Текущая ситуация и тенденции развития биоорганических удобрений в Китае

Текущая ситуация и тенденции развития биоорганических удобрений в Китае

Аньхойская упаковочная технологическая компания «Синьюань»Сегодня

Биоорганическое удобрение относится к виду удобрения с эффектами как микробного удобрения, так и органического удобрения, которое состоит из определенных функциональных микроорганизмов и органических материалов, в основном из остатков животных и растений (таких как навоз, солома и т. д.), которые обрабатываются безвредно и созревают. Биоорганическое удобрение имеет большое значение для реализации ресурсосберегающего и экологически чистого общества и является неизбежным выбором для реализации устойчивого развития сельского хозяйства.

1. Предпосылки исследования биоорганических удобрений

1.1 Текущая ситуация в отрасли производства удобрений в Китае

Удобрение является важным средством сельскохозяйственного производства, устойчивое и стабильное развитие сельского хозяйства неотделимо от удобрения. Химические удобрения широко используются в производстве из-за их обильных доступных питательных веществ и замечательного эффекта повышения урожайности. В настоящее время производство и использование удобрений в Китае занимает первое место в мире. С точки зрения производства, за исключением хлорида калия, другие основные виды химических удобрений были в избытке. С точки зрения применения существуют некоторые проблемы, такие как необоснованная структура использования удобрений, чрезмерное внесение и низкий уровень использования, которые проявляются в том, что фермеры обращают внимание только на использование химических удобрений в процессе производства, в то время как они презирают органические удобрения и микробные удобрения. Чтобы получить лучшую эффективность удобрений, они слепо увеличивают применение химических удобрений.

В настоящее время количество химических удобрений, применяемых к сельскохозяйственным культурам в мире, составляет 120 кг/чм2, тогда как количество химических удобрений, применяемых к сельскохозяйственным культурам в Китае, составляет 328,5 кг/чм2, что намного превышает средний мировой уровень. Чрезмерное и слепое применение химических удобрений привело к ряду проблем, таких как рост затрат, загрязнение окружающей среды, деградация почвы и т. д.

Почва является важнейшим природным ресурсом в стране. Шэнь Цирон считал, что основное плодородие почвы является ключевым фактором для реализации потенциала урожайности. С точки зрения среднего эффекта повышения урожайности химических удобрений на кг для различных культур, в 1975 году это было 25 кг зерна/кг удобрения, 15 кг масла/кг удобрения, 10 кг хлопка/кг удобрения; в 2008 году это было 8-9 кг зерна/кг удобрения, 6-7 кг масла/кг удобрения и 5-6 кг хлопка/кг удобрения. Резкое снижение вознаграждения за удобрения показывает, что при длительном использовании удобрений основное плодородие почвы постепенно ослабевает, и ослабление основного плодородия почвы стало важным ограничивающим фактором, влияющим на устойчивое развитие сельского хозяйства и высокую и стабильную урожайность сельскохозяйственных культур в Китае.

С постепенным повышением осведомленности людей об экологических проблемах и переработке почвы традиционные химические удобрения не могут удовлетворить потребности развития сельского хозяйства. Для достижения устойчивого развития сельскохозяйственной продукции необходимо разрабатывать высокоэффективные удобрения для защиты окружающей среды.

1.2 Основная ситуация с сельскохозяйственными отходами в Китае

Сельскохозяйственные отходы относятся к органическим веществам, выбрасываемым в процессе всего сельскохозяйственного производства, в основном, включая солому и навоз. Китай — крупная сельскохозяйственная страна с огромным количеством сельскохозяйственных отходов. Эти отходы являются не только ценными ресурсами, но и серьезными источниками загрязнения. Если их не перерабатывать должным образом в окружающую среду, они вызовут загрязнение окружающей среды и ухудшение экологии.

Китай является одной из стран с самыми богатыми ресурсами соломы. По оценкам экспертов, ежегодно можно производить более 900 миллионов тонн соломы. Однако коэффициент использования ресурсов соломы не высок, около 20% соломы ежегодно сгнивает или сгорает, что не только приводит к пустой трате ресурсов, но и наносит большой вред окружающей среде.

С быстрым развитием животноводства в Китае, производство навоза животных также быстро увеличивается. Исследования показывают, что производство навоза скота и птицы в Китае превысило 1,4 млрд тонн в 1980 году и 2,121 млрд тонн в 2011 году. Ожидается, что к 2020 и 2030 году оно достигнет 2,875 млрд тонн и 3,743 млрд тонн соответственно. Однако на данном этапе подавляющее большинство навоза скота и птицы не используется в полной мере. Исследования показывают, что технологии и мощности безвредной обработки навоза животных на крупных животноводческих и птицеводческих фермах в Китае в настоящее время недостаточны, и субъективно не ожидается увеличения себестоимости обработки навоза и жидких отходов. В результате большая часть навоза животных и сточных вод, производимых на фермах, сбрасывается напрямую, что оказывает большое негативное воздействие на окружающую среду и угрожает безопасности и здоровью людей.

Поэтому для устойчивого развития сельского хозяйства Китая большое значение имеет активное изучение путей утилизации сельскохозяйственных отходов, чтобы превратить их вред в пользу, а отходы — в сокровища.

1.3 Биоорганические удобрения — неизбежный выбор устойчивого развития сельского хозяйства

На основе текущей ситуации с использованием удобрений и сельскохозяйственными отходами, это стало горячей точкой сельскохозяйственных исследований в стране и за рубежом для активного поиска эффективных и экологически чистых заменителей удобрений и активного изучения способов использования ресурсов сельскохозяйственных отходов. В этом контексте биоорганические удобрения с их уникальными преимуществами построили мост для роста сельскохозяйственных отходов и сельскохозяйственных культур и открыли путь устойчивого развития с «сельскохозяйственными отходами-биоорганическими удобрениями-сельскохозяйственными культурами» в качестве режима переработки.

Во-первых, применение биоорганических удобрений является важным способом улучшения основного плодородия почвы и качества сельскохозяйственной продукции. Первоначальная цель исследований и производства биоорганических удобрений заключается в интеграции преимуществ органических удобрений и биоудобрений. Это не только помогает повысить урожайность, но и удобряет почву, регулирует микроэкологический баланс почвы, снижает количество неорганических удобрений и принципиально улучшает качество сельскохозяйственной продукции, что соответствует направлению устойчивого развития сельского хозяйства и зеленого сельскохозяйственного производства в Китае.

Во-вторых, производство биоорганических удобрений является важным средством утилизации ресурсов сельскохозяйственных отходов. Сельскохозяйственные отходы содержат обильные питательные вещества и органические питательные вещества, необходимые для роста сельскохозяйственных культур. Они используются в качестве биоорганических удобрений. Органические материалы минерализуются, гумифицируются и становятся безвредными благодаря микроорганизмам, так что они могут быть поглощены и использованы сельскохозяйственными культурами. Это может не только облегчить давление сельскохозяйственных отходов на окружающую среду, но и превратить отходы в сокровища и получить определенные экономические выгоды.

Подводя итог, можно сказать, что биоорганическое удобрение как высокоурожайное удобрение

2. Преимущества и механизм действия биоорганических удобрений

2.1 Преимущества биоорганических удобрений

Биоорганическое удобрение — это вид органического удобрения, содержащего большое количество функциональных микроорганизмов, которое производится путем добавления функциональных микробных агентов к разлагаемым материалам для вторичной ферментации на основе компостирования. По сравнению с другими удобрениями, оно имеет преимущества удобрения почвы и улучшения качества продукции.

По сравнению с химическими удобрениями биоорганические удобрения содержат больше питательных элементов. Длительное использование биоорганических удобрений может эффективно улучшить почву, отрегулировать микроэкологический баланс почвы и ризосферы, повысить устойчивость сельскохозяйственных культур к болезням и вредителям, а также улучшить качество продукции.

По сравнению с сельскохозяйственным навозом основное преимущество биоорганических удобрений заключается в том, что функциональные бактерии в биоорганических удобрениях оказывают специфическое воздействие на улучшение плодородия почвы и стимулирование роста сельскохозяйственных культур, в то время как сельскохозяйственный навоз производится путем естественной ферментации и не оказывает особого воздействия, характерного для доминирующих функциональных бактерий.

По сравнению с биобактериальным удобрением, биоорганическое удобрение содержит функциональные бактерии и органическое вещество. Помимо улучшения почвы, органическое вещество само по себе является средой, в которой живут функциональные бактерии. При внесении в почву функциональные бактерии легко колонизируются и играют свою роль; в то время как биобактериальное удобрение содержит только функциональные бактерии, и функциональные бактерии могут не подходить для некоторых почвенных сред и не могут выживать или играть свою роль. С другой стороны, биоорганическое удобрение дешевле биобактериального удобрения.

2.2 Механизм действия биоорганических удобрений

2.2.1 Функция ферментирующих бактерий и функциональных бактерий

После внесения биоорганических удобрений в посевы, бактерии брожения и функциональные бактерии размножались в больших количествах, что имело значительный эффект на улучшение почвы, стимулирование роста и снижение болезней сельскохозяйственных культур. Основные причины следующие:

1. Полезные микроорганизмы в удобрениях могут колонизировать и формировать доминирующие популяции в почве, подавлять рост и размножение других вредных микроорганизмов и даже подавлять некоторые патогенные микроорганизмы, чтобы снизить их вероятность заражения ризосферы сельскохозяйственных культур.

2. Функциональные бактерии играют эффективную роль в улучшении плодородия почвы, например, при внесении удобрений, содержащих азотфиксирующие микроорганизмы, которые могут увеличить источник азота в почве; при внесении удобрений, содержащих фосфор- и калийрастворяющие микроорганизмы, в которых микроорганизмы могут разлагать нерастворимый фосфор и калий в почве, так что сельскохозяйственные культуры могут поглощать и использовать их.

3. Многие штаммы микроорганизмов в удобрениях могут вырабатывать метаболиты, полезные для сельскохозяйственных культур в процессе роста и размножения, которые могут стимулировать рост сельскохозяйственных культур и повышать устойчивость сельскохозяйственных культур к болезням и стрессам.

Эффекты 2.2.2 Физиологически активных веществ

Биоорганическое удобрение богато многими физиологически активными веществами, такими как витамины, аминокислоты, нуклеиновые кислоты, индолилуксусная кислота, гиббереллин и т. д. Оно может стимулировать рост корней сельскохозяйственных культур, улучшать фотосинтез сельскохозяйственных культур и заставлять корневую систему развиваться и расти крепкой. Например, различные органические кислоты и ферменты могут разлагать и преобразовывать различные сложные органические вещества и быстро активировать питательные вещества почвы. Оно может увеличить эффективные питательные вещества для усвоения и использования сельскохозяйственными культурами, такими как антибиотики, которые могут улучшить устойчивость сельскохозяйственных культур к болезням.

2.2.3 Функция органических и неорганических питательных веществ

Биоорганическое удобрение содержит не только аминокислоты, белки, сахара, жиры и другие органические компоненты, но также N, P, K, средние элементы (Ca, Mg, S и т. д.) и микроэлементы (Fe, Mn, Cu, Zn, Mo и т. д.), которые полезны для роста сельскохозяйственных культур. Эти питательные вещества не только могут напрямую усваиваться и использоваться сельскохозяйственными культурами, но также могут эффективно улучшать плодородие почвы, удержание воды, буферные и аэрационные условия, а также обеспечивать хорошую среду для роста сельскохозяйственных культур.

3. Состояние разработки биоорганических удобрений

3.1 Состояние производства биоорганических удобрений

3.1.1 Производственные предприятия

Профессор Шэнь Цирон из Нанкинского сельскохозяйственного университета упомянул в интервью в конце 2014 года, что в Китае существует более 300 предприятий по производству биоудобрений или биоорганических удобрений с 2058 зарегистрированными продуктами, а среднегодовой объем производства каждого предприятия невелик. У большинства из них нет условий производства бактерий, а условия производства, технологический уровень и производственный процесс каждого производителя различны, а качество продукции неравномерно.

3.1.2 Штаммы для производства

Качество биоорганического удобрения в основном зависит от силы пробиотиков и количества живых бактерий. В настоящее время при производстве биоорганического удобрения обычно используют штаммы с сильной активностью и устойчивостью к высокой температуре, высокому осмотическому давлению, засухе и другим стрессам. В процессе производства следует учитывать взаимодействие различных микробных агентов, и их нельзя смешивать по желанию. В соответствии с ролью микроорганизмов в производстве их можно разделить на бактерии брожения и функциональные бактерии. Бактерии брожения в основном состоят из сложных штаммов, которые могут способствовать разложению материала, разложению и дезодорированию. Обычно используемые штаммы - это дрожжи, фотосинтетические бактерии, молочнокислые бактерии, актиномицеты, пенициллиум, триходерма, ризопус и так далее. Функциональные бактерии относятся к микроорганизмам, которые могут оказывать специфическое удобрительное действие в продуктах, в основном азотфиксирующие бактерии, фосфоррастворяющие бактерии и силикатные бактерии, которые добавляются после созревания материала.

3.1.3 Технология производства

Производство биоорганических удобрений в основном включает процесс ферментации бактерий, способствующих созреванию материала, процесс вторичной ферментации путем добавления функциональных бактерий и процесс переработки продукта. Созревание материала посредством ферментации является ключевым звеном всего производства. На этапе ферментации созревания большинство предприятий применяют метод ферментации с укладкой в резервуары. Влажность, соотношение C/N, температура, pH, вентиляция и другие параметры процесса напрямую влияют на степень зрелости материала и цикл ферментации. Когда материал полностью разлагается, для вторичной ферментации добавляются сложные функциональные бактерии, такие как азотфиксирующие бактерии, фосфоррастворяющие бактерии и калийрастворяющие бактерии. Количество полезных живых бактерий в продукте увеличивается за счет контроля условий ферментации, чтобы повысить эффективность биоорганического удобрения. После ферментации, чтобы улучшить коммерческие возможности продуктов и обеспечить выживаемость полезных микроорганизмов в продуктах, предпочтителен процесс низкотемпературной сушки после дисковой грануляции.

3.2 Статус применения биоорганических удобрений

В настоящее время отечественные производители не очень энтузиасты в применении биоорганических удобрений, а уровень использования биоорганических удобрений относительно низок. В основном они применяются к товарным культурам с высокой добавленной стоимостью, таким как овощи, фрукты, китайская травяная медицина и табак. Однако с повышением уровня потребления людей и осознания ими безопасности спрос на экологически чистые органические сельскохозяйственные продукты растет с каждым днем. Биоорганические удобрения станут неизбежным выбором для сельскохозяйственного производства.

В настоящее время применение биоорганических удобрений в некоторых экологических демонстрационных зонах, на базах производства зеленой и органической сельскохозяйственной продукции дало хорошие результаты, что сыграет положительную роль в продвижении и применении биоорганических удобрений в будущем.

3.2.1 Влияние биоорганических удобрений на урожайность сельскохозяйственных культур

По сравнению с применением эквивалентного химического удобрения, применение биоорганического удобрения может увеличить урожайность арбуза, томата, китайской капусты и белокочанной капусты на 25,5%, 35,9%, 41,6% и 50,6% соответственно, достигнув весьма значительного уровня, а также оказало значительное влияние на перец, цветную капусту, хлопок и рис (таблица 1). Согласно отчету Ся Бяо, по сравнению с применением эквивалентного диаммонийфосфата, применение биоорганического удобрения Ams может увеличить урожайность арахиса на 33%.

3.2.2 Влияние биоорганических удобрений на качество урожая

По сравнению с одними лишь химическими удобрениями, применение биоорганического удобрения может значительно увеличить диаметр и качество плодов китайской капусты и арбуза, улучшить качество томатов и перца, а также увеличить содержание витамина С и редуцирующего сахара в томатах и перце. Изучая влияние различных методов удобрения на качество салата, было обнаружено, что применение биоорганического удобрения Ams может увеличить содержание витамина С, снизить общую кислотность и увеличить соотношение сахара к кислоте в салате. В то же время оно может значительно снизить содержание нитратов, которые склонны к раку (таблица 2), что сыграло важную роль в улучшении вкуса салата и повышении безопасности продуктов.

3.2.3 Влияние биоорганических удобрений на заболевания, передающиеся через почву

Большое количество исследований в стране и за рубежом показывают, что применение биоорганических удобрений может эффективно контролировать заболевания, передающиеся через почву. Биоорганическое удобрение, изготовленное из Bacillus polymyxa, которое оказывает антагонистическое действие на фузариозное увядание, имеет эффект полевого контроля 73%. Биоудобрения BIO-36 и BIO-23 для баклажанов, изготовленные из Bacillus subtilis II-36 и I-23, были испытаны в эксперименте в горшке. Результаты показали, что оба удобрения могут эффективно подавлять бактериальное увядание баклажанов, а показатели контроля заболеваний составили 96% и 91% соответственно. В настоящее время биоорганические удобрения очень эффективны в борьбе с заболеваниями, передающимися через почву, овощей, фруктов, табака и других культур. Это важный и эффективный способ борьбы с заболеваниями, передающимися через почву.

4. Тенденции развития биоорганических удобрений

4.1 Стратегия развития

В настоящее время страны по всему миру уделяют большое внимание устойчивому развитию сельского хозяйства и постоянно увеличивают разработку, производство и применение биоорганических удобрений. Хотя индустрия биоорганических удобрений Китая в определенной степени развита, по разным причинам все еще существуют некоторые недостатки и области, требующие срочного улучшения. В будущем для развития биоорганических удобрений в Китае по-прежнему необходимо приложить усилия в следующих трех аспектах.

4.1.1 Улучшение качества продукции

Чтобы улучшить качество биоорганических удобрений, следует начать с трех аспектов: выбора штамма, оптимизации процесса и разработки новых продуктов.

В аспекте селекции штаммов мы должны увеличить эксплуатацию и использование ресурсов штаммов сельскохозяйственных микроорганизмов со специальными функциями, такими как стимулирование роста корней, преобразование питательных веществ почвы, профилактика и контроль заболеваний, передающихся через почву, снижение и пассивация токсичных и вредных веществ в ризосфере. Кроме того, для поддержания высокой биологической активности в процессе переработки, транспортировки и хранения следует усилить применение бацилл с высокой устойчивостью к стрессу.

В аспекте оптимизации процесса разрабатываются и устанавливаются различные технологии и процессы компостирования твердых органических отходов. В соответствии с различными источниками отходов устанавливаются вспомогательные процессы и технологии для удовлетворения изменяющихся потребностей отрасли утилизации ресурсов органических отходов. В то же время параметры процесса оптимизируются для улучшения качества продукции, сокращения производственного цикла и снижения производственных затрат.

При разработке новых продуктов мы должны усилить инновации в соответствии с фактической производственной ситуацией. Профессор Шэнь Циронг упомянул на Форуме по развитию микробных удобрений в Шаньдуне в 2014 году, что в будущем следует усилить производительность исследований и разработок нового продукта удобрения, всестороннего биоорганического удобрения. Полноэлементное биоорганическое удобрение относится к новому типу биоорганического удобрения, которое объединяет органическое удобрение, химическое удобрение (включая быстродействующее удобрение, контролируемое медленное высвобождение удобрения, стабильное удобрение) и биологическое удобрение. Проще говоря, это удобрение, содержащее неорганические питательные вещества, функциональные бактерии и органическое вещество. Оно может не только обеспечить достаточное количество питательных веществ для сельскохозяйственных культур в текущем сезоне, но и увеличить количество полезных бактерий и органического вещества в почве, улучшить микробную флору в почве, так что исходная почва с болезнями и медленным преобразованием питательных веществ может постепенно стать здоровой почвой и почвой с быстрым преобразованием питательных веществ. В дальнейшем необходимо усилить научные исследования и разработки в области технологий и производства новых комплексных биоорганических удобрений, а также производить новые комплексные биоорганические удобрения, подходящие для различных почв, сельскохозяйственных культур и климатических условий.

4.1.2 Стандартизация управления продуктом

В настоящее время на рынке представлено множество видов биоорганических удобрений с богатой и разнообразной упаковкой и неравномерным качеством. Для решения этих проблем соответствующие отраслевые управленческие департаменты должны усилить обнаружение и надзор за продукцией. За подделку и некачественное поведение на рынке мы должны жестко пресекать и строго наказывать.

4.1.3 Усиление продвижения

Правительство, предприятия и соответствующие департаменты сельскохозяйственных технологий должны работать вместе, чтобы усилить пропаганду и продвижение биоорганических удобрений. С помощью демонстрации, объяснения и руководства на местах можно продемонстрировать фермерам эффект применения биоорганических удобрений, чтобы фермеры могли в корне понять экономические и экологические преимущества биоорганических удобрений и повысить свой энтузиазм в использовании биоорганических удобрений.

4.2 перспективы

Разработка и применение биоорганических удобрений может не только создать условия для развития зеленого сельского хозяйства и органического сельского хозяйства, но и реализовать ресурсоемкость органических отходов. Это имеет высокие экономические, экологические и социальные выгоды и является мощной гарантией устойчивого развития сельского хозяйства. В будущем биоорганические удобрения станут центром производства удобрений и сельскохозяйственного потребления с широкими перспективами развития.