Situación actual y tendencia del desarrollo de fertilizantes bioorgánicos en China
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El fertilizante bioorgánico se refiere a un tipo de fertilizante con efectos tanto de fertilizantes microbianos como de fertilizantes orgánicos, que se compone de microorganismos funcionales específicos y materiales orgánicos, principalmente de residuos animales y vegetales (como estiércol animal, paja de cultivo, etc.) y que son tratados de manera inofensiva y madurados. El fertilizante bioorgánico es de gran importancia para la realización de una sociedad que ahorre recursos y sea amigable con el medio ambiente, y es una elección inevitable para la realización del desarrollo agrícola sostenible.
1. Antecedentes de investigación de fertilizantes bio-orgánicos.
1.1 Situación actual de la industria de fertilizantes en China
El fertilizante es un medio importante de producción agrícola, el desarrollo sostenible y estable de la agricultura es inseparable del fertilizante. El fertilizante químico se usa ampliamente en la producción debido a sus abundantes nutrientes disponibles y su notable efecto de aumento del rendimiento. En la actualidad, la producción y el uso de fertilizantes en China ocupan el primer lugar en el mundo. En términos de producción, excepto el cloruro de potasio, otras variedades principales de fertilizantes químicos han tenido un excedente. En términos de aplicación, existen algunos problemas, como la estructura irrazonable del uso de fertilizantes, la aplicación excesiva y la baja tasa de utilización, que se manifiestan en el hecho de que los agricultores solo prestan atención al uso de fertilizantes químicos en el proceso de producción, mientras desprecian fertilizante orgánico y fertilizante microbiano. Para obtener una mejor eficiencia del fertilizante, aumentan ciegamente la aplicación de fertilizantes químicos.
En la actualidad, la cantidad de fertilizante químico aplicado a los cultivos en el mundo es de 120 kg / hm2, mientras que la cantidad de fertilizante químico aplicado a los cultivos en China es de 328.5 kg / hm2, que es mucho más alto que el nivel promedio mundial. La aplicación excesiva y ciega de fertilizantes químicos ha provocado una serie de problemas, como aumento de costos, contaminación ambiental, degradación del suelo, etc.
El suelo es el recurso natural más importante en un país. Shen Qirong creía que la fertilidad básica del suelo era el factor clave para obtener el potencial de rendimiento del cultivo. En términos del efecto de aumento del rendimiento promedio del fertilizante químico por kg en diferentes cultivos, en 1975, era de 25 kg de grano / kg de fertilizante, 15 kg de aceite / kg de fertilizante, 10 kg de algodón / kg de fertilizante; en 2008, fue de 8-9 kg de grano / kg de fertilizante, 6-7 kg de aceite / kg de fertilizante y 5-6 kg de algodón / kg de fertilizante. La fuerte disminución en la remuneración de los fertilizantes muestra que con el uso a largo plazo de los fertilizantes, la fertilidad básica del suelo se debilita gradualmente, y el debilitamiento de la fertilidad básica del suelo se ha convertido en un factor limitante importante que afecta el desarrollo sostenible de la agricultura y la alta y estable rendimiento de cultivos en China.
Con la mejora gradual de la conciencia de las personas sobre los problemas ambientales y el reciclaje del suelo, los fertilizantes químicos tradicionales no pueden satisfacer las necesidades del desarrollo agrícola. Para lograr el desarrollo sostenible de los productos agrícolas, es imperativo desarrollar fertilizantes de protección ambiental de alta eficiencia.
1.2 Situación básica de los residuos agrícolas en China
Los residuos agrícolas se refieren a las sustancias orgánicas desechadas en todo el proceso de producción agrícola, principalmente la paja de cultivo y el estiércol animal. China es un gran país agrícola con una gran cantidad de residuos agrícolas. Estos desechos no solo son recursos valiosos, sino también serias fuentes de contaminación. Si no se tratan adecuadamente en el medio ambiente, causarán contaminación ambiental y deterioro ecológico.
China es uno de los países con los recursos de paja más abundantes. Según las estimaciones de los expertos, se pueden producir más de 900 millones de toneladas de paja cada año. Sin embargo, la tasa de utilización de los recursos de paja no es alta, aproximadamente el 20% de las pudriciones o quemaduras de paja cada año, lo que no solo causa el desperdicio de recursos, sino que también causa un gran daño al medio ambiente.
Con el rápido desarrollo de la cría de animales en China, la producción de estiércol animal también está aumentando rápidamente. La investigación muestra que la producción de estiércol de ganado y aves de corral en China excedió 1.4 billones de toneladas en 1980 y 2.121 billones de toneladas en 2011. Se espera que alcance los 2.875 billones de toneladas y 3.743 billones de toneladas en 2020 y 2030, respectivamente. Sin embargo, en esta etapa, la gran mayoría del estiércol de ganado y aves no se utiliza por completo. La investigación muestra que la tecnología y la capacidad del tratamiento inocuo del estiércol animal en las granjas de ganado y aves de corral en China son insuficientes en la actualidad, y no se espera que el costo de producción del tratamiento del estiércol y el líquido residual aumente subjetivamente. Como resultado, la mayor parte del estiércol animal y las aguas residuales producidas en las granjas se descargan directamente, lo que ha tenido un gran impacto negativo en el medio ambiente y amenaza la seguridad y la salud humana.
Por lo tanto, es de gran importancia para el desarrollo sostenible de la agricultura de China explorar activamente las formas de utilización de los recursos de residuos agrícolas para convertir sus daños en beneficios y los residuos en tesoros.
1.3 Fertilizante bio-orgánico es la elección inevitable del desarrollo agrícola sostenible
Con base en la situación actual del uso de fertilizantes y desechos agrícolas, se ha convertido en un punto caliente de investigación agrícola en el hogar y en el extranjero para buscar activamente sustitutos de fertilizantes eficientes y respetuosos con el medio ambiente y explorar activamente formas de utilización de recursos de desechos agrícolas. En este contexto, el fertilizante bio-orgánico, con sus ventajas únicas, ha construido un puente para el crecimiento de los desechos y cultivos agrícolas, y ha abierto un camino de desarrollo sostenible con los "cultivos de fertilizantes bio-orgánicos de desechos agrícolas" como modo de reciclaje. .
En primer lugar, la aplicación de fertilizantes bioorgánicos es una forma importante de mejorar la fertilidad básica del suelo y la calidad de los productos agrícolas. La intención original de la investigación y producción de fertilizantes bio-orgánicos es integrar las ventajas de los fertilizantes orgánicos y los biofertilizantes. No solo ayuda a mejorar el rendimiento de los cultivos, sino que también fertiliza el suelo, regula el equilibrio microecológico del suelo, reduce la cantidad de fertilizante inorgánico y mejora fundamentalmente la calidad de los productos agrícolas, lo que está en línea con la dirección del desarrollo agrícola sostenible y ecológico. Producción agrícola en China.
En segundo lugar, la producción de fertilizantes bioorgánicos es un medio importante de utilización de los recursos de residuos agrícolas. Los desechos agrícolas contienen abundantes nutrientes y nutrientes orgánicos necesarios para el crecimiento del cultivo. Se utilizan como fertilizantes bioorgánicos. Los materiales orgánicos son mineralizados, humificados e inofensivos por los microorganismos, para que puedan ser absorbidos y utilizados por los cultivos. No solo puede aliviar la presión de los desechos agrícolas sobre el medio ambiente, sino que también puede convertir los desechos en tesoros y obtener ciertos beneficios económicos.
En resumen, fertilizante bio-orgánico como fertilizante de alto rendimiento.
2. Ventajas y mecanismo del fertilizante bio orgánico.
2.1 Ventajas del fertilizante bio-orgánico
El fertilizante bioorgánico es un tipo de fertilizante orgánico que contiene una gran cantidad de microorganismos funcionales, que se produce mediante la adición de agentes microbianos funcionales a los materiales descompuestos para la fermentación secundaria sobre la base de compostaje. En comparación con otros fertilizantes, tiene las ventajas de fertilizar el suelo y mejorar la calidad del producto.
En comparación con el fertilizante químico, el fertilizante bio-orgánico tiene elementos nutritivos más completos. El uso a largo plazo de fertilizantes bioorgánicos puede mejorar efectivamente el suelo, regular el equilibrio microecológico del suelo y la rizosfera, mejorar la resistencia de los cultivos a enfermedades y plagas, y mejorar la calidad del producto.
En comparación con el estiércol de granja, la ventaja básica del fertilizante bio-orgánico es que las bacterias funcionales en el fertilizante bio-orgánico tienen efectos específicos para mejorar la fertilidad del suelo y promover el crecimiento del cultivo, mientras que el estiércol de granja se produce por fermentación natural y no tiene el efecto especial. de bacterias funcionales dominantes.
En comparación con el fertilizante bio-bacteriano, el fertilizante bio-orgánico contiene bacterias funcionales y materia orgánica. Además de mejorar el suelo, la materia orgánica es el entorno en el que viven las bacterias funcionales. Cuando se aplica al suelo, las bacterias funcionales colonizan fácilmente y juegan un papel; mientras que el fertilizante biobacteriano solo contiene bacterias funcionales, y las bacterias funcionales pueden no ser adecuadas para algunos ambientes del suelo, y no pueden sobrevivir ni desempeñar un papel. Por otro lado, el fertilizante bio-orgánico es más barato que el fertilizante bio-bacteriano.
2.2 Mecanismo del fertilizante bio-orgánico
2.2.1 Función de las bacterias de fermentación y las bacterias funcionales.
Después de aplicar fertilizantes bioorgánicos a los cultivos, las bacterias de fermentación y las bacterias funcionales se multiplicaron en grandes cantidades, lo que tuvo efectos significativos en la mejora del suelo, promoviendo el crecimiento del cultivo y reduciendo las enfermedades del cultivo. Las razones principales son las siguientes:
1. Los microorganismos beneficiosos en los fertilizantes pueden colonizar y formar poblaciones dominantes en el suelo, inhibir el crecimiento y la reproducción de otros microorganismos dañinos e incluso antagonizar algunos microorganismos patógenos para reducir sus posibilidades de infectar la rizosfera de los cultivos.
2. Las bacterias funcionales desempeñan un papel eficaz en la mejora de la fertilidad del suelo, como la aplicación de fertilizantes que contienen microorganismos fijadores de nitrógeno, que pueden aumentar la fuente de nitrógeno en el suelo; La aplicación de fertilizantes que contienen microorganismos que disuelven el fósforo y el potasio, en los cuales los microorganismos pueden descomponer el fósforo y el potasio insolubles en el suelo, para que los cultivos puedan absorberlos y utilizarlos.
3. Muchas cepas microbianas en los fertilizantes pueden producir metabolitos beneficiosos para los cultivos en el proceso de crecimiento y reproducción, lo que puede estimular el crecimiento de los cultivos y mejorar la resistencia a las enfermedades y la resistencia al estrés de los cultivos.
Efectos de 2.2.2 Sustancias activas fisiológicas
El fertilizante bioorgánico es rico en muchas sustancias activas fisiológicas, como vitaminas, aminoácidos, ácidos nucleicos, ácido indol acético, giberelina, etc. Puede estimular el crecimiento de las raíces de los cultivos, mejorar la fotosíntesis de los cultivos y hacer que el sistema de raíces se desarrolle y se fortalezca. Por ejemplo, varios ácidos y enzimas orgánicos pueden descomponerse y transformar diversas sustancias orgánicas complejas y activar rápidamente los nutrientes del suelo. Puede aumentar los nutrientes efectivos para que los cultivos los absorban y utilicen, como los antibióticos, que pueden mejorar la resistencia a las enfermedades de los cultivos.
2.2.3 Función de nutrientes orgánicos e inorgánicos.
El fertilizante bioorgánico contiene no solo aminoácidos, proteínas, azúcar, grasas y otros componentes orgánicos, sino también N, P, K, elementos medios (Ca, Mg, S, etc.) y oligoelementos (Fe, Mn, Cu, Zn, Mo, etc.) que son beneficiosos para el crecimiento de los cultivos. Estos nutrientes no solo pueden ser directamente absorbidos y utilizados por los cultivos, sino que también pueden mejorar efectivamente la fertilidad del suelo, la retención de agua, las condiciones de amortiguación y aireación, y proporcionar un buen ambiente de crecimiento para los cultivos.
3. Estado de desarrollo del fertilizante bio-orgánico.
3.1 Estado de la producción de fertilizantes bioorgánicos
3.1.1 Empresas de fabricación
El profesor Shen Qirong de la Universidad Agrícola de Nanjing mencionó en un programa de entrevistas a finales de 2014 que hay más de 300 empresas de biofertilizantes o fertilizantes biológicos orgánicos en China, con 2058 productos registrados, y la producción anual promedio de cada empresa es pequeña. La mayoría de ellos no tienen condiciones de producción de bacterias, y las condiciones de producción, el nivel tecnológico y el proceso de producción de cada fabricante son diferentes, y la calidad del producto es desigual.
3.1.2 Cepas para producción
La calidad del fertilizante bio-orgánico depende principalmente de la fuerza de los probióticos y la cantidad de bacterias vivas. En la actualidad, la producción de fertilizantes bioorgánicos usualmente usa cepas con fuerte actividad y resistencia a altas temperaturas, alta presión osmótica, sequía y otras tensiones. En el proceso de producción, se debe considerar la interacción de varios agentes microbianos, y no se pueden mezclar a voluntad. Según el papel de los microorganismos en la producción, se pueden dividir en bacterias de fermentación y bacterias funcionales. Las bacterias de fermentación se componen principalmente de cepas complejas, que pueden promover la descomposición, descomposición y desodorización del material. Las cepas comúnmente utilizadas son levadura, bacterias fotosintéticas, bacterias del ácido láctico, actinomicetos, penicillium, trichoderma, Rhizopus, etc. Las bacterias funcionales se refieren a microorganismos que pueden ejercer efectos fertilizantes específicos en productos, principalmente bacterias fijadoras de nitrógeno, bacterias solubilizadoras de fósforo y bacterias de silicato, que se agregan una vez que el material está maduro.
3.1.3 Tecnología de producción
La producción de fertilizantes bioorgánicos incluye principalmente el proceso de fermentación de bacterias que promueven la maduración del material, el proceso de fermentación secundaria mediante la adición de bacterias funcionales y el proceso de procesamiento del producto. La maduración del material a través de la fermentación es el eslabón clave de toda la producción. En la etapa de maduración de la fermentación, la mayoría de las empresas adoptan el método de fermentación de apilamiento de tanques. La humedad, la relación C / N, la temperatura, el pH, la ventilación y otros parámetros del proceso afectan directamente el grado de madurez del material y el ciclo de fermentación. Cuando el material se descompone por completo, las bacterias funcionales compuestas como las bacterias fijadoras de nitrógeno, las bacterias que disuelven el fósforo y las bacterias que disuelven el potasio se agregan para la fermentación secundaria. El número de bacterias vivas beneficiosas en el producto aumenta al controlar las condiciones de fermentación, a fin de mejorar la eficiencia del fertilizante bio-orgánico. Después de la fermentación, para mejorar la comercialización de los productos y garantizar la tasa de supervivencia de los microorganismos beneficiosos en los productos, se prefiere el proceso de secado a baja temperatura después de la granulación del disco.
3.2 Estado de aplicación del fertilizante bio-orgánico
En la actualidad, los productores nacionales no están muy entusiasmados con la aplicación de fertilizantes bio-orgánicos, y la tasa de utilización de fertilizantes bio-orgánicos es relativamente baja. Se aplica principalmente en cultivos comerciales con alto valor agregado, como vegetales, frutas, hierbas medicinales chinas y tabaco. Sin embargo, con la mejora del nivel de consumo y la conciencia de seguridad de las personas, la demanda de productos agrícolas orgánicos ecológicos aumenta día a día. Los fertilizantes bioorgánicos se convertirán en una elección inevitable para la producción agrícola.
En la actualidad, la aplicación de fertilizantes bio-orgánicos en algunas zonas de demostración ecológica, bases de productos agrícolas verdes y orgánicos ha logrado buenos resultados, que jugarán un buen papel en la promoción y aplicación de fertilizantes bio-orgánicos en el futuro.
3.2.1 Efecto del fertilizante bioorgánico en el rendimiento de los cultivos
En comparación con la aplicación de fertilizantes químicos equivalentes, la aplicación de fertilizantes bioorgánicos podría aumentar el rendimiento de sandía, tomate, col china y repollo en un 25.5%, 35.9%, 41.6% y 50.6% respectivamente, alcanzando un nivel muy significativo, y También tuvo un efecto significativo sobre la pimienta, la coliflor, el algodón y el arroz (Tabla 1). Según el informe de Xia Biao, en comparación con la aplicación de fosfato de diamonio equivalente, la aplicación de fertilizante bioorgánico Ams podría aumentar el rendimiento del maní en un 33%.
3.2.2 Efectos del fertilizante bio-orgánico en la calidad del cultivo
En comparación con el fertilizante químico solo, la aplicación de fertilizante bio-orgánico podría aumentar significativamente el diámetro y la calidad de la fruta de la col y la sandía chinas, mejorar la calidad del tomate y el pimiento, y aumentar el contenido de vitamina C y reducir el azúcar en el tomate y el pimiento. Al estudiar los efectos de diferentes métodos de fertilización en la calidad de la lechuga, se descubrió que la aplicación de fertilizante bioorgánico Ams podría aumentar el contenido de vitamina C, disminuir el ácido total y aumentar la proporción de azúcar a ácido en la lechuga. Al mismo tiempo, podría reducir significativamente el contenido de nitrato que era propenso al cáncer (Tabla 2), que desempeñó un papel importante en la mejora del sabor de la lechuga y la seguridad de los productos.
3.2.3 Efecto del fertilizante bio-orgánico en las enfermedades transmitidas por el suelo
Una gran cantidad de estudios en el país y en el extranjero muestran que la aplicación de fertilizantes bioorgánicos puede controlar eficazmente las enfermedades transmitidas por el suelo. El fertilizante bio-orgánico hecho de Bacillus polymyxa, que tiene un efecto antagonista sobre el marchitamiento por Fusarium, tiene un efecto de control de campo del 73%. Los biofertilizantes BIO-36 y BIO-23 para berenjenas hechas de Bacillus subtilis II-36 e I-23 se probaron mediante experimento en maceta. Los resultados mostraron que ambos fertilizantes podrían inhibir efectivamente la marchitez bacteriana de la berenjena, y las tasas de control de la enfermedad fueron del 96% y el 91%, respectivamente. En la actualidad, el fertilizante bioorgánico es muy efectivo en el control de enfermedades transmitidas por el suelo de vegetales, frutas, tabaco y otros cultivos. Es una forma importante y efectiva de controlar las enfermedades transmitidas por el suelo.
4. Tendencia de desarrollo de fertilizantes bio-orgánicos
4.1 Estrategia de desarrollo
En la actualidad, los países de todo el mundo prestan gran atención al desarrollo sostenible de la agricultura y aumentan constantemente el desarrollo, la producción y la aplicación de fertilizantes bioorgánicos. Aunque la industria de fertilizantes bioorgánicos de China se ha desarrollado en cierta medida, debido a varias razones, todavía hay algunas deficiencias y áreas que deben mejorarse con urgencia. En el futuro, el desarrollo de fertilizantes bio-orgánicos en China todavía necesita hacer esfuerzos en los siguientes tres aspectos.
4.1.1 Mejorar la calidad del producto
Con el fin de mejorar la calidad de los fertilizantes bioorgánicos, debemos comenzar desde tres aspectos: selección de cepas, optimización de procesos y desarrollo de nuevos productos.
En el aspecto de la mejora genética de cepas, debemos aumentar la explotación y la utilización de los recursos agrícolas de cepas microbianas con funciones especiales como promover el crecimiento de las raíces, transformar los nutrientes del suelo, prevenir y controlar las enfermedades transmitidas por el suelo, reducir y pasivar las sustancias tóxicas y nocivas en la rizosfera. Además, para mantener una alta actividad biológica en el proceso de procesamiento, transporte y almacenamiento, se debe fortalecer la aplicación de Bacillus con fuerte resistencia al estrés.
En el aspecto de la optimización de procesos, se desarrollan y establecen diferentes tecnologías y procesos de compostaje de residuos orgánicos sólidos. Según las diferentes fuentes de desechos, se establecen procesos y tecnologías de apoyo para satisfacer las necesidades cambiantes de la industria de utilización de recursos de desechos orgánicos. Al mismo tiempo, los parámetros del proceso están optimizados para mejorar la calidad del producto, acortar el ciclo de producción y reducir los costos de producción.
En el desarrollo de nuevos productos, debemos fortalecer la innovación de acuerdo con la situación de producción real. El profesor Shen Qirong mencionó en el Foro de la Cumbre de Desarrollo de Fertilizantes Microbianos Shandong 2014 que en el futuro, la productividad de la investigación y el desarrollo del nuevo producto fertilizante, el fertilizante bio-orgánico completo, debería fortalecerse. El fertilizante bio-orgánico de elemento completo se refiere a un nuevo tipo de fertilizante bio-orgánico que integra fertilizante orgánico, fertilizante químico (incluyendo fertilizante de acción rápida, fertilizante de liberación lenta controlada, fertilizante estable) y fertilizante biológico. En pocas palabras, es un fertilizante que contiene nutrientes inorgánicos, bacterias funcionales y materia orgánica. No solo puede proporcionar suficientes nutrientes para los cultivos en la temporada actual, sino que también aumenta las bacterias beneficiosas y la materia orgánica en el suelo, mejora la flora microbiana en el suelo, de modo que el suelo original con enfermedades y la conversión lenta de nutrientes puede convertirse gradualmente en un suelo saludable. y suelo de conversión rápida de nutrientes. En el futuro, es necesario fortalecer la investigación y el desarrollo de la tecnología y la tecnología de nuevos fertilizantes bio-orgánicos de todos los componentes, y producir nuevos productos fertilizantes bio-orgánicos de todos los componentes adecuados para diferentes suelos, cultivos y condiciones climáticas.
4.1.2 Estandarización de la gestión de productos
En la actualidad, hay muchos tipos de productos fertilizantes bio-orgánicos en el mercado, con envases ricos y variados y de calidad desigual. Para resolver estos problemas, los departamentos de gestión de la industria relevantes deben fortalecer la detección y supervisión de los productos. Para la falsificación y el comportamiento de mala calidad en el mercado, debemos tomar medidas enérgicas severas y castigar severamente.
4.1.3 Fortalecer la promoción
El gobierno, las empresas y los departamentos de tecnología agrícola pertinentes deberían trabajar juntos para fortalecer la propaganda y la promoción de los fertilizantes bioorgánicos. A través de la demostración, explicación y orientación en el sitio, el efecto de la aplicación de fertilizantes bioorgánicos se puede mostrar a los agricultores, para que los agricultores puedan comprender fundamentalmente los beneficios económicos y ecológicos del fertilizante bioorgánico y mejorar su entusiasmo por el uso de fertilizantes bioorgánicos .
4.2 perspectiva
El desarrollo y la aplicación de fertilizantes bio-orgánicos no solo pueden crear las condiciones para el desarrollo de la agricultura verde y la agricultura orgánica, sino también dar cuenta de la utilización de recursos de los desechos orgánicos. Tiene altos beneficios económicos, ecológicos y sociales, y es una garantía poderosa para el desarrollo sostenible de la agricultura. En el futuro, los fertilizantes bioorgánicos se convertirán en el foco de la producción de la industria de fertilizantes y el consumo agrícola, con amplias perspectivas de desarrollo.
