壤微生物对有效碳源的需求。还可满足作物根系对小分子能量营养需求。第二个功能是枯草芽孢杆菌能将土壤中前茬作物残根和土壤中微生物死亡菌体细胞壁分解成小分子有机能量营养，不断满足土壤微生物的能量需求和作物根系的能量营养需求。

　　（2）水解有机能量部分

　　有机固体废弃物经化学催化水解处理将原来的有机高分子分解成不同分子量的糖类和肽类，由微生物作用，在土壤中逐渐释放，在整个生育期不断满足土壤微生物和作物根系对能量营养的需求。

　　（3）磁能及保水添加剂部分

　　（a）磁能添加剂部分功能

　　采用纳米磁性载体用分散剂分散开产生磁场，使肥料磁化，在土壤中提高土壤磁能量水平，使土壤根系发育的好，吸收营养的水平提高。

　　（b）保水剂部分功能

　　肥料中有保水剂成份，在土壤中能将土壤毛细管上升的水份截留保存供根系吸收。解决土壤干旱缺水，严重影响对营养吸收的问题。

　　2、施用方法和增产效果

　　吉林省吉粮集团的玉米产地，单纯施高浓度51%（氮、磷、钾各17%）化肥，每公顷施用850公斤做基肥，追肥每公顷300公斤尿素。每公顷产量7901.87公斤。用三分之一的生物有机能量肥283.33公斤，三分之二的高浓度化肥复混肥566.67公斤，总量还是850公斤。结果每公顷产量为9324.21公斤，增产了1422.34公斤，玉米增产了18%。增收了4267.02元，生物有机肥投入为708.33元，生物有机能量肥的投入产出比为1:6。还节省了化肥投入991.66元。如果化肥施用量不变，生物有机能量肥每公顷施用量增加一倍570公斤，投入为1425元，公顷产量为10193.41，增产了2291.54公斤，增产29%，增收6874.62元，生物有机能量肥投入1452元，投入产出比为1:4.8，同样减少了化肥投入991.66元。