發(fā)布時(shí)間：2022-02-21所屬分類：農(nóng)業(yè)論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要 生物有機(jī)肥兼具有機(jī)肥料和微生物肥料的性質(zhì) ，可以培肥土壤 、調(diào)控土壤微生態(tài)平衡 、改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì) 、控制土壤中重金屬的有效性 ，也是農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用的重要手段 。 綜述了生物有機(jī)肥的主要特征 、生物有機(jī)肥在土壤重金屬污染中的修復(fù)作用 ，重點(diǎn)介紹了生
摘要 生物有機(jī)肥兼具有機(jī)肥料和微生物肥料的性質(zhì) ，可以培肥土壤 、調(diào)控土壤微生態(tài)平衡 、改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì) 、控制土壤中重金屬的有效性 ，也是農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用的重要手段 。 綜述了生物有機(jī)肥的主要特征 、生物有機(jī)肥在土壤重金屬污染中的修復(fù)作用 ，重點(diǎn)介紹了生物有機(jī)肥在改良土壤性質(zhì)和修復(fù)重金屬方面的優(yōu)越性能 ，指出生物有機(jī)肥領(lǐng)域當(dāng)前存在的問(wèn)題 ，并提出未來(lái)在肥源監(jiān)管 、標(biāo)準(zhǔn)修訂和品種研發(fā)等方面進(jìn)行改進(jìn) ，為保障農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全 、有機(jī)肥料的資源化利用提供參考 。
關(guān)鍵詞 生物有機(jī)肥 土壤改良 重金屬 修復(fù)
化肥使用量的增加帶動(dòng)了糧食產(chǎn)量的跨越式增長(zhǎng) ，與此同時(shí)也導(dǎo)致土壤酸化板結(jié) 、有機(jī)質(zhì)減少 、次生鹽漬化 、作物品質(zhì)下降等諸多問(wèn)題 ，與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展策略相悖 ，因此化肥減量成為農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的必然要求 。 原農(nóng)業(yè)部于 2015 年制定了《到 2020 年化肥使用量零增長(zhǎng)行動(dòng)方案》 ，提出到 2020 年力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物化肥 、農(nóng)藥使用量零增長(zhǎng) ，明確“有機(jī)肥部分替代化肥”的技術(shù)路徑 。 生物有機(jī)肥是有機(jī)類肥料中的高端產(chǎn)品 ，集成了化肥 、有機(jī)肥及微生物肥的優(yōu)勢(shì)于一體 ，是一種新型 、高效 、安全的微生物‐有機(jī)復(fù)合肥料 ，已廣泛應(yīng)用于我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)[1] 。
農(nóng)田土壤重金屬污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重 ，污染程度和污染面積逐年遞增 。 我國(guó)受重金屬污染的耕地有 1 000 萬(wàn) hm2 ，占耕地總面積的 8% 以上 ，導(dǎo)致每年糧食作物減產(chǎn)量在 1 000 萬(wàn) t 以上[2] 。 為此 ，降低土壤重金屬活性 、修復(fù)重金屬污染土壤成為保證農(nóng)產(chǎn)品安全的重要環(huán)節(jié) 。 生物有機(jī)肥兼具微生物肥料和有機(jī)肥料優(yōu)點(diǎn) ，其含有的微生物對(duì)重金屬具有很強(qiáng)的親和性 ，可與重金屬形成不溶性金屬‐有機(jī)復(fù)合物 ，增加土壤的陽(yáng)離子交換量 ，降低土壤中水溶性重金屬和可交換態(tài)重金屬的含量 ，從而降低其生物有效性 ，在提高農(nóng)田生產(chǎn)力和修復(fù)重金屬方面表現(xiàn)出非常優(yōu)越的性質(zhì)[3‐5] 。 為此 ，本研究針對(duì)生物有機(jī)肥的主要特征 、生物有機(jī)肥在土壤重金屬污染中的修復(fù)作用等問(wèn)題進(jìn)行綜述 ，同時(shí)指出生物有機(jī)肥領(lǐng)域當(dāng)前存在的問(wèn)題及未來(lái)改進(jìn)方向 ，旨在為保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全 ，實(shí)現(xiàn)生物有機(jī)肥的資源化利用提供了參考 。
1 生物有機(jī)肥概念及技術(shù)指標(biāo)
生物有機(jī)肥是以畜禽糞便 、作物秸稈等動(dòng)植物殘?bào)w為材料 ，添加促進(jìn)作物生長(zhǎng) 、抑制土傳病原菌生長(zhǎng)的功能性微生物 ，由特定的生物技術(shù)制備而成 。生物有機(jī)肥中含有大量具有特定功能的活體微生物 ，富含植物生長(zhǎng)所必需的各種營(yíng)養(yǎng)元素 ，其中包括大量營(yíng)養(yǎng)元素(N 、P 、K) 、中量營(yíng)養(yǎng)元素(Ca 、Mg 、S )和微量營(yíng)養(yǎng)元素(Fe 、Mn 、Cu 、Zn 等)以及其他對(duì)作物生長(zhǎng)有益的元素(Si 、Co 、Se 、Na)等 ，由于其合成過(guò)程需要連續(xù)數(shù)天的腐熟過(guò)程 ，有助于有害菌 、害蟲在高溫下去除 ，肥料的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)明顯高于普通農(nóng)家肥 ，肥料中微生物的生命活動(dòng)及其代謝產(chǎn)物是生物有機(jī)肥區(qū)別于普通有機(jī)肥的關(guān)鍵因素[6‐7] 。
由于生物有機(jī)肥的來(lái)源較廣 ，生物有機(jī)肥中可能含有一定重金屬 ，為此我國(guó)發(fā)布《生物有機(jī)肥》(NY 884 — 2012) ，規(guī)定了生物有機(jī)肥的技術(shù)指標(biāo)及 5 種重金屬的限量要求(見表 1) ，作為產(chǎn)品登記及市場(chǎng)質(zhì)量監(jiān)管的依據(jù) ，確保生物有機(jī)肥的健康發(fā)展 。
2 生物有機(jī)肥對(duì)土壤性質(zhì)的改良作用
生物有機(jī)肥將有機(jī)肥 、化肥和微生物肥料有機(jī)的結(jié)合在一起 ，發(fā)揮其綜合優(yōu)勢(shì) ，通過(guò)增加土壤的有機(jī)質(zhì)含量和改善土壤中微生物的生命活動(dòng) ，改善土壤生態(tài)條件 ，增加作物抗性 ，提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì) 。
2 1. 改變土壤物理性質(zhì)
生物有機(jī)肥本身攜帶豐富有機(jī)質(zhì) ，施入土壤后還可通過(guò)微生物分解土壤中的有機(jī)質(zhì)形成腐殖質(zhì) ，并與土壤中的黏土及鈣離子結(jié)合形成有機(jī)‐無(wú)機(jī)復(fù)合體 ，從而促進(jìn)土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)的形成[8] 。生物有機(jī)肥中的有益菌起到疏松土壤的作用 ，可以降低土壤容重 ，增加土壤孔隙度 ，提高土壤的田間持水量 ，調(diào)節(jié)土壤的供水供肥和保水保肥能力以及土壤透氣性能[9] ，有益菌的存在一定程度上促進(jìn)了有機(jī)質(zhì)對(duì)土壤性質(zhì)的改良 。 另外 ，生物有機(jī)肥顆粒多 ，比表面積大 ，微生物及類激素含量多 ，也會(huì)導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)變好 ，孔隙度增大 。 沈德龍等[10 ]研究表明 ，施用生物有機(jī)肥后 ，土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加 75 8.% ，容重降低 12 5.0% ，毛管孔隙度增加 9 .8% 。 隨著生物有機(jī)肥施用量的增加 ，土壤腐殖質(zhì)含量顯著增加 ，固碳能力明顯增強(qiáng) ，水 、肥 、氣 、熱的矛盾得到更好地協(xié)調(diào)[11 ] 。 生物有機(jī)肥營(yíng)養(yǎng)全面 ，能更好的滿足農(nóng)作物對(duì)各種營(yíng)養(yǎng)元素的需求 ，使植物根系發(fā)育良好 ，根系分泌物增多 ，同時(shí)通過(guò)對(duì)土壤物理結(jié)構(gòu)的改善使得土壤總體耕性變好 ，從而更有利于改善土壤的物理性質(zhì) 。
2 2. 影響土壤化學(xué)性質(zhì)
大量研究表明 ，生物有機(jī)肥可以活化土壤養(yǎng)分 、增加植物對(duì)養(yǎng)分的吸收 ，促進(jìn)作物的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)[12] 。 生物有機(jī)肥的生產(chǎn)首先需要發(fā)酵有機(jī)物 ，此過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生生長(zhǎng)素 、赤霉素 、氨基酸 、核酸以及多種維生素等 ，故生物有機(jī)肥富含多種生理活性物質(zhì) ，可以刺激作物的生長(zhǎng)發(fā)育[13 ] 。 生物有機(jī)肥含有發(fā)酵菌和功能菌 ，其營(yíng)養(yǎng)功能強(qiáng) ，根際促生效果好 ，肥效也較高 ，可以增加豆科作物的固氮作用 ，增加土壤的氮素營(yíng)養(yǎng) ，同時(shí)分解土壤殘留的化合態(tài)磷 、鉀元素 ，增加土壤的磷 、鉀素營(yíng)養(yǎng)[14] 。 且生物有機(jī)肥依靠微生物的生命活動(dòng) ，可以促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)的礦化 ，使有機(jī)養(yǎng)分更為快速地轉(zhuǎn)化為植物可以直接吸收利用的營(yíng)養(yǎng)元素[15‐16 ] 。 趙佳等[17]發(fā)現(xiàn) ，黃瓜連作情況下 ，土壤 pH 及有效磷 、速效鉀含量在施用生物有機(jī)肥后顯著提高 ，增幅分別為 6% ～ 11% 、 24% ～ 125% 、15% ～ 29% 。 生物有機(jī)肥通過(guò)本身有機(jī)質(zhì)和微生物的綜合作用解磷解鉀 ，促進(jìn)土壤必需營(yíng)養(yǎng)元素有效性的發(fā)揮 ，增加土壤的大量營(yíng)養(yǎng)元素 ，改善土壤的化學(xué)性質(zhì) ，協(xié)調(diào)土壤養(yǎng)分和作物營(yíng)養(yǎng)代謝之間的關(guān)系 ，最終促進(jìn)作物生長(zhǎng) 、改善產(chǎn)品品質(zhì) 。
2 3. 改善土壤生物學(xué)性質(zhì)
微生物是土壤中最具生命活性的部分 ，在物質(zhì)和能量傳遞 、養(yǎng)分循環(huán)利用以及土壤自我修復(fù)過(guò)程中起著非常重要的作用 。 生物有機(jī)肥富含有益微生物菌群 ，能顯著改變土壤中細(xì)菌 、真菌 、放線菌 、木霉菌的數(shù)量 ，在植物根系周圍形成優(yōu)勢(shì)微生物種群 ，起到抑制根際病原菌繁殖的作用 ;同時(shí)還可以促進(jìn)蛋白質(zhì) 、核酸和葉綠素的合成 ，增強(qiáng)作物的抗逆性 ，減少病蟲害發(fā)生[18‐20] 。 張連忠等[21]和柳玲玲等[22 ]研究表明 ，施用生物有機(jī)肥后 ，土壤細(xì)菌 、放線菌的數(shù)量分別增加 106% 、102% ，土壤中真菌數(shù)量明顯減少 ，土壤向高肥力“細(xì)菌型”轉(zhuǎn)變 。 鞏子毓等[23]還發(fā)現(xiàn) ，連續(xù)施用生物有機(jī)肥明顯降低了土壤根際病原菌的數(shù)量 。 土壤微生物群落的變化最終影響作物產(chǎn)量 ，與單純施用化肥相比 ，減量化肥配施生物有機(jī)肥處理的土壤細(xì)菌和放線菌數(shù)分別提高了 111 2.6% ～ 210 .76% 、12 .49% ～ 34 .09% ，真菌數(shù)顯著降低了 20 3.7% ～ 39 6.8% ，最終油菜產(chǎn)量提高了 4 .60% ～ 24 5.5% [24] ，也即配施生物有機(jī)肥可以改善土壤微生物區(qū)系 、改變微生物群落結(jié)構(gòu) ，使土壤微環(huán)境向著更健康的方向轉(zhuǎn)變 。
生物有機(jī)肥還可以顯著提高土壤酶的活性 。 施用生物有機(jī)肥后 ，黃瓜連作土壤超氧化物歧化酶(SOD)和過(guò)氧化物酶(POD)活性分別增加 18% ～ 42% 和 47% ～ 113% ，藍(lán)莓根區(qū)磷酸酶(ACP) 、蔗糖酶 、脲酶和過(guò)氧化氫酶(CAT )活性也顯著升高 ，土壤酶的活性和土壤中一系列的生理生化反應(yīng)息息相關(guān) ，以上酶的活性或和土壤中養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化過(guò)程有關(guān) ，或和植物對(duì)逆境的適應(yīng)能力相聯(lián)系 ，均最終影響到作物最終的生長(zhǎng)發(fā)育[25‐26] 。 另外 ，生物有機(jī)肥通過(guò)其攜帶的微生物誘導(dǎo)植物相關(guān)酶參與植物防御反應(yīng) ，有利于減少植物病蟲害 ，改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)[27‐28] 。
總之 ，生物有機(jī)肥的有機(jī)質(zhì)能有效調(diào)節(jié)土壤的物理結(jié)構(gòu) 、改善土壤的化學(xué)性質(zhì) ，增強(qiáng)土壤的供肥 、保肥能力和緩沖性能 ;其豐富的微生物能加速有機(jī)質(zhì)分解 ，促進(jìn)生物有機(jī)肥中有機(jī)質(zhì)作用的發(fā)揮 ，產(chǎn)生生理活性物質(zhì) ，提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)[29] 。 孔濤等[30]通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明 ，生物有機(jī)肥可顯著提高小白菜的產(chǎn)量 ，小白菜產(chǎn)量隨生物有機(jī)肥施肥量的增加而增加 。 JAKIENE 等[31 ]也發(fā)現(xiàn) ，生物有機(jī)肥能使糧食作物增產(chǎn) 10% 左右 ，果菜類增產(chǎn) 15% 左右 ，以上實(shí)例均有力證明了生物有機(jī)肥在作物增產(chǎn)方面的重要作用 。
3 生物有機(jī)肥在土壤重金屬修復(fù)方面的作用
生物有機(jī)肥中含有的有機(jī)質(zhì)和有益微生物對(duì)重金屬離子均有很強(qiáng)的吸附作用和螯合作用 ，可以部分降低土壤中重金屬的有效性 ，減少作物對(duì)重金屬的吸收 ，因此 ，施用生物有機(jī)肥是重金屬污染土壤鈍化修復(fù)的有效措施之一[32 ] 。 鄭少玲等[33 ]發(fā)現(xiàn) ，施用生物有機(jī)肥對(duì)廣東菜園土上芥藍(lán)的 Cr 、Cd 、Pb 、Ni 、 Zn 、Cu 含量均有明顯的降低作用 ，證明了生物有機(jī)肥在降低土壤重金屬對(duì)作物的危害方面具有一定功效 。
3 1. 有機(jī)質(zhì)對(duì)重金屬的結(jié)合作用
有機(jī)質(zhì)對(duì)外源重金屬的結(jié)合能力與有機(jī)質(zhì)含量具有良好的相關(guān)性[34] ，而生物有機(jī)肥有機(jī)質(zhì)含量非常豐富 ，最高可達(dá) 50% (質(zhì)量分?jǐn)?shù)) ，其在重金屬修復(fù)上發(fā)揮重要作用 。 有機(jī)質(zhì)的官能團(tuán) ，如羧基 、醇羥基 、烯醇羥基以及不同類型的羰基結(jié)構(gòu)等 ，都可以通過(guò)吸附 、螯合 、絡(luò)合等多種作用方式影響到重金屬在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化[35‐36 ] 。 黃擎等[37]研究發(fā)現(xiàn) ，配施有機(jī)肥可使土壤交換態(tài) Cd 降低 28 8.4% ～ 36 3.3% ，殘?jiān)鼞B(tài) Cd 降低 6 3.9% ～ 19 2.9% ，碳酸鹽結(jié)合態(tài) Cd 增加 10 .95% ～ 75 .27% ，有 機(jī) 結(jié) 合 態(tài) Cd 增 加 44 9.1% ～ 68 3.1% ，證明了有機(jī)質(zhì)可以通過(guò)改變土壤中 Cd 的賦存形態(tài) ，降低 Cd 的生物有效性 ，從而抑制植物對(duì) Cd 的吸收 。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示 ，在低 、中 、高劑量生物有機(jī)肥處理下 ，蘋果根系 Cd 含量比不施生物有機(jī)肥處理分別降低了 12% 、15% 、24% [38 ] ，且生物有機(jī)肥對(duì) Cd 的降低作用隨土壤 Cd 濃度的增加而越來(lái)越顯著[39 ] ，表明重金屬濃度越高 ，生物有機(jī)肥的修復(fù)效果越明顯 。 TIAN 等[40 ]研究也表明 ，生物有機(jī)肥可以減少植物根系對(duì)重金屬的吸收 ，且土壤重金屬含量越高 ，生物有機(jī)肥減少根系吸收重金屬的效果越明顯 。
生物有機(jī)肥富含芳香結(jié)構(gòu) ，在腐熟化程度較高的生物有機(jī)肥中質(zhì)量分?jǐn)?shù)可高達(dá) 3% ，芳香結(jié)構(gòu)上存在大量的含氧基團(tuán)和氨基 ，為重金屬的螯合 、絡(luò)合提供豐富的配位基 ，含氧基團(tuán)對(duì)重金屬的靜電吸附作用也降低了重金屬的遷移能力[41 ] ，即使在 pH 非常低的土壤環(huán)境中 ，生物有機(jī)肥的添加依舊可以降低土壤中 Cu 和 Pb 的遷移能力 ，有效性可達(dá)到 74 5.% 、61 0.% [42] 。 有機(jī)質(zhì)與重金屬的作用因土壤中重金屬濃度不同而不同 ，在重金屬離子濃度較低時(shí)有機(jī)質(zhì)與重金屬間的作用以螯合作用為主[43] ，腐殖質(zhì)對(duì)重金屬離子遷移能力的影響作用取決于所形成的螯合物的溶解性 ，由于腐殖質(zhì)中的胡敏酸與重金屬離子形成的螯合物一般是難溶的 ，因此可以降低重金屬的活性[44 ] 。 如施用生物有機(jī)肥后 ，有機(jī)質(zhì)分解產(chǎn)生的腐殖酸可與土壤中的 Cd 2 + 形成螯合物沉淀 ，降低 Cd 的生物有效性 ，使得黑麥草中的 Cd 降低 42 7.1% [45 ] 。 當(dāng)重金屬離子濃度較高時(shí) ，有機(jī)質(zhì)與重金屬間的作用以交換吸附作用為主 。 生物有機(jī)肥中的有機(jī)質(zhì)對(duì)重金屬離子的吸附率很大程度上取決于 pH ，當(dāng) pH 從 6 增加到 9 時(shí) ，Cd 2 + 的吸附率從 10% 快速升高到 99% ，pH 為 9 時(shí)吸附率達(dá)到最大值 。 有機(jī)質(zhì)對(duì) Cu 2 + 的吸附率在 pH 為 4 ～ 7 時(shí)急劇上升 ，pH 為 8 ～ 10 時(shí)吸附率達(dá)到 98% 且比較穩(wěn)定 ，可見降低 pH 增加了重金屬的有效性 ，同時(shí)降低了有機(jī)質(zhì)和重金屬發(fā)生吸附作用的吸附率 ，這也是進(jìn)行重金屬修復(fù)研究時(shí)首先使用鈍化劑來(lái)提高土壤 pH 的主要原因 。
除了通過(guò)有機(jī)質(zhì)與重金屬離子發(fā)生吸附 、螯合等作用外 ，生物有機(jī)肥還可以通過(guò)增加土壤的陽(yáng)離子交換量減少土壤中重金屬的水溶態(tài)及可交換態(tài)組分的比例 ，從而降低其生物有效性 。 另外 ，土壤中有機(jī)質(zhì)具有一定的還原能力 ，促進(jìn)土壤溶液中 Cd 、Hg 形成硫化物沉淀 ，降低其毒性 。
3 2. 微生物對(duì)重金屬的轉(zhuǎn)化作用
生物有機(jī)肥含有大量的有益微生物 ，可以提高土壤的微生物數(shù)量 ，增強(qiáng)微生物活性 ，在重金屬修復(fù)方面表現(xiàn)出更顯著的效果 。
一方面 ，生物有機(jī)肥施入土壤后有機(jī)質(zhì)和重金屬可以發(fā)生吸附作用 ，有益微生物也可通過(guò)生物積累 、吸附等作用降低土壤中重金屬的有效性[46 ] 。 生物有機(jī)肥中的有益菌通過(guò)攝取營(yíng)養(yǎng)元素主動(dòng)吸收重金屬 ，或者通過(guò)帶電荷的細(xì)胞表面吸附重金屬 ，將重金屬離子富集在細(xì)胞表面或內(nèi)部 。 生物有機(jī)肥中的有益菌可以吸附土壤中的 Pb 、As ，抑制黃瓜對(duì) Pb 、 As 的吸收[47] 。 這些有益菌還可以通過(guò)自身分泌有機(jī)酸絡(luò)合并溶解重金屬 ，使有毒有害的金屬元素轉(zhuǎn)化為無(wú)毒或低毒金屬沉淀物 。 如芽孢桿菌可以產(chǎn)生多糖和糖蛋白 ，與 Cd 、Pb 形成絡(luò)合物 ，產(chǎn)生沉淀 ，降低其活性 。 與禽畜糞便等一些普通有機(jī)肥相比 ，增加活性微生物后的生物有機(jī)肥可吸附更多的土壤重金屬 ，促進(jìn)根域土壤對(duì)重金屬的鈍化 ，數(shù)據(jù)顯示 ，生物有機(jī)肥對(duì) Pb 、Cd 、Cr 、As 的吸附率比普通雞糞高 4 0.0% ～ 22 9.4% 。
另一方面 ，施用生物有機(jī)肥后 ，土壤發(fā)生重金屬的微生物轉(zhuǎn)化 。 大量研究表明 ，微生物對(duì)重金屬的抗性在很多情況下是由細(xì)胞中染色體的遺傳物質(zhì) ——— 質(zhì)粒或轉(zhuǎn)座子抗性基因決定的 ，由抗性基因編碼的金屬解毒酶催化高毒性金屬轉(zhuǎn)化成為低毒狀態(tài)[48] 。 微生物通過(guò)氧化還原作用可以使某些重金屬元素的價(jià)態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)變 ，從而使其活性和毒性降低 ，或者通過(guò)根系分泌氧將根周圍的重金屬離子氧化而降低其生物有效性 。 例如 ，生物有機(jī)肥中的微生物可以將毒性較高的 Mn 2 + 氧化為毒性較小的 Mn 4 + ，將高毒性的 Cr 6 + 還原為低毒性的 Cr 3 + ，或使有機(jī)汞和無(wú)機(jī)汞的化合物還原為元素汞 ，以此來(lái)降低其生物毒性[49] 。
生物有機(jī)肥對(duì)土壤多種重金屬污染均有一定程度的修復(fù)作用 ，但對(duì)不同種類重金屬的修復(fù)方式和修復(fù)能力不同 。 生物有機(jī)肥對(duì) Cu 的降低作用高于對(duì) Cd 的作用 ，原因是 Cu 在很廣的 pH 范圍內(nèi)均能形成非常穩(wěn)定的化合物 ，所以 Cu 形成金屬絡(luò)合物的機(jī)會(huì)更多 ，生物有機(jī)肥對(duì) Cu 的吸附作用更強(qiáng) ，減少根系吸收 Cu 的效果也比 Cd 更明顯[50 ] 。
4 生物有機(jī)肥應(yīng)用存在的問(wèn)題
4 1. 肥源復(fù)雜 ，需加強(qiáng)監(jiān)控和管理
統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明 ，截至 2017 年 8 月 ，我國(guó)生物有機(jī)肥生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量約 960 家 ，獲得國(guó)家有關(guān)部門批準(zhǔn)登記的產(chǎn)品達(dá) 1 207 個(gè) ，生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品應(yīng)用遍及全國(guó) ，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷壯大 。 但由于生物有機(jī)肥以草炭 、腐殖酸 、餅粕 、生活垃圾等生活 、生產(chǎn)廢棄物等為主要原材料 ，成分復(fù)雜 ，可能存在重金屬超標(biāo)和抗生素殘留風(fēng)險(xiǎn) ，特別是雞糞和豬糞等動(dòng)物源為主要原料的生物有機(jī)肥抗生素含量更高 ，腐熟過(guò)程不充分的產(chǎn)品中含有致病微生物 ，會(huì)給土壤帶來(lái)潛在的風(fēng)險(xiǎn)[51 ] 。 另外 ，生物有機(jī)肥產(chǎn)品雜菌污染亦不容忽視 ，近年來(lái)很多研究發(fā)現(xiàn)芽孢桿菌和類芽孢桿菌的部分菌株是烈性致病菌和條件致病菌 ，并產(chǎn)生多種毒素 ，存在著一定的潛在危害 。
4 2. 生物有機(jī)肥產(chǎn)品質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)存在不足
NY 884 — 2012 對(duì)于生物有機(jī)肥產(chǎn)品的重金屬限量提出要求 ，但是對(duì)抗生素殘留量并未提出限量要求 ，而目前的生物有機(jī)肥產(chǎn)品普遍存在抗生素殘留問(wèn)題 ，迫切需要通過(guò)相關(guān)數(shù)據(jù)資料明確其風(fēng)險(xiǎn)程度 ，設(shè)定抗生素限量值 ，尤其是大環(huán)內(nèi)酯類和磺胺類等檢查出率較高的抗生素類 。
4 3. 缺乏專用產(chǎn)品的研發(fā)
當(dāng)前學(xué)者已發(fā)現(xiàn)多種功能型微生物 ，如根際功能菌 SQR9 對(duì)農(nóng)作物的促生效果[52 ] 、淀粉芽孢桿菌 J‐25 克服連作障礙和減輕草莓枯萎病[53] 、含解淀粉芽孢桿菌 QL‐18 調(diào)控番茄[54]和辣椒[55 ]根際微生物的區(qū)系組成等作用 ，但市場(chǎng)上缺乏真正意義上的專用生物有機(jī)肥的研制和開發(fā) 。 另外 ，部分生物有機(jī)肥還加入無(wú)機(jī)養(yǎng)分 ，如何減少無(wú)機(jī)養(yǎng)分對(duì)功能菌的影響也是生產(chǎn)環(huán)節(jié)中必須考慮的一個(gè)重要問(wèn)題[56]
5 結(jié)論與展望
生物有機(jī)肥既具有化學(xué)肥料的速效性 、有機(jī)肥料的長(zhǎng)效性 、微生物肥料的穩(wěn)效性 ，又具有微量元素的增效性 、調(diào)節(jié)劑的促效性 、緩釋土壤養(yǎng)分的潛效性等作用 ，使各種效應(yīng)有機(jī)地融為一體 ，同時(shí)利用有機(jī)質(zhì)和功能微生物對(duì)土壤中重金屬的結(jié)合作用和轉(zhuǎn)化作用降低重金屬的有效性 ，在土壤重金屬的修復(fù)方面發(fā)揮重要作用 ，是實(shí)現(xiàn) 2020 年化肥零增長(zhǎng) 、促進(jìn)化肥減量增效的切實(shí)可行措施 ，也是緩解農(nóng)業(yè)面源污染 、支撐農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要路徑 。
面對(duì)生物有機(jī)肥來(lái)源復(fù)雜 、微生物種類眾多以及生產(chǎn)和施肥過(guò)程中還存在著種種問(wèn)題 ，需要進(jìn)一步改進(jìn)和提升 。 針對(duì)肥源問(wèn)題帶來(lái)的安全隱患問(wèn)題 ，可通過(guò)對(duì)生物有機(jī)肥樣品重金屬和抗生素殘留進(jìn)行監(jiān)控 ，修訂 NY 884 — 2012 ，同時(shí)應(yīng)當(dāng)確定相關(guān)抗生素檢測(cè)技術(shù)方法標(biāo)準(zhǔn) ，為質(zhì)量控制和風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)管提供依據(jù) 。 因此 ，健全生產(chǎn)菌種安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系 ，加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)管理 ，通過(guò)相關(guān)研究對(duì)潛在風(fēng)險(xiǎn)因子進(jìn)行識(shí)別和監(jiān)控 ，是生物有機(jī)肥質(zhì)量安全的首要保障 。——論文作者：魯洪娟1 ，2 周德林1 葉文玲1 ，2 樊 霆1 ，2 馬友華1 ，2 #
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