肖晨星,張 蕾,侯歡歡
(新洋豐農業科技股份有限公司,湖北荊門 448000)
花卉不但能夠直接為人們帶來感官和精神上的享受,而且能夠提升環境質量,增加生活幸福感[1]。花卉產業是當今世界農業中最具活力的產業之一。我國自改革開放以來,花卉產業作為朝陽產業發展迅速。我國是花卉種植資源大國,被稱為“世界園林之母”?;ɑ懿粌H大量應用于園林綠化如行道樹、花壇、花鏡和專類園,同時也用作切花、盆花和苗木的生產。
2019 年,我國花卉行業市場規模已達到1 600億元,年增長率為6.2%。根據國家統計局數據,2019 年花卉市場的成交額從2015 年的406.31 億元增長至750.84 億元。截至2019 年我國花卉的種植面積超過150萬hm2,銷售額超過2 500億元[2],我國已經成為花卉貿易大國[3]。
花卉肥料是維持花卉正常生長發育和產生優良性狀的重要因素,適宜的養分管理不僅能使花卉產生良好的觀賞性狀,還能有效提升其抗逆性。氮元素參與合成植物體內的酶、葉綠素和蛋白質;磷元素參與合成核酸、植素和磷脂,不僅有利于花的形成,還能有效提高植物的抗病蟲害能力;鉀元素能夠提高植物的光合作用速率,同時提升植物的抗逆性[4]。對于不同種類及不同生長周期的花卉,所適用施肥技術和肥料配比不同。花卉在營養生長期時對氮素的需求量比較大,而在生殖生長期時對磷和鉀的需求量比較大[5],此時若氮肥過量可能會導致植物花量減少或者花朵變小。結合不同植物的生理特性合理進行營養元素配比,植物才能獲得最佳的觀賞性狀。
根據花卉的生長特性,花卉可以被劃分為:一二年生花卉、宿根花卉、球根花卉、室內觀葉植物、多肉植物、蘭科花卉、水生花卉、木本花卉[6]。對于二年生植物金盞菊,鉀元素缺乏會引起其葉片失綠和枯萎,根系變小,用質量濃度800 mg/L 的鉀溶液處理后,金盞菊花期延長,用質量濃度400 mg/L的鉀溶液處理后花朵直徑最大[7]。對三色堇進行施氮處理后,能夠有效促進其營養生長和花芽分化[8]。土壤營養不足時,宿根花卉的開花和結果將會受到嚴重影響[9]。宿根花卉種植,基肥以有機肥料為主,用于改良土壤的理化性質,追肥用于滿足花卉不同生長發育階段的營養需求。在花卉幼苗期追施氮肥可促進莖和葉的生長,以菊花為例,春夏季應施以豐富的氮肥和鉀肥,促進營養器官的生長,在花芽分化時期則應多施磷肥從而使花大色艷[10]。通過不同栽培基質對球根花卉郁金香生長發育的田間實驗發現,田土、河沙、雞糞、復合肥混合基質與田土、鋸末、牛糞、鉀肥混合基質能直接影響郁金香花的縱莖與橫莖[11]。百合在種植前應施硫酸鉀、硝酸鉀和硝酸銨鈣的混合肥料,追肥以平衡復合肥為主,花苞摘除后施以高鉀肥[12]。作為室內觀葉植物,不同品種紅掌對于營養元素的需求有所不同,紅掌在溫度適宜時可周年開花,因此需要勤施肥,同時根據不同品種的特性調整肥料配方。范燕萍等[13]提出匙葉天南星的最適氮素濃度為16 mmol/L。多肉植物可以追施少量的氮肥以促進植株生長[14]。蘭科花卉蝴蝶蘭生長速度較慢,宜選用營養元素全面的速效肥,以利于根系平衡快速吸收[15]。水生花卉一般生長在富營養化的水體中,因此不需要進行施肥,對于盆栽的水生花卉,可以在開春前補一次基肥[16]。對木本花卉月季施用氮肥后,植株變高,根系變粗,花量變多且花朵變大[17]。
花卉的健康生長離不開合理的養分管理,針對不同花卉的特性開發出相應的花卉肥料,不僅有助于合理施肥以降低環境污染,同時能夠有效改善花卉的觀賞性狀,提高花卉的觀賞價值和經濟價值。
化肥的主要應用對象為糧食作物和經濟作物?;适┯煤笠娦Э?,但是澆水后其養分易流失,引起土壤板結,在土壤中形成海綿狀不溶性殘渣,這樣反而增加了花卉種植的管理成本。當前市場上主要的花卉肥料產品包括有機肥料、生物肥、緩控釋肥、花卉專用肥等[18-19]。
有機肥料指以動物排泄物或動植物殘體等富含有機質的副產品資源為主要原料,通過發酵和腐熟形成的肥料。一般認為有機肥料養分含量較低,肥效慢,在使用過程中會產生異味,這與種植花卉的初衷背道而馳,同時也會為花卉帶來病蟲害。由雞糞制成的有機肥料中的抗生素、重金屬元素可能會危害動物、人類健康并污染環境[20]。另一些研究者認為在化肥使用量零增長的背景下,用有機肥料替代化肥是農業生產的必然趨勢[21],因此著手研究新的有機肥料原料。黃粉蟲糞中粗蛋白、粗纖維、鈣和蛋氨酸的含量比麥麩高,不僅含有極高的營養成分,同時能有效改善土壤結構,用作肥料可以提升萬壽菊和杜鵑等花卉的觀賞性狀[22]。SPANOGHE等認為干燥微生物在儲存、施用和成本上都具有極大優勢,具有作為有機肥料的潛力[23]。TAO等認為生物有機肥料能夠刺激土壤中原有的菌群,從而增強植物的抗脅迫能力[24]。目前有機肥料主要應用于糧食作物和經濟作物,鮮有用于花卉種植的研究。
生物肥是由微生物經過培養發酵形成的肥料,生物肥中存在的活性微生物能夠有效提高植物的抗病蟲害能力,同時其代謝物質可以促進植物的生長。根據所含微生物的種類將生物肥分為細菌肥料、真菌肥料等[25]。SUMBUL等認為固氮菌是一種潛在的生物肥,能夠有效加強生物的固氮作用從而提高植物的產量[26]。朱建強等發現將化肥與生物肥配合使用能夠提高番茄抗病性,同時增加番茄單果質量[27]。邵建輝發現有機生物肥能夠在降低土壤中重金屬含量的同時改良土壤結構[28]。許多細菌在代謝過程中能釋放出植物激素,將以其為原料制得的生物肥與化肥結合施用,將能有效提高花卉的產品品質。
2007 年10 月1 日起我國實施了HG/T 3931—2007《緩控釋肥料》行業標準。養分釋放是指化肥中化學形態的養分在微生物作用下轉變為易被作物吸收的狀態的過程,緩釋肥養分釋放速率慢,遠遠低于傳統化肥,控釋肥可以使養分釋放通過設定的模式進行,從而與植物養分的需求規律保持一致。
在1948 年美國研發出脲甲醛緩釋肥后,緩釋肥開始在全球范圍內推廣。美國的緩釋肥主要用于園藝和大型農場,日本的緩釋肥主要用于蔬菜、水稻和水果,歐洲的緩釋肥主要用于苗圃、園林和花卉等領域[29]。我國的緩釋肥起步較晚,由于緩釋肥的價格遠高于其他肥料,目前緩釋肥的普及率不如傳統肥料[30]。緩釋肥是一種環境友好型肥料,被譽為“21 世紀發展化學肥料生產的最佳途徑”。它能最大限度地提高肥料養分利用率,同時降低環境污染,減少資源消耗[31]。這也與國家對于化肥行業減量增效的要求相契合。
谷佳林通過雞冠花盆栽實驗比較了緩控釋肥和普通復合肥的使用效果,緩控釋肥在苗期施一次基肥就能滿足整個生長期的養分需要,有效提高氮的利用率,同時具有延長花期的作用[32]。龍秀文通過研究發現控釋肥能有效提高矮牽牛、雛菊、三色堇和安祖花的觀賞品質[8]。
我國花卉專用肥的生產仍處于起步階段,目前市面上的產品往往是通過幾種化肥混合得到的非常粗糙的產品,生產成本高且效果不明顯。目前已經有一些公司和科研機構開始進行花卉專用肥的研制,并取得了一定成果。項國棟等在綜合評定萬壽菊葉黃素含量及鮮花產量等指標的基礎上,提出腐植酸萬壽菊專用肥的最適氮、磷、鉀比例為m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=1.0∶(1.20~2.00)∶(0.60~1.25),這一結果將有助于推進我國萬壽菊相關產業的發展[33]。甘肅省農業科學院土壤肥料與節水農業研究所張福武等研制了一種花卉膠囊緩釋專用肥,通過土壤養分評價和配方設計,綜合考慮了大、中、微量營養元素的全面供應;充分考慮土壤對主要營養元素的吸附固定、離子拮抗能力對營養元素吸收的影響,通過合理配比大、中、微量營養元素和應用微量元素的螯合物等,提高其產品的養分利用率,使產品具有較強的針對性;根據花卉需肥規律,利用膠囊外殼的緩釋作用,有效控制氮元素緩慢釋放,提高磷、鉀元素的有效性;采用壓板技術,把膠囊顆粒密封在鋁塑板中,隔絕了膠囊與空氣的接觸,避免膠囊肥吸收空氣中的水分而溶解,阻止了養分損失,并延長了花卉膠囊肥的存儲時間。該肥料施用簡單、便于攜帶,安全、綠色、無毒、無污染,具有長效緩釋作用,并能提供全營養活性元素,全面滿足不同花卉生長對營養的不同需求,是生產養護優質花卉的新一代肥料,對杜鵑的觀賞性狀有著顯著提升作用[34]。
隨著家庭園藝的流行,花卉越來越多地走進人們的日常生活,目前國內許多化肥企業開始有針對性地推出花卉肥料產品,如史丹利農業集團股份有限公司、云天化集團有限責任公司[35]、金正大生態工程集團股份有限公司等,產品覆蓋基質、營養液、營養顆粒、緩釋肥等,這說明花卉肥料是一個重要的發展方向。但從現狀來看,我國的花卉肥料存在如下問題:
(1)花卉種植以化肥施用為主?;室娦Э?,但同時帶來營養流失加快、土壤板結等問題,不僅增加了花卉的種植成本,同時對環境造成嚴重污染。
(2)從業人員知識水平不高。不同花卉在不同階段所需的養分不同,而大部分從業人員往往憑借經驗施肥,導致花卉產品質量不高,產品附加值低。
(3)新型花卉肥料的研究成果轉化較慢。目前市面上新型花卉肥料產品鳳毛麟角,國家和企業對于新型花卉肥料的投入不夠,雖然已經通過實驗室研究取得了一些成果,但目前仍未見大范圍的推廣應用[19]。
花卉的良好生長依托于合適的營養管理,相較于發達國家,我國在花卉肥料方面的研究仍處于落后水平。一方面我們需要完成從傳統泛用肥料向新型花卉肥料的過渡,隨著測土配方等技術的不斷發展完善,不同階段花卉生長的需肥量和營養元素比例等數據將會更加精確,這能極大地提高花卉種植者的施肥效率,同時有效降低環境污染,產生良好的經濟、生態和社會效益;另一方面我們要加強農化服務,完成從傳統的經驗種植到機械種植的轉化,許多國家在設施花卉的種植上已經走在前列,我國的設施農業已經進入快速發展階段,新型花卉肥料的研究將會有效推動我國花卉產業水平的提升。